具促進學習之測驗回饋儀表板發展與使用研究－以國中理化科光的單元為例 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學圖書資訊與檔案學研究所碩士論文 Master Thesis Graduate Institute of Library, Information and Archival Studies National Chengchi University. 治政大具促進學習之測驗回饋儀表板發展與使用立 ‧ 國. 學. 研究－以國中理化科光的單元為例. A Test Feedback Dashboard to Facilitate. ‧. y. Nat. Learning Performance-A Case Study on the. n. er. io. sit. Unit of Light in Junior High School’s Physics al v Course i n Ch engchi U 指導教授：陳志銘教授. Adviser: Dr. Chih -Ming Chen. 研究生：許幃童 Author : Wei -Tung Hsu. 中華民國一百零八年四月 April , 2019. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(2) 謝辭撰寫論文是研究所生涯的終點，此時內心滿是感謝與喜悅。首先，對我的指導教授—陳志銘老師致上最誠摯的謝意，從研究主題的確認到研究架構的產生、實驗地點的挑選，老師不辭辛勞、一點一滴地將智慧傳授，給予研究問題與邏輯上的啟發，讓我在學術知識上有許多成長。也很感謝陳秀玲老師與陳揚學老師在口試時提出許多寶貴且精闢的建議，讓我看見論文中的缺失，使論文漸臻完善。再者，感謝協同指導的李明娟博士，帶領我一路從文獻探討、問卷擬定、統計分析，一字一句雕琢潤飾完稿，即使忙碌仍耐心的陪我解決撰寫論文所遇到的問題，. 政治大謝謝 DLLL 實驗室，每週兩次的 Meeting 提供我們很棒的學習空間，讓大家立. 若非這細心的指導與嚴謹的把關，論文無法如此順利產生，在此表達衷心謝意。. ‧ 國. 學. 能在這個環境討論成長。在這段學習過程中，除了師長的指導以外，更受到身邊許多同學與朋友的協助以及支持，感謝布丁學長，在 Meeting 報告時給予的方向、. ‧. 建議與分析; 感謝阿貴提供程式的協助，讓我順利地將設計的系統平台實作出來;. sit. y. Nat. 感謝維媛、庭瑋在行政上的處理，一同早起到林口國中做實驗施測，協助系統蒐. al. er. io. 集到這麼多實用寶貴的意見; 感謝張鐘、志帆、勁佑、思洋、宛儀、振凱在口試. v. n. 大小事情上的記錄、扶持與督促; 感謝實驗室學弟妹們幫忙我在實驗施測前多次. Ch. engchi. i n U. 的測試系統，讓平台測驗更加流暢; 感謝所上老師在研究方法、統計學上之諄諄教誨; 感謝傳萱助教總是親切地給予協助與關照; 感謝林口國中陳志賢老師、彭宇俊老師協助安排學生，讓我如期完成教學實驗。在研究生涯中，無論是精神上的支持砥礪或是實質上的教學指導，我都深深的記在心裡，由衷的感謝。最後，將這本論文獻給我的家人，我偉大的母親以及在天上的父親，謝謝你們在背後默默的鼓勵與包容，讓我在這段充實又滿足的學術之路上心無旁騖，順利取得學位; 最後期許自己在未來能有所成就，有所貢獻予家人、朋友、社會。幃童. 謹致. 中華民國 108 年 5 月. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(3) 摘要長久以來，測驗為評估學習者學習成效最為常見的方式，不但可協助教學者與學習者能夠立即地瞭解學習者目前之學習情況與問題外，亦可提供學習者回饋訊息，得以讓學習者進一步釐清與解惑當前學習之困境。然而，過去傳統一般課堂教學之測驗回饋形式多以「班級」為單位，由老師帶領學習者檢討測驗內容，較少考量每位學習者的測驗歷程均不相同，需要依據每位學習者的測驗情況提供回饋資訊，方才能夠真正地達到學習回饋的最佳效果。有鑑於此，本研究設計「測驗回饋機制儀表板」，並以理化科目中光單元為例，提供每位學習者個別化的測. 治政驗回饋資訊。本研究採用準實驗研究法，以某國中二年級兩班共 50 名學生為研大立究對象，其中一班 26 名學生被分派到採用「測驗回饋機制儀表板」的實驗組， ‧ 國. 學. 另一班 24 名學生則被分派到採用「傳統複習」的控制組，探討兩組學習者在理. ‧. 化科學習成效、自我效能以及科技接受度是否具有顯著差異。此外，亦進一步探討不同性別、先備知識和認知風格之兩組學習者在理化科學習成效、自我效能以. y. Nat. io. sit. 及科技接受度是否具有顯著差異。. n. al. er. 研究結果發現：(1) 採用「測驗回饋機制儀表板」的實驗組學習者，在理化. Ch. i n U. v. 科學習成效、理化科自我效能，以及科技接受度的表現均顯著優於採用「傳統複. engchi. 習」測驗回饋模式的學習者；(2) 相較於採用「傳統複習」回饋模式，採用「測驗回饋機制儀表板」對於不同性別、認知風格或先備知識類型之學習者的理化科學習成效與理化科自我效能的提升都具有顯著的助益；(3) 相較於採用「傳統複習」回饋模式，女性、場地獨立與場地相依認知風格以及高先備知識學習者對於採用「測驗回饋機制儀表板」的科技接受度顯著較高。基於上述結果，本研究建議加強推廣使用「測驗回饋機制儀表板」輔助理化科目的學習，協助學生依據自身的學習情況與需求進行學習與複習，藉此促進理化學習成效與自我效能。關鍵詞：儀表板、測驗回饋機制儀表板、學習成效、自我效能、科技接受度 i. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(4) Abstract For a long time, the test is the most common way to assess learners' learning outcomes. It not only allows instructors and learners to understand the learners’ current learning status and problems but also provides learners feedback information to help them clarify and solve difficulties in their learning. However, the traditional form of test feedback in general classroom teaching is mostly provided to the whole class, that teachers lead all learners to review the test results, but less consider the test process of each learner is different. It is necessary to provide feedback according to an. 政治大. individual’s test result to achieve the best effects of learning feedback. In view of this,. 立. this study designed the "test feedback dashboard" and used the “light” unit in the. 學. ‧ 國. physics and chemistry subject as an example to provide individual test feedback information for each learner.. ‧. In this study, a quasi-experimental research was conducted with 50 students from. Nat. sit. y. two classes of the 8th grade in a public junior high school in Taiwan. One class of 26. n. al. er. io. students was assigned to the experimental group using the “test feedback dashboard,”. i n U. v. where as the other class of 24 students was assigned to the control group adopting the. Ch. engchi. “traditional review” feedback mode. The purpose of this study is to explore whether there were significant differences between the two groups of learners in their physics and chemistry learning performance, physics and chemistry self-efficacy, and technology acceptance. In addition, this study further explored whether there were a significant differences in the physics and chemistry learning performance, physics and chemistry self-efficacy, and technology acceptance between learners with different genders, prior knowledge, and cognitive styles of the two groups. The results of the study found that: (1) The experimental group learners who used the "test feedback dashboard" performed significantly better on their physics and ii. