第三章 研究設計與實施
第二節 研究對象
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本研究將性別作為背景變項之ㄧ,比較男女性別的學習者,有無使用具 有「測驗回饋機制儀表板」的線上測驗系統,在理化學習成效、理化自我效能,
以及理化科技接受度是否具有顯著的差異。
2、認知風格
本研究將認知風格定義為學習者在接受問題情境時,偏好採取的問題解 決行為模式,本研究根據學習者在「團體藏圖測驗(Group Embedded Figures Test, GEFT)」的施測結果,將高於及低於整體平均分數之學習者分為場地獨 立和場地相依兩種類型(吳裕益,1987),比較兩種類型的學習者,有無使用 具有「測驗回饋機制儀表板」的線上測驗系統,在理化學習成效、理化自我 效能,以及理化科技接受度是否具有顯著的差異。
3、先備知識
本研究將先備知識定義為學習者在理化單元課堂上課結束後,使用線上 測驗系統進行自學複習之前,對於理化學習單元所具備的基本知識,本研究 根據學習者在「理化科學習測驗」前測所獲得的分數,得分愈高,表示學生 在該單元的先備知識越多,得分愈低,表示學生獲得的先備知識越少。本研 究根據整體學生在「理化科學習測驗」前測的平均得分,將學生分為高低先 備知識之兩組,比較兩組學習者,有無使用具有「測驗回饋機制儀表板」的 線上測驗系統,在理化學習成效、理化自我效能,以及理化科技接受度的後 測得分是否具有顯著的差異。
第二節 研究對象
為了探討國中學生有無使用具「測驗回饋機制儀表板」的理化科線上測驗系 統進行單元複習,在理化學習成效、理化自我效能,以及科技接受度是否具有顯 著的差異,本研究以新北市某一所國民中學二年級的兩個班級學生為研究對象,
兩個班級的理化科授課老師相同,且授課進度亦相同,將其中一個班級隨機分派 為採用有「測驗回饋機制儀表板」支援理化科目光學單元測驗學習之實驗組,一
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共 26 人(男生 15 人、女生 11 人),另一個班級則分派為採用沒有「測驗回饋機制 儀表板」支援理化科目光學單元測驗學習之控制組,一共 24 人(男生 12 人、女 生 12 人)。
有別於其他基礎科目皆於國小求學階段即開始學習,學生於國中求學階段才 開始接觸到理化科目,而「光的單元」為國中二年級理化科目單元中較為抽象難 學之學習單元,因此本研究以「光的單元」作為實驗範圍,配合教師的授課進度,
提供實驗組與控制組學生使用線上測驗系統進行本單元之複習實驗組與控制組 每週各有三堂的理化課,上課地點在一般教室,老師使用傳統的教學方式進行課 程,實驗組與控制組均由理化老師進行為期一週共三堂課的「光」單元課堂教學,
接著在第二週分別於電腦教室使用線上測驗系統進行兩次測驗與複習,每次測驗 與複習時間各為 50 分鐘實驗組使用線上系統複習如圖 3-2 所示,而控制組使用 線上系統複習如圖 3-3 所示。
圖 3-2 實驗組使用線上系統複習情形
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圖 3-3 控制組使用線上系統複習情形 第三節 研究工具
一、線上測驗系統
過去傳統測驗提供的學習回饋方式多為教學者告訴學習者測驗題目的正確 與否,以及採用班級為單位進行題目與選項的講解,較少針對個別學習者測驗答 題的情況予以回饋。本研究為了瞭解不同測驗回饋機制對於學生學習成效、自我 效能,以及科技接受度的差異,因此開發了一個線上選擇題測驗系統,作為學生 課堂學後之複習之用。本線上測驗系統使用 HTML+PHP+Javascript 程式語言撰 寫,「測驗回饋機制儀表板」的圖像則採用 Javascript 中的 anychart.js 套件完成,
系統操作說明如下。
在作答階段,實驗組和控制組兩組學生在填答理化科測驗題目時的介面是相 同的,如圖 3-4 所示,進入作答頁面時,左邊會呈現題目的編號,一共有三十題,
紅色是正在填答的題目,綠色圓圈表示已經作答過的題號,中間主要的頁面則為
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題目的內容,包含題目敘述、圖示,以及四個答案選項,學生全部題項填答完畢 後,按下左下角的圖示代表「我要交卷」,即可完成該次測驗的作答,作答時間 以二十分鐘為限,作答時間結束時,尚未交卷的學生,系統會統一停止作答功能,
並將學生作答結果送出。本研究以理化科目當中「光的單元」為例,其中「光的 單元」又可再細分為「光的傳播」、「光的反射與面鏡」、「光的折射與透鏡」、「光 學儀器」以及「光與顏色」等 5 個部分,每個部分均有 6 個測驗題目,總計 30 題。
圖 3-4 線上測驗系統填答介面
