本章共分為五節，第一節闡述研究背景與動機，當「學什麼比教什麼更重要」時，學習 者中心顯得越來越重要，因此如何利用電腦判斷學習者情緒並給予回饋能使學習者受到重視 還有如何幫助英語學習低成就的學生是本研究之重點；第二節研究目的，探討不同的教學方 法是否可以達到學習成效與提升學習動機的差異；第三節研究問題，有三點待答問題；第四 節為範圍與限制，說明實驗班級和時間；最後第五節為名詞釋義，說明實驗中之重要概念。
第一節 研究背景與動機
當電腦與網路早已在大多數人生活中扮演不可或缺的角色之時，知識的取得不再侷限於 書本，而數位學習(e-Learning)儼然成為教學趨勢，因其功能不只提供單向資訊與知識，更 重要的是其提供學習者有自學學習的能力與不受時空限制的好處(劉耀明，2006)。而有效學 習的因素，除知識的獲取和技能的培訓外，好的情感表現也是創造成功的學習的重要因素 (Liu & Chi，2011)。數位學習系統無法考量學生的情緒已致於指導學生之成效有限，而為 使電腦更加人性化與智慧化，「情感運算」理論出現解釋這個問題 (Duo & Song，2012)，
於是出現了情感運算(Affective Computing)一詞。
情感運算從社會科學與心理學的研究中，電腦的世界裡完全沒有類似於人腦處理情緒的 機制存在，於是創立了情感運算這個全新的領域(鄭邦堅，2010)。透過臉部辨識、心跳、脈 搏、呼吸…等各種感應器取得生理訊號，藉此擷取出關鍵性參數經系統運算辨識人類的情緒，
故情感運算提供人們更好的成果也可能提高電腦決策能力。情感運算用於設計與評估情感式 家教系統用於數位藝術(Affective Tutoring System for the Digital Arts，ATSDAs)，藉由本體論 的語意分析設計一連串的建模及評估--意即當使用者輸入文字時，電腦藉由文字來分析情緒並給 予回饋 (Lin,Chen,Sun&Tsai，2012)。情感式數位學習模型的實驗模組建置於改善學生學習經驗，
探討情緒如何演變過程，學習過程和情感如何反饋可以用來改善學習經驗(Shen, Wang & Shen，
2009)。智慧型情感學習氛圍(Smart ambience for Affective Learning，SAMAL)的環境由 Kwok, Cheng,Ip 與 Kong(2011)提出獨特的環境媒介整合認知和情感的方法，以提高學習的環境。檢 測學習者的情感因為同儕的意見和反應，會有所幫助更好地了解他們的學習和參與行為 (Cheng, Hou & Wu，2011)。
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林群泰(2006)以虛擬代理人自我介紹及了解使用的情況，針對學習者情緒和知識上問題 給予關懷的學習網站，能使學習更有效率。柯姝伃(2010)設計與學習教材相關的幽默表演活 動，學生與虛擬助教進行互動能改善學生的學習。識別情感狀態並做出適當的反應來評估是 否繼續學習，將情感運算融入電腦為學習，稱為情感式家教系統(Affective Tutoring System，ATS)(Kort et al.，2001)。智慧型家教系統具有情緒管理能力，能在學習者學習 和情感反應時取得學習者的情緒。情感式家教系統對學習者的臉部表情收集樣本進行訓練，
可以偵測學習者的情緒，並進一步提出讓虛擬機器人管理學習者的認知和情感模型，增加互 動性和學習者的學習動機。Alepis 與 Virvou(2011)希望利用網路教學無所不在學習特點教 學，提供創作工具來協助給醫療助理讓它具有情感互動能力，使數位學習更類似人類的人機 互動。醫療指導者在醫療的電子學習中創造屬於自己的教育角色透過情感特徵輸入到學習 平台上跟學生互動，在此之前必須將可能的情緒狀態建模再配合不同的教學策略。謝宜君(2013) 也將情感式家教系統應用於貝殼教育課程的教學活動，讓學童自己學習，藉此培訓小小貝殼 導覽員。大部分的學生對於會計學的印象是一門艱澀的課程，使用 ATS 融入會計學補救教 學之中，希望對學習成效有所幫助(薛雅萍，2013)。
本研究將英語扎根計畫融入情感式英語扎根補救教學家教系統，設計適合國小學童學 習系統。透過情緒偵測給予適當的教材以及虛擬助教的幫助之下，跳脫傳統學習的限制，
以有趣和互動性的方式吸引學生學習，藉此提升其學習動機，並能達到學習成效的提升，
綜合以上所述，本研究的動機如下：(1)英語扎根學童代表其英語學習成就低落之學生為各 班英語成績排名最後 1/3 之低成就的學童。也就是說，在一般課堂的學習可能對這些學生 的學習動機幫助不大，因此本研究將導入不同的教學工具(在情感式英語扎根補救教學家教 系統學習之中藉由和虛擬助教的互動下)來協助學生學習並滿足學生學習當中情緒之需求。
(2)鑑於一般的教學對這些低成就學生們來說，無法達到學習成效，因此期盼透過情感式英 語扎根補救教學家教系統能提升該生之英語學習成效。也藉以了解系統使用的分布：在之 前的研究當中，情感式家教系統大多用於海洋教育、醫療、藝術及會計學上，較少使用於 英語科特別是補救相關方面的研究，所以本研究將把情感式英語扎根補救教學家教系統融 入國小英語扎根當中進行探究。
