第四章 結果與討論
本章主要就學習者使用不同類型的概念模型 (傳統紙本、教師演示多媒體 概念模型、學習者自行操作多媒體概念模型)及不同先備知識的學習者對「程式 流程控制」學習成效的影響進行探討，並分析、推測造成這些現象的原因。
在學習成效分為「程式碼評估」及「程式碼產生」兩個構面來評估；在學 習態度分為「對概念模型的接納程度」及「概念模型對學習過程的幫助」兩個 構面來評估。
第一節 學習成效-程式碼評估
就概念模型類型、先備知識兩個獨立變數其各組的程式碼評估學習成就之
平均數及標準差如表 5 所示：
表 1
程式碼評估之敘述統計資料
依變數: 後測_程式碼評估
5.43 .93 21
6.33 .64 22
5.89 .91 43
5.61 .72 23
6.59 .50 22
6.09 .79 45
4.92 .88 24
6.52 .59 23
5.70 1.10 47
5.31 .89 68
6.48 .58 67
5.89 .95 135
先備知識 低先備知識 高先備知識 總和 低先備知識 高先備知識 總和 低先備知識 高先備知識 總和 低先備知識 高先備知識 總和 概念模型類型
傳統
教師演示
學生自行操作
總和
平均數 標準差 人數
為檢驗概念模型類型與先備知識對程式碼評估學習成效的影響是否有所差 異，先以 Levene 法進行變異數同質性檢定，結果各組變異數無顯著差異存在，
F(5,129)=1.578，p=.171，故不違背變異數同質性的基本假設。接著以程式碼評估 的成績為依變數進行變異數分析，所得結果如表 6 所示。
表 2
程式碼評估之二因子變異數分析摘要表
3.351 2 1.676 3.169 .045
45.471 1 45.471 86.010 .000
3.414 2 1.707 3.229 .043
68.199 129 .529 變異來源
概念模式 先備知識
概念模式 * 先備知識 誤差
SS 自由度 MS F 檢定 顯著性
因概念模型與先備知識間的交互作用達顯著效果 F(2,129)=3.229，p= .043，
故將受測者依先備知識分別進行分析：
1.高先備知識學習者
為檢驗在高先備知識學習者中，概念模型類型對程式碼評估學習成效的影
響是否有所差異，進行單純主要效果考驗，結果如表 7 所示。
表 3
高先備知識學習者中程式碼評估學習成效之變異數分析摘要表
.114 2 ,057 .199 .820
19.214 67 .287
19.328 69 變異來源
概念模式 組內 總和
SS 自由度 MS F 檢定 顯著性
在高先備學習者中概念模式的效果未達顯著水準，F(2,67)=.199，p=.820，顯 示不同概念模型對高先備知識學習者沒有影響。此研究結果與 Bayman 及
Mayer(1988)的研究類似，可能是因為高先備知識的學習者在實驗之前已具有解 題所需的心智模型。
據任課老師及同學表示程式碼評估為平常教學與測驗的主要題型，高先備 知識學習者已熟練此題型且有一套固定的解題流程，以下題為例：
寫出下列程式的執行結果:_____
X=1
WHILE X<7 X=X+2 WEND PRINT X END
學習者習慣利用類似下列的表格來幫助追蹤程式與解題：
變數 X X<7(條件式) 1
3 5 7
Y Y Y N
1 表示目前記憶體內容已被更改不再是 1；Y 或 N 表此時條件式是否成 立，因此程式輸出的結果 PRINT X 即為最後變數 X 的內容，在本題答案 即為”7”。
由於高先備知識學習者可能較熟練此結構化的解題步驟，因此只要簡短的 復習語法及語義知識，即可在程式碼評估部分拿到很好的成績。
2.低先備知識學習者的影響
為檢驗在低先備知識學習者中，概念模型類型對程式碼評估學習成效的影 響是否有所差異，進行單純主要效果考驗，結果如表 8 所示。
表 4
低先備知識學習者中程式碼評估學習成效之變異數分析摘要表
7.931 2 3.966 5.623 .005
47.956 68 .705 55.887 70
變異來源 概念模式 組內 總和
SS 自由度 MS F 檢定 顯著性
在低先備學習者中概念模型的效果達顯著，F(2,68)=3.966，p=.005。因概念 模型有三個水準(傳統紙本、教師演示多媒體概念模型、學習者自行操作多媒體 概念模型)，為了解三種概念模型在程式碼評估成績上的差異，以最小差異平方
