淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
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系統識別號 U0002-2907201908522800
中文論文名稱 應用線上電路模擬軟體促進高職生Arduino程式語言學習動機之研究
英文論文名稱 A Study of Applying an Online Circuit Simulation Software to Promote Vocational high school Students’ Learning Motivation on Arduino Programming Language
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 教育科技學系數位學習碩士在職專班
系所名稱(英) E-Learning Executive Master’s Program in Educational Technology
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生中文姓名 張秉正
研究生英文姓名 Bing-Cheng Chang
學號 706740098
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2019-06-14
論文頁數 93頁
口試委員 指導教授-陳慶帆
委員-賴阿福
委員-張瓊穗
中文關鍵字 模擬教學  動機理論  自主學習  線上學習 
英文關鍵字 simulation teaching  motivation theory  self-directed learning  online learning 
學科別分類
中文摘要   現今物聯網(IoT)的架構,使用Arduino核心來做開發工具,它是一個開放原始碼的單晶片微控制器,也是目前導入實作課程的主流。然而,Arduino程式語言是一種軟、硬體搭配的技能學習,硬體的部分需搭配儀器、工具及線材元件;程式語言的學習則著重反覆思考與偵錯,往往需要耗費長時間的學習與實作驗證。實作課程學習時間有限,課程結束後的學習,會隨著學習場所的異動,造成學習中斷。因此,如何解決實作課程空間與時間的限制,讓學生利用線上教學資源,引起動機(Motivation),設定目標(Goal setting),進而培養學生自主學習(Self-directed learning)的能力。
  研究的對象為高職三年級學生,讓學生學習Arduino程式語言技能,作為專題製作畢業作品的先備課程。首先利用教師資源引導學習Arduino程式語言及線上模擬工具(Tinkercad Circuits),再搭配數位學習(e-Learning)的方式,利用線上資源自主學習,解決實作課程空間與時間的限制。最後以酷課雲(CooC)的教學平台,來完成學生的繳交作業、成果發表及學習評量。
  本研究運用ARCS動機模式與線上模擬工具融入Arduino程式設計之教學,對於學生學習動機與影響因素之研究。以臺北市某高職三年級一個組10人為對象,進行前後實驗設計方法,教學實驗時間前後各四週,依據教學之前、後,對學生進行ARCS動機量表施測,並且以相依樣本t檢定分析學生的學習動機,研究結論如下:
一、ARCS動機模式融入Arduino程式設計教學,對學生學習動機影響之前、後教學有顯著差異。
二、線上模擬工具融入Arduino程式設計教學,有顯著的因素影響學習動機。
英文摘要   Today's Internet of Things (IoT) structures use the Arduino core as a development tool. It is an open-source, single-chip microcontroller and the current mainstream of the implementation curriculum as well. However, the Arduino programming language is a technical skill learning with software and hardware. The technical skill learning of the hardware part needs to apply with instruments, tools and wire components. The skill learning of programming language emphasizes rethinking and debugging, and it often takes plenty of time to learn and implement verification. The time of the implementation course is limited, and the progress of the after-course learning may be interrupted as the learning place changes. Therefore, the study goal should be how to solve the limitations of the space and time of the implementation curriculum, cause motivation and goal setting, and develop the ability of self-directed learning by using the online teaching resources.
  The study is aimed at the third-grade students in vocational high school, allowing students to learn Arduino programming language skills as a special project course for the production of graduation works. First, the teacher resources are used to guide the Arduino programming language and online simulation tools (Tinkercad Circuits), and then the e-Learning method is applied on online resources to learning independently and solving the limitations of the space and time of the implementation curriculum. Finally, the CooC teaching platform is used to complete the hand in homework, result presentation and learning evaluation of students.
  This study integrates the ARCS motivation model and online simulation tools with the teaching of Arduino programming on the study of students' motivation and influencing factors. The research participants are 10 students a group in the vocational third-grade school in Taipei City. Each teaching experiment lasted for four weeks. The students were tested on the ARCS motivation scale before and after the teaching experiment, and the analysis of learning motivation was based on the dependent sample t test. The experiment result reveals as follows:
First, the ARCS motivation model with the Arduino programming teaching has significant differences on the before-and-after result of learning motivation.
Second, the online simulation tool with the Arduino programming teaching has significant factors affecting the learning motivation.
論文目次 目次
第一章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的與問題 5
第三節 研究的範圍與限制 6
第四節 名詞解釋 7
第二章 文獻探討 10
第一節 高職(技術型高中)程式語言與實作教學 10
第二節 現今實作教學的現況與限制 17
第三節 電腦模擬教學策略融入到實作課程 19
第四節 學習動機理論 21
第五節 自主學習理論 26
第六節 自我檢視理論 30
第三章 研究方法 32
第一節 研究流程 32
第二節 研究設計 33
第三節 研究工具 42
第四節 研究對象 44
第五節 教學設計 45
第六節 資料蒐集與處理 50
第四章 研究結果分析與討論 52
第一節 ARCS動機模式融入Arduino程式設計教學對學生學習動機的影響 52
第二節 線上模擬工具融入Arduino程式設計教學對學習動機影響之因素 55
第五章 結論與建議 64
第一節 研究結論 64
第二節 建議 67
參考文獻 69
附錄一:部分單元教學教材 73
附錄二:線上模擬軟體學習Arduino程式語言之研究訪談調查表 82
附錄三:學生學習動機問卷(傳統與線上)及開放問卷 84
附錄四:學習觀察紀錄 92

