第五章 結論與建議
第一節 結論
本研究根據研究問題及第四章之研究結果進行歸納,獲得以下結論:(1)在學 習成效中知識應用方面,以功能導向學習為教學方式時,問題引導組的學習表現 優於程序引導組;而以問題引導為策略時,功能導向學習組的學習表現優於情境 導向學習組;(2)在實作表現方面,以情境導向學習為教學方式時,問題引導組的 學習表現優於程序引導組;而以程序引導為策略時,功能導向學習組優於情境導 向學習組。 (3)在學習態度方面,以程序引導為策略時,情境導向學習組的學習者 比功能導向學習組感受到較高的學習幫助度與滿意度。各點之結論分述如下:
壹、 在學習成效中知識應用方面,以功能導向學習為教學方式時,問題引導組的 學習表現優於程序引導組;而以問題引導為策略時,功能導向學習組的學習 表現優於情境導向學習組
由研究結果發現,以功能導向組學習者而言,引導策略對學習者在知識應用 學習表現上達顯著差異,問題引導組優於程序引導組。推測可能的原因為學習者 在學習程式概念後,透過文字敘述輔以程式積木圖片的問題,學習者在紀錄答案 的過程中,更能強化任務目標與程式積木的功能的關連,建立抽象概念。程序引 導策略學習者僅依循解題步驟組合所需要的積木功能,未能進一步思考程式與任 務目標之間的關聯,因而不熟悉積木功能。
以問題引導組學習者而言,教學方式對學習者在知識應用學習表現上達顯著 差異,功能導向組優於情境導向組。推測可能的原因為以任務目標進行功能提問 後,功能導向組的學習者能藉由先前結構化的目標分析與功能說明,更能反覆驗 證自己學習歷程、加深對積木功能與任務目標的關聯。情境導向組學習者則是出 現遊戲情境與任務目標的認知落差,無法有效轉換舊經驗應用至新情境。
貳、 在實作表現方面,以情境導向學習為教學方式時,問題引導組的學習表現優 於程序引導組;以程序引導為策略時,功能導向學習組優於情境導向學習組 由研究結果發現,以情境導向組學習者而言,引導策略對學習者在實作表現 上顯著差異,問題引導組優於程序引導組。推測可能的原因為透過積木圖示進行 問題引導,讓學習者在後續實作時較能清楚意識到該使用的程式積木,圖形化對 初學者的認知理解較為直接;反之程序引導組雖能提供完整程序、提供學習者詳 述的提示,但純文字的敘述對初學者仍在短時間內難以吸收理解而後應用在實作 上。以程序引導組學習者而言,教學方式對學習者在實作表現上顯著差異,功能 導向組優於情境導向組。推測可能的原因為學習者透過功能導向方式學習任務時,
以逐一分析任務目標能讓學習者反覆閱讀文字敘述並連結程式積木的關聯,而實 作任務所呈現的程序引導也同樣以文字詳述的基本執行步驟,能讓學習者有一致 性的學習脈絡,因此在實作過程中能逐步掌握要領。
參、 在學習態度方面,各實驗組學習者對學習活動皆抱持正向學習動機;在學習 幫助度與滿意度方面,以程序引導為策略時,情境導向學習組的學習者比功 能導向學習組感受到較高的學習幫助度與滿意度
由研究結果發現,各實驗組學習者對學習活動皆抱持正向學習動機。學習者 透過學習任務的提示及指引進行遊戲設計建立抽象概念,並以微型電腦 micro:bit 實作驗證,有效幫助學習者設計程式遊戲並且提升學習成效與學習動機。而在學 習幫助度與滿意度方面,以程序引導為策略時,情境導向學習組的學習者比功能
導向學習組感受到較高的學習幫助度與滿意度。除了良好的學習設計之外,操作 引導也十分重要,尤其當初學者在學習新程序、系統或裝置時,學習者更是非常 仰賴程序引導所提供的指引說明(Paris, Colineau, Lu, & Vander Linden, 2005)。因此 學習者透過體驗式學習,從具體經驗、反思觀察與抽象概念中,皆以完整度較高 的遊戲情境融入程式設計教學,且在主動驗證的過程中,給予支持度較高的學習 鷹架,提供了較為詳細的基本執行步驟,讓學習者能依據引導反覆驗證並建立抽 象概念,因此整體在學習幫助度和滿意度的感受度較高。
第二節 建議
本節依據實驗教學與研究結果中所發現之相關問題以及可再進行改善部分 之相關建議,以供未來研究參考。
