第一章 緒論
本研究旨在探討結合 ARCS 多媒體電腦輔助教學對國小資源班學生數 學學習成效之研究。本章共分三節：第一節為研究背景與動機；第二節為 研究目的與待答問題；第三節為名詞釋義。茲將本章內容分述如下：
第一節 研究背景與動機
數學是科學與科技的基礎（Lofland,1992），世界各國在國民教育中 對數學基礎極為重視，但「數學」對於大多數的國小學生來說始終是困難 的，甚至會有部分學生排斥它，不及格的學生比率為所有科目中最高（蕭 阿全，1984），這對於還只是基礎學習的國小 數學來說顯然不是好事，基 礎打得不好，必然會影響到國中甚至是高等教育，且分數差距會逐漸遽增。
在數學學習單元中體積與容積概念的例子在生活中是隨處可見，如一 個正方形盒子可以裝幾個蛋糕；一間教室其空間體積；一瓶一公升鮮果汁 要分給 4 位同學，每個人可分得幾公升；美麗的水族箱其容積是多少……
等等，對學生來說一點也不陌生，但是，因為體積與容積牽涉的概念複雜，
其中包含幾何圖形的概念、測量的概念、立體空間推理、單位轉換的能力 等，因此對學生在學習的過程中有許多的困難（沈佑霖，2003；高敬文，
1989；Piaget,1974）。許多研究結果發現，學生在學習體積與容積單元的 時候較偏重算術方面，老師常常在學生還沒有掌握意義之前就開始教導學 生數學公式，因此學生往往是知其然而不知其所以然，盲目的套用公式，
當碰到更複雜、非例行性的問題時，就無法進行解題（沈佑霖，2003；陳 光勳，2000,2002；陳鴻綸、曹雅玲，2005；Battista & Clements,1996；Battista
& Clements,1998；Cohen, Moreh ＆ Chayoth,1999）。因此，「體積與容積」
是屬於會令學生感到困難甚至排斥的單元之一。
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傳統的數學教學始終都是以紙本及平面圖像為主，因此對於需要立體 概念的「體積與容積」自然需要更多的空間概念及想像力，再加上單元中 的體積單位和容積單位的換算，更需要學生去記憶和理解。而不管是空間 概念、對立體圖形的想像力，或是對單位換算的記憶和理解而言，對於基 礎不夠扎實的學生在學習上必然需要花費更多的心力來學習，且不一定能 達到期望的成效。更何況對於資源班的學生來說，在數學學習上更加困難。
近年來由於網際網路的普及，大多數學生對於電腦和網路使用可說是 相當熟悉，也非常感興趣，因此藉由學生對於電腦網 路的興趣，和資訊軟 體多樣化的功能，利用資訊融入教學的教法便應運而生了。數位教材的確 能夠引起學生的學習興趣，並增加學生的學習成效， 更可以有效節省教師 的人力，且增加教學的效率（吳玫君、施淑娟、許天維、陳淑勤，2008）。
因此在電腦及網路非常普及的現在，將多媒體電腦教學融入學生課程學 習，藉以提昇學生的學習興趣，並減低學生在學習上的理解障礙，是教學 者可以努力的一個目標。但是現今國小資訊教育相關課程多數偏重在電腦 及軟體操作方面的訓練，而忽 略了整體概念和學習態度，導致學生只會操 作電腦，學習時偏重科技導向，卻 不知如何應用電腦解決學習及日常生活 中的問題，且缺乏正確的使用觀念和態度(魏旭鴻，2003)。因此，須從學 生的學習為出發點進行教學活動的設計，引導學生主動探究知識，發現與 解決問題，以激發學生的潛能及學習動機。
動機是一種促進個體進行各種行為的內在動力，是學生獲得學習成效 的關鍵因素之一，對學習者付出的努 力、參與程度和持續的時間有著關鍵 的影響(張志全，2004)。動機對學習成效是很重要的，特別是在以科技為 媒介的學習環境中，動機能夠促使學習者積極主動參與學習 (Small &
Gluck,1994；Lee,2002)。Keller 根據內在與外在的觀點，發展一個全面性 的 ARCS 動機模式：Attention (注意)、Relevance(相關)、Confidence(信 心)、Satisfaction(滿足)，適用於任何形式的教學，有助於提升學習動機
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(Kocaman, Kiraz & Ozden, 2008)，是一套用來改善教學材料、教學者行為 以及課程單元對學習者動機吸引力的系統，必須有效的整合其他教學設計 模式，才能發揮最大的教學效果(Keller,1984)。
在將資訊融入教學的觀念下，郭伯臣及曾彥鈞（2007）結合貝氏網路 與知識結構理論發展出能同時診斷學生子技能與錯誤類型的電腦適性診 斷測驗系統（Bayesian networks based adaptive testing,簡稱BNAT）。此系 統經過許多專家診斷結果與訪談，認為其診斷具有統計上的一致性，因 此，此模式評估之效標是適當的（施淑娟，2005），可以協助教師解決許 多教學上的難題。這套系統不但可以利用電腦及網路提供即時的線上診斷 學習，更可以立即給於學生表現不理想的部份進行補救教學，根據不同學 生的作答反應，給予不同的解題方式，實地的建構出一個實體的線上學習 診斷系統，讓學生可以透過網際網路，在不同的時空下，隨時隨地的上網 診斷以了解自己的學習成效（林垣圻，2006）。如此一來，學生不但可以 在有電腦及網路的地方隨時隨地進行學習與複習，更可以在電腦的協助 下，超越紙本的平面學習模式。因此一套配合教材內容，針對教學而產生 的線上學習系統，生動的影音和針對錯誤進 行教學的課程，更可以讓學生 在學習上更有興趣也更有效率。
資訊科技唯有與適切的教學策略作搭配，方能使教學達到良好的成 效。本研究將以數學單元中「體積與容積」為教學內容，配合九 年一貫能 力指標「5-n-19：能認識體積單位「立方公分」及「立方公尺」間的關係，
並做相關計算。」、「5-n-20：能理解長方體和正方體體積的計算公式，
並能求出長方體和正方體的表面積。(同 5-s-07)」及「5-n-21：能理解容 量、容積和體積間的關係。」，參考「貝氏網路」的電腦適性診斷測驗出 來的錯誤類型，設計出結合 ARCS 動機模式之多媒體電腦輔助教學策略作 為教學架構，希望透過此教材對數學學習動機、學習滿意 度與學習成效之 影響得到相關的結論與建議，提供特教教師教學之參考。
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第二節 研究目的與待答問題