第三章 研究方法
第五節 實驗處理
第一節 研究流程
本研究在正式確定研究主題與研究目的之後，便進行相關文獻之收集與整理，透過 相關文獻的整理、探討，進而確定情境式遊戲學習之特色與教學設計模式，以著手設計 情境虛擬商店，同時進行數學加減法教材分析及編製學習成就測驗，且遵循編製測驗所 需流程與進度，進行試題分析及委請專家進行專家效度，以發展符合之學習成就測驗試 題。在實驗之前，先進行學習成就測驗前測及數學焦慮量表施測，接著再進行為期九堂 課實驗教學，實驗組施以情境式遊戲教學，控制組則是一般傳統教學，待實驗結束後再 施以學習成就測驗後測。最後針對實驗結果進行分析，了解其學習成效，將實驗結果整 理分析後撰寫成研究結果。本研究之研究流程如圖 3-1 所示。
圖 3 - 1 研究流程圖
第二節 研究對象
本研究以國小二年級學童為研究母群，實驗樣本取自於台中市某國小二年級二班學
確定研究題目與目的
蒐集、整理文獻
進行教材分析及試題編製 情境虛擬商店規劃設計
編製前後測試題
進行試 題分析 及專家 效度
虛擬商 店之測 試、修 改 實施學習成就前測、
數學焦慮量表施測
情境式遊戲教學 一般傳統教學
實施學習成就後測
進行實驗分析
實驗結果撰寫
童，一班為實驗組，進行情境式遊戲教學的數學加減法課程；另一班為控制組，進行一 般傳統教學。兩班均由研究者進行為期一個單元的實驗教學。本研究之研究對象共 60 人，其中實驗組男生 16 人，女生 14 人，共 30 人；控制組男生 15 人，女生 15 人，共 30 人。以下為各組研究樣本人數，如表 3-1 所示：
表 3 - 1 研究樣本人數
組別 性別
男 女 總人數
實驗組 16 14 30
控制組 15 15 30
合計 31 29 60
第三節 研究設計
本研究採準實驗研究法(quasi-experimental method)之「不等組前後測設計」，以 國小二年級數學加減法課程為研究主題，將研究對象分為實驗組與控制組，實驗組接受 情境式遊戲教學法，控制組則接受一般傳統教學，即未實施情境式遊戲教學法，並藉由 實施學習成就前後測進行比較實驗組與控制組之學習成效的差異。本研究在進行實驗 前，實驗組與控制組均接受學習成就測驗之前測，以此前測成績作為共變項，接著實驗 組進行情境式遊戲教學之教學實驗，於教學實驗結束後，實驗組與控制組均接受學習成 就測驗之後測。以下為本實驗設計的研究變項之間的關係架構圖，如圖 3-2 所示。
圖 3 - 2 研究架構圖
3. 數學焦慮分組
在進行實驗前，對實驗組學童施以謝碧慧老師之「國小低年級學童數學焦慮量表」
(謝碧慧，2006)，並將實驗組學童分為高數學焦慮、低數學焦慮二組；高數學焦慮 之人數佔該班人數 50%，共 15 人；低數學焦慮之人數佔該班人數 50%，共 15 人。
（二） 依變項
學習成就測驗之後測：實驗組與控制組學童在學習成就測驗後測之得分高低的情 形。
（三） 控制變項
1. 教學者：為了讓教學實驗能夠有效的進行，實驗組與控制組均由研究者擔任教 學，以避免因教學者不同而產生的差異。
2. 教學內容：南一版數學第四冊第三單元加加減減。
3. 教學時間：實驗教學活動預計九節課，共計 360 分鐘。
（四） 共變項
共變項為兩組學生在實驗前接受的數學加減法學習成就測驗前測。
在實驗進行之前，對實驗組及控制組學生進行研究者所編製的學習成就測驗前測，
及對實驗組學童進行「國小低年級學童數學焦慮量表」之測試。接著進行實驗處理，實 驗組進行情境式遊戲教學法，控制組則為一般傳統教學，待實驗結束後，進行學習成就 測驗後測。以下為研究設計模式，如表 3-2 所示。
表 3 - 2 研究設計模式
組別 前測 實驗處理 後測
實驗組 O1 X1 O3
控制組 O2 X2 O4
