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研究生: 王湄雁
Mei-Yen Wang
論文名稱: 樂高機器人融入專題式導向學習於大學生程式設計課程之學習成效、態度與問題解決能力之研究
A Case Study of Integrating Lego Robotics into a Project-based Programming Course for College Students
指導教授: 翁楊絲茜
Cathy Weng
口試委員: 陳秀玲
Hsiu-Ling Chen
夏至賢
Chih-Hsien Hsia
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 人文社會學院 - 數位學習與教育研究所
Graduate Institute of Digital Learning and Education
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 97
中文關鍵詞: 專題式導向學習問題解決能力程式設計樂高機器人學習成效學習態度
外文關鍵詞: project-based learning, problem-solving skill, programming Education, Lego NXT, learning effectiveness, learning attitude
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  • 科技的發達對人類的生活造成革命性的影響,連教育也不例外。教學輔具多元化,機器人之於課程的應用成為趨勢,其中又以樂高機器人的發展最為廣泛,其可攜性、高重組性與邏輯性使得樂高機器人在各年齡層的學校大受歡迎。因此,本研究希望加深此領域之研究廣度,目的在探討實施融入「專題導向式學習」於大學生程式設計課程,對大學生學習程式設計學習成效、學習態度及問題解決能力之影響。
    研究者以「樂高機器人」為輔具融入專題式導向教學方案,採「單組前後測設計」的研究方法,以資訊科學系的學生為研究對象進行為期17週的實驗教學,每週一次,150分鐘。學生在學習的過程中必須運用C程式語言或NXT-G圖像介面操作NXT樂高機器人,完成每一個感測器的專案作品。其後,研究者透過問卷調查、教師平時所給之專案成績、期末總評與校外比賽成績為量化分析資料,此外,並輔以現場的教室觀察日誌與課後訪談等質性資料,進行量化與質化並重的分析與研究。
    研究結果發現:
    (一)融入樂高機器人於專題式導向程式學習對於學生的「程式設計學習態度」是有正面且顯著的影響。(二)採用專題式導向學習對於大學生的問題解決能力,僅在「採取行動」構面達到顯著差異。
    (三)在學習成效方面,專題式導向學習對大學生學習程式設計具有正向影響。最後,研究者根據本研究之發現,提出相關討論與未來研究建議。


    The advancement of technology has brought human life into another era, and education is not an exception. There are more and more different types of instructional tools can be utilized in our classrooms to enhance learning nowadays. The robotic education is taking the world by storm in recent years, especially the Lego robotic kits, since it is portable, high reconfigurable, and logical. These traits make it a hit in schools and among students all over different ages. Therefore, the current research wishes to expand the horizons of the field of robotic education and aimed at measuring the learning effect of integrating Lego robotic kits with project-based learning into a university programming course on students’ learning attitudes as well as their problem solving skills.

    A case study was conducted with one group pretest posttest research design at one local university in Taiwan. A total of 34 participants with the age between 20 to 22 years old from the computer science department joined the experiment. During the 17 weeks of the course, each class session lasted 150 minutes per week. Students had to use C++ or the NXT-G (Graphical user interface) to compile or finish a project with Lego robotic kits provided by the instructor. Quantitative data were collected with the inventories measuring students’ learning attitudes as well as their problem solving skills while several in-class observations and interviews were recorded. After the completion of the course, data gathered from questionnaires, final course grades, the results of an external competition, class observation, and interviews are used for analysis.

    The results of the study are as the following:
    1. There is a positive significant effect of the utilization of Lego robotic kits in a course on students’ learning attitudes towards programing learning.
    2. The integrated project-based Instruction in the course is only useful for some aspect of problem solving skills. Only the score for the sub-construct, action taking, was raised significantly after the experiment.
    3. Overall, the integration of project-based learning and Lego robotic kits is useful for university students to learn programming, and they have great learning achievement.

    Finally, based on the findings of the study, suggestions for teachers and administration and future studies are discussed.

    目錄 中文摘要 I 英文摘要 II 誌謝 III 目錄 V 圖目錄 VII 表目錄 VIII 第一章 緒論 1 第一節 研究背景與動機 1 第二節 研究目的 6 第三節 研究問題 8 第四節 名詞解釋 9 第五節 研究範圍與限制 11 第六節 研究重要性 12 第二章 文獻探討 14 第一節 程式設計學習之困境 14 第二節 樂高機器人 18 第三節 專題式導向學習 22 第四節 學習態度 25 第五節 問題解決能力 26 第六節 專題導向學習對問題解決能力之影響 29 第三章 研究方法 32 第一節 研究設計與實施方式 32 第二節 研究架構 33 第三節 研究對象與程序 34 第四節 研究變項之操作型定義 35 第五節 專題式導向樂高教學活動教學流程 37 第六節 研究工具 39 第七節 研究流程 45 第八節 資料分析方法 47 第四章 研究結果 43 第一節 融入樂高機器人以及專題式導向學習於程式設計課程對學生學習態度之影響 49 第二節 樂高機器人的融入與專題式導向學習對於大學生問題解決能力之影響 52 第三節 樂高機器人的融入與專題式導向學習對於學生學習程式設計成效之影響 54 第四節 以樂高機器人為輔具融入專題式導向學習的教案分享與教案分析 63 第五章 結論與建議 66 第一節 結論 66 第二節 建議 73 參考文獻 76 附錄一 課程時間表安排 83 附錄二 活動教案 85 目錄 中文摘要 I 英文摘要 II 誌謝 III 目錄 V 圖目錄 VII 表目錄 VIII 第一章 緒論 1 第一節 研究背景與動機 1 第二節 研究目的 6 第三節 研究問題 8 第四節 名詞解釋 9 第五節 研究範圍與限制 11 第六節 研究重要性 12 第二章 文獻探討 14 第一節 程式設計學習之困境 14 第二節 樂高機器人 18 第三節 專題式導向學習 22 第四節 學習態度 25 第五節 問題解決能力 26 第六節 專題導向學習對問題解決能力之影響 29 第三章 研究方法 32 第一節 研究設計與實施方式 32 第二節 研究架構 33 第三節 研究對象與程序 34 第四節 研究變項之操作型定義 35 第五節 專題式導向樂高教學活動教學流程 37 第六節 研究工具 39 第七節 研究流程 45 第八節 資料分析方法 47 第四章 研究結果 43 第一節 融入樂高機器人以及專題式導向學習於程式設計課程對學生學習態度之影響 49 第二節 樂高機器人的融入與專題式導向學習對於大學生問題解決能力之影響 52 第三節 樂高機器人的融入與專題式導向學習對於學生學習程式設計成效之影響 54 第四節 以樂高機器人為輔具融入專題式導向學習的教案分享與教案分析 63 第五章 結論與建議 66 第一節 結論 66 第二節 建議 73 參考文獻 76 附錄一 課程時間表安排 83 附錄二 活動教案 85

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    無法下載圖示 全文公開日期 2020/08/27 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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