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1 高 級 商 業 職 業 學 校 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 分 析

2 摘 要 本 研 究 旨 在 分 析 高 級 商 業 職 業 學 校 資 料 處 理 科 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 之 問 題 解 決 呈 現 及 教 科 書 包 含 哪 些 教 師 所 期 望 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 研 究 採 內 容 分 析 法, 研 究 者 首 先 參 考 相 關 文 獻 調 查 全 國 高 商 電 腦 教 師 對 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 之 看 法, 建 立 分 析 類 目 表, 再 以 五 套 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 為 樣 本, 由 研 究 者 本 人 與 另 兩 位 資 深 電 腦 教 師 進 行 分 析 期 能 根 據 分 析 結 果 提 出 建 議, 以 供 教 科 書 編 撰 者 及 教 師 之 參 考 研 究 結 果 發 現, 教 科 書 提 供 的 輔 助 資 源 類 似, 以 程 式 範 例 電 子 檔 測 驗 題 庫 習 題 解 答 及 教 材 投 影 片 為 主, 許 多 教 師 期 望 的 輔 助 資 源 並 未 提 供 範 例 的 問 題 解 決 呈 現 方 面, 五 套 教 科 書 之 範 例 皆 未 呈 現 完 整 的 解 題 步 驟, 以 描 述 程 式 碼 為 主 習 題 亦 未 著 重 於 問 題 解 決 能 力 的 培 養, 缺 乏 引 導 學 生 構 思 解 題 程 式 測 試 與 除 錯 的 練 習 關 鍵 詞 : 程 式 設 計 問 題 解 決 教 科 書 分 析 1

3 壹 研 究 背 景 與 動 機 教 科 書 是 教 師 教 學 的 主 要 依 據, 在 教 學 活 動 中 扮 演 極 重 要 的 角 色, 之 前 的 研 究 (Staver & Lumpe, 1993) 顯 示 科 學 教 師 在 課 堂 上 使 用 教 科 書 的 時 間 佔 全 部 教 學 活 動 的 90% Chiappetta Sethna 及 Fillman(1991) 亦 指 出 科 學 教 師 教 學 時 相 當 依 賴 教 科 書, 通 常 以 教 科 書 做 為 教 學 的 中 心, 常 指 派 教 科 書 中 的 習 題 當 課 後 作 業 Whitman(2004) 調 查 美 國 21 個 州 關 於 教 科 書 的 使 用 情 形 發 現, 中 學 教 師 在 課 堂 教 學 及 家 庭 作 業 方 面, 有 高 達 80% 至 90% 的 比 例 是 依 賴 教 科 書 來 進 行 由 此 可 知 教 科 書 影 響 教 師 的 教 學 極 鉅, 也 是 學 校 課 程 成 敗 的 關 鍵 因 素 之 一 ( 黃 政 傑, 1995) 教 科 書 在 教 與 學 的 活 動 中 扮 演 著 極 重 要 的 角 色 教 科 書 的 分 析 研 究 不 僅 可 提 供 予 編 撰 者 撰 寫 教 科 書 的 參 考, 亦 可 做 為 審 定 者 審 核 教 科 書 的 依 據 對 於 發 展 良 好 的 教 科 書 有 莫 大 助 益 教 科 書 的 內 容 良 窳 教 學 活 動 是 否 適 合 教 師 教 學 及 學 生 學 習, 皆 須 要 進 一 步 的 分 析, 即 使 是 遵 循 教 育 部 所 公 布 的 課 綱 來 撰 寫 相 同 的 學 科 知 識 內 容, 但 以 不 同 的 教 學 策 略 教 學 理 念 來 編 輯, 其 呈 現 內 容 也 不 盡 相 同 因 此 教 科 書 的 內 析 分 析 是 值 得 研 究 的 重 要 議 題 學 習 程 式 語 言 與 設 計 不 僅 只 是 單 純 的 學 習 程 式 設 計 技 巧, 在 其 過 程 中 必 須 思 考 程 式 運 作 過 程 如 何 運 用 知 識 及 使 用 何 種 演 算 法, 在 不 斷 地 規 劃 設 計 撰 寫 執 行 除 錯 反 思 的 循 環 過 程 中, 無 形 中 可 培 養 邏 輯 思 考 抽 象 推 理 與 問 題 解 決 能 力 美 國 計 算 機 協 會 (Association of Computing Machinery, ACM) 在 1993 年 提 出 的 高 中 電 腦 課 程 建 議 報 告 書 中 即 指 出 中 學 電 腦 科 學 教 育 和 其 他 自 然 科 學 是 同 等 重 要 (Task Force of the Pre-college Committe of Education Board of ACM,1993) 近 年 來 許 多 學 者 大 力 倡 導 程 式 設 計 教 學 的 重 要 性, 認 為 非 從 事 專 業 程 式 工 作 的 學 生 仍 需 學 習 程 式 設 計, 因 擁 有 此 概 念 可 因 應 未 來 不 斷 改 變 的 資 訊 社 會 (Urban-Lurain & Weinshank, 2000) Brusilovsky, Calabres, Hvorecky, Kouchnirenko 及 Miller (1997) 認 為 在 求 學 階 段 應 儘 量 提 早 讓 學 生 學 習 程 式 設 計 National Research Council (1999) 於 發 表 的 Committee on Information Technology Literacy 指 出 身 處 資 訊 變 遷 迅 速 的 現 代 社 會, 除 了 需 具 備 操 作 應 用 軟 體 的 能 力, 程 式 設 計 與 演 算 法 思 考 的 能 力 亦 相 當 重 要 Hartmann Nievergelt 和 ReichRert (2001) 提 倡 在 通 識 教 育 課 程 應 培 養 學 生 具 備 4R 的 基 本 素 養, 包 括 : 閱 讀 (Reading) 書 寫 (writing) 算 術 (arithmetic) 和 程 式 設 計 (programming) 強 調 學 習 程 式 設 計 才 能 瞭 解 電 腦 運 作 的 原 理, 以 應 付 未 來 應 用 軟 體 版 本 的 改 變 但 有 關 程 式 語 言 與 設 計 方 面 教 科 書 的 相 關 研 究 並 不 多, 近 年 來 雖 然 已 漸 有 電 腦 教 科 書 方 面 的 研 究, 但 以 教 學 策 略 的 應 用 分 析 ( 吳 正 己 龐 能 一,1995; 劉 佳 芸,2003), 及 某 一 硬 體 或 軟 體 等 特 定 單 元 內 容 分 析 為 主 ( 賴 皇 觀,2001; 陳 秋 2

4 燕,2009) 程 式 設 計 方 面 僅 有 少 數 研 究 (Maurer, 1996; Wu, Lin & Lin, 1999; 林 凱 胤,1996), 且 距 今 已 超 過 十 年, 實 有 再 加 以 研 究 的 必 要 程 式 語 言 與 設 計 是 高 商 資 料 處 理 科 的 重 要 科 目, 因 此 本 研 究 擬 分 析 高 商 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 中 之 教 材 設 計, 包 括 程 式 範 例 及 習 題 之 問 題 解 決 呈 現, 以 作 為 教 科 書 編 撰 者 及 教 師 之 參 考 此 外, 考 量 教 科 書 對 教 師 教 學 之 影 響 極 大, 教 科 書 若 能 提 供 符 合 教 師 需 求 的 教 學 輔 助 資 源, 對 教 學 有 莫 大 助 益 美 國 計 算 機 協 會 (Association of Computing Machinery, ACM) 與 IEEE-CS (Institute of Electrical and Electronic Engineers Computer Society) 聯 合 工 作 小 組 在 1991 年 公 佈 大 學 電 腦 課 程 建 議 報 告 Computing Curricula 1991 即 指 出 應 提 供 學 生 視 覺 化 的 軟 硬 體 環 境 以 協 助 學 生 學 習 抽 象 概 念 (Tucker, 1991), 許 多 研 究 著 手 發 展 視 覺 化 的 模 擬 軟 體 輔 助 學 習, 例 如 : 輔 助 學 習 CPU 概 念 的 有 Lin Wu 及 Liu(1999); 程 式 設 計 方 面 和 資 料 結 構 有 關 的 模 擬 軟 體 有 許 多 (Gustafson, & Kjenoli, 1998; Jarc, 1999; Ierardi, & Li, 2001; Gogeshvili, 2002; Cappos, & Homer, 2002; Dershem, McFall, & Uti, 2002), 另 有 和 演 算 法 有 關 (Stasko, Kehoe & Taylor, 2001; Rosling & Naps, 2002), 或 與 程 式 設 計 有 關 (Canas, Bajo & Gonzalvoet, 1994; Ross, 1991; Boroni, Eneboe, Goosey, Ross & Ross, 1996), 這 些 研 究 皆 顯 示 正 面 的 學 習 結 果, 且 其 中 有 許 多 是 開 放 網 路 下 載 (Gustafson, & Kjenoli, 1998; Ierardi, & Li, 2001; Gogeshvili, 2002; Cappos, & Homer, 2002), 可 免 費 使 用 的 此 外, 網 路 上 亦 有 許 多 相 關 的 影 片 或 資 源 等, 若 教 科 書 除 了 傳 統 的 教 師 手 冊 範 例 程 式 教 學 投 影 片 外, 也 能 提 供 這 些 免 費 的 軟 體 訊 息 或 設 計 相 關 的 教 學 活 動, 相 信 對 學 生 理 解 程 式 設 計 相 關 的 抽 象 概 念 有 所 幫 助 因 此, 在 分 析 程 式 語 言 教 科 書 之 前 擬 調 查 全 國 高 商 電 腦 教 師 對 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 期 望 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 有 哪 些, 作 為 進 一 步 分 析 教 科 書 的 依 據 同 時 調 查 電 腦 教 師 對 程 式 語 言 教 科 書 之 看 法, 及 瞭 解 教 科 書 對 教 師 教 法 教 學 策 略 之 影 響 等 貳 研 究 目 的 本 研 究 之 具 體 目 的 如 下 : 1. 調 查 高 商 電 腦 教 師 對 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 期 望 提 供 之 教 學 輔 助 資 源, 及 對 程 式 語 言 教 科 書 之 看 法 對 所 採 用 的 教 學 方 法 之 影 響 2. 分 析 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 中 範 例 及 習 題 之 問 題 解 決 呈 現 3. 依 據 電 腦 教 師 意 見 調 查 結 果, 進 一 步 分 析 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 3

5 4. 歸 納 整 理 所 分 析 之 結 果, 作 為 教 科 書 編 撰 者 及 教 師 之 參 考 叁 文 獻 探 討 一 電 腦 教 科 書 分 析 電 腦 課 在 課 程 綱 要 中 是 屬 於 較 新 的 科 目, 近 年 來 雖 漸 有 電 腦 教 科 書 分 析 的 相 關 研 究, 但 研 究 重 點 多 偏 重 在 教 學 策 略 的 應 用 分 析, 或 某 些 硬 體 及 軟 體 等 特 定 單 元 內 容 分 析 等 例 如 : 吳 正 己 龐 能 一 (1994) 分 析 高 中 職 計 算 機 概 論 教 科 書 中 應 用 類 比 的 情 形, 發 現 應 用 類 比 的 比 例 偏 低, 十 五 本 教 科 書 中 共 僅 使 用 126 個 類 比, 平 均 每 本 教 科 書 只 應 用 8.4 個 類 比 且 大 部 分 類 比 描 述 過 於 簡 單, 也 未 考 慮 其 限 制, 容 易 誤 導 學 生 產 生 迷 思 概 念 劉 佳 芸 (2004) 以 布 魯 姆 (Bloom) 認 知 分 類 修 正 版 為 分 析 工 具, 分 析 三 本 高 中 電 腦 教 科 書 的 教 學 目 標 教 材 內 容 及 習 題 的 認 知 分 類 情 形, 並 探 討 三 者 的 分 類 情 形 是 否 一 致, 研 究 結 果 發 現 教 學 目 標 教 材 內 容 和 習 題 多 為 低 認 知 層 次, 只 有 少 部 份 的 教 學 目 標 和 習 題 具 有 高 認 知 層 次 ; 且 三 本 教 科 書 的 教 學 目 標 教 材 內 容 及 習 題 在 認 知 分 類 上 普 遍 不 一 致 賴 皇 觀 (2002) 以 概 念 圖 分 析 三 本 高 中 電 腦 教 科 書 在 介 紹 中 央 處 理 單 元 (CPU) 概 念 時, 所 涵 括 的 範 圍 概 念 呈 現 的 架 構 概 念 精 緻 化 的 情 形 結 果 顯 示 在 概 念 涵 括 範 圍 部 份 : 三 本 教 科 書 所 涵 蓋 的 概 念 多 屬 於 CPU 內 部 結 構 概 念, 但 其 內 容 未 盡 符 合 課 程 標 準 規 定 而 在 概 念 呈 現 架 構 部 份 : 三 本 教 科 書 呈 現 中 央 處 理 單 元 概 念 順 序 大 多 由 內 部 結 構 切 入 ; 在 概 念 的 精 緻 化 部 份 : 三 本 教 科 書 在 介 紹 中 央 處 理 單 元 相 關 概 念 時, 最 常 使 用 重 申 舉 例 的 方 式 精 緻 化, 較 少 使 用 類 比 與 輕 微 離 題 的 精 緻 化 Lin 及 Wu (2007) 分 析 台 灣 的 電 腦 教 科 書 發 現, 電 腦 教 科 書 內 容 多 偏 重 在 特 定 的 應 用 軟 體 介 紹, 也 太 過 強 調 科 技 工 具, 造 成 電 腦 科 學 的 概 念 知 識 不 足, 及 使 用 不 適 當 的 類 比 等 此 外, 陳 秋 燕 (2009) 分 析 高 中 電 腦 教 科 書 中 電 腦 科 學 史 的 篇 幅 描 述 方 式 素 材 形 式 內 容 屬 性 教 學 定 位 學 習 活 動 呈 現 一 致 性 及 參 考 資 源 發 現 電 腦 科 學 史 篇 幅 偏 少, 以 文 字 描 述 為 主, 內 容 主 要 為 技 術 及 科 學 層 面, 甚 少 呈 現 電 腦 科 學 事 件 演 進 關 係, 電 腦 科 學 史 定 位 為 基 本 學 習 內 容 在 程 式 語 言 方 面,Maurer(1996) 曾 分 析 Pascal 語 言 教 科 書 中 有 關 GO TO 指 令 及 概 念 的 呈 現, 提 出 程 式 中 如 何 使 用 GO TO 指 令 的 建 議 Wu Lin 及 Lin(1999) 分 析 十 二 本 高 中 職 電 腦 教 科 書 程 式 語 言 教 材 的 問 題 類 型, 並 探 討 各 類 型 習 題 呈 現 所 遇 到 的 問 題, 結 果 發 現 教 科 書 中 的 程 式 語 言 範 例 缺 乏 詳 細 的 解 題 步 驟, 也 未 呈 現 如 何 分 析 問 題 且 習 題 範 例 都 偏 重 在 程 式 碼 撰 寫, 不 重 視 瞭 解 問 題 需 求 能 力 的 培 養, 及 導 引 學 生 構 思 解 題, 題 型 大 部 份 是 數 學 題 型 同 時 也 忽 略 了 教 授 學 生 如 何 測 試 程 式 及 除 錯 能 力 的 培 養 4