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(5) chemistry learning performance and physics and chemistry self-efficacy, and had higher technology acceptance than the control group learners who utilized "traditional review method" feedback mode. (2) Compared to the “traditional review” feedback mode, the “test feedback dashboard” could significant promote learners' physics and chemistry learning achievement and self-efficacy, regardless of learners’ genders, cognitive styles or prior knowledge types. (3) The female, both the field-independent and field-dependent cognitive styles, and the high prior knowledge leaners showed significantly higher technology acceptance toward the “test feedback dashboard” than. 政治大 results, this study suggests promoting the adoption of the "Test Feedback Dashboard" 立. the “traditional review” feedback mode the technical acceptance. Based on the above. in supporting the learning of physics and chemistry subject that to help learners. ‧ 國. 學. review and learn based on their individual learning status and needs and therefore. ‧. enhance their learning achievement and self-efficacy.. sit. y. Nat. Keywords: dashboard, test feedback dashboard, learning effectiveness, self-efficacy,. io. n. al. er. technology acceptance. Ch. engchi. i n U. v. iii. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(6) 目次摘要 ........................................................................................................................... i Abstract ..................................................................................................................... ii 目次 ......................................................................................................................... iv 圖目錄 ..................................................................................................................... vi 表目錄 .................................................................................................................... vii 第一章緒論............................................................................................................. 1 第一節. 研究背景與動機 ........................................................................ 1. 第二節. 研究目的.................................................................................... 3. 第三節. 研究問題.................................................................................... 4. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 研究範圍與研究限制 ................................................................ 4. 第五節. 名詞釋義.................................................................................... 5. ‧. 第四節. 第二章文獻探討 ..................................................................................................... 7. y. Nat. 學習回饋對於學習的重要性 ..................................................... 7. io. sit. 第一節. 學習儀表板在學習回饋上的設計與應用.................................. 9. 第三節. 學習儀表板對於促進學習之影響 ........................................... 13. 第四節. 先備知識、認知風格與性別對使用學習儀表板的影響 ........ 16. n. al. er. 第二節. Ch. engchi. i n U. v. 第三章研究設計與實施 ....................................................................................... 21 第一節. 研究架構.................................................................................. 21. 第二節. 研究對象.................................................................................. 23. 第三節. 研究工具.................................................................................. 25. 第四節. 研究方法.................................................................................. 33. 第五節. 實驗流程設計 .......................................................................... 34. 第六節. 資料分析方法 .......................................................................... 37 iv. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(7) 第四章實驗結果與分析 ....................................................................................... 39 第一節. 有無使用「測驗回饋機制儀表板」之學生在「理化科學習成效」、. 「理化自我效能」以及「科技接受度」差異分析................................ 39 第二節. 有無使用「測驗回饋機制儀表板」的不同性別學生在「理化科. 學習成效」、「理化自我效能」以及「科技接受度」差異分析 ............ 44 第三節. 有無使用「測驗回饋機制儀表板」的不同認知風格學生在「理. 化科學習成效」、「理化自我效能」以及「科技接受度」差異分析 ..... 53 第四節. 有無使用「測驗回饋機制儀表板」的不同先備知識學生在「理. 政治大理化「線上測驗複習系統」回饋意見彙整 ............................ 73 立. 化科學習成效」、「理化自我效能」以及「科技接受度」差異分析 ..... 63 第五節. 綜合討論.................................................................................. 77. 學. ‧ 國. 第六節. 第五章結論........................................................................................................... 83 研究結論.................................................................................. 83. 第二節. 教學實施建議 .......................................................................... 85. y. Nat. io. sit. 未來研究方向 .......................................................................... 87. er. 第三節. ‧. 第一節. 參考文獻 ................................................................................................................ 