緒論

本章將說明本研究之「研究背景與動機」、「研究目的與問題」、「名詞定義」、

「研究範圍與限制」。

第一節、研究背景與動機

研究者曾經擔任國小自然科任教師四年，在擬定研究題目時是擔任導師，隨 著職務的異動，目前擔任自然與生活科技的教學。擔任導師時，對於班上學生在 自然與生活科技的學習，想略盡棉薄之力，左思右想之後，研究者認為電腦輔助 學習 CAL（Computer Assisted Learning）將是最可行的方法，因為電腦輔助學習 既可以輔助學生學習，又可以在不干涉自然與科技教師的教學下進行；另一方 面，研究者希望可以將這個研究成果，放在網路上，提供給全國教師參考及提供 給學生進行再一次學習的資源。

使用電腦輔助學習，符合雙碼記憶理論（Dual­code memory theory）。雙碼理 論認為學習者對外在事物可以分別接受視覺（visual）和語文（verbal）的刺激，

並建立視覺和語文的心理表徵，同時在視覺和語文也建立起連結（connection）

的通道（Mayer & Anderson, 1991）。此種理論主張，學習者要從記憶中檢索資訊 時，可從語言或視覺的通道回溯，多了一重回想的線索，有利於學習結果的建立 與保留。電腦能結合文字、圖形、動畫、語音及視訊多媒體系統，由此建立的多 媒體電腦輔助學習，有利於學生同時建立視覺及語文的表徵。

電腦輔助學習讓學生可以自由的學習，而且能立即獲得回饋，與傳統教學相 較之下，壓力是比較小的。除此之外，（Thomas & Boysen,  1984；引自林秀美，

民 85）認為電腦教學可提供：經驗（experience）、告知（informing）、增強

（reinforcing）、整合（integrating）、利用（utilizing）等五種功能。透過電腦輔助 學習的操作，可以拓展學生的學習管道，也可以讓學生認識數位化的學習，在將

來可以透過網路來進行「終身學習」。Dwyer（2002）認為，資訊科技在 1980 年 代只是一部教學機，但現在是我們終身學習的配套元件（toolkit）和心靈倉庫

（mindstore）的忠貞伙伴。

在二十一世紀的今天，科學知識與資訊成長極為快速，任何人都無法以現有 有限的知識，來面對這瞬息萬變的世界，所以培養學生具有終身學習能力，成為 現今教育所重視的課題（鄭秀芬，民 92）。針對這樣的理念，我國教育當局提出 了「國民中小學九年一貫課程綱要」，以培養具備人本情懷、統整能力、民主素 養、鄉土與國際意識，及能進行終身學習之健全國民為主要目標。這項政策於九 十二年二月二十七日實施。

由於電腦軟、硬體的快速進步，尤其在影像、圖形、動畫、聲音、文字的執 行速率，更是大幅提升，然而，硬體價格卻逐漸下降，因此，電腦有家電化的趨 勢，隨著電腦的普及，坊間的電腦輔助學習教材，也如雨後春筍。但是，製作電 腦輔助學習教材，必須把握住基本原則，邱貴發（民 85）認為電腦輔助學習的研 究設計應由學習理念主導，不應該在沒有教育觀念的情形下，被電腦科技拉著 跑；不論電腦科技如何進化，當要把電腦科技運用在學習上時，應先以教育觀點 考量電腦科技在學習上的可用性。

在電腦輔助學習教材的設計上，包括了學習者的學習與設計者的教學策略，

而建構主義的教學策略在科學教育，是備受重視的。羅豪章（民 87）以互動式電 腦多媒體設計理念，結合認知心理學、建構主義、情境認知學習理論、鷹架理論、

知識系統結構理論以及超本文連結概念，配合國中理化課程標準，自行設計一套 電腦輔助學習教材，並由實證研究後顯示：經由 CAL 軟體的輔助學習可以幫助學 生在校獲致較好的學習成就。吳坤璋（民 89）結合學習環策略與電腦網路的研究 中指出：參與網路教學的學生比一般講述式教學的學生在自然科學成就測驗有顯 著差異。

