研究動機

本章共分三節來呈現本研究的緣由與目的。第一節說明研究動機；

第二節條列研究目的與問題；第三節闡釋名詞的意義。

第一節 研究動機

國際教育學習成就調查委員會（international association for the evaluation of educational achievement, IEA）每隔四年舉辦一次的國際數 學與科學教育成就趨勢調查（trends for international mathematics and science study, TIMSS），是從各個參與國家中平均抽取 4000 名四年級、

八年級學童進行數學與科學測驗的一項研究。TIMSS 的調查結果是依 據各類測驗結果的統計數據，以比較出各國學童在數學與科學的成就 和趨勢。由 Mullis 等人（2008）對 TIMSS 2007 調查統計的分析結果中 可發現：在學童對數學的正向態度（positive affect toward mathematics）

部分，臺灣的小四學童屬於低正向態度者就佔了近三成（29%），兩倍 多於國際的平均百分比（14%）；而國二學童為低正向態度者更是逼近 五成（45%）。另外，從對數學的重視程度（students’ valuing mathematics）

來看，臺灣只有不到一半（45%）的學童是高重視者，而國際高度重視 數學的學童平均有近八成（78%）。除此之外，臺灣學童的數學學習自 信（students’ self–confidence in learning mathematics）的調查結果也非 常令人擔憂。小四高自信者只有佔 36%（國際平均 57%），而國二則不 到三成（27%）的學生為高自信者（國際平均 43%）；另一方面，小四 有將近三分之一（27%）的學童屬於低自信者（國際平均 11%），而國 二低自信者的比率居然高達 46%，表示幾乎兩位國二生中就有一位對

自己的數學學習毫無信心（國際平均只有 20%）。TIMSS 2007 的調查 結果顯示「數學」的學習對臺灣學童來說是負面的、不重視的與低自 信的，且隨著學童年級的增加，數學的負向態度也更加惡化。許多學 童對數學的學習是缺乏興趣的，且在學習過程中，數學課程的難度又 會伴隨著年級的升高而增加。越來越難的數學課程使得學童的數學學 習不斷遭遇失敗，並對數學的學習產生越來越多的困擾（楊淑芬，1992）。

Stodolsky、Salk 和 Glaessner（1991） 發現學童對數學的負向感受主要 來自於害怕失敗，因為他們覺得數學很難；同樣的，學童喜歡數學是 因為它有趣、簡單、且能成功。因此，及早讓學童認為數學的學習是 有趣的，並提升學童的數學能力以避免日後學習的失敗經驗，應可作 為改善國內學童對數學觀感惡化的一種方式。

要想改善臺灣學童對數學的負向觀感以及提升學童數學能力，研 究者認為不妨從學齡前幼兒的數學學習開始著手。Gelman 和 Gallistel

（1978）認為學齡前幼兒已經具備某些非正式數學能力，包含唱數、

合理性數算計數（計數、基數）、「多」的概念與心算數線（相對大小 概念）、簡易之加減計算與心算等，並倡導學者應重視這些幼兒可做到 的能力。學齡前幼兒發展的非正式的數學能力，可作為日後在學校體 系學習正式數學時的基礎（Ginsburg, 1989）。Bredekamp 和 Copple（1997）

認為三歲的幼兒就能透過實物的接觸來學習數學；四歲到五歲的幼兒 會對週遭環境的變化進行觀察，並藉由分類、探索和工具使用等方式 來幫助幼兒學習數學的概念與技巧。依據學者們所提出之幼兒數學學 習的理論，可發現學齡前幼兒主要是經過幼兒對環境的主動探索，藉 由具體實物的觀察與操作來進行數學學習，並透過經驗的不斷同化與 調適、練習與回饋以促進數學能力的精熟，使數學能力達到一種自動 化的認知處理（Piaget, 1952; Skinner, 1968; Spelke, Hirst, & Neisser,

1976）。

Piaget 認為學齡前幼兒處於前運思期（preoperational）的認知發展 階段，透過具體實物的操作可以幫助幼兒發展出簡單圖形、符號的心 象表徵，並利用這些較為抽象的表徵來瞭解與預測事物間的關係

