總計畫及子計畫一：運算思維實踐於資訊應用專題

本研究針對非資訊本科系的學生，設計 CT+X 學習地圖，發展「運算思維與程式設計」 (CT)大學通識課程，及一系列特定應用領域程式設計(+X)課程，用以探究大學生之學 習成就差異。CT 課程首先透過生活實例揭示運算思維的重要性;再利用視覺化程式設計工 具建立程式概念及運算思維;最後藉由應用專題的製作，培養綜合運用運算思維與程式設計 的實作技能。+X 課程則包括「資料科學與程式設計」、「自然科學與程式設計」、「行動 App 程式設計課程」，分別以 Python 及 App Inventor 為所需學習程式語言用以解決問題。 本研究分三年進行，研究問題包括(1) CT 課程是否能有效培養學生運算思維並運用於程式設 計解決問題?(2) 不同學術背景傾向的學生是否能有相同的運算思維學習成效?(3) 高中有修 習程式設計經驗是否對於大學運算思維學習有所幫助?(4) CT 課程的修習是否對於應用領域 程式設計學習有所幫助?教學實驗則在研究三年期間每學期都有進行，期中 CT 課程共開設 62 班級，共 2681 名學生選修，+X 課程則在第二年起陸續開設共 9 班級，346 名學生選修。 研究結果發現，(1) 經過 CT 課程學習的運算思維與程式設計學習，過半學生已有良好的簡易 計算、簡易判斷、多層判斷、重複結構等運算思維及基礎程式實作能力，但在列表應用、排 序應用、及綜合應用等基礎資料結構的運用與演算方法仍需要更多的時間練習方能精熟。(2) 若以學院分群，理學院、科工學院學生表現顯著優於其他學院學生。(3) 不同年級學生的學 習表現並無顯著差異，表示課程內涵的學習與大學修課經驗或年紀並無相關性。(4) 在高中 時期就有較多程式設計學習經驗的學生，相較於較無經驗的學生，在 CT 課程學習表現上顯 著較佳。(5) 在三門 +X 課程學習成效方面，已透過 CT 課程培養良好的運算思維基礎學生， 學習表現顯著優於(尚)未有良好運算思維學生。總結來說，CT 課程的學習對於 +X 課程學習 有顯著性的影響。教學實驗結果符合預期研究成果，並顯示本研究所設計課程得宜。