第二節、研究目的與問題

本研究主要在探討如何製作一套結合學習環教學策略的建構式電腦輔助學 習教材。以此教材使學生在教師教完之後，可以進行再一次學習。基於「教師即 研究者」的理念，透過行動研究法，發展出一套電腦輔助學習教材。研究者希望 能將資訊科技融入自然與生活科技的學習領域，並將行動研究過程中所遭遇到的 問題和省思的心得，提出來和教師們分享。所以本研究的待答問題如下：

一、製作電腦輔助學習教材的發展歷程。

（一）、製作電腦輔助學習教材的發展歷程為何？

（二）、製作電腦輔助學習教材及使用的過程中，所遭遇的問題為何？該如何 解決？

二、探討本電腦輔助學習教材的學習成效。

（一）、全班的學生，利用本電腦輔助學習教材學習「池水的深淺看得準嗎？」

單元的學習成效，是否達顯著差異？

（二）、高分組與低分組學生，利用本電腦輔助學習教材學習「池水的深淺看 得準嗎」單元的學習成效，是否有差異？

（三）、不同性別的學生，利用本電腦輔助學習教材學習「池水的深淺看得準 嗎」單元的學習成效，是否有差異？

三、研究者所製作的電腦輔助學習教材學生是否感興趣？

第三節、名詞定義

本研究中所提及的重要名詞計有 （一） 電腦輔助教學 （二） 電腦輔助學習 （三）

迷思概念（四）學習成效（五）高分組與低分組（六）行動研究（七）學習環等 七項，茲分別敘述如下：

一、電腦輔助教學（Computer­assisted Instruction，簡稱 CAI）：電腦輔助教學是 一種直接運用電腦交談模式來呈現教材，並控制個別化學習環境的教學過程

（黃慧美，民 91。）

二、電腦輔助學習（Computer­assisted Learning，簡稱 CAL）：教學者依據教學和 學習目標，並根據學習原理，所設計出的電腦應用軟體，以電腦作為教學的 媒介，使學習者可以自己掌控學習過程來進行學習。（黃瑞龍，民 92）

三、迷思概念（misconceptions）：本研究所稱之迷思概念，係根據教育學者郭重 吉（民 77）的研究：「個人的原有概念，並不一定與科學上的概念相符合，

有時是不完整，甚至是完全錯誤的。科學教育學者將此種與現行科學概念有 所抵觸、錯誤、不完備的概念，稱為迷思概念」

四、學習成效：指學生在學習前、後所得分數的差異，後測比前測得分的差異越 大，表示學習成效越好。

五、高分組與低分組：本研究以前測得分最高的 27﹪為高分組學生，前測得分最 低的 27﹪為低分組學生。

六、行動研究：指教師、校長、行政人員等即研究者，所執行的系統性探究。而 此系統性探究是在教學或學習的環境下，去搜集有關學校運作、教學或學習 的資訊。搜集這些資訊的目的是要得到更深的理解及對實務的省思，以使學 校的運作更順暢、使教學更順利、使學生的學習有更好的效果 （Mills, 2000）。 七、學習環（Learning Cycle）：本研究採用 Lawson (1988;  引自 Lawson, A. E., 

Abraham, M. R. & Renner, J. W., 1989)所主張的學習環，分為三階段：探究

（exploration）、名詞引介 （term introduction）、概念應用 （concept application）。 第四節、研究範圍與限制

本節將本研究之研究假定與研究限制敘述如下：

一、研究假定

（一）、研究樣本及參與軟體評鑑之教師均能本著研究精神，確實填答。

（二）、參與本研究的樣本已具備電腦基本使用能力。

二、研究限制

（一）、本研究依班級抽樣，僅就台中縣某國小五個班中選取三個班級進行研 究，如需推論至其他學生，則尚待進一步驗證。

（二）、本研究的課程教學內容乃依南一書局所編的國小四年級自然與生活科 技的「池水的深淺看得準嗎」單元進行研究，如需推論至其它單元，

則尚待進一步驗證。