法(LSD)對三組程式碼評估成績進行事後比較，其結果如表 9 所示。
表 5
低先備知識學習者中程式碼評估學習成效之事後比較表
LSD
.12 .245 .637 .76* .248 .003 -.12 .245 .637 .64* .240 .009 -.76* .248 .003 -.64* .240 .009 (J) 概念模型類型
教師演示 學生自行操作 傳統
學生自行操作 傳統
教師演示 (I) 概念模型類型
傳統 教師演示 學生自行操作
平均差異(I-J) 標準誤 顯著性
結果在低先備知識學習者中傳統教學組顯著優於學習者自行操作組，
p=.003；教師演示組顯著優於學習者自行操作組，p=.009；傳統教學組與教師
演示組間無顯著差異，p=.637。
低先備知識學習者中，傳統教學與教師演示多媒體概念模型有助於程式碼 評估的學習，其原因可能是：
1. 透過多媒體概念模型將程式執行過程以動態且圖文整合的方式呈現有助於 程式碼評估的學習。此結果與 Mayer 及 Sims(1994)研究結果類似，在圖文整 合的多媒體環境中，有助於低先備知識學習者建立起圖文間的參照連結。
2. 傳統紙本式的教學也可達到類似的成效，可能是因為在傳統紙本的教學中範 例的講解皆是以程式碼評估為例。
低先備知識學習者透過自行操作多媒體概念模型其學習成效顯著不如傳統 教學與教師演示多媒體概念模型，其原因可能是：
1. 由於本研究之多媒體概念模型關於語文的資訊都是文字方式來呈現，教師 演示多媒體概念模型過程中口頭講解具有語音引導的功能，可減少學習者 分心的機會；相對的，在學習者自行演示概念模型組中，學習者缺乏語音 引導，使得學習過程中較可能發生分心及找不到重點的情形發生，以致學 習成效不理想。如同 Najjar(1996) 指出：伴隨圖表的少量語文資訊，用語 音方式來表現不僅較為自然亦可減少學習者分心的機會。
2. 可能因實驗處理時間只有 45 分鐘，學習者不熟悉且不習慣這樣的學習環境 與學習方式，以致學習成效不彰。
綜合以上的分析可知在程式碼評估的學習成效部分，高先備知識學習者顯 著優於低先備知識學習者；由於概念模型與先備知識的交互作用影響達顯著水 準如圖 6 所示。進一步分析其交互作用後發現:在低先備知識學習中，傳統教學 組與教師演示組顯著優於學習者自行操作組，傳統教學組與教師演示組間無顯 著差異；而在高先備知識學習中，三組間無顯著差異。
3 4 5 6 7
低先備知識 高先備知識
程式碼評估
傳統 教師演示 自行操作
圖 1 概念模型與先備知識在程式碼評估的成績之交互作用
第二節 學習成效-程式碼產生
就概念模型類型、先備知識兩個獨立變數其各組的程式碼產生之學習成效
平均數及標準差如表 10 所示：
表 6
程式碼產生之敘述統計資料
2.29 .56 21
2.77 .69 22
2.53 .67 43
2.39 .58 23
3.41 .85 22
2.89 .88 45
2.17 .64 24
3.04 .93 23
2.60 .90 47
2.28 .59 68
3.07 .86 67
2.67 .84 135
先備知識 低先備知識 高先備知識 總和 低先備知識 高先備知識 總和 低先備知識 高先備知識 總和 低先備知識 高先備知識 總和 概念模型類型
傳統
教師演示
學生自行操作
總和
平均數 標準差 個數
為檢驗概念模型類型與先備知識對程式碼評估學習成效的影響是否有所差 異，先以 Levene 法進行變異數同質性檢定，結果各組變異數無顯著差異存在，
F(5,129)=1.578，p=.251，故不違背變異數同質性的基本假設。接著以程式碼評估
的成績為依變數進行變異數分析，所得結果如表 11 所示。
表 7
程式碼產生之二因子變異數分析摘要表
依變數: 後測_程式碼產生
3.422 2 1.711 3.282 .041
21.232 1 21.232 40.736 .000
1.655 2 .828 1.588 .208
67.236 129 .521 來源
概念模式 先備知識
概念模式 * 先備知識 誤差
SS 自由度 MS F 檢定 顯著性