6 二 電 腦 教 科 書 調 查 教 科 書 是 教 師 的 主 要 教 材 依 據, 其 內 容 呈 現 方 式 也 容 易 影 響 教 師 的 教 學 策 略, 調 查 教 師 們 對 教 科 書 之 看 法, 及 其 對 教 法 之 影 響, 一 方 面 可 瞭 解 教 師 對 教 科 書 之 滿 意 度, 也 提 供 許 多 分 析 教 科 書 的 資 訊 之 前 調 查 電 腦 教 科 書 之 研 究 並 不 多, 或 是 距 今 已 有 一 段 時 間 何 榮 桂 吳 正 己 李 忠 謀 (1995) 調 查 全 國 高 中 電 腦 教 師 在 電 子 計 算 機 簡 介 課 程 中 使 用 教 科 書 的 情 形, 發 現 有 26% 的 教 師 是 自 編 教 材, 僅 有 35% 採 用 審 訂 本 教 科 書,12% 至 25% 採 用 非 審 訂 本 教 科 書 而 對 所 採 用 教 科 書 的 滿 意 度 方 面, 認 為 佳 者 只 有 2%, 認 為 尚 可 者 有 62%, 但 卻 有 超 過 三 分 之 一 (36%) 認 為 不 佳 邱 貴 發 (1996) 曾 調 查 在 國 立 台 灣 師 範 大 學 資 訊 教 育 暑 期 研 究 所 進 修 的 高 中 職 電 腦 教 師 對 於 教 科 書 之 看 法, 許 多 教 師 指 出 有 些 教 科 書 的 內 容 不 適 當 有 的 排 版 印 刷 欠 佳, 有 的 範 例 程 式 過 於 艱 深, 甚 至 有 些 觀 念 陳 述 錯 誤 在 程 式 語 言 單 元 方 面, 教 師 們 覺 得 範 例 程 式 太 難 著 重 於 語 法 的 呈 現 及 少 用 到 的 細 節 規 則, 如 輸 出 格 式 較 近 的 調 查 為 陳 宏 煒 (2003) 調 查 全 國 高 中 電 腦 課 程 的 實 施 情 況, 結 果 有 70% 教 師 使 用 審 定 本 教 科 書, 未 使 用 審 定 本 僅 有 13%, 未 使 用 教 科 書 有 20%, 且 超 過 六 成 (63%) 的 教 師 是 依 教 科 書 授 課 和 之 前 研 究 比 較, 教 師 使 用 審 定 本 教 科 書 的 比 例 有 明 顯 提 升 在 程 式 語 言 方 面, 發 現 最 多 教 師 教 導 的 語 言 為 Visual Basic, 主 要 考 量 是 容 易 學 習 但 教 師 講 授 程 式 語 言 單 元 的 比 例 不 到 六 成, 教 師 雖 然 認 同 程 式 設 計 的 重 要 性, 但 學 生 學 習 動 機 低 落 學 習 成 效 差, 因 此 教 師 教 導 該 單 元 的 比 例 也 不 高 進 一 步 調 查 有 講 授 程 式 語 言 的 教 師, 有 42% 的 教 師 認 為 自 己 班 上 的 學 生 僅 有 五 分 之 一 喜 歡 程 式 設 計, 大 部 份 教 師 認 為 有 不 少 比 例 的 學 生 能 理 解 其 講 授 的 程 式 範 例, 但 學 生 能 獨 立 設 計 較 大 程 式 的 比 例 卻 不 高 (80% 的 教 師 認 為 不 到 20% 的 學 生 能 達 到 ) 此 外, 學 者 Lin & Wu (2007) 整 理 32 本 高 中 電 腦 教 科 書 分 析 結 果, 發 現 內 容 很 多 太 著 重 於 應 用 軟 體 的 介 紹, 理 論 部 份 卻 著 墨 太 少, 太 偏 重 於 介 紹 微 軟 的 軟 體, 描 述 過 多 的 技 術 細 節 及 專 有 名 詞 不 適 當 的 類 比 及 範 例 等 於 程 式 語 言 章 節 方 面, 教 授 的 語 言 以 Visual Basic 為 主, 常 過 度 強 調 界 面 設 計 與 物 件 屬 性, 教 科 書 的 許 多 範 例 程 式 太 簡 單, 無 法 呈 現 程 式 邏 輯 以 上 之 調 查 研 究 以 高 中 為 主, 在 高 商 的 程 式 語 言 教 科 書 之 相 關 調 查 卻 付 之 闕 如 資 訊 科 技 日 新 月 異, 電 腦 教 科 書 也 改 版 多 時, 值 得 進 一 步 探 究 目 前 高 商 電 腦 教 師 們 對 程 式 語 言 教 科 書 呈 現 之 看 法 藉 由 瞭 解 歸 納 教 師 之 看 法, 做 進 一 步 分 析 教 科 書 之 依 據 三 程 式 語 言 教 學 之 重 要 性 台 灣 的 資 訊 科 學 教 育 之 課 程 不 斷 地 在 修 正, 許 多 研 究 探 討 中 小 學 ( 吳 正 己 5

7 何 榮 桂,1998; 吳 正 己,2001; 賴 皇 觀 吳 正 己 賴 錦 緣,2003) 或 大 學 ( 何 榮 桂 陳 麗 如 吳 正 己,2007) 電 腦 科 學 的 課 程 內 容 而 在 資 訊 科 教 學 中, 程 式 語 言 與 問 題 解 決 能 力 的 教 學 常 是 被 關 注 的 議 題 程 式 語 言 教 學 在 資 訊 教 育 中 是 相 當 重 要 的 一 環, 因 此 不 論 是 高 級 中 學 或 高 級 職 業 學 校 的 課 程 大 綱, 程 式 語 言 皆 佔 相 當 的 比 例 高 級 中 學 99 課 綱 的 課 程 中 ( 教 育 部,2010), 教 育 部 重 新 將 資 訊 科 技 概 論 列 入 必 選, 課 程 內 容 包 含 : 導 論 電 腦 軟 體 電 腦 硬 體 電 腦 網 路 電 腦 與 問 題 解 決 資 訊 科 技 與 人 類 社 會 六 大 單 元 在 問 題 解 決 此 主 題 上, 須 引 導 學 生 透 過 演 算 法 的 思 維 分 析 問 題 設 計 解 題 步 驟, 並 佐 以 程 式 設 計 教 學 以 實 作 演 算 法 在 高 級 職 業 學 校 99 課 綱 商 業 與 管 理 群 部 定 科 目 之 計 算 機 概 論 III IV 中 包 含 六 大 主 題 ( 職 業 學 校 管 理 群 科 中 心,2010), 基 本 程 式 語 言 為 其 中 之 一, 分 配 18 節 課 教 授 此 單 元 在 資 料 處 理 科 校 定 科 目 中, 程 式 語 言 與 設 計 I II 之 教 學 綱 要 中 列 出 其 教 學 目 標 為 : 瞭 解 程 式 語 言 的 基 本 概 念 熟 悉 程 式 設 計 的 方 式 培 養 邏 輯 思 考 的 能 力 能 應 用 所 學 撰 寫 程 式 來 解 決 問 題 而 在 教 育 部 所 定 之 資 料 處 理 科 學 生 專 業 能 力 內 涵 表 中, 在 程 式 語 言 方 面 包 括 : 學 生 應 具 備 了 解 程 式 語 言 撰 寫 程 式 程 式 測 試 與 維 護 了 解 程 式 的 品 質 與 管 理 然 而, 學 生 往 往 將 程 式 語 言 與 演 算 法 的 學 習 視 為 畏 途 (Costelloe, 2004), 追 究 其 原 因, 演 算 法 與 程 式 設 計 需 要 深 度 思 考, 對 於 多 數 學 生 來 說 相 當 困 難 另 一 方 面 教 師 的 教 學 常 以 教 授 語 法 為 主, 缺 乏 程 式 規 劃 撰 寫 與 除 錯 的 能 力 ( 邱 貴 發, 1996) 誠 如 美 國 資 訊 科 學 教 師 協 會 (Computer Science Teacher Association, 簡 稱 CSTA) 所 制 訂 的 改 進 高 中 電 腦 科 學 教 育 白 皮 書 (Stephenson, 2007) 中 所 指 出 程 式 語 言 教 學 以 培 養 學 生 問 題 解 決 與 演 算 法 式 思 考 的 能 力 為 主, 因 此 應 著 重 於 程 式 設 計 分 析 與 除 錯 的 過 程, 而 非 單 純 地 著 墨 於 語 法 與 邏 輯 然 而 對 大 部 份 高 中 生 或 程 式 設 計 的 初 學 者 而 言, 學 習 程 式 語 言 普 遍 面 臨 許 多 難 題, 學 生 面 對 問 題 時 常 不 知 如 何 下 手 ( 邱 貴 發,1996), 學 生 素 質 參 差 不 齊, 學 習 意 願 低 落 ( 陳 怜 秀 郭 英 峰,1998), 看 到 程 式 執 行 結 果 常 有 挫 折 感 (White, 1997) 但 傳 統 的 程 式 語 言 教 學 逐 行 解 釋 程 式 的 作 法 無 法 有 效 引 導 學 生 思 考 以 學 會 問 題 解 決 的 技 巧 (Soloway, 1986) Linn 和 Dallbey (1989) 提 出 程 式 設 計 認 知 成 就 鏈 (chain of cognitive accomplishments) 指 初 學 者 必 須 依 序 學 習 程 式 語 言 特 徵 程 式 設 計 技 巧 問 題 解 決 能 力 等 知 能, 才 能 循 序 漸 進 由 初 學 者 成 為 專 家 Beaubouef 和 Mason(2005) 也 發 現 學 生 在 選 擇 題 式 的 程 式 評 量 及 找 出 程 式 語 法 錯 誤 的 測 驗 表 現 良 好, 學 生 雖 可 以 瞭 解 程 式 語 法 及 可 以 手 動 追 蹤 程 式 執 行, 但 卻 無 法 透 過 寫 程 式 去 解 決 真 實 世 界 的 問 題, 亦 即 學 生 的 程 式 能 力 未 能 發 展 至 問 題 解 決 階 段 相 反 地, 若 能 以 問 題 解 決 策 略 來 教 授 程 式 設 計, 而 非 單 純 地 講 授 語 法, 讓 學 生 能 從 程 式 設 計 中 學 習 到 問 6

8 題 解 決 能 力, 就 可 應 用 到 其 他 學 科 的 學 習 例 如 : 在 Thompson 和 Wang Chen(1988) 的 研 究 中 證 實, 國 小 學 童 學 習 程 式 設 計 後 對 笛 卡 爾 座 標 系 統 的 遷 移 能 力 有 明 顯 提 升 Many, Lockard, Abrams 和 Firker (1988) 的 研 究 結 果 亦 指 出 有 學 習 程 式 設 計 的 高 中 生 在 問 題 解 決 與 思 考 的 技 巧 優 於 沒 有 學 習 過 的 學 生 在 調 查 國 立 台 灣 師 範 大 學 資 訊 教 育 暑 期 研 究 所 進 修 的 高 中 職 電 腦 教 師 之 研 究 中 顯 示 ( 邱 貴 發,1996), 教 師 們 覺 得 教 科 書 內 容 不 恰 當 範 例 程 式 太 難 只 描 述 語 法 特 性 或 一 些 少 用 的 細 節, 例 如 : 輸 出 格 式, 卻 不 示 範 程 式 設 計 的 過 程 等, 造 成 學 生 窮 於 記 憶 語 法, 卻 不 會 撰 寫 程 式 因 此 若 能 分 析 教 科 書 中 程 式 語 言 方 面 的 問 題 解 決 呈 現, 做 為 編 撰 者 的 參 考, 以 期 撰 寫 出 適 合 的 程 式 語 言 教 科 書, 做 為 教 師 教 學 的 依 據 以 精 進 教 學 策 略, 進 而 增 進 學 生 的 問 題 解 決 能 力, 相 信 對 程 式 語 言 的 教 學 有 莫 大 助 益 四 程 式 設 計 問 題 解 決 的 步 驟 及 內 涵 許 多 學 者 對 問 題 解 決 有 不 同 的 主 張, 在 各 個 領 域 的 學 習 亦 有 不 同 的 涵 意 Dewey(1910) 在 How to think 一 書 中 將 問 題 解 決 分 成 五 個 步 驟 : 遭 遇 疑 難 分 析 問 題 所 在 擬 定 可 能 的 解 決 辦 法 由 假 設 推 理 並 搜 集 資 料 獲 致 結 果 由 觀 察 驗 證 結 果 是 否 正 確 D Zurilla & Goldfried (1971) 將 解 決 問 題 的 程 序 分 成 認 識 問 題 界 定 問 題 想 出 解 決 方 案 作 決 策 付 諸 實 現 等 五 步 驟 以 心 理 學 觀 點,Anderson (1993) 認 為 問 題 解 決 應 包 含 :(1) 陳 述 階 段 : 即 學 生 陳 述 問 題 所 含 的 訊 息 ;(2) 知 識 組 合 : 學 生 針 對 已 知 的 訊 息 組 織 整 理 目 前 自 己 所 知 的 知 織, 提 出 一 套 可 行 的 程 序 或 計 劃 ;(3) 程 序 階 段 : 學 生 將 程 序 或 計 劃 實 行 為 實 際 可 行 的 行 動 在 數 學 解 題 範 疇 主 要 包 含 瞭 解 問 題 需 求 擬 定 解 題 計 畫 執 行 計 畫 及 回 顧 解 答 (Polya, 1957; Mayer, 1992) 黃 茂 在 陳 文 典 (2005) 依 解 決 問 題 外 顯 的 行 動 歷 程 來 論 述, 分 析 歷 程 中 各 階 段 的 心 理 活 動 包 括 經 歷 發 現 問 題 確 定 問 題 形 成 策 略 執 行 實 現 整 合 成 果 推 廣 應 用 等 步 驟 而 在 程 式 設 計 方 面, 學 者 們 也 提 出 問 題 解 決 的 步 驟 Overbaugh(1993) 指 出 程 式 設 計 的 問 題 解 決 主 要 可 分 成 四 個 階 段 : 確 認 問 題 擬 定 計 劃 撰 寫 程 式 除 錯 McGill 及 Hobbs(1996) 認 為 應 包 括 : 問 題 說 明 發 展 演 算 法 撰 寫 程 式 程 式 測 試 及 除 錯 Winslow(1996) 亦 指 出 程 式 設 計 之 問 題 包 含 : 瞭 解 問 題 決 定 如 何 解 決 問 題 將 解 題 計 劃 轉 化 為 程 式 碼 最 後 進 行 程 式 測 試 與 除 錯 歸 納 上 述 學 者 們 所 提 出 之 步 驟, 程 式 設 計 之 問 題 解 決 包 含 如 下 四 步 驟, 此 研 究 即 以 這 四 步 驟 作 為 分 析 教 科 書 程 式 範 例 及 習 題 問 題 解 決 呈 現 之 過 程 (1) 瞭 解 問 題 需 求 : 學 者 們 發 現 導 致 學 生 問 題 解 決 失 敗 的 一 項 重 要 原 因 是 學 生 無 法 瞭 解 欲 7

