3-2 研究設計 3-2-1 研究方法
本 研 究 旨 在 研 究 課 堂 中 使 用 激 發 式 動 態 教 學 結 合 電 子 白 板 對 於 學 生 階 段 學 習 成 效 是 否 有 顯 著 影 響 ， 及 其 交 互 作 用 是 否 顯 著 。 在 不 影 響 正 常 教 學 進 度 及 不 打 破 授 課 班 級 的 完 整 性 之 下 ， 盡 可 能 避 免 其 他 因 素 對 實 驗 產 生 干 擾 ， 本 研 究 採 用 準 實 驗 設 計 ， 樣 本 採 方 便 樣 本 ， 利 用 研 究 者 自 身 任 教 之 國 中 八 年 級 共 四 個 班 進 行 實 驗 。
若 從 內 在 效 度 來 看 ， 本 設 計 的 優 點 在 於 分 成 「TAI 結 合 白 板 觸 控 」、
「TAI 結 合 滑 鼠 操 控 」、「 非 TAI 結 合 白 板 觸 控 」 及 對 照 組 -「 非 TAI 結 合 滑 鼠 操 控 」作 為 參 照，各 組 人 數 為 26~32 之 間，組 與 組 之 間 可 交 叉 比 較 。 若 從 上 學 期 段 考 平 均 來 看 ， 四 組 無 顯 著 差 異 。 而 其 他 可 能 干 擾 因 素 如 ： 授 課 教 師 、 教 學 環 境 、 教 學 內 容 、 測 驗 工 具 與 時 間 也 妥 善 控 制 。
在 缺 點 部 分 ， 由 於 採 方 便 樣 本 ， 無 法 擴 及 全 校 班 級 及 其 他 學 校 。 在 學 生 部 分 ， 雖 然 任 課 教 師 相 同 ， 但 面 對 實 驗 ， 學 生 仍 會 產 生 好 奇 心 理 ， 故 授 課 前 仍 先 告 知 所 有 參 與 學 生 ：『 因 研 究 者 製 作 了 一 份 多 媒 體 教 材 ， 希 望 藉 由 現 場 教 學 來 了 解 教 材 設 計 是 否 恰 當 ， 因 此 需 要 學 生 共 同 體 驗 ， 好 讓 研 究 者 可 以 精 益 求 精 。 』 藉 此 鼓 勵 學 生 認 真 作 答 ， 並 藉 此 減 低 參 與 學 生 心 理 上 的 干 擾 因 素 。
3-2-2 研究變項與假設
1. 研究變項 (1) 自 變 項
按 教 材 設 計 與 硬 體 操 控 模 式 ， 採 二 因 子 設 計 ， 共 分 為 「TAI 結 合 白 板 觸 控 」、「TAI 結 合 滑 鼠 操 控 」、「 非 TAI 結 合 白 板 觸 控 」、「 非 TAI 結 合 滑 鼠 操 控 」 等 四 組 ， 茲 分 述 如 下 ：
硬 體 操 控 模 式 ：
授 課 教 師 ：
授 課 教 師 皆 為 同 一 人 。 由 於 課 堂 授 課 是 以 老 師 為 主 體 ， 所 以 不 同 的 教 師 風 格 ， 對 學 生 的 「 科 學 態 度 」 及 「 數 學 態 度 」 會 發 生 影 響(洪 志 成 , 1986)。學 生 對 教 師 行 為 的 知 覺 也 會 影 響 學 生 的 學 業 成 就(徐 蓓 蓓 , 1983)。因 此 任 課 老 師 與 上 課 模 式 必 須 減 少 差 異 ， 盡 可 能 一 致 。
此 研 究 中 ， 有 4 個 班 級 參 與 實 驗 ， 皆 為 研 究 者 自 身 之 授 課 班 級 ， 且 均 至 少 授 課 半 年 以 上 ， 學 生 已 熟 悉 研 究 者 自 身 的 授 課 風 格 與 口 語 表 達 方 式 ， 且 教 學 進 度 一 致 。 因 此 在 「 授 課 教 師 」 變 項 上 沒 有 差 異 。
教 學 環 境
四 組 教 學 地 點 為 同 一 間 視 聽 教 室 ， 使 用 相 同 電 腦 、 相 同 投 影 機 ， 教 室 亮 度 也 相 同 。 所 有 教 材 皆 投 影 到 投 影 布 幕 前 的 電 子 白 板 上 。 學 生 的 視 角 及 跟 螢 幕 間 的 距 離 也 相 同 ， 因 此 在 「 教 學 環 境 」 變 項 上 沒 有 差 異 。
教 材 內 容
不 管 是 「TAI」 組 或 是 「 非 TAI」 組 的 教 材 ， 上 課 教 學 時 間 相 同 、 教 材 主 題 單 元 相 同 ， 且 統 一 於 段 考 後 隔 天 施 測 ， 確 保 學 生 進 度 一 致 ， 而 且 因 段 考 剛 結 束 ， 補 習 班 尚 未 開 始 進 度 ， 不 會 受 補 習 班 的 干 擾 。 因 此 在 「 教 材 內 容 」 變 項 上 沒 有 差 異 。