概念模型與先備知識的交互作用未達顯著水準，F(2,129)=1.588，p=.208；先 備知識的影響達顯著水準 F(1,129)=40.736，p<.001，表高先備知識學習者在程式 碼 產 生的 學習 成效 顯 著 優於 低 先 備 知 識 學 習者；概 念模 型效果 達顯 著，
F(2,129)=3.282，p=.041，因概念模型有三個水準(傳統紙本、教師演示概念模型、
學習者自行操作概念模型)，為了解三種概念模型在程式碼產生成績上的差異，
以最小差異平方法(LSD)對三組程式碼產生的成績進行事後比較，其結果如表
12 所示。
表 8
概念模型對程式碼產生學習成效影響之事後比較表
LSD
-.35* .154 .023 -.06 .152 .690 .35* .154 .023 .29 .151 .054 .06 .152 .690 -.29 .151 .054 (J) 概念模型類型
教師演示 學生自行操作 傳統
學生自行操作 傳統
教師演示 (I) 概念模型類型
傳統 教師演示 學生自行操作
平均數差異 (I-J) 標準誤 顯著性
以觀察的平均數為基礎。
結果在程式碼產生的學習成效上，教師演示組顯著優於傳統教學組，
p=.023；教師演示組與學習者自行操作間無顯著差異，p=.690；學習者自行操
作組與傳統教學組的差異雖未達統計顯著水準但學習者自行操作組有優於傳統 教學組之傾向，p=.054。
造成這樣的結果其可能的原因為：
1. 由於解決「程式碼產生」的問題需整合語法與語意的知識來進行問題解決，
相較於傳統教學組，透過視覺化概念模型更容易將問題以動態且具體的流程 表現有利於整合相關語法及語意知識，進而幫助解決「程式碼產生」的問題。
此結果與 Shih 及 Aless(1993)的研究結果類似，動態的概念模型(在程式執行 過程中將參數傳遞的過程以動態圖形來表達)有助於提升程式語言初學者
「程式碼產生」的學習成效。
2. 但在學習者自行操作概念組中，視覺化概念模型的效果未達預期，可能與程 式碼評估中討論的原因類似：學習者可能因為缺乏語音的引導以致學習過程 中較易分心，且學習者不熟悉這樣的學習環境以致學習成效不彰。
第三節 使用者態度
使用者態度問卷主要是針對學習者對「概念模型的接納程度」以及「概念 模型對學習過程的幫助」兩個方面來分析，並輔以一個開放式問題來了解學習 者在參加這次教學實驗的心得與建議。問卷只針對有使用多媒體概念模型的組 別進行施測，因此以下分析的資料並沒有包含傳統教學組。
1.對概念模型的接納程度分析
就概念模型類型、先備知識兩個獨立變數其各組對概念模型的接納程度平
均數及標準差如表 13 所示：
表 9
對概念模型的接納程度之敘述統計資料
18.61 3.71 23
18.36 3.67 22
18.49 3.65 45
18.96 2.39 24
20.61 2.27 23
19.77 2.45 47
18.79 3.08 47
19.51 3.21 45
19.14 3.15 92
先備知識 低先備知識 高先備知識 總和 低先備知識 高先備知識 總和 低先備知識 高先備知識 總和 概念模式類型
教師演示
自行操作
總和
平均數 標準差 個數
為檢驗概念模型類型與先備知識對「概念模型的接納程度」的影響是否有 所差異，先以 Levene 法進行變異數同質性檢定，結果各組變異數無顯著差異存
在，F(3,88)=1.957，p=.126，故不違背變異數同質性的基本假設。接著以對概念
模型的接納程度之分數為依變數進行變異數分析，所得結果如表 14 所示。
表 10
對概念模型的接納程度之二因子變異數分析摘要表
38.675 1 38.675 4.096 .046
11.345 1 11.345 1.201 .276
20.638 1 20.638 2.185 .143
831.006 88 9.443 來源
概念模式 先備知識
概念模式*先備知識 誤差
SS 自由度 MS F 檢定 顯著性
結果顯示概念模型的影響達顯著水準，F(1,88)=4.096，p=.046，表示學習者 自行操作組對概念模型的接納程度顯著高於教師演示組；雖然高先備知識學習 者對概念模型的接納程度高於低先備知識學習者(高先備知識學習者：19.51 vs.
