本章共分四節，第一節為研究動機，第二節為研究目的，第三節為研究問題，第四 節為研究限制。
第一節 研究動機
在課堂上使用黑板、粉筆為教學工具，有許多限制的存在，因此有許多教師想使用 資訊科技協助教學，以彌補使用黑板、粉筆教學的限制。近年來，政府大力推動班班有 有投影機，資訊融入各領域教學，因此使用投影機在課堂上教學機會變多了。目前常見 使用的有影片、Flash、PowerPoint 等等輔助來教學，出版社亦有相關電子書，但是這些 教師在課堂上使用均有其不適。因此製作一個適合課堂授課的教材就很重要。
在學習過程中，感官接受訊息後，要經過工作記憶區的注意和處理，才能轉為知識 及技能儲存在長期記憶區中。然而工作記憶區容量是有限的，在有限容量的情況下，與 學習無關的訊息將會占據工作記憶區。Sweller 等人(1998)歸納歷年來的研究成果，提出 教學設計原則，可分為開放目標效果、示例效應、完成問題效果、分散注意力效應、形 式效應、冗餘效應、變化效應。Mayer(2005) 更提出十個教材設計原則，其中包括多媒 體原則、空間接近原則、時間接近原則、連貫原則、型式原則、多餘原則、個人化原則、
互動原則、信號原則及個別差異原則等十個原則。基於認知負荷理論及多媒體設計原 則，教材經過適當的設計能降低學生的認知負荷，有助於學習者學習，但是課堂授課有
其變化性，需要依據學生學習狀態調整授課順序，因此可以隨意控制教材呈現的功能就 顯得重要。
基於認知負荷理論及多媒體設計原則，陳明璋博士提出「激發式動態呈現」，使用
AMA(Activate Mind Attention)系統，希望降低教材外部認知負荷，將步驟化、結構化的 教材呈現在學習者面前，提高學習效果。AMA 系統是改善 PowerPoint 的功能，教師可 以利用其中定位、作圖與互動按鈕功能增加呈現教材的方式，提高教材的品質，與授課 時的彈性。
本研究使用 AMA 系統在認知負荷理論及多媒體設計理念下進行教學設計的學習效 果研究。
第二節 研究目的
國中學生在學習自然與生活科技有許多單元時常會會感覺到相當困難，例如「浮力」
單元學生會被表面上相似條件所迷惑，如物體體積或液面下體積的選擇應用，物體質量 與浮力之間關連，物體密度及液體密度的關係，常常造成理解與用運用上錯誤。因此本 研究使用認知負荷理論及多媒體設計原則設計國中自然與生活科技「浮力」單元為教 材，探討激發式動態教學呈現能否降低學生認知負荷增加學生學習效果，並研究激發式 動態教學呈現對不同學業能力學生在學習成就的影響，及激發式動態教學呈現對學生學 習不同種類題型的影響。研究目的如下：
(一) 探討激發式動呈現對不同學業能力學生在學習成就上的影響。
(二) 探討激發式動呈現對學生在不同類型題目學習成就上的影響 (三) 探討激發式動呈現對不同學業能力學生在認知負荷上的影響。
第三節 研究問題
根據上述研究目的，本研究欲探討的問題如下
(一) 激發式動呈現對不同學業能力學生在學習成就的影響為何？
(二) 激發式動呈現對不同學業能力學生在認知負荷的影響為何？
(三) 學習成就與認知負荷的相關性為何？
第四節 研究限制
本研究是以課堂授課為背景下進行教學實驗，在此情形下，本研究的教學實驗中仍 面臨到一些限制，說明如下：
一、本研究以新竹縣某國中八年級四個班級為實驗對象，該國中有英語實驗班及國 樂班，因此四個班級是在一年級新生入學時扣除英語實驗班及國樂班後，依照 一年級新生就測驗採取 s 型編班，如欲推廣至其他年齡及區域的教學，需審慎 評估。
二、本研究中的研究對象，均非研究者原授課班級，實驗期間均請原授課教師於教
室後方休息，因此學生是否因為不同的授課老師，改變學生學習習慣，進而影 響教學實驗結果的客觀性，此為本研究的限制之一。
三、本研究為避免學生因課後補習而學習浮力相關內容，提前在學生未學習力學相 關課程之前實施教學實驗，是否因提前課程因而造成學習效果不同，此為本研 究的限制之一。
四、本研究利用平常的上課時間，共需三堂課，雖已按排在同一周內實施，但是學 生下課回家後是否有和同儕討論，進而產生影響，此為本研究的限制之一。