整合式即時回饋系統

壹、整合式即時回饋系統的起源

整 合 式 即 時 回 饋 系 統 (IIRS) 是 運 用 即 時 回 饋 系 統 (Interactive Response System, IRS) 的理念，整合教學機制與認知診斷理念所研發設計的 教學系統 (林釗鋕，2007；梁錫卿、林釗鋕、徐君豪、游振呈，2007；梁錫 卿、黃釋維、廖敏妃、林聖學，2008；梁錫卿、廖啟宏、林聖學，2007；梁 錫卿、葉律吟，2007)。

Liu et al. (2003) 定義 IRS 是一個藉由傳輸與蒐集過程，顯示學生的回 饋，用來提高普通教室的學習互動之技術，其軟硬體包含學生輸入/訊號 接收設備、投影設備與可提升學習互動的軟體。IRS 又稱為教室回饋系統 (Classroom Response System, CRS) 、 個 人 回 饋 系 統 (Personal Response System, PRS)、學生回饋系統 (Student Response System, SRS)、教室通訊系 統 (Classroom Communication System, CCS) 及 Clickers (Liu et al., 2003)，而 本研究則簡稱為IRS。

其實 IRS 最早出現於 1985 年，IBM 管理訓練組織總部的 Advanced Technology Classroom 專題，不過當時稱為學生回饋系統 (SRS)。因為紐約 IBM 管理訓練組織總部進行新管理者的就職訓練時，在傳統教室存在有視

覺教具、燈光、時間管理、學生互動及專注力的問題，故以創新的方法提高 教育訓練品質，當時簡單 IRS 的最初應用是在投票與支援數個主要的活動 方面 (Horowitz, 1988)。

貳、即時回饋系統的理念

許 多 文 獻 指 出 師 生 互 動 在 學 習 中 的 重 要 性 (Bannan-Ritland, 2002;

Haseman, Polatoglu, & Ramamurthy, 2002; Sims, 2003; Wang, Haertel, &

Walberg, 1992)，而且行為主義、認知學派和建構主義三種理論的學習皆與 互動概念產生連結 (Haseman et al., 2002; Sims, 2003)。行為主義強調回饋的 重要，然而教學設計能使提高互動的目標得以實現；認知理論重視從教師到 學生的知識遷移過程，認為互動模式是改進知識傳遞的有效方法，而問答、

回饋和說明皆屬於教室的互動模式；建構主義者模式強調學習者建構知識的 內化過程；建構學習模式認為學習者的專注力會影響學習 (Siau, Sheng, &

Nah, 2006)。亦即互動是教學活動中相當重要的一環，良好的互動模式能提 升學習成效。而「互動性」(interactivity) 一詞有以下五種定義 (Bannan-Ritland, 2002)：

一、互動性可被定義為學習者的積極參與。

二、互動性已被定義為師生之間的溝通模式。

三、互動性被定義為師生之間的溝通。

四、互動性被視作是社會性的、合作性的或合作的交流。

五、互動性可被視為是教學活動和科技的範疇。

雖然成功的教學形態包含互動 (Sharples, 2000)，然而一般在普通教室 上課大多數以講授為主的模式下，口頭問答成為主要且容易的師生互動方 式，故教室互動存在許多限制，例如：課堂時間有限；進行口頭問答時，同 時只能一個學生(或老師)發表；學生可能在班上同學面前，因為擔心自己答 錯而害怕表達他們的想法；教師較難了解學生對教材的吸收度與對教師教學 的理解度 (Siau et al., 2006)。而且，Good and Brophy (1995) 注意到不論是 全班教學，班級分組教學，或指派任務給個別學生的模式，一位教師接觸

學生的時間皆相當有限。Horowitz (1988) 表示 IBM 提出的 IRS 互動概念，

是源自於蘇格拉底 (Socratic) 鼓勵發問及積極參與的教學理念，其假設透過 高互動模式能改進學習過程、提高學習者的興趣與自我察覺能力。而在師生 互動過程，學生回饋的主要目標有下列四項 (Horowitz, 1988)：

