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銘傳大學 106 學年度下學期 107 年度高教深耕計畫 【一般課程】課程重構計畫 結案報告 課程名稱: 程式設計() 教師姓名: 顏昌明 系所單位: 資訊管理學系 撰寫日期: 107 6 30

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銘傳大學 106 學年度下學期

107 年度高教深耕計畫

【一般課程】課程重構計畫

結案報告

課程名稱: 程式設計(二)

教師姓名: 顏昌明

系所單位: 資訊管理學系

撰寫日期: 107 年 6 月 30 日

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壹、計畫動機

近年來,隨著科技和網路的發達,程式設計不僅是工程師和專業人士必備的

能力,也漸漸演變為全民必備的能力,世界上許多先進國家,紛紛大力推動其國

民從小即學習程式設計。本次申請重構的程式設計課程即是培養學生程式設計能

力,課程為資訊管理學系大一學生之專業課程,亦是資訊學院的重點課目,程式

設計能力列為學生畢業門檻,本課程強調邏輯概念及程式撰寫,透過撰寫程式讓

學生學習邏輯思考及架構。然而,對許多一年級的學生而言,邏輯思考及程式撰

寫方式均相當陌生,因此學生學習此課程的困難度相對較高,相當比例的同學無

法順利完成學習。

隨著生長環境變遷,近幾年的學生其學習動機及吸收知識方式…等特性,與

過去的學生有些不同。因此本課程持續的針對學生學習,進行課程的設計調整,

期增加學生學習意願,突破學習瓶頸。個人已有多年教授此課程經驗,每年在教

授課程中,觀察學生學習狀況,並依學生學習狀況作課堂規劃的後續課程之調整

及改善。觀察現在學生們的學習狀況,多有以下幾種特性:

a. 對於單純的講述式教學方式學習動機並不高,反而對於多媒體等相關工

具接納度很高,但卻也有注意力集中時間短的特性。

b. 內在學習動機不足,自我要求較低,稍有挫折就考慮放棄。而對於外在

動力,老師催逼不一定有用,反較在意同儕的看法及壓力。

在我多年的課程設計及調整中,使用小組學習的方式已有些許成效。而在這

學期期望能持續調整教學方式,主要要加入多媒體(影視)的元素,依其容易吸引

學生目光、學生能自行調整學習速度,以及可重複觀看等特色,在上學期程式設

計(一)課程中,可看出是有果效,故繼續應用於基礎的程式設計(二)課程教學方

式中。

此次課程重構計畫主要目的乃在於改變課程教授方式,以提高學習動機。可

分下列兩點:

1. 建立學生預習習慣:將基礎課程內容,錄製剪輯成預習影片,要求學生

預習。

2. 檢測預習成效:預習對學生學習很重要,但若無適當配套,甚難達成,

因此在本計劃中欲錄製課前預習影片且將影片結合課前小考,鼓勵學生

預習。

3. 分組學習方式調整:本課程因有預習,課程上可有較多時間進行練習及

互動。將調整同學互助的方式共同學習,激勵自己的學習動機。

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貳、執行內容 (課程設計與執行概念、實施方式、實施進度等訊息)

一、若本課程非首次申請課程重構計畫,請說明與前不同之處

在之前的課程一直嘗試要進行預習,試著要求學生事先看教課書、投影

片,並以預習考試要求學生進行預習。本次課程重構,主要是嘗試以多媒體

(影片)的方式呈現,做為預習影片。並且因學生專注力有限,故將預習影片

內容加以分割成數段短的預習影片,讓學生更容易消化吸收。同時設計觀看

預習影片後之問卷,可即時根據隨堂小考與預習問卷的回應更改課程進度。

二、教學目標 (教學理念、教學目標是什麼)

認識 Java 程式撰寫及應用,並學習基礎程式設計能力以達到:培養具

備整合資訊科技與管理專業能力之資訊管理專業人才、專題研究及就業競爭

優勢之資訊管理人才、專題研究及就業競爭優勢之資訊管理人才。

三、教學內容 (主要的教學內容)

本課程為理論及實習結合的課程, 課程中介紹程式語言思考方式及程式

語言 JAVA 的使用語法, 並和實習課一起配合。本學期課程內容主要在進階

之 Java 程式設計(物件導向程式設計)

