第三節 第三節 電腦輔助教學 電腦輔助教學 電腦輔助教學 電腦輔助教學
一、電腦輔助教學（computer-assisted instruction，簡稱CAI）的涵義
電腦輔助教學的設計深受各種學習理論的影響，學習理論各家皆有不 同，電腦輔助教學的設計也因學習理論的不同而有不同的表現方式。以下是 因應不同的表現方式與不同學習理論所產生的各種電腦輔助教學設計（）：
（一）教導型 CAI
1. 古典制約和操作制約論：
Pavlov 的古典制約理論（classical conditioning）（張春興和林 能力指標 1
能力指標 3 能力指標 2
能力指標 4
清山，1985）提出教學上的四個重要原則，即增強、消弱、類化和辨別。
Skinner（1954）的操作制約理論（operant conditioning）說明了學習 是可保留的，而且可採取分解動作方式，將構成行為的各種反應，給予 有次序的學習式練習，直到每一反應學習成功後，再予以串連，即可完 成。Skinner 操作制約學習的 S-R 理論，其基本要點是學生在學習過程 須隨刺激的呈現而反應，個體行為的成長與變化可經由環境的設計與外 在來控制。將此學習理論應用在 CAI 教學時則產生編序式電腦輔助教 學，編序教學是將課本的教材，先按照內容的由淺入深、由易至難的一 定順序編排完成，而與編序教學相配合的電腦輔助教學是教導型 CAI 模 式（呂宜玲，2002）。
2. 學習條件論：
Gagne’（1985）將學習條件分為內在條件和外在條件。「內在條件」
是指學習者本身所擁有而對學習有幫助的因素。「外在條件」是指存在於 學習者外界但卻足以影響有效教學的各種刺激情境，而此情境是可以加 以安排或控制的。其教學理論在電腦上輔助教學設計上提供以下原則促 進學習效果：（1）引發動機與告知學習者目標。（2）導引注意。（3）刺 激回饋。（4）提供學習輔導。（5）提升保留。（6）增進學習遷移。（7）
引出表現並提供回饋。依 Gange 的學習條件論所產生的電腦輔助教學模 式是教導型的 CAI。
3. 意義學習論：
Ausubel（1968）認為學習必須配合學生能力與經驗的先備知識才會 產生意義，其在 CAI 的教學設計上的應用如下：（1）教材必須詳細規劃。
（2）提出前導組織。（3）呈現教材的方式必須隨時引起學生的注意（4）
在教材講解的過程，必須遵守漸進分化與統整調和兩個原則。因此其在 CAI 的設計主要以教導式 CAI 為主。
（二）問題解決型 CAI 1. 情境學習論：
Lave（1991）的情境學習論（situated learning）認為學習的發生 必須是活動（activity）、脈絡（context）與文化（culture）交互發生 作用的結果，學習者應置身於富含學習理念與行為的情境（community of practice）中，才能獲得真正的學習。因此，情境學習論者認為知識只 有在它所產生及應用的活動與情境中去解釋，才能產生意義。透過實際 的活動或情境來學習知識技能，易將學習成果轉移到其他類似的情境中 運用。知識絕不能從它本身所處的脈絡環境中被孤立出來，因此學習應 盡量提供一個實際的情境而非抽象式的符號邏輯環境。因此情境教學論 是運用於問題解決型 CAI，在電腦所提供的問題情境中解題並進行學習。
2. 錨式學習（anchoring learning）
情境認知的提出，引起了學界對傳統教學的反省。美國 Vanderbilt unversity 的認知科技群（Cognition and technology Group at
Vanderbilt；CTGV；1993）進一步提出了具體的教案及理論結構，她們 以情境認知的理論為基礎，運用新科技來研究學習者的知識結構，提出 了錨式情境教學法，強調要創造一具生成性活動的錨式情境教學法教 材，由此特點可看出錨式學習理論主要應用在問題解決型 CAI 上。
（三）練習型 CAI 1. 精熟學習理論：
精熟學習理論(Mastery Learning)是 Bloom（1968）所提出，應用 在教學上是以學生學習完教材後所應該表現的目標來界定精熟標準，然 後將教材分成小單元，教師於教學中使用「回饋/校正」程序，回饋是在 學生每學習完一單元後實施簡要的診斷測驗。精熟學習理論適合應用於 練習型電腦輔助教學之設計，以使學習者能透過反覆練習而熟練某一知
識或技能。
2. 歸因論：
Weiner（1992）的歸因論是解釋學習動機最有系統的理論。Weiner 將一般人行為結果之所以成功或失敗，歸納為以下六個原因：（1）能力。
（2）努力。（3）工作難度。（4）運氣。（5）身心狀況。（6）其他。歸因 論之所以受到重視，主要是該理論能從學生的觀點顯示學習成敗的原 因，將此理論應用在 CAI 的設計上時，應滿足學生的缺失性動機，進而 培養學生的學習動機，並使學生得到學習成功的經驗。此理論大多應用 在測驗型 CAI 或練習型 CAI。
（四）遊戲型 CAI
1.遊戲理論（Gaming theory）：
許多教育家窮畢生之力，研究各種學習理論，到最後卻發現再好的教材 或教法，都不如讓孩子從遊戲中快樂的學習（Norman，1981）。引發學習動機 並學習興趣持續下去，可以培養積極的學習態度；動機愈高，則學習者的態 度愈積極，電腦遊戲是增加學習動機的有效方法之一，而遊戲理論結合電腦 輔助教學技術，便形成所謂的遊戲型 CAI。