測 驗 問 卷
四 組 學 生 在 教 學 實 驗 前 後 所 作 前 測 、 後 測 及 上 課 感 受 問 卷 量 表 ， 其 題 目 內 容 、 施 測 時 間 、 給 分 標 準 均 相 同 。
3. 研究假設
對 幾 何 的 教 學 現 場 而 言，學 生 必 須 同 時 接 受 到 圖 像 的 表 徵，文 字 敘 述 的 表 徵 ， 與 老 師 口 語 上 的 表 徵 ，Duval(2006)認 為 學 生 必 須 在 各
種 表 徵 間 來 來 去 去，表 徵 轉 換 的 能 力 也 影 響 了 學 生 學 習 的 表 現。同 時
假 設1. 不 同 的 教 材 設 計 與 硬 體 操 控 模 式 對 學 生 學 習 成 就 會 產 生 顯 著 的 差 異
假 設2. 不 同 的 教 材 設 計 與 硬 體 操 控 模 式 對 學 生 學 習 成 就 有 顯 著 的 交 互 作 用
假 設3. 不 同 的 教 材 設 計 與 硬 體 操 控 模 式 對 學 生 的 認 知 負 荷 有 顯 著 差 異
假 設4. 不 同 的 教 材 設 計 與 硬 體 操 控 模 式 對 學 生 的 認 知 負 荷 有 顯 著 的 交 互 作 用
假 設5. 不 同 的 教 材 設 計 與 硬 體 操 控 模 式 ， 學 生 學 習 成 就 與 認 知 負 荷 有 顯 著 相 關
假 設6. 對 於 高 成 就 數 學 學 習 成 就 的 學 生 專 業 知 識 反 轉 效 應 差
3-2-3 實驗流程
本 研 究 之 實 施 步 驟 、 實 驗 內 容 與 時 間 分 配 如表3- 2。
表3- 2
教 學 實 驗 總 流 程 表
步 驟 內 容 時 間
A 起 始 行 為 測 驗(前 測 ) 10 分 鐘
B 課 程 教 材 教 學 40 分 鐘
C 階 段 成 就 測 驗(後 測 ) 20 分 鐘
D 上 課 感 受 量 表 問 卷 10 分 鐘
3-3 研究對象
本 研 究 的 研 究 對 象 採 方 便 抽 樣 ， 以 研 究 者 自 身 任 教 之 新 北 市 某 國 民 中 學 八 年 級 四 個 班 的 學 生 作 為 研 究 對 象 ， 避 免 諸 多 干 擾 與 不 便 。
實 驗 規 劃 階 段 先 根 據 學 生 上 學 期 三 次 段 考 成 績 作 為 初 步 分 組 依 據 。 但 考 量 上 學 期 皆 為 代 數 內 容 與 本 實 驗 所 需 之「 幾 何 能 力 」仍 有 稍 微 差 異 ， 為 求 謹 慎 ， 在 實 驗 前 另 進 行 前 測 ， 以 了 解 學 生 起 點 行 為 與 「 幾 何 能 力 」。
前 測 題 中 包 含 兩 題 先 備 知 識 與 三 題 預 備 授 課 內 容 ， 並 根 據 前 測 成 績 ， 將 學 生 分 成 高 成 就 學 生(27%)、 中 成 就 學 生 (46%)、 低 成 就 學 生 (27%)
3-3-1 整體學生立足點一致
為 確 保 各 組 程 度 相 當 ， 分 別 以 「 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 」 及 「 前 測 成 績 」 為 依 據 ， 進 行 二 因 子 變 異 數 分 析 ， 確 保 各 組 立 足 點 一 致 。
1. 以「上學期三次數學段考平均」進行二因子變異數分析
表3- 3 為 各 組 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 之 描 述 性 統 計 量 ，「 TAI 結 合 白 板 觸 控 」 組 共 計 有 32 名 、「 激 發 式 動 態 」 共 計 有 32 名 、「 非 TAI 結 合 白 板 觸 控 」 共 計 有 26 名 、 對 照 組 有 29 名 。
表3- 3
整 體 學 生 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 平 均 及 標 準 差 摘 要 表
教學 硬體 n M SD
激發式動態 電子白板 32 67.07 21.417 滑鼠操控 32 61.34 27.008 總數 64 64.21 24.351 一般數位 電子白板 26 63.58 28.485 滑鼠操控 29 54.48 28.233 總數 55 58.79 28.460 總數 電子白板 58 65.51 24.666 滑鼠操控 61 58.08 27.582 總數 119 61.70 26.356
