專題名稱 猜數字 Design by 蘇聖雄 2017

專題簡介 本專題引導學生思考如何有效猜數字過程，透過效率的分析，了解程式設計與 程式流程的概念。鼓勵學生設計自己猜數字遊戲。專題重點為條件判斷與專題 程式的學習。活動中透過數字分析與概念建構，讓學生體驗分解問題、條件辨 識、模型化與抽象化等運算思維歷程，設計猜數字遊戲。

重要概念(Big idea) 資料表示法 流程控制 迴圈結構 條件判斷 演算法實作

主要問題 (Essential questions) 學生能分解問題並從規律性中尋找規則 學生能以亂數產生被猜數 學生能運用程式進行數字大小判斷的定義 學生能運用迴圈結構與條件判斷設計完成猜數字遊戲設計

總體學習目標 學生能經由流程圖掌握流程圖符號與運算思維表達。 學生能透過複雜度分析、尋找規則、與抽象化等運算思維進 行系統性思考，並發展有效猜數字方法。 學生能透過條件判斷與程式編寫整合運算思維與資訊科技解 決問題的能力。 學生能將作品上傳於網路平臺，公開程式原始碼並進行討論 與分享。

運算思維 問題拆解(Decomposition)：數字排列快速尋找 尋找規則(Pattern Recognition)：從數列尋找中找規則 抽象化(Abstraction)：以陣列紀錄資料 演算法設計(Algorithm Design)：運用程式設計猜數字遊戲

學習表現 運算思維與問題解決：能具備運用運算工具之思維能力，藉以分析問題、發展解 題方法，並進行有效的決策。 運算思維與問題解決：能具備運用運算工具之思維能力，藉以分析問題、發展解 題方法，並進行有效的決策。 資訊科技與合作共創：能利用資訊科技與他人合作並進行創作。 資訊科技與溝通表達：能利用資訊科技表達想法並與他人溝通。 資訊科技的使用態度：能建立合法的資訊科技使用態度與習慣。

學習內容 演算法：包含演算法的概念、原理、表示方法、設計應用及效能分析。 程式設計：包含程式設計的概念、實作及應用。 系統平台：包含各式資訊系統平台（例如：個人電腦、行動裝置、網際網 路、雲端運算平台）之使用方法、基本架構、工作原理及未來發展。 資料表示、處理及分析：包含數位資料的屬性、表示、轉換、分析及應用。 資訊科技應用：包含各式常見資訊科技應用軟體與網路服務的使用方法。 資訊科技與人類社會：包含資訊科技合理使用原則，以及資訊倫理、法律 及社會相關。

學習內容 演算法：包含演算法的概念、原理、表示方法、設計應用及效能分析。 程式設計：包含程式設計的概念、實作及應用。 系統平台：包含資訊系統平台之使用方法及未來發展。 資料表示、處理及分析：包含數位資料的表示、轉換、分析及應用。 資訊科技應用：包含資訊科技應用軟體與網路服務的使用方法。

學習內容 資P-IV-2結構化程式設計 資D-IV-2數位資料的表示方法

領綱核心素養 科-J-A1 具備良好的身心發展知能與態度，並展現自我潛能、探索人性、自我價值與生 命意義、積極實踐。 科-J-A2 具備良好的身心發展知能與態度，並展現自我潛能、探索人性、自我價值與生 命意義、積極實踐。 科-J-A2 具備理解情境與獨立思考的能力，並運用適當科技工具與策略，處理與解決生 活問題。 科-J-B1 具備運用各種科技符號與運算思維表達溝通的素養，並理解日常生活中科技與 運算的基本概念，應用於日常生活。

教學對象 高中一年級學生

學習工具 | 參考資源 學習工具 個人電腦、網路、程式語言工具、學習單、簡報、範例程式、評量 C++程式編輯器 : https://sourceforge.net/projects/orwelldevcpp/ App程式編輯器 : http://ai2.appinventor.mit.edu/ 參考資源 維基百科-猜數字

教學設計 本專題活動以視窗程式或App程式展示引發學習動機，進而引導學生將抽象運 算視覺化，由具體轉為抽象，透過資料與結構與概念說明、程式語法說明，帶 領學生進入程式實作、創作、除錯與分析的學習歷程。 活動以單人設計自己遊戲程式進行，由學生熟悉且容易了解的猜數字例子，逐 步引導學生思考猜數字程式的設計過程。

教學設計 教學設計 教學活動 活動內容 程式展示與操作 引發學生動機 展示猜數字遊戲 提問與討論 同學思考如何猜，最快猜到數字 抽象運算視覺化 流程圖認識 引導學生認識流程圖 演算分析 學習單-複雜度分析 程式概念說明 函式概念與說明 控制流程概念與說明 範例程式操作 語法說明 與程式實作 提問與討論- 資料表示法 引導學生複雜度意義 學習單-如何以虛擬碼呈現演算過程 程式創作 猜數字實作 觀摩與討論 展示學生作品 觀摩與學習

Reference Alkhasawneh, I. M., Mrayyan, M. T., Docherty, C. S., & Alashram, H. Y. (2008) Problem-based learning (PBL): Assessing students’ learning preferences using VARK. Nurse Education Today, 28, 572-579. Ammar, M. B., Neji, M., Alimi, A. M., & Gouarderes, G. (2010). The Affective Tutoring System. Expert Systems with Applications, 37, 3013- 3023. Ben-Ari, M. (2001). Constructivism in computer science education. Journal of Computers in Mathematics & Science Teaching, 20(1), 24-73. Chalmers, P. A. (2003). The role of cognitive theory in human-computer interface. Computers in Human Behavior, 19, 593-607. Cheng, C.H. & Su, C.H. (2012). A Game-based learning system for improving student's learning effectiveness in system analysis course. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 31, 669-675.