1. 物件導向基本概念

2. 類別的基本架構

3. 類別的進階認識

4. 類別的繼承

5. 抽象類別與介面

6. 例外處理

7. 檔案處理

8. 套件概念

四、教學活動設計 (如何達到教學目標的教學活動設計)

1. 課程活動及進度規劃

a. 在課程前,將課程每一章的基礎知識與觀念分成 2至 3 個小主題,

並錄製成教學影片,並透過剪輯將每一主題長度控制在五~八分鐘

以內。之後將所錄製的預習影片放置於 youtube上,並連結至學習

平台 moodle 上,提供同學事前預習。讓同學在自己有空的時間依

據自己的步伐學習,且影片可以重複觀看、調整速度,學習的時空

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環境更為彈性。在每段預習影片結尾均試著加入一題自我測驗題

(不提供答案),讓同學自行解題確認所學。並以預習問卷了解學生

學習的狀況及困難。

b. 在課程開始前會先做課前小考,包含這週課前內容的預習題,從問

卷及預習小考可知道學生透過預習影片的自主學習的狀況好壞,而

在課程中根據學生學習狀況調整教學速度,若同學狀況不佳則可在

課堂上詳細內容講解,以現場教學來解答學生有疑問的內容,若學

生學習狀況良好,則可針對章節內容做更深入的教學。

c. 在課程規劃上,是以每週教 1~2 小節為主,每教完一小節即會以實

際上機程式練習的方式讓同學們實做,同學間可相互討論學習,且

可在這時候協助進度跟不上的同學,而透過此階段也可將每週的章

節內容做整合,以方便進行下一單元的學習。

d. 在學習平台 moodle 上每章都提供相當數量的選擇練習題庫及應

用程式題庫,並依題目難易度分為 1-3 級的題庫女分開標示,鼓勵

學生在課餘能花時間練習。並有助教從旁協助討論-回答問題及導

引方向。這些應用程式題庫,可搭配課堂上實作練習及課程後作業

安排,並整合至後續說明的小組討論及測驗的學習評量中,提高應

用程式撰寫的動機。

e. 在完成該主題的後續一週上課之前,會有複習小考,針對前一主學

所學進行測試,了解所學成效。

2. 分組討論、測驗

a. 為鼓勵學生一起討論,課程開始即將學生分組,約 3~5 人一組,每

週課堂上會讓同學們以分組討論的方式做上機練習程式題目,透過

互助學習的方式帶起同學們的學習風氣,彼此激勵學習,增加外部

動力。

b. 為了幫助同學們課後也能持續以小組學習方式互助學習,因此設計

了小組測驗,分組測驗題目會以作業題和練習題為主或稍作修改出

題,且小組成績相互共享,這樣的測驗方式也可讓同學們在課後有

學習動機,大家相互幫忙一起拿到好成績。

c. 而於每一二章後進行一次分組測驗,同學輪流出來代表考試,成績

為全組共同努力獲得及分享。為取得全組好成績,同組同學會彼此

分享及協助程度較弱的同學,一起提高小組的能力。由上期反思意

見中可看出此方式的確會激起強烈學習及討論的意願,期望在短時

間內學習。

d. 本期進行強化課程的趣味性及測驗刺激性,加強小組之間的競爭性

及小組內部的合作性。

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3. 期末程式大會戰(綜合驗收)

a. 在期末以小專案方式整合,以遊戲程式設計比賽方式進行,為增加

趣味性,稱為期末大會戰。學生以小組的模式進行程式大會戰,首

先老師說明比賽題目與規則,學生善用所學,完成比賽作品。

b. 比賽分為幾個階段,初賽由 2 組對戰,由對戰組找出對方程式上的

錯誤,以此加分,之後給學生機會,回去修改、補強程式。一週後,

進行決賽,在此時,各組的程式應都有大進步(至少大量減少錯誤

的可能),在決賽時,題目為老師指名要達成特定功能,讓別組同

學依照老師指定步驟執行完成並查看程式完成度,最後由老師及其

他學生線上表決決定名次。

c. 比賽目的在於小組間互相除錯改善程式碼及參考他組的程式,故比

賽方式增加學生對程式上的興趣,彼此討論在程式碼上的應用,瞭

解本學期所學並藉由程式大會戰應用在實作上,從原本的小組討論

轉為由組對組之間的互相學習及分享,不僅從組內學習也更廣泛的

學習他組對程式想法及實作。

五、教學評量 (如何評量教學目標達到與否)

