研究限制

本研究結合過去研究，提出以下檢討。

一、實驗設計部分

Kirschner 等人(2011) 探討合作學習與個人學習在範例參考與傳統問題的教 材呈現形式的交互影響，受試者為140 位平均年齡約 15 歲的中學生，學習生物 學遺傳率的計算問題。此研究未進行前測，僅假設學生生物學的先備知識程度是 一致的，並且「隨機分派」學生至四個實驗情境。且在實驗程序部分，分為前測、

練習階段、後測階段，這三個階段的時間控制非常嚴謹，每道題目皆有限制時間，

且在進行每個階段前，都會有清楚的指導說明語讓受試者了解該階段施測重點。

反思本研究對教學環境控制權太低，無法隨機分派學生到不同組別學習，四 個班級中有一個班級的初始數學能力太高，導致起始能力的不平衡；此外，本研 究在答題上無法嚴謹限制時間，且在施測前並沒有進行指導語的說明，學生不清 楚應做的事項，或許導致些許誤解。本研究的教學僅一節課時間，目標要學生學 會體積與表面積的概念與計算，研究結果顯示在一節課內（45 分鐘）受試者無 法學會全部內容，未來相關研究必須思考一節課的內容與時間上的搭配，進而調 配內容多寡，例如：僅教授表面積概念與算法。

二、教學活動部分

（一）與過去研究作比較

Kirschner 等人(2011)在合作學習三人一組的教學活動安排上，設計每人均接 受到三分之一的元素訊息，要達成任務，必須三人合作將各自的訊息討論拚湊而 成，團體成員間彼此是積極互賴(positive interdependence)的。且為了避免有負荷 卸載(offloading)的現象，規定受試者只能口頭討論，不能將想法記於紙上，此外，

討論的內容也僅限與學習主題有關。

本研究合作組部分，並未完全根據合作學習的五個主要特性，積極互賴、面 對面助長式互動、個人學習績效責任、人際與小團體技巧與團體歷程作教學活動

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上的設計，而僅是要求團體成員共同將題目完成，並未讓學生交換拼出所有元素 訊息。另外上述許多合作學習的特性必須透過觀察得知，然而本研究僅透過認知 負荷量表以及表現分數等數據資料來分析合作學習的有效性，造成解釋上的缺陷，

建議未來研究可搭配錄影或質性訪談。在後測部分，很難從解題程序判斷合作團 體的三人各自在後測階段的作答、以及心智努力程度的轉變是否是因受練習階段 共同討論而影響，要了解這方面的訊息，有必要採用訪談收集資料。

（二）教學活動與認知負荷

研究者在教學活動進行時，參與觀察合作組練習階段討論的情形，發現有些 學生遇到疑問之處仍習慣向老師尋求解答，較少與同組成員討論；且由於在實驗 前，學生們很少有合作學習的經驗，突然將他們置於一合作學習之環境，很難馬 上就進入狀況，過程中可發現有些學生仍習慣傾向一人作答。另外在異質分組的 狀態下，往往程度較高的學生必須教導其餘程度低的學生，認知負荷較高。且在 合作學習的環境下，教室的聲音偏大，多數學生比較難靜下心來作答。合作組的 認知負荷程度在上述許多無法控制的教學環境條件下，難以精確測量。未來建議 在實驗前，可先讓學生熟悉合作學習的教學活動，安排一段時間以合作學習方式 上課，並且教導學生如何有效合作，而研究者也必須明確安排、訂定有結構的合 作學習活動，儘可能排除可能干擾之因子。

三、問題形式部分

（一）與過去研究相較

Kirschner 等人(2011) 在生物遺傳率計算題目設計方面細分題目的元素組成。

詳細將學習內容區分成幾大塊，利用JIGSAW 的概念，學生要學會某內容，必須 將這幾大塊的主要觀念交換拚起來才行。且在後測題目部分，Kirschner 等人(2011) 事先對試題進行內部一致性分析並且請兩位專業教師對試題做評估，看是否適合 學生，題目設計過程嚴謹。

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本研究在題目設計部分，是以觀念為元素出題。亦即在體積與表面積的題目 上，皆以二至三個主要觀念來設計題目，受試者若要達成任務，必須理解此二至 三個觀念，這部分與上述研究的題目設計相似。然而並未對試題做事先的內部一 致性分析，且在題目設計上和教學現場的教師討論仍不足夠，因此無法確切了解 目前國中生在作答此一單元時會出現的問題與改善之道。另外，本研究前測題目

