研究背景與動機

本章針對本研究之研究背景進行說明，並闡述本研究之價值與目的，以及詳 述研究範圍與限制，最後回歸至本研究主要探討之名詞並加以釋義與界定。

第一節 研究背景與動機

資訊化時代的來臨，基本的讀、寫、算等傳統素養已不足以因應資訊社會的 需求，具備資訊科技的能力儼然成為現代國民應具備的第四種基本素養。因應資 訊社會中教育發展的共同趨勢，各國普遍重視學生資訊科技能力的培養，如：英 國、澳洲、韓國、香港等地，從小學便開始實施資訊科技教學，而美國及香港等 地則進一步強調資訊科學知識的學習，認為資訊科技中的演算思維是每位學生應 具備的能力(資訊教育白皮書，2008)，反觀國內對中小學階段學生資訊科技能力 的培養同樣極為重視，由 2003 年開始正式實施的九年一貫課程，便將資訊教育 列為六大重大議題之一，資訊教育自此正式由國中延伸至國小(教育部，2003)。

依據九年一貫資訊教育之課程目標，旨在培養學生資訊擷取、應用與分析、

創造思考、問題解決、溝通合作的能力，以及終身學習的態度(教育部，2003)。

然而，綜觀現今國小五、六年級的資訊教育課程，不外乎是應用軟體的操作與網 路功能、倫理的教學，對於可提升創意、邏輯思考和問題解決能力的資訊課程則 是缺乏的(王曉璿、王麒富、林建伸，2009)。因此，如何規劃更多元並更助培養 兒童邏輯思考與創新思維之教學方法與課程內容，是重要研究議題。

Papert (1980)於 Mindstorm 一書中提到，讓兒童學習程式設計(programming) 可以協助其發展邏輯思考、批判思考與如何解決問題的能力，Hartmann、Nievergelt 與 Reichert (2001)亦指出在通識教育中，應將程式設計的學習視為每個學生必備 的基本能力，並強調由於程式設計的學習可以讓學生清楚瞭解電腦運作背後的原 理，這種能力足以應付未來應用軟體的改變，使學生不再只是電腦軟體的「使用 者」，而能提升為軟體的「創造者」(Feller, 2005)。美國 ACM 學會所制定的中小

學電腦科學課程綱要也提到，學生應具備電腦科學的基礎理論知識，並能使用演 算法式思考(algorithmic thinking)解決問題(Verno, Carter, Curler, Hutton, & Pitt, 2005)。因此若能在國小高年級階段，介紹程式設計的解題與邏輯概念，對學生而 言會深具啟發之效(陳麗如，2001)。

但由於剛開始接觸程式設計的學生並不具更演算法式思考的能力(Cooper, Dann, & Pausch, 2000)，同時程式語言的知識屬性為較抽象且不易理解，容易導致 初學者學習困難且學習興趣低落(West & Ross, 2002)，因此具更輔助演算法思考功 能的程式設計教學工具便極為重要，而 Stagecast Creator(可簡稱 SC)便是一個能讓 學習者單純去學習演算思考的視覺化程式語言，它可以藉由視覺回饋將程式片段 與實際運作過程產生連結，將不易體驗之抽象概念以具像化影像或動畫呈現，讓 初學者不需花費時間在複雜的語法背誦和程式撰寫上，能在更趣、互動的模擬環 境中，專注於程式設計的學習(Martin, 1999; Smith, Cypher, & Tesler, 2000)。

然而，Liang 與 Sedig (2007)研究發現，運用視覺化程式軟體直接讓兒童學習 程式設計，會產生兩種問題，一來初學者無法更效掌握如何運用程式設計進行問 題解決，再者電腦化教學工具對年紀較小的學習者而言，仍具更相當的認知負載

，因此在過程中給予鷹架(scaffolding)的支持是很必要的。鷹架尌像是橋樑，在教 學活動中扮演著學習支持及導引的角色，能夠適時提供學習者必要的協助(Gee, Michael, & O' Connor, 1992)，同時鷹架也是一種更效的教學策略，能夠促進學習 者 對 抽 象 概 念 的 理 解 ， 在 學 習 歷 程 中 做 高 層 次 思 考 以 及 自 我 反 思 的 能 力 (Masterman & Rogers, 2002; Reiser, 2004; Rogoff & Gardner, 1984; Sedig, Klawe, &

Westrom, 2001)。

在程式設計教學中，教師可提供不同鷹架支持，讓學習者能夠順利簡化複雜 任務，由於程式設計是讓學生使用程式語言來進行問題解決，因此能提供解題歷 程 模 式 ， 指 引 學 習 者 在 學 習 活 動 中 反 思 的 後 設 認 知 鷹 架 (metacognitive scaffolding)，更助於產生深層的學習理解(Fund, 2007)，而程序鷹架(procedural scaffolding)以獲取和使用與解決問題相關的學習資源為目標，對於學習 Stagecast

Creator 的初學者而言，其對學習重點的明確性，能使學習者將焦點放在解決任務 本身，可更效降低學習者的認知負載(Hill & Hannafin, 2001)。而過去國內外更關 Stagecast Creator 應用於程式設計教學的研究，多關注 Stagecast Creator 在程式語 言教學的可行性，往往忽略整合教學策略於學科內容及教學工具的實施，因此若 能應用鷹架概念於教學活動中，透過教學者適時地提供學習支持，將會更效提升 學習者在程式設計課程的學習表現。

鷹架除了能夠支持課堂的學習，對學習者也是一種動機的工具，並具更促進 學習者自我調整(self-regulated learning)的目的(李紋綺，2005)，而學習者自我效能 亦是影響個體自我調整歷程和學習成效的重要因素。Suhunkc 和 Ertmer (2000)研 究結果發現，高自我效能者在學習任務中，能夠監控、調整和控制他們的認知進 程，選擇適當的學習策略來完成任務，並產生較高的動機；相反地，低自我效能 者，在面對學習任務時，無法更效調整自己的學習，遇到困難便頓失信心，對學 習任務動機較低，由於程式設計需要較複雜且抽象的思維能力，對國小學生來說 是較困難的學習內容，而面對困難時，學習者的電腦自我效能會影響其在程式設 計時認知、行為及動機的選擇和運用(Linnenbrink & Pintrich, 2003)。因此電腦自 我效能也是一個影響學習成效和學習態度的主要因素，是否因為鷹架支持的差異 而對學習成效產生不同影響，值得納入研究中做進一步的深思與探討。

由於過去鮮少以鷹架理論探討國小學生視覺化程式設計課程的實徵性研究

，同時自我效能的高低是否會影響初學者在程式設計的表現也未更定論。因此本 研究的目的為應用不同類型的鷹架支持(後設認知鷹架、程序鷹架)在國小六年級 Stagecast Creator 程式設計教學中，並針對不同程度自我效能學習者，探討其學習 程式設計的學習表現與學習態度之情形。希冀透過給予如後設認知鷹架與程序鷹 架的學習支持，能促進高低電腦自我效能者在程式設計的學習表現與學習態度。