第三章 研究方法
第二節 討論
貳、程式設計與運算思維
儘管程式設計不等同於運算思維,但程式設計是能表現運算思維的重要方式
(Grover & Pea, 2013),也有許多研究透過程式設計課程實踐了運算思維的教學
(呂永鈞,2015)。成就測驗題目六題,前面五題主要評量人工智慧及資料表示 等概念,最後一題檢視學生程式對於程式語法應用的了解,題型為閱讀包含陣列 及判別式的程式碼,找出依據題目可能的輸入或輸出內容或輸出。從研究結果發 現,學生在成就測驗前半段概念題的表現不錯,但進入語法結構題,學生普遍不 熟悉、表現較差,因此可以推論,學生在進行運算思維思考歷程與實際操作程式 間有一定程度的落差。
此外,研究結果發現,運算思維後測成績較高的學生,在成就測驗中的語法 結構題目表現較佳,如表 4-6 及圖 4-8 可以發現,CT 成績位於前 25%的學生(成 績 90-104 分),答全對率有 17%,有最多於程式題目獲得滿分之學生,且答對一 半之學生高於 50%;反觀 CT 成績位於後 25%的學生(成績 32-60 分),答全對 率僅有 5%,有最多於程式題目得到 0 分之學生,答對一半之學生少於 50%。
表 4-8 運算思維成績前後 25%之語法結構題答全對率
ct 成績 總人數 答對人數 答全對率
前 25%(90-104 分) 23 4 17%
後 25%(32-60 分) 20 1 5%
圖 4-9 運算思維能力後測成績與程式題目得分之百分比
參、程式實作作品與運算思維
透過學生的程式實作作品進行質性分析,在本研究中發現,學生的作品在運 算思維表現較差之學生,與表現好的學生沒有差異,反而是學習單投入表現較差 之學生,對於程式實作部分缺乏自我創作的表現,作品的完成度也較差,僅有做 出教師在教學時的示範,甚至有些作品是沒有進行就繳交的或是缺交。而其原因 可能在於,在本研究中程式實作的目標是利用修改範例程式的方式,希望能讓每 位學生都盡可能做出於學習單上規劃好的聊天機器人(如圖 4-9、4-10)。
圖 4-10 學生 F 我的聊天機器人
縱使大部分的學生都能完成作品,但於課堂觀察中發現,有不少學生在實作 的過程中有程式語法上的問題及困難,因此整理了以下常見的問題與錯誤:
一、巢狀「如果…否則」:儘管學生於學習單上先經歷了判別關鍵字,尋找回答 內容的流程圖規劃,但轉換製程式語法實作時,不少學生不清楚如何有效運用條 件判斷式進行搜尋答案的過程(如圖 4-11)。
圖 4-12 學生錯誤程式碼(左)學生正確程式碼(右)
二、關鍵字陣列:運用關鍵字的策略製作聊天機器人,有部分學生會缺少新增在 keyword 陣列內需要能被識別的關鍵字(如圖 4-12),而這顯然與學生在成就測 驗程式題的表現狀況有一定程度的關係。