情境式遊戲學習應用在國小學童加減法學習成效之研究
86
0
0
全文
(2) 致謝 光陰如箭，轉眼已過了兩年，這一路走來，經歷了很多人生的初次體驗，遇到了很 多貴人的鼎力相助。回首論文的研究期間，最要感謝的人是我的指導教授陳鴻仁教授， 在我迷惘期間指點迷津，讓我的研究得以順利進行。老師孜孜不倦的教導，讓論文更加 豐富與嚴謹；務實、專注的研究精神，讓我更認真的面對這份研究。也要感謝口試委員 黃悅民教授、黃武元教授對此篇論文的建議與指教，讓這篇論文更臻完善。 論文撰寫期間，感謝伊琇老師、玉芬老師，在試題的編製方面給予指導、修正， 讓論文試題能編製順利；感謝家真老師、文正老師、又菁老師、慶梅老師、雅釧老師， 協助完成預試，讓試題的編製流程能夠順利完成；感謝秀卿老師，在實驗期間，讓我對 班上孩子進行教學實驗，並提供許多課堂上的支援；感謝謝碧慧老師授權同意「國小低 年級學童數學焦慮量表」的使用，讓實驗能順利完成。 在念碩士班的這段期間，最幸運的就是能認識同舟共濟的同班同學，大家互相 體諒、互相幫忙。我要感謝婉菁、秝綾、毓珊、謝大哥，一路以來互相扶持，謝謝你們 在我最需要的時候，給我打氣加油、不斷的鼓勵，彼此分享甘苦談、解憂愁，讓我更有 信心的往前走，一步步的完成學業。 最後我要感謝我的家人，因為有你們的一路相伴，我才有完成學業的動力，在我最 無助的時候，給我最需要的精神鼓舞與生活上的幫助，讓我無後顧之憂。因為你們的相 伴與全力支持，讓我重新燃起了鬥志，繼續努力的完成現階段的學業。我要特別感謝我 的兒子，每次看到你天真無畏的笑顏，心中就充滿了感動與力量，尤其是你努力的跟病 魔搏鬥的期間，我知道，我們都要努力持續的奮鬥下去。. 楊佩真 謹致於台中教育大學.
(3) 摘要. 數學被認為是科學、技術及思想發展的基礎，對於生活的實用性更是不言而喻的。 然而如果將數學知識直接灌輸給學生，而忽略數學學習興趣的培養，漸而導致學童討厭 數學，即無法有效達到學習成效的提升。若以學童的日常生活經驗為主，將數學與遊戲 結合，把遊戲情境融入數學教學之中，來提升學童學習數學之興趣。同時也培養學童問 題解決的能力，降低學童對數學的恐懼，且增強其學習動機。 本研究旨在探討研究者自製之情境式遊戲互動教學媒體，透過實驗教學對於國小二 年級學童在數學加減法單元學習成效之差異，並藉由問卷及訪談方式，瞭解學童對於情 境式遊戲教學之看法。研究結果顯示：(1) 應用情境式遊戲教學之學童其在學習成效上 顯著優於一般傳統教學之學童；(2) 情境式遊戲教學應用在加減法之學習課程，對於不 同焦慮程度之學童的學習成效未達顯著差異；(3) 應用情境式遊戲教學輔助加減法教 學，高學業成就學童在學習成就表現優於低學業成就學童；(4) 情境式遊戲學習能使學 童較不懼害數學，降低其在學習數學時所產生的焦慮感；(5) 學童對於情境式遊戲教學 持正面肯定的態度與看法。. 關鍵字：情境學習、遊戲學習、數學焦慮、學習成效. I.
(4) Abstract Mathematics is regarded as the basis for the scientific, technical, and ideological development. There is no denying that mathematics is practical in daily life. However, it will not be effective to promote students’ learning if teachers instill mathematics knowledge into students without motivating their learning interests. Teachers should combine games with mathematics on the basis of students’ life experiences in order to enhance their learning interests, develop their problem-solving abilities, lower their anxiety, and enhance their learning motivation. The purpose of this study was to examine the effects of self-designed interactive games on second-grade students’ mathematics learning in addition and subtraction. The researcher used questionnaires and interviews to explore students’ attitudes toward situational games instruction. The results of this study are as follows. 1. Students’ learning was significantly promoted through situational games instruction. 2. There was no significant difference among students with different levels of anxiety in addition and distraction through situational games instruction. 3. High achievers performed better than low achievers in addition and distraction through situational games instruction. 4. Game-based learning can lower students' anxiety in learning mathematics. 5. Students had positive attitudes in situational games instruction.. Key words: situated learning; gamed-based learning; mathematics anxiety; learning effects. II.
(5) 目次 第一章 緒論 ............................................................... 1 第一節 研究背景與動機 ................................................. 1 第二節 研究目的 ....................................................... 4 第三節 研究範圍與限制 ................................................. 4 第四節 名詞釋義 ....................................................... 5 第二章 文獻探討 ........................................................... 7 第一節 情境學習 ....................................................... 7 第二節 遊戲式學習 .................................................... 14 第三節 數學焦慮 ...................................................... 20 第三章 研究方法 .......................................................... 28 第一節 研究流程 ...................................................... 28 第二節 研究對象 ...................................................... 29 第三節 研究設計 ...................................................... 30 第四節 研究工具 ...................................................... 33 第五節 實驗處理 ...................................................... 41 第四章 研究結果與討論 .................................................... 43 第一節 不同的教學方法對學習成效的影響 ................................ 43 第二節 情境式遊戲教學對高數學焦慮與低數學焦慮學生的影響 .............. 45 第三節 情境式遊戲教學對高學業成就與低學業成就學生的影響 .............. 48 第四節 不同教學法對於學童數學焦慮的影響 .............................. 51 第五節 情境式遊戲學習之學童意見調查結果分析 .......................... 53 第五章 結論與建議 ........................................................ 56 第一節 結論 .......................................................... 56. III.
(6) 第二節 建議 .......................................................... 58 參考文獻 ................................................................. 59 中文參考文獻 ......................................................... 59 英文參考文獻 ......................................................... 64 附錄一 學習成就測驗前測正式試題 .......................................... 68 附錄二 學習成就測驗後測正式試題 .......................................... 70 附錄三 「國小低年級學童數學焦慮量表」授權同意書 .......................... 72 附錄四 國小低年級學童數學焦慮量表 ........................................ 73. IV.