89. al. n. v i n 附錄一第一次光單元線上測驗題目 C h ...................................................................103 engchi U 附錄二第二次光單元線上測驗題目 ...................................................................109 附錄三團體嵌圖測驗 .......................................................................................... 115 附錄四光單元學習前測題目............................................................................... 119 附錄五光單元學習後測題目...............................................................................124 附錄六理化自我效能量表 ..................................................................................129 附錄七科技接受度量表 ......................................................................................133. v. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(8) 圖目錄圖 2-1 視覺化流程圖 ............................................................................................. 10 圖 2-2 多媒體學習認知模型 .................................................................................. 11 圖 3-1 研究架構圖................................................................................................. 21 圖 3-2 實驗組使用線上系統複習情形 .................................................................. 24 圖 3-3 控制組使用線上系統複習情形 .................................................................. 25 圖 3-4 線上測驗系統填答介面 ............................................................................. 26 圖 3-5 實驗組回饋測驗機制儀表板介面一 .......................................................... 29. 政治大圖 3-7 控制組測驗結果回饋介面.......................................................................... 31 立圖 3-6 實驗組測驗回饋機制儀表板介面二 .......................................................... 29. ‧. ‧ 國. 學. 圖 3-8 研究流程圖................................................................................................. 36. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. vi. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(9) 表目錄表 4-1 兩組學生在「理化科學習測驗」前後測之敘述統計分析......................... 40 表 4-2 兩組學生之理化「光」單元先備知識獨立樣本 t 檢定結果...................... 40 表 4-3 兩組學生「理化科學習測驗」共變數分析結果 ........................................ 41 表 4-4 兩組學生在「理化自我效能」量表前後測之敘述統計分析 ..................... 42 表 4-5 兩組學生「理化自我效能」量表前測獨立樣本 t 檢定結果...................... 42 表 4-6 兩組學生「理化自我效能」進步分數之獨立樣本 t 檢定結果 .................. 43 表 4-7「科技接受度」獨立樣本 t 檢定結果 ......................................................... 44. 政治大表 4-9 不同性別「理化科學習測驗」前測獨立樣本 t 檢定結果 ......................... 45 立表 4-8 不同性別之兩組學生在「理化科學習測驗」前後測之敘述統計分析 ..... 45. ‧ 國. 學. 表 4-10 不同性別實驗組學生「理化科學習測驗」後測共變數分析結果 ........... 46 表 4-11 不同性別「理化科學習測驗」前測獨立樣本 t 檢定結果........................ 46. ‧. 表 4-12 不同組別男性學生「理化科學習測驗」之共變數分析 .......................... 47. sit. y. Nat. 表 4-13 不同組別女性學生「理化科學習測驗」之共變數分析 .......................... 48. al. er. io. 表 4-14 不同性別之兩組學生在「理化自我效能」前後測之敘述統計分析 ....... 48. v. n. 表 4-15 不同性別「理化自我效能」前測獨立樣本 t 檢定結果 ........................... 49. Ch. engchi. i n U. 表 4-16 不同性別實驗組學生「理化自我效能」後測共變數分析結果 ............... 49 表 4-17 不同性別「理化自我效能」前測獨立樣本 t 檢定結果 ........................... 50 表 4-18 同一性別在不同組別「理化自我效能」進步分數之獨立樣本 t 檢定結果 ................................................................................................................................ 51 表 4-19 不同性別「科技接受度」獨立樣本 t 檢定結果 ....................................... 52 表 4-20 不同性別「科技接受度」獨立樣本 t 檢定結果 ....................................... 52 表 4-21 不同認知風格之學生在「理化科學習測驗」前後測之敘述統計分析 ... 53 表 4-22 不同認知風格「理化科學習測驗」前測獨立樣本 t 檢定結果 ................ 54 表 4-23 不同認知風格實驗組學生「理化科學習測驗」後測共變數分析結果 ... 55 vii. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(10) 表 4-24 不同認知風格「理化科學習測驗」前測獨立樣本 t 檢定結果 ................ 55 表 4-25 不同組別場地獨立認知風格學生「理化科學習測驗」後測共變數分析結果 ............................................................................................................................ 57 表 4-26 不同組別場地相依認知風格學生「理化科學習測驗」後測共變數分析結果 ............................................................................................................................ 57 表 4-27 不同認知風格之學生在「理化自我效能」前後測之敘述統計分析 ....... 58 表 4-28 不同認知風格「理化自我效能」前測獨立樣本 t 檢定結果.................... 58 表 4-29 不同認知風格實驗組學生「理化自我效能」後測共變數分析結果 ....... 59. 政治大表 4-31 不同認知風格在不同組別「理化自我效能」進步分數之獨立樣本 t 檢定立表 4-30 不同認知風格「理化自我效能」前測獨立樣本 t 檢定結果.................... 59. 結果 ........................................................................................................................ 61. ‧ 國. 學. 表 4-32 不同認知風格「科技接受度」獨立樣本 t 檢定結果 ............................... 61. ‧. 表 4-33 不同認知風格「科技接受度」獨立樣本 t 檢定結果 ............................... 62. y. Nat. 表 4-34 實驗組與控制組之先備知識能力分組人數統計 ...................................... 63. er. io. sit. 表 4-35 不同先備知識之學生在「理化科學習測驗」前後測之敘述統計分析 ... 63 表 4-36 不同先備知識「理化科學習測驗」前測獨立樣本 t 檢定結果 ................ 64. al. n. v i n 表 4-37 在實驗組中高低先備知識組「理化科學習測驗」後測共變數分析結果 65 Ch engchi U 表 4-38 不同先備知識「理化科學習測驗」前測獨立樣本 t 檢定結果 ................ 