9 解 決 之 問 題 的 需 求 (Dalbey, Tourniaire & Linn, 1986), 學 生 常 因 無 法 明 確 掌 握 題 目 之 說 明 而 不 知 該 如 何 下 手 Overbaugh (1993) 指 出 解 決 問 題 的 首 要 步 驟 是 確 定 問 題 為 何, 需 求 有 哪 些, 必 須 僅 慎 的 評 估 問 題 釐 清 問 題 在 教 學 上, 教 師 也 應 教 導 學 生 如 何 釐 清 題 目 因 此, 教 科 書 在 呈 現 時, 應 仔 細 說 明 程 式 之 需 求, 包 括 輸 入 的 資 料 (Input) 輸 出 的 格 式 (Output) 結 果 條 件 及 限 制 等 讓 學 生 養 成 在 進 行 解 題 之 前, 先 對 題 目 之 輸 入 輸 出 有 充 份 的 瞭 解 (2) 擬 定 解 題 計 劃 或 演 算 法 瞭 解 問 題 需 求 之 後, 接 著 必 須 擬 定 解 題 計 劃 或 演 算 法 此 步 驟 是 問 題 解 決 的 核 心, 但 教 師 卻 很 少 教 授 此 能 力, 學 者 Dalbey 和 Linn (1986) 建 議 應 培 養 學 生 養 成 擬 定 解 題 計 劃 的 習 慣, 否 則 學 生 易 將 大 部 份 時 間 花 在 撰 寫 程 式 碼 顯 示 及 執 行, 忽 略 程 式 的 規 劃 (Pintrich, 1987) 即 使 學 生 具 有 理 解 程 式 碼 的 能 力, 但 卻 缺 乏 規 劃 大 型 程 式 的 能 力 (Taylor, 1991) 此 時 教 師 應 培 養 學 生 模 組 化 程 式 設 計 觀 念 (Overbaugh, 1993; Schollmeyer, 1996), 可 以 採 用 由 上 而 下 (Top-Down) 的 解 題 策 略, 將 一 個 大 問 題 分 解 成 許 多 個 小 問 題, 再 各 個 解 決 此 外, 應 用 副 程 式 來 解 決 較 小 問 題 的 程 式 也 是 有 效 的 方 法 教 師 可 提 供 許 多 已 撰 寫 好 的 副 程 式 讓 學 生 使 用, 讓 學 生 將 焦 點 放 在 整 體 程 式 的 規 劃, 而 非 低 層 次 的 某 一 小 功 能 程 式 碼 的 撰 寫, 以 落 實 模 組 化 程 式 設 計 觀 念 此 外, 結 構 化 的 解 題 計 劃 及 模 組 化 的 程 式 設 計 在 程 式 撰 寫 時 可 產 生 較 少 的 錯 誤 或 方 便 程 式 的 測 試 與 除 錯 (Stone, Eleanor & Wright, 1990) Taylor(1991) 建 議 解 題 計 劃 的 呈 現 可 以 使 用 虛 擬 碼 (pseudo code) 流 程 圖 (flow chart) 結 構 圖 (structure diagram) 或 文 字 描 述 (verbal description) 來 表 示 其 中 流 程 圖 是 高 層 次 的 表 徵, 具 有 文 字 及 圖 形 的 說 明, 可 減 輕 資 訊 負 荷 (Linn & Clancy, 1992a), 在 Scanlan 和 Leisa (1989) 調 查 研 究 發 現 大 多 數 (70% 至 80%) 的 學 生 喜 歡 用 流 程 圖 來 瞭 解 演 算 法, 因 此 對 於 高 中 階 段 的 初 學 者, 流 程 圖 是 適 合 規 劃 解 題 計 劃 的 工 具 (3) 撰 寫 程 式 碼 將 解 題 計 劃 或 演 算 法 成 功 得 轉 化 成 程 式 碼, 才 能 真 正 實 行 解 題 計 劃, 也 是 問 題 解 決 步 驟 中 重 要 的 一 環 程 式 撰 寫 能 力 可 透 過 不 斷 地 練 習 來 提 昇, 學 者 們 提 出 許 多 教 材 設 計 方 式 及 教 學 策 略 來 增 進 學 生 撰 寫 程 式 能 力 例 如 在 設 計 教 材 時 可 提 供 不 同 的 程 式 碼 撰 寫 方 式 供 學 生 練 習 (Van Merriënboer & Krammer, 1987), 包 括 (1) 克 漏 填 充 (clozing): 將 一 完 整 的 程 式 之 某 部 份 挖 空, 讓 學 生 填 寫 (2) 改 寫 程 式 (modifying): 修 改 程 式 使 其 執 行 更 有 效 率, 8

10 或 另 外 撰 寫 新 程 式 以 達 到 相 同 功 能 (3) 擴 充 程 式 (extending): 增 加 程 式 新 的 功 能 Linn 及 Clancy(1992b) 也 指 出 可 搭 配 修 改 程 式 (modification) 及 應 用 (application), 將 學 習 到 的 概 念 應 用 於 欲 解 決 的 問 題 上 在 實 施 程 序 上, Deimel 和 Moffat(1982) 建 議, 首 先 提 供 已 完 成 的 程 式 讓 學 生 觀 察 程 式 的 執 行 過 程, 再 讓 學 生 研 讀 結 構 良 好 的 範 例 程 式, 接 著 針 對 既 有 的 程 式 進 行 進 一 步 的 修 改 與 擴 充, 最 後 才 讓 學 生 獨 立 設 計 與 撰 寫 自 己 的 程 式 如 此 循 序 漸 進 地 由 觀 察 修 改 到 獨 自 完 成 程 式 以 避 免 學 生 只 會 寫 線 性 (liner) 無 結 構 的 程 式, 對 於 較 具 結 構 化 的 程 式 卻 一 籌 莫 展, 包 括 : 條 件 判 斷 迴 圈 遞 迴 等 程 式 在 教 學 策 略 方 面, 可 以 同 儕 支 援 合 作 學 習 為 精 神, 提 昇 程 式 撰 寫, 例 如 : 以 配 對 方 式 協 力 完 成 程 式 (pair-programming), 如 此 可 使 程 式 較 快 撰 寫 且 較 少 錯 誤 (Wiki, 1999; Coplien, 1995) (4) 程 式 測 試 與 除 錯 程 式 碼 撰 寫 完 畢 後 即 須 進 行 測 試 與 除 錯, 以 確 保 程 式 之 正 確 性 根 據 統 計 測 試 與 除 錯 在 程 式 發 展 階 段 會 佔 據 一 半 左 右 的 時 間 及 心 力 (Myers, 1997; Ward, 1988; Pintrich, 1987), 但 在 程 式 語 言 的 教 學 中, 測 試 與 除 錯 的 練 習 卻 常 是 被 忽 略 的 不 像 有 經 驗 的 程 式 設 計 師 能 迅 速 地 找 出 程 式 錯 誤 之 處, 初 學 者 通 常 未 擬 定 詳 細 的 解 題 計 劃 及 缺 乏 正 確 的 除 錯 技 巧, 常 以 較 無 效 率 的 嘗 試 錯 誤 (trial and error) 方 式 來 除 錯, 因 此 更 需 除 錯 方 面 的 訓 練 (Lee & Wu, 1999; Pintrich, 1987) Benander 和 Benander (1989) 建 議 在 程 式 中 可 以 加 入 額 外 的 輸 出 指 令, 當 程 式 執 行 時 顯 示 立 即 的 資 訊 以 方 便 除 錯, 或 在 編 譯 器 的 除 錯 區 以 單 步 執 行 的 模 式 來 除 錯 增 進 學 生 對 程 式 的 理 解 亦 有 助 於 找 出 錯 誤, 是 常 被 使 用 的 策 略 (Kessler & Anderson, 1986; Vessey, 1985) Sleeman 和 Brian (1985) 指 出 教 師 可 以 下 列 方 式 來 培 養 學 生 除 錯 能 力 :(1) 明 確 地 教 授 程 式 語 言 結 構 語 法 及 語 意 ;(2) 讓 學 生 預 測 程 式 執 行 的 結 果 ;(3) 對 學 生 的 程 式 適 時 給 予 回 饋 Linn Sloane 和 Clancy(1987) 建 議 可 整 理 學 生 常 犯 的 不 同 類 型 錯 誤, 例 如 : 語 法 錯 誤 輸 出 入 錯 誤 邏 輯 錯 誤 等, 設 計 許 多 有 錯 誤 的 程 式 讓 學 生 找 出, 可 提 升 除 錯 能 力 Lee 和 Wu(1999) 曾 依 此 理 念 設 計 一 除 錯 練 習 系 統, 實 驗 結 果 顯 示 學 生 經 除 錯 練 習 後, 比 沒 有 練 習 者 有 較 佳 的 程 式 設 計 能 力 此 外, 教 導 學 生 充 份 利 用 資 源 參 考 資 料 程 式 指 令 索 引 程 式 錯 誤 訊 息 表 等, 亦 有 助 除 錯 肆 研 究 方 法 及 進 行 步 驟 本 計 劃 分 兩 階 段 進 行, 第 一 階 段 著 重 於 調 查 高 商 電 腦 教 師 對 程 式 語 言 教 科 書 9

11 之 看 法 期 待 教 科 書 應 提 供 之 教 學 輔 助 資 源, 進 一 步 瞭 解 教 科 書 對 教 師 教 學 之 影 響 第 二 階 段 將 進 行 程 式 語 言 教 科 書 分 析, 瞭 解 範 例 及 習 題 問 題 解 決 之 呈 現, 及 教 科 書 是 否 包 含 教 師 所 希 望 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 一 調 查 高 商 電 腦 教 師 對 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 之 看 法 本 研 究 對 全 國 公 立 高 商 教 授 程 式 語 言 之 教 師 進 行 問 卷 調 查, 考 量 此 科 目 通 常 由 一 至 二 位 教 師 教 授, 並 非 每 位 高 商 電 腦 教 師 皆 教 授 此 科 目, 因 此 一 所 學 校 調 查 兩 位 教 師 之 看 法 此 問 卷 參 考 Lin &Wu (2007) 與 陳 宏 煒 (2003) 之 研 究 設 計, 包 括 下 列 四 部 份 : 1. 教 師 對 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 之 看 法 2. 教 師 希 望 教 科 書 應 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 3. 教 師 程 式 語 言 教 學 實 施 情 形 4. 學 生 程 式 語 言 學 習 情 形 此 問 卷 由 研 究 者 擬 定 後, 再 經 由 兩 位 高 商 資 深 程 式 語 言 教 師 及 兩 位 大 學 資 訊 相 關 研 究 領 域 教 授 修 訂, 提 供 的 意 見 整 理 如 下 : 兩 位 高 商 資 深 程 式 語 言 教 師 之 意 見 為 : 1. 調 查 教 學 輔 助 資 源 方 面 ( 問 卷 第 2 題 ), 建 議 增 列 教 學 影 音 檔 及 自 編 程 式 演 算 法 解 題 技 巧 教 材 兩 項 目 2. 調 查 教 師 教 學 實 施 方 面, 於 採 用 的 教 學 活 動 部 份 ( 問 卷 第 6 題 ), 建 議 增 列 讓 學 生 口 頭 討 論 程 式 撰 寫 方 式 及 讓 學 生 分 組 合 作 撰 寫 程 式 兩 項 目 3. 調 查 教 師 教 學 實 施 方 面, 於 教 師 教 學 以 語 法 為 主 之 原 因 部 份 ( 問 卷 第 13 題 之 第 1 小 題 ), 建 議 增 列 學 生 上 機 實 作 意 願 不 高 同 樣 地, 在 調 查 教 師 很 少 進 行 除 錯 教 學 之 原 因 部 份 ( 問 卷 第 13 題 之 第 2 小 題 ), 建 議 增 列 學 生 學 習 意 願 不 高 兩 位 大 學 資 訊 相 關 研 究 領 域 教 授 之 意 見 為 : 1. 調 查 教 師 教 學 實 施 方 面, 於 課 後 程 式 實 作 題 題 數 部 份 ( 問 卷 第 5 題 ), 建 議 不 採 用 填 充 題 方 式, 而 以 某 一 題 數 為 級 距, 並 包 含 無, 即 表 示 沒 有 程 式 實 作 題 的 作 業 2. 調 查 教 師 教 學 實 施 方 面, 於 學 生 實 作 程 式 碼 部 份 ( 問 卷 第 6 題 ), 除 了 區 分 實 作 教 科 書 內 程 式 及 課 外 程 式 外, 再 加 上 區 分 為 實 作 已 知 程 式 碼 解 答 及 實 作 未 知 程 式 碼 解 答 兩 種 3. 調 查 學 生 學 習 情 形 方 面, 於 評 估 學 生 實 作 程 式 能 力 部 份 ( 問 卷 第 11 題 之 第 8 及 第 9 小 題 ), 為 具 體 區 分 程 式 大 小, 建 議 以 程 式 的 行 數 作 為 區 分 之 標 準 根 據 以 上 意 見 進 行 問 卷 之 修 訂, 修 訂 後 的 問 卷 內 容 請 詳 見 附 錄 一 問 卷 之 調 查 是 以 線 上 問 卷 方 式 進 行 ( 如 圖 1 所 示 ), 研 究 者 查 詢 各 高 商 學 校 資 料 處 理 科 網 頁, 10

