第四章 研究結果與分析
第二節 程式設計初學者之學習成效分析
旨在瞭解各組別程式設計初學者在該教學策略下之學習成效為何，因此分別進行程 式設計觀念與程式設計實作測驗，分析結果如下。
一、 程式設計觀念測驗
為了理解不同的教學策略是否會造成學生程式設計觀念的不同，因此我們在具有信 度、效度之「大學程式設計先修檢測」內的題目中挑選了 5 題於課程內容中有涵蓋之題 目，並另外自行設計 4 題基本觀念的相關題目，一共 9 個題目，皆為紙筆測驗選擇題，
總分為 9 分。
本研究採取單因子變異數分析，並以 Levene 的變異數同質性檢定來確認其離散狀 態，其母體的變異數是否具有同質性（邱皓政, 2013）。分析結果如下：
表 4-2 程式設計觀念測驗之描述性統計
人數 平均數 標準差 標準誤平均值
實驗組一 30 4.40 1.52 .28
實驗組二 30 4.47 1.43 .26
實驗組三 30 4.03 1.45 .26
控制組 30 3.50 1.28 .23
表 4-3 程式設計觀念測驗之變異數分析
來源 平方和 自由度 均方 F 顯著性
程式觀念測驗 群組之間 17.67 3 5.89 2.955 .035 群組內 231.13 116 1.99
表 4-4 程式觀念測驗之 LSD 事後比較
教學策略（I） 教學策略（J） 平均差異（I-J） 標準誤 顯著性
實驗組一 實驗組二 -.07 .36 .855
實驗組三 .37 .36 .316
控制組 .90 .36 .015*
實驗組二 實驗組一 .07 .36 .855
實驗組三 .43 .36 .237
控制組 .97 .36 .009**
實驗組三 實驗組一 -.37 .36 .316
實驗組二 -.43 .36 .237
控制組 .53 .36 .146
控制組 實驗組一 -.90 .36 .015*
實驗組二 -.97 .36 .009**
實驗組三 -.53 .36 .146
註：*p<.05，**p<.01，***p<.001
由上述的報表可以得知：此一單因子變異數分析的四個水準平均數各為 4.40、4.47、
4.03、3.50，Levene 的變異數同質性檢定並未顯著（Levene=.850，p=.469），表示這四個 樣本的離散情形無明顯差別。整體考驗結果發現，不同組別的學生其程式設計觀念測驗 有所不同（F（3, 116）=2.955，p<.05），學生的確會因教學策略的不同而有所差異。經 事後比較 LSD 檢驗發現，程式觀念的平均數以實驗組一（4.40）與實驗組二（4.47）顯 著高於控制組（3.50），由此得知實驗組一、二之教學策略能幫助學生建立程式設計的觀 念。其中，實驗組二透過本研究之教學策略進行長時間程式設計觀念學習的訓練後，能 在程式觀念的測驗中顯著優於未經過本研究之教學策略的控制組。而另一方面，實驗組 一的訓練時數儘管少於實驗組二，但只要在教學策略中先訓練學生程式的邏輯思維，仍 會有良好的成效。
此外，為確保測驗題目之品質與內涵，本研究針對程式觀念測驗的各個題目進行難 度與試題鑑別度分析，分析結果如下：
表 4-5 程式設計觀念測驗試題難度與鑑別度分析
題號 高分組答對率（PH） 低分組答對率（PL） 難度 鑑別度
1 .79 .22 .50 .57
2 .97 .72 .84 .25
3 .52 .50 .51 .02
4 .88 .25 .56 .63
5 .64 .06 .35 .57
6 .79 .28 .53 .51
7 .58 .09 .33 .48
8 .42 .13 .27 .30
9 .33 .03 .18 .30
根據研究指出，難度越接近 1 表示該試題越容易，難度越接近 0 表示該試題越困難，
當難度接近.50 時，則表示該試題難易度適中。而鑑別度愈高愈好，一般可接受之最低 標準為.25 以上，因此低於此標準之題目，視為鑑別度不佳試題（陳嘉陽，2014）。由上 述報表可以得知在程式觀念測驗當中，應將題號 3 的試題予以刪除或重新出題，刪除題 號 3 之結果如表 4-7、表 4-8 與表 4-9。而本研究參考 Ebel 等人（Frisbie, D. A., & Ebel, 1991）
之鑑別度的評鑑標準，以作為未來修正題目的依據，如表 4-6。
表 4-6 鑑別度的評鑑標準
鑑別度指標 試題評鑑
.40 以上 非常優良
.30~.39 優良，但可能有需要修改
.20~.29 尚可，但需作局部性的修改
.19 以下 不佳，需要刪除或修改
資料來源：Frisbie, D. A., & Ebel, R. L. (1991). Essentials of educational measurement.