66 表 4-39 在高先備知識中實驗組和控制組「理化科學習測驗」後測共變數分析結果 ............................................................................................................................ 67 表 4-40 在低先備知識中實驗組和控制組「理化科學習測驗」後測共變數分析結果 ............................................................................................................................ 67 表 4-41 不同先備知識之學生在「理化自我效能」前後測之敘述統計分析 ....... 68 表 4-42 不同先備知識「理化自我效能」前測獨立樣本 t 檢定結果.................... 69 表 4-43 實驗組中高低先備知識組「理化自我效能」差異共變數分析 ............... 69 viii. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(11) 表 4-44 不同先備知識「理化自我效能」前測獨立樣本 t 檢定結果.................... 70 表 4-45 在高先備知識中實驗組和控制組「理化自我效能」差異共變數分析 ... 71 表 4-46 在低先備知識組中不同組別「理化自我效能」前後測差異之獨立樣本 t 檢定結果 ................................................................................................................ 71 表 4-47 不同先備知識「科技接受度」獨立樣本 t 檢定結果 ............................... 72 表 4-48 不同先備知識「科技接受度」獨立樣本 t 檢定結果 ............................... 73 表 4-49 理化科學習成效差異分析結果摘要表 ..................................................... 77 表 4-50 理化自我效能差異分析結果摘要表 ......................................................... 79. 政治大. 表 4-51 科技接受度差異分析結果摘要表 ............................................................. 80. 立. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. ix. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(12) 第一章緒論本章共包含五個部分：第一節為研究背景與動機，第二節為研究目的，第三節為研究問題，第四節為研究範圍與研究限制，第五節則為名詞釋義。. 第一節研究背景與動機測驗是評估學習成果的重要方式之ㄧ，教學者可透過測驗了解學習者的學習成效，而學習者也可透過自我測驗來檢視自己所學概念的精熟與否，以及需要加強的部分。一般傳統測驗，學習者僅能知曉其在這份測驗中答對與答錯的題目、. 政治大習回饋與反思資訊，協助學習者知曉學習問題的所在之處，並提供相關學習資訊，立測驗得分以及其在整體班級的排名，但學習者並無法透過測驗結果獲得有效的學. 提供學習者作為複習參考(Vie, Popineau, Bruillard, & Bourda, 2017)，所以通常教. ‧ 國. 學. 學者會在傳統測驗後，以「班級」為學習回饋之單位，帶領整個班級的學習者檢. ‧. 討測驗的解答。然而，因每位學習者在學習和理解的歷程和速度都不相同，倘若. y. Nat. 學習者無法於班級課堂檢討測驗時跟上教學者的講述邏輯和脈絡，則很難從這樣. er. io. sit. 的學習回饋中受益，並且課堂上教學者所給予的訂正和回饋建議，並非針對個別學習者的問題與需求，較無法幫助個別學習者釐清自己在學習上不足之處，以進. al. n. v i n 行適當的加強學習。換句話說，傳統測驗提供的學習回饋，較難協助每位學習者 Ch engchi U. 了解各自的學習問題，若是要幫助學習者有效的從測驗結果檢視自己的學習情形，應多加重視學習者學習過程的個別差異。誠如過去至聖先師孔子在論語中所談論. 的「因材施教」理念一樣，測驗需根據每位學習者的施測結果，提供個別化的學習回饋資訊，以達到有效的學習回饋目的。過去已有不少研究探討數位科技教學輔助工具對於學習者的學習成效、學習態度以及自我效能影響，從質性訪談和量化分析結果顯示，學習者對於使用數位教學輔助工具對其在學習上的幫助給予正面的回應和肯定(林惠洲，2012；洪淑芬、楊崇宏、周照偉、林建宏，2013；陳英佳，2011；高震峰、吳維慈，2012)。 1. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(13) 在各種數位教學輔助工具中，數位或線上測驗是重要的學習輔助工具之一，可以幫助學生進行學習後之自我檢測與評估(李漢岳、楊介銘、宋曜廷，2017)，通常學習者在作答時的反應時間愈快，表示學習者對於該測驗科目或領域知識的理解程度較高，所以學習者可透過學習成效工具所提供的作答時間，以及其在整體學習者中作答時間的快慢之回饋資訊，讓學習者瞭解其對於該測驗科目的精熟程度，反思自身學習的狀態與歷程。故本研究設計具有學習回饋資訊的「測驗回饋機制儀表板(test feedback dashboard)」，此發源自飛行儀表板和汽車儀表板的設計概念 (Park & Jo, 2015)，可透過視覺化的儀表板提供不同顏色、數字等資訊，以利於. 政治大表板，可以視覺化方式彙整測驗的結果，提供給每位學習者個別化的學習回饋資立操作者快速理解大量資訊。將此一概念及用途延伸至教育領域中，設計出測驗儀. 訊，同時給予測驗錯誤題目相關的複習資訊，以幫助學習者了解自己的學習情形，. ‧ 國. 學. 進而針對需要加強或修正的學習內容與方向進行調整，以增進學習的成效。. ‧. 一般在提供測驗結果回饋時，是以答題的正確與錯誤作為測驗結果的回饋依. y. Nat. 據，但學習者答題的正確與否，可能係因為猜題或其他因素而造成，難以據此判. er. io. sit. 斷學習者對於學習內容的精熟程度。過去研究指出，作答時間亦可反映學生學習的精熟程度(顏予萱、蔡銘修，2018；Chatti, Dyckhoff, Schroeder, & Thüs, 2012)，. al. n. v i n 原因在於學習者若對某項知識較為精熟，在作答測驗過程中，可花費較少的時間 Ch engchi U. 自動化地提取腦中長期記憶儲存的相關知識，所以學習者對該測驗題目的精熟程度會直接影響學習者的作答時間。因此，若能將答題正確與否與作答時間同時作為測驗回饋的依據，將可提供學習者更為精確的學習診斷，有利於學習者做更有效的複習。綜合上述，本研究聚焦於如何透過測驗結果的回饋，協助學習者更有效地學習，在 Park 和 Jo (2015)針對各類型學習儀表板的回顧中，將儀表板區根據資料的類型區分為兩種，一種是提供描述性的學習資訊(例如：學習者使用數位系統的時間、測驗的得分等)，讓學習者能夠觀察自己的學習行為；另外一種則為經過分析後的資訊，目的在幫助學習者作有效的判斷本研究將結合兩者的優 2. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(14) 點，除了提供描述性的測驗結果資訊外，亦同時整合答題正確與否及答題時間的分析，透過「測驗回饋機制儀表板」給予學生不同學習類型的診斷與複習建議，並針對所設計之「測驗回饋機制儀表板」進行教學實驗，檢視其對於學習者的學習成效、自我效能，以及科技接受度之影響。過去研究者指出，在國中生學習的科目中，理化科目的光單元因為教學時間有限，且單元項目較為複雜，學生在光單元中的實像虛像，平面折射以及平面呈像上容易有學習迷思(柏昱丞，2014；翁靖婷，2011)，因此本研究希望將儀表板使用於光單元的教學複習上，以增進學生學習成效。. 政治大學習表現上會有明顯的差異，例如女性、場地獨立類型以及高先備知識之學習者，立此外，過去學者發現，不同的性別、認知風格，以及先備知識程度學習者在. 通常擁有較佳的學習表現(劉嘉茹、侯依伶，2011；陳銹陵、陳明溥、韓宜娣，. ‧ 國. 學. 2011；蔡威群，2017；Ford & Chen, 2001)，為了瞭解學習者的性別、認知風格以. ‧. 及先備知識是否會影響學習者使用「測驗回饋機制儀表板」的學習成效、自我效. y. Nat. 能，以及科技接受度，本研究將這些背景變項納入分析，探討「測驗回饋機制儀. n. 第二節研究目的. Ch. engchi. er. io. al. sit. 表板」在理化科光單元教學上的效果。. i n U. v. 根據上述研究動機與背景，本研究期望透過「測驗回饋機制儀表板」讓每位學習者瞭解自己的學習狀況，也讓教學者能夠隨時掌握學習者的學習狀況，以達到更佳之學習成效。但基於目前研究鮮少針對測驗回饋機制儀表板的學習助益提供實徵性的研究，並多以國外研究居多(Arnold & Pistilli, 2012；Kobsa, Dimitrova, & Boyle, 2005；Martinez-Maldonado, Clayphan, & Kay,2015)，因此本研究發展一套兼具測驗與測驗回饋機制儀表板之線上測驗系統，配合課程提供學生學習回饋，並將此系統應用在國中學生的理化課程學習上，進行實徵評估。本研究之研究目的如下：一、發展測驗回饋機制儀表板，配合國中理化科目課程，提供學習者線上測驗結 3. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(15) 果之回饋，以利於學生掌握自己學習的表現，以及作為有效複習的參考。二、探討學習者有無使用測驗回饋機制儀表板，對其理化科目的學習成效、自我效能，以及科技接受度之影響。三、探討不同背景特徵之學習者，有無使用測驗回饋機制儀表板對其理化科目的學習成效、自我效能，以及科技接受度之影響。. 第三節研究問題本研究根據上述之研究目的，擬定三個研究問題如下：一、在國中理化科課程中，有無使用「測驗回饋機制儀表板」之學生，對其學習. 政治大二、在國中理化科課程中，不同性別、認知風格以及先備知識的學生，有無使用立成效、自我效能，以及科技接受度的表現上是否具有顯著的差異?. ‧ 國. 學. 「測驗回饋機制儀表板」對其在學習成效、自我效能、以及科技接受度的表現上是否具有顯著的差異?. ‧. 三、學生使用有無「測驗回饋機制儀表板」之線上測驗複習系統的感受與意見為. n. al. er. io. 