(7) 表次 表 2 - 1 情境學習之相關研究彙整 .......................................... 11 表 2 - 1 情境學習之相關研究彙整(續) ...................................... 12 表 2 - 1 情境學習之相關研究彙整(續) ...................................... 13 表 2 - 2 遊戲式學習之相關研究彙整 ........................................ 18 表 2 - 2 遊戲式學習之相關研究彙整(續) .................................... 19 表 2 - 2 遊戲式學習之相關研究彙整(續) .................................... 20 表 2 - 3 數學焦慮之相關研究彙整 .......................................... 25 表 2 - 3 數學焦慮之相關研究彙整(續) ...................................... 26 表 2 - 3 數學焦慮之相關研究彙整(續) ...................................... 27 表 3 - 1 研究樣本人數 ....................................................30 表 3 - 2 研究設計模式 .................................................... 32 表 3 - 3 鑑別度評鑑標準 .................................................. 34 表 4 - 1 不同的教學方法學習成就前、後測之敘述統計表 .....................43 表 4 - 2 情境式遊戲學習與傳統教學組內迴歸係數同質性表 .................... 44 表 4 - 3 不同教學法學習成就測驗之共變數分析摘要表 ........................ 44 表 4 - 4 不同教學法之學習成就測驗調整後的平均數 .......................... 45 表 4 - 5 實驗組不同數學焦慮學童學習成就前、後測敘述統計摘要表 ............ 46 表 4 - 6 實驗組之高、低數學焦慮組內迴歸係數同質性檢定摘要表 .............. 46 表 4 - 7 實驗組之高、低數學焦慮學童學習成就測驗共變數分析表 .............. 47 表 4 - 8 實驗組之高、低數學焦慮學童學習成就測驗調整後平均數 .............. 47 表 4 - 9 實驗組之不同學業成就學童學習成就前、後測之敘述統計摘要表 ........ 48 表 4 - 10 實驗組之高、低學業成就組內迴歸係數同質性檢定摘要表 ............. 49 表 4 - 11 實驗組之高、低學業成就學童學習成就測驗共變數分析表 ............. 49. V.
(8) 表 4 - 12 實驗組之高、低學業成就學童學習成就測驗調整後平均數 ............. 50 表 4 - 13 傳統教學學童焦慮之樣本統計 ..................................... 51 表 4 - 14 傳統教學學童焦慮樣本之相關性 ................................... 51 表 4 - 15 傳統教學學童焦慮樣本之檢驗 ..................................... 52 表 4 - 16 情境式遊戲學習學童焦慮之樣本統計 ............................... 52 表 4 - 17 情境式遊戲學習學童焦慮樣本之相關性 ............................. 52 表 4 - 18 情境式遊戲學習學童焦慮樣本之檢驗 ............................... 53 表 4 - 19 實驗組學童對情境式遊戲教學之意見調查統計表 ..................... 54. VI.
(9) 圖次 圖 2 –1. 情境學習的基本概念 ....................................... 8. 圖 2 –2. 遊戲式學習循環模式 ...................................... 16. 圖 2 - 3. Byrd的焦慮歷程模式 ...................................... 21. 圖 2 - 4. Cemen數學焦慮反應模式 ................................... 23. 圖 3 - 1. 研究流程圖 .............................................. 29. 圖 3 - 2. 研究架構圖 .............................................. 31. 圖 3 - 3. 情境式電腦遊戲互動教材流程圖 ............................ 36. 圖 3 - 4. 情境式電腦遊戲互動教材-選取購買物品 ..................... 37. 圖 3 - 5. 情境式電腦遊戲互動教材-店員結算購物金額 ................. 37. 圖 3 - 6. 情境式電腦遊戲互動教材-購物者付款結帳 ................... 38. 圖 3 - 7. 情境式電腦遊戲互動教材-重新計算金額 ..................... 38. 圖 3 - 8. 實驗組上課情形-1 ........................................ 39. 圖 3 - 9. 實驗組上課情形-2 ........................................ 39. 圖 3 - 10 控制組上課情形-1 ........................................ 40 圖 3 - 11 控制組上課情形-2 ........................................ 40. VII.
(10) 第一章 緒論 本章共分四節，第一節闡述研究背景與動機，說明學童學習數學所面臨之困境，而 如何藉由遊戲與電腦科技結合而成之教學方式，來提升學童學習成效；第二節為研究目 的，探討經過不同的教學法是否能達到學習成效之差異；第三節說明研究範圍與限制； 第四節為相關名詞釋義。. 第一節 研究背景與動機 數學被公認為是科學、技術及思想發展的基礎，也是文明演進的指標與推手(教育 部，2003)。數學教育的根本之道是為了滿足學生往後的成人生活、就業和做為進一步 學習的需要(葛建志，2005)。教育部在九年一貫課程數學領域的基本理念中指出，數學 和生活息息相關，且數學與科學的基本素養更是終身學習的利器(教育部，2003)。數學 教育可以幫助學生知道如何學且樂於學，而能在未來社會上立足。數學對於生活的實用 性更是不言而喻的，舉凡購物、利率的統計、空間時間的衡量、容量的計算等。因此， 數學教育的重要性是每一個教育工作者所不能忽視的(張茹菁，2008)。 國小教育是一切教育的基礎，也是數學學習的開始。若能在國小階段輔導學生樂於 學習數學、探究數學甚至愛上數學，以奠定良好的科學基礎。提高學童數學成就，對於 學童在未來升學或就業的發展必有其積極的影響(魏麗敏，1988)。然而，根據國內研究 報告指出，數學一直都是國中小學生最感困惑的科目之一，其不喜歡數學的比例也偏 高。教育部在中小學生課程不喜歡比率之調查研究中發現，國中小學生最不喜歡的科目 均是數學(殷偵維，1997)。在中小學教育中，數學科目可能是學生最常感到受挫的科目， 其不及格的學生數所佔比率也是所有科目當中最高的(蕭阿全，1984)。戴寶蓮(1991)在 調查研究中發現，我國許多學生對於數學普遍都有畏懼感，且興趣缺缺，甚至討厭數學、. 1.
(11) 排斥數學。在數學學習上有困難的學生，並非都是低智能的學生，即使有過人資質的學 生，也會出現數學學習的困難現象，若不能適時協助其解決學習上的困難，將會使其在 數學學業表現上成為低成就者(賴秀美，1981)。 自從教育部全面推行九年一貫課程以來，對國民小學的數學課程非常重視學生從日 常生活中獲得與數學有關的知識，以培養學生有效的運用數學方法，來解決生活中實際 問題的能力。許斯琪(2001)指出我國現今的教育，由於升學主義掛帥、過度重視學科成 績。加上教師的授課方式往往以考試引導教學，將數學知識直接灌輸給學生，學生只好 被動的接受。把課堂內容奉為圭臬，卻忽略了數學學習的樂趣。由於數學教育偏重在數 學知識的灌輸，忽略數學態度的培養、數學學習的樂趣，漸漸地削弱學童學習數學的興 趣(潘正安，1985)。因此，學生在考試的壓力與成績的雙重打擊下，不但削減了學習動 機，也抹殺了學習興趣，產生強烈的數學焦慮，進而討厭數學、排斥數學。 要讓學童喜歡數學，避免產生數學焦慮，增強其數學能力，最重要的就是讓學童在 愉快的學習方式下進行學習。而遊戲代表了歡樂與愉悅，如果能將數學與遊戲結合，把 遊戲情境融入數學教學之中，應可降低學童對數學的恐懼，增強其學習動機，不再視之 為畏途。遊戲一直以來都是個引人入勝的活動，無論大人或小孩都無法抗拒遊戲的吸 引。因為遊戲是歡樂、愉快且歡笑的，且對參與者具有正面的意義(吳幸玲、郭靜晃， 2003)。遊戲對兒童來說，是兒童的第二生命，也是最自然的人際溝通與自我表達的方 式。他們藉由在遊戲中的角色扮演，學習發展社會關係、表達內在情感及練習生活技能 等(黃怡芳，2005)。在遊戲的過程中，讓兒童大小肌肉、語言能力、想像力與解決問題 的能力得以獲得發展與提升，讓他們毫不費力的了解個人與環境的關係而產生互動，甚 至讓兒童藉由遊戲，發揮出無遠弗屆的創意 (吳幸玲、郭靜晃，2003)。且兒童皆能主 動投入其中、產生強烈內在學習動機以及積極參與的特性，並表現出樂於學習的現象。 所以，遊戲不但是兒童生命中有價值的活動，在他們的成長過程中也佔有相當重要的地 位。. 2.