表次
表2-1 酷課雲(CooC)的教學平台的課程設計 16
表2-2 實作教學的限制 18
表2-3 模擬教學融入課程的方式 20
表2-4 學習動機的定義 22
表2-5 ARCS動機模型及類別 24
表2-6 ARCS動機設計的十個步驟 25
表2-7 自主學習的定義 28
表3-1 酷課雲(CooC)的教學平台的課程設計 40
表3-2 研究設計教學差異 41
表3-3 訪談專家基本資料 43
表3-4 改善實作教學現場的方式 45
表3-5 改善實作教學限制的方式 46
表3-6 線上教學融入ARCS的實施程序 47
表4-1 學習動機量表「整體動機」傳統與線上結果分析 53
表4-2 學習動機量表「注意(A)層面」傳統與線上結果相依樣本t檢定分析 53
表4-3 學習動機量表「相關(R)層面」傳統與線上結果相依樣本t檢定分析 54
表4-4 學習動機量表「信心(C)層面」傳統與線上結果相依樣本t檢定分析 54
表4-5 學習動機量表「滿足(S)層面」傳統與線上結果相依樣本t檢定分析 55
表4-6 「注意(A)層面」開放問卷學生回答的內容 56
表4-7 「相關(R)層面」開放問卷學生回答的內容 57
表4-8 「信心(C)層面」開放問卷學生回答的內容 58
表4-9 「滿足(S)層面」開放問卷學生回答的內容 59
表4-10 教學「時間限制」開放問卷學生回答的內容 60
表4-11 教學「空間限制」開放問卷學生回答的內容 61

圖次
圖1-1 實作課程的教學環境的限制 2
圖2-1 Arduino(Uno)硬體介面 11
圖2-2 Arduino(IDE)軟體編譯介面 12
圖2-3 Arduino電路模擬畫面(Tinkercad Circuits) 13
圖2-4 Tinkercad Circuits軟體編譯介面(積木程式與文字程式) 14
圖2-5 YouTube線上影音分享平台 15
圖2-6 學習動機發展模式(ARCS) 26
圖2-7 自主學習三元模型 30
圖2-8 自我檢視模型 31
圖3-1 研究流程 33
圖3-2 研究設計 34
圖3-3 Arduino(IDE)軟體編譯介面 36
圖3-4 Arduino電路實際畫面 37
圖3-5 Arduino電路模擬畫面(Tinkercad Circuits) 38
圖3-6 Tinkercad Circuits軟體編譯介面(積木程式與文字程式) 39
圖3-7 研究工具流程說明 42
圖3-8 線上教學設計流程 49


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