成評量方式配合教學目標,包含以下多種方式:

1. 小考:每週上課前先進行課堂小考,可看出學生對上周課程的學習

及復習的成效,亦包含預習的效果

2. 分組測驗:每 1~2 章後進行,由測驗成績了解小組之間的學習成

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果,也以此方式驅動小組討論分享

3. 學習平台討論:提供大家互助討論及學習的空間

4. 作業:每一章節皆有作業,觀察是否具有完成該章節主題的能力

5. 期中、期末考、期末程式大會戰:驗收學習成果

參、計畫成果

一、摘述辦理情形

這次重構,比較大的工程是錄製影片的過程;從最前面挑選所要選擇錄

製的內容,內容的分段。到錄製的方法,所使用的錄製的工具,一直到最後

所錄製的內容如何呈現,以及所要使用的平台,都要先行規劃並不斷嘗試。

將每一章主題錄製並剪接完成。而課程教法及教課內容比例,亦配合有預習

影片而有所調整。

另期末以小專案方式整合,以遊戲程式設計比賽方式進行,調整進行方

式情形,各組學生可以參考到其他同學的程式設計方式。結果學生反應相當

不錯。在課程反思報告許多學生提及此活動,印象深刻。

二、課程實驗結果

本學期所進行的課程重構,各實驗結果整理如下:

A. 觀看預習影片的時間

所錄製的影片,均剪輯成幾段 5~8 分鐘的影片片段,讓學生方便短時間完成

閱讀。以下是第 11 章,剪輯成三段的影片,學生自訴的觀看時間,由結果

可 知 應 是 以 看 完 的 居 多 , 超 過 人 數 一 半 以 上 。

圖表 1 觀看第 7章各預習影片片段的時間

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B. 課前「預習考」學習成績統計:

本學期課程鼓勵同學能先行預習,並在每週的課前小考中,包含 3~5 預習題

測驗題目,藉此了解學生預習下一章節的學習狀況。本學期共進行 6 次預習測

驗,這學期課程為程式設計課程第二學期,所學內容難易度上略難,因此同學在

預習題測驗的成果,也略顯有差距,結果呈現於圖表 2。

圖表 2預習題測驗題統計

C. 「進行小組討論」的問卷結果

因本計畫強調有小組討論,特針對此部分對學生進行問卷調查, 結果呈現於

圖表 3。由資料得知仍以個人複習為主小組為輔,而課後複習及課後準備練習題

(準備考試)的部分,每週 30 分鐘以下為大宗,其次為 30-60 分鐘,超過 60 分鐘

仍為少數。

圖表 3 課後個人寫作業及小組討論的時間

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D、學生預習影片感想

利用問卷了解學生對於預習影片的心得及問題,以便在課堂上以做更改

1.學生預習影片收穫回應

2. 學生預習影片困難回應

第二部影片的內容上課希望可以多講一點

覺得看影片還是不夠,要實際自己寫程式才能知道自己到底有沒有了解

實作困難。看過如此簡潔的預習影片,在看書會看不下去

感覺對於建構方法有點陌生,需要老師在課堂上在詳加解釋。

看過一遍還是看不懂,需要多看幾次

稍微能了解,但沒辦法完全記住所有輸出&輸入類別。

字串內容的比較等等需要實際演練,才會更清楚

E、以下為部份學生對程式競賽的心得感想:

預習影片可以讓自己提前知道老師下次上課要上甚麼,當老師在上此章

節也能比較跟得上進度,不至於完全聽不懂

看了第二次,能理解的比第一次多。

可以在課程中搞清楚狀況,增加學習效率

這次有先看過課本 比腳容易懂 但 9-2還是吃力一點

這次預習影片內容篇幅較小,感覺比較吸收得進去

能稍微知道今天上課內容,不至於上課才是第一次聽到的感覺!

有些部分看影片不是很懂,要在翻書才能了解多一點

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圖 4 程式大會戰之初賽及決賽心得

三、執行成效評估(學生學習成效為何,請提出具體佐證)

對於學生課前預習學習上,由學生自己反應所閱讀影片的完成度(錯誤!