刪除題號 3 後，本測驗含具有信度、效度之「大學程式設計先修檢測」內的題目 5 題，自行設計的題目則為 3 題，一共 8 個題目，總分為 8 分，分析結果如下：
表 4-7 程式設計觀念測驗（刪除題號 3）之描述性統計
人數 平均數 標準差 標準誤平均值
實驗組一 30 3.77 1.52 .28
實驗組二 30 4.17 1.62 .30
實驗組三 30 3.37 1.38 .25
控制組 30 2.93 1.26 .23
表 4-9 程式觀念測驗（刪除題號 3）之 LSD 事後比較
教學策略（I） 教學策略（J） 平均差異（I-J） 標準誤 顯著性
實驗組一 實驗組二 -.40 .37 .288
實驗組三 .40 .37 .288
控制組 .83 .37 .028*
實驗組二 實驗組一 .40 .37 2880
實驗組三 .8- .37 .035*
控制組 1.23 .37 .001**
實驗組三 實驗組一 -.40 .37 .288
實驗組二 -.80 .37 .035
控制組 .43 .37 .250
控制組 實驗組一 -.83 .37 .028*
實驗組二 -1.23 .37 .001**
實驗組三 -.43 .37 .250
表 4-8 程式設計觀念測驗（刪除題號 3）之變異數分析
來源 平方和 自由度 均方 F 顯著性
程式觀念測驗 群組之間 25.23 3 8.41 3.991 .010 群組內 244.37 116 2.11
總和 269.59 119
註：*p<.05，**p<.01，***p<.001
由上述的報表可以得知：此一單因子變異數分析的四個水準平均數各為 3.77、4.17、
3.37、2.93，Levene 的變異數同質性檢定並未顯著（Levene=1.443，p=.234），表示這四 個樣本的離散情形無明顯差別。經整體考驗結果發現，程式觀念的平均數在刪除題號 3 個面向為評分依據（League, 2013）來建立「定錨評分量表」（Behaviorally Anchored Rating Seale, BARS），各項評分類別會依據定錨評分量表中的敘述給予 1 至 4 分，其中 4 分為
與資料結構 矛盾的情況。 互矛盾的情況。 （如< vs.<=）。 值 AND/OR 的
資料來源：League, C. (2013). Rubric for Computer Programming.
本研究請到兩名資深的高中資訊科技教師根據表 4-10 之標準評分，而為理解兩位
人數 120 120
由上述的報表可知，A 教師與 B 教師的評分結果兩變項之平均數各為 13.83 分與 13.41 分，標準差分別為 2.96 與 3.00。Pearson’s r 達.875（p=.000），統計上達到.001 的 顯著水準。也就是說 A 教師與 B 教師的評分結果有顯著的高度正相關（r=.875，p<.001）。
評分結果依據總分、各題目之總分以及各面向之總和加以分析，採取單因子變異數 分析，並以 Levene 的變異數同質性檢定來確認其離散狀態，其母體的變異數是否具有 同質性。分述結果如下：
(一) 總分
總分為 5 個題目在各個面向所得分數之總和，滿分為 80 分，分析結果如下：
表 4-13 程式設計實作測驗總分之描述性統計量表
人數 平均數 標準差 平均數的標準誤
實驗組一 30 54.30 8.83 1.61
實驗組二 30 56.93 9.23 1.69
實驗組三 30 51.07 8.29 1.51
控制組 30 55.67 10.41 1.90
由上述的報表可以得知：此一單因子變異數分析的四個水準平均數各為 54.30、56.93、
51.07、55.67，Levene 的變異數同質性檢定並未顯著（Levene=.679，p=.567），表示這四 個樣本的離散情形並無明顯差別。整體考驗結果發現，不同組別的學生其程式設計實作 測驗中，測驗成績並無不同（F（3, 116）=2.248，p>.05），顯示程式設計的實作並不會 因教學策略的不同而有所差異。
表 4-14 程式設計實作測驗總分之變異數分析
來源 平方和 自由度 均方 F 顯著性
總分
群組之間 573.29 3 191.10 2.248 .086 群組內 9860.70 116 85.01
總和 10433.99 119
(二) 各題目之總分
程式實作測驗內容一共 5 題，分別為 Q1、Q2、Q3、Q4 以及 Q5，各題皆以程式的 語法、程式的邏輯、程式的正確性與程式的完成度四個面向之加總計分，各題滿分為 16 分，分析結果如下：
1.
Q1
Q1 題目為基本之輸入輸出，分別分析結果如下：
表 4-15 程式設計實作測驗 Q1 之描述性統計量表
人數 平均數 標準差 平均數的標準誤
實驗組一 30 14.72 2.26 .41
實驗組二 30 15.10 1.86 .34
實驗組三 30 14.88 2.57 .47
控制組 30 15.32 1.84 .34
由上述的報表可以得知：此一單因子變異數分析的四個水準平均數各為 14.72、15.10、
14.88、15.32，Levene 的變異數同質性檢定並未顯著（Levene=2.468，p=.066），表示這 四個樣本的離散情形並無明顯差別。整體考驗結果發現，不同組別的學生其程式基本輸 入輸出的實作中，測驗成績並無不同（F（3, 116）=1.14，p>.05），顯示程式基本輸入輸 出的實作並不會因教學策略的不同而有所差異。
2.
