研究工具

本研究所使用的研究工具包括 LEGO NXT 機器人 3D 模擬軟體、機器人程式 設計學習講義、實作心得紀錄、程式設計成就測驗、課程問卷、學生訪談紀錄、

教學日誌等，分別說明如下。

壹、LEGO NXT 機器人 3D 模擬軟體

本研究使用陳玥汝（2010）所開發的 LEGO NXT 機器人 3D 模擬軟體，因為 其只有一個固定的 3D 地圖環境，不符合實際教學需求，因此依據教學規劃的內容 將模擬軟體進行部分修改與設計，將於第五節詳細說明。

貳、機器人程式設計學習講義

依據教學規劃設計講義，分為兩個部分共七個章節，第一個部分是「LEGO NXT 程式設計簡介」，在預備單元實施，講解機器人模擬軟體的使用環境與特色。

第二個部分為六個教學單元分別是「直線折返車」、「自走巡邏車」、「單光源軌道 車-初賽」、「單光源軌道車-複賽」、「瘋狂碰碰車」與「混合挑戰賽」等。每一個單 元規劃「學習目標」、「問題敘述」與「概念提示」等部分，在後四個單元並加入 流程圖說明解題步驟，幫助學生了解解題方法。詳細講義內容參見附錄一。

參、實作心得紀錄

本記錄用途在於了解每一個學生，在每一個單元的實作完成率，及記錄學生 對此單元的心得回饋。在課程實施前向說明記錄實作心得的方式與原則，學生必 須要回答兩個問題：「是否有完成今天的任務？」與「記錄今天課程的心得」，心 得紀錄可以包含未能完成實作的原因、學習活動的心得感想以及反應與課程有關 的問題，研究者可藉此了解學生學習狀況。實作心得於課程 Moodle 網站上填寫，

Moodle 填寫之網頁內容參見附錄二。

肆、程式設計成就測驗

成就測驗實施的目的在於了解學生學習的盲點，作為教學改進調整的參考依 據。測驗於全部課程實施完畢後進行，內容由研究者根據教學狀況與以往教學經 驗設計之。以紙筆測驗方式進行，測驗類型包含追蹤程式碼、設計並撰寫程式與 程式除錯。涵蓋的認知層面包含：記憶、理解與應用。測驗內容包括：

一、了解學生是否理解程式設計基本概念與循序結構的學習內容。

二、了解學生是否理解程式設計變數與運算概念的學習內容。

三、了解學生是否理解程式設計選擇結構與重複結構的學習內容。

四、了解學生是否能夠應用選擇結構與重複結構進行程式設計。

詳細成就測驗問題參見附錄三。

伍、課程問卷

問卷於全部課程實施完畢後進行，內容由研究者根據想要了解的教學層面問 題進行設計，藉由問卷進行整體教學的意見調查。並將此問卷實施收集之結果，

作為整體教學過程的檢討依據，同時也列為訂定訪談問題的參考。收集的意見層 面包含：

一、對於機器人模擬軟體的意見。

二、對於機器人程式設計課程實施的意見。

三、學習程式設計的心得與感想。

四、整體課程實施的建議。

詳細問卷內容參見附錄四。

陸、學生訪談

教師根據教學日誌的紀錄，與學生問卷的回答情形，設計一系列的訪談問題，

進行學生小組訪談，其目的在釐清實作心得紀錄、課程問卷與成就測驗中的特殊 情形，以及獲得學生對於課程與學習過程中進一步的觀點，藉此得到更深入的資 訊。訪談問題參見附錄五。

柒、教學日誌

教學日誌為研究者記錄六個單元的機器人程式設計教學過程與重要事項。日 誌中記載的項目包括課程實施概要、教師課堂觀察、師生互動紀要、教學遭遇問 題、教學調整方式與教學省思等。日誌內容作為研究者教學自省與教學調整改進 的用途。參見附錄六之教學日誌紀錄表。