研究工具設計

一、 實驗教材製作

本研究以國中七年級下學期二元一次聯立方程式應用問題為教材設計的範 圍，實驗教材以PowerPoint 2003 簡報軟體及 AMA 外掛增益集為作業平台來設 計，融合適性指標後在激發式動態呈現的環境下展演，並依國中數學能力指標中

„ 7-a-16 能由具體情境中列出二元一次聯立方程式，並理解其解的意義。

為教學目標進行教學。根據文獻探討及教學目標，學生解應用問題的關鍵應在列 式的部分；因此本研究的實驗教材及問卷只著重學生列式的能力。實驗組一、實 驗組二及控制組的教材內容相同，不同之處在於：實驗組一使用代數教材設計原 則來安排教材元素在簡報畫面的相對位置，實驗組二使用代數教材設計原則再加 上圖像化，控制組則兩者皆未使用，藉此探討代數教材設計原則結合圖像化呈現 在教學上是否能夠提升學生的學習成效？

課程教材教學(35分鐘)

學習成效測驗-後測(15分鐘)

認知負荷問卷(5分鐘)

四週後之延後測(20分鐘)

二、 問卷製作

本研究的問卷包括：前測試卷、階段學習成效測驗（後測試卷）、延後測驗 卷及認知負荷量表。前測試卷主要是將低學習成就的學生作一篩選；後測試卷為 收集教學實驗後學生的學習效果；延後測驗卷為了解教學實驗的延續效果；認知 負荷量表主要收集受試學生在學習過程中，所知覺的認知負荷程度。分述如下：

（一）前測、後測及延後測試卷：

三份試題皆為研究者依各版本課本內容及歷年基測試題作編修。經由三位任 教年資5~10 年的國中數學教師審閱，具有基本專家效度。接著由三個八年級的 班級做試題預試，回收問卷142 份，得到內部一致性信度 Cronbach’s α 值為 0.743，顯示具有良好的信度值。最後分析題目的難度與鑑別度，說明如下：

難度分析採答對者百分比 (percentage passing) ，數值介於 0~1 之間，數值 愈高表示題目難度愈低，高於0.8 則太簡單，低於 0.2 則太難。

鑑別度分析部分，將預試成績分為高、中、低三組，從高分者向下取27%

為高分組，由最低分組向上取27%為低分組，分別計算各題中高分組與低分組的 答對比率，相減所得之值即為鑑別度；數值在0.2 以上即有參考價值，0.4 以上 為優良。

表6 受測試題難度、鑑別度說明表

題號 難度 鑑別度

一 0.95 0.15

二 0.81 0.52

三 0.65 0.77

四 0.78 0.55

五 0.74 0.76

第一題的難度為0.95，鑑別度為 0.15，但經過與三位資深數學老師討論後，

認為該題為二元一次聯立方程式應用問題的基本題型，對低學習成就學生來說是 一門檻，因此予以保留。

下表為教學實驗教材內容題號與施測試題題號的對應：

表7 教材內容與施測試題題號對應表

施測試題題號 教材內容題號

一 一、二、三

二 八

三 四、五

四 七

五 六、九

施測題型5 題均為填充題，每題 2 個答案，共計 10 個答案，總分 100 分。

（二）認知負荷量表：

Pass (1992) 認為心智努力可藉由量表衡量，作為認知負荷的指標，並可反 應出效果達成時所付出的認知成本及教材的有效性。本研究所使用的認知負荷量 表修改自郭璟瑜（2003）測量認知負荷的題目，共兩題，以李克特氏量表採七點 尺度測量，兩題得分總和即為受試學生的認知負荷量，分數愈高表示認知負荷量 愈高。

1. 心智負荷的測量

「我認為二元一次聯立方程式的應用問題的內容在學習上很容易」，量尺分為 七個等級，由「非常同意」至「非常不同意」。

2. 心智努力的測量

「我覺得我花了很少的心力，就能學會二元一次聯立方程式的應用問題的教 材內容」，量尺分為七個等級，由「非常同意」至「非常不同意」。