12 若 有 列 出 任 教 程 式 語 言 之 教 師, 即 將 線 上 問 卷 網 址 以 方 式, 邀 請 該 教 師 填 答 若 網 頁 上 無 法 查 詢 哪 些 教 師 教 授 此 課 程, 即 打 電 話 詢 問 資 料 處 理 科 主 任 及 線 上 問 卷 網 址 給 資 料 處 理 科 主 任, 請 其 代 為 轉 寄 給 有 任 教 此 課 程 之 兩 位 教 師 共 計 發 出 80 份 問 卷, 回 收 63 份, 回 收 率 達 79% 圖 1 程 式 語 言 教 科 書 線 上 問 卷 以 下 針 對 程 式 語 言 教 科 書 問 卷 填 答 教 師 的 性 別 學 歷 教 學 年 資 分 別 說 明 與 討 論 1. 性 別 由 表 1 可 知, 填 答 教 師 60% 為 男 性,40% 為 女 性 表 1 程 式 語 言 授 課 教 師 性 別 分 佈 情 形 性 別 教 師 數 百 分 比 男 38 60% 女 25 40% 合 計 % 2. 學 歷 表 2 顯 示, 程 式 語 言 教 科 書 問 卷 填 答 教 師 中, 有 14% 的 教 師 最 高 學 歷 為 博 士, 80% 為 碩 士 或 等 同 碩 士 學 位,6% 為 學 士 碩 士 學 歷 以 上 的 教 師 佔 絕 大 多 數 (94%) 3. 教 學 年 資 表 3 顯 示 程 式 語 言 教 科 書 問 卷 填 答 教 師 之 年 資, 任 教 年 資 在 10 年 以 內 的 只 佔 18%, 平 均 分 佈 於 11 至 25 年, 平 均 年 資 為 15.5 年, 值 得 注 意 的 是 年 資 在 21 至 25 年 之 間 的 教 師 佔 最 多 數 此 結 果 和 陳 宏 煒 (2003) 於 民 國 91 年 調 查 高 中 電 腦 教 師 之 資 料 有 差 異, 其 平 均 年 資 為 9.9 年,62% 的 教 師 年 資 集 中 於 10 年 內, 只 有 11

13 9% 教 師 年 資 在 21 年 以 上 可 見 高 職 資 料 處 理 科 教 授 程 式 語 言 的 教 師 是 較 具 年 資 的, 可 能 原 因 是 相 較 於 計 算 機 概 論 或 其 他 應 用 軟 體 課 程, 程 式 語 言 課 程 包 含 語 法 邏 輯 與 實 作, 是 需 較 有 教 學 經 驗 的 教 師 來 授 課 表 2 程 式 語 言 授 課 教 師 最 高 學 歷 分 佈 情 形 學 歷 教 師 數 百 分 比 學 士 4 6% 碩 士 / 四 十 學 分 班 50 80% 博 士 9 14% 合 計 % 表 3 程 式 語 言 授 課 教 師 年 資 分 佈 情 形 年 資 教 師 數 百 分 比 1~5 年 5 8% 6~10 年 6 10% 11~15 年 14 22% 16~20 年 16 25% 21~25 年 22 35% 26 年 以 上 0 0% 合 計 % 註 : 平 均 任 教 年 資 為 15.5 年 二 分 析 高 商 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 ( 一 ) 研 究 樣 本 本 研 究 分 析 高 商 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 問 題 解 決 策 略 之 呈 現, 及 教 科 書 包 含 哪 些 教 師 所 期 望 提 供 之 教 學 輔 助 資 源, 因 目 前 課 綱 訂 定 高 商 資 料 處 理 科 的 程 式 語 言 與 設 計 科 目 屬 於 校 定 科 目, 教 科 書 不 須 再 經 過 審 定, 目 前 市 面 上 之 前 曾 通 過 審 定 的 教 科 書 只 有 旗 立 出 版 社, 因 此 除 此 套 教 科 書 外, 及 訪 談 五 位 資 深 的 高 商 程 式 語 言 教 師 所 推 薦 的 另 四 套 教 科 書, 共 有 五 套 教 科 書 進 行 分 析, 如 下 表 4 所 示 為 方 便 敘 述, 各 教 科 書 分 別 以 甲 乙 丙 丁 戊 稱 之 ( 二 ) 研 究 範 圍 考 量 條 件 判 斷 式 迴 圈 陣 列 排 序 演 算 法 在 高 商 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 中 是 屬 於 較 具 結 構 化 的 部 份, 適 合 問 題 解 決 策 略 之 呈 現, 因 此 本 研 究 分 析 的 範 圍 包 括 : 條 件 判 斷 式 迴 圈 陣 列 排 序 演 算 法 各 章 節 之 範 例 程 式 及 習 題 此 外, 依 據 調 查 結 果, 進 一 步 分 析 教 科 書 是 否 包 含 教 師 所 期 望 之 教 學 輔 助 資 源 12

14 表 4 程 式 語 言 教 科 書 編 號 出 版 社 作 者 出 版 年 月 甲 旗 立 吳 文 立 李 亮 生 陳 源 宏 2008 年 1 月 乙 松 崗 張 健 原 2011 年 6 月 丙 全 華 余 忠 潔 2007 年 12 月 丁 碁 峰 Idea 三 人 組 2011 年 7 月 戊 台 科 大 張 炳 雄 徐 明 志 黃 慧 容 2011 年 8 月 ( 三 ) 分 析 工 具 在 程 式 呈 現 方 面, 因 問 題 解 決 包 含 瞭 解 問 題 需 求 擬 定 解 題 計 劃 或 演 算 法 撰 寫 程 式 碼 程 式 測 試 與 除 錯 四 個 步 驟 分 析 時 將 以 解 題 步 驟 整 體 呈 現 與 解 題 各 步 驟 個 別 呈 現 兩 部 分 進 行, 分 析 類 目 表 見 附 錄 二 解 題 步 驟 整 體 呈 現 方 面, 分 為 以 下 四 個 類 目 : 1. 有 完 整 的 解 題 四 步 驟 : 即 程 式 呈 現 包 含 瞭 解 問 題 需 求 擬 定 解 題 計 劃 或 演 算 法 撰 寫 程 式 碼 程 式 測 試 與 除 錯 四 個 步 驟 2. 扣 除 瞭 解 問 題 需 求, 只 包 含 解 題 四 步 驟 中 的 另 外 二 個 步 驟 : 因 問 題 需 求 屬 於 題 目 描 述, 因 題 目 描 述 為 描 述 程 式 之 基 本 元 素, 因 此 扣 除 瞭 解 問 題 需 求 步 驟 外, 分 析 程 式 呈 現 是 否 尚 包 含 另 外 二 個 步 驟, 即 程 式 呈 現 可 能 包 含 下 列 三 種 情 形 :(1) 包 含 瞭 解 問 題 需 求 擬 定 解 題 計 劃 或 演 算 法 撰 寫 程 式 碼 ;(2) 包 含 瞭 解 問 題 需 求 擬 定 解 題 計 劃 或 演 算 法 程 式 測 試 與 除 錯 ;(3) 包 含 瞭 解 問 題 需 求 撰 寫 程 式 碼 程 式 測 試 與 除 錯 3. 扣 除 瞭 解 問 題 需 求, 只 包 含 解 題 四 步 驟 中 的 另 外 一 個 步 驟 : 即 分 析 程 式 除 了 基 本 的 瞭 解 問 題 需 求, 是 否 尚 包 含 另 外 一 個 步 驟, 即 程 式 呈 現 可 能 包 含 下 列 三 種 情 形 :(1) 包 含 瞭 解 問 題 需 求 及 擬 定 解 題 計 劃 ;(2) 包 含 瞭 解 問 題 需 求 及 撰 寫 程 式 碼 說 明 ;(3) 包 含 瞭 解 問 題 需 求 及 程 式 測 試 與 除 錯 4. 只 包 含 瞭 解 問 題 需 求 即 程 式 只 呈 現 瞭 解 問 題 需 求, 而 無 其 他 步 驟 之 描 述 在 解 題 各 步 驟 個 別 呈 現 方 面, 分 述 如 下 : 1. 瞭 解 問 題 需 求 問 題 需 求 應 包 含 輸 入 資 料 輸 出 結 果 之 描 述, 此 項 分 析 即 依 應 輸 入 資 料 輸 出 結 果 之 說 明 完 整 與 否 進 行 分 析 (1) 問 題 需 求 定 義 完 整 題 目 呈 現 時 能 完 整 描 述 應 輸 入 哪 些 資 料 輸 出 哪 些 結 果 如 下 例 清 楚 規 13

15 定 輸 入 及 輸 出 格 式, 並 且 舉 例 說 明, 即 屬 於 問 題 需 求 定 義 完 整 例 : 題 目 迴 文 判 斷 說 明 請 利 用 Do while loop 迴 圈 控 制 指 令, 由 外 部 資 料 檔 讀 入 一 個 欲 判 斷 的 數 字, 若 此 數 字 為 迴 文 (palindrome, 左 右 讀 起 均 同, 例 如 12321), 則 印 出 此 數 字 及 is a palindrome., 若 不 是 則 印 出 此 數 字 及 is not a palindrome. 輸 出 資 料 檔 案 及 資 料 格 式 SM 1. 檔 案 型 態 : 循 序 檔 2. 檔 案 資 料 欄 位 如 下 :( 各 欄 間 以 逗 號 分 隔 ) 欄 位 1 數 字 長 整 數 型 別 (3~9 位 數 的 正 整 數 ) 範 例 檔 案 SM 第 一 筆 記 錄 報 表 輸 出 第 一 題 結 果 :12321 is a palindrome. ( 程 式 設 計 丙 級 檢 定, 試 題 編 號 ) (2) 問 題 需 求 定 義 不 完 整 題 目 呈 現 時 未 能 完 整 描 述 應 輸 入 哪 些 資 料 輸 出 哪 些 結 果 如 下 例 只 要 求 判 斷 月 份 為 大 月 或 小 月, 但 未 說 明 應 從 何 處 輸 入 哪 些 資 料 及 輸 出 哪 些 結 果, 此 題 即 屬 問 題 需 求 定 義 不 完 整 例 : 判 斷 月 分 為 大 月 或 小 月 ( 甲 套, 頁 139) 2. 擬 定 解 題 計 劃 或 演 算 法 此 部 份 主 要 分 析 題 目 是 否 呈 現 解 題 構 思 過 程 及 解 題 步 驟 或 演 算 法 之 描 述 等 (1) 解 題 構 思 如 下 列 為 提 供 解 題 構 思 的 例 子, 以 引 導 學 生 規 劃 解 題 計 劃 例 : 依 據 使 用 者 所 點 選 的 座 位 區 及 輸 入 的 購 票 張 數 來 計 算 票 價 解 題 構 思 : 每 一 個 座 位 區 對 應 一 個 座 位 區 號 碼, 當 使 用 者 按 下 任 一 座 位 區 鈕 後, 利 用 函 數 讀 取 使 用 者 所 輸 入 的 購 買 張 數 呼 叫 副 程 式, 依 據 座 位 區 代 碼 及 購 買 張 數, 計 算 及 顯 示 總 票 價 ( 甲 套, 頁 16) (2) 解 題 步 驟 或 演 算 法 之 描 述 解 題 步 驟 或 演 算 法 的 描 述 大 部 份 是 以 文 字 或 流 程 圖 的 方 式, 如 下 的 例 子 是 以 文 字 來 描 述 14

16 例 : 計 算 N 之 值 Step1: 輸 入 一 正 整 數 N Step2: 令 SUM=0,I=1 Step3: 如 果 I>N 則 跳 至 Step7 執 行, 否 則 繼 續 執 行 Step4 Step4: 令 SUM=SUM+I Step5: 令 I=I+1 Step6:GOTO Step3 Step7: 輸 出 SUM. Step8: 結 束 程 式 ( 丙 套, 頁 6-7) 以 下 的 例 子 則 是 以 流 程 圖 來 描 述 解 題 步 驟 或 演 算 法 開 始 輸 入 民 國 年 西 元 年 Year= 民 國 年 否 Year 為 4 的 倍 數 是 否 Year 為 100 的 倍 數 閏 年 是 Year 為 400 的 倍 數 是 否 平 年 結 束 ( 乙 套, 頁 5-21) 15

17 3. 程 式 碼 說 明 若 能 針 對 程 式 碼 執 行 過 程 及 其 功 能 加 以 說 明, 有 助 學 生 撰 寫 程 式 對 語 法 及 程 式 結 構 有 進 一 步 認 識 以 下 即 是 程 式 碼 說 明 的 例 子 第 2 行 : 宣 告 學 生 姓 名 陣 列 為 11 個 元 素 第 3 行 : 宣 告 學 生 英 文 成 績 陣 列 為 5 個 元 素, 並 直 接 設 定 值 第 4 ~ 6 行 : 設 定 學 生 姓 名 值, 其 中 註 標 索 引 值 為 1 4 及 10 的 值 第 7 ~ 9 行 : 將 這 些 學 生 姓 名 陣 列 的 值 輸 出 到 Console 視 窗 中, 而 其 中 Stu_name(2) 並 沒 有 設 定 值, 因 此 這 行 將 會 輸 出 一 列 空 白 第 11~ 13 行 : 利 用 for Each 輸 出 英 文 成 績 陣 列 值 ( 丁 套, 頁 6-5) 4. 測 試 與 除 錯 此 部 份 主 要 分 析 程 式 題 目 是 否 提 供 測 試 資 料, 或 教 科 書 是 否 教 授 如 何 除 錯 及 提 供 除 錯 的 練 習 (1) 測 試 資 料 程 式 題 目 應 提 供 測 式 資 料, 方 便 學 生 除 錯 用, 下 例 中 即 提 供 測 試 用 檔 案, 並 指 出 應 輸 出 之 結 果 例 : 此 問 題 為 給 定 某 些 英 文 文 句, 其 內 容 只 有 英 文 數 字 空 白 及 標 點 符 號, 請 選 手 判 斷 此 文 句 是 否 符 合 某 些 檢 查 條 件? 子 題 1: 是 否 文 句 中 存 在 任 何 子 字 串, 其 以 任 一 數 字 開 頭, 任 一 數 字 結 尾, 中 間 存 在 1 個 至 3 個 大 寫 字 母 輸 入 說 明 : 第 1~3 行 表 示 欲 檢 查 之 3 句 英 文 文 句 輸 出 說 明 : 第 1~3 行 分 別 對 應 第 1~3 句 檢 查 文 句, 若 存 在 符 合 條 件 之 子 字 串 即 輸 出 有, 不 存 在 即 輸 出 沒 有 輸 入 範 例 : 檔 名 :in-3-1.txt Tom Lin s employee number is A123BSC45. The price is 45 US dollars. The machine code is 65K2. 輸 出 範 例 : 檔 名 :out-3-1.txt 有 沒 有 有 ( 全 國 高 中 學 校 99 學 年 度 商 業 類 科 程 式 設 計 競 賽 ) (2) 教 授 程 式 除 錯 教 科 書 應 指 導 學 生 如 何 利 用 編 譯 器 進 行 除 錯, 或 在 程 式 中 加 上 輸 出 指 令 以 顯 示 變 數 的 值, 方 便 除 錯 16

