遊戲導向環境之程式設計策略運用與學習成效探究

此計畫目的在於發展一個視覺化程式積木(blockly-based)的遊戲導向任務環境，透過追蹤學生在此環境下的程式設計互動，進一步分析學生的學習成就和所運用的學習策略之關係。具體而言，基於此遊戲式平台的學習歷程資料收集功能，本研究聚焦於分析學習者的行為表現（學習成就）、認知能力（工作記憶）和眼動歷程（注意力）三者之間的關係，試圖釐清不同學習成就的學習者（高低成就者），在認知能力和眼動歷程之間的差異。 在19位受測者的實徵研究中顯示，高低成就者確實有不同的認知能力與眼動歷程，包括：（1）在認知歷程方面，學習成就高低和視覺空間、中央執行功能呈現正相關。亦即程式任務表現越高者，其在視覺空間、中央執行功能的表現也越好；相反地，程式任務表現越低者，其在視覺空間、中央執行功能的表現也越差。整體而言，程式任務表現高低，與在視覺空間、中央執行功能的表現好壞密切相關，且呈顯著差異。（2）在眼動歷程方面，學習成就高低和全局問題解決地圖的AOI呈現正相關，但與局部問題解決地圖呈現負相關。亦即程式任務表現越高者，對於全局問題解決地圖，有更高的注視次數比例，對於局部問題解決地圖，越少注視；相反地，程式任務表現越低者，越高的注視次數比例於局部問題解決地圖，越少於全局問題解決地圖。整體而言，程式任務表現高低，與對於全局與局部的問題解決地圖注視次數比例密切相關，且呈顯著差異。 此研究結果似乎顯示，在透過視覺化的程式設計環境中，學習者的成就表現和工作記憶能力有關，應該培養其工作記憶能力，特別是視覺空間能力與中央執行功能。另一方面，學習者的成就表現和問題解決的切入點有關，應該引導全局觀的關注焦點和思考策略。此兩項結果，或許可以作為未來視覺化程式設計平台的教材發展，或輔助設計之參考。