(12) 遊戲本身具有趣味性、互動性與活潑性，能引起學習者的學習動機與興趣，使其學 習的熱情持續加溫，進而讓學習的過程中充滿自信心與樂趣。過去相關文獻也指出希望 透過玩遊戲背後的強大動機讓學習本身變成一件有趣的事(Making learning fun)，並 且經由遊戲的做中學(Learning through doing)做為學習上有力的工具(吳天貴， 2007)。由此可知，遊戲是引發學習者學習動機的重要因素，利用人們喜歡玩遊戲的天 性，將遊戲運用到教學活動中，兩相結合之下必能大大提升學習的興趣。 隨著電腦科技的發展與進步，科技媒體在學校教學活動的設計上漸漸受到廣泛的應 用，並利用電腦科技來輔助知識的學習。研究學者也希望透過資訊科技，來設計更為真 實、生動及視覺化的課程；以不同於以往的紙本教材，增加學習者的學習動機，提升學 習成效，將教學提升到新的境界(徐新逸、辜華興，1999；董冀瑞，2006)。知識的學習 必須建構在真實的情境脈絡之中，唯有將學習置於真實或模擬的情境中，與之產生互 動，這樣的學習才具有意義。而資訊科技所能提供的脈絡可：模擬實際的學習情境、應 用高度真實性的替代品或藉由多媒體程式提供真實學習情境。加上電腦科技可增進學習 的廣度、深度及變化性，提供學習者親自參與的經歷與臨場感，有助於增進其參與感及 學習動機(林吟霞與王彥方，2009；徐新逸，1996)。透過良好的教學設計，可以在電腦 多媒體的環境中模擬出一個互動的、合作的、真實的學習情境。讓學習者直接在生活化 學習情境下進行學習，主動參與學習活動並與情境產生互動，以建構自己的認知結構及 基模，進而激發學習者的思考與解決問題的能力(Brown,Collins, & Duguid,1989；沈 中偉，1995)。 本研究將電腦遊戲、真實情境與數學教學活動相結合，設計一生活化的虛擬商店。 透過遊戲中角色扮演方式來摸擬買賣活動的進行，藉以學習數學之加減運算。使之突破 以往傳統學習的限制與框架，以富趣味性、互動性的方式吸引學生主動學習，提升其學 習動機，並期能達到學習成效。綜合以上所述，本研究之動機如下所示：. 3.
(13) 一、透過情境式遊戲學習來引發學生內在動機，降低其學習數學時所產生的焦慮感。 二、透過情境式遊戲學習將學生參與遊戲活動的動機轉化為學習活動的動機，來提升學 生的學習成效。 三、將生活中的情境以擬真的遊戲方式應用在教學活動中，引發學生學習動機，使與生 活經驗相連結，培養其問題解決的能力，以達到寓教於樂的功能，並提升其學習成 效。. 第二節 研究目的 本研究以國小二年級學童為主要對象，設計一套符合情境學習的電腦遊戲數位教材 來輔助數學加減法之教學。並在實際教學現場使用生活化的虛擬商店進行教學實驗，並 比較傳統加減法教學與情境式遊戲教學在學習成效上之差異。本研究具體研究目的敘述 如下： 一、探討國小二年級學童經由情境式遊戲教學與傳統教學在數學加減法學習成效之差 異。 二、探討高數學焦慮與低數學焦慮之學童，經由情境式遊戲教學兩組學童在學習成效之 差異。 三、探討高、低數學學業成就的學童，透過情境式遊戲教學兩組學童在學習成效之差異。 四、探討不同教學法對於學童數學焦慮的影響。. 第三節 研究範圍與限制 本研究因受限於人力、時間、物力等因素，而有其研究範圍及限制。茲分述如下：. 4.
(14) 一、研究範圍 本研究針對台中市某國小二年級學童為實驗對象，一班為實驗組，進行情境式遊戲 教學的數學加減法課程；另一班為控制組，進行傳統教學。. 二、研究限制 因受限於人力、物力及時間等因素，本研究僅針對國小二年級二個班級為實驗對 象，因此在效度上有其一定的限制，解釋上不宜過度推論。加上無法實施長期的教學研 究，僅實驗一個數學單元，故實驗結果可能無法推論長期實施教學後，學童在學習成效 上的差異。. 第四節 名詞釋義 一、情境學習(situated learning) 情境學習是指將學習者置於知識與技能實際應用之情境或活動中，透過與情境互動 或是與其他學習者互動以進行學習活動(Brown,Collins,& Duguid,1989) ；目的是讓學習者在真實情境或活動中，依其學習脈絡進行摸索，發展出許多屬於自己 的問題解決能力，以便日後能加以應用(林吟霞、王彥方，2009)。。. 二、遊戲式學習(Game-based learning) 將遊戲之特性融入教學活動加以設計而成的學習方式，也可以說是用遊戲的方式幫 助學習者進入學習狀態的學習方式。這種學習方式讓學習過程生動有趣、充滿歡樂與挑 戰，藉以提高學習動機，使學習者在無痛楚、無學習壓力的學習環境下主動探索與學習 知識(Druckman,1995;Eskelinen,2001)。. 5.
(15) 三、數學焦慮(mathematics anxiety) 因學習環境、智力或其他(如自尊心、對數學的態度、學習數學的方式等)因素，使 學習者在進行數學任務時，心理上會感覺不舒服，而表現出緊張不安、焦慮、憂慮、挫 敗、害怕、無助、不喜歡、混亂等特徵（Fennema & Sherman,1976；魏麗敏，1988）。 本研究所稱之數學焦慮，乃採用謝碧慧老師所建立之「國小低年級學童數學焦慮量表」 (謝碧慧，2006)上的得分來表示。得分愈高表示其數學焦慮程度愈低；反之愈高。. 6.
