2. 傳統講述式程式設計教學
依變項
1. 程式設計能力 2. 程式創造力
3. 程式設計學習態度
調節變項
1. 性別
2. 音樂先備知識
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(2) 控制組：
控制組所採用的教學策略乃傳統講述式程式設計教學，授課前教學者也會先讓學 生試玩 code.org 闖關遊戲，藉此體驗程式設計的撰寫形式。之後才開始進行傳統講 述式程式設計教學，課程期間，教學者會先講解要教導的Python 基礎程式概念與語 法的使用規則，再示範如何以程式解決問題，最後再讓學習者練習習題，熟悉程式概 念。而於專題製作期間，教學者亦是從學習者的生活中取材，例如點餐、職涯規劃、
新聞時事等作為講解例子，提供學習者構思與製作專題。
2. 控制變項
於正式實驗中，學習內容、學習時間為控制變項，茲分點說明於下：
(1) 學習內容：
實驗組與控制組的學習內容，包含教導的 Python 基礎程式概念，以及生活情境練 習題皆相同的。
(2) 學習時間：
實驗組與控制組的學習時間都是一周兩節課，每堂課 50 分鐘，進行十三週的課 程。
(二) 研究流程
實驗開始前，為了瞭解研究對象的程式設計能力狀況，以及排除一開始的差異，
便施以程式設計能力、音樂知識、程式設計態度問卷、程式創造力前測。第二周至第 八周，實驗組與控制組分別進行STEAM 科際整合教學與傳統講述式程式設計教學，
並於第九周施以程式設計能力中測，藉此瞭解研究對象的程式設計學習狀況。於第十 周開始進行為期三周的專題製作。最後再於第十三周施以程式設計能力、音樂知識、
程式設計態度問卷、程式創造力後測，藉此探究實驗組與控制組，在個別進行STEAM 科際整合程式設計教學與傳統講述式程式設計教學後，其對程式設計能力的影響，茲 將研究流程呈現於下：
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圖3-4 正式實驗研究流程 三、研究工具
(一) 教學教材內容設計
1. STEAM 科際整合程式設計教學教材
參 Manaris et al. (2018)針對 JythonMusic 所出版的書籍，與陳怡芬 et al.(2018)運算 思維導向程式設計教學模式，設計四個STEAM 程式學習活動歷程、編排適合的教材 內容，並將其製成授課簡報與學習單，讓學生在系統化的教材，以及STEAM 程式學
1. 程式設計能力前測 2. 音樂知識前測 3. 學習態度問卷前測 4. 程式創造力前測
STEAM 科際整合程式設計教學/傳統講述式程式設計教學
程式設計能力中測
專題製作
1. 程式設計能力後測 2. 音樂知識後測 3. 學習態度問卷後測 4. 程式創造力後測
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3. 後測：
課程結束後，針對兩組的課程教授內容設計試卷，進行上機測驗，共三題，藉此觀 看學生這學期的學習成果。考量兩組使用的教學策略不同，因而在題目敘述上有稍作 修改，但是測驗的程式設計概念皆相同，並不會因語意表達的方式不同而有所差異。
詳細題目列於附錄二。
(三) 音樂知識測驗
音 樂 知 識 測 驗 題 目 的 設 計 ， 乃 參 考 英 國 皇 家 樂 理 檢 定 第 一 級 的 考 古 題 (https://gb.abrsm.org/zh_tw/theory2018/free-practice-materials/)，與配合課程將運用到的 音樂知識，包含拍值計算、譜號、力度符號、音高、音階設計而成，共五題，並施以 前、後測，以驗證兩組研究對象在音樂知識學習成效是否有所差異。詳細題目列於附 錄六。
(四) 程式創造力測驗
程式創造力測驗題目是參考 Bebras 國際運算思維考古題，並根據程式創造力測驗 之流暢力、變通力、獨創力、敏覺力與精進力五個評分向度發展與設計而成，測驗題 目共分為兩個情境，每個情境下有五題，合計十題，各向度佔有兩題，以驗證兩組研 究對象之程式創造力是否有所差異。詳細題目列於附錄三。茲將各向度之評分方式呈 現於下：
1. 流暢力
此向度在測驗學生知識運用的流暢程度。學生若能在規定的時間內或是在有條件 的情況下，針對程式情境與問題寫出多種可能解決的答案，且所寫之答案正確或合 理，則將根據所設立的標準予以給分，最後加總即為學生該向度所得之總分。設立的 標準：
(3) 使用的程式指令或結構的類型個數
如附錄二第一個情境中的第一小題，學生回答可以使用輸入指令、條件指令兩種 不同的程式指令，則該題得分為4 分(圖 3-5)。
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圖3-5 實驗組學生於程式創造力測驗之第一個情境的第一小題作答情況 (4) 使用的程式指令或結構的個數
如附錄二第一個情境中的第一小題，學生回答可以輸入指令、條件指令兩個不 同的程式指令，則該題得分為4 分(圖 3-5)。
2. 變通力
此向度在測驗學生是否具備將相同的程式指令或結構套用在與原先程式情境或課 堂提供範例相似之處的能力，評分方式乃根據學生作答之正確性或合理性的個數，依 據所設立的標準予以給分，最後加總即為學生該向度所得之總分。設立的標準：
(1) 使用與課堂範例相近情境的程式指令或結構的個數
