第三章 研究方法
第二節 研究流程
本研究目的在探討資訊科技融入教學之成效，研究者彙集八年級等差數列單 元相關文獻，完成學生錯誤類型的編定，並將教育部（2003）所頒布九年一貫課 程綱要之數學能力指標：8-n-05 能在日常生活中，觀察有次序的數列，並理解其 規則性；8-n-06 能觀察出等差數列的規則性；8-n-07 能利用首項、公差計算出等 差數列的每一項，細分為23 個子技能，以建立八年級等差數列單元之專家知識 結構及貝氏網路。
研究者在訂定錯誤類型與建立專家知識結構及貝氏網路的過程，均經多次課 程專家與在職老師的討論與修改以提高效度。研究者根據所訂定的錯誤類型與專 家知識結構及貝氏網路為基礎，編製電腦適性診斷測驗之紙本試題，在與多位學 者專家逐題討論其出題適合度與正確性後，進行紙本試題預試，並著手進行教學 教材與教學多媒體的編製。紙本試題經預試完後，接著進行試題分析並修訂紙本 試題，待紙本試題修正無誤後，上傳成為線上電腦化適性診斷測驗題庫，另一方 面根據學生的作答反應，建立學生試題結構，做為電腦適性診斷測驗之選題依 據，並依專家知識結構及貝氏網路與學生試題結構編製補救教學結構，據以編製 補救教材。
在確認實驗教材，包括教學教材、電腦化適性診斷測驗系統、補救教材無誤 後，便可施行教學實驗，教學實驗流程中，實驗階段一先進行資訊融入與傳統的 教學活動，接著進行第一次電腦化適性診斷測驗，檢驗教學成效，而實驗階段二 進行補救教學，結束後再進行第二次電腦化適性診斷測驗，檢驗補救教學成效，
本研究流程如圖3-2-1 所示。
圖
3-2-1 研究流程
主要流程之詳細說明如下：
一、編製專家知識結構、分析錯誤類型、建立貝氏網路
本研究專家知識結構之建立主要依據二個部分，一是教育部（2003）編訂之 九年一貫數學領域課程綱要中，有關等差數列單元之分年細目：8-n-05（能在日 常生活中，觀察有次序的數列，並理解其規則性）、8-n-06（能觀察出等差數列 的規則性）、8-n-07（能利用首項、公差計算出等差數列的每一項），另一參考依 據是研究者分析各大審定版本與市售參考書的教材內容，所整理出有關等差數列 單元之教學目標。研究者以此二部分為依據，分析出等差數列單元之子技能一覽 表（附錄一），再依知識結構編製原則，按照其難易程度，暫定各子技能間的聯 繫關係與上下序位關係，擬定知識結構圖草案，並邀請具有教學及測驗編製經驗 的2 位學者及 4 位中學教師進行討論審核，確認各子技能間的位階關係，完成本 研究之專家知識結構圖，如圖3-2-2 所示。本研究等差數列單元之專家知識結構 共有23 個子技能，在知識結構圖中，越居下位的子技能代表其概念越容易，反 之則越困難。
此外，研究者分析與本研究單元的錯誤類型有關之文獻（附錄二），加上本 身的教學經驗，先擬出學習本單元時，學生可能產生之錯誤類型，再邀請具有教 學及測驗編製經驗的2 位學者及 4 位中學教師進行討論審核，確認錯誤類型的內 容是否有不合適或重複的地方，最後確認本單元，學生可能產生的錯誤類型共有 28 個，研究者並將每一個錯誤類型與相關的子技能產生對應，詳細內容請參閱 表2-1-6。
根據子技能一覽表（附錄一）及錯誤類型一覽表（表2-1-6），專家知識結構 圖（圖3-2-2），先行擬定貝氏網路圖草稿，再邀請具有教學及測驗編製經驗的 2 位學者及4 位中學教師進行逐題審核，完成「等差數列」貝氏網路圖初稿，如圖 3-2-3 所示，右一（INDICATOR）等差數列之分年細目；右二（SKILL）為該分 年細目下之子技能，亦即為本研究所稱的知識結構；右三（BUG）為各子技能 可能發生的錯誤類型；右四（ITEM）則為該錯誤類型所對應之診斷試題。
圖
3-2-2 等差數列單元專家知識結構
ITEM BUG SKILL INDICAT
Item01 Item02 Item03 Item04 Item05 Item06 Item07 Item08 Item09 Item10 Item11 Item12 Item13 Item14 Item15 Item16 Item17 Item18 Item19 Item20 Item21 Item22 Item23 Item24 Item25 Item26 Item27 Item28 Item29 Item30 Item31 Item32 Item33
B1
本研究之貝氏網路圖初稿須待適性測驗試題預試完成後再一次檢討，如果個 別試題的鑑別度低於0.25 以下或者以 SPSS 軟體分析之個別項目刪除時的 Cronbach's Alpha 值降低則考慮進行修題。若因測驗試題需要修正，而改變子技 能節點與錯誤類型的連結或錯誤類型與對應診斷試題的連結，則需同步修正貝氏
c 166，166，166，166，166 d 12，13，15，18，22 e 1，3
表
3-2-1 診斷測驗試題檢核表（續）