(16) 第二章 文獻探討 本章共分三小節，第一節說明情境學習理論的定義及特性，並探討電腦多媒體在情 境學習上的應用；第二節描述遊戲式學習的意義及相關研究，並探討其在學習成效的影 響；第三節闡述數學焦慮的意涵，以及導致數學焦慮的成因與分析。. 第一節 情境學習 一、情境學習理論的緣起及內涵 情境學習理論始於 Brown、Collins 與 Duguid(1989)共同發表研究論文對情境認知 (situated cognition)與情境學習的討論。研究結果認為知識是學習者透過與情境的互 動而產生的，且本質上深受活動、社會脈絡及文化的影響。因此，知識只有在其產生及 應用的情境中解釋才能產生意義，無法脫離其所處情境脈絡(施文玲，2007)。Brown 等 學者在情境認知及情境學習的討論上，乃根據過去多位學者對一般日常生活認知活動的 研究結果發展而來。Schman(1987) 觀察人們學習操作影印機時發現，在使用之前並不 會先閱讀使用說明了解如何正確使用，而是在使用的過程中遇到問題才去翻閱使用說 明，或請教有經驗的人，從不斷的摸索、嘗試進而學得操作之技能。Lave 與 Wenger(1991) 研究一些專門行業的老百姓(如屠夫、助產士、裁縫師、操舵手等)的學習模式，雖然他 們只是從一個小小的學徒做起，並不像專家一樣受過完整的教育或正式訓練，在思考及 行動方面也不同於依賴理論法則行事的學生。但是在面對專業上的各種複雜的疑難雜 症，仍有令人滿意的表現，甚至更懂得一些訣竅，知道如何直接利用環境中現有的資源 來解決陌生的問題(楊順南，1997)。由此可見，情境學習強調學習應該在真實的情境中 進行，若只是進行一般抽象知識的灌輸，卻沒有真實情境的支持，所學得的知識便是惰 性知識，將難以進行遷移和轉化。. 7.
(17) 情境學習主要強調知識的學習應該要建構在真實的活動，並將學習活動與社會文化 加以結合(徐新逸，1996)。因為知識是植基於情境脈絡中，無法單獨從情境抽離出來， 而知識間的關聯性也需要靠適當的情境來連結(楊家興，1995；鍾邦友，2000)，並藉由 學習者主動探索、操作的經驗過程中，使學習者將所學遷移到真實生活中，並發展出屬 於自己解決問題的策略，以解決生活中的問題。因此，唯有當學習發生於有意義的情境 時，才會產生有效的學習(Choi & Hannafin，1995；吳宗立，2000)。. 二、情境學習理論的特性 知識的建構必須在學習者與情境互動下才能產生有意義的知識。也就是說，學習不 能只視為是簡單地把抽象的、去情境化的知識從一個人傳遞給另外一個人；學習是一個 社會性的過程，知識在這個過程中是由大家共同建構的。因此，學習是處於一個特定的 情境中，滲透在特定的社會和自然環境中，不能脫離情境而獨立存在，所以學習知識最 好的方法就是在情境中進行。根據情境與學習者間的關係中可看出其基本概念圖，如圖 2-1 (Lave & Wenger，1991；許寧真，2008)：. 情境學習. 情境. 學習者 知識 知識是二者互動的產物. 圖 2 - 1 情境學習的基本概念(Lave & Wenger，1991；許寧真，2008) 情境學習重視在真實情境的互動下建構知識並使用知識，學習者由被動的灌輸轉為 主動的探索；且知識存在於我們所處的環境及活動中，學習者若想習得知識，便要進入 學習情境脈絡中。歸納許多學者對情境學習理論的觀點 (Case & Jawitz，2004；徐新. 8.
(18) 逸，1996；吳宗立，2000；黃鳳俞，2009)，其主要特性分別描述如下： (1) 強調真實情境對於學習的重要性 情境學習強調知識是植基於情境脈絡中，無法單獨從情境抽離出來，而知識間的關 聯性也需要靠適當的情境來連結(楊家興，1995)。要使學習發生與進行，情境的存 在是必要條件(黃鳳俞，2009)，透過真實情境所提供的學習環境，有助於知識技能 的學習，學習者才能真正了解所學知識的意義和價值，以成為日後解決問題的工具。 (2) 情境學習是人在特定的情境下與環境產生互動的歷程 情境學習認為所提供的訊息必須在一個相關的情境下，在社會互動合作下進行學 習。例如語言的學習，Miller 與 Gildea(1987)指出在忽略情境認知的教學狀況下學 習字彙，其學習效果是大打折扣的。也就是說，知識就如同語言一樣，都是情境下 的產物，要使知識具有意義就需透過情境脈絡加以傳承(陳慧娟，1998)。 (3) 情境學習是共同參與、合作、分享的社會化過程 情境學習注重學習成員間的參與互動，強調學習是一種共同參與的社會化過程(吳宗 立，2000)。Resnick(1989)認為人類大部分的學習都是透過合作學習來完成的。由 教師扮演學習的協助者，提供學習鷹架，相互支持、分享交流，共同參與知識建構 的活動。 (4) 強調主動探究對認知活動的重要性 情境學習強調知識的學習必須建構在真實的活動裡，透過主動探索與操弄，以便有 效學習知識。在真實情境中，藉由學習者主動探索的經驗形成知識，使所學知識具 有意義與價值，才能運用於實際問題的解決。 (5) 學習是一種涵化的過程 學習的過程最好從環境中耳濡目染到接受參與，學生就如同學徒一般，一步步漸進 學習，由周邊參與逐漸擴展至核心參與，進而習得專業知識並表現出應有的行為舉 止。. 9.
(19) 三、電腦多媒體在情境學習理論之應用 教學是一種知識溝通的歷程，若能善用教育科技對知識的學習將有所幫助(陳慧 娟，1998)。並且科技可增進學習資源的廣度、深度及變化性，讓學習者在科技的輔助 下有親自參與之經歷與臨場感(first-person experience)並從中增進其參與感及學習 動機，可說是支援情境學習之有利因素(徐新逸，1996)。情境學習強調知識必須在真實 的情境脈絡中學習，讓學習者在真實的情境或模擬的情境下學習，透過主動探索、操弄 的過程，以獲得有意義的知識。但有些情境是無法在教室中呈現的。因此透過多媒體科 技的運用，可以針對教室中無法呈現的情境以模擬的方式來進行教學，而錨式情境教學 法(anchored instruction)正好可彌補教室中教學情境之不足。由美國 Vanderbilt University 的認知科技群(Cognition and Technology Group at Vanderbilt,簡稱 CTGV) 以情境學習理論為基礎，結合電腦科技及多媒體的應用來研究學習者的知識建構歷程 (汪明傑、王漢忠、陳德海，2004)。其主張將教學重點定錨在一個有意義的情境當中， 應用多媒體科技提供真實的學習情境，引導學習者藉著情境中的學習資料來發現問題、 形成問題，進而解決問題。同時希望學習者在擬真的問題情境中，發展出有用的知識和 解決問題的策略應用至生活中(溫嘉榮、施文玲，2003)。利用錨式情境教學法的擬真性， 不但給予教學情境的真實性，也讓學生有主動嘗試與練習的機會，以解決教學情境難以 呈現之問題。 電腦所具備的多媒體能力，能建構出逼真的模擬情境，也能表現出靜態或抽象教材 所不能展現的教學內容，藉由動畫、聲光的設計，以具體生動的方式表現，有助於學習 者學習興趣及學習成效的提升(張泰山，1998)。並且利用資訊科技進行教學活動時，不 但不會造成學習上的負擔，學習效果反而因此提升(顏龍源，2000)。所以資訊科技在情 境學習上扮演一個重要的角色，藉著資訊科技的運用，能夠發展出虛擬的學習情境，補 教學情境之不足。也讓教師在教學上有更多的選擇可使用，也因透過科技工具的使用改. 10.