第四節研究範圍與研究限制. sit. y. Nat. 何？. i n U. v. 本研究基於人力、時間以及物力資源等因素限制，具有以下研究範圍與限制，說明如下：. Ch. engchi. 一、本研究施測之對象為新北市某國民中學二年級的兩個班級學生，並未涵蓋其他縣市地區的學生，因此本研究之研究結果，不宜過度推論至其他縣市地區或其他年級學習者。二、本研究以國中理化科目當中「光的單元」為例，基於每個科目的學習內容與學科性質有所不同，因此本研究之結果不適合過度推論至其他學科上。三、本研究係針對所設計之測驗回饋機制儀表板，探討其對於學習者的學習成效、自我效能，以及科技接受度表現之影響，對於其他不同設計之測驗回饋機制 4. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(16) 儀表板，由於呈現內容或回饋機制不同，將不列入本研究探討之範圍。. 第五節名詞釋義一、測驗回饋機制儀表板測驗回饋機制儀表板(test feedback dashboard)為藉由數位科技將學習者在線上測驗練習作答的結果，以視覺化的回饋資訊方式呈現給學習者，讓學習者檢視自己在該測驗學習單元上的學習精熟與理解程度，並透過測驗儀表板給予學習者複習的建議，以幫助學習者針對需要加強的概念調整複習之優先順序與策略，進而提高學習者的學習成效。. 政治大認知風格(cognitive 立style)為瞭解每個人在接受外在資訊時，內在處理資. 二、認知風格. ‧ 國. 學. 訊的歷程和方式，本研究參考 Witkin、Dyk 、Fattuson、Goodenough 與 Karp(1962)提出的兩種認知風格類型：場地獨立(field-independent, FI)和場地. ‧. 相依(field-dependent, FD)作為探討之背景變項，並以「團體藏圖測驗」的結. sit. y. Nat. 果將學習者的認知風格區分為此兩種類型，其中場地獨立的認知風格者具有. al. er. io. 獨立思考，以及較佳的資料處理和分析能力；場地相依的認知風格者通常以. v. n. 整體作為一個概念，較難從複雜的資訊中獲取目標的資訊。三、先備知識. Ch. engchi. i n U. 先備知識(prior knowledge)為學習者過去生活和學習經驗的積累，並奠基於這些過去舊有的知識，有助於學習者學習新知時的效率，亦即先備知識是學習者在學習新知之前，所具備的知識與能力(翁韻婷、陳明溥、羅怡帆， 2012；Alexander & Jetton, 2000)。過去研究結果指出，具有高先備知識的學習者，會獲得較佳的學習成效表現(陳銹陵、陳明溥、韓宜娣，2011；Alexander & Jetton, 2000)。因此，本研究採用研究者與教師自編之「理化科學習測驗」之前測成績，作為區辨國中二年級學生在理化科目的先備知識程度高低之依據，以探討使用測驗回饋機制儀表板輔以學習之高低先備知識國中二年級學 5. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(17) 生，在理化學習成效、自我效能，以及科技接受度上的差異。四、學習成效學習成效(learning effectiveness)為檢驗學習者在學習新知之後，是否有達到教學者預期的教學目標，當學習成效表現的愈佳，則表示該教學策略愈值得繼續採用(高震峰、吳維慈，2012)。本研究為探討「測驗回饋機制儀表板」所提供的學習回饋方式，與一般傳統測驗所提供的學習回饋方式，對於學習者的理化學習成效是否具有顯著差異，因此以研究者與教師自編之「理化科學習測驗」後測成績，作為瞭解學習者理化科目學習成效表現之依據。. 政治大自我效能(self-effectiveness)為學習者對於學習某項知識或學科所秉持立. 五、自我效能. 的成功信念，當學習者對於某項新知或學科抱持著愈高的自我效能時，則通. ‧ 國. 學. 常學習者的學習都能獲致良好的表現(黃國禎、朱蕙君、陳佐霖、王姿婷、. ‧. 曾秋蓉、黃國豪，2007；Bandura, Adams, & Beyer, 1977)。本研究為探討傳. y. Nat. 統學習回饋與「測驗回饋機制儀表板」對學習者的自我效能是否具有顯著差. er. io. sit. 異，因此修改 Çalişkan、Selçuk 與 Mustafa Erol(2007)設計之「自我效能量表，以作為瞭解學習者理化自我效能感知強弱程度之依據。. n. al. Ch. engchi. i n U. v. 6. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(18) 第二章文獻探討本章文獻探討共分為四個部分，第一節為學習回饋對於學習的重要性；第二節為學習儀表板在學習回饋上的設計與應用；第三節為學習儀表板對於促進學習之影響；第四節則為先備知識與認知風格對使用學習儀表板的影響。. 第一節學習回饋對於學習的重要性人們起初對於自我的認識，通常係來自於他人眼中的自己，透過人際的評價. 政治大 (looking-glass self)之觀點，將他人視為一面鏡子，感知鏡中自己的外表、情感以立. 和回饋 (feedback) 累積形成自我概念，此即為 Cooley(1992) 提出鏡中自我. ‧ 國. 學. 及想法等，說明回饋為增進瞭解自我狀態相當重要的環節之一。而在學習的道路上，學習者透過觀察、模仿、練習以及回饋進行學習，其中「回饋」乃為讓學習. ‧. 者了解自身學習狀況，促使學習者能夠釐清其學習過程中的錯誤認知，並協助學. sit. y. Nat. 習者調整他們的學習認知與策略，進而達到有效之學習目的(吳家碧，2010；陳. al. er. io. 榮章、王琦正、譚醒鴻，2010)。. v. n. 過去研究多將「學習回饋」視為影響學生學習表現的前五大關鍵因素之一(彭. Ch. engchi. i n U. 月茵、程炳林、陸偉明，2005；黃博聖、劉政宏、陳學志，2017)。Hattie 與 Timperley(2007)將回饋定義為學習者透過特定對象(如教師、家長、同儕等)，針對學習者的學習表現，予以相關的回饋資訊，並且該資訊是有助於增進學習表現的；Rink(1985)將回饋定義為學習者接收到與其學習表現相關的資訊。過去已有許多研究結果支持給予學習者適當的回饋資訊，有助於其學習的表現與提升其學習成效，也有助於協助學習者了解自我學習情況，針對不足之處進行補救學習，以獲得更佳的學習成果(李克明，2008；吳家碧，2010；Wexley & Thornton, 1972；Wulf,Raupach, & Pfeiffer, 2005)。綜合上述，學習回饋的重要性在於所提供訊息有助於讓學習者瞭解其當前實 7. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(19) 際學習的情況，予以精準且即時的回饋資訊，可有效減少學習者在學習方面的不確定感，藉此學習者得以修正和釐清錯誤的認知、學習信念以及學習策略等，進而達到改變學生的學習行為，致使學習效率亦隨之提升(徐明芝，2015；高台茜， 2006；Hattie & Timperley, 2007；Kulhavy, 1977；Rink, 1985；Schmidt & Lee, 2005)。換言之，學習者可透過回饋系統提供的資訊，自我監控學習的狀態，調整學習的策略與認知，達到學習目標的設定，因此回饋為學習者在學習各項事物時，不可或缺的學習助力與驅動引擎。目前透過測驗提供學習者回饋的方式，多是採用測驗的答題正確與否，事後. 政治大 2017)。傳統學習回饋方式主要是以班級為單位，給予全班學習者學習回饋資訊，立. 再由教學者帶領全班學生檢討測驗題目，做為提供學生主要學習回饋之依據(Yu,. 但由於國內目前學校多以常態性的方式編班，同一個班級中的學生在各科目的學. ‧ 國. 學. 習情況存有相當明顯的差異(黃于眞、陳美如，2018)。因此，若一個班級中學習. ‧. 者之間的程度差異甚大時，教學者在教學現場中較難一一回應每位學習者的學習. y. Nat. 需求與問題，容易加大弱勢學習者的學習落後進度，也使得教學者難以達到預期. er. io. sit. 的教學目標(林思吟，2016；陳冠瑞，2017)。尤其是在青少年族群的班級中，學習者往往會擔心、害怕公開提出問題，遭受到其他同儕的恥笑或反對，而不願意. al. n. v i n 提出學習上的問題，故以班級為單位提供學習回饋的效果較差(Caldwell, 2007)。 Ch engchi U 基於數位儀表板當中相當重要的特色在於提供每位學習者個別化的學習回. 饋資訊，因此本研究將個別化學習回饋視為數位儀表板影響學生學習成效之關鍵因素。過去研究探討個別化學習回饋對學習者的學習效益，一方面係以「個人」為給予學習回饋的單位，另一方面則可透過數位科技系統記錄每位學習者的學習歷程，提供給個別學習者和教學者學習成果之檢視與反饋。研究發現個別化的學習回饋能夠輔助學習者更加融入至學習的過程，並獲得不錯的學習成效(余泰魁， 2007；陳文婷，2006；黃翰偉，2013)。綜合上述，本研究擬設計「測驗回饋機制儀表板」提供個別化且有意義的學 8. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(20) 習回饋資訊，藉以讓每位學習者都能夠深入的瞭解自身的學習狀況，進而提升學習者的學習成效與效能。. 第二節學習儀表板在學習回饋上的設計與應用因應資訊時代的來臨，採用科技輔助教學，不只能提升學生學習的興趣與熱忱，也可透過數位化的科技技術蒐集學習者的學習歷程相關數據資料，透過學習分析提供更多元的學習回饋，以促進學生的學習成效(Vieiraa, Parsons,& Byrd, 2018)。近幾年來數位學習儀表板(Digital Learning Dashboard)的發展與應用逐漸受到重視，許多研究將儀表板視為提供「個人化學習回饋」的工具，並探究其對. 政治大 Forlizzi, 2010)，以下依序說明數位學習儀表板的設計概念，以及數位學習儀表板立. 於學習成效的影響(吳瑞源、吳慧敏，2008；陳彙芳、范懿文，2000；Li, Dey, &. ‧ 國. 學. 在學習應用上的相關研究。. 數位學習儀表板源自於飛行儀表板和汽車儀表板的設計概念(Park & Jo,. ‧. 2015)，透過儀表板上的數值、顏色和圖形反應當下的飛行或行車狀況，運用這. sit. y. Nat. 個概念，數位學習儀表板則是將學習歷程與成果的量化數據資料，轉換成為視覺. al. er. io. 化的資訊回饋給學習者，讓學習者了解自身的學習情況，可以幫助學習者掌握、. v. n. 追蹤與反思自身的學習狀況(Bajzek, Brown, Lovett, &Rule, 2007；Park&Jo, 2015；. Ch. engchi. i n U. Verbert, Duval, Klerkx,Govaerts, & Santos, 2013；Verbert et al., 2014)。