一、所有學生參與互動的機會是相同的。

二、在教室的環境下，每位學生回饋的答案是匿名且即時被列表呈現。

三、於課堂中對個人或班級學習的過程，給予適時的指示，促進學生的自我 評價與競爭。

四、蒐集學生回饋的資料並加以統計分析，作為教學之參考。

參、即時回饋系統的軟硬體需求

IRS 提供教室提高互動的科技學習環境，蒐集並顯示學生的回饋 (Siau et al., 2006)。其使用需要三個部份，第一部份是學生輸入/訊號接收設備；

其次是可提升學習互動的軟體；最後部份為投影設備 (Liang et al., 2003)。

學生輸入設備是一種簡單且方便可遠端傳送的個人可攜式設備，使得教室 每位學生皆能使用這個設備即時回應老師的問題；訊號接收設備接收所有 學生輸入設備所發射的訊號，並傳送這些資料到班級電腦，而這種遠距離 的傳送和接收型式分為有線和無線兩種；軟體應支援編寫教材、顯示教 材、蒐集回饋、處理有意義資訊、儲存和接收過程的資訊，並產生報表 等基本功能，使教師能使用這些功能來提升學習活動的互動 (Liang et al., 2003)。

國內外有不少奠基於 IRS 理念的相關性研究 (王緒溢等，2001；

Horowitz, 1988; Liang et al., 2003; Siau et al., 2006)。而 Liang et al. (2003) 表 示IRS 的相關性研究具有三項特色，第一，通訊技術的演進由有線到無線；

第二，大多數的IRS 被發展，主要用於支援 Q & A 活動；最後，很多與 IRS 相關的研究主要著重於引導學習、集中在專注力與學習成效的提升。然而王 緒溢等人 (2001) 提出 EduClick I，2002 年發展改良版本EduClick II，其使用 紅外線 (IR) 傳輸技術，增加師生間的教學互動機制，並且使 EduClick 之教

材容易編輯分享 (Liang et al., 2003)。然而綜觀上述文獻，IRS 的學生回饋輸 入設備仍然僅侷限於數字鍵盤，或部份IRS 的訊號發送模式屬於單鍵發送，

無法進行複選或填充題模式的互動(王緒溢等，2001)。

肆、整合式即時回饋系統的內涵

IIRS 運用 IRS 在傳輸與蒐集過程，顯示學生回饋，提高學習互動之理 念，整合教學機制與認知診斷理念所研發設計的教學系統 (林釗鋕，2007；

梁錫卿、林釗鋕、徐君豪、游振呈，2007；梁錫卿、廖啟宏、林聖學，2007；

梁錫卿、葉律吟，2007)。教學機制是指一般課室教學中，師生間或同儕間 的互動模式。師生互動模式包含隨堂測驗、即問即答、挑人作答、搶答、同 儕互評，和即時回饋評量六類師生互動模式；而同儕間的互動模式包含個人 或小組競賽遊戲，以及班級間的網路對戰遊戲。IIRS 記錄教學歷程學生回饋 的資訊，提供各類量化的統計報表，並結合認知診斷理論，分析產生學生認 知結構圖，輔助教師透過量化與質性的角度，了解學童的學習成效與診斷學 童的知識結構。

IIRS 的學生輸入/訊號接收設備是使用無線射頻 (RF) 技術，故具有訊 號傳送無方向性，不受物體阻隔的特性。而學生輸入端的教學回饋器有五項 特色，第一，有記憶體，可記錄60 組答題資訊，提供更改答案功能；第二，

有螢幕，可檢視輸入之答題資訊；第三，具有雙向收送互動功能，自動完成 資訊接收確認，考試無需投影設備；第四，輸入模式包含數字、小數點、英 文字母A～F；第五，輸入資訊的長度可達 5 位，故互動題型可包含單選題、

複選題與填充題。

伍、國外與即時回饋系統相關之研究

IBM 使用 IRS 讓每位學生的學習過程皆能透過選擇題的互動回饋來參 與課程，研究結果發現 IRS 不但設備價格低廉且有助於提高學習成效，七 成學生認同使用IRS 上課，並建議將這個概念應用於工業及教育方面，進一 步探究其成效 (Horowitz, 1988)。