如附錄二第一個情境中的第二小題，學生回答可以將條件指令，應用在溼度系 統與亮度系統上，則因該生僅使用一個程式指令─條件指令，則該題得分為 3 分(圖 3-6)。
圖3-6 實驗組學生於程式創造力測驗之第一個情境的第二小題作答情況 3. 獨創力
此向度在測驗學生是否具備使用不同於課堂所學的程式指令或結構，並將其應用 在程式情境當中的能力，評分方式乃根據學生作答之合理性的個數，依據所設立的標 準予以給分，最後加總即為學生該向度所得之總分。設立的標準：
(1) 使用不同於課堂所學之程式指令或結構的類型個數
如附錄二第二個情境中的第五小題，學生回答可以將判斷指令用在遊戲累積積 分上，則因該生提到一種不同的程式指令─判斷指令，則該題得分為 3 分(圖 3-7)。
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圖3-7 實驗組學生於程式創造力測驗之第一個情境的第五小題作答情況 (2) 使用不同於課堂所學之程式指令或結構的個數
如附錄二第二個情境中的第五小題，學生回答可以將判斷指令用在遊戲累積積 分上，則因該生提到一個程式指令─判斷指令，則該題得分為 3 分(圖 3-7)。
4. 敏覺力
此向度在評測學生對於問題的洞察力，看其是否具備能夠察覺與說明程式問題之 所在，並提出相對應的解決方法。評分方式乃根據學生作答之合理性的個數，依據所 設立的標準予以給分，最後加總即為學生該向度所得之總分。設立的標準：
(1) 能夠清楚描述問題所在與成因的個數
如附錄二第一個情境中的第五小題，學生回答可能是判斷指令出錯，程式沒有 達到設定的溫度就自動啟動的問題，則因該生提及一個問題可能的地方─判斷指令 出錯，則該題得分為2 分(圖 3-8)。
圖3-8 實驗組學生於程式創造力測驗之第一個情境的第五小題作答情況 (2) 能夠針對問題提出可能解決方法的個數
如附錄二第一個情境中的第五小題，學生回答可能是判斷指令出錯，程式沒有 達到設定的溫度就自動啟動的問題，可以透過重新檢查程式指令、重新調整溫度設 定解決，則因該生針對問題提出兩個可能解決的方法─重新檢查程式指令，及調整 溫度，則該題得分為6 分(圖 3-8)。
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5. 精進力
此向度在評測學生是否具備修改課堂所學的程式指令或結構，並將其應用在程式 情境當中的能力。評分方式乃根據學生作答之合理性與正確性的個數，依據所設立的 標準予以計分，最後加總即為學生該向度所得之總分。設立的標準：
(1) 能夠修改課堂已教授的程式指令或結構，以應用在符合其程式情境中的個數 如附錄二第一個情境中的第四小題，學生回答可以新增自動播放音樂系統，並 使用指定指令設計程式，則因該生提出一個不同的程式指令─指定指令，則該題得 分為2 分。
圖3-9 實驗組學生於程式創造力測驗之第一個情境的第四小題作答情況 (五) 程式創作專題規劃書
參考美國心理學家瓦拉斯(G.Wallas)提出的四階段創造力思考歷程─準備期、醞釀 期、豁朗期與驗證期，分別設計適合兩組課程的專題規劃書，引導學生從確定專題主 題、資料蒐集、實作構想到製作成品。
(六) 學習態度量表
本研究工具參考 Wiebe et al. (2003)電腦科學態度量、Saygi(2010)，以及 Chin
&Rickard(2012)音樂態度量表，設計一份以 STEAM 科際整合程式設計教學的程式設 計學習態度量表。此量表共分成電腦科學態度、音樂態度，以及程式音樂創作三部分，
又電腦科學態度再細分為程式設計自我效能(學習者認為自己在程式設計表現的感 受)、程式設計學習動機(學習者想要學習程式設計的動力)、程式設計與 STEAM(學 習者對程式設計與藝術結合的看法)，以及程式設計與性別(學習者覺得不同性別在程 式設計的學習表現狀況之看法)四個面向，並以李克特(Likert)五點量表作答，從非常
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同意(5)、同意(4)、普通(3)、不同意(2)到非常不同意(1)，藉此驗證 STEAM 科際整合 程式設計教學是否能夠幫助學生學習。詳細題目列於附錄五。
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41 JythonMusic 內建函式操作 資料型別─串列(list)
內建函式與函式
資料排序、選擇排序、氣泡 演算法淺談
關係運算子、邏輯運算子 if…elif…else 條件判斷 for/while 迴圈
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程式語言簡介與特性 資料型別─數值、字串 算術運算子、布林值 變數與保留字
程式除錯
資料排序、選擇排序、氣泡演算法淺談 關係運算子、邏輯運算子
if…elif…else 條件判斷 內建函式與函式
for/while 迴圈 巢狀結構 第二階段
(10-12 周)
撰寫應用於專題的程式
五、資料蒐集與分析
本研究探討 STEAM 科際整合程式設計教學與傳統講述式程式設計教學對學生程 式設計能力學習成效、程式學習態度與程式創造力的影響，以及性別與音樂先備知識
本研究探討 STEAM 科際整合程式設計教學與傳統講述式程式設計教學對學生程 式設計能力學習成效、程式學習態度與程式創造力的影響，以及性別與音樂先備知識