此外，學習儀表板所記錄之學習者的學習情況，亦可提供給教學者作為參考，以瞭解每位學習者的學習歷程與進度，因此學習儀表板可作為學習者自我監督或教學者監督學習者之用(Schwendimann et al., 2016；Yu, 2017)。過去研究指出，基於文字的資訊回饋，學習者往往需要花費比較多時間去理解資訊，而視覺化的資料呈現方式，能夠將抽象的資料轉換成為視覺化的具體圖形，讓學習者快速瞭解重要的資訊，換句話說，視覺化回饋呈現為最直接有效傳遞知識的方式之一，亦為學習儀表板的主要特點(陳榮章、王琦正、譚醒鴻，2010； Ellis, 2003；Schwendimann et al., 2016)。就現在的學科而言，科學相關的概念最 9. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(21) 為抽象，例如物理、化學、自然等科目，較難以透過文字就能夠直接觀察或理解，所以在理化課程中，常設計實驗課程讓學習者可以親自實際操作演練，觀察實驗結果的變化，增進學習者對於理化科目中談及的理論與知識的理解(陳信廷、鍾崇燊，2003；劉嘉茹、侯依伶，2011；Kastens, Agrawal, & Liben, 2009)，其中又因光單元內容較為複雜，學習者常會出現較多的學習迷思(柏昱丞，2014；翁靖婷，2011)，故本研究採用理化學科當中的光單元為例。數位化輔具教材的視覺化設計，可藉由文字(text)、顏色(color)、影像(image)、視訊(video)、圖形(graphic)及聲音(audio)等，增添資訊呈現的豐富性與風格(陳彙. 政治大所示)：其一為蒐集資料；其二為資料的處理與轉換；其三為將彙整後的資料圖立. 芳、范懿文，2000)。過去研究學者將資訊視覺化的過程分為四個步驟(如圖 2-1. 像化；其四為儀表板使用者藉由視覺化的介面回饋，提升資訊吸收效率，或讓學. ‧ 國. 學. 習更加有效率(謝青恩，2017；Ware2012)。. ‧ 圖像化. 人類資訊分析視覺與認知過程. n. er. io. al. sit. y. Nat. 資料. 處理與轉換. Ch. engchi. i n U. v. 圖 2-1 視覺化流程圖資料來源：謝青恩(2017)。互動式視覺化災情資訊儀表板設計與開發(未出版之碩士論文)。國立台北教育大學，台北市。. 此外，Mayer(2001)提出的多媒體學習認知模型架構(圖 2-2)指出，學習者透過數位多媒體的文字和圖像的呈現，可同時激發視覺和聽覺的感官刺激，將接收到的資訊轉換並重新組織，轉換為工作記憶，再與先備知識結合，形成長期記憶。. 10. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(22) 多媒體. 感官記憶. 呈現模式文字. 耳朵. 工作記憶聲音. 選擇文字. 長期記憶. 語文模型組織文字整合. 選擇影像. 圖像. 眼睛. 先備知識. 組織影像. 影像. 圖像模型. 政治大圖 2-2 多媒體學習認知模型立. 資料來源： Mayer, R. E. (2001). Multimedia learning. New York: Cambridge. ‧ 國. 學. University press.. ‧. y. Nat. 誠如 Mayer(2001)整合過去研究對於多媒體學習之觀點和概念，提出三個多. er. io. sit. 媒體學習的基本假設，一、雙重管道學習(dual-channel learning)：學習者可同時擁有視覺和聽覺的多重資訊管道；二、有限的容量：每個管道接受資訊的容量有. al. n. v i n 所限制，當超過一定程度的負荷時，該管道的資訊傳遞功能與效能將大幅降低； Ch engchi U. 三、主動處理：人類會將所接受到的資訊進行連結、相互整合。因此透過數位系統將資訊視覺化之後，能夠大幅降低學習者的認知負荷，促進新知與舊知的連結 (楊心怡，2013；張基成、林冠佑，2016)。由此可知，學習儀表板的資訊呈現需奠基於視覺化設計，將繁瑣的資訊內容轉換為較易理解的呈現方式，以減輕學習者的學習認知負荷。學習儀表板為視覺化的介面設計，整合使用者的重要資訊，透過儀表板的畫面得以讓使用者得以一目了然且快速地瞭解他們目前的學習狀況(謝青恩，2017； Few, 2006；Few, 2013)，其中視覺化呈現的內容與資訊，為事前蒐集與儲存的資 11. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(23) 料，進行統整與轉換後以圖像化的資料形式呈現。此外，學習儀表板除了可提供視覺化資訊幫助學習者快速獲得與理解回饋資訊之外，亦可提供個別化的即時回饋資訊給學習者，以利學習者修正與調整學習的內容與方向，以達到良好的學習成效(Corbett & Anderson, 2001；Wager &Wager,1986)。 Bajzek、Brown、Lovett 與 Rule(2007)提出學習儀表板須要具備五項要素：(1) 提供學習者即時性的反饋；(2) 提供的學習資訊需與學習者學習的單元有關，提供明確的學習目標；(3) 具備數據蒐集的能力；(4) 可進行資料運算；(5) 教學者與學習者均可透過學習儀表板瞭解學習者的學習情況，並進行資訊的交流互動，. 政治大 Verbert 等人(2013)回顧學習儀表板相關研究，整理出 15 個學習儀表板的工立. 基本上本研究提及之數位儀表板均有採用此五項設計要素。. 具，包含 TeacherADVisor、CALMsystem、Classroomview、CourseVis、GLASS、. ‧ 國. 學. LOCOAnalyst、Moodledashboard、OLIdashboard、SAM、Course Signals、SNAPP、. ‧. StepUp、StudentInspector、Tell Me More 和 TUT Circledashboard，其中 7 個學習. y. Nat. 儀表板係專為教學者設計，4 個學習儀表板專為學習者設計，4 個學習儀板專為. er. io. sit. 教學者和學習者設計，此一結果顯示過去多數的學習儀表板主要是提供給教學者作為教學參考使用。此外，學習儀表板通常會依據所蒐集學習者所花費的學習時. al. n. v i n 間、社交互動、成品製作(如部落格)以及練習/測驗的結果進行視覺化顯示，提供 Ch engchi U 給教學者或學習者作為教學或學習過程的參考(Verbert et al., 2013)。. 另外，Park 與 Jo(2015)的研究則進一步將學習儀表板的類型依據 X 軸和 Y 軸進行分類，其中 X 軸為資料探勘(data mining)，並可分為兩種資料探勘的形式，其一為描述學習者使用系統的行為資料，例如操作系統的時間、次數頻率等；其二為依據每位學習者使用系統後，分析其使用數據，給予學習者相關學習上的提醒與建議，並提供高風險學習者適當的反饋和警訊。Y 軸為追蹤資料(data tracking) 的類別，同樣包含兩種形式，其一為資料蒐集的方式乃是透過 LMS 的平台(例如： Moodle)；其二為公開可攜式的追蹤程式(如：StepUp!)。 12. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(24) 本研究所提出之測驗回饋機制儀表板設計，乃奠基於上述文獻的基礎概念，並參考 Verbert 等人(2013)以及 Schwendimann 等人(2017)的研究，根據其中的儀表板相關應用及視覺化範本去設計本研究之儀表板。本研究根據 Verbert 等人 (2013)提及的 Learning analytics process model，針對學生對問題的覺察、知覺以及反思上去設計儀表板，並參考該研究中提到的花費時間(time spent)以及答題結果(result)去建構儀表板的呈現。此外，在 UI 介面的呈現上，本研究也參考 Schwendimann 等人(2017)研究中的圖案配置，以知覺性較高的色彩及圓形當作主要的設計元素，透過追蹤學習者參與測驗過程中的歷程與答題結果，分析其作答. 政治大. 時間及準確性，並據此提供學習者使用複習系統的原始及綜合處理過後的學習回饋資訊。. 立. ‧ 國. 學. 第三節學習儀表板對於促進學習之影響. 一、學習儀表板對於學習成效之影響. ‧. 學習成效(learning effectiveness)多用以提供給學習者和教學者瞭解學習者的. sit. y. Nat. 學習情況是否達到預期的教學目標，因此許多研究在探討數位多媒體學習的效果. al. n. 提供學習回饋對學習者學習成效影響之相關研究。. Ch. engchi. er. io. 時，時常採用學習成效做為評估依據之一，以下彙整運用數位多媒體系統/平台. i n U. v. 目前研究採用數位學習儀表板的研究以西方國家為居多，過去研究結果指出，數位學習儀表板在學習者的學習中扮演著相當重要的角色(Arnold & Pistilli, 2012)。Martinez-Maldonado、Clayphan 與 Kay(2015)針對班級小組活動設計學習儀表板，小組活動的歷程資料都會呈現在教師的學習儀表板中，教師透過儀表板可以追蹤每個小組的活動進度與歷程，針對每個小組的情況和問題，給予個別小組較為準確且即時的回饋。陳榮章、王琦正與譚醒鴻(2010)探討採用影像回饋對於棒球揮擊學習成效之影響；結果發現在使用影像回饋的精熟學習情境中，具有高學習能力之學生的棒球揮擊學習成效顯著優於低學習能力之學生，然而若僅在精熟學習情境之下，高 13. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(25) 學習能力與低學習能力之學生的棒球揮擊學習成效並不具有顯著差異性，此一結果反映影像回饋可有效增進高學習能力者學習棒球揮擊的表現。陳榮章(2010)的研究結果亦發現，電腦影像回饋組的學生在運動學習成效的表現顯著優於教師回饋組的學生，此一結果反映出教師以口語講解的學習回饋內容，對於學生的學習助益較電腦影像回饋來的小。根據以上研究，說明以口語描述的學習回饋方式，學習者若無法想像教學者陳述內容的模樣，較難確實理解教學者要表達的意思，但如果是透過影像直接回饋給學習者實際棒球揮擊的動作，則有助於學習者快速瞭解自己揮棒的情形，進而修正並促進學習。. 政治大習動機與熱忱，進而帶動學生在學習的表現，所以採用遊戲式學習儀表板為研究立 de Freitas 等人(2017)之研究主張透過遊戲式的學習方式，能夠引發學生的學. 工具，記錄學生操作的過程，並比較使用遊戲式學習儀表板的學習表現變化，結. ‧ 國. 學. 果顯示遊戲式學習儀表板提供學習者即刻的學習回饋，並在系統中完整記錄每位. ‧. 學習者的挑戰學習過程，的確有助於增強大學生之學習表現。. y. Nat. 整合上述研究結果可知，數位多媒體系統或平台融入至學習回饋中，有助於. er. io. sit. 