Burnstein and Lederman (2001) 將使用雙向無線射頻 (RF) 技術

的 IRS 應用於大學 40 位學生以上的物理教學環境。研究結果發現 IRS 可以強化課堂參與、激勵學生學習、有 效促進互動、增加討論，教 師 可 由 量 化 分 析 來 改 善 學 生 的 學 習 成 就 ， 故 獲 得 高 度 的 正 向 評 價 。IRS 被認為是課堂上相當重要的教學評量工具，且認同將其應用在基礎 化 學課程的成效。

Slain, Abate, Hodges, Stamatakis, and Wolak (2004) 將 IRS 應用於 醫 師 的 藥 理 學 課 程 ， 目 的 是 評 估 互 動 對 學 生 學 習 興 趣 和 滿 意 度 的 影 響 。 研 究 方 法 是 在 第 一 年 教 學 採 用 傳 統 的 教 學 ， 第 二 年 使 用 IRS 教 學。研究結果顯示學生在測驗與學習態 度的表現上獲得效 益，而且 相 較於傳統教學，使用 IRS 系統學習的學生在學科測驗成績較理想。該研 究認為 IRS 是一個具有鼓勵主動學習效益的工具，其能有效的測量學 生對課堂的 理解度及提升學生的學習表現。

Siau et al. (2006) 研究使用紅外線技術設計的IRS 於系統分析和設計課 程教學之成效，其研究結果發現如下：

一、IRS 的優點

(一) IRS 能有效增進教室內的互動，並賦予學生更多的課堂參與，使學生更 專注於課堂教學活動。

(二) IRS 提供教師意見發問問題，使教師能透過所獲得的回饋訊息，據以評 估學生對課程教材的吸收程度，提供修正教學之參考。

(三) IRS 提高學習樂趣。

(四) 學生感受IRS 容易使用且對他們的學習有幫助。

二、IRS 的缺點

(一) 訊號傳送範圍有限，導致產生訊息無法被順利接收的情況；

(二) 師生互動的題型受限於多重選擇題與是非題兩類。

美國Kansas 州 Wichita 的 USD259 學區是一個有大型公立學校的學區，

有4 萬 8 千多位學生就讀。 Thomsen (2006) 指出 2004 至 2005 學年，學區 中學自數學課開始使用RF 技術的 clicker (IRS) 教學，接著普遍使用於代數

先修課、中學代數、中學語言藝術、高中代數學課程，而至2006 年，clicker (IRS) 的應用則更為普及。 Wichita Public Schools Instructional Technology Department 的網站指出他們把 IRS 用在每天的教學課程中，是數學課評估學 生學習成效的工具，並表示IRS 具備下列六項優點：

一、每一個學生被分派到的clicker 是可識別的，使教師能監控個人或團體 的學習。

二、問題的設計有程度差異，因此允許教師了解學生和班級學習的成果。

三、此系統可以自動評分，能減輕老師的工作量。

四、這個技術鼓勵每位學生回答每個問題，能增加活動參與度。

五、這個技術能鼓舞學生學習，因為它有趣。

六、老師因此能將學生的學習結果報告呈現於校長和家長面前。

陸、國內與即時回饋系統相關之研究

2000 年中央大學在高互動教室中開發教室端無線回饋系統，又稱為 EduClick 或「按按按」系統(劉子鍵、王緒溢、梁仁楷，2002)。高互動教 室 (Highly Interactive Classroom, HIC) 是指在只裝置一部或幾部電腦的教 室中，師生可使用以紅外線技術 (IR) 所設計的遙控器，在教學過程經由 裝設在電腦上的紅外線接收器為中介，進行互動式教學活動 (陳德懷、王

2000 年中央大學在高互動教室中開發教室端無線回饋系統，又稱為 EduClick 或「按按按」系統(劉子鍵、王緒溢、梁仁楷，2002)。高互動教 室 (Highly Interactive Classroom, HIC) 是指在只裝置一部或幾部電腦的教 室中，師生可使用以紅外線技術 (IR) 所設計的遙控器，在教學過程經由 裝設在電腦上的紅外線接收器為中介，進行互動式教學活動 (陳德懷、王