作答反應，找出等差數列單元的學生試題結構，其理論基礎源於Airasian & Bart (1973)的順序理論(ordering theory;簡稱 OT)，而分析工具採用「無參數試題反應理論與試題順序結構分析法之多點計分整合模式」（郭伯臣，1995）中所開發之 試題結構分析程式。本研究採用此軟體分析學生的試題結構，再運用測驗試題與 子技能的對應關係，其結果不僅可建立學生知識結構，也可作為電腦化適性出題 的依據，達到適性診斷測驗之省題目的。
圖 3-2-4 為 OT 程式分析預試試題之學生試題結構圖，圖 3-2-5 為學生部分 試題結構圖，圖 3-2-6 則為學生試題結構圖轉化成學生知識結構圖之示例，圖 3-2-7 為部分的學生知識結構圖。
圖
3-2-4 等差數列單元學生試題結構圖
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3-2-5 等差數列單元部分學生試題結構圖
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3-2-6 等差數列單元學生知識結構圖
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3-2-7 等差數列單元部分學生知識結構圖
六、試題上傳成為線上題庫系統本研究採用以知識結構與貝氏網路為基礎之電腦化適性診斷測驗（Bayesian network based adaptive test, 簡稱 BNAT）系統作為適性診斷測驗的平台。為完成 線上電腦化適性診斷測驗，在此，除了需上傳已修改完，確定正確無誤的測驗試 題外，尚須上傳兩項資料，一為OT 所建立之學生試題結構，以作為適性測驗的 出題順序，二為以人工閱卷的方式分析學生錯誤類型與子技能的有無，建立學生 錯誤類型與子技能檔，作為訓練貝氏網路所需的訓練資料集，以產生自動化的認 知診斷模式。
七、結合專家及學生知識結構以編製補救教學結構
本研究之補救教學結構是將專家知識結構結合學生知識結構，彙整編製而 成，如圖3-2-8 所示，此結構主要作為補救教材及補救媒體的設計依據，並提供 給教師進行補救教學時的補救流程參考。
(S2)瞭解數列的一般表 示法及相關名詞解釋 (S1)能辨別何謂數列
(S12)能運用公差，算出 數列中某些項的值 (S3)能辨別有限、無限
數列
(S13)瞭解等差數列第 n 項 an的公式 an＝a1＋(n－1)d
(S6)能找出生活中的 數形變化的規律
圖
3-2-8 等差數列單元補救教學結構圖
八、編製等差數列補救教學教材、補救媒體
本研究的實驗設計採準實驗不等前後測控制組設計，實驗時間是在99 年 2 月～3 月，約 3 個星期。以下就整個實驗流程加以說明：
（一）實驗階段一（教學階段）:
本階段主要在檢驗不同電腦態度組的學生，在接受不同教學模式後的學習成 效。在正式進行實驗教學前，二組均需參加起點測驗並填寫電腦態度量表，起點 測驗是使用南一版98 學年度第一學期第三次段考複習卷為測量工具，測驗時間 在99 年 1 月。正式實驗時，實驗組進行資訊融入教學模式，教學地點在一般教 室中，教師使用自編教學手冊，學生使用自編單元講義，而教師一邊操作電腦與 投影機將教學多媒體呈現在投影布簾上，一邊對所呈現之內容輔助說明，與學生 產生互動。控制組則進行傳統教學模式，教學地點在一般教室中，教師使用經教 育部審定之備課用書，學生使用經教育部審定之課本，此時，教師進行傳統講述 教學法，並使用黑板與粉筆，將教材內容呈現在黑板上，加以說明。這一階段，
兩組班級均進行12 節課的團班教學活動，而在課程教學後均進行第一次電腦化 適性診斷測驗（前測，1 節課）。
（二）實驗階段二（補救教學階段）：
主要在探討不同電腦態度組的學生，在接受不同補救教學模式後的學習成 效。實驗組學生在接受第一次電腦化適性診斷測驗之後，教師參考電腦適性診斷 報告書，先選定欲補救之內容（錯誤人數最多的重點），在一般教室中，教師使 用自編教學手冊，學生使用自編加油手冊，而教師一邊操作電腦與投影機將補救 多媒體呈現在布簾上，一邊對所呈現之內容輔助說明，以進行一節課的資訊融入 補救教學；控制組學生接受第一次電腦化適性診斷測驗之後，教師參考電腦適性 診斷測驗報告書，選定欲補救之內容（錯誤人數最多的重點），在一般教室中，
教師與學生均使用紙張考卷，教師利用黑板與粉筆，將教材內容呈現在黑板上，
加以說明，以進行一節課的傳統補救教學。各組經補救教學後，均接受第二次的 電腦化適性診斷測驗（後測，一節課），而實驗組學生並填寫資訊融入數學教學 學習意見問卷與電腦態度量表。
（三）電腦化適性診斷測驗
研究之控制組（傳統教學組）與實驗組（資訊融入教學組）學生均在電腦教 室接受電腦化適性診斷測驗，而為探討電腦化適性診斷測驗的成效，答題者在做 完適性診斷測驗的部分後，均需將剩餘的試題做完。