（Piaget & Inhelder, 1969）。具體教具是能讓幼兒拿起、旋轉或重新排 列的真實物體（Suh & Moyer, 2007）。研究發現具體教具的操作可以促 進幼兒對數學抽象概念的理解（Terry, 1995）。然而，實物操作的學習 亦存在許多問題，像是具體教具的供不應求、適切教具的尋找不易、

教具的收納問題、操作教具時的秩序管理、操作教具的時間不足以及 幼兒不當使用教具進行遊戲等等問題（袁媛、陳國龍和張世明，2007；

Toney, 1968）。上述相關具體操作實物學習的問題，隨著電腦科技的發 展得以藉由數位化的學習方式來獲得解決。數位化學習具有的硬體設 備提供豐富的聲光效果，可提供學習者複合的知覺經驗；而電腦的軟 體程式則可以動態呈現圖像幫助學習者建構動態的心象表徵，幫助對 抽象的概念的理解（鄭晉昌，1997）。

Prensky（2001）認為 21 世紀在數位科技的蓬勃發展下，數位遊戲 將快速的普及，並成為 G 世代（game generation）年輕人生活中不可或 缺的一部分；因此，Prensky 認為數位遊戲學習（digital game-based learning）將成為 21 世紀的主要學習方式。同時數位遊戲學習因具有「樂 趣」，此遊戲特性可以幫助學習者引發出學習的興趣。從相關數位遊戲 學習的研究發現，數位遊戲學習能幫助學習者增進學習的動機、堅持 度與注意力，並進一步增進學習的效果（Hogle, 1996；Ricci, Salas, &

Cannon-Bowers, 1996；Whitehall & McDonald, 1993）。Forman （1989）

認為數學學習和真實是脫節且無趣的，當學童年幼時，要他們瞭解數 學對未來學科學習的重要性是很勉強的一件事情。故研究者認為讓學

齡前幼兒進行數學的數位遊戲學習應具有一石二鳥之效，剛好可適切 因應我國學童的負面數學觀感問題，並提升幼兒數學能力的發展。

美國數學教師協會主張各層級的教師在進行數學教學時，都應結 合應用科技的產品，認為科技工具可以改變傳統數學教學方式並提高 學童學習的成效（National Council of Teachers of Mathematics, 2000）。

此外，隨著電腦的革新與普及，學者認為現代幼兒生活中的數位科技 使用頻繁，今日幼兒所經驗的真實世界已然與過去大不相同（Edwards, 2005）。若今日直接以數位遊戲方式讓幼兒來學習數學，是否合適?這 是研究者亟欲探討的問題。然而，以往基於學齡前幼兒的認知與數學 能力的發展特徵，吾人大多認為幼兒需先從具體實物的觀察、操作經 驗中，幫助幼兒發展穩固的唱數、計數、基數、比較大小等基本數學 能力（許肅梅，2005），而後才能順利發展出具體物的加減計算、心算 等高層次數學能力。目前，數位遊戲學習中所呈現的是較為抽象的虛 擬圖式、符號，是否會不利於尚在發展基本數學能力之幼兒的學習?本 研究比較幼兒在數學實物遊戲與數學數位遊戲學習表現間的差異，並 依據認知發展理論先具體而後抽象的發展特徵提出假設（Piaget, 1952；

Piaget & Inhelder, 1969）。若幼兒的數學能力發展程度高，可以進行較 抽象的數學計算，其在實物、數位遊戲學習表現之間的差異就小；反 之，若幼兒的數學能力發展程度低，不足以進行較抽象的數學計算，

則其在實物、數位遊戲學習表現之間的差異大。因此，數學能力在幼 兒實物遊戲與數位遊戲學習表現之間所扮演的角色值得探討。研究者 希望能藉由研究的結果，瞭解往後推廣家庭與幼兒園使用數位遊戲方 式讓幼兒學習數學時應注意的要點。