研究背景與動機

目前寬頻網路十分普及，從九十學年度開始實施九年一貫課程後，便將「資訊教 育」列為七項重大議題之一，即使經過多次課程綱要的修訂，資訊教育仍包含在重大 議題之內(教育部，2002，2009)。在教育部大力倡導資訊融入教學下，許多配合九年 一貫能力指標的相關教材或高中教材陸續誕生，教科書的呈現也由傳統的紙本，進化 到電子書的新紀元，但親臨教學的現場，這些書商配套的教學資源與坊間的多媒體教 材，對老師來說，真的能完全取代傳統板書教學嗎？對學習者而言，真的有提升學習 的成效嗎？

不少多媒體教材為了想吸引學生的注意力，往往添加許多不必要的文字、圖片或 聲音，但根據多媒體學習理論及學者們的研究發現，這些多餘的元素反而會對學習有 所妨害(Clark & Mayer, 2008)。因此，如何設計一套真正提升學習成效的教材，成為「資 訊融入教學」中更進一步的課題。

基礎於認知科學與多媒體學習理論，交通大學陳明璋博士提出激發式動態呈現

（Trigger-based Animation），配合視覺化的方式，將教材結構化後，突顯訊息間的關 聯性，希望能降低教材的外在認知負荷（Extraneous Cognitive Load），協助學習者進 行主動學習。而激發式動態呈現是透過微軟 PowerPoint 軟體為平台，以教師授課為導 向，增加互動按鈕的功能設計，使教師呈現教材的方式更多元；此系統名為 AMA

（Activate Mind Attention）系統(陳明璋，2008)。藉由 AMA 的功能，可使數位教材的 製作更快速、便利，在展演的過程也增加了老師與學生間的溝通性，從多篇「激發式 動態呈現」教學設計的相關論文(吳帝瑩，2008；洪榮忠，2008；葉子榕，2010；謝東 育，2009)也指出，此種教材設計方法，的確能降低認知負荷，提高學生的學習成效。

研究者任教於高中的數學科，從個人學習歷程與教學經驗中發現，在高中的數學 課程裡，不少學生對排列組合單元的學習感到困難，因此若在排列組合單元學習的開 始，能清楚瞭解重要的基本概念，對於日後更複雜的問題，才能減輕負擔，使學習過 程更為順利。在各版本的教科書中，排列組合單元都是以集合概念作為開頭，而在眾

多集合概念中，又以排容原理最為重要，也是往後應用最多的概念，例如：「甲、乙、 統(eye-tracker) 實驗證明，含有適性指標的教學設計，在學習的記憶測驗上有顯著優 異的表現，並且對於協助視覺搜尋和注意力引導有顯著的作用。因此在本研究中的多

驗題的總分相同，並不代表所學會的概念一樣。Nichols(1994) 結合認知科學(cognitive science)與心理計量學(psychometrics)，發展出認知診斷評量(cognitively diagnostic assessment)，以幫助教學目標的達成。本研究將透過認知診斷評量所得到的測驗結果，

能夠使我們進一步瞭解，學生究竟是哪些概念較不清楚，以便未來進行補救教學，另 一方面，亦可重新檢視在教材設計部分，哪些部分需要調整。而認知診斷評量的最終 目標，在於將教學後診斷的結果，再設計補救的教學，再診斷、再教學，如此教學與 診斷的循環進行，希望把每一位學生帶上來，達到一定的學習效果，這也是教學的最 終目的。然而本研究在於完成第一階段的教學與診斷，將此模式建立後，便於日後教 學與診斷的循環進行。

有鑑於上述之背景與動機，本研究希望透過激發式動態呈現的教學設計，針對高 中排列組合單元中的排容原理，詴圖降低學習者的認知負荷，以致於學習結束後，學 習者面對相關概念或技能的測驗時，能有較佳的學習成果呈現，進一步的，透過認知 診斷評量，我們可以較清楚的診斷出，在數個關於排容原理的概念中，是哪些地方學 習成效良好，並針對學習成效不佳的概念，予以改善教學技巧，並在未來實施補救教 學，達到適性學習，期許能達到「師生雙贏」的境界。