電腦科技的進步，帶動視覺化設計成為電腦輔助學習中的主流，在電腦互動 介面中大量運用各種靜態或動態視覺圖像呈現教材內容，由於在知識建構過程 中，視覺性的學習扮演著重要的角色，尤其當表達一個學習者不熟悉的概念時，
電腦多媒體的表現，能讓學生對訊息做有意義的思考與多方的連想，科學性的概
念往往被視為較抽象的資料，這些資料的處理則必須透過具體的事、物來表現 (Rieber, 1994)。許多研究(Ayers, Davis, Dubinsky,and Lewin, 1988；Schwarz and Bruckheimer, 1990；Confrey, Smith, Piliero, and Rizzui, 1991 )皆指出電腦能發揮其 多媒體的優勢，透過動畫、繪圖軟體，提供學生對於函數的多種表徵方式，有助 於學生在多種表徵轉換的聯結能力與幫助他們解決在函數學習上所遭遇的困難。
雙碼理論(Clark and Paivio,1991)指出人的記憶系統主要包含兩個符號記憶系 統(Symbolic memory)：語言性系統(verbal system)、非語言性系統(non-verbal system) 又稱圖像(imagery system)系統，如圖 2-4-1。Paivio 認為當知識以語言系統與非語 言系統共同編碼時比單獨的語言系統或單獨的非語言系統的編碼更容易儲存於記 憶，此外，單獨的非語言系統比單獨的語言系統的編碼更能強化記憶。
Lakoff 和 Johnson(1999)認為大腦用很大比例透過視覺去感知或分析物件，大部分 的思考都建構在具體化的知覺及行為上，過去一些不易具體化的概念，如今拜電 腦科技所賜，強大的圖像功能能清晰地呈現概念的屬性，電腦確實為教學者與學 習者的一項便利工具(引自陳書于，2006)。電腦視窗化的結果，在使用上增加了切
圖 2-4-1 雙碼理論 (Clark & Paivio, 1991) Form: Dual coding education and education.
Educational Psychology Review,3, 149-210.
換適當工具的方便性，可以在相同或不相同的視窗中，表現不同的表徵形式及表 徵特性，達到多重表徵及其間連結的目的(左台益、蔡志仁，2001)；同時以動畫圖 像的方式呈現許多數學現象，提供學習者更強而有力的學習與知覺經驗，可以讓 學習者形成動態的內在表徵，使學習者對抽象的概念，能夠更具知覺的能力(鄭晉 昌，1997)。
從上述的學者看法中，以視覺為主的多重表徵，對函數的學習來說是比較好 的開端。Skemp(1978)指出，視覺符號系統是一種空間性質的抽象，傾向個人思考，
但具有統合功能，可以顯示整個概念結構外貌，亦可同時傳達很多概念，學習的 感覺也較直觀具體。
Markovits, Eylon,and Bruckheimer (1988)指出學生在初期的學習中，處理圖形 表徵比代數表徵容易，因為圖形是一種視覺化的表徵，函數圖形的呈現，對函數 性質的討論有輔助觀察的效果。
Antonio R., Quesada, Mary E., and Maxwell (1994) 從三個學期的修課生，共 710 名，針對「電腦繪圖計算軟體教學與傳統教科書教學對學生先修微積分的學 習成效之差異」進行研究，結果發現，參與電腦繪圖計算軟體教學的修課學生的 期末分數比接受傳統教學的學生高，並達顯著水準。從訪談結果得知，使用電腦 繪圖計算軟體教學的修課學生認為電腦繪圖計算軟體能幫助他們： (1) 更容易地 理解概念、(2) 提供確認答案的機會、(3) 能節省時間在冗長乏味的計算上。
從上述研究結果表示，電腦以動態圖像等視覺化呈現方式確實對學生的學習 有正面的成效，在動態連結多重表徵地教學環境中，強化學習者在多重表徵之間 的連結，幫助學生建立較完整的數學概念。
2.5 網路學習的發展與影響
在網路普及的時空下，遠距學習能突破時間和空間的障礙。遠距學習有其本 身的歷史背景，最初起源於十九世紀的函授教學時期，藉由郵遞往返的方式，傳 遞包含學習指南與作業討論的印刷資料，直到1970 年代初期英國開放大學的設
立，也將整體的系統觀融入遠距學習的設計與實施。而1975 年第一部個人電腦 Altair8800 的問世及隨後網際網路的盛行使得新一代的遠距教育逐漸崛起，從 1990 年代起，遠距教育開始利用電腦多媒體與網際網路等方式進行教學。依據美國教 育部(2005)的一項研究顯示，遠距教學已從大學普及至中、小學，約有三分之一的 美國校區已開辦互聯網式或視訊會議方式的課程。
我國自1994 年由教育部規劃「遠距教學先導系統」，設置「高速網路實驗平 台」，從稍早的實驗課程系統，至大規模擴辦校際及時群播遠距教學課程互選與學 分互認，截至1999 年累計已有八十餘所大專院校參與，至今比例仍不斷的提高。