(20) 變了上課方式，讓教學更豐富有趣，學習方式更多元。有關情境學習之相關文獻，本研 究彙整如表 2-1 所示。 表 2 - 1 情境學習之相關研究彙整 研究者 (年代). 研究主題. Griffin Marlynn M.(1995). You Can’t Get There from Here: Situated Learning Transfer, and Map Skills. 楊雅婷 (2003). 問題情境對男女學童 數學能力表現之影響. 彭巧綾 (2004). 運用認知學徒制於國 小數學領域補教教學 之行動研究. 柯淑惠 (2005). 架構一個情境學習網 站─以國小自然與生 活科技為例. 研究結果 1. 分為情境認知組、傳統教學組，進行書面評 估及兩個執行評估，其中一個為知識的轉換。 2. 在效能測試上，情境認知組明顯優於傳統教 學組，但兩組在其他兩種衡量方式表現上並 無顯著不同。 3. 情境認知組與傳統教學組兩相比較下，在書 面評估或是地圖技巧之轉換成果評估方面， 情境認知組顯示在地圖技巧之成果評估有較 佳的結果，而且不損害成果。 1. 在「數與計算」女學童表現較優；在「圖形 與空間」則是男學童表現較優。 2. 量與實測、關係及統計與機率等能力，男學 童在高認知層次題目的答對率高；女學童則 在低認知層次題目答對率高。 3. 情境題目皆會影響男、女學童之解題表現。 1. 認知學徒制在補教教學學生的學業表現、學 習興趣都具有正面的意義。 2. 認知學徒制之補教教學對象在學習成就的表 現維持一定的水準。 3. 認知學徒制之補救對象，在補教教學時的學 習狀況也能類化至平時解題。 1. 專家或學習者對本學習網站之整體評鑑持肯 定的態度 2. 使用本學習網站後，經由自然科學態度問卷 中發現，本情境學習網對提升學生自然學習 態度持正面態度。 3. 透過學習者在自然與生活科技使用者評做問 卷中得知，使用過本學習網站後，能引起學 生對自然的學習動機與興趣。. 11.
(21) 表 2 - 1 情境學習之相關研究彙整(續) 研究者 (年代) Liao,Y.l. and Chen,Y.w.( 2005). 研究主題 Computer simulation and students' achievement in Taiwan: A meta-analysis.. 廖啟宏 (2006). 國中學生在不同的 〝雙重情境學習模 式〞環境下其反應速 率概念學習成效之研 究. 陳天仁 (2007). 情境學習對北部國一 學生學習動機與學習 成效的影響. 林宏旻 (2008). 結合情境學習之數位 學習對高職特教班學 生學習成效之研究以機車駕駛筆試題庫 為例. 研究結果 1. 執行 Meta 分析用以綜合現存的研究來比較電 腦模擬與傳統教學在學生認知成就上的結 果。 2. 電腦模擬組的學生在認知學習上較傳統教學 組來得有效。 3. 在研究變數上，在作用大小的平均值，其中 的 17 個變數並沒有顯著的影響；只有一個變 數(信度衡量)顯示接近顯著意義。 1. 在不同的教學模式下，情境學習模式更能幫 助學習成效和學後保留的效果。 2. 高、中和低學業成就學生皆可因情境學習模 式而有更顯著的進步。 3. 高、中、低內在動機學生，利用情境學習模 式進行學習時，其學後保留效果較顯著。 4. 不論是何種學習模式，學生的興趣與價值皆 會影響概念的學習而達到顯著。 1. 透過情境學習可達到良好的的教學效果，而 且適用於不同的性別。 2. 情境學習的教學對國中生學習動機之「努力 歸因」影響大。 3. 情境學習的教學不但可影響學習動機，更進 而影響學習成效。 4. 除了「能力歸因」之外，情境學習對於男生 的學習動機有很大的影響。 1. 利用情境學習之數位學習教學法的學習成 就，明顯的優於傳統教學法。 2. 透過情境學習之數位學習教學法，學生有良 好的學後保留效果。 3. 在學習動機上，利用情境學習之數位學習教 學法，明顯優於傳統教學法。 4. 學生對於情境學習之數位學習教學法持肯定 的態度。. 12.
(22) 表 2 - 1 情境學習之相關研究彙整(續) 研究者 (年代) 紀育廷 (2009). Der-Ching Yang and Wan-Ru Wu (2010). 研究主題. 研究結果. 應用情境學習於國小 1. 情境式學習組在安全概念測驗之各面向的表 網路隱私安全教育之 現皆優於非情境式學習組學生。 學習成效研究 2. 情境式學習組學生在態度量表中以「提供個 人資料的判斷力」層面的表現較優。 3. 情境式學習組學生對於情境問題所產生不符 合預期的答案，大多視病毒為其問題原因， 且較在意自身的網路安全問題。 4. 情境式學習組學生對於網站的介面設計、學 習內容均給予正面的肯定。 The Study of Number 1. 將數感融入於真實活動中與使用傳統教科書 Sense: Realistic 教學兩相比較，結果發現，實驗組學生在數 Activities 感方面的表現明顯高於控制組學生。 Integrated into 2. 經由訪談兩組學生的結果發現，在使用數感 Third-Grade Math 的靈活度及有效程度上，以實驗組學生的表 Classes in Taiwan 現優於控制組。. 四、小結 有意義的學習應該在真實的情境中來學習，讓學習者建構屬於自己的知識及解決問 題的辦法。且知識的獲得無法脫離情境而獨立，必須與情境互動而產生，因此應用情境 學習之特性，使學習者於有意義的情境中學習，進而產生有效的學習。但並非所有情境 都能在教學環境中一一呈現，所以將藉由電腦多媒體科技的輔助，設計出擬真的學習情 境，讓學習者置身於擬真的情境之中，使情境學習的觸角加以延伸，進而提升學習者的 學習成效。. 13.
(23) 第二節 遊戲式學習 一、 遊戲的意義與特徵 遊戲是歡笑、愉悅和歡樂的，對參與者而言具有正面的意義。在過程中，參與者均 積極投入其中，只重過程不重結果，且是發自內心的自由參與和選擇，擁有強烈的內在 動機，沒有外在目標。此外，遊戲並非單一、獨立的行為，它與其它方面有著密切關係， 例如：創造力、解決問題的能力、語言學習、社交技巧等(吳幸玲與郭靜晃，2003)。 Bruner(1996)認為遊戲是一種可以任意形式表現出現實的模式，也可預習未來的實際生 活。Eisner(1982)認為遊戲是自然的童年活動，可以讓兒童探索可能發生的生活經驗， 是他們用來理解世界的途徑之一。所以，兒童在遊戲時自然而然地把內心的想法表達出 來，在遊戲過程中自我探索學習建構自己的經驗，以幫助自己理解世界，作為未來實際 生活的準備。 綜觀學者們認為遊戲的特徵有以下六點： （一）遊戲來自於內在動機、 （二）在遊戲 中重過程輕結果、（三）遊戲是個體自發性、主動的、（四）遊戲是自由選擇的、（五） 遊戲是正向的、令人愉快的、與（六）遊戲是主動且動態的活動(Garvey，1977；Rubin, Fein & Vandenberg，1983)。黃怡芳(2005)認為遊戲的特徵有以下五點：1.正向意義的 活動； 2.內在動機的活動；3.自由的活動；4.非實際性的活動；5.綜合性的活動；6. 策略性的活動。綜合而言，遊戲是一種發自兒童內在動機且具想像力的綜合性活動，也 是一種自由意志的選擇，重過程而輕結果，對兒童的發展具有正向意義的影響，加上遊 戲不受真實世界時空的限制，在遊戲中所創造出來的世界去嘗試不同的情境，或是角色 扮演，協助兒童從中去獲取學習經驗，做為未來生活之準備，讓兒童盡情享受遊戲帶來 的樂趣。. 14.