（五）其他
1. 認知發展理論：
Piaget 的認知發展（Cognitive development）是指個體出生後，
在環境中對事物的認識面對問題情境時的思維方式及能力表現，將隨著 年齡的增長與個體發展的成熟而逐漸改變的歷程。個體學習的基本歷程 是藉適應作用而改變基模（schema）的歷程，其方法為「同化」和「調 適」（Richard，1986）。應用 Piaget 的認知發展論在 CAI 的教學設計上，
必須考慮四點原則（洪榮昭、劉明洲，民 86）（1）按學生的思維方式教 學。（2）循學生的認知發展設計課程。（3）針對個別差異實施個別化教
學。（4）促進兒童心智發展的教育功能。
2. 建構學習理論：
建構主義（constructive）學習理論，認為學習乃是學習者以現有、
既有的知識，來建構新概念的主動過程（Osborne ＆ Wittrock，1983）。
心智有所改變才是真的學習，其中包括抽象符號、影像及內在行動表徵 系統的改變。因此在活動設計上，應（1）預先對學習作規劃。（2）架構 知識體系，使其容易學習。（3）教材的呈現有順序及效率。（4）適當的 獎懲回饋。（洪榮昭和劉明洲，1997）
3. 社會學習論：
Bandura（1977）的社會學習論（Social learning theory）強調個 體行為受環境中別人的影響，個體不必靠直接經驗，不須經由後效強化 作用，只需經由觀察模仿即可建立新行為或改變就行為。（張春興，1989）
分為四個階段進行。（1）注意階段：注意楷模所表現的行為特徵，並了 解該行為的意義。（2）保留階段：將觀察所見轉成表徵性心像或語言符 號，保留於記憶中。（3）動作再生階段：就記憶所及將楷模行為以自己 的行動表現出來。（4）動機階段：直接增強、替代性增強和自我增強，
可作為動機的三大歷程；學習者從觀察模仿學到楷模行為後，在適當的 時間將學到的行為表現出來（邵瑞珍和皮連生，民 80）。Bandura 這種非 結構化的社會學習理論，正是「模擬式 CAI」（simulation）的理論基礎，
因此當教師在設計 CAI 學習情境時，必須考慮學生的心理需求和認知理 論，並樹立良好的楷模典範，作為學生觀察模仿的對象。然而隨著網路 化的學習環境日益普及，學生不再是單一的學習者，Bandura 的社會學 習理論亦可應用在網路化 CAI 與合作學習上（洪榮昭和劉明洲，1997）
4. 合作學習論（cooperative learning）：
合作學習是有組織、有系統的教學，其學習活動方式是以小組型態
進行，但不同於一般的小組學習，進行合作學習需具備下列五項特徵：（1）
正向的相互依賴；（2）個人責任；（3）合作技巧（4）面對面的互動（5）
學生的反思。傳統式的教學常造成班級學生競爭的心態，而低學習成就 的學生在此環境下，容易產生退縮、缺乏自信及其他反社會的言行
（Slavin，1990）。因此合作式教學於八十年代被廣泛的應用在各個領域 與各年級，並獲得相當的成效，例如增加後設認知策略的使用、提高解 釋的層次、較好的學習成績、創造力、學習動機、責任感與社會溝通能 力。如何使傳統電腦輔助學習不再讓學生侷限於孤立的學習環境，透過 網路能跨越空間與同伴討論問題，以達成合作學習的效果，因此合作學 習論可在網路 CAI 上得到發揮。
本研究的目的在於建立一個不僅能適性的測驗與補救教學，更希望能夠 藉由網路的運用而施行測驗與補救教學，故為了不受時空限制而能夠即時進 行測驗與補救教學，故本研究所採用的補救教學設計以教學型與網路型為主。
第四節 第四節
第四節 第四節 分數 分數 分數、 分數 、 、 、小數 小數 小數 小數、 、 、比率與數線概念分析 、 比率與數線概念分析 比率與數線概念分析 比率與數線概念分析
一、 分數、小數、比率、與數線概念的意義 （一）分數概念的意義
當 a 和 b 皆是不為 0 的整數，且能夠化為 b a或
a
b的型態，則不論是 b a或
a b， 我們都稱之為分數。在整數計算教學後，分數概念的發展是發展新計算單位的一 個新階段，因此進行分數教學之前，普遍認為學生在整數計算方面的學習是分數 概念的基礎，其重要因素乃決定於整數單位量轉換活動概念的成熟度。因為學童 在學習分數之前的學習活動中應該已經能夠熟悉的運用「1」和「大於 1 的數」
所進行的相關活動，如測量或加減乘除計算。但對於「小於 1 的數」的處理卻還 未曾接觸。
關於分數概念的研究，不管是國內外都有學者進行研究。如 Kieren(1988) 提出分數概念的五種子建構：部分-整體、測量、比值、商和乘法運算。林碧珍
（1990）定義分數為 1.部分與整體模式、2.子集合與集合模式、3.數線模式、4.
商模式、5.比值模式。楊瑞智（2000）分析國小教材中各種問題的情境，得到分 數具有下列十種意義 1.部分-全部；2.子集合-集合；3.乘法運算元；4.等值分數；
5.整數除法的結果；6.分數是一個數/數線上的一點；7.平均（包含速率、密度）；
8.當量；9.比例中的比/比例尺/比值/比較量÷基準量；10.機率。
教育部編制之 92 年版「國民中小學九年一貫課程綱要」認為分數和小數即
教育部編制之 92 年版「國民中小學九年一貫課程綱要」認為分數和小數即