18 (3) 提 供 除 錯 的 練 習 教 科 書 中 亦 應 提 供 程 式 除 錯 的 練 習, 包 括 語 法 錯 誤 及 語 意 錯 誤 的 練 習, 如 下 例 所 示 例 : 請 找 出 下 列 程 式 錯 誤 之 處 Public Type vitamins a As Single b As Single End Type Private Sub Command1_clic() Dim minimum As vitamins minimum.b=200 minimum.a=500 Print minimum End sub ( 丙 套, 頁 14-43) 分 析 教 師 所 期 望 之 教 學 輔 助 資 源 方 面, 除 了 一 般 常 見 的 習 題 解 答 範 例 光 碟 教 學 投 影 片 之 外, 將 整 理 問 卷 調 查 中 教 師 所 列 出 之 項 目, 依 此 項 目 分 析 教 科 書 是 否 包 含 這 些 教 學 輔 助 資 源 ( 四 ) 研 究 步 驟 除 研 究 者 外, 本 研 究 亦 請 二 位 現 職 資 深 電 腦 教 師 參 與 分 析, 兩 位 皆 具 有 碩 士 學 位, 教 授 電 腦 科 目 年 資 皆 15 年 首 先 決 定 分 析 樣 本 的 單 位 分 析 方 式 分 析 類 目, 然 後 建 立 分 析 類 目 的 效 度 及 分 析 者 間 的 信 度, 最 後 進 行 正 式 的 分 析, 步 驟 如 下 : 1. 決 定 分 析 樣 本 的 單 位 分 析 教 科 書 中 程 式 範 例 及 習 題 問 題 解 決 策 略 之 呈 現 時, 將 以 每 一 題 為 分 析 單 位 在 範 例 方 面, 若 不 具 解 題 演 示 將 不 再 做 進 一 步 分 析, 若 具 解 題 演 示, 將 依 上 述 分 析 工 具 之 類 目 進 行 分 析 在 習 題 方 面, 無 提 供 解 題 的 具 體 練 習 者, 例 如 : 是 非 題 選 擇 題 將 不 做 分 析, 因 其 僅 著 重 於 基 本 概 念 或 語 法 記 憶 有 提 供 解 題 練 習 的 題 目, 將 以 每 一 題 為 分 析 單 位, 亦 以 上 述 分 析 工 具 之 類 目 進 行 分 析 而 在 分 析 教 師 所 期 望 之 教 學 輔 助 資 源 方 面, 將 以 每 一 套 教 科 書 為 分 析 單 位 17

19 2. 建 立 分 析 類 目 的 效 度 本 研 究 依 文 獻 探 討, 初 步 歸 納 分 析 類 目, 再 經 由 二 位 現 職 高 商 電 腦 教 師 就 分 析 類 目 的 適 用 性 明 確 性 進 行 反 覆 討 論 及 修 正, 以 建 立 分 析 類 目 的 專 家 效 度 3. 建 立 分 析 者 間 信 度 先 由 研 究 者 與 共 同 分 析 者 討 論 分 析 方 式, 並 取 得 如 何 分 析 的 共 識 接 著 進 行 試 驗 性 分 析, 依 據 上 述 之 分 析 工 具 三 位 分 析 者 就 同 一 套 教 科 書 各 抽 取 出 20 個 範 例 及 習 題, 總 計 40 題 進 行 分 析, 計 算 出 三 位 分 析 者 間 的 信 度 計 算 分 析 者 間 的 信 度 是 根 據 如 下 Holsti (1969) 提 出 的 相 互 同 意 度 與 信 度 進 行 檢 定 相 互 同 意 度 = 2M /(N1+N2) M 為 分 析 者 間 共 同 同 意 的 數 目 N1 及 N2 代 表 兩 位 分 析 者 可 同 意 之 最 大 數 目 信 度 = (3 平 均 相 互 同 意 度 ) / (1 + 2 平 均 相 互 同 意 度 ) 由 以 上 公 式,M 在 此 研 究 中 代 表 兩 位 分 析 者 彼 此 共 同 同 意 的 題 數 N1 即 某 一 分 析 者 分 析 題 數,N2 即 另 一 分 析 者 分 析 題 數 三 位 分 析 者 若 分 別 以 A B C 稱 之, 分 析 結 果 A 與 B 之 共 同 同 意 的 題 數 為 29 題,A 與 C 之 共 同 同 意 的 題 數 為 30 題, 而 B 與 C 之 共 同 同 意 的 題 數 為 28 題, 計 算 出 本 研 究 之 信 度 為 0.89 如 下 所 示 : A 與 B 間 的 相 互 同 意 度 = (2 29) / (40+40) = 0.73 A 與 C 間 的 相 互 同 意 度 = (2 30) / (40+40) = 0.75 B 與 C 間 的 相 互 同 意 度 = (2 28) / (40+40) = 0.70 平 均 相 互 同 意 度 = ( ) / 3 =0.73 信 度 = (3 0.73) / ( ) = 進 行 正 式 分 析 與 統 計 分 析 者 間 的 信 度 確 定 後, 即 開 始 進 行 實 際 的 分 析 工 作, 並 將 分 析 結 果 記 錄 與 統 計 18

20 伍 研 究 結 果 一 資 處 科 教 師 對 程 式 語 言 與 設 計 教 科 書 看 法 問 卷 調 查 結 果 以 下 將 綜 合 分 析 問 卷 調 查 統 計 結 果, 以 瞭 解 資 處 科 教 師 對 程 式 語 言 教 科 書 看 法 及 教 學 實 施 情 形 分 別 就 教 科 書 看 法 教 師 希 望 教 科 書 能 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 教 師 教 學 實 施 和 學 生 學 習 情 形 等 四 個 項 目 說 明, 最 後 是 綜 合 討 論 ( 一 ) 教 科 書 看 法 教 科 書 看 法 方 面 將 針 對 教 師 選 用 程 式 語 言 教 科 書 的 考 量 因 素 教 師 對 所 使 用 的 程 式 語 言 教 科 書 之 看 法 教 師 對 教 科 書 中 範 例 程 式 的 看 法 教 師 對 教 科 書 中 習 題 程 式 題 的 看 法 和 教 師 希 望 程 式 語 言 教 科 書 能 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 等 五 個 項 目 來 討 論 1. 教 師 選 用 程 式 語 言 教 科 書 的 考 量 因 素 表 5 統 計 教 師 選 用 程 式 語 言 教 師 書 的 考 量 因 素, 重 要 程 度 最 高 的 前 三 名 為 內 容 正 確 性 ( 平 均 4.52) 內 容 可 讀 性 ( 平 均 4.49) 是 否 符 合 學 生 能 力 背 景 ( 平 均 4.48) 整 體 而 言, 各 考 量 因 素 皆 受 教 師 們 重 視 表 5 教 師 選 用 程 式 語 言 教 科 書 之 考 量 因 素 (N=63) 非 常 非 常 重 要 重 要 普 通 不 重 要 不 重 要 考 量 項 目 平 均 f(%) f(%) f(%) f(%) f(%) 1. 內 容 正 確 性 35(56%) 26(41%) 2(3%) 0(0%) 0(0%) 內 容 可 讀 性 32(50%) 30(48%) 1(1%) 0(0%) 0(0%) 範 例 習 題 的 質 與 量 29(46%) 31(49%) 3(5%) 0(0%) 0(0%) 是 否 符 合 學 生 能 力 背 景 34(54%) 26(41%) 2(3%) 1(2%) 0(0%) 價 格 6(10%) 25(40%) 25(40%) 7(10%) 0(0%) 教 師 手 冊 的 品 質 8(13%) 35(56%) 19(29%) 1(2%) 0(0%) 是 否 附 豐 富 的 輔 助 資 源 ( 如 : 投 影 片 題 庫 光 碟 等 ) 12(19%) 36(57%) 13(21%) 2(3%) 0(0%) 教 師 對 所 使 用 的 程 式 語 言 教 科 書 之 看 法 表 6 列 出 教 師 對 所 使 用 的 程 式 語 言 教 科 書 之 看 法, 可 分 為 : 教 科 書 內 容 格 式 呈 現 方 式 輔 助 資 源 三 方 面 來 討 論 (1) 教 科 書 內 容 ( 表 6 題 目 1 至 6) 大 致 上 教 師 對 教 科 書 內 容 感 到 滿 意, 無 論 是 內 容 正 確 性 文 字 通 暢 度 兼 顧 理 論 與 實 作 難 易 度 適 中 內 容 份 量 適 中 等 皆 有 五 成 以 上 的 滿 意 度, 平 均 皆 在 3.5 以 上 整 體 而 言, 對 教 科 書 內 容 感 到 滿 意 (2) 格 式 呈 現 方 式 ( 表 6 題 目 7 至 9) 教 師 對 內 容 書 寫 方 式 圖 表 呈 現 格 式 及 排 版 亦 皆 有 不 錯 的 評 價, 平 均 亦 皆 19

21 在 3.5 以 上 (3) 輔 助 資 源 ( 表 6 題 目 10 至 15) 值 得 注 意 的 是, 在 輔 助 資 源 方 面, 教 師 的 滿 意 度 較 低 滿 意 度 最 低 的 三 項 分 別 是 有 提 供 足 夠 的 進 階 程 式 範 例 ( 非 常 不 同 意 及 不 同 意 共 36%, 平 均 2.81) 有 提 供 足 夠 的 程 式 除 錯 教 學 教 材 ( 非 常 不 同 意 及 不 同 意 共 46%, 平 均 2.62) 及 有 提 供 足 夠 的 演 算 法 解 題 技 巧 教 材 ( 非 常 不 同 意 及 不 同 意 共 38%, 平 均 2.78) 而 在 教 師 手 冊 方 面, 多 數 教 師 認 為 對 教 師 手 冊 之 內 容 份 量 適 中 與 否 及 滿 意 度 傾 向 於 普 通 ( 第 13 題 普 通 44%, 平 均 3.16; 第 14 題 普 通 50%, 平 均 3.24) 整 體 而 言, 教 師 對 教 科 書 是 否 提 供 豐 富 的 教 學 輔 助 資 源 之 滿 意 度 亦 偏 向 於 普 通 ( 第 15 題 普 通 46%, 平 均 3.14) 表 6 教 師 對 所 使 用 的 程 式 語 言 教 科 書 之 看 法 (N=63) 非 常 非 常 同 意 同 意 普 通 不 同 意 不 同 意 項 目 平 均 f(%) f(%) f(%) f(%) f(%) 1. 內 容 很 少 有 錯 誤 9(14%) 38(60%) 14(23%) 2(3%) 0(0%) 文 字 通 暢 解 說 清 楚 5(8%) 37(59%) 19(30%) 2(3%) 0(0%) 內 容 兼 顧 理 論 與 實 作 4(6%) 33(52%) 24(38%) 2(3%) 0(0%) 難 易 度 適 中 5(8%) 36(57%) 18(29%) 4(6%) 0(0%) 教 科 書 內 容 份 量 適 中 4(6%) 34(54%) 20(32%) 5(8%) 0(0%) 整 體 而 言, 對 教 科 書 內 容 滿 意 1(2%) 35(55%) 24(38%) 3(5%) 0(0%) 內 容 書 寫 方 式 適 當 2(3%) 35(56%) 24(38%) 2(3%) 0(0%) 圖 表 呈 現 適 當 1(2%) 41(65%) 17(27%) 4(6%) 0(0%) 格 式 排 版 適 當 2(3%) 44(70%) 16(25%) 1(2%) 0(0%) 有 提 供 足 夠 的 進 階 程 式 範 例 3(5%) 13(20%) 24(38%) 15(23%) 8(13%) 有 提 供 足 夠 的 程 式 除 錯 教 學 教 材 1(2%) 9(13%) 24(38%) 23(36%) 6(10%) 有 提 供 足 夠 的 演 算 法 解 題 技 巧 教 材 0(0%) 15(24%) 24(38%) 19(30%) 5(8%) 教 師 手 冊 之 內 容 份 量 適 中 2(3%) 21(33%) 27(44%) 11(17%) 2(3%) 整 體 而 言, 對 教 師 手 冊 內 容 滿 意 1(2%) 22(35%) 32(50%) 7(11%) 1(2%) 整 體 而 言, 有 提 供 豐 富 的 教 學 輔 助 資 源 0(0%) 22(35%) 29(46%) 11(17%) 1(2%) 教 師 對 教 科 書 中 範 例 程 式 的 看 法 由 表 7 可 知, 八 成 以 上 教 師 同 意 範 例 程 式 符 合 教 學 目 標 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 83%, 平 均 3.90) 難 易 度 適 中 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 76%, 平 均 3.86) 數 量 適 中 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 68%, 平 均 3.63), 一 半 左 右 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 54%, 平 均 3.49) 教 師 認 為 範 例 程 式 能 引 起 學 生 學 習 動 機, 但 多 數 教 師 對 範 例 程 式 是 否 為 解 決 真 實 情 境 問 題 傾 向 於 普 通 ( 普 通 43%, 平 均 3.32), 且 大 致 上 教 師 對 其 品 質 滿 意 度 有 待 20

22 提 升, 第 6 至 12 題 平 均 皆 在 3.5 以 上 許 多 教 師 認 為 範 例 程 式 著 重 於 呈 現 語 法 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 56%), 強 調 界 面 的 設 計 物 件 屬 性 的 設 定, 忽 略 程 式 技 巧 的 學 習 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 62%) 進 一 步 探 究 範 例 程 式 的 品 質, 有 大 部 份 的 教 師 認 為 大 部 份 範 例 程 式 以 少 許 程 式 片 斷 呈 現 教 學 主 題, 未 完 整 呈 現 整 體 程 式 結 構 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 68%), 大 部 份 範 例 程 式 內 容 太 簡 單 以 致 無 法 呈 現 足 夠 的 程 式 邏 輯 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 60%), 大 部 份 範 例 程 式 直 接 呈 現 程 式 碼 結 果, 未 能 呈 現 中 間 的 程 式 建 構 過 程 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 70%), 大 部 份 範 例 程 式 未 呈 現 如 何 測 試 程 式 與 除 錯 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 85%), 而 且 78% 教 師 亦 認 為 大 部 份 範 例 程 式 未 呈 現 問 題 解 決 策 略 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 78%), 可 見 教 師 們 認 為 範 例 程 式 的 品 質 有 許 多 的 改 進 空 間 表 7 教 師 對 教 科 書 中 範 例 程 式 之 看 法 (N=63) 非 常 非 常 同 意 同 意 普 通 不 同 意 不 同 意 項 目 平 均 f(%) f(%) f(%) f(%) f(%) 1. 範 例 程 式 符 合 教 學 目 標 5(8%) 47(75%) 11(17%) 0(0%) 0(0%) 範 例 程 式 難 易 度 適 中 7(11%) 41(65%) 14(22%) 1(2%) 0(0%) 範 例 程 式 數 量 適 中 4(6%) 39(62%) 14(22%) 5(8%) 1(2%) 範 例 程 式 能 引 起 學 生 學 習 動 機 3(5%) 31(49%) 23(36%) 6(10%) 0(0%) 範 例 程 式 內 容 為 解 決 真 實 情 境 問 題 2(3%) 25(40%) 27(43%) 9(14%) 0(0%) 許 多 範 例 程 式 著 重 於 呈 現 語 法 5(8%) 30(48%) 23(36%) 5(8%) 0(0%) 許 多 範 例 程 式 強 調 界 面 的 設 計 物 件 屬 性 的 設 定, 忽 略 程 式 技 巧 的 學 習 8. 大 部 份 範 例 程 式 以 少 許 程 式 片 斷 呈 現 教 學 主 題 ( 例 : 條 件 迴 圈 ), 未 完 整 呈 現 整 體 程 式 結 構 9. 大 部 份 範 例 程 式 內 容 太 簡 單 以 致 無 法 呈 現 足 夠 的 程 式 邏 輯 10. 大 部 份 範 例 程 式 直 接 呈 現 程 式 碼 結 果, 未 能 呈 現 中 間 的 程 式 建 構 過 程 11. 大 部 份 範 例 程 式 未 呈 現 如 何 測 試 程 式 與 除 錯 12. 大 部 份 範 例 程 式 未 呈 現 問 題 解 決 策 略 5(8%) 34(54%) 19(30%) 4(6%) 1(2%) (17%) 32(51%) 13(20%) 6(10%) 1(2%) (8%) 33(52%) 17(27%) 8(13%) 0(0%) (13%) 36(57%) 13(20%) 5(8%) 1(2%) (22%) 40(63%) 7(11%) 2(4%) 0(0%) (13%) 41(65%) 11(17%) 3(5%) 0(0%) 教 師 對 教 科 書 中 習 題 程 式 題 的 看 法 而 在 習 題 程 式 題 的 看 法 方 面 ( 見 表 8), 其 結 果 與 範 例 程 式 類 似 大 多 數 教 師 認 為 習 題 程 式 題 符 合 教 學 目 標 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 71%, 平 均 3.71) 難 易 度 適 中 21