(24) 二、遊戲式學習的意義 透過遊戲環境所設計的教學活動，必須將教學內容以結構化的方式來呈現，其重點 在於知識的學習與整合，而非以單純的娛樂效果為主(Druckman，1995；Eskelinen， 2001)。遊戲式學習對學習者的影響，在於所提供之互動性及引發內在學習動機，學習 者利用互動式的環境進行獨立或群體的操作活動，藉著同儕之間的互動溝通以及操作經 驗的回饋，進而增進其學習效果(Mayer, Mautone, & Prothero, 2002)。因此，遊戲式 學習所建立的學習成效，主要是來自於學習者在遊戲中所得到的經驗以及立即的回饋。 遊戲式學習的目的在於建立持續性及互動性的學習環境，以引發學習者的內在學習 動機。且遊戲式學習適合多人共同參與，建立學習者之間彼此合作或競爭的關係，達到 互動學習的效果；遊戲也可引發想像、建構知識，更可藉由挑戰來增進思考及學習樂趣。 所以，在遊戲中要引發的是競爭和合作的精神，且是好玩、可達成與富挑戰性 (Prensky，2001)。除此之外，遊戲的歡樂、愉快氣氛，也可減少在教學過程中的僵化 氣氛及嚴肅性，為學習者營造一個愉快的學習環境。在圖 2-2 遊戲式學習模式所示，顯 示詳盡的遊戲循環過程，利用遊戲的特徵並配合教學內容，進入一個遊戲循環的模式 中。從使用者判斷→使用者行為→系統回饋，最後再回到使用者判斷，形成一個完整的 遊戲循環系統。在這遊戲循環模式中，遊戲可以引導使用者判斷或反應，例如提高興趣、 歡樂、投入或信心；判斷或反應可引導行為，像是更加持續或努力的強度；這些行為導 致遊戲成果之系統回饋 (Garris, Ahlers, & Driskell，2002)。在過程中，每一次的 循環裡都是彼此相互影響的，一直到教學任務結束產生學習結果為止。. 15.
(25) 輸入. 過程. 結果. 使用者判斷 教學內容 解說 學習結果. 遊戲循環 遊戲特徵. 使用者 行為. 系統 回饋. 圖 2 - 2 遊戲式學習循環模式(Garris, Ahlers, & Driskell,2002) 遊戲式學習強調多元化的知識學習與整合，學習內容必須強調知識的呈現與經驗建 構的過程。藉由遊戲來輔助學習，將片斷、鎖碎的資訊整合關聯為一完整的知識系統， 透過新的經驗建構方式達到學習的目的(李正儀，2004)。因此，若將遊戲結合教學，不 僅帶來樂趣，也可透過遊戲本身的特性，引發兒童學習之動機，並維持其學習動機。同 時也可突破學習上的僵局，降低教學的嚴肅性，使兒童在學習過程中發揮其創意思維， 達到學習目標，並滿足遊戲與學習的雙重樂趣。. 三、電腦遊戲式學習影響學習成效的因素 隨著電腦科技的發展與進步，科技媒體在學校教學活動的設計上漸漸受到廣泛的應 用，並利用電腦科技來輔助知識的學習。而對於電腦遊戲教學的特性，學者們各有不同 的見解。鄭凱育(2000)認為具教學意義的電腦遊戲，應該具備挑戰性、幻想性、趣味性 等特性。賴阿福(1996)認為遊戲的本質是技能性的活動，是一些人以競爭方式獲取預設 目標之活動，而教育性的遊戲活動主要特性有八點：遊戲目標、遊戲規則、彼此競爭、 挑戰及策略、技巧性、新奇性、安全性、娛樂性。Malone(1987)則認為電腦遊戲的特性. 16.
(26) 應具有挑戰性、想像力、好奇心。 而 21 世紀是正是電腦遊戲學習的世代(Prensky，2001)，電腦遊戲所帶來的影響， 學者們各持不同的意見，有的認為具有正面意義，也有認為具負面效果。綜合多數學者 們的看法，持正面看法者(Pillay，2002；莊世偉，2003；廖婉雯，2003)認為電腦遊戲 能利用其聲光特效提升學童學習興趣，同時可訓練其手眼協調、辦別色彩形狀；在遊戲 過程中，可提高操作電腦的技巧，為了解決遊戲中的問題也可增加其思考策略，使其有 較高的學習表現並增加自信心和成就感；且在遊戲中可降低學習的焦慮及恐懼，達到身 心舒壓的效果。另外，持負面看法者(Roe & Muijs，1998；王靜珠，1999；莊世偉，2003) 則認為透過電腦學習會減少社交技巧的發展、易荒廢學業，且在虛擬的學習環境裡，易 與真實環境脫離，甚至過度使用電腦會對視力造成傷害。 Klawe(1998)則認為互動性多媒體教材對學習數學是有幫助的，主要是因為電腦軟 體具有下列四項功能：1.可提供豐富的範例及問題；2.促進視覺化及操作化、連結視覺 化與符號表徵；3.提供適性化的學習進度及回饋；4.提供一個有意義及沈浸的環境。在 現實生活中，由於具體操作物的製作不易，其與抽象符號表徵的連結也有一定的困難存 在，因此學生在處理複雜或抽象問題時，無法依學生個別程度之差異提供適性化的學 習，以逐步引導學生進入學習概念的核心。而互動多媒體電腦教材正好可彌補這些現實 生活中的缺失，利用數位方式大量儲存資料，提供豐富多變的範例供學生學習；同時透 過數位教材的製作，讓抽象符號具體化、視覺化，讓學生可操弄使用，漸漸地將學習的 認知能力往更高層次提升。其最大的好處，就是利用電腦遊戲的互動性、多媒體等特性， 讓學生沈浸並投入於遊戲學習情境之中，享受學習的樂趣(宋錦圓，2007)。 學習必須是具有意義的，這樣才能讓學習者內化於自己的知識結構裡。遊戲也是一 種學習的方式，要讓遊戲成為一個有效的學習工具，Dempsey、 Ramussen 、 Lucassen 、 Haynes 與 Casey(1997)認為必須要有四關鍵特徵：要有明確簡要的教學目的和主題； 必須具有挑戰性；學習者能有權控制遊戲的選擇，例如聲音、速度、時間、難度等；版. 17.