說明：
(一)實驗處理前，兩組學生均接受學習成就測驗前測(O1、O2 )。
(二)實驗組接受情境式遊戲教學（X1）、控制組接受傳統教學（X2）。 (三)實驗處理後，兩組學生均接受學習成就測驗後測（O3、O4）。
第四節 研究工具
本研究採用的研究工具共三部分「學習成就測驗之前後測」、「情境式電腦遊戲互動 教材」及「國小低年級學童數學焦慮量表」。茲說明如下：
一、學習成就測驗之前後測
本研究使用南一版數學第四冊第三單元加加減減為實驗單元，並進行學習成就測驗 之前後測之編製。本研究根據 Bloom 等人於 1956 年提出認知領域教育目標分類(A taxonomy for educational objectives)進行試題分析，此分類法在國內外的教育界廣 為應用，且經常運用在測驗編製及教育概論方面。其教育目標分別為知識(Knowledge)、
理解(Comprehension)、應用(Application)、分析(Analyze)、綜合(Synthesis)、評鑑 (Evaluation)等六類(Bloom,1956)。本研究以理解、應用進行試題分析，並編製雙向細 目表，待成就測驗編製完成後，經由三位專家學者，詳細檢核修正，進行專家內容效度 的審核，且針對專家學者所提之意見，加以歸納統整，進行施測題目的修正並進行預試，
最後決定施測題目。
(一)擬定題目
根據南一版第四冊第三單元之教材內容，編製學習成就測驗之前後測試題。
(二)試題內容效度
試題依據 Bloom 等人於 1956 年所提出的認知領域教育目標分類進行分析，分別是 知識、理解、應用、分析、綜合、評鑑等六類(Bloom,1956)。本研究以理解、應用進行 試題內容分析。
(三)專家效度評鑑
為了讓測驗編製完成後，內容有可信度，在進行預試前，委請三位數學專長之專家 學者，進行專家內容效度的審核，以針對前後測試題是否需加以修改。
(四)進行預試
前後測編製完成且進行專家效度評鑑後，接著進行預試，並將結果進行難度及鑑別 度分析，最後決定正式施測試題。
1. 難度
難度分析主要的目的在確定題目的難易程度，指受試者在一份試卷中，對於某 一題答對的人數百分比(周東山，1997)。
P 值介於 0~1 之間，以接近 0.5 左右為最佳。P 值愈大，表示愈容易；反之則表 示愈困難。但同時需顧及鑑別度的高低來作為取捨標準，所以一般測驗試題的難度 以 0.2~0.8 的範選為選擇的標準(Aiken，1976)。
2. 鑑別度
鑑別度主要目的在瞭解各個試題的功能是否與整個測驗的功能相符合，並能夠 正確地把高能力學生和低能力學生辨別出（周東山，1997）。
D=PH-PL
D 值介於+1.00~-1.00 之間；且 D 值愈大，表示鑑別力愈高。若 D 值為 0，則無 鑑別作用；若為負，則鑑別力為反向作用。美國學者 Ebel 與 Frisbie（1991）曾提 出鑑別度評鑑標準，如表 3-3 所示。
表 3 - 3 鑑別度評鑑標準
鑑別度 試題評鑑
0.40 以上 非常優良
0.30~0.39 優良，可能需要稍做修改 N 100%
P = R ×
0.20~0.29 尚可，但需要修改
0.19 以下 劣，需要淘汰或加以修改
(五)編製正式試題
本研究依據預試試題之鑑別度與難度的分析結果，刪除不佳的試題後，挑選出最適 當的測驗試題，以作為本研究之正式施測試題。
故本研究在前測預試試題中，刪除難度與鑑別度不佳的試題後，挑選鑑別度 0.22 以上，難度範圍在 0.41~0.75 之間的題目，共 13 題，作為前測正式試題。在後測預試 試題中，刪除難度與鑑別度不佳的試題後，挑選鑑別度 0.25 以上，難度範圍在 0.43~0.76 之間的題目，共 13 題，作為後測正式試題。
(六)信度分析