增進學生的學習表現與成效，因此本研究設計「測驗回饋機制儀表板」，提供學習者個人化的測驗回饋資訊，並藉由學習者使用儀表板與否的比較，探討使用儀. n. al. Ch. 表板對於學習上的幫助是否達到明顯的成效。. engchi. i n U. v. 二、學習儀表板對於自我效能之影響. 自我效能(self-effectiveness)可被理解為在某特殊情境之下，學習者對於自身學習秉持的成功信念，知覺自我效能愈高的學習者，會比較相信自己有足夠的能力可以勝任該事物的學習(黃國禎、朱蕙君、陳佐霖、王姿婷、曾秋蓉、黃國豪， 2007；Bandura, Adams, & Beyer, 1977)。過去研究已經證實，自我效能與學習表現具有直接的關聯性(Gist & Mitchell, 1992)，若教學者能夠激發學習者的自我效能，則有助於順利達成教學目標。所以本研究推論數位儀表板有助於提升學習者在學習過程中的內在滿足感及成就感，獲得較佳的學習表現，即可透過此歷程積 14. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(26) 累學習者的成功經驗，增進自我效能感。故本研究將自我效能納入探討，以了解採用學習儀表板是否能夠增進學習者的自我效能，以下彙整過去學習回饋儀表板系統與自我效能之相關研究。黃國禎等人(2007)的研究指出，資訊時代可將數位科技資訊的相關工具導入於教學現場中，其設計之線上輔助自律學習系統，包含作業指派以及提供回饋輔助介面，目的在減少教學者的教學負擔，以及促進學習者的自我效能，進而達到促使學習者達到自動自發的學習狀態；研究結果顯示，接近九成四的學習者表示，線上自律學習輔助系統有助於提升其自律學習，而自律學習與自我成效具有正向. 政治大過去研究指出學習者的自我效能乃奠基於其對於自身有正確的自我評估立. 關聯性，由此結果可推論線上學習輔助系統可能有助於提昇學習者的自我效能。. (Bandura, 1977)，Kerly、Ellis 與 Bull (2007)研究有無使用 CALMsystem 學習儀表. ‧ 國. 學. 板，在自我評估的差異，分析結果顯示，使用學習儀表板可有效地增進學習者的. ‧. 自我評估，為此可推測使用學習儀表板亦可間接促進學習者的自我效能。. y. Nat. 整合上述可知，教學者採用學習儀表板當作教學回饋輔助工具，可能有助於. er. io. sit. 激發學習者的自我效能。三、學習儀表板對於科技接受度之影響. al. n. v i n 隨著科技技術以及行動裝置的盛行，發展出許多新科技試圖改善或提升人們 Ch engchi U. 日常生活的便利性，所以近年來探究使用新科技的態度與意願相關研究如雨後春筍地出現，其中以 Davis(1989)提出之「科技接受模型(technology accptance model, TAM)」包含的「認知有用性 (perceived usefulness)」與「認知易用性(perceived ease of use)」來解釋使用者對於該科技的「使用態度(attitude toward using)」、「使用行. 為意願(behavioral intrntion to use intention)」以及「實際系統使用(actual system use)」，該模型被認為是具有不錯解釋力的模型，能夠瞭解使用者對新科技的接受態度、意願與行為。有鑑於上述，過去已經有許多研究學者採用科技接受模型探討學習者對於新 15. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(27) 開發學習系統的接受程度(黃素霞、黃書猛，2013；吳振鋒、林君翰，2018)，例如高玉芬與邱雅萍(2008)探討大學生對網路學習系統的行為意向，結果發現多數的大學生普遍認為，網路學習系統所提供的教材內容相當實用，並簡易好操作，亦即學習者接受網路學習系統的意願很高，並給予該系統高度的肯定。曾瑞譙 (2011)研究以科技接受模型為基石，探究學習者對學習平台使用之情況，結果發現認知易用性、使用易用性可正向影響使用態度，並進而正向影響實際使用行為，說明當使用者知覺到學習平台確實能夠給予合適的學習教材和內容，以及學習平台的操作是簡易方便的，即能增進使用者對此學習平台的接受度。. 政治大以本研究奠基科技接受模型之理論框架為基礎，探討有無使用「測驗回饋機制儀立基於本研究專門為國中學科學習理化科目設計「測驗回饋機制儀表板」，所. 表板」之學生在科技接受度分數之差異情況。. ‧ 國. 學. 第四節先備知識、認知風格與性別對使用學習儀表板的影響. ‧. 一、先備知識與使用學習儀表板之成效關係. sit. y. Nat. 過去的研究指出，通常教學者會誤以為視覺表徵的學習，只是單純地透過視. al. er. io. 覺表徵的呈現增進學習者對於知識與理論的理解程度，但卻忽略了學習者過去的. v. n. 學習經驗與先備知識(prior knowledge)的積累，可能係影響學習者透過視覺表徵. Ch. engchi. i n U. 達成學習成效提升之可能因素之一(劉嘉茹、侯依伶，2011；Kendeou & van de Broek, 2005；Sanchez, 2009)。先備知識為儲存在腦中的長期記憶基模(schemata)(陳銹陵、陳明溥、韓宜娣， 2011)，多媒體學習認知理論主張先備知識為統合文字和圖像記憶的重要基礎，所以一般而言，學習者先備知識的程度會直接影響其對於文字和圖像的理解 (Mathai & Ramadas, 2009)。另有一部分學者認為先備知識為學習者在學習某項科目或學理之前所應具備的知識，先備知識與學習成效彼此之間具有高度的關聯性，並有部分研究學者將學習者的先備知識當作是預測學習者學習成效的關鍵要素之一，亦即具有高先備知識的學習者，其學習成效通常亦較佳(吳佳玲、張俊彥， 16. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(28) 2002；翁韻婷、陳明溥、羅怡帆，2012；Alexander & Jetton, 2000；Dochy, Segers,& Buehl, 1999)。綜合上述，視覺化的學習回饋會受到學習者先備知識的影響(黃幼如，2016；翁韻婷、陳明溥、羅怡帆，2012)，而影響學習過程中的理解和記憶，進而可能導致其在學習成效上具有明顯的差異。推測原因可能係較具豐碩先備知識者，能夠比較快速地將學習到的新知識與舊有知識產生互動與連結，所以在整體的學習效率與成果都會有比較優秀的表現。反之，沒有基礎知識之學習者，在接觸新知識的時候容易混淆新舊知識的概念、學習的專注力也會比較差，以至於產生較低. 政治大此外，學習者在學習新知識時，若無法與其先備知識的系統網絡產生連結，立. 之學習成效(黃幼如，2016；翁韻婷、陳明溥、羅怡帆，2012)。. 則新知識可被長期記憶的可能性將相對較小，說明學習者在學習新知識之前需要. ‧ 國. 學. 具有一定程度先備知識的積累，其在新知識的學習表現才會較佳，並且學習者在. ‧. 學習新知識的同時，也需要將新知識與先備知識相互連結、貫通其中的原理與概. y. Nat. 念，才能藉以發展更高層次的認知學習(麥綉婉，2013；黃俊儒、簡妙如，2008)。. er. io. sit. 有鑑於先備知識常被研究者視為影響學習者學習成效表現之重要因數(Løvoll, &Vittersø, 2014)，因此研究採用先備知識作為背景變數，探討先備知識是否影響. al. n. v i n 學生對於測驗回饋儀表板的學習回饋理解與使用產生影響，進而影響學習者的學 Ch engchi U 習成效、自我效能，以及科技接受度，若達顯著差異，則可說明不同先備知識學習者在學習成效、自我效能及科技接受度有明顯的差異，教學者在課堂中須留意每位學習者的知識涵養與涉入程度是否不同，並須提供低先備知識學習者特別的教導，避免其內在此部分的知識庫建構尚未周全，即進入到下個階段的知識庫建構，導致學習者學習狀況低落及學習成效表現較差之情況發生。劉嘉茹與侯依伶(2011)之研究以理學院大學生為對象，探討不同先備知識之學生在閱讀科學圖形的差異情況，結果發現，具有高先備知識之學生，在文字區認知處理的時間、文字對應以及文字和版圖連結的時間和理解程度均顯著高於低 17. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(29) 先備知識組學生，而根據眼動儀偵測的結果也發現，高先備知識者在理論示意圖以及圖文說明的眼動交互往返次數較多，此可支持高先備知識學生與低先備知識學生在閱讀處理圖形時，具有不一樣的處理歷程。綜合上述，本研究採用先備知識作為背景變項，探討不同先備知識的國中學生，在使用有無測驗回饋機制儀表板進行理化科測驗學習時，其學習成效、自我效能，以及科技接受度是否具有顯著的差異。二、認知風格與學習儀表板之成效關係過去許多研究指出，為了達到適性化教學，需考量學習者個體化的差異，所. 政治大格(cognitive style)納入探討(張正杰、莊秀卿、羅綸新，2014；黃意雯、邱子華，立以建議在探討數位多媒體的教學介入對於學習者學習成效之影響時，應將認知風. 2012；Rittschof, 2010)。回顧過去學者對於認知風格對學習的影響之觀點，學習. ‧ 國. 學. 者在學習過程中偏好處理資訊的行為模式(Messick, 1984；Rittschof, 2010)，將會. ‧. 影響其學習成效。. y. Nat. 目前最廣為被研究學者採用的認知風格為 Witkin 、 Dyk 、 Fattuson 、. er. io. sit. Goodenough 與 Karp(1962)提出的場地獨立(Field-Independent, FI)以及場地相依 (Field-Dependent, FD)認知風格類型，其中場地獨立類型學習者較不容易受到外. al. n. v i n 在複雜環境的刺激影響，能夠清楚地區分出場地與背景之間的差異，亦即擅長從 Ch engchi U. 眾多資訊中，分辨出其所需要的資訊內容，同時該類型學習者具備較佳的專注力和分析能力，以及擁有自我獨立思考的能力，偏好獨立作業、從競爭關係中獲得肯定，所以較不擅長人際關係的相處與互動；屬於場地相依類型的學習者則較容易受到外在複雜環境的刺激影響，並較難從眾多資訊中分辨出其所需要的資訊內容。具體而言，場地相依類型者會將接收到的零散資訊視作為一個整體，所以要將主體和場地背景清楚地區分出來則具有一定困難程度，但其在人際關係互動中喜歡與他人接觸，對於情感方面也較為敏感(許子凡、林品章，2008；翁榮源、林宏樺，2013；曾毓棻、王振漢、陳攸華，2018；張正杰、莊秀卿、羅綸新，2014； 18. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(30) De Ture, 2004；Witkin, Moore, Goodenough, &Cox, 1977)。本研究認為此兩種認知風格並無優劣之分，會區分不同的認知風格類型的主要目的在於瞭解不同學習型態的學生，使用測驗回饋機制儀表板所能獲得的助益是否不同。