(27) 面設計、圖像、動畫和聲音都要有適當的品質。因此，藉由電腦遊戲對學童的吸引力， 將之與學習相互結合，使發揮學習的功效。有關遊戲式學習之相關文獻，本研究整理如 下表 2-2 所示： 表 2 - 2 遊戲式學習之相關研究彙整 研究者 (年代). Garris, Ahlers, & Driskell (2002) 廖根龍 (2005). 盧秀敏 (2006). Ebner & Holzinger (2007). 柯淑分 (2007). 研究主題. 研究結果. Games, motivation 1. 利用遊戲的魔力來吸引使用者並且實現所希 望達到的教學目標 and learning: a 2. 透過遊戲循環加上獨特的教學方案，引導訓 research and 練目標的達成和特殊學習成果。 practice model. 遊戲學習情境中思考 風格對問題解決的影 響. 1. 遊戲後三種思考風格(行政、立法及司法)， 正向成長均達顯著差異。 2. 各思考風格的成長，女生優於男生。性別與 行政風格變化有顯著關聯。 3. 不同思考風格之問題解決模式具有差異性。. 金字塔結構思維問題 解決法融入角色扮演 遊戲學習個案研究. 1. 對於遊戲融入學習之態度為正向態度。 2. 認為透過「2PS」的學習有助於其提升問題解 決之能力。 3. 遊戲介面操作是否順暢影響內容之學習與動 機之維持。 4. 遊戲情境塑造得宜有幫助於學習者學習。 5. 抗壓性、空間感與主動性影響遊戲學習。 1. 玩遊戲的最小學習結果與傳統方法所達成的 是一樣的。 2. 學生喜歡這種 e-Learning 的學習方式，所以實 驗的結果是支持玩遊戲在學習方面帶來的功 效。. Successful Implementation of User-Centered Game Based Learning in Higher Education: An Example from Civil Engineering 國小學童之電腦遊戲 學習行為與學習成效 研究--以蝴蝶生態為 例. 1. 透過遊戲進行學習，對於學習成效具有提昇 作用。 2. 遊戲的時間、次數和學習成效皆呈顯著相 關 。. 18.
(28) 表 2 - 2 遊戲式學習之相關研究彙整(續) 研究者 (年代). 研究主題. (2008). 電腦遊戲練習對 3 至 6 年級學童手眼協調 能力、選擇反應能力 與簡單反應能力之影 響. 林月嬌. 電腦遊戲應用於國小 營養教育之學習成效. 李招名. (2009). Papastergiou. Digital Game-Based Learning in high. (2009). school Computer Science education. 研究結果 3. 瀏覽行為和學習成效沒有呈顯著相關。 4. 互動品質和學習成效沒有呈顯著相關。 1. 3 至 6 年級實驗組電腦遊戲練習後，手眼協調 能力、選擇反應能力與簡單反應能力皆優於 控制組。 2. 手眼協調能力部分，經電腦遊戲練習後 3 年 級組之進步率較其他年級優異。 3. 選擇反應能力部分， 經電腦遊戲練習後 3 年 級組之進步率優於 4 年級；5 年級之進步率優 於 4 年級。 4. 簡單反應能力部分，各年級的比較均未達顯 著差異。 1. 在營養知識測驗、飲食行為量表部分，電腦 遊戲融入教學組表現明顯高於傳統教學組。 2. 在營養態度方面，電腦遊戲融入教學組與傳 統教學組並無顯著差異。 3. 在營養教育學習成效方面，電腦遊戲融入教 學組的男女生皆有明顯進步，但成效並不顯 著。 4. 電腦遊戲融入教學組學生對於電腦遊戲應用 在教學上持正面的態度。 1. 利用遊戲式學習比傳統學習方式，更能有效 地促進學生計算機的概念知識。 2. 在高中教育裡，不論學生的性別為何，電腦 遊戲均可被用來有效提升動機的學習環境。. :Impact on educational effectiveness and student motivation. 許罡寧 (2010). 國中學生數位遊戲學 習之研究：授權賦 能、最適刺激程度、. 1. 學生擁有的最適刺激程度越高，則學生對於 體驗價值的認同性就越高。 2. 數位遊戲所給予學生授權賦能的程度越高. 19.
(29) 表 2 - 2 遊戲式學習之相關研究彙整(續) 研究者 (年代). 研究主題. 研究結果. 體驗價值、問題解決 則學生對於體驗價值的認同性也就越高。 能力 3. 學生對於體驗價值感越高，則問題解決能力 的提升也越高。 4. 數位遊戲給予學生授權賦能的程度越高，則 學生對於問題解決能力的提升也就越高。. 四、小結 利用遊戲本身所具有之互動性、有趣性、活潑性及正向意義，使其與教學結合，並 融入教學活動中，為學習者營造一個沒有壓力且歡樂愉快的學習環境，同時可增進其學 習動機、提升其學習成效。因為學習應該在歡樂愉快的氣氛下進行，而非僵化嚴肅的學 習情境中，所以唯有在愉快沒有壓力的遊戲學習情境中，所學得的知識較易內化為自身 的知識系統。加上電腦科技發達的現今，透過電腦科技的特性與遊戲學習結合，讓學習 媒材更多元、豐富，引發學習動機，讓學習者融入遊戲學習情境中，提升學習成效。. 第三節 數學焦慮 一、焦慮的意涵 焦慮是一種不安、緊張、憂慮、煩惱或苦悶的複雜情緒狀態，同時也是種不愉快的 經驗(魏麗敏，1991)。古明峰(1990)認為焦慮是指一種不愉快的情緒，通常具有煩惱、 疑慮、恐怖與害怕等性質。Watts 與 Mathews(1997)認為焦慮是敏感和緊張的一種情緒 反應，個體會感覺到憂慮、緊張或是不安的威脅，可是卻沒有明確的原因。一個有焦慮 的人通常容易具有緊張的傾向，自己容易有遭受失敗的預期心理，且認為外界對自己是. 20.
(30) 有威脅性的，同時對自己的能力缺乏自信心(林清山，1992)。 Spielberger(1972)認為焦慮是指個體對於緊張和壓力的主觀感受與了解，並因而 引發自主神經系統的活動作用，同時也指出焦慮的過程為個體在某種情況下感受到壓 力，並知覺到其威脅，進而對此壓力產生狀態性的焦慮反應(謝碧慧，2006)。Byrd(1982) 根據 Spielberger 的理論，提出焦慮歷程模式(anxiety as process)，如圖 2-3 所示。 由此可知，個體在知覺受到某種壓力或威脅時，出現害怕、逃避的行為，進而找出可能 造成焦慮的壓力或狀況後，直接去面對處理，且考慮去改變生活型態及態度以減低壓力 及預防焦慮的產生。總括而言，焦慮是個體因為不能達到目標或是不能克服威脅，在生 活經驗中所產生的一種不愉快情緒反應，而間接導致自信心受挫產生失敗感，所形成的 一種緊張不安、帶有恐懼的情緒狀態。. 壓力來源. 知覺到危險. 因應 圖 2 - 3. 狀態焦慮的反應. 認知再評估. Byrd 的焦慮歷程模式(魏麗敏，1988). 二、數學焦慮的意涵 Spielberger(1972)將焦慮的性質分為情境性焦慮(state anxiety)和特質性焦慮 (trait anxiety)。前者是指在一個特定的情境中所產生的焦慮狀態，屬於一種暫時性 的焦慮情境；所以情境性焦慮並非與生俱來，乃受外界情境的影響而產生的，如果能改 變其外在情境，則焦慮的情況就會因此而改善或消失。後者是指焦慮成為個人的人格特 質之一，可能是童年的生活環境不良而漸漸養成的，是一種相對穩定的焦慮傾向(Cross & Huberty，1993)。因此，具有特質性焦慮的人，當個體在面對外在情境時，容易感受. 21.
