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計與問題解決間的關聯進行整理，提出程式設計問題解決歷程大致可以分為瞭解 問題需求、擬定解題計劃、撰寫程式及測試與除錯等四個步驟（Deek, Kimmel &
McHugh, 1998），明確顯示出程式設計與問題解決之間的關聯。
程式設計初學者在建構問題解決方法與瞭解程式執行過程時，通常要面對複
當他們遇到錯誤時，往往會感到灰心喪志（Powers、Ecott & Hirshfield, 2004）。
Hadjrrouit（1998）表示，程式設計初學者學習C++的困難，在於程式設計的 概念過於抽象，並且需要新的思維才能了解程式設計的內涵。程式設計的困難在 於程式概念牽涉到過多的抽象化元素，因而造成教學者的負擔，也常使程式設計 初學者感到挫敗（du Boualy, 1989）。程式設計初學者在學程式設計時遇到的困 難，莫過於他們並沒有足夠的知識和技巧來建置一個完整的程式（Gandy, Bradley, Brookes & Allen, 2010）。電腦的思考模式和人的思考模式是不同的。程式設計初 學者的認知模型建構於傳統的知識，認知的突然改變，造成初學者必須付出更多 的努力才可以得到成長（Dale & Patricia, 2007）。
在這樣的前提之下，程式設計初學者往往會利用各種的方法去認識一個全新
3 式運作的流程（Dann, Cooper & Pausch, 2000）。Parsons 及 Haden（2007）便提及，
視覺化程式設計環境中，程式的運作流程可以使用視覺化的方式進行表達，學習 者們不再需要在自己的內心去轉化程式的步驟、流程，如此學習者可以更有效的 去建構出對於電腦行為的理解。視覺化程式設計環境提供學習者更具象化的介面，
可幫助初學者掌握程式設計的架構（Brusilovsky & Spring, 2004），不像一般的程 式語言語法結構龐大複雜，容易造成程式初學者學習的困擾（Mannila, Peltomäki
& Salakoski, 2006）。視覺化程式語言環境讓程式設計初學者較容易接受，因為那 些會讓學生感到困惑的概念，像是程式實際運作的流程會被清楚的表達出來
（Parsons 及 Haden, 2007）。
由美國麻省理工學院（MIT）媒體實驗室與丹麥樂高（LEGO）公司合作開 發的樂高機器車是利用樂高積木與電腦結合做為教具，進而發展出一系列的科學 創意課程，研究發現，學生從實際動手做的過程中，能開拓學生的科學領域、邏 輯分析及程式觀念的建立並激發學生對科學濃厚的興趣（Sargent, Resnick, Martin
& Silverman, 1996）。Stephen、Campbell 與 Ian（2007）表示，樂高機器車是一個 好的問題解決教材，因為它把程式運作的過程可視化。學生可以透過觀察機器車 的整體運作流程來建構心中的認知架構。透過觀察，學生可以清楚的了解程式完 整的運作流程，並且對程式進行修改，在這樣的流程下，學生可以一步步建置出 內心對於程式設計的正確架構。Vassilios、Maya 及 Katerina（2005）也表示，利
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用機器車進行程式設計教學，能有效的提升學生的學習動機。國內許多學者將樂 高機器車應用於中小學的程式設計教學並且獲得正面的成效（王正如, 2010；許 雅慧, 2006；劉洲, 2005；謝亞錚, 2009）。王正如的研究發現，以機器為車前導組 織有助於提升學生的程式設計能力，顯示機器車程式設計有助於學生建立程式設 計之整體概念。機器車有助於學生在心中產生程式執行的具體心像，且學生較容 易了解高階程式設計的指令（許雅慧, 2006）。謝亞錚（2009）表示，學生能接受 機器車的程式指令、能透過機器車想像程式的執行結果，而且學生覺得機器車程 式設計好玩、有成就感、挑戰性、可引起繼續學程式的興趣。由上述可知，使用 樂高機器車進行程式設計教學有助於初學者對於程式設計的學習。
雖有多位學者及文獻支持以機器車進行程式設計教學，但比較機器車於程式 設計教學時問題解決能力成長之研究卻實為有限，無法得知機器車運用於程式設 計程式設計初學者問題解決能力的提升。因此，本研究希望探討學生使用機器車 對於問題解決能力之提升，及學生對於此種學習方式的態度，以供教師及研究者 在未來教學及研究的參考。
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第二節 研究目的
本研究旨在探討以機器車做為程式設計教學工具對程式設計初學者問題解決能 力之影響。本研究的主要目的有以下二點：
1. 探討以機器車進行程式設計教學對程式設計初學者問題解決能力之影 響。
2. 探討以機器車進行程式設計教學對程式設計初學者學習程式設計態度之 影響。
3. 探討性別對程式設計初學者學習機器車程式設計學習態度之影響。
第三節 名詞解釋
問題解決：本研究對問題解決之定義，為參考多位學者（Parnes, 1987；Isaksen, Puccio & Treffinger, 1993；Howe, 1997）整理的問題解決模式後歸納而成。研究 者將問題解決模式歸納為三個循環階段，包含「準備問題」、「激發點子」及「行 動計畫」等三個循環階段。
6 每個技巧都需被計畫及協調（Foshay & Kirkley, 1998）。而國內外多位學者也對 問題解決的觀點提出不同的看法，例如Polya（1981）便認為問題解決的開始，
Parnes（1987）則認為問題解決分為五個階段：發現事實（Fact-Finding）、
發現問題（Problem-Finding）、發現點子（Idea-Finding）、發現解答
（Solution-Finding）、尋求可被接受的解答（Acceptance-Finding）。這種分階段 解題模式，通常用來解決開放性問題，其特色在於，每一個階段都先有發散式思 考，以免遺漏任何可能的答案，再有聚歛式思考，以增強解決歷程中思考的周密 性，而解題者利用這五個階段來解決問題，以下為其五個階段的說明：
（1） 在「發現事實」中，解題者可利用5W1H（Who、What、Where、When、