電腦輔助教學及其在教育上的應用

壹、電腦輔助教學

Taylor(1980)曾將電腦在教育上的應用歸納為三個＂T＂，即 tutor(導師)、

tool(工具)和 tutee(導生)。Tutor 指的是電腦作為教學者的功能，可以用來幫 助教師教學，協助學生進行學習，也就是國內過去所盛行的電腦輔助教學

(computer assisted instruction，簡稱 CAI)。電腦輔助教學經常被用來作為低 成就學生的補救教學方法之一，Kulik 與其同僚（1986）分析 192 篇有關電腦輔 助教學的研究，發現使用電腦輔助教學後，學生成績進步 11%，學習態度進步 32%，

綜合效果提高了 32%，且電腦輔助教學相較於傳統的教學方式，平均可以提高學 習成效 18%。

CAI 是以電腦作為教學媒體，協助教師教學，輔助學生學習教材，達到個別 化、補救教學或精熟學習的編序教學活動。教師可透過電腦與教學軟體，將文字、

圖片、動畫、聲音和影像等各種多媒體，有效整合成為教學教材，提供學生多元 化、多感官的學習，也能針對學生的能力差異及學習進度，提供個別化的學習活 動，增進自我導向的學習，同時能記錄學生個別學習表現，提供教師調整教學的 依據以及提高教師高層次技巧的教學（McLanguhlin & Vacha,1992；Slavin, 1989；沈易達，1996；徐智杰，2002；裘素菊，2004；吳佳穎，2009）。

Selwyn 與 Bullon（2000）表示生活在進步的社會裡，使用資訊科技於課程 的學習，將會比傳統教具有學習的優勢與動力刺激，也更能吸引學習。溫嘉榮

（2003）亦表示，資訊科技位學習提供一個極佳的教學傳播環境，此一變革會持 續對教學活動產生影響，並衝擊到師生在教學現場的角色。

電腦輔助教學依其不同功能，可分為以下幾種型態（Budoff & Hutten, 1982；

王立行，1995；張宵亭，1997；裘素菊，2004；蔡俊傑，1994；鍾樹椽，1995；

吳佳穎，2009）：

一、指導式（tutorial）

由電腦扮演教師的角色，教導學生新的知識概念，以電腦呈現教材和資料供 學生學習，最常使用在一對一教學時使用。

二、練習式（practice/drill）

主要功能在對一些新的技術或事物的熟練度或是對於已教過的教材提供反 覆練習的機會，增加學生學習記憶，以期達到精熟的程度。在練習式電腦輔助教 學，學生作答後電腦會依據學生的正確或錯誤反應，給予立即回饋或提示指引，

幫助學生避免重複錯誤，以達到適性練習的目標。

三、模擬式（simulation）

利用電腦提供學習者一個模擬的學習環境，主要是讓學生身歷其境，使學生 能藉由模擬教材，學習與實際情況的相同經驗，除了避免真實情境的危險性，也 讓學生能安全反覆練習。

四、遊戲式（games）

是讓學習內容或教育目標融入遊戲中，通常以競賽方式進行，一方面讓學生 學習或熟習技能與知識，另一方面遊戲具有娛樂性、挑戰性，可以提高學生學習 興趣與動機。

五、問題解決（problem solving）

學生使用已學會的技能來解決挑戰性的問題，電腦呈現問題或呈現資料，學 生提出假設、進行實驗、驗證資料及結果。Mayes（1992）指出問題解決式引導 學生教過一些訓練，學生能學習到要學的內容也發展高層次思考及創造高水準的 技能，以適合特殊的需求。

表 2-3

資料來源：修改自張亭霄（主譯）（2002）。教學媒體與學習科技（原作者：Robert Heinich 等）（220-223）。 台北市：雙葉書廊。

電腦輔助教學具有下列優點（Hannaford, 1983；Reith & Woodward, 1997；

洪榮昭，1992；楊坤堂，1995；楊儒仁，2010；計惠卿，1996；蔡昆穎，2004）：

一、教材設計互動活潑：電腦輔助教學透過多媒體的應用，可以呈現豐富的圖片、

即得知學習成果，在練習過程中，電腦也能提供教學提示，降低錯誤產生。

五、資訊管理：教師可以利用網際網路擷取各項媒體，能更有效快速處理各種形 式的資料：圖形、文字、音訊及影片，並可為每一個個別學生準備教材（特別是 為特別的學生）及監視紀錄其學習進度及情形。

六、經濟效益：以電腦設計的教材，可以加以複製修改，提供給更多學生與教師 使用，更能有效管理和善用資源，推廣流通愈廣，效益愈大，以充分發揮「物盡 其用、貨暢其流」的理想。