23 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 69%, 平 均 3.70) 數 量 適 中 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 63%, 平 均 3.57) 但 大 致 上 對 其 品 質 滿 意 度 有 待 提 升, 例 如 : 大 部 份 的 教 師 認 為 大 部 份 習 題 著 重 程 式 片 斷 的 練 習, 未 提 供 整 體 程 式 結 構 的 練 習 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 65%, 平 均 3.65); 大 部 份 習 題 只 要 求 呈 現 程 式 碼 結 果, 未 要 求 呈 現 中 間 的 程 式 建 構 過 程 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 73%, 平 均 3.81); 大 部 份 習 題 未 要 求 如 何 測 試 程 式 與 除 錯 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 80%, 平 均 3.98) 73% 的 教 師 也 認 為 大 部 份 習 題 程 式 題 未 提 供 問 題 解 決 策 略 的 練 習 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 73%, 平 均 3.83) 表 8 教 師 對 教 科 書 中 習 題 程 式 題 之 看 法 (N=63) 非 常 非 常 同 意 同 意 普 通 不 同 意 不 同 意 項 目 平 均 f(%) f(%) f(%) f(%) f(%) 1. 習 題 程 式 題 符 合 教 學 目 標 1(2%) 44(69%) 17(27%) 1(2%) 0(0%) 習 題 程 式 題 難 易 度 適 中 1(2%) 43(67%) 18(29%) 1(2%) 0(0%) 習 題 程 式 題 數 量 適 中 1(2%) 39(61%) 18(29%) 5(8%) 0(0%) 習 題 程 式 題 能 引 起 學 生 學 習 動 機 0(0%) 27(43%) 28(44%) 8(13%) 0(0%) 習 題 程 式 題 內 容 為 解 決 真 實 情 境 問 題 0(0%) 17(27%) 38(60%) 8(13%) 0(0%) 許 多 習 題 程 式 題 著 重 於 練 習 語 法 3(5%) 35(56%) 19(29%) 6(10%) 0(0%) 許 多 習 題 程 式 題 強 調 界 面 的 設 計 物 件 屬 性 的 設 定, 忽 略 程 式 技 巧 的 學 習 8. 大 部 份 習 題 程 式 題 著 重 程 式 片 斷 的 練 習, 未 提 供 整 體 程 式 結 構 的 練 習 9. 大 部 份 習 題 程 式 題 內 容 太 簡 單 以 致 無 法 呈 現 足 夠 的 程 式 邏 輯 10. 大 部 份 習 題 程 式 題 只 要 求 呈 現 程 式 碼 結 果, 未 要 求 呈 現 中 間 的 程 式 建 構 過 程 11. 大 部 份 習 題 程 式 題 未 要 求 如 何 測 試 程 式 與 除 錯 12. 大 部 份 習 題 程 式 題 未 提 供 問 題 解 決 策 略 的 練 習 3(5%) 29(46%) 26(41%) 3(5%) 2(3%) (11%) 34(54%) 15(24%) 7(11%) 0(0%) (8%) 33(52%) 17(27%) 7(11%) 1(2%) (14%) 37(59%) 13(21%) 4(6%) 0(0%) (21%) 37(59%) 12(18%) 1(2%) 0(0%) (16%) 36(57%) 13(21%) 4(6%) 0(0%) 3.83 ( 二 ) 教 師 希 望 程 式 語 言 教 科 書 能 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 關 於 教 師 所 希 望 程 式 語 言 教 科 書 能 提 供 之 教 學 輔 助 資 源, 表 9 的 資 料 顯 示 排 名 前 五 項 分 別 是 : 程 式 範 例 電 子 檔 測 驗 題 庫 進 階 程 式 範 例 或 程 式 實 作 題 教 材 電 子 書 及 習 題 解 答, 這 些 資 源 皆 可 協 助 教 師 準 備 上 課 教 材 此 外, 在 50% 以 上 的 項 目 尚 有 : 教 材 投 影 片 程 式 除 錯 練 習 教 材 及 程 式 演 算 法 解 題 技 巧 教 材 等 三 項 最 後 一 項 是 相 關 教 學 活 動 推 薦 介 紹 22

24 參 考 前 面 教 師 教 學 年 資 資 料 可 知, 程 式 語 言 教 師 們 大 部 份 是 資 深 教 師 ( 平 均 年 資 約 15.5 年 ), 已 具 豐 富 的 教 學 經 驗 與 歷 練, 或 許 因 而 對 教 學 活 動 推 薦 之 需 求 較 低 表 9 教 師 希 望 教 科 書 能 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 ( 可 複 選,N=63) 項 目 教 師 數 百 分 比 程 式 範 例 電 子 檔 47 75% 測 驗 題 庫 46 73% 進 階 程 式 範 例 或 程 式 實 作 題 45 71% 教 材 電 子 書 42 67% 習 題 解 答 42 67% 教 材 投 影 片 40 63% 程 式 除 錯 練 習 教 材 38 60% 程 式 演 算 法 解 題 技 巧 教 材 37 59% 相 關 網 路 資 源 網 站 影 片 等 30 48% 相 關 演 算 法 模 擬 器 或 視 覺 化 工 具 的 推 27 43% 薦 介 紹 相 關 書 籍 期 刊 文 章 的 推 薦 閱 讀 24 38% 教 學 影 音 檔 24 38% 相 關 教 學 活 動 推 薦 介 紹 18 29% ( 三 ) 教 學 實 施 教 學 實 施 方 面 將 針 對 教 師 採 用 之 教 學 活 動 或 策 略 評 量 方 式 及 使 用 之 教 學 輔 助 資 源 等 三 個 項 目 來 說 明 1. 教 師 採 用 之 教 學 活 動 或 策 略 表 10 第 1 題 結 果 顯 示 半 數 以 上 的 教 師 以 講 解 語 法 為 主 ( 非 常 同 意 及 同 意 共 54%), 扣 除 勾 選 不 同 意 及 非 常 不 同 意 的 10 位 教 師, 問 卷 進 一 步 詢 問 其 原 因, 結 果 如 表 11 所 示, 教 學 以 語 法 為 主 之 前 二 項 原 因 是 : 為 因 應 統 測 (87%) 教 科 書 以 呈 現 語 法 為 導 向 (60%) 因 此 教 科 書 的 內 容 也 會 左 右 教 師 的 教 學 決 策 表 10 第 2 題 結 果 顯 示 59% 的 教 師 同 意 因 上 課 節 數 不 足, 無 法 有 充 足 的 上 機 實 作 時 間 在 程 式 除 錯 教 學 方 面,41% 的 教 師 教 學 時 很 少 進 行 程 式 除 錯 相 關 教 學 ( 表 10 第 3 題 ), 扣 除 勾 選 不 同 意 及 非 常 不 同 意 的 19 位 教 師, 問 卷 亦 進 一 步 詢 問 其 原 因, 結 果 如 表 12 所 示, 前 三 項 原 因 是 : 教 科 書 很 少 提 供 程 式 除 錯 相 關 教 材 (93%) 學 生 程 式 實 作 能 力 不 佳 (84%) 上 課 節 數 不 足 (80%), 因 此 教 科 書 也 應 多 提 供 除 錯 相 關 教 材 以 輔 助 教 師 進 行 除 錯 教 學 23

25 表 13 統 計 教 師 上 課 時 講 解 時 間 與 實 作 時 間 的 比 例, 講 解 時 間 大 於 實 作 時 間 的 教 師 有 42% (2%+13%+27%), 約 三 分 之 一 的 教 師 (32%) 是 1 比 1, 有 21% (19%+2%) 的 教 師 是 實 作 時 間 大 於 講 解 時 間 綜 合 以 上 結 果, 若 要 改 善 以 語 法 為 導 向 的 教 學 及 輔 助 教 師 進 行 程 式 除 錯 教 學, 更 改 教 科 書 內 容 撰 寫 方 式 及 多 提 供 除 錯 相 關 教 材 是 很 重 要 的 因 素 表 10 教 師 教 學 活 動 進 行 方 式 (N=63) 題 目 非 常 同 意 f(%) 同 意 f(%) 普 通 f(%) 不 同 意 f(%) 非 常 不 同 意 f(%) 1. 教 學 以 講 解 語 法 為 主 3(5%) 31(49%) 19(30%) 9(14%) 1(2%) 上 課 節 數 不 足, 無 法 有 充 足 的 上 機 實 作 時 間 平 均 17(27%) 20(32%) 22(35%) 4(6%) 0(0%) 教 學 時 很 少 進 行 程 式 除 錯 相 關 教 學 8(12%) 18(29%) 18(29%) 18(29%) 1(1%) 3.22 表 11 教 師 教 學 以 語 法 為 主 之 原 因 ( 可 複 選,N=53) 項 目 教 師 數 百 分 比 為 因 應 統 測 46 87% 教 科 書 以 呈 現 語 法 為 導 向 32 60% 學 生 上 機 實 作 學 習 效 果 不 佳 23 43% 上 課 節 數 不 足 23 43% 學 生 學 習 意 願 不 高 10 19% 學 校 的 設 備 不 足 0 0% 表 12 教 師 很 少 進 行 除 錯 教 學 之 原 因 ( 可 複 選,N=44) 項 目 教 師 數 百 分 比 教 科 書 很 少 提 供 程 式 除 錯 相 關 教 材 41 93% 學 生 程 式 實 作 能 力 不 佳 37 84% 上 課 節 數 不 足 35 80% 學 生 學 習 意 願 不 高 20 45% 學 生 學 習 效 果 不 佳 21 48% 24

26 表 13 教 師 講 解 時 間 與 實 作 時 間 的 比 例 (N=63) 比 例 教 師 數 百 分 比 3:1 以 上 1 2% 3:1 8 13% 2: % 1: % 1: % 1:2 以 上 2 3% 其 他 3 5% 合 計 % 由 表 14 調 查 教 師 採 用 之 教 學 活 動 及 策 略 之 結 果, 講 解 教 科 書 內 程 式 (97%) 是 最 常 進 行 的 活 動, 其 次 為 學 生 實 作 已 知 程 式 碼 解 答 之 教 科 書 程 式 (83%) 講 解 程 式 演 算 法 解 題 技 巧 (73%), 學 生 口 頭 討 論 程 式 撰 寫 方 式 (24%) 是 較 少 採 用 的 此 外, 此 結 果 亦 顯 示 教 師 上 課 時 的 講 解 及 實 作 以 教 科 書 內 程 式 為 主, 實 作 課 外 程 式 是 較 少 採 用 的 活 動 表 14 教 師 採 用 之 教 學 活 動 及 策 略 ( 可 複 選,N=63) 項 目 教 師 數 百 分 比 講 解 教 科 書 內 程 式 61 97% 學 生 實 作 已 知 程 式 碼 解 答 之 教 科 書 程 式 52 83% 講 解 程 式 演 算 法 解 題 技 巧 46 73% 學 生 實 作 未 知 程 式 碼 解 答 之 教 科 書 程 式 42 67% 講 解 教 科 書 以 外 程 式 41 65% 講 解 程 式 除 錯 教 學 35 56% 學 生 實 作 已 知 程 式 碼 解 答 之 課 外 程 式 27 43% 學 生 實 作 未 知 程 式 碼 解 答 之 課 外 程 式 19 30% 學 生 分 組 合 作 撰 寫 程 式 19 30% 學 生 口 頭 討 論 程 式 撰 寫 方 式 15 24% 2. 教 師 採 用 之 評 量 方 式 表 15 列 出 教 師 評 量 方 式 的 統 計 結 果, 只 有 13% 的 教 師 同 意 ( 非 常 同 意 及 同 意 25

27 共 13%) 考 試 以 筆 試 為 主, 很 少 進 行 上 機 實 作 題 測 驗, 非 常 不 同 意 及 不 同 意 有 50% 在 課 後 很 少 給 程 式 實 作 作 業 方 面, 同 意 ( 包 含 非 常 同 意 ) 普 通 及 不 同 意 ( 包 含 非 常 不 同 意 ) 各 約 佔 三 分 之 一, 至 於 學 生 課 後 程 式 實 作 題 作 業 之 題 數 可 由 表 16 結 果 看 出, 以 每 章 1~3 題 者 佔 多 數 (67%) 整 體 而 言, 教 師 認 為 程 式 語 言 的 教 學 成 效 普 通 ( 表 15 題 目 3 普 通 54%, 平 均 3.02) 題 目 1. 考 試 以 筆 試 為 主, 很 少 進 行 上 機 實 作 題 測 驗 表 15 教 師 評 量 方 式 (N=63) 非 常 同 意 同 意 普 通 f(%) f(%) f(%) 不 同 意 f(%) 非 常 不 同 意 f(%) 平 均 1(2%) 7(11%) 24(37%) 25(40%) 6(10%) 課 後 很 少 給 程 式 實 作 作 業 1(2%) 18(29%) 23(36%) 19(30%) 2(3%) 整 體 而 言, 您 對 程 式 語 言 的 教 學 成 效 感 到 滿 意 0(0%) 16(25%) 34(55%) 11(17%) 2(3%) 3.02 表 16 學 生 課 後 程 式 實 作 題 作 業 之 題 數 ( 可 複 選,N=63) 題 數 教 師 數 百 分 比 無 4 6% 每 章 1~3 題 42 67% 每 章 4~6 題 13 21% 每 章 7~9 題 0 0% 每 章 10 題 以 上 4 6% 其 他 0 0% 合 計 % 3. 教 師 使 用 之 教 學 輔 助 資 源 表 17 是 調 查 教 師 授 課 時 曾 使 用 之 教 學 輔 助 資 源 的 結 果, 最 常 使 用 的 前 五 名 是 : 範 例 程 式 電 子 檔 (78%) 習 題 解 答 (76%) 自 編 程 式 範 例 或 程 式 實 作 題 (67%) 測 驗 題 庫 (63%) 教 材 投 影 片 (59%) 值 得 注 意 的 是 自 編 教 材 的 部 份 也 佔 不 少 比 重, 例 如 : 自 編 程 式 範 例 或 程 式 實 作 題 (67%) 自 編 程 式 演 算 法 解 題 技 巧 教 材 (29%) 自 行 搜 尋 相 關 網 路 資 源 網 站 影 片 等 (30%), 可 見 教 師 們 仍 覺 得 教 科 書 在 這 些 資 源 的 提 供 有 所 不 足 26

