子計畫二：基於科學運算之運算思維導向程式設計教學

各領域對程式設計能力之需求日益增加，但國內除了資訊科學相關科系的學生，往往不具備足夠的程式設計能力以因應職場需求，因此本研究希望透過科學運算教導非資訊科學背景學生程式設計，研究將設計與發展基於科學運算的運算思維導向程式設計教學之教材、教學策略與輔助學習平台，並探討其對運算思維、程式設計與科學之學習成就，及學習態度之影響。研究希望透過真實情境的科學問題解決與專題實作，讓學生經歷更確切的「建模」與「模擬」的歷程，並藉由科學運算整合「運算」與「科學」，讓學生體會運算對解決真實科學問題的必要性，並體驗科學運算中建立、觀察與調整科學模型的程序，以培養運算思維與科學學習中皆十分重要的「建模」能力，以「模擬」科學現象，進一步解決各式運算與科學問題。第一年進行教材發展、平台建置與前導教學實驗；第二年探究建模導向教學對程式設計能力之影響，教學實驗結果發現建模導向的科學程式設計教學讓學生有效學習程式設計，學生亦認為建模導向的教學歷程能有效引導其進行科學程式設計；第三年探討建模導向教學對科學問題解決能力之影響，發現建模導向教學能有效引導學生進行資料與流程建模。