第一節 研究背景
在這資訊蓬勃發展的時代，培養國民的資訊科技知能已然成為世界各國教育的新趨 勢。資訊課程於各先進國家的中小學教育中普及設立，例如美國、英國、德國、荷蘭、
日本、中國大陸、香港、澳洲及以色列等等（國家教育研究院，2013），臺灣教育部目 前推動的十二年國民基本教育也擬於 107 資訊科技科新課綱中納入程式設計課程（教育 部，2014a），資訊教學儼然成為教育變革的新局面。國家教育研究院（2013）在科技領 域綱要內容前導研究報告草案中指出，未來的課程綱要修訂須著重於「運算思維」
（Computational thinking）、資訊科技、實作能力以及其他關鍵能力的培養。而為因應十 二年國教課程之實施，資訊國力發展論壇（教育部，2016）建議教育部與教師應發展前 瞻性教材、多元有效之教學策略以及培育相關的師資。
根據研究指出，運算思維能力與程式設計活動有其相關性，學生透過程式設計的學 習，能夠幫助培養運算思維的內涵，例如分解、一般化等（C. C. Selby, 2012）。於 2012 年，Warner 等人認為視覺化程式設計可以培養學生的運算思維能力（Werner, Denner, Campe, & Kawamoto, 2012），且若使用視覺化程式設計教學，則能夠幫助程式設計初學 者建立「問題解決」（Problem-solving）的策略（Chao, 2016）。目前已有相當多元、以 提高學生學習動機為目的的「視覺化程式設計語言」（Visual programming language, VPL）
平台供學生學習，例如，由 MIT 開發的 Scratch 程式語言平台（http://scartch.mit.edu/）
（Resnick et al., 2009）、Greenfoot（http://www.greenfoot.org）（Kölling, 2010）、Alice
（http://www.alice.org/）以及 code.org（https://code.org/）（Code.org, 2016）等。
Malan 等人於研究中提及，使用視覺化程式設計 Scratch 不僅能夠提高程式設計初 學者的學習動機，也能夠幫助熟悉程式設計的語法與架構。但在研究中同時指出，視覺 化程式設計確實能夠幫助理解程式的觀念，卻只是在玩遊戲，而非真的在寫程式（Malan
& Leitner, 2007）。那麼學生在學習視覺化程式設計後，是否能更進一步於 C/C++程式設 計時有良好的學習成效呢？目前鮮少研究提及經過視覺化程式設計的學習後，學生在 C/C++程式設計的成效為何。
因此本研究提出從程式設計觀念至程式設計實作之教學策略，實際進行實驗並探討 其教學成效以及對運算思維的影響。該教學策略以分階段的方式進行：首先讓學生熟悉 視覺化程式設計平台的基本操作，接著以貼近生活及學科的視覺化程式設計平台培養程 式設計觀念、打好學習 C/C++程式設計的基礎，並期望學生進而能夠順利銜接上 C/C++
程式設計的階段，以培養學生問題解決與程式設計實作能力，且在未來將其能力應用於 解決真實世界中的問題。
第二節 研究目的與問題
本研究提出「從程式設計觀念至程式設計實作」之教學策略（此教學策略為一套完 整的程式設計教學方法，包含教學流程、課程設計、教學工具、評量方式等），實際進 行實驗來探討程式設計初學者在使用視覺化程式平台學習程式設計的觀念之後，能否在 進一步學習資訊科學高階程式語言（如 C、C++、Java 等）的實作上有良好的學習成效。
我們將針對程式設計初學者研擬出程式設計之教學策略後，以是否使用該教學策略、以 及變化其培養程式觀念時間之長短將學生分為四個組別進行實驗，含實驗組一、實驗組 二、實驗組三與控制組。觀察不同組別的學生在學習程式設計觀念與實作上之過程、和 對運算思維能力的影響，同時暸解學生的學習成效與感受，並從實務性的觀點來探討此 程式設計教學策略的可行性與接受度為何。
本研究的目的為：程式設計初學者在使用視覺化程式平台學習程式設計的觀念之後，
能否在進一步學習資訊科學高階程式語言（如 C、C++、Java 等）的實作上有良好的學 習成效。
而本研究的問題為：程式設計初學者於接受本研究之教學策略後，
一、 是否能提升其學習成效？
二、 對於運算思維能力是否有正向的影響？
三、 是否能提升其學習興趣？
第三節 研究範圍
本研究範圍界定如下：
一、本研究以程式設計初學者為研究對象，研究樣本為新北市某高中二年級理組學 生，隨機選擇 4 個班級，每班 30 人，一共 120 人。
二、程式設計教學課程內容主要為基礎觀念、流程控制和陣列。
第四節 論文架構
本研究已在第一章闡明研究動機與目的；並將於第二章針對高中生程式設計之現況、
視覺化程式設計與運算思維相關研究進行探討；接著在第三章提出新的程式設計教學策 略，包含了相關理論依據、進行方式與內容等；在第四章中整理並分析此教學策略的結 果；最後於第五章提出本研究的結論與未來研究發展的方向。