第三章 研究方法
第三節 實驗設計
本研究設計分為實驗教學與問卷調查兩方面進行，資料的蒐集也分為 前後測成績與問卷資料兩部份，其中以實驗教學取得之前後測驗成績資料
為主，以問卷調查法取得之資料為輔，實驗教學以準實驗進行，藉由前後 測成績探討學童學習效益差異，問卷調查收集學生學習態度調查情形及教 師使用本研究教學媒體的心得。實驗研究法是考驗實驗假設中之因果關係 之研究方法，此方法源自於物理界之研究觀察，其能解決教育理論上一些 實際的問題，是讓教育研究成為一門科學的方法（王文科，2003）。在實 驗研究法中，研究者可針對影響實驗之變因加以控制，自由操弄自變項 (independent variables)，並觀察依變項(dependent variables)的變化情形，以 探討自變項及依變項是否在有因果關係(casual relationship)（葉重新，
2004）。在正規的實驗設計中，必須要有隨機分派受試者於實驗處理的特 徵，以達到等組的要求，唯在本研究中，受限於學校情境的考量，無法將 學童打破班級編制，以隨機分組方式進行實驗，故只能運用完整的班級學 童來進行實驗，也就是所謂之準實驗設計（王文科，2003）。
為瞭解本研究之教學媒體融入教學模式與原教學模式之教學效益，實 驗組施以自製之「等值分數教學媒體」融入於教學中，教學場所於電腦教 室，學生採一人一機方式，教師利用媒體佈題展示教學，學生操作媒體教 材學習。控制組則採用「傳統課堂講述式」教學，教學場所於高互動教室，
學生不使用電腦，但教師教學時，除使用粉筆、黑板外，採用單槍投影教 具進行教學。實驗組及控制組皆有四堂課之學習教材，實驗處理後，兩組 皆在一個星期內進行後測，用以瞭解實驗處理後之學習成就。另外為了控 制其他不相關之變因影響實驗成效，兩組皆使用相同之教材及學習單，教 學時數也相同，唯一不同點在於，實驗組在教師講述等值分數概念時，輔 以多媒體互動教材展示，以利學童明膫抽象概念，學童操作教具時，以多 媒體互動之半具體物為主，可以反覆且自由地操作，以經驗其中之數學概 念。控制組則施以傳統講述方式說明等值分數概念，其中並輔以靜態圖 片，學生操作紙製之圖形，以驗證其中之數學概念。
問卷部份；本研究中，學生之「等值分數學習態度問卷」，於後測進
行時一起發給受測學生進行問卷調查，教師之「等值分數教學使用意見」
問卷，在教師尚未填答之前，先將本研究實驗組之教學活動設計及「等值 分數教學媒體」工具給予受調查之教師，教師自行利用時間，進行一節課 的實驗教學，實地操作本研究工具在教學上，教學完後教師才進行問卷填 答。表 3-3-1 為本研究之設計表。
表 3-3-1 研究設計表
實施階段
實驗教學方面 問卷方面
資料處理
組別
前測 實驗處理 後測 問卷種類
實驗組學生 O1 X1 O3 態度問卷
控制組學生 O2 X2 O4 態度問卷
十八位高年級數學教師 軟體使用意見問卷
註：1. O1、O2代表前測分數，O3、O4代表後測分數
2. X1代表使用「等值分數教學媒體」進行教學實驗處理 3. X2代表使用「傳統課堂講述式」教學
壹、實驗變項
本研究法採準實驗設計，其研究實驗之自變項、依變項及共變項說明 如下：
一、 自變項
(一)「等值分數教學媒體」融入教學法
「等值分數教學媒體」融入教學法設計，其學習理論架構主 要以資訊融入教學理念及情境認知學習理論為主，教學媒體 設計除了參考相關文獻及理論學說探討外，並結合教師實地 教學經驗，以期能實地融入教學中，提昇教師教學及學生學 習效益。媒體開發內容以康軒版國小五年級數學科等值分數
教材為主，媒體本身分為「教學主畫面」、「線上即時測驗」、
「綜合活動」及「動畫教學」四部份。教學實施採學生一人 一機，教師利用「等值分數教學媒體」佈題及展示概念，學 生實地操作「等值分數教學媒體」所提供之半具體進行學習，
每一小節結束時，輔以「線上即時測驗」及「綜合活動」以 引起學生學習興趣，「綜合活動」係為一個「等值分數翻牌遊 戲」，並以「動畫教學」單元提供學生課後複習及補救教學用。
(二)「傳統課堂講述式」教學法
「傳統課堂講述式」教學法設計，教材為康軒版國小五年級 數學科等值分數教學單元，教學法採九年一貫課程數學知識 建構之精神，透過教師於課堂上佈題與講解進行教學活動，
學生除了聽講授課外，並實地操作學習單及附件之紙製教具 來進行學習。
二、 依變項
「等值分數學習成就測驗」
係指實驗對象在本研究後測工具「等值分數學習成就測驗」
中的得分，此測驗是在實驗組及控制組學童進行實驗處理完 後一個星期之內進行施測，主要考驗兩組學童，在施以不同 教學模式後其學習成效之差異。
三、 共變項
係指本研究之實驗組及控制組學童在本研究前測工具「分數基本 概念測驗」中的得分，此分數用以和後測成績分析比較用。
貳、研究流程
本研究流程共分成下列數個階段，首先針對台中縣某國小中高年
級數學教師發送問卷，調查現階段國小數學科教學中，教師之需求及 學生學習較感困難之單元，從問卷資料中擬定研究主題，並進行相關 文獻及理論之研究及探討工作。藉由文獻及理論探討，編序教材內容 及製作媒體腳本，並發展工具軟體，本研究工具及軟體分為前後測試 卷、態度問卷、使用意見問卷等工具及等值分數教學媒體等五項，前 後測試卷均採用現成已經過信、效度檢驗過之試卷，問卷則以改編方 式製作，等值分數教學媒體為本研究之重點，其開發過程除參考相關 文獻及理論基礎外，並經由專家評估、測試，以修正其缺失，歷經數 個月之時間始得以完成。在進行實驗教學前，利用前測工具進行前 測，用以選定實驗組及控制組學童，實驗教學之實施，實驗組施以「等 值分數教學媒體」融入教學，控制組施以「傳統課堂講述式」教學，
並選定台中縣某國小十八位高年級數學教師進行一節課之「等值分數 教學媒體」融入教學，實驗處理完後，實驗組及控制組學童進行後測 及態度問卷填答，教師進行使用意見問卷填寫，取得前後測分數及問 卷資料後，進行資料處理與分析，最後將所得結果撰寫成報告，圖 3-3-1 為本研究流程圖。
圖 3-3-1 本研究流程圖