28 表 17 教 師 授 課 時 曾 使 用 之 教 學 輔 助 資 源 ( 可 複 選,N=63) 項 目 教 師 數 百 分 比 範 例 程 式 電 子 檔 49 78% 習 題 解 答 48 76% 自 編 程 式 範 例 或 程 式 實 作 題 42 67% 測 驗 題 庫 40 63% 教 材 投 影 片 37 59% 教 材 電 子 書 35 56% 自 行 搜 尋 相 關 網 路 資 源 網 站 影 片 等 19 30% 自 編 程 式 演 算 法 解 題 技 巧 教 材 18 29% 自 建 課 程 網 站 12 19% 教 學 影 音 檔 9 14% 自 編 程 式 除 錯 練 習 教 材 9 14% 相 關 演 算 法 模 擬 器 或 視 覺 化 工 具 2 3% ( 四 ) 學 生 學 習 情 形 學 生 程 式 語 言 學 習 動 機 方 面, 表 18 顯 示 60% (31%+29%) 的 教 師 認 為 不 到 四 成 的 學 生 喜 歡 程 式 設 計, 多 數 學 生 亦 缺 乏 足 夠 的 學 習 動 機, 僅 13% (3%+10%) 的 教 師 認 為 具 足 夠 學 習 動 機 的 學 生 達 60% 以 上, 高 達 70% (27%+43%) 的 教 師 認 為 班 上 有 60% 以 上 的 學 生 程 式 語 言 能 力 參 差 不 齊 但 41% (8+33%) 的 教 師 們 仍 認 為 有 60% 以 上 的 學 生 能 理 解 其 講 授 的 程 式 範 例 在 學 生 實 作 能 力 方 面,78% (38%+40%) 的 教 師 覺 得 60% 以 上 的 學 生 對 程 式 實 作 題 常 不 知 如 何 下 手,70% (41%+29%) 的 教 師 認 為 四 成 以 下 的 學 生 能 獨 立 進 行 程 式 除 錯 至 於 學 生 能 獨 立 設 計 程 式 之 能 力 亦 不 高 整 體 而 言,20% (6%+14%) 教 師 認 為 六 成 以 上 的 學 生 能 達 到 其 預 定 的 學 習 目 標 ( 五 ) 綜 合 討 論 以 下 將 針 對 資 處 科 教 師 對 程 式 語 言 教 科 書 看 法 問 卷 調 查 結 果 做 一 綜 合 討 論, 分 別 以 下 列 四 個 項 目 來 說 明 : 教 師 對 程 式 語 言 教 科 書 期 望 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 程 式 語 言 教 科 書 呈 現 之 優 點 與 缺 失 程 式 語 言 教 科 書 對 教 師 教 學 之 影 響 教 師 於 程 式 語 言 教 學 上 及 學 生 學 習 上 的 困 難 及 問 題 27

29 1. 教 師 對 程 式 語 言 教 科 書 期 望 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 將 表 9( 教 師 希 望 教 科 書 能 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 ) 與 表 17( 教 師 曾 使 用 之 教 學 輔 助 資 源 ) 的 調 查 結 果 做 對 照, 兩 個 表 的 排 名 前 五 項 有 四 項 是 重 複 的, 包 括 : 範 例 程 式 電 子 檔 測 驗 題 庫 進 階 程 式 範 例 或 程 式 實 作 題 習 題 解 答 可 見 教 師 們 平 時 最 常 採 用 的 輔 助 資 源, 也 是 最 希 望 教 科 書 能 提 供 的 而 網 路 上 的 相 關 資 源 及 教 師 進 修 的 資 源, 包 括 : 相 關 網 路 資 源 網 站 影 片 等 相 關 書 籍 期 刊 文 章 的 推 薦 閱 讀 相 關 演 算 法 模 擬 器 或 視 覺 化 工 具 的 推 薦 介 紹, 也 有 許 多 的 教 師 希 望 能 提 供 (38% 至 48% 間 的 教 師 希 望 能 提 供 ), 可 見 教 師 們 也 感 受 到 網 路 對 豐 富 教 材 之 優 點, 及 更 多 元 化 教 材 來 源 之 趨 勢 整 體 而 言, 教 師 對 程 式 語 言 教 科 書 期 望 提 供 之 教 學 輔 助 資 源, 依 排 名 高 至 低 分 別 是 : 範 例 程 式 電 子 檔 測 驗 題 庫 進 階 程 式 範 例 或 程 式 實 作 題 教 材 電 子 書 習 題 解 答 教 材 投 影 片 程 式 除 錯 練 習 教 材 程 式 演 算 法 解 題 技 巧 教 材 相 關 網 路 資 源 網 站 影 片 等 相 關 演 算 法 模 擬 器 或 視 覺 化 工 具 的 推 薦 介 紹 相 關 書 籍 期 刊 文 章 的 推 薦 閱 讀 教 學 影 音 檔 相 關 教 學 活 動 推 薦 研 究 者 也 以 這 些 項 目 做 為 分 析 教 科 書 之 依 據 表 18 教 師 認 為 學 生 程 式 語 言 各 項 學 習 情 形 之 人 數 比 例 (N=63) 80% 20% 以 上 80%~60% 60%~40% 40%~20% 以 下 題 目 f(%) f(%) f(%) f(%) f(%) 1. 學 生 喜 歡 程 式 設 計 1(2%) 3(5%) 21(33%) 20(31%) 18(29%) 2. 學 生 具 足 夠 的 學 習 動 機 2(3%) 6(10%) 21(33%) 16(25%) 18(29%) 3. 學 生 程 式 語 言 能 力 參 差 不 齊 17(27%) 27(43%) 17(27%) 0(0%) 2(3%) 4. 學 生 能 理 解 教 師 講 授 的 程 式 範 例 5(8%) 21(33%) 27(43%) 7(11%) 3(5%) 5. 學 生 對 程 式 實 作 題 常 不 知 如 何 下 手 24(38%) 25(40%) 12(19%) 2(3%) 0(0%) 6. 學 生 能 獨 立 進 行 程 式 除 錯 2(3%) 6(10%) 11(17%) 26(41%) 18(29%) 7. 學 生 能 獨 立 設 計 與 範 例 類 似 的 程 式 8. 學 生 能 獨 立 設 計 小 程 式 (20 行 以 內 ) 9. 學 生 能 獨 立 設 計 較 大 的 程 式 (20 行 以 上 ) 1(2%) 7(11%) 16(25%) 21(33%) 18(29%) 3(5%) 10(16%) 14(22%) 24(38%) 12(19%) 1(2%) 3(5%) 7(11%) 16(25%) 36(57%) 10. 學 生 能 達 到 預 定 的 學 習 目 標 4(6%) 9(14%) 32(51%) 12(19%) 6(10%) 2. 程 式 語 言 教 科 書 呈 現 之 優 點 與 缺 失 調 查 結 果 顯 示 教 科 書 於 以 下 兩 方 面 的 呈 現 較 佳 :(1) 整 體 內 容 呈 現 : 內 容 之 28

30 正 確 性 兼 顧 理 論 與 實 作 難 易 度 及 份 量 適 中 (2) 格 式 呈 現 : 書 寫 方 式 圖 表 呈 現 格 式 及 排 版 適 當 教 師 們 對 這 兩 方 面 大 致 上 感 到 滿 意 ( 見 表 6), 但 在 輔 助 資 源 的 提 供 範 例 程 式 及 習 題 程 式 題 的 品 質 三 方 面, 還 有 許 多 的 提 升 空 間 大 多 數 教 師 同 意 範 例 程 式 及 習 題 程 式 題 符 合 教 學 目 標 難 易 度 適 中 數 量 適 中, 但 認 為 範 例 程 式 及 習 題 程 式 題 可 多 著 墨 問 題 解 決 策 略 及 如 何 測 試 程 式 與 除 錯 應 引 起 學 生 更 高 的 學 習 動 機, 多 著 重 解 決 真 實 情 境 問 題, 應 強 調 程 式 技 巧 的 學 習 及 呈 現 整 體 程 式 結 構, 而 非 將 重 點 置 於 界 面 的 設 計 3. 程 式 語 言 教 科 書 對 教 師 教 學 之 影 響 調 查 顯 示 大 部 份 教 師 授 課 以 語 法 為 導 向, 除 了 是 為 因 應 統 測 之 外, 主 要 是 因 教 科 書 以 呈 現 語 法 為 主 而 教 師 很 少 進 行 程 式 除 錯 教 學 的 第 一 主 要 原 因 也 是 因 教 科 書 很 少 提 供 程 式 除 錯 相 關 教 材, 因 此 教 科 書 呈 現 方 式 及 內 容 對 教 師 教 學 的 影 響 很 大 此 外, 教 師 上 課 時 的 講 解 及 實 作 以 教 科 書 內 提 供 的 程 式 為 主, 實 作 課 外 程 式 是 較 少 採 用 的 活 動 參 考 之 前 教 師 希 望 教 科 書 能 提 供 之 教 學 輔 助 資 源 的 調 查 結 果, 進 階 程 式 範 例 或 程 式 實 作 題 是 排 名 第 三, 因 此 教 科 書 若 能 提 供 這 方 面 的 內 容, 教 師 易 相 對 可 能 就 多 教 授 這 些 內 容, 有 助 於 提 升 學 生 實 作 能 力 4. 教 師 教 學 及 學 生 學 習 之 困 難 及 問 題 調 查 顯 示 程 式 語 言 的 學 習 成 效 不 夠 理 想, 多 數 學 生 缺 乏 足 夠 的 學 習 動 機, 多 數 教 師 亦 認 為 學 生 程 式 語 言 能 力 參 差 不 齊, 未 能 達 到 預 定 的 學 習 目 標 在 程 式 實 作 方 面, 學 生 常 不 知 如 何 下 手, 也 欠 缺 獨 立 設 計 程 式 的 能 力 這 些 現 象, 或 許 可 歸 咎 於 以 下 原 因, 首 先 是 學 生 基 本 能 力 不 足, 可 由 教 師 填 答 之 意 見 略 見 一 二, 有 教 師 提 及 學 生 邏 輯 能 力 思 考 能 力 及 英 文 基 礎 不 夠, 造 成 學 習 程 式 語 言 的 障 礙 再 者, 目 前 高 職 也 以 升 學 為 導 向, 教 師 為 了 提 升 學 生 未 來 參 加 四 技 二 專 統 測 的 成 績, 教 學 不 得 不 以 語 法 為 導 向, 未 能 花 較 多 時 間 教 授 程 式 實 作 加 上 上 課 時 間 不 足 也 可 能 是 重 要 因 素, 較 難 有 充 足 的 實 作 練 習 時 間 因 此, 若 要 改 善 程 式 語 言 教 學, 除 了 教 科 書 之 外, 外 在 大 環 境 的 配 合 也 是 很 重 要 的 以 下 是 教 師 於 問 卷 填 答 之 意 見 : 市 面 上 缺 乏 較 好 的 程 式 語 言 教 科 書, 所 以 常 常 得 自 編 教 材 大 部 分 的 學 生 只 會 跟 著 做, 而 無 法 自 己 思 考 因 為 高 職 生 的 邏 輯 能 力 和 思 考 能 力 的 培 養 較 少, 所 以 對 他 們 來 說 程 式 語 言 是 較 困 難 的 科 目 命 令 都 是 英 文 對 高 中 生 也 是 一 個 很 大 的 障 礙, 1 打 成 l 情 況 常 見, 連 照 著 課 本 打 都 會 錯, 有 時 光 是 幫 學 生 找 錯 誤, 浪 費 很 多 時 29

31 間 無 適 當 教 科 書 教 學, 學 生 程 度 差 異 性 很 大 目 前 職 校 也 以 升 學 導 向, 程 式 語 言 太 深 入 授 課, 學 生 反 彈 更 大, 教 師 上 課 壓 力 想 必 也 跟 著 加 大! 節 數 太 少, 補 充 教 材 太 少 程 式 設 計 放 在 高 職 一 年 級 不 太 恰 當, 而 且 只 有 二 節, 建 議 放 在 高 二 並 增 設 為 三 節 或 四 節 程 式 語 言 是 一 門 較 不 容 易 學 好 的 基 礎 課 程, 而 且 最 好 是 要 有 較 好 的 數 理 邏 輯 基 處 但 是 目 前 的 學 生, 有 很 多 都 是 數 理 基 礎 不 夠 好 所 以 要 有 更 多 的 時 間 來 體 會 邏 輯 的 概 念 可 是 現 在 的 教 學 時 間, 大 多 先 作 為 準 備 統 測 用, 而 沒 有 充 份 的 上 機 實 作 時 間 造 成 短 時 間 就 只 可 以 講 授 較 簡 單 的 概 念 而 已! 而 沒 有 時 間 學 到 解 決 問 題 的 能 力 二 範 例 程 式 之 問 題 解 決 呈 現 情 形 ( 一 ) 問 題 解 決 步 驟 整 體 的 呈 現 情 形 考 量 分 析 結 果 顯 示 所 有 範 例 皆 未 呈 現 測 試 與 除 錯 步 驟, 因 此 除 了 完 整 的 解 題 步 驟 外, 解 題 步 驟 的 呈 現 情 形 扣 除 測 試 與 除 錯 步 驟, 再 細 分 為 僅 含 瞭 解 問 題 需 求 擬 定 解 題 計 畫 及 程 式 碼 說 明 三 個 步 驟 僅 含 瞭 解 問 題 需 求 及 程 式 碼 說 明 二 個 步 驟 僅 含 擬 定 解 題 計 畫 及 程 式 碼 說 明 二 個 步 驟 及 僅 含 瞭 解 問 題 需 求, 若 不 在 這 些 類 別 的, 則 併 至 其 他 類 別 表 19 列 出 範 例 解 題 步 驟 整 體 呈 現 情 形, 以 下 分 別 說 明 之 1. 含 完 整 的 解 題 步 驟 若 範 例 程 式 呈 現 包 括 瞭 解 問 題 需 求 擬 定 解 題 計 畫 程 式 碼 說 明 測 試 與 除 錯 四 步 驟, 即 是 含 完 整 的 解 題 步 驟 分 析 結 果 發 現 沒 有 一 套 教 科 書 含 完 整 的 解 題 步 驟 2. 僅 含 瞭 解 問 題 需 求 擬 定 解 題 計 畫 及 程 式 碼 說 明 三 個 步 驟 甲 乙 丁 套 教 科 書 分 別 有 21% 3% 13% 的 範 例 含 此 三 步 驟, 其 餘 兩 套 皆 未 包 含, 因 此 平 均 有 7% 的 範 例 含 此 三 步 驟 3. 僅 含 瞭 解 問 題 需 求 及 程 式 碼 說 明 二 個 步 驟 平 均 有 51% 的 範 例 含 此 二 步 驟, 但 分 佈 比 例 懸 殊, 由 8% 至 100% 4. 僅 含 擬 定 解 題 計 畫 及 程 式 碼 說 明 二 個 步 驟 30