（基本周長與面積）與後測題目（體積與表面積）難易度差太多，且在總分全距 相差快一倍（前測總分18 分, 後測總分 35 分），可能影響研究結果的正確性與 解釋。

另外，在保留題與遷移題設計部分，根據研究結果可知，四個受試班級的遷 移題表現較保留題佳，研究者推論幾點可能原因如下。

1. 概念：遷移題的設計雖然不同於保留題，較具變化性，然而研究者發現四個 受試班級高分組在遷移題的錯誤率遠遠低於保留題。研究者事後分析保留題與遷 移題的題目特性，發現後者觀念若懂，所需列式較簡單，涉及的元素較少，而前 者須處理的元素與元素間的交互作用較多、複雜。亦即保留題與遷移題的難度並 不同。

2. 配分：雖然遷移題較簡單，但其中第五題與第七題並沒有子題項，若答對即 可得五分，配分很高。而保留題包含二至三個子題項，全部答對也只得五分。

3. 補習：本研究設計的遷移題屬於熱門考題，因此會受補習以及練習的影響。

（二）問題形式與認知負荷

本研究所設計的完成問題教材形式，採用空格填空的方式，預期會因為空格 的提示而降低學生們作答的外部認知負荷。然而研究結果卻發現，接受問題解決 形式的班級在表現分數上皆較接受完成問題形式的班級佳。研究者實際觀察的過 程中，發現學生對於完成問題形式的教材會因為必須思考空格要填什麼、中文或 數字而反增外部認知負荷，因而增加了解題時間、降低效率。而傳統的問題解決

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形式，因為沒有空格的限制，學生可根據想法自行作答，解題過程較順利，且根 據高低分組在表現分數上的結果，也驗證了學生可能仍較適應問題解決形式，換 句話說，接受問題解決形式的班級有較少的外部認知負荷。研究者認為，一直以 來大部分教材內容都以問題解決的形式呈現，若突然要學生接受完成問題的教材 形式，學生無法馬上適應習慣，因此若要評估教材的有效性，建議可從一段時間 開始，例如某學期全部以完成問題形式教材上課，讓學生熟悉此問題形式的呈現，

學期末再比較分析受試者在此兩種問題形式上認知負荷與表現分數上的成效。

在保留題與遷移題上的設計，特別是遷移題，建議可以在題目敘述上多點變 化性，不同於課本或是補習所看到的敘述內容，但必須應用的概念不變，如此才 可真正測出學生的理解程度與學習成效，並增加學生的增生認知負荷。

然而，從各組的解題歷程中發現，練習階段接受完成問題形式的班級，相較 於接受問題解決形式的班級，在後測階段大部分皆使用步驟完整、循序漸進的列 式。表示完成問題形式有產生正向的影響，可幫助學生學習初養成完整列式的習 慣，進一步解決問題，惟本研究練習時間太少以及班級程度不一致，因此較難看 出成效。

四、認知負荷量表

本研究採用Paas(1993)的單一題九點量表。研究結果在心智努力分數上，無 論是練習階段或後測階段皆未達顯著，研究者事後發現，部分受試者對於如何勾 選心智努力分數會產生誤解，而且在僅一題量表的情況下，對心智努力程度的感 受可能不夠深。因此建議未來在施測前，應該將如何勾選心智努力程度的指導語 寫清楚，並向受試者說明。

另外，在第四章第五節部分，研究者統計了四個受試班級高分組在保留題上 的錯誤率。結果發現，保留題中的體積與表面積的錯誤率有明顯差異，按常理，

表面積的心智努力程度應高於體積，然而本研究設計的心智努力量表為單一整題，

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因此無法透過分別勾選體積與表面積的心智努力分數來驗證。建議未來在題項設 計上，每一子題項皆應搭配心智努力量表，以利後續研究的分析。

本研究另外提出因某些現實環境條件的影響，在研究樣本、研究方法、研究 時間、教學環境上的若干限制，茲分述如下。

一、研究樣本

本研究為準實驗設計，以班級為單位，無法隨機分派受試者，讓受試者在各 方面的條件盡量一致。本研究受試的四個班級，從與受試班級的老師訪談過程中 以及實驗結果可得知，四個班級在實驗前的數學先備知識程度並不一致，教學活 動情境為個人組的兩個班級的先備知識皆較合作組為佳。亦即，本研究的研究樣 本在進入實驗前的異質性過大，而研究者無法控制此因素，使得假設測試無法在 理想狀況中進行。

二、研究方法

本研究採取準實驗設計探討教學活動與問題形式對學生數學學習成就之影 響，收集認知負荷量表、學生表現分數、教材有效性分數等量化資料，雖然量化 的分析可以客觀的呈現、探討學生在依變項上的表現與改變，然而合作學習與完

本研究採取準實驗設計探討教學活動與問題形式對學生數學學習成就之影 響，收集認知負荷量表、學生表現分數、教材有效性分數等量化資料，雖然量化 的分析可以客觀的呈現、探討學生在依變項上的表現與改變，然而合作學習與完