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第二節 研究目的
”No one left behind.”怎樣教學可以把低成就的學生帶上來，如何引起學生學習動 機以及成效一直是教學研究重點。如果一般的英語課程無論是傳統紙本、面對面教授、或是 一般出版提供的電子書教學皆無法滿足學生進而提升學生的動機及程度，那麼以情感式家教 系統融入英語扎根補救教學或許是個契機。Lin, Atkinson, Christopherson, Joseph 與 Harrison(2013)研究在多媒體學習時以動畫助教能影響學科內容的動機與學習成就。Mao 與 Li(2010)指出在學習系統中虛擬代理助教對於學習者的學習效果有顯著差異，因此虛擬代理 助教是可以幫助學習的。
根據前述之研究背景與動機，本研究將情感運算融入智慧型家教系統中，與一般智慧型 家教不同的是，可以以學習者的學習情緒和狀態做為課程的參考，在辨識學習者的情緒使用 情感運算運用在臉部和語意辨識提高辨識度。使得教學系統更加了解學習者當下的學習狀態，
進而透過虛擬機器人和學習者互動進行回饋。本研究將以國小四到六年級學童為主要對象，
設計一套英語學習領域的教材融入情感式英語扎根補救教學家教系統中之教學系統。並將此 系統實際應用在教學現場，比較一般英語教學和情感式英語扎根補救教學家教系統教學在學 習成效和動機上的差異。
第三節 研究問題
根據前一節的研究目的，本研究將彙整如以下三點：
一 、 探 討 傳 統 教 學 和 情 感 式 英 語 扎 根 補 救 教 學 家 教 系 統 的 學 生 在 國 小 英 語 扎 根 學生補救課程學習成效的差異。
二 、 探 討 傳 統 教 學 和 情 感 式 英 語 扎 根 補 救 教 學 家 教 系 統 的 學 生 在 國 小 英 語 扎 根 學生補救課程中學習動機的差異。
三 、 在 使 用 情 感 式 英 語 扎 根 補 救 教 學 家 教 系 統 後 ， 學 生 對 於 系 統 的 使 用 及 回 饋 意見。
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第四節 研究範圍與限制
一、研究範圍
本研究將以台中市某國小四到六年級十四位學童為實驗對象，利用英語扎根班計畫學 生做課外的三十節做為英語扎根補救課程，而該班成員來源實屬於該年級的英語學習低成 就學童。
二、研究限制
1. 人數限制：僅以一班 14 人分布四到六年級間混合程度之英語學習低成就學生。
2. 時間有限：以扎根班計畫前後分別 10 節，共計 20 節
3. 課程內容：鎖定以字母、發音拼音家為主，以單字、句型還有學習方法為輔 4. 區域限制：以臺中市潭子區之低成就學生不能推測所有低成就學生的學習狀況。
綜合以上限制，不能推估所有本系統在低成就學生學習之狀況，更希望能有其他研究可 以本系統作為補救教學策略之參考。
第五節 名詞釋義 一、
學習動機本研究所指之學習動機乃採許繼德(2002)改編自吳靜吉、程炳林(1992)修訂自
Pintrich、Smith 與 McKeachie(1989)之「激勵的學習策略量表」(Motivated Strategies for Learning Questionnaire, MSLQ)中之動機量表，界定受試者之英語學習動機高低。受 試者在該動機量表中得分越高，表示擁有較高之學習動機，反之亦然。
二、
英語扎根計畫補救教學政府依據「行政院挑戰二００八」及教育部以及教育局重點計畫為提供英語學習成就 低落國小學生多元學習方案，提昇學習興趣以及趁早針對國小英語學習弱勢學生進行補救教
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學，弭平英語學習落差，彰顯教育正義，提撥經費補助學校辦理「英語扎根計畫」。針對對 象為：
１.英語學習成就低落，經學校認定有需要實施補救教學的學生。
２.以弱勢學生（原住民、身心障礙、外籍、大陸及港澳配偶子女、中低收入戶）且不與其 他方案重複者為優先。
３.以國小三年級（含）以上學生為輔導對象。
B. 實施時間：利用課餘時間總計三十節做額外補教教學。
三、
情感式英語扎根教學家教系統Ammer, Neji, Alimi 與 Gouarders(2010)結合情感運算和智慧型家教系統(Intelligent Tutoring System，ITS)成為情感式家教系統，讓具有情緒管理能力的智慧型家教系統在學 習者學習和情感反應時取得學習者的情緒。情感式家教系統收集臉部表情樣本進行訓練再偵 測學習者的情緒，提出讓虛擬機器人管理學習者的認知和情感模型，增加互動性和學習者的 學習動機。本研究將此系統特色融入英語教學教材，在施以給英語扎根之學生學習之用，故 稱為「情感式英語扎根教學家教系統。」