研究設計

第三章 研究方法

本章提出一套針對已有運算思維與程式設計概念學生之課程，探討學生經由 此實驗課程後，對於 App 應用程式運作的了解及對於 App 程式設計的吸收程度，

進而分析已有運算思維程式設計學生之學習狀況。

第一節 研究設計

參考 App 教學課程文獻後，將以由簡入難的方式規劃，分析 App 應用程式難 易度訂定循序性學習目標內容，以專題式學習方式設計教材與課程，並透過實際 實施課程驗證本研究之設計，步驟如圖 1

(1) App 應用程式開發環境介紹 (2) App 應用程式的基礎運作方式 (3) App 應用程式的進階操作方式

App 應用程式基本環境介紹

●以圖像方式來呈現

●使用積木模式撰寫

●了解App撰寫環境

App 應用程式的基礎運作方式

●了解基礎App基礎物件運作

●熟悉使用運算思維來結合 App程式

App應用程式的進階操 作方式

●了解進階App物件運作

●使用運算思維來結合複 雜App程式運作模式

圖 1 研究設計開發步驟

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經過進行 App 應用程式課程難易度分析後，App 應用程式的必要物件開發基 礎課程內容設計以學習畫布、圖像精靈、顯示文字、按鈕、標籤、下拉選單等 App 應用程式的獨特功能為主，該物件特性為無須運算思維基礎之學生也能簡易 使用，如表 1 為有無運算思維概念之寫法，該課程目標希望學生皆能使用運算思 維之概念來撰寫，故課程內容皆已有運算思維之寫法來教學。

無運算思維概念之寫法 已有運算思維概念之寫法

表 1 基礎物件用法之差別

在 App 應用程式的進階物件技巧設計課程中加入資料庫、函數等進階的 App 程式技術，該物件對於無程式設基礎之學生大多無法輕易使用，該物件皆須使用 列表等運算思維概念來完成，若無運算思維概念之學生只能簡易使用標籤儲存，

若已有運算思維概念之學生能夠先已列表儲存在只用標籤做存取，如此便能提升 微型資料庫的用途及用法，如表 2。故若學生無運算思維基礎概念則需要花些課 程時間來學習相關概念，但本課程將針對已有運算思維概念之學生來探討，則預 期不會遇到相關問題，也希望參與本研究之學生至少能使用微型資料庫至專題。

以上課程中將結合學生已具備的運算思維基礎概念做銜接，使學生專題更具挑戰 性。App 的專題應用與製作引發學生思考創作，進行有效的 App 應用程式實作練 習，使學生自行研發獨創的 App 應用程式。更從中培養學生 App 程式設計之能 力，增加學生的設計與學習的信心。透過 App 應用程式呈現專題結果，能使學生 增加成就感，運用運算思維概念進行思考，增強所設計之 App 應用程式的深度。

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表 2 進階物件用法之差別

一. App 課程教材開發

App 應用課程涵蓋內容甚為廣大，因此要為已有程式能力基礎之學生設計適 當課程，以達到教學目標，必須針對 App 課程特性分析。根據文獻探討 App 應用 課程內容以專題式學習理論為基礎，並採用做中學的模式進行，規劃教學內容時 由於學生已有運算思維基礎，故能針對學生據有的先備知識為基礎來設計及考 量，讓學生基於既有的基礎上得以延伸學習。發展 App 應用課程教材除了用於課 程中傳授知識，培養學生能力，亦為學生專題製作之參考，根據以上論點本研究 設計教材內容時的要點如下:

(1) 循序主題與教學內容 (2) 活動時間之規劃 (3) 技術與知識的學習

本研究所設計教學課程包含 App 開發基本環境介紹、App 的必要物件開發基 礎課程、App 的進階物件技巧設計課程及 App 的專題應用與製作，以循序式課程 教學，帶領學生動手做與實踐任務。課前課後有問卷來探討學習成效及課程期 望，本課程分為以下四階段。

無運算思維概念之用法

已有運算思維概念之用法

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1. App 開發基本環境介紹

以 App Inventor 的開發環境做為工具，並將平時常見的行動裝置應用功能轉 換為視覺化的程式語言，App Inventor 擁有多個角色平行處理的特性，因此學生需 要理解程式邏輯與手機的流程控制，以利學生之後課程的學習，課程中教學簡易 的按鈕、畫布、標籤、文字輸入盒讓學生熟悉 App 程式所需物件，藉由小畫家的 App 應用程式實作來達成此目的。

2. App 的必要物件開發基礎課程

學生運用先前所學的運算思維概念，以九宮格拼圖遊戲製作學習 App 應用程 式功能。課程內容主要使用列表、變數、迴圈等運算思維概念來操作 App 基礎物 件，並介紹 App 應用程式製作流程，針對標籤、按鈕、畫布、圖像精靈做深入且 詳細的介紹。過程中使用運算思維概念的列表結合圖像精靈物件來使整個程式運 作，透過該課程內容與教學方式，使學生運用所學的運算思維之能力來完成該課 程，並從中激發學生創意思考，使得學生有能力已運算思維背景自行製作 App 應 用程式遊戲，且課程結束後有能力能思考出各式簡易小遊戲。

3. App 進階物件技巧設計課程

由於修課學生為已有運算思維之學生，故選擇進階 App 物件做教學，使用 5 種需使用到運算思維概念的進階物件來使學生專題更具深度及廣度，本研究藉由 記帳本的實作來學習 App 應用程式中針對資料新增/修改/刪除的微型資料庫，課程 內容使用記帳本所需的統計、判斷、圖表等列表相關程式語法，並運用 App Inventor 針對手機所設計的微型資料庫、檔案管理來結合。該課程針對已有運算思 維基礎之學生設計，故在此使用須結合大量的“列表”App 的進階物件來教學。增 加微型資料庫物件用法能更加善用 App 應用程式所取得的資料，配合換頁、按鈕 等基本套件，更能使學生製作出具有程式意義且可長久使用的 App 應用程式工 具。

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