Q2
Q2 題目為基本之運算式，分析結果如下：
表 4-17 程式設計實作測驗 Q2 之描述性統計量表
人數 平均數 標準差 平均數的標準誤
實驗組一 30 14.83 2.46 .45
表 4-16 程式設計實作測驗 Q1 之變異數分析
來源 平方和 自由度 均方 F 顯著性
Q1
群組之間 15.88 3 5.29 1.14 .335 群組內 536.75 116 4.63
總和 552.63 119
實驗組二 30 14.56 2.26 .41
實驗組三 30 13.63 3.21 .59
控制組 30 14.30 3.17 .58
由上述的報表可以得知：此一單因子變異數分析的四個水準平均數各為 14.83、14.56、
13.63、14.30，Levene 的變異數同質性檢定並未顯著（Levene=2.290，p=.082），表示這 四個樣本的離散情形並無明顯差別。整體考驗結果發現，不同組別的學生其程式基本運 算式的實作中，測驗成績並無不同（F（3, 116）=0.999，p>.05），顯示程式基本運算式 的實作並不會因教學策略的不同而有所差異。
3.
Q3
Q3 題目為基本之條件判斷式，分析結果如下：
表 4-19 程式設計實作測驗 Q3 之描述性統計量表
人數 平均數 標準差 平均數的標準誤
實驗組一 30 12.47 2.99 .55
實驗組二 30 13.47 2.68 .49
實驗組三 30 11.63 3.35 .61
控制組 30 12.53 2.97 .54
表 4-18 程式設計實作測驗 Q2 之變異數分析
來源 平方和 自由度 均方 F 顯著性
Q2
群組之間 23.64 3 7.88 .999 .396 群組內 915.11 116 7.89
總和 938.75 119
表 4-20 程式設計實作測驗 Q3 之變異數分析
來源 平方和 自由度 均方 F 顯著性
Q3
群組之間 50.56 3 16.85 1.865 .139 群組內 1048.37 116 9.04
由上述的報表可以得知：此一單因子變異數分析的四個水準平均數各為 12.47、13.47、
11.63、12.53，Levene 的變異數同質性檢定並未顯著（Levene=1.464，p=.228），表示這 四個樣本的離散情形並無明顯差別。整體考驗結果發現，不同組別的學生其程式基本條 件判斷式的實作中，測驗成績並無不同（F（3, 116）=1.865，p>.05），顯示程式基本條 件判斷式的實作並不會因教學策略的不同而有所差異。
4.
Q4
Q4 題目為基本之重複結構，分析結果如下：
表 4-21 程式設計實作測驗 Q4 之描述性統計量表
人數 平均數 標準差 平均數的標準誤
實驗組一 30 7.55 4.36 .80
實驗組二 30 8.87 4.88 .89
實驗組三 30 7.08 3.86 .71
控制組 30 8.62 4.39 .80
由上述的報表可以得知：此一單因子變異數分析的四個水準平均數各為 7.55、8.87、
7.08、8.62，Levene 的變異數同質性檢定並未顯著（Levene=1.551，p=.205），表示這四 個樣本的離散情形並無明顯差別。整體考驗結果發現，不同組別的學生其程式重複結構 的實作中，測驗成績並無不同（F（3, 116）=1.126，p>.05），顯示程式基本重複結構的 實作並不會因教學策略的不同而有所差異。
5.
Q5
Q5 題目為陣列，分析結果如下：
表 4-23 程式設計實作測驗 Q5 之描述性統計量表
人數 平均數 標準差 平均數的標準誤
表 4-22 程式設計實作測驗 Q4 之變異數分析
來源 平方和 自由度 均方 F 顯著性
Q4
群組之間 65.12 3 21.71 1.126 .341 群組內 2235.53 116 19.27
總和 2300.65 119
實驗組一 30 4.73 2.55 .47
實驗組二 30 4.95 3.07 .56
實驗組三 30 4.35 .93 .17
控制組 30 4.90 2.60 .48
由上述的報表可以得知：此一單因子變異數分析的四個水準平均數各為 4.73、4.95、
4.35、4.90，Levene 的變異數同質性檢定並未顯著（Levene=1.705，p=.170），表示這四 個樣本的離散情形並無明顯差別。整體考驗結果發現，不同組別的學生其程式陣列的實 作中，測驗成績並無不同（F（3, 116）=.376，p>.05），顯示程式陣列的實作並不會因教 學策略的不同而有所差異。
4.35、4.90，Levene 的變異數同質性檢定並未顯著（Levene=1.705，p=.170），表示這四 個樣本的離散情形並無明顯差別。整體考驗結果發現，不同組別的學生其程式陣列的實 作中，測驗成績並無不同（F（3, 116）=.376，p>.05），顯示程式陣列的實作並不會因教 學策略的不同而有所差異。