找不到參照來源。)及預習題測驗結果上(錯誤! 找不到參照來源。,錯誤! 找

不到參照來源。)觀察,再加上學生的質化心得反應,可知預習影片應有達到

預期閱讀效果。因此,此部分會持續精進,以達到更好的教學成效。

對於期末程式大會戰,學生反應相當不錯。在課程反思報告許多學生提及

此活動,印象深刻。不過仍有少部分同學直接放棄比賽,無法激發出其動機。

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四、差異分析

(執行【課程重構計畫】前後的「教學內容」和「課程成果」

差異分析,以及效益提升說明)

第 8 章

第 16 章預習問卷

上圖為期初最 8 章,下圖為期末第 16 章,觀看預習影片時間也逐漸

多為看完,培養出習慣。

第 8 章

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第 16 章

上圖為期初最 8 章,下圖為期末第 16 章,課堂外複習時間從沒有

慢慢變為 30 分鐘,且超過 3 小時複習時間的人變多了

以下是同學在期末問卷中對本學期採用預習影片後的回應,多數給予

肯定。

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五、課程反思

本次重構錄製影片,可算是向翻轉教室教學法向前跨一大步,其中有許多心

路歷程,真實的將其記錄下來以做反思:

1. 從一開始考量錄製工具,環境錄製,花了很多時間。並一面錄製,一面撥

給學生看,嘗試不同版本。最後簡化為只錄製投影片及聲音,不錄製人臉,

讓錄製過程單純化。

2. 同時也考慮要用什麼檔案格式錄製及播放,經過多次的嘗試,給學生試看

並提供建議。最後定案置於 YouTube上,並將連結至 moodle上,並同時

要求學生回應心得。前面的設計安排,花了不少時間規劃。

3. 錄製影片後,請 TA協助剪接,去掉 NG鏡頭,加上音樂,片頭及片尾,轉

場等,TA的資訊能力不錯,都能達到很好的成果。學生看了也又不錯的

反應。

4. 挑選要錄製的內容與投影片,花了很多功夫,為了要儘快能上線,先求有

再求好,這次先由原課程的上課投影片中,挑選部分基礎重點內容,直接

選用。未再做大修改或重新調整,故有部分投影片之連結不是非常順暢,

需要講者用口語去帶過。將來有機會,還需要重新錄製。

5. 單有影片學生不一定會看,一定要有配套措施。故規劃在上課前,加上預

習測驗,內容均在預習影片中有說明,且問題簡單,有看影片應該就會。

6. 上課一開始,會先對影片的內容快速整理,若有在學生預習考試中錯誤較

多的題目的內容,以及學生在預習後心得中說明對哪個主題有困難,都會

在此時再加強說明。

7. 另一個重要調整是現在上課時間的分配及進行的內容。這種預習方式與原

講授方式不同,會讓課堂上有較多時間可進行互動練習。而講解練習時,

專注願意聽的學生數確實較之前多。

8. 只是花了很大的心血,仍有部分同學,仍不習慣要看預習影片,以致上課

時跟不上進度,實在可惜。

期末程式大會戰,進行方式做了調整,多數學生反應相當不錯,不過觀察學

生問卷回應,似乎有兩極反應,對成績較佳的同學反應相當好,透過整合全

年課程所學,有了完整的程設能力,再加上觀摩其他同學的程式,程式能力

及意圖均有所提昇: 不過對於程設能力較差同學就較辛苦,雖再三鼓勵,仍

有同學放棄。

六、後續調整規劃

完成本學期課程後,後續規劃要進行或調整,整理如下:

1. 課堂上練習互動時間的內容/進行方式,需要再進行檢查及調整計劃安

排,加入更多的互動/主動學習的元素。

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2. 整理本學期學生的反應,修改第一版影片未完善/錯誤之處。

3. 今年學院的程設評量/會考方式進行變更,因此後續課程進行方式亦需

配合進行調整。

肆、建議與改進

影片錄製,要考慮的問題很多,需要更多的協助,不然不太敢嘗試。現只敢

做最簡易的版本,待改進之處仍多,但資源及時間有限。建議能有更多協助,讓

教師可以較放心/大胆的嘗試。

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伍、補充說明

一、課程照片

課堂照片

課堂互動

小組考試

期末程式競賽_決賽程式講解

程式期末競賽_決賽投票 期末程式競賽頒獎

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二、其它相關資料

影片預習問卷(google 線上問卷)