與單獨傳統式的老師直接教學相比較，電腦輔助教學更能引發學生的學習動 機、正向的學習態度，且有較好的學習效果、增進學習成就及學習保留等效果

（Batey, 1986;Capper & Copple, 1985；Rupe, 1986;Stennett, 1985）。九年 一貫課程也強調資訊融入教學，教師以電腦為工具和教材，不過教師與學生間的 人際互動無法用電腦取代，教師如果能根據學生程度擬定合適的學習目標，再適 當運用電腦於教學上，更能發揮電腦輔助教學的優點（徐享良，2005；潘裕豐，

1996）。蕭金慧（2001）亦提到教學者如果除了能在電腦輔助教學軟體的回饋外，

提供傳統教學的引導及教學回應，可達到學習上加乘效果。故電腦輔助教學是教 師利用電腦作為教學工具，由電腦呈現教學內容，而學生和電腦互動，協助其達 成學習目標，也能紀錄學生個別學習狀況，改善傳統中學生被動的角色（沈易達，

1996；潘裕豐，1996）。

二、電腦輔助教學在教育上的應用

電腦輔助教學具有上述所提到的特性及優點，能有助提升學生的學習成效與 動機興趣。電腦輔助教學用於學習障礙、低成就學生會比一般生更有效，當其與 數學課程相結合，學習效果特別好，學生也能從電腦獲得聽覺回饋以及雙重核對 答案的機會（Joiner, 1980；Fisher, 1983；Lerner,2003）。美國全國數學教師 會（National Council of Teachers of Mathematics, 2008）亦強調有效率的

教師要能利用科技的最大潛能幫助學生學習、刺激其興趣和提高數學精熟度。

續表 2-4 全智輔學系統，是建構在Windows NT4.0作業系統上，並使用MyDQL3.22.34作為 後端資料庫，系統選單及大部分線上教材是使用flash製作。鄭人豪（2004）利 用Microsoft Powerpoint軟體所設計的教材，其教學步驟主要是參考古明峰

（1996）所提出的語意結構圖示策略加以修改編制而成的。劉光漢（2005）是以 Microsoft所提供的Visual Basic 6.0成是為發展工具，所設計出時間概念電腦 輔助教學軟體，教學內容上以聲音、文字、圖形等不同表徵形式呈現。吳惠娟

（2006）使用麻省理工學院發布的一個基於java且適合所有不同類型電腦使用的 程式軟體StarLogo，Version2.1版。謝易真（2008）參考Mayer（1992）解題歷 程與Greeno（1987）的圖示系統，再加上葉雪梅（1990）所提出的增加問句，使 用flash編制的一套教學軟體。劉蕾（2009）亦是參考Mayer的解題策略理論所開

發設計數學家減法教學軟體。

（二）使用現有教材軟體：

吳雅琪（2003）是以有愛無礙for kids 網站（www.dale.nhctc.edu.tw）

數學多媒體CAI 的加減乘除法部分為電腦融入教學的資源，有彩色生動的畫面及 圖片策略輔助兒童理解文字題的題意，協助兒童學習解題。張競文（2007）所使 用的電腦教材為臺中縣南陽國小汪忠義教師利用Authorware 6.0編輯軟體所編製 而成的教材。洪聖斐（2010）採用「2008教學媒體獎」第三名林天貴老師的作品

「金錢與消費CAI」

綜合研之，從表 2-4 的研究發現，早從 1993 年到最近 2010 都有學者針對電 腦輔助教學各主題做研究，採用的方法大都為單一受試研究法（潘俊琪，2001；

吳連滿，2002；徐智杰，2002；鄭人豪，2004；劉光漢，2005；魏淑娟，2005；

張競文，2007；許瑞玲，2007；楊依萍，2007；謝易真，2008；劉蕾，2009；洪 聖斐，2010；楊玉如，2010）共十三篇，且電腦輔助教學對於特殊生或低成就學 生數學能力的學習皆有良好立即與維持效果，因借助電腦的特性及優點，學生的 數學學習動機及態度皆有進步，足見電腦輔助教學的重要性及成效。

另外，研究者也發現大多數研究對象為智能障礙學生（潘浚琪，2001；吳連 滿，2002；徐智杰，2002；鄭人豪，2004；劉光漢，2005；張競文，2007；謝易 真，2008；劉蕾，2009；洪聖斐，2010），且教學多數集中在數與量、錢幣使用、

時間等單元，較少針對幾何單元進行教學。因此本研究以電腦輔助教學模式來教 導數學學習低落的新移民子女幾何單元，期能提升學生的數學能力與學習興趣。