研究背景與動機

本研究旨在探討應用電子書包融入國小五年級「體積與容積」教學單元之學生學習 成效的影響。本章主要在闡述本研究之背景與動機、目的、研究之範圍限制，並針對相 關名詞做明確界定。本章共分四節，第一節為研究背景與動機；第二節為研究目的與問 題；第三節為名詞解釋；第四節則為研究範圍與限制。

第一節 研究背景與動機

日常生活中經常會使用到數學的相關知識或技能，例如：買賣交易、時間管理、尺 寸丈量，或是投資精算等，都是以數學為基礎。不論是國內外，都把數學認定為重點學 科，老師或家長也都相當重視學生的數學成就。

「數學」需要花許多的時間去思考、推理，從中培養學生的邏輯推理、計算能力等，

但對大多數的學生而言，一但在過程中遇到難題或挫折就容易呈現放棄狀態，難以堅持 下去。甚至在某些情形下，若是學生的數學成績不好，就可能會被貼上「學業成績低落」

的標籤，因此屬於不易親近或容易排斥的科目。在學習的過程中，學生學習數學的挫折 感和排斥感若是與日俱增，拒絕學習數學的學生人數比例將會日趨成長（陳淑美，

1998）。

皮亞傑的認知發展理論提到兒童在 7 至 11 歲的認知發展正處於具體運思期，11 歲 以上才慢慢發展至形式運思期，國小高年級的學生剛好處於具體運思期過渡到形式運思 期的階段，對於抽象的概念並無法完全的適應與學習（張春興，2002）。國小高年級的 數學課程漸漸導入抽象概念，部份學生的認知發展仍留在具體運思期，無法順利轉換具 體與抽象的概念，因此學習產生障礙。「體積和容積」單元即是利用具體視覺化的平面 面積引導學生學習抽象立體的體積，因紙本無法呈現出其立體物品的特性，常常會使學 生無法建構立體的概念，因此屬於容易令學生感到挫折和排斥的單元。

國民中小學九年一貫課程綱要中強調，國中小的課程應培養學生「帶得走」的能力，

如：數學概念和精熟的演算能力，以及能夠理解和解決日常問題。教師往往根據教科書 的編排來進行教學，對於應用大量立體概念的「體積和容積」，學生需要更多的空間概 念和想像力。單元中的單位換算，學生除了需要理解、記憶，更要熟練測量的方法和技 巧。對國小的學生來說，體積概念是從平面進入立體概念的歷程，若是能提供適當的教 具讓學生自由操作、觀察立體的三維模型，將可比一般紙本教材提供給學生更多資訊。

Hoffer（1983）認爲學習幾何的概念與本身對於空間視覺化的能力之間具有交互影 響，因此提供合適的教材讓學生學習關於「體積和容積」單元的內容，協助學生建立體 積和容積的概念具有一定的助益。學者 Clements 和 Battista（1992）亦曾提出建議，讓 學生在學習幾何時使用適當的資訊軟體輔助。將立體物件以平面圖形呈現時，直角和邊 長會有差異，容易造成學生的迷思（沈佑霖，2003）。因此學生在學習容器的體積或容 積時，若是能提供適當的動畫媒材，解決立體物件轉換成平面圖形時的誤差，有助於學 生在空間概念以及幾何圖形的認知發展，並提昇學生的學習成效。

資訊科技的發展和全球化競爭，讓人們的生活型態產生相當大的變化。現今的學習 模式也隨著資訊媒材的使用，有極大的轉變和演進。傳統的學習模式中，以教師為中心 使用講述的方式來教導學生，與學生之間的互動較少，以至於學生習慣在上課時接收來 自於老師或書本上事先整理好的知識，卻沒有學習到整理歸納及批判思考的能力。運用 資訊融入教學帶給老師更豐富、更具創意的教學，期望透過資訊媒材的應用來增加在課 堂上和學生的互動，讓學生能夠以最適合自己的學習方式學習，培養學生主動探索、批 判思考的能力。也因為科技不斷地推陳出新，身處數位新世代的教師們應積極學習新科 技資訊和能力，讓科技成為強化教學效果的利器而非數位鴻溝（王禎輝，2010）。

課堂上使用的教學媒體也從傳統的黑板、粉筆，慢慢加入電腦、投影機、網際網路 等電子化的媒體，直到電子白板的出現，更是使課堂上的教學以及師生互動型態產生轉 變的重要因素。近幾年平板電腦的興起，加速帶動探索學生「應該學什麼？」、「應該 怎麼學？」的教育思潮。學習模式也漸漸轉變成以學生為中心，老師從旁提供更多協助，

讓學生自己學習的型態。而以平板電腦進行行動學習能讓學生從事自我探索與學習，搭 配同儕間合作討論，學習不再侷限在教室（吳玟萱，2005）。

教育部在 1997 年頒訂「資訊教育基礎建設計畫總藍圖」，將「班班有電腦」及「建 置電腦教室，使學生達成上電腦課時一人一機」列為重點方案，便積極推動資訊基礎教 育，希望透過資訊教育和相關學習環境整合，培養學生資訊科技基本能力和應用資訊科 技解決問題的能力（教育部，1997）；而在 1999 年為了減低國小學童的書包重量，即 邀集國科會及資訊廠商討論，評估電子書包的可行性，並委由教授群規畫實驗（翁翠萍，

2000）。行政院在 2002 年提出「挑戰 2008：國家發展重點計畫」，隨後提出的「數位 學習國家型科技發展計劃」投入 40 億的資金在 5 年內發展電子書包，推動「電子書包 在教室教學上應用實驗」。並於 2009 年推動「電子書包實驗教學試辦學校暨輔導計畫」，

選定 5 所小學試行電子書包教學，希望透過 2 年的時間，增進學生在學習上以及生活中 運用資訊科技解決問題的能力。有鑒於科技設備漸趨成熟，各縣市政府紛紛結合科技廠 商，致力推動電子書包實驗，除達成書包減重外，透過雲端技術，進行無所不在的數位 學習，使得教學與學習的方式更多元（林珈伃，2013）。2011 年台北市試辦電子書包，

規畫建置未來教室以及電子書包 3 年推動計畫，從 2012 年起，3 年內在市內 150 所國中、

小學校推廣電子書包及雲端學習。而高雄市亦不落人後，2011 年試辦「智慧校園隨身學」

計畫，希冀利用電子書包和智慧教學，老師授課更有創意，也有助於提升學生學習效率。

根據以上的研究背景和動機，本研究藉由高雄市教育局 2013 年「高雄市智慧校園 高互動教學」第 3 期計畫，研究電子書包融入國小數學教學對學生學習成效之影響。希 望透過電子書包進入班級，除了讓學生減輕書包重量外，更是將傳統的課本及補充教材 等媒材整合到電子書包。提供學生自主學習、即時互動、評量以及討論的工具，使教學 更具創意，學生的學習更多元、有趣。藉由此計畫，期望發展立即性回饋、即時性概念 澄清的高互動教學模式，使學生對於使用電子書包有高度的意願，增加其學習成效和提 昇學習態度。並透過電子書包記錄、診斷學生的學習狀況，做為教師和家長的參考，進 而給予學生在學習上的幫助。