低先備知識學習者：18.79)，但其差異未達顯著水準，F(1,88)=1.201，p=.276；另 外，概念模型與先備知識的交互作用未達顯著水準，F(1,88)=2.185，p=.143。
學習者自行操作組對概念模型的接納程度顯著高於教師演示組可能是因 為，學習者在自行操作過程中可依照自己的需求與進度來進行學習因此有較高 的接納程度。此結果與 Singhanayok 及 Hooper(1998)的研究結果類似，經由學 習者控制可減少學習者的無趣感與焦慮感。
此外，所有組別的分數都介於 18.61 到 20.61 之間，表示不論哪一組對概念 模型的接納程度都抱持正面的看法(15 分表示態度中立，分數愈大表示態度愈正 面)。
2.概念模型在學習過程的幫助
就概念模型類型、先備知識兩個獨立變數各組對「概念模型在學習過程的
幫助」之平均數及標準差如表 15 所示：
表 11
對概念模型在學習過程的幫助之敘述統計資料
19.13 3.02 23
19.55 3.26 22
19.33 3.11 45
19.67 2.41 24
20.65 2.76 23
20.15 2.60 47
19.40 2.71 47
20.11 3.03 45
19.75 2.88 92
先備知識 低先備知識 高先備知識 總和 低先備知識 高先備知識 總和 低先備知識 高先備知識 總和 概念模式類型
教師演示
自行操作
總和
平均數 標準差 個數
為檢驗概念模型類型與先備知識對「概念模型在學習過程的幫助」之影響 是否有所差異，先以 Levene 法進行變異數同質性檢定，結果各組變異數無顯著 差異存在，F(3,88)=.346，p=.792，故不違背變異數同質性的基本假設。接著以在
學習過程的幫助之分數為依變數進行變異數分析，所得結果如表 16 所示。
表 12
在學習過程的幫助之二因子變異數分析摘要表
15.506 1 15.506 1.883 .173
11.268 1 11.268 1.368 .245
1.870 1 1.870 .227 .635
724.614 88 8.234 來源
概念模式 先備知識
概念模式*先備知識 誤差
SS 自由度 MS F 檢定 顯著性
雖然高先備知識學習者對概念模型幫助學習的肯定程度高於低先備知識學 習者(高先備知識學習者：20.11 vs. 低先備知識學習者：19.40)，但其差異未達 顯著水準，F(1,88)=1.368，p=.245；雖然學習者自行操作組對概念模型幫助學習 的肯定程度高於教師演示組(自行操作組：20.15 vs. 教師演示組：19.33)，但其
差異未達顯著水準，F(1,88)=1.883，p=.173；另外，概念模型與先備知識的交互 作用未達顯著水準，F(1,88)=.227，p=.635。
此外，所有組別的平均分數都介於 19.13 到 20.65 之間，表示不論哪一組對 概念模型能幫助學習都抱持正面的看法(15 分表示態度中立，分數愈大表示態度 愈正面)。
在學習者對這次教學活動的建議與感想中，學習者提到利用多媒體概念模 型使計算機概論的教學較活潑、也感到較有趣且不排斥日後有類似活動；另外，
在教師演示組中有學習者提到希望能自行操作多媒體概念模型。
就學習態度整體而言，所有組別對概念模型的接納程度及對概念模型能幫 助學習都傾向正面的看法。其中學習者自行操作組對概念模型的接納程度顯著 高於教師演示組，可能是因為：學習者在自行操作過程中可依照自己的需求與 進度來進行學習，因此有較高的接納程度及使用態度。