為了確認測驗的內部一致性，將正式成就測驗試題進行 Cronbach’s α信度係數分 析其一致性，以確認本測驗試題所得的測驗結果之一致性。α值(信度係數)在 0.5 至 0.75 間，是可接受的；高於 0.7 時，為高信度，表示具有高度一致性(Nunnaly,1978)。
也就是說，α值愈大，則表示試題間的一致性愈高。故本研究根據正式試題進行信度分 析，求得 Cronbach’s α係數，前測為 0.749、後測為 0.754，顯示本研究工具具有一 致性，以及有一定程度的信度。
二、情境式電腦遊戲互動教材
(一)情境式電腦遊戲流程圖
由研究者設計規畫此情境式電腦遊戲互動教材，一開始由學童進行角色扮演-店員 及購物者，進入商店主畫面準備進行購物。購物者將此次所選取的物品放置購物車內，
待選取好此次購買的物品後，便進入下一個畫面-由扮演店員的學童進行結帳，結完帳 再請購物者付款。購物者需依據電子錢包的金額進行付款動作，並計算出需找回多少 錢，最後完成此次消費，便離開商店。教材規畫流程如圖 3-3 所示。
圖 3 - 3 情境式電腦遊戲互動教材流程圖 (二) 情境式電腦遊戲互動教材示意圖
情境式商店畫面如下圖 3-4 所示。櫃臺處有一收銀員以及一位購物者，右邊是陳列 販賣商品的商品架，下方則是購物車，將選取的商品放置購物車，且在購物完成後準備 結帳；在櫃臺處會顯示此次購買物品及金額。
如下圖 3-5 為店員結算購物者此次購物金額。利用電子白板進行互動教學，店員將 此次購買的物品進行結帳，在右邊空白框內計算，計算完成再將金額輸入於收銀機上。
如下圖 3-6 為購物者付款畫面。系統會隨機給予電子錢包的金額，來代表購物者帶 多少錢購物，再將店員告知的購買金額，在左邊空白處計算並得出此次購物的剩餘金額。
如圖 3-7 為計算錯誤重新計算畫面。當計算錯誤時，系統會出現此畫面讓學童可以 重新再計算，將正確金額算出。
進入商店主畫面
購物者 店 員
選取購買的物 品到購物車
結 帳
付 款
離 開 商 店
圖 3 - 4 情境式電腦遊戲互動教材-選取購買物品
圖 3 - 5 情境式電腦遊戲互動教材-店員結算購物金額
圖 3 - 6 情境式電腦遊戲互動教材-購物者付款結帳
圖 3 - 7 情境式電腦遊戲互動教材-重新計算金額 圖 3-8、3-9 為實驗組上課情形，圖 3-10、3-11 為控制組上課情形。
圖 3 - 8 實驗組上課情形-1
圖 3 - 9 實驗組上課情形-2
圖 3 - 10 控制組上課情形-1
圖 3 - 11 控制組上課情形-2
三、國小低年級學童數學焦慮量表
本研究所採用之數學焦慮量表為謝碧慧老師所編製之「國小低年級學童數學焦慮量 表」 (謝碧慧，2006)，經謝碧慧老師授權同意後使用，以做為本研究數學焦慮量表之 測試。此量表根據國小二年級數學教材內容為編題原則，數學能力指標為基準，且依據
「數與量」、「圖形與空間」及「統計與機率」三大主題所編製數學成就測驗。在每個主 題成就測驗後，各編 4 題感受題，分別由「數學厭惡」、「擔憂害怕」、「評量焦慮」、「負 面評價焦慮」所組成，請學童依自我感覺，符合自己感受的打○，不符合則打✕；計分 方式，打○者分別給予 1 分，打✕者分別給予 2 分 (謝碧慧，2006)。即得分低者，為 數學高焦慮；得分高者，為數學低焦慮。
「數與量」、「圖形與空間」及「統計與機率」三大主題所編製數學成就測驗。在每個主 題成就測驗後，各編 4 題感受題，分別由「數學厭惡」、「擔憂害怕」、「評量焦慮」、「負 面評價焦慮」所組成，請學童依自我感覺，符合自己感受的打○，不符合則打✕；計分 方式，打○者分別給予 1 分，打✕者分別給予 2 分 (謝碧慧，2006)。即得分低者，為 數學高焦慮；得分高者，為數學低焦慮。