過去諸多研究已證實，不同的認知風格會影響學習者在學習過程中吸收知識的方式，在學習成效的表現上也具有明顯的差異(王裕德，2001；李建億、謝曜謙、黃國禎，2011；蔡威群，2017；Ford & Chen, 2001)。王裕德(2001)比較不同認知風格學習類型之技職大學生，在接受多媒體電腦輔助教學後，其在程式設計課程學習成效之差異情況；研究結果發現，場地獨立類型之學生其在程式設計學. 政治大體電腦輔助教學中受益，推測原因為場地獨立型學習者具有比較完善的思考邏輯，立習成效的表現顯著優於場地相依類型之學生，表示場地獨立型之學生較能從多媒. 所以在接受程式系統的學習方式，獲得較佳的學習成效。張正杰、莊秀卿與羅綸. ‧ 國. 學. 新(2014)則在探討在不同多媒體呈現模式(動畫加旁白、動畫加字幕)下，學習者. ‧. 的認知風格與自然科學習成效之間的關聯性，結果發現，雖然不同多媒體呈現方. y. Nat. 式與認知風格對自然科學習成效並不具有顯著的交互作用，但是認知風格為場地. er. io. sit. 獨立學習者，其在自然科學習成效的表現顯著優於場地相依學習者，表示場地獨立型學習者比場地相依型學習者更適合多媒體的教學。. al. n. v i n 綜合上述研究結果可知，學習者的認知風格在數位多媒體學習情境中是影響 Ch engchi U. 學習成效的重要因素之ㄧ，部分研究學者偏重於探討場地獨立與場地相依類型在. 學習成效中的表現差異，並發現場地獨立者的學習成效較場地相依者佳(王裕德， 2001；李建億、謝曜謙、黃國禎，2011；張正杰、莊秀卿、羅綸新，2014)。另外部分的研究學者則是偏好探討場地獨立和場地相依類型學習者，分別適合採用哪種數位多媒體系統進行學習，以利提升學習者的學習成效表現(翁榮源、李岱芳，2002；翁榮源、林宏樺，2013)。因此本研究採用認知風格作為背景變項，探討不同認知風格的國中學生，在使用有無測驗回饋機制儀表板輔助學習時，在理化科學習成效、自我效能以及科技接受度上是否具有顯著的差異。 19. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(31) 三、性別與學習儀表板之成效關係過去研究在探討不同教學策略或媒介對於學生學習成效之影響，多數的研究結果發現不同性別學習者的學習成效以及自我效能均有明顯的差異。林惠真 (2010)探討電腦多媒體呈現方式對國中二年級學生在化學實驗學習成效之影響，結果顯示不同性別會影響其在網路系統實作測驗的學習成效表現。陳建達(2012) 將全球暖化與節能減碳的課程內容融入數位遊戲的學習系統當中，探討實驗組與控制組在全球暖化與節能減碳的學習成效，並探討不同性別之學習成效差異，研究結果發現，女性學習者的學習成效表現顯著優於男性。. 政治大間的關係，並進一步分析性別在自律學習策略的差異，研究結果指出，女性學生立趙珮晴與余民寧(2012)探討學習者的自律學習策略、自我效能與學業成就之. 在自律學習策略的表現顯著優於男性學生，而自律學習與學生的自我效能和學業. ‧ 國. 學. 成就具有緊密的關聯性。為了解不同性別之學習者使用本研究設計之「測驗回饋. ‧. 機制儀表板」是否會有不同的學習表現，本研究亦納入性別作為背景變項之ㄧ，. y. Nat. 探討不同性別學習者在學習成效、自我效能以及科技接受度之差異，若達顯著差. er. io. sit. 異，則可說明不同性別在學習過程中所需要的協助與歷程明顯不同，因根據不同性別制定合適的教學回饋策略。. n. al. Ch. engchi. i n U. v. 20. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(32) 第三章研究設計與實施本章共分為六個部分進行說明，第一節為研究架構；第二節為研究對象；第三節為研究工具；第四節為研究方法；第五節為實驗設計；第六節為資料分析方法，分別說明如後。. 第一節研究架構本研究旨在探討國中學生有無使用「測驗回饋機制儀表板」的理化科選擇題線上測驗，在理化科目的學習成效、自我效能，以及科技接受度是否具有顯著的差異，並進一步探討不同性別、認知風格，以及先備知識國中學生，在有無使用. 政治大. 回饋機制儀表板的理化科測驗學習成效、自我效能，以及科技接受度是否具有顯. 立. 著的差異，據此本研究之研究架構如圖 3-1 所示。. ‧ 國. 學. 一、研究架構. ‧. 依變項. 自變項. sit. y. Nat. 理化科學習成效. n. al. er. io. 使用「測驗回饋機制儀表板」測驗. Ch. 不使用「測驗回饋機制儀表板」測驗. engchi. i n U. v. 理化科自我效能. 科技接受度. 性別認知風格先備知識背景變項圖 3-1 研究架構圖 21. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(33) 二、研究變項 (一)自變項本研究之自變項為學習者在使用線上測驗系統時，是否提供「測驗回饋機制儀表板」，對其理化學習成效、理化自我效能，以及理化科技接受度是否具有顯著性的差異。實驗組為使用具有「測驗回饋機制儀表板」的線上測驗系統，控制組則是使用沒有「測驗回饋機制儀表板」的線上測驗系統。 (二)依變項本研究之依變項為理化學習成效、理化自我效能，以及理化科技接受度，依序說明如下： 1、理化學習成效. 立. 政治大. 本研究之理化學習成效為學習者在使用線上測驗系統進行理化課程單. ‧ 國. 學. 元複習後，以研究者與授課教師共同編製的「理化科學習測驗」所獲得的評. ‧. 量分數，當分數愈高，表示學習者在理化科目的學習成效表現愈佳，分數愈. sit. y. Nat. 低則學習成效越差。. io. er. 2、理化自我效能. 本研究之理化自我效能定義為學習者對於學習理化科目的成功信念強度，. al. n. v i n 經「理化科自我效能」量表測量所獲得的分數，分數愈高，表示學習者對於 Ch engchi U 學習理化科目的成功信念愈大，分數愈低則成功信念愈小。 3、理化科技接受度本研究之理化科技接受度為學習者對於使用「測驗回饋機制儀表板」的意願與行為，經「理化科技接受度」量表測量所獲得的分數，分數愈高，表示學習者對於使用測驗回饋機制儀表版的意願和行為愈高，分數愈低則使用意願與行為愈低。 (三)背景變項 1、性別 22. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(34) 本研究將性別作為背景變項之ㄧ，比較男女性別的學習者，有無使用具有「測驗回饋機制儀表板」的線上測驗系統，在理化學習成效、理化自我效能，以及理化科技接受度是否具有顯著的差異。 2、認知風格本研究將認知風格定義為學習者在接受問題情境時，偏好採取的問題解決行為模式，本研究根據學習者在「團體藏圖測驗(Group Embedded Figures Test, GEFT)」的施測結果，將高於及低於整體平均分數之學習者分為場地獨立和場地相依兩種類型(吳裕益，1987)，比較兩種類型的學習者，有無使用. 政治大效能，以及理化科技接受度是否具有顯著的差異。立. 具有「測驗回饋機制儀表板」的線上測驗系統，在理化學習成效、理化自我. 3、先備知識. ‧ 國. 學. 本研究將先備知識定義為學習者在理化單元課堂上課結束後，使用線上. ‧. 測驗系統進行自學複習之前，對於理化學習單元所具備的基本知識，本研究. y. Nat. 根據學習者在「理化科學習測驗」前測所獲得的分數，得分愈高，表示學生. er. io. sit. 在該單元的先備知識越多，得分愈低，表示學生獲得的先備知識越少。本研究根據整體學生在「理化科學習測驗」前測的平均得分，將學生分為高低先. al. n. v i n 備知識之兩組，比較兩組學習者，有無使用具有「測驗回饋機制儀表板」的 Ch engchi U. 線上測驗系統，在理化學習成效、理化自我效能，以及理化科技接受度的後測得分是否具有顯著的差異。. 第二節研究對象為了探討國中學生有無使用具「測驗回饋機制儀表板」的理化科線上測驗系統進行單元複習，在理化學習成效、理化自我效能，以及科技接受度是否具有顯著的差異，本研究以新北市某一所國民中學二年級的兩個班級學生為研究對象，兩個班級的理化科授課老師相同，且授課進度亦相同，將其中一個班級隨機分派為採用有「測驗回饋機制儀表板」支援理化科目光學單元測驗學習之實驗組，一 23. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(35) 共 26 人(男生 15 人、女生 11 人)，另一個班級則分派為採用沒有「測驗回饋機制儀表板」支援理化科目光學單元測驗學習之控制組，一共 24 人(男生 12 人、女生 12 人)。有別於其他基礎科目皆於國小求學階段即開始學習，學生於國中求學階段才開始接觸到理化科目，而「光的單元」為國中二年級理化科目單元中較為抽象難學之學習單元，因此本研究以「光的單元」作為實驗範圍，配合教師的授課進度，提供實驗組與控制組學生使用線上測驗系統進行本單元之複習實驗組與控制組每週各有三堂的理化課，上課地點在一般教室，老師使用傳統的教學方式進行課. 政治大接著在第二週分別於電腦教室使用線上測驗系統進行兩次測驗與複習，每次測驗立程，實驗組與控制組均由理化老師進行為期一週共三堂課的「光」單元課堂教學，. 與複習時間各為 50 分鐘實驗組使用線上系統複習如圖 3-2 所示，而控制組使用. ‧ 國. 學. 線上系統複習如圖 3-3 所示。. ‧. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 3-2 實驗組使用線上系統複習情形 24. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.

(36) 學圖 3-3 控制組使用線上系統複習情形. al. y er. io. 一、線上測驗系統. sit. Nat. 第三節研究工具. ‧. ‧ 國. 立. 政治大. v. n. 過去傳統測驗提供的學習回饋方式多為教學者告訴學習者測驗題目的正確. Ch. engchi. i n U. 與否，以及採用班級為單位進行題目與選項的講解，較少針對個別學習者測驗答題的情況予以回饋。本研究為了瞭解不同測驗回饋機制對於學生學習成效、自我效能，以及科技接受度的差異，因此開發了一個線上選擇題測驗系統，作為學生課堂學後之複習之用。本線上測驗系統使用 HTML+PHP+Javascript 程式語言撰寫，「測驗回饋機制儀表板」的圖像則採用 Javascript 中的 anychart.js 套件完成，系統操作說明如下。在作答階段，實驗組和控制組兩組學生在填答理化科測驗題目時的介面是相同的，如圖 3-4 所示，進入作答頁面時，左邊會呈現題目的編號，一共有三十題，紅色是正在填答的題目，綠色圓圈表示已經作答過的題號，中間主要的頁面則為 25. DOI:10.6814/THE.NCCU.LIAS.003.2019.A01.