由Levene 統計量可知 F ＝2.179，p ＝.094 > .05 未達到.05 的顯著水準，
表示整體學生數學段考平均成績之變異數具有同質性，可進行二因子變異數分析。
同質性檢定結果如表3- 4
表3- 4
整 體 學 生 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 變異數同質性檢定 Levene 檢定 df1 df2 p
2.179 3 115 .094
將各組學生上學期三次數學段考平均成績進行二因子變異數分析後得到 F ＝1.221 , p ＝.305 >.05，顯示各組無顯著差異，可視為各組程度相同。教學 因子F ＝1.144 , p ＝.287>.05，顯示各組無顯著差異，可視為各組程度相同。
硬體操控f 因子 F ＝2.351 , p =.128>.05，顯示各組無顯著差異，可視為各組程 度相同。變異數分析結果如表3- 5。
表3- 5
整體學生上學期三次數學段考平均 變異數分析摘要表
來源 df F p η2
校正後的模式 3 1.221 .305 .031 截距 1 649.365 .000 .850 教學 1 1.144 .287 .010 硬體 1 2.351 .128 .020 教學 * 硬體 1 0.121 .728 .001
誤差 115
總數 119
校正後的總數 118
以「前測成績」進行二因子變異數分析表3- 6 為 各 組 前 測 成 績 之 描 述 性 統 計 量，「TAI 結 合 白 板 觸 控 」組 共 計 有 32 名、「TAI 結 合 滑 鼠 操 控 」 共 計 有 32 名 、「 非 TAI 結 合 白 板 觸 控 」 共 計 有 26 名 、 對 照 組 有 29 名 。
表3- 6
整 體 學 生 前 測 成 績 平 均 及 標 準 差 摘 要 表
教學 硬體 n M SD
激發式動態 電子白板 32 15.06 5.622 滑鼠操控 32 14.25 6.496 總數 64 14.66 6.040 一般數位 電子白板 26 13.00 5.713 滑鼠操控 29 13.59 7.604 總數 55 13.31 6.722
總數 電子白板 58 14.14 5.708
滑鼠操控 61 13.93 6.993 總數 119 14.03 6.373
由Levene 統計量可知 F ＝1.761，p ＝.159 > .05 未達到.05 的顯著水準，
表示整體學生前測成績之變異數具有同質性，可進行二因子變異數分析。同質性 檢定結果如表3- 7
表3- 7 整 體 學 生 前 測 成 績 變異數同質性檢定 Levene 檢定 df1 df2 p
1.761 3 115 .159
將各組學生前測成績進行二因子變異數分析後得到F ＝.560 , p ＝.643
>.05，顯示各組無顯著差異，可視為程度相同。教學因子 F ＝1.336 , p
＝.250>.05，顯示各組無顯著差異，可視為程度相同。硬體操控因子 F ＝.009 , p
=.924>.05，顯示各組無顯著差異，可視為程度相同。變異數分析結果如表 3-8
表3- 8
整體學生上學期三次數學段考平均 變異數分析摘要表
來源 df F p η2
校正後的模式 3 0.560 .643 .014 截距 1 561.734 .000 .830 教學 1 1.336 .250 .011 硬體 1 0.009 .924 .000 教學 * 硬體 1 0.352 .554 .003
誤差 115
總數 119
校正後的總數 118
由 「 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 」 及 「 前 測 成 績 」 的 檢 定 結 果 ， 可 知 各 組 無 顯 著 差 異 ， 在 教 學 因 子 上 與 硬 體 操 控 因 子 上 也 無 顯 著 差 異 ， 各 組 學 生 程 度 可 視 為 一 致
3-3-2 高成就學生立足點一致
為 確 保 各 組 程 度 相 當 ， 分 別 以 「 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 」 及 「 前 測 成 績 」 為 依 據 ， 進 行 二 因 子 變 異 數 分 析
