第三章 研究方法
第三節 研究對象與設計
採立意取樣，以國小四年級的學習落後的學童為對象，經前測測驗及數學期 末成績篩選取樣：實驗組、控制組各為 16 人，實驗對象共為 32 人。當測驗分數 是常態分配時，以 27%分組可以獲得試題鑑別力的最大可靠性。對於教師或研究 者而言，合理的高分組或低分組篩選範圍百分比為測驗之前或後 25%至 33%之 間（郭生玉，1987）。本研究對象之篩選方式如表 3-1：
表 3-1 研究對象篩選方式
組別 篩選範圍 立意取樣 前測 數學期末成績
實驗組 九個班中篩選兩班 前測後27% 班級後 27%
控制組 九個班中篩選兩班 前測後27% 班級後 27%
Gay（1992）指出因果比較研究（causal-comparative studies）與許多實驗研 究，各組的人數至少要有 30 位。如果實驗研究設計得宜，有嚴密的實驗控制，
每組受試者至少在 15 人以上。由於本研究對象為學習落後之學童，進行補救教 學時，人數不宜過多，但亦維持實驗設計的基本要求之受試者 15 人以上，實驗 各組人數詳如下表：
表 3-2 實驗組與控制組組別與人數說明
教學模式（組別）
性 別
整組人數
男 女
App 教學 （A 組） 11 5 16
具體操作教學（B 組） 6 10 16
貳、研究場域
實驗組和控制組於學校的「教室」，實驗組在 iPad 上運用 App 遊戲式面積 補救教學，控制組則為具體操作遊戲式面積補救教學。
叁、研究設計
本研究採立意抽樣，以研究者服務之國小之四年級學習落後學童為研究對象，
採準實驗設計；本教學設計的程序以皮亞傑的認知學習理論、van Hiele 幾何學 習理論及 ASSURE 教學模式程序，實驗組並以「App」遊戲式補救教學指導，控 制組則以「具體操作」遊戲式補救教學指導。從分析開始，經過設計、發展、製 作與評鑑，最後完成的教學系統設定的教學目標。
A：分析學習者（Analyze Learners）
以「數學面積測驗」前測卷分析與篩選學習落後之學習者，將所得到的 資訊，依學習者的起始能力，再去篩選與設計 App 的課程。
S：設定標準與目標（State Standards and Objectives）
明確地敘寫教學目標。瞭解「App」遊戲式教學的應用，並依教育部數 學幾何能力指標、部編、南一、康軒四年級面積課程設計教學目標、分析學 習者的特性、妥善利用學習環境的資源、時程。
S：選擇策略、科技、媒體及教材（Select Strategies, Technology, Media, and
Materials ）
選擇「數位遊戲式」的教學策略、科技、「App」應用程式媒體及教材，
來達成目標，接著發展出足夠的細節來，如媒體素材、教學活動，讓具體的 數學面積細部教學目標能夠在發展階段開發出來。
U：應用科技、媒體、教材（Utilize Technology, Media, and Materials）
應用科技、媒體、教材，來幫助學童達到學習目標。透過「5ps」的步 驟來達成：預覽（preview）科技媒體與教材、準備（prepare）科技媒體與 教材、佈置準備（prepare）好教室的教學環境、準備（prepare）學習者的需 求、提供（provide）學童學習經驗。依據設計階段的藍圖實際地將教學系統 的成員組合起來。
R：激發學習者參與（Require Learner Participation）
為了讓教學能有效地進行，以「App」應用程式讓學童積極的投入學習。
提供學童足夠的機會練習新知識或技巧，並且在正式進行評估前，能就對其 所投入的努力給予回饋。透過在遊戲中不斷的練習，包含自我檢視、數位遊 戲輔助教學、互動遊戲練習等，由教師、行動載具、同學互評、自我評估等 方式進行回饋。
E：評鑑與修正（Evaluate and Revise）
在完成教學活動後，以「數學面積成就測驗」後測卷及「數學學習態度 調查表」評鑑「App」遊戲式補救教學和具體操作式教學方式的學習成效與 學習態度之差異，藉以檢視整個教學過程中，使用科技與媒體的效果。
由於該校的中年級分班，學校教務處利用電腦計算以低年級的學科成績 S 型分配，其學科能力各班以常態分配。本研究以前測結果後 27%之學童，選定程 度最接近的學習落後學童 32 位做為實驗對象，此 32 位學童隨機分派為實驗組、
控制組兩組。
表 3-3 研究設計
組別 前測 實驗處理 後測
實驗組 O1 X1 O3
控制組 O2 X2 O4
說明： O1、O2 表示以「數學面積成就測驗」為前測；O3、O4 表示以「數學面 積成就測驗」為後測； X1、X2 分別以「App」遊戲式補救教學、具體操作遊戲 式補救教學為實驗處理。
在「數學面積成就測驗」部分以共變數分析進行【O1、O2 】、【O3、O4】 的差異檢定；再採用相依樣本 t 檢定進行【O1、O3】及【O2、O4】的差異檢定。
在「數學學習態度量表」部分以相依樣本 t 檢定進行前後測的差異檢定。
一、自變項
本研究之自變項為「App」遊戲式補救教學與「具體操作」遊戲式補救
教學。
二、依變項
依變項一：兩組學習落後之學童於數學面積成就測驗之成效。
依變項二：使用 App 教學之學習落後學童在數學學習態度量表之結果。
三、控制變項
本研究將可能影響實驗處理效果之因素進行適度控制與排除，分別詳 述：
（一）學生能力分配：
本研究之研究對象其學習能力分佈，在中年級開學初學校教務處即 以低年級的學業成績以電腦做 S 型常態分配，故中年級各班大致屬 於常態分班。在選定實驗組、控制組時，再以前測施測答對題在後 27%及數學期末段考成績後 27%選定為實驗對象。
（二）教學時數相同：
本實驗組、控制組自民國 102 年 3 月，合計三週，每週二次，每次 40 分鐘，共計六堂課。
（三）教師特質：
實驗教學過程中，教師的年資、經歷、個人特質等都可能影響教學 結果，故教學這部分，其實驗組、控制組兩組皆以有教學經驗二十 年、曾任教學組長及自然、電腦科任教師、及有過一至六年級導師 經驗的研究者本人擔任教學，秉著教學研究嚴謹的精神，避免不同 教師的差異，影響實驗結果。
（四）數學面積的題材相同：
選定部編版數學第八冊的面積單元為共同的教學題材，做為實驗組 與控制組的教學實驗設計內容。