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研究生:林彥宏
研究生(外文):Yan-hong Lin
論文名稱:一個支援多語言的程式設計學習環境
論文名稱(外文):A Programming Learning Environment for Multiple Languages
指導教授:董少桓董少桓引用關係
指導教授(外文):Sho-huan Tung
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:資訊管理系碩士班
學門:電算機學門
學類:電算機一般學類
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:程式語言教學數位教材程式測試程式語言學習環境
外文關鍵詞:Programming Learning EnvironmentProgramming Language TutoringDigital MaterialProgram Testing
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軟體技術日新月異,需要培訓更多資訊人才,才能滿足科技發展的需求。然而,程式設計的教學並不容易,需要讓學生有大量練習的機會,但是傳統的學習環境並不容易提供,因為次數不多的作業及測驗,就足夠讓教師及學生忙碌,想要將教材的每個範例,甚至教材以外的題目動手實際練習,幾乎是不可能達到的要求。程式設計的教學需要更有效的方法,讓學生進入「從做中學」的學習環境,透過實際完成程式碼的撰寫,才能真正瞭解教材提供的學習內容。
建構一個有效的學習環境,需要教學平台的功能與教材製作機制的搭配。本研究的目的在於改善程式設計學習環境,設計一個支援多種程式語言的教學平台,讓多數的程式語言,都能藉由這個平台進行教學。此外,教材的設計需要有效率,並且容易針對各種不同需求,讓教材的作者自行定義、擴充,因此也需要一個新的教材架構與製作方法。
本研究所完成的成果,是一個學習環境的實作,包含網頁架構的教學平台,方便使用者用瀏覽器進行操作,以及能夠滿足教學需求的整合性教材開發環境,讓作者在程式設計專用的編輯器中,以有效率的方式開發程式設計教材,並提供學生使用相同的編輯器進行練習,學習的過程由系統予以記錄,並彙整成為教師授課的參考資訊。這個學習環境已經在許多學校的課程中實際使用,以協助教師解決教學實務中所遇到的問題。
Software technology changes very quickly, industries require training more IT professionals for the needs of scientific and technological development. However, the design and implementation of programming learning environments is not easy. Such systems need to provide students more opportunities to practice. Inadequate homework and exam can easily make the learning curve unacceptable for both teachers and students. As a result, it is almost impossible to teach each subject by practicing exercises. Inorder to learn effectively, programming learning environments must provide tools to guide students to learn through the "learning by doing" approach. That is actually writing runable code to learn how to program.
An effective learning environment requires two functionalities: producing exercises and practicing exercises. The purpose of this study is to inplement a programming learning environment that supports multiple programming languages so that most of the programming languages can be taught by this platform. In order to improve the efficiency of producing exercises, a new structure and editing method for teaching materials need to be implemented.
The result of this study is an implementation of programming learning environment that supports web-based practicing as well as an integrated development environment for producing programming exercises. This environment provides authors with a suitable program editor for creating exercises in an efficient way. This editor is also used to allow students to write program code. The coding process is recorded by the system and is provided for teaching as needed. This learning environment has been used in many universities to help teachers teach programming courses.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
一、緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 2
1.2.1 支援多種程式語言 2
1.2.2 內容產生機制 3
1.3 研究目的 4
1.4 研究限制 4
二、文獻探討 6
2.1 Programming Learning Environment 6
2.1.1 Intelligent Tutoring System 6
2.1.2 Standalone Learning Environment 7
2.1.3 Web-based Learning Environment 7
2.2 Learning Objects 8
2.2.1 SCORM 8
2.2.2 XML的二進位資料編碼 9
2.3 執行程序的自動化 10
2.3.1 Make 10
2.3.2 Ant 11
2.4 程式測試工具 11
2.4.1 Unit Testing 12
2.4.2 Web Testing 12
2.4.3 GUI Testing 12
2.5 整合開發工具 13
三、系統設計 14
3.1 教學環境設計 14
3.2 教學平台架構設計 15
3.3 教材格式設計 17
3.4 教材開發流程設計 20
3.5 測試案例設計 21
四、系統實作 23
4.1 資料庫與網站功能實作 23
4.2 教材格式實作 24
4.3 編輯器實作 29
五、教材案例實作 31
5.1 Java程式設計教學 31
5.1.1 軟體安裝與環境設定 31
5.1.2 教學案例描述 31
5.1.3 教材實作 32
5.1.4 測試案例 35
5.2 PHP網頁程式設計教學 37
5.2.1 軟體安裝與環境設定 37
5.2.2 教學案例描述 38
5.2.3 教材實作 38
5.2.4 測試案例 40
5.3 C#視窗介面程式設計 40
5.3.1 軟體安裝與環境設定 41
5.3.2 教學案例描述 41
5.3.3 教材實作 42
5.3.4 測試案例 44
六、使用狀況 46
6.1 程式語言教學課程 46
6.2 程式設計能力測驗 47
七、結論與未來研究 48
7.1 結論 48
7.2 未來研究 48
參考文獻 50
附錄一、JAVA教材設計附檔 52
GCD.html 52
GCD.java 52
GCD.part 54
GCDTest.java 56
GCDTest.xml 57
附錄二、PHP教材設計附檔 59
form1_doc.html 59
form1.html 59
form1.php 60
form1_test.pl 61
附錄三、C#教材設計附檔 65
ex01.html 65
ex01.build 65
Program.cs 66
MainForm.cs 67
MainForm.Designer.cs 68
MainForm.Designer.part 75
中文部分
1.林宗德、董少桓,2006,Java 程式設計教學平台,物件導向技術及應用研討會。
2.資策會,2008,2008~2010台灣產業科技人才供需調查-資訊服務產業。
3.王志弘,2004,支援二進位資料的XML物件儲存系統。
4.徐文杰、林沛傑,2003,數位學習標準與SCORM的發展,圖書館學與資訊科學,第二十九卷第一期。
5.林信成,1999,XML相關技術與下一代Web 出版趨勢之研究,教育資料與圖書館學,第三十七卷,第二期,頁185。
6.李開復,2008,給中國學生的第四封信---大學四年應該這麼度過,http://www.5xue.com/modules/wordpress/?p=1255。
英文部分
7.ADL, SCORM Documents – What Is SCORM, http://www.adlnet.gov/technologies/scorm/ .
8.Ant�曝io Mendes, Valentino Ivanov, Maria Marcelino, 2005, A Web-Based System to Support Java Programming Learning, International Conference on Computer Systems and Technologies.
9.Apache, Ant User Manual, http://ant.apache.org/manual/index.html .
10.BlueJ, The interactive Java environment, http://www.bluej.org/index.html .
11.Free Software Foundation, GNU Make, http://www.gnu.org/software/make/ .
12.IEEE, 2002, Draft Standard for Learning Object Metadata, http://ltsc.ieee.org/doc/wg12/LOM_WD6_4.pdf .
13.JUnit, Resource for Test Driven Development, http://www.junit.org/ .
14.Kent Beck, 1999, Extreme Programming Explained: Embrace Change, Addison Wesley.
15.Stephen Baudendistel, Grace Hua, 1987, The Desktop Interface in Intelligent Tutoring Systems.
16.Stuart Feldman, 1979, Make --- A Program for Maintaining Computer Programs.
17.TIOBE, TIOBE Programming Community Index, http://www.tiobe.com/index.php/content/paperinfo/tpci/index.html .
18.W3C, XML Schema Part 2, http://www.w3.org/TR/xmlschema-2/ .
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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