32 只 有 甲 套 教 科 書 有 6% 的 範 例 含 此 二 步 驟, 其 餘 四 套 皆 未 呈 現, 平 均 只 有 1% 的 範 例 含 此 二 步 驟 5. 僅 含 瞭 解 問 題 需 求 平 均 有 20% 的 範 例 含 此 步 驟, 其 包 含 比 例 由 0% 至 53% 因 此, 大 部 份 範 例 程 式 未 完 整 呈 現 解 題 四 步 驟, 問 題 解 決 觀 念 並 未 於 範 例 程 式 中 完 整 呈 現 表 19 範 例 解 題 步 驟 整 體 呈 現 情 形 教 科 書 分 析 項 目 範 例 總 數 1. 有 完 整 的 解 題 四 步 驟 2. 僅 含 瞭 解 問 題 需 求 擬 定 解 題 計 畫 程 式 碼 說 明 三 個 步 甲 乙 丙 丁 戊 平 均 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 7 (21%) 1 (3%) 0 (0%) 3 (13%) 0 (0%) 2 (7%) 驟 3. 僅 含 瞭 解 問 題 需 求 程 式 碼 說 明 二 個 步 驟 4. 僅 含 擬 定 解 題 計 畫 程 式 碼 說 明 二 個 步 驟 17 (50%) 10 (27%) 3 (8%) 17 (71%) 38(100%) 17 (51%) 2 (6%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 1 (1%) 5. 僅 含 瞭 解 問 題 需 求 0 (0%) 13 (35%) 20 (53%) 2 (8%) 1 (3%) 7 (20%) 6. 其 他 8 (23%) 14 (38%) 21 (55%) 2 (8%) 0 (0%) 9 (25%) ( 二 ) 問 題 解 決 各 步 驟 的 個 別 呈 現 情 形 在 問 題 解 決 各 步 驟 的 個 別 呈 現 方 面, 分 析 結 果 如 表 瞭 解 問 題 需 求 在 瞭 解 問 題 需 求 步 驟 以 兩 個 項 目 來 分 析 : 指 定 輸 入 資 料 指 定 輸 出 資 料, 若 這 兩 個 項 目 皆 包 含 於 範 例 中, 就 表 示 此 範 例 有 呈 現 瞭 解 問 題 需 求 由 表 20 可 知, 平 均 有 80% 的 教 科 書 的 範 例 完 整 說 明 這 兩 個 項 目 此 外, 許 多 範 例 常 以 程 式 執 行 畫 面 輔 助 題 意 之 說 明, 例 如 : 例 : 試 利 用 VB 撰 寫 一 模 擬 台 鐵 車 票 的 販 賣 程 式, 如 圖 7-8 ( 丙 套, 頁 7-25) 因 此, 表 20 亦 統 計 範 例 程 式 以 程 式 執 行 畫 面 輔 助 題 意 說 明 之 情 形, 發 現 幾 乎 每 一 題 範 例 皆 提 供 程 式 執 行 畫 面, 或 許 教 科 書 作 者 認 為 已 提 供 程 式 執 行 畫 面, 所 以 少 著 墨 於 定 義 問 題 需 求, 這 可 能 也 是 許 多 範 例 沒 有 指 定 輸 出 入 資 料 的 原 因 之 一 31

33 表 20 範 例 程 式 定 義 問 題 需 求 呈 現 情 形 分 析 教 科 書 項 目 甲 乙 丙 丁 戊 平 均 範 例 總 數 瞭 解 問 題 需 求 24 (71%) 31 (84%) 20 (53%) 22(92%) 38(100%) 27(80%) (1) 指 定 輸 入 資 料 31 (91%) 33 (89%) 20 (53%) 22 (92%) 38(100%) 29(85%) (2) 指 定 輸 出 資 料 27 (79%) 32 (86%) 20 (53%) 23 (96%) 38(100%) 28(83%) 2. 以 程 式 執 行 畫 面 輔 助 題 意 說 明 34(100%) 36 (97%) 35 (92%) 32(100%) 38(100%) 35(98%) 2. 擬 定 解 題 計 劃 解 題 計 劃 的 描 述 方 式 可 分 為 二 類 :(1) 說 明 解 題 構 思, 及 (2) 描 述 解 題 步 驟, 而 第 二 類 又 可 分 為 以 文 字 描 述 或 以 流 程 圖 描 述 解 題 步 驟, 因 此 若 範 例 程 式 包 含 描 述 解 題 構 思 以 文 字 描 述 解 題 步 驟 或 以 流 程 圖 描 述 解 題 步 驟 這 三 個 分 析 項 目 其 中 之 一, 即 具 有 擬 定 解 題 計 劃 由 表 21 可 知 平 均 只 有 14% 的 範 例 包 含 擬 定 解 題 計 劃, 有 一 套 教 科 書 有 35% 的 範 例 有 呈 現 此 步 驟, 另 兩 套 為 24% 及 13%, 要 注 意 的 是 有 兩 套 教 科 書 完 全 沒 有 呈 現 解 題 計 畫, 其 分 佈 比 例 相 當 懸 殊 以 下 分 別 說 明 解 題 構 思 以 文 字 描 述 或 以 流 程 圖 描 述 解 題 步 驟 之 呈 現 情 形 (1) 說 明 解 題 構 思 引 導 學 生 構 思 解 題 是 程 式 設 計 的 重 要 步 驟, 否 則 學 生 面 對 程 式 問 題 易 不 知 如 何 下 手, 但 教 科 書 在 此 方 面 之 描 述 卻 不 夠 理 想 ( 見 表 21), 平 均 只 有 11% 的 範 例 有 描 述, 甲 套 為 24%, 乙 及 丁 套 分 為 16% 及 13%, 其 餘 兩 套 完 全 沒 有 描 述 (2) 文 字 描 述 解 題 步 驟 只 有 甲 套 教 科 書 有 35% 的 範 例 以 文 字 描 述 解 題 步 驟, 其 餘 四 套 教 科 書 皆 未 呈 現 此 步 驟, 平 均 僅 7% 的 範 例 以 文 字 描 述 解 題 步 驟 (3) 以 流 程 圖 描 述 解 題 步 驟 甲 套 教 科 書 有 35% 及 乙 套 教 科 書 有 8% 的 範 例 以 流 程 圖 描 述 解 題 步 驟, 其 餘 三 套 教 科 書 皆 未 呈 現 此 步 驟, 平 均 僅 9% 的 範 例 以 流 程 圖 描 述 解 題 步 驟 歸 納 此 上 之 結 果, 不 論 是 說 明 解 題 構 思 以 文 字 或 以 流 程 圖 描 述 解 題 步 驟, 其 比 例 皆 不 高 整 體 而 言, 此 步 驟 呈 現 的 比 例 偏 低 32

34 表 21 範 例 程 式 擬 定 解 題 計 畫 步 驟 呈 現 情 形 分 析 教 科 書 項 目 甲 乙 丙 丁 戊 平 均 範 例 總 數 擬 定 解 題 計 畫 12 (35%) 9 (24%) 0(0%) 3 (13%) 0 (0%) 5(14%) (1) 說 明 解 題 構 思 8 (24%) 6 (16%) 0 (0%) 3 (13%) 0 (0%) 3(11%) (2) 以 文 字 描 述 解 題 步 12 (35%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 2(7%) 驟 (3) 以 流 程 圖 描 述 解 題 12 (35%) 3 (8%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 3(9%) 步 驟 3. 程 式 碼 說 明 範 例 程 式 在 問 題 解 決 四 步 驟 之 第 三 步 驟 - 撰 寫 程 式 碼 部 份, 有 時 範 例 只 列 出 程 式 碼, 未 有 詳 細 的 程 式 碼 說 明 分 析 結 果 如 表 22 顯 示, 有 三 套 90% 以 上 的 範 例 有 提 供 程 式 碼 說 明, 另 兩 套 提 供 的 比 例 較 低, 平 均 70% 有 包 含 程 式 碼 說 明 表 22 範 例 程 式 程 式 碼 說 明 及 測 試 與 除 錯 步 驟 呈 現 情 形 分 析 教 科 書 項 目 甲 乙 丙 丁 戊 平 均 範 例 總 數 程 式 碼 說 明 33(97%) 13(35%) 9(24%) 22(92%) 38(100%) 23(70%) 測 試 與 除 錯 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0(0%) 對 程 式 碼 之 說 明, 可 約 略 分 為 下 列 四 類 : (1) 僅 簡 略 說 明 程 式 較 重 要 的 語 法 或 結 構, 如 下 例 : 例 : 第 6 列 程 式 中, 若 新 讀 進 的 分 數 大 於 變 數 MAX 所 存 放 的 分 數, 則 取 代 之 並 存 入 變 數 MAX, 所 以 變 數 MAX 永 遠 保 有 最 高 的 分 數 ( 丙 套, 頁 11-3) 33

35 (2) 逐 一 說 明 每 一 程 式 碼, 如 下 例 : 例 :10: 宣 告 程 式 所 需 的 變 數 20: 設 定 亂 數 的 序 列, 使 程 式 每 次 執 行 時, 不 會 產 生 相 同 的 一 組 亂 數 30: 設 定 While-Wend 迴 圈 控 制 變 數 i 的 初 始 值 為 1 40~80: 執 行 While-Wend 迴 圈, 每 執 行 一 次 產 生 一 個 介 於 1~99 之 間 的 數 字, 然 後 將 該 數 字 顯 示 在 文 字 方 塊 (Text1) 上 90: 啟 動 Timer1 計 時 器 100~130:3 秒 鐘 到 時, 隱 藏 顯 示 在 文 字 方 塊 (Text1) 的 數 字, 讓 使 用 者 不 可 按 Go 鈕, 但 可 按 看 答 案 鈕 (Command2), 最 後 關 閉 Timer1 計 時 器 140: 在 文 字 方 塊 (Text2) 顯 示 隨 機 產 生 的 數 字 ( 甲 套, 頁 190) (3) 說 明 選 擇 該 語 法 來 解 題 的 原 因, 如 下 例 : 例 : 二 種 打 折 優 惠 可 以 同 時 使 用, 所 以 行 分 別 用 了 二 個 If 做 檢 查, 而 不 是 用 If-Then-Else ( 丁 套, 頁 3-18) (4) 說 明 程 式 碼 執 行 結 果, 如 下 例 : 例 :VB 並 不 會 自 動 將 變 數 的 初 值 設 為 0, 所 以 若 要 執 累 加 的 變 數, 務 必 設 定 其 初 值 sum=0, 程 式 的 累 加 表 示 式 sum=sum+i, 代 表 : 變 數 = 運 算 式, 右 邊 的 運 算 式 sum+i, 運 算 結 果 給 左 邊 的 變 數 sum 推 演 過 程 : i=1,sum=sum+1,sum=0+1=1 i=2,sum=sum+2,sum=1+2=3 i=3,sum=sum+3,sum=3+3=6 i=4,sum=sum+4,sum=6+4=10 i=5,sum=sum+5,sum=10+5=15 i=6,sum=sum+6,sum=15+6=21 i=7,sum=sum+7,sum=21+7=28 i=8,sum=sum+8,sum=28+8=36 i=9,sum=sum+9,sum=36+9=45 i=10,sum=sum+10,sum=45+10=55 ( 乙 套, 頁 6-7) 34

36 4. 測 試 與 除 錯 如 表 22 所 示, 此 研 究 分 析 的 這 五 套 教 科 書 之 範 例 皆 沒 有 包 含 測 試 與 除 錯, 其 中 乙 套 提 供 一 獨 立 小 節 專 門 介 紹 程 式 除 錯, 甲 套 將 程 式 除 錯 收 錄 於 教 科 書 後 面 附 錄, 這 兩 套 教 科 書 皆 介 紹 程 式 錯 誤 的 種 類 及 除 錯 的 工 具, 有 提 供 範 例 講 解, 但 皆 沒 有 提 供 額 外 的 除 錯 練 習 題 三 習 題 程 式 之 問 題 解 決 呈 現 情 形 如 表 23 所 示, 程 式 語 言 教 科 書 提 供 的 習 題 種 類 包 括 : 是 非 題 選 擇 題 填 充 題 配 合 題 問 答 題 程 式 設 計 題, 平 均 而 言, 程 式 設 計 題 佔 所 有 習 題 的 32% 而 程 式 設 計 題 又 可 分 為 兩 類,(1) 只 有 題 目 的 程 式 設 計 題 : 即 只 有 陳 述 題 目, 直 接 要 求 學 生 寫 出 程 式 碼, 平 均 佔 所 有 習 題 的 19% (2) 具 解 題 步 驟 的 程 式 設 計 題 : 提 供 學 生 練 習 程 式 解 題 步 驟, 例 如 : 瞭 解 問 題 需 求 的 練 習 擬 定 解 題 計 劃 的 練 習 等 相 較 於 只 有 題 目 的 程 式 設 計 題, 此 類 練 習 題 可 讓 學 生 針 對 各 問 題 解 決 步 驟 進 行 較 深 入 的 練 習, 但 所 佔 的 比 例 卻 不 高, 只 有 13% 表 24 詳 列 此 類 習 題 各 步 驟 的 個 別 呈 現 情 形, 說 明 如 下 : 表 23 程 式 語 言 教 科 書 提 供 的 習 題 種 類 教 科 書 分 析 項 目 甲 乙 丙 丁 戊 平 均 所 有 習 題 總 數 是 非 題 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 40(23%) 8(5%) 2. 選 擇 題 106 (64%) 144 (77%) 78 (33%) 60 (66%) 49 (28%) 87(54%) 3. 填 充 題 5 (3%) 6 (3%) 5 (2%) 4 (4%) 33 (19%) 11(6%) 4. 配 合 題 0 (0%) 5 (3%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 1(1%) 5. 問 答 題 4 (2%) 11 (6%) 14 (6%) 0 (0%) 2 (1%) 6(3%) 6. 程 式 設 計 題 51 (31%) 22 (12%) 136 (58%) 27 (30%) 50 (29%) 57(32%) (1) 只 有 題 目 之 程 式 題 (2) 具 解 題 步 驟 之 程 式 題 15 (9%) 22 (12%) 106 (45%) 17 (19%) 14 (8%) 35(19%) 36 (22%) 0 ( 0%) 30 (13%) 10 (11%) 36 (21%) 22(13%) 35