教育部為提供多元的學習管道，已制定相關規範促使越來越多的大專院校開設數 位學習的課程，利用網路教學之方式，增加選課的多元性，同時也提供非正規教 育之外的學習環境，創造更多終身學習的機會。最近經建會擬訂的「挑戰 2008 」 國發計畫，也將數位學習國家型計畫列入「數位台灣計畫」中「 e 化生活」的第 一個重點計畫。顯見網路的崛起確實為遠距學習注入一股新勢力，電腦整合舊有 的傳輸媒介，成為學習者最必須的配備。網際網路的日新月異與教學系統的推陳 出新，許多學習管道均逐漸移至網路上。網路互動式學習軟體及動畫、音效的多 媒體，更能輔助傳統板書教學所不及之處，毋庸置疑地，線上教學的未來已受到 廣大的關注。
隨著資訊科技的突飛猛進，強烈地衝擊傳統教學與學習的型態，遠距教學突 破了時間與空間上的限制，隨著網路的普及，教學系統的推陳出新，越來越多學 習管道逐漸從課堂轉移到網路場域，網路的即時性、數位學習的互動性、多媒體 效果，更提供了學習者有別於傳統教學的一種新選擇，根據前文顯示，網路學習 有其正向發展的趨勢，不管對於學校正規教學的彈性或是社會非正規教學的終身 學習，均可能提供現代學習者在資訊化的時代更優良的選擇。網路學習的非同步 教學功能能更加符合以「學習者」為中心的學習型態，，例如：學生透過線上課 程，隨時都可依據自己的需求獲得學習資源，將對自己欲求得的知識擁有更多的 反思及回應的機會（Khan，1997；Owston，1997）。
使用網路教學，不僅在高等教育的領域中漸為普及，將更能符合前文中所述
2.6 網路教材內容的設計與呈現方式
雖然電腦多媒體能力：結合文字、圖片、影像、聲音等，強化了網路教學內 容與吸引力，但是如果媒體設計不當，甚至會分散學生的注意力並降低學習成效。
Berge, Collins,及 Dougherty (2000)建議網頁的文字資料應該簡潔明瞭並設計成較 短的段落或區域，將每一單元細分為片段有幾個好處：有助於內容的組織更容易 學習與記憶、有助於評量、僅需利用瑣碎的時間即可學習(Moore, Michael G. and Kearsley, Greg,1995/1999)；Lynch and Horton (1999) 更提出警告網頁上任何與教學 內容無關的項目只會分散學生的注意力；岳修平(1999)指出網路教學中，無論是文 字的美化、圖形、聲音、影像及動畫等的應用都必須適當規劃，考慮其所傳遞的 為主要資訊或是輔助資訊，不可因太過追求美工上的設計，反而混淆學習者對重 要訊息內容的學習。
另外，學習者的特性也將影響教材呈現的成效，Dillon and Zhu(1997)發現先 備知識強的學生喜歡文字資訊較多的網頁，而先備知識弱的學生易對於文字資訊 多的網頁感到厭煩，同時學習動機較弱的學生通常不會仔細地瀏覽網頁內容，他 們大多只是快速的略讀過而已。
而內容架構應遵循學習原則，本研究根據William and Diana(2000/2003)從研 究文獻中摘要出十六個學習原則之中挑選出適用於本單元教材設計的項目，摘要 分述如下：
(1) 複習以利學習：當多媒體單元開始時，先呈現前面單元的相關內容。
(2) 包含簡介及指明學習目標：一開始先呈現單元目標，用適合學習者的話陳 述學習者應該要知道什麼或做什麼。
(3) 要確定語文內容是有效的：課程單元必須用非常清楚、簡明的語言呈現內 容，段落的順序安排必須合理，避免非必要的中斷或離題。
(4) 舉例說明及示範：課程應包含視覺的範例，讓學習者能看見她們所要建立 的概念，實例與示範的數量必須足夠，並且逐漸增加複雜度，使學習者能 辨別概念細部。
(5) 讓學習者一步步成功：課程應包含補充資料、複習及總結等。
(6) 讓課程適合學習者：教材內容應適於學習者程度，對於不熟悉的專有名詞 必須加以定義。
(7) 指引要清楚：瀏覽及互動的指引要清楚，要用明確的字句小心解釋。
(8) 一次問一個問題：問題應該一次一題，並且合乎重點及相關性。
(9) 注重回饋：學習者答對時，應該讚美；答錯時，應該提供針對情況的回饋，
才能幫助學習者從他們的錯誤中學習。
(10) 教材應能引起學習動機：高互動、正確的步調、吸引學習者的布景主題 及介面設計，都是吸引和維持注意力的重要因素。
2.7 系統化教學設計模式
從1970 年代開始，教育科技者開始使用系統理論運用在教育科技領域上，以 增進學習效果，系統化方法是一種以較為微觀的觀點來看教學設計與發展，強調 有步驟、有邏輯性、有系統與線性的方式來思考解決問題的方法，較適合用來實 施「單元教學活動設計」(沈中偉，2004)。
系統化教學設計強調測驗評鑑的重要性，主張以學習者為對象的形成性評鑑 讓教學效果更加顯著，經由各設計階段不斷的評鑑與調整，讓系統化教學設計本 身能更臻於完善，而使用系統化教學設計模式來進行課程設計，確實有其優點 (Dick, Carey,and Carey, 2005:8)：
(1) 設計課程之前，能充分了解學習者的學習內容，能同時考慮到教學情境，
有助於學習者掌握學習重點；
有助於學習者掌握學習重點；