實驗組和控制組在使用此一測驗系統時,主要的差異來自於是否提供「整體 測驗歷程的回饋和複習的資訊內容」。提供實驗組使用的「測驗回饋機制儀表板」
介面如圖 3-5 及圖 3-6 所示。在學生填答完測驗之後,測驗系統會提供學生如圖 3-5 的答題結果統整報告,統整報告的介面一共分成三個區塊,上方為目前測驗 的單元名稱,左側為測驗答題的總正確題數與錯誤題數,以及測驗結果的綜合評 語,中間的區塊則是根據答題的正確與否以及時間快慢,將學生的答題結果進行 分類。
傳統的測驗通常只是告訴學生每一題答題正確與否,然而,學生在填答測驗 題目時的速度也會反應其對於該測驗題目所測量概念的熟悉與理解程度,主要的
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原因為人們在學習過程中,會將所接受到的資訊經過感覺駐留、選擇性注意、短 期記憶、長期記憶和反應等五個階段,當需要提取過去的學習記憶時,可透過關 鍵性的線索從長期記憶中提取相關的資訊,將此資訊轉送至短期記憶,進行分析 與彙整的作業後,再供人們使用。另一種方式則是直接從長期記憶中提取送至反 應器,可直接自動化的使用此記憶資訊(郭文金、劉嘉茹、柳賢,2015)。亦即若 人們對於某項記憶較為精熟,則其可耗費較少的時間獲取所需要的資訊,直接作 出反應行為(Magill, 2007),可藉由反應時間(reaction time, RT)作為瞭解學生對於 理化科光單元概念的理解與熟悉程度之依據,當學生對此概念的熟悉與理解程度 愈高,其在作答時的反應應該會愈快,如果不夠理解該概念,則可能需要較長的 作答時間來思考,或者越容易產生錯誤。因此,本研究將學生答題的正確與否,
以及時間快慢作為測驗回饋資訊的設計依據。此外,測驗題目的難易度會直接影 響學生分析題目的時間,當測驗題目愈難愈複雜時,學生則需要花費較多的時間 進行分析(陳茂雄,2017)。
綜合上述可知,學習者在填答考卷時會依據其內隱知識的搜尋、擷取,以及 重組,判斷該題目的答案,此過程中學習者會依據其對該題目的精熟程度,在填 答反應時間上有速度的差異。換言之,學習者對題目意涵的精熟程度與反應時間 可做為判斷學習者在學習過程中,是否已成功地將知識內化於個人的知識庫中,
並可快速提取出來。因此,本研究根據上述學習者對光單元每一測驗題之答題正 確與否,以及該題個人作答時間與全班平均時間的比較,將學生的答題結果分為 A、B、C、D 四類,包含:A 型「精熟(又快又對)」、B 型「理解但不精熟(慢但 是對)」、C 型「完全不理解(慢且錯)」及 D 型「理解錯誤或猜題(快但是錯)」,這 四類分別代表的學習精熟程度為,A 型為精熟(又快又對):答題正確,且作答時 間少於全班在該題的作答平均時間,表示相較與班上的同學,這些題目是屬於精 熟的;B 型為理解但不精熟(慢但是對):答題正確,作答時間高於全班在該題的 作答平均時間,表示學生對於此題目概念是理解的,但是較不熟悉,需要花費比
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較多的時間提取和分析記憶;C 型為完全不理解(慢且錯):答題錯誤,且作答時 間高於全班在該題的作答平均時間,表示學生對此題目的概念理解和熟悉程度較 低,但其會比較慎思考量答題的選項是否正確;D 型為理解錯誤或猜題(快但是 錯):答題錯誤,作答時間低於全班在該題的作答平均時間,表示學生對此題目 的概念不精熟,亦較無心思分析題目的概念,直接以直覺或主觀判斷為主(Kagan, 1965)。藉由答題結果的類型讓學生能夠快速的了解他們在各題的作答屬於哪一 種類型,以及每個類型在整體學習結果的比例,希望引導學生能先從最需要加強 的部份(C 型)著手複習,並根據學生填答結果的類型,根據題數比例最高的類型 給與整體測驗結果的評語與說明,如圖 3-4 所示。
在圖 3-5 中,左側資訊顯示,該名學生的總答對題數為正確 4 題、錯誤 26 題,根據分析結果答題情形屬於 C 型,所以評語顯示「你對於這個單元的理解 程度有限,建議從完全不理解或是理解錯誤的概念優先複習,然後加強不夠精熟 的概念,有時間的話可再複習已經精熟的概念加深印象。」,而圖 3-5 的中間畫 面,則是各類型的比例大小(以圓形圖的大小表示比例對照)與題數,滑鼠游標移 到各個圓圈上,會顯示該類型錯誤的題號,學生可以選擇要優先複習的類型,如 果學生想要從較不精熟的部份(C 型)開始複習,可以直接點擊黃色圓圈,進入到 圖 3-6。另外若學生的答題情況屬於 A 型,其評語會顯示為「根據你答題的結果,
你在這個單元的整體學習精熟程度佳,可針對其餘不理解或不夠精熟的概念進行 加強,最後可再複習已經精熟的概念加深印象。」;學生的答題情況屬於 B 型,
其評語會顯示為「你對於這個單元的概念雖然理解,但還不夠精熟,需再加強,
其評語會顯示為「你對於這個單元的概念雖然理解,但還不夠精熟,需再加強,