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研究生:鍾翔宇
研究生(外文):CHUNG, HSIANG-YU
論文名稱:基於概念圖之教育機器人對學生的程式設計學習成效之影響
論文名稱(外文):Impacts of Concept Map-Based Educational Robots on Students' Programming Learning Effectiveness
指導教授:陳志鴻陳志鴻引用關係
指導教授(外文):CHEN, CHIH-HUNG
口試委員:賴阿福葉川榮
口試委員(外文):LAI, AH-FURYEH, CHUAN-RONG
口試日期:2023-07-07
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺中教育大學
系所名稱:教師專業碩士學位學程
學門:教育學門
學類:綜合教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2023
畢業學年度:111
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:程式設計運算思維教育機器人概念圖
外文關鍵詞:computational thinkingprogrammingeducational robotconcept map
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隨著科技時代的發展,人們傾向以科學、系統化的思考解決問題,而運算思維是目前各國推動的重點。本研究將運算思維結合國小六年級程式設計課程,運用概念圖教學能幫助學生釐清概念,並建立知識架構;而運用教育機器人能提升學生的學習動機與學習成效。因此本研究運用概念圖教學法,透過教育機器人與積木化程式工具進行程式教學,在課程中讓學生體會運算思維的思考邏輯。
本研究採用準實驗設計,實驗組1為「基於概念圖之教育機器人的積木化程式教學」,實驗組2為「教育機器人的積木化程式教學」,控制組為「一般積木化程式教學」,以國小六年級三個班共70人作為研究對象,比較三組學生在不同學習模式下對其程式設計能力、運算思維傾向、學習動機、群體自我效能與認知負荷之影響。研究結果顯示使用「基於概念圖之教育機器人的積木化程式教學」的學生能提升程式設計能力、運算思維傾向、增生認知負荷,且能夠減少其外在認知負荷,而在學習動機以及群體自我效能部分則無顯著差異。本研究建議未來研究可以設計成長時間的實驗,或運用不同教學策略,提升機器人在教育領域的貢獻。

With the development of the technological era, people are inclined to use scientific and systematic thinking to solve problems, and computational thinking has become a key focus in many countries. This study integrates computational thinking into the programming curriculum for sixth-grade students in primary schools. Concept mapping instruction is used to help students clarify concepts and establish a knowledge framework. Additionally, educational robots are utilized to enhance students' learning motivation and effectiveness. Therefore, this study adopts concept mapping instruction and combines it with educational robots and block-based programming tools to teach programming, allowing students to experience the logical thinking of computational thinking in the curriculum.
This study employed a quasi-experimental design. Experimental Group 1 is "Block-based Programming Instruction for Educational Robots Based on Concept Mapping." Experimental Group 2 is "Block-based Programming Instruction for Educational Robots." The Control Group is "Conventional Block-based Programming Instruction". A total of 70 students from three sixth-grade classes in primary school were included as participants. The study aimed to compare the effects of different learning modes on students' programming skills, computational thinking disposition, learning motivation, group self-efficacy, and cognitive load. The results showed that students using " Block-based Programming Instruction for Educational Robots Based on Concept Mapping" were able to improve their programming skills, computational thinking disposition, germane cognitive load and reduce external cognitive load. However, there were no significant differences in learning motivation and group self-efficacy among the three groups.
The study suggests that future research could design longitudinal experiments or explore different teaching strategies to further enhance the contribution of robots in the field of education.

第一章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的與待答問題 4
第三節 名詞解釋 5
第四節 研究範圍與限制 8
第二章 文獻探討 9
第一節 程式設計教育 9
第二節 積木化程式教學 15
第三節 運算思維 19
第四節 教育機器人 24
第五節 概念圖教學 28
第三章 研究方法 33
第一節 研究架構 33
第二節 研究對象 34
第三節 研究課程 34
第四節 研究流程 40
第五節 研究工具 44
第六節 分析方法 48
第四章 研究結果與分析 49
第一節 程式設計能力 49
第二節 運算思維傾向 50
第三節 內在動機 52
第四節 群體自我效能53
第五節 認知負荷 55
第五章 討論與結論 59
第一節 研究討論與結論 59
第二節 研究建議 64
參考文獻 67
中文文獻 67
外文文獻 75
附錄 81
附錄一 81
附錄二 93
附錄三 94
附錄四 95
附錄五 96


中文文獻
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