計畫特色及具體內容
本計畫提出融入「商業類數位教學平台融入教學」之創新教學,架構一個於基礎程式教育課程的教學模式,在僅使用商業類數位教學平台免費功能下,讓老師在實體與線上教學中快速切換並整合。預期改善教學成效包含:(1)降低老師準備課程的負擔,尤其是在課前錄製翻轉數位教材時蒐集資料、錄製、剪輯與上架的大量時間;(2)更快速有效的方式發佈上課範本、回收作業與批改作業;(3)有效改變傳統電腦教室上課時,老師跑來跑去解決學生問題因此浪費大量課堂時間,提升上課時間使用的效率。
「商業類線上互動教學平台」雖然以營利為目的,但多數課程為了吸引更多學習者,會在課程前半段基礎知識部分提供免費學習,這正好為初學程式在程式基礎薄弱學生,提供絕佳的訓練場域,這類平台對程式初學者好處包含(1)僅需要網路與瀏覽器,無關作業系統與編輯環境,無須擔心安裝與設定應用程式問題;(2)每單元有詳細講解、練習、提示、偵錯與學習歷程記錄。對老師好處包含(1)大幅減少對程式初學者基礎問題的解決時間;(2)綁定註冊帳號,各單元作業是否完成,上課時老師可以直接驗收。線上教學平台並非萬能,老師必須針對需要加強的內容,輔以錄製數位教材進行補充,放置教學平台,指定學生提前預習並完成作業。
程式類的課程,各單元於學生研讀完數位教材後,老師指定作業大多數都是程式練習,若學生在撰寫程式上發生問題,尤其是初學者,基本上不會有自我解決的能力,而且會有很嚴重的挫折感,必須在線上詢問老師或是等待下一次實體上課詢問,降低翻轉教學的設計初衷。但隨著科技的進步,許多教學類的平台針對各單元教材研讀完成後的作業,引入了「類AI」的輔助機制,除了可以「step-by-step」每一行引導初學者寫程式,針對作業中的錯誤,也會先從「提示」->「引導」->「解決」步驟逐步引導學習者完成,不會立即提供正確答案,針對初學者而言,經歷在「錯誤中學習」(try error)的過程式很重要的,但引導者從老師大幅度轉化成「類AI」的平台功能,大幅度降低老師負擔但卻可以有效提升自主學習時間成效。
實施成效及影響
學習成效評估包含「學習成效評量」與「教學回饋調查」,學習成效評量以期中考試與期末考試之總結性評量進行觀察,教學回饋調查則分為(1)開放題項;(2)教學滿意度;(3)學生自我評量三個部分進行討論。
(一) 學習成效評量
在期末考試範圍包含條件判斷與迴圈等內容,對初學者的挑戰性更高的情況下,全班期末考平均成績仍然比期中考平均成績高出4.79分,可見得學生在習慣創新式教學後,在學習適應上應該是有學習幫助,但仍需要更多資料進行驗證與的分析。
(二) 質化實施成效與影響:
多數同學在教學調查中的「開放題項」回饋,認為教學內容「適中」、「符合自己可理解範圍」,但在部分單元,例如「迴圈」單元,則需要花較多的時間思考與理解,寫作業時也碰到比較大的問題;也有學生反應本門課:「相當的困難,使用的程式全部都是英文,看不懂導致我不想花太多時間在這上面」。這顯示這位學生在本門課碰到最大的學習問題是「英文」而非「程式」與「邏輯」,或許在未來授課上,老師也能更注意這部分學生的學習狀況。
(三) 量化實施成效與影響:
1.「教學滿意度」:
1. 「教學能引起我的學習興趣」,50%表示「非常同意」,27.8%表示「同意」,22.2%表示「無意見」,有將近8成同學同意,但仍有2成同學不表示意見,有可能在初學程式的過程中產生一些挫折或困難,在未來教學中值得觀察討論。
2. 「對這門課感到滿意」,55.6%表示「非常同意」,38.9%表示「同意」,5.6%表示「無意見」,有95%的同學對此課程表示滿意,顯示在創新教學引入此課程,或許並沒有引發所有同學的學習興趣,但至少同學對此課程的「教學模式與內容」感到滿意。
2.「學生自我評量」:
1. 「每星期的課後平均學習時間」, 5.6%表示「3-4小時」,61.1%表示「1-2小時」,33.3%表示「未達1小時」,這個調查很明顯地顯示,在需要大量自我練習的程式類學習科目,尤其是初學者,學生課後自主學習的時間仍遠遠不夠,如何在未來能在教學設計上引導提升學生課後自主學習的時間與動力,是非常關鍵的討論因素。
2. 「授課內容理解程度」,22.2%表示有「90-100%」理解,22.2%表示「80-89%」理解,38.9%表示「70-79%」理解,11.1%表示「60-69%」理解,5.6%表示「未達60」,有超過80%同學認為對本課程理解程度超過70%。
結論
(一) 教師反思
善用教學工具已經是這兩年在AI快速進步下,所有老師應該面對的課題,在教導剛接觸程式科目的學生更是如此。本門課期末上機考時,准許同學在考試過程上網找資料,只需要將考題要求結果正確呈現,在批改考卷時發現一個有趣的現象,每堂課很認真來上課,按照老師要求一步一步來操作的同學,期末考答題內容就是循規蹈矩,按照老師上課的思維去解答,但另一部分有時候缺課,有時候遲到的同學,卻會尋找AI工具的幫助,結合自己在網路上找到的資料,同樣完成考題的要求,達到相同的目的。雖然AI可以解決比較簡單的程式考題,但在開發大型專案時,還是需要開發者具備一定程度的程式基礎,輔以AI工具才有辦法運作,因此如何在學生初學程式階段幫他們「建立程式基礎」並輔以AI工具進行教學,將是未來教學方式革新的重點。
另外,沒有任何一位同學每週花在本門課的課後學習時間「超過5小時」,是很值得探究的,任何基礎程式的初學者,若沒有大量的練習與「try error」,即使在有AI的協助下,進步幅度仍然有限,如何引導學生課後自主學習,也是未來在課程設計中很值得討論的地方。
(二) 結論與建議
多數同學對本學期的創新教學感到滿意,對課程的理解程度也在70%以上,但有兩件事情值得在未來授課更加關注。其一是學生因為排斥「英文」,所以在學習程式撰寫時,就直接否定學習並排斥,把「英文」與「程式」劃上等號進而降低學習興趣,如何在一開始時引導並減少類似的影響,是值得思考的。其二是學生在初學程式時,會碰到一些「轉不過來」的情況,很多學生會在這個階段放棄學習,如何在學生碰到類似情況時,鼓勵學生思考,也是未來教學值得關注的地方。