壹、程式設計課程教學設計之建議
根據本研究結果發現,對程式設計教學設計之建議包括(1)以設計遊戲為專題 來進行程式設計之教學課程時,建議將問題引導策融入課程,能獲得更好的學習 成效;(2)對國小程式設計初學者而言,進行基礎程式概念教學建議以功能導向學 習方式導入;(3)微型電腦 micro:bit 之實體運算裝置應用在國小初學者程式學習。
各項之建議分述如下:
一、以設計遊戲為專題來進行程式設計之教學課程時,建議將問題引導策融入 課程,能獲得更好的學習成效
依據本實驗研究發現,透過問題引導策略融入不同程式學習方式,皆能提升 學習者在程式設計概念與實作表現的學習表現與動機。透過積木圖示進行問題引 導,讓學習者在後續實作時較能清楚意識到該使用的程式積木,有助於加深學習 者對程式運作概念的理解,且圖形化對初學者的認知理解較為直接,對學習者的 學習信心與效果皆能提升。
二、對國小程式設計初學者而言,進行基礎程式概念教學建議以功能導向學習 方式導入
依據本實驗研究發現,對國小程式設計初學者而言,以情境故事的遊戲專題 方式結合體驗式學習歷程進行程式設計教學,能讓學習者在具體操作階段中產生 好奇心引起高度學習動機,在反思觀察與抽象概念之階段中,以功能導向學習方
式進行教學,能以結構化分析遊戲情境的目標後,逐一進行功能講解並搭配積木 圖形,初學學習者較容易聚焦學習重點,進而增進對程式功能的理解。
三、微型電腦micro:bit 之實體運算裝置應用在國小初學者程式學習
在程式設計教法上若能避免複雜的語法結構或是運用視覺化的教學工具 (Kehoe & Taylor,2014),實體運算的這些裝置都具有非常不同的功能,但都為使用 者提供了一種跨越硬體和軟體的實體運算體驗。使用可程式設計硬體創造性地設 計有形的交互式對象或系統的最終過程就是現在所稱的實體運算。實體運算的優 勢及其提供的體驗,特別是在K-12 電腦科學教育環境中(Sentance et al., 2017)。
因此在國小初學者程式學習建議利用能實際動手操作之實體運算裝置,同時注重 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)。
貳、對未來研究之建議
本研究針對未來研究方向之建議,有下列幾點,包括(1)以不插電活動為前導 組織教學策略導入教學;(2)運算思維態度情意量表。各項建議分述如下:
一、以不插電活動為前導組織教學策略導入教學
本研究之研究對象雖為在正式教育中為學過程式設計之初學者,但仍有學生 能展現出基礎的運算思維表現。前導組織能讓學生的舊經驗、先備知識和認知結 構,與新知識及新教材之間出現有意義的相關連結,學生因而能更迅速接收新知 識,進而加以理解運用(郭文明, 2015)。邱富宏、陳錦章 (2002)運用網際網路之個 別化與互動性學習等特性,以前導組體為設計理念,來建構網路學習環境,提升 了學生在程式語言上的學習成效。在兩所西班牙的小學進行的實證研究中發現進
Robles, 2018)。因此若是能在課程中以不插電活動作為前導組織,冀望能降低學 生認知負荷並提升學習成效。
二、運算思維態度情意量表
在測量學習者學習態度之問卷,可參考Korkmaz、Çakir 與 Özden (2017)的運 算思維態度情意量表(Computational Thinking Scales, CTS),其包含五個面向,分 別為創造力、合作性、演算法思維、批判性思考、問題解決,每個面向各四題,
共為二十題。若能整合至本研究中學習態度中學習動機、學習幫助度與學習滿意 度之問卷,將更能瞭解學習者在運算思維領域或解題中之情意態度,是否能在教 學後提升。
參考文獻
中文部分
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國立臺灣彰化師範大學,彰化縣。
教育部(2017)。十二年國民基本教育課程總要總綱。臺北市:教育部。
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