研究背景與動機

運算思維(Computational thinking, CT) 是二十一世紀的未來新世代裡最值得 培養的技能，近年來這樣的信念在國際間廣泛認同且將運算思維納入其義務教育 的國家也急速攀升(Zhang & Nouri, 2019)。世界各地有許多政府正在將電腦程式設 計納入其國家的教育課程，近期在英國和其他歐洲國家皆從小學導入電腦科學教 學的決定，即反應出重視運算思維之趨勢(Román-González et al., 2017)。可見程式 設計教學的重要性與日俱增，教育部(2018)公布十二年國民基本教育課程綱要之 科技領域課程雖未規劃國小階段的學習時數，但在臺北市科技領域國小資訊科技 課程教學綱要(2018)中提到，為維持臺北市學生之基本科技素養與優勢，有必要 將國小資訊教育課程結合生活科技領域與時代潮流的科技議題，訂定相關之教學 綱要與學習內容。然而許多國家面臨的共同挑戰是如何快速培育教師，使教師掌 握相關知識與技能，並開發適合的教材(Carlborg, Tyren, Heath,& Eriksson, 2019)。

運算思維被視為一種能提出可由電腦執行之步驟或演算法為解決方案的思維過 程，而建立運算思維最有效率的方式即是學習電腦科學(Cuny, Snyder, & Wing, 2010;

K-12 Computer Science Framework Steering Committee, 2016)。學習程式、寫程式能夠 有效提升學生在問題解決、創意思考等高層次思考能力，且多數研究指出若在國 中小適當引入前導的程式課程概念，有助於提升學習程式的動機與學習成效。因 此，程式設計應該是人人具備的基本能力，程式設計的教學透過有系統、邏輯解 題方式，可以培養學生的邏輯及抽象思考能力，這些能力能不僅能應用在電腦科 學的學習上，甚至是日常生活裡的實際問題，幫助他們在不同的領域上解決問題，

皆能反覆思考與應用(Barzilai & Blau, 2014; Fessakis et al., 2013; Feng & Chen, 2014)。

體驗式學習的意涵為學習者經由學習活動中，反思其學習歷程之經驗，從學習中 獲得領悟(insight)，再將習得知識應用在日常生活之問題解決(王麗君, 2010)。而透 過製作遊戲，能為學習者提供精熟程式設計的機會(Hayes, 2008; Kafai, 2006)。本 研究以程式設計教學提升學習者運算思維能力，透過體驗式學習為學習活動架構，

並依據體驗式學習四個階段之具體經驗、反思觀察、抽象概念與主動驗證(Kolb, 1984)編製具結構化且詳盡的紙本教學教材，冀望能為目前國小資訊科技領域提供 具提升學習成效之教學課程。

程式語言的知識屬性為較抽象、不易理解，容易導致初學者學習困難且學習 興趣低落(Winslow, 1996)。Soloway (2010)指出初學者的程式語言環境，應具有簡 單及視覺化的特性。目前已有許多學習程式設計的工具軟體與活動，運用視覺化 與圖像式的程式語言能提供初學者一個容易學習的環境(Kelleher & Pausch, 2005;

Isomöttönen, Lakanen, & Lappalainen, 2011)，包括 Alice(Cooper, Dann, Pausch, &

Pausch, 2000)、Lego (Kim & Jeon, 2007)、Scratch (Maloney, Resnick, Rusk, Silverman,

& Eastmond, 2010)、Kodu (MacLaurin, 2011)、Code.org (Kalelioğlu, 2015)、micro:bit

(Sentance, Waite, Hodges, MacLeod, & Yeomans,2017)等。在程式設計教法上若能避 免複雜的語法結構(Kehoe & Taylor, 2014)，注重高層次概念的遷移，同時給予具 體情境與抽象概念的連結，較能引起學習者對程式設計的學習理解與興趣(Grover

& Pea, 2013)。而微型電腦 micro:bit 利用圖形化介面用積木組合程式指令即可完 成專案，支援中文化使學童容易學習；且網路社群多有提供 micro:bit 學習主題 課程，不僅讓學生容易自學，教學者也能快速上手用於課堂教學(蘇晉輝、盧東 華,2019)。目前國內微型電腦或開發版之教學多於國高中階段，而國小階段主要以 Scratch 進行程式設計教學，在結合實體運算裝置的教學研究仍有可研議之處，因 此本研究以微型電腦micro:bit 為教學實驗工具，推廣資訊領域教學應用，並透過 製作遊戲專題為學習任務，激發程式設計初學者思考與學習動機。

識(高先備知識、低先備知識)之國小學習者程式設計學習的影響，並期望對國小 學習者在程式設計專題程式學習成效與學習態度有正向影響。