1. 以「上學期三次數學段考平均」進行二因子變異數分析
表 3-9 為 各 組 高 成 就 學 生 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 之 描 述 性 統 計 量，「 激 發 式 動 態+電 子 白 板 」組 共 計 有 9 名、「 激 發 式 動 態+滑 鼠 操 控 」 共 計 有 10 名、「 一 般 數 位 +電 子 白 板 」共 計 有 3 名、對 照 組 有 10 名 。
表3- 9
高 成 就 學 生 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 平 均 及 標 準 差 摘 要 表
教學 硬體 n M SD
激發式動態 電子白板 9 87.56 13.243 滑鼠操控 10 80.70 13.317 總數 19 83.95 13.379
一般數位 電子白板 3 89.78 9.970
滑鼠操控 10 79.40 19.973 總數 13 81.80 18.343 總數 電子白板 12 88.11 12.109 滑鼠操控 20 80.05 16.535 總數 32 83.07 15.341
由Levene 統計量可知 F ＝1.025，p ＝.396 > .05 未達到.05 的顯著水準，
表示高成就學生數學段考平均成績之變異數具有同質性，可進行二因子變異數分 析。同質性檢定結果如表3- 10
表3- 10
高 成 就 學 生 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 變異數同質性檢定 Levene 檢定 df1 df2 p
1.025 3 28 .396
將各組高成就學生上學期三次數學段考平均進行二因子變異數分析後得到 F ＝.697 , p ＝.562 >0.05，顯示各組無顯著差異，可視為程度相同。教學因子 F ＝.005 , p ＝.942>.05，顯示各組無顯著差異，可視為程度相同。硬體操控因 子F ＝1.902 , p =.179>.05，顯示各組無顯著差異，可視為程度相同。變異數分 析結果如表3-11
表3- 11
表3- 13
高 成 就 學 生 前 測 成 績 變異數同質性檢定 Levene 檢定 df1 df2 p
1.539 3 28 .226
將各組高成就學生前測成績進行二因子變異數分析後得到F ＝1.221 , p
＝.607>.05，顯示各組無顯著差異，可視為程度相同。教學因子 F ＝1.144 , p
＝.287>.05，顯示各組無顯著差異，可視為程度相同。硬體操控因子 F ＝2.351 , p
=.128>.05，顯示各組無顯著差異，可視為程度相同。變異數分析結果如表 3- 14
表3- 14
高成就學生上學期三次數學段考平均 變異數分析摘要表
來源 df F p η2
校正後的模式 3 1.221 .607 .031 截距 1 649.365 .000 .850 教學 1 1.144 .287 .010 硬體 1 2.351 .128 .020 教學 * 硬體 1 0.121 .728 .001
誤差 115
總數 119
校正後的總數 118
由 「 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 」 及 「 前 測 成 績 」 的 檢 定 結 果 ， 可 知 各 組 高 成 就 學 生 無 顯 著 差 異 ， 在 教 學 因 子 上 與 硬 體 操 控 因 子 上 也 無 顯 著 差 異 ， 各 組 高 成 就 學 生 程 度 可 視 為 一 致 。
3-3-3 中成就學生立足點一致
為 確 保 各 組 程 度 相 當 ， 分 別 以 「 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 」 及 「 前 測 成 績 」 為 依 據 ， 進 行 二 因 子 變 異 數 分 析
1. 以「上學期三次數學段考平均」進行二因子變異數分析
表3- 15 為 各 組 中 成 就 學 生 上 學 期 三 次 數 學 段 考 平 均 之 描 述 性 統 計
表3- 17
表3- 19
中 成 就 學 生 前 測 成 績 變異數同質性檢定 Levene 檢定 df1 df2 p
中 成 就 學 生 前 測 成 績 變異數同質性檢定 Levene 檢定 df1 df2 p