(31) 到威脅的人格特質。林清山(1992)也指出一個具有高度焦慮的人其特質是以大量的情境 性焦慮來反應壓力；反之，低焦慮的人在反應壓力情境時，並不會出現大量的情境性焦 慮(蔡文標，2003)。 數學焦慮是情境焦慮的一種(Frary & Ling，1983)，是在學習數學的過程中，產生 焦慮、恐懼、緊張或其他生理的情緒反應，造成數學學習上的干擾，進而影響數學學習 成就的一種現象(Fennema & Sherman，1976)。最早是由 Dreger 與 Aiken(1957)所提出 數字焦慮(Number Anxiety)的概念，是指個體對於算術及數學產生一種不安的情緒反應 症狀。Richardson 與 Suinn(1972)延續其觀點，提出數學焦慮的概念。認為數學焦慮 是在日常生活或學習情境當中，運用數字和解決數學問題時，所產生的焦慮及緊張，進 而干擾對數字的運算及對數學問題的解決能力，妨礙了數學的學習，甚至影響職業生涯 的發展(盧嬿玲，2007)。 Mathison(1977)指出數學焦慮是一種不合理的恐懼，這種恐懼會進而影響數學技巧 的發展與使用(涂金堂，1996)。Berebitsky(1985)認為數學焦慮是一種心智方面、情緒 方面暫時性的生理失調。對於需要運用心智思考的數學學習來說，數學焦慮會有干擾的 作用，因為它需要不斷的思考及解決問題(Betz,1978)。因此，數學焦慮的產生是學生 在學習數學習遭受挫折或失敗，使得學生在學習數學的過程中，尤其在面對數學考試 時，無法積極的投入學習活動，或者認為數學沒有學習的價值所造成的(甯自強，1983)， 進而想逃避數學，如此惡性循環的結果造成數學低成就。 Cemen(1987)以 Spielberger(1972)的焦慮理論模式為基礎，提出數學焦慮反應模 式。此模式包含：環境經歷(environmential antecedents)、性情經歷(dispositional antecedents)、情境經歷(situational antecedents)、數學焦慮反應(mathematics anxiety reaction)、因應方式(coping)。如圖 2-4。從模式中得知，環境經歷會影響性 情經歷，而性情經歷和情境經歷共同造成數學焦慮的反應。而當數學焦慮反應產生時， 透過個人的認知再評估，便會對數學焦慮產生因應的方式(涂金堂，1995)。. 22.
(32) 環境經歷 1.缺乏父母的鼓勵 2.負面的學習經驗 3.低於期望的數學成就. 情境經歷. 性情經歷. 1.數學的本質. 1.自我懷疑. 2.教室的因素. 2.缺乏自信的態度. 3.數學的教法. 3.性別角色. 4.考試焦慮. 4.先前的逃避. 壓力來源. 自尊受到威脅的知覺. 數學焦慮反應 1.緊張；2.茫然困惑；3.肌肉收縮；4.手心冒汗； 5.坐立不安的行為；6.心跳加速；7.呼吸急促； 8.神經質的胃痛. 認知再評估. 因應方式 1.逃避數學及與數學相關的職業；2.數學表現的低落； 3.數學表現的促進；4.焦慮的增加；5.數學是沒有用 的態度之發展 圖 2 - 4. Cemen 數學焦慮反應模式(涂金堂，1995). 23.
(33) 由此可知，數學對個體來說是個壓力來源，而且在過程中會受到環境、性情、情境 等因素影響，若個體對數學覺知到心理方面的威脅時，焦慮的情緒便隨之產生，個體透 過對此焦慮情緒的認知與評估，將對數學狀態做出不同的因應之道。若個體對此焦慮採 取的因應方式是正向的，則將對個體在學習數學有所助益，屬於有益的焦慮；反之，若 個體對此焦慮採取的因應方式是負面的，則焦慮將變成一種有害的焦慮，阻礙學習的進 行(吳梅蘭、曾哲仁，1994)。也就是說，焦慮程度的高低會影響個體的表現情形，當焦 慮程度高到個體無法負荷時，便會影響個體數學學習的發展。. 三、數學焦慮的成因 數學焦慮是一種面對數字及解決數學問題時所發生的情緒反應，是影響學習數學的 非智力因素，且會使學生想逃避學習數學。而 Greenwood(1984)認為數學焦慮的產生常 是在不知不覺中形成的，除了受父母、教師、行政人員及學生本身對數學態度的影響外， 在學習幾何或代數的基本數學技能時，常以「說明-練習-記憶」的方式來教導，以及過 份注重答案的獲得，而忽略了邏輯思考過程及推理形式；注重在計算過程及抽象符號的 轉換記憶，忽略了理解、推理和問題解決的過程，這些都是足以產生焦慮的來源(古明 峰，1991)。 Tobias 與 Weissbrod(1980)歸納出四個與教學方法有關，且導致數學焦慮產生的 原因，分別為時間壓力、丟臉、強調正確答案與獨自運算。Fulkerson、 Galassi 與 Galassi(1984)認為數學焦慮的產生和個人的認知關係密切，對數學有著正確認知者， 其焦慮程度較低；反之則較高。Lazarus(1974)認為數學焦慮的產生是由於不良的教學 方法或是不當的課程設計所引起的。Stuart(2000)指出數學焦慮通常是因為學習者對自 己缺乏信心所引起的。因此，數學焦慮並不是由單一因素所造成的，它是由許多不同的 因素所產生，例如，沒有處理失敗的能力、過度的缺課、自我概念的缺乏、父母及老師 對數學的態度、強調學習數學是藉著練習而缺少瞭解，皆可能造成學童的數學焦慮(蔣. 24.
(34) 宇立，2000)。 蔡文標(2003)指出形成學生數學焦慮的內外在原因，包含有學業成就、教學策略與 父母、教師等重要人物。學生的學業成就是影響他們數學焦慮的內在因素之一，可能因 為其低能力或低成就而導致數學焦慮的產生，造成逃避數學的學習，形成數學成就低落 的惡性循環(鄭翠娟，1997)。而教師的教學策略及其重要他人是影響學生數學焦慮的外 在因素。Wilson(1991)發現直接教學法可以改善學生的數學成就，尤其對數學學習有障 礙的學生。Din(1998)也指出，直接教學法可以有效提升數學低成就學生在數學方面的 技能並降低其數學焦慮。在國小的學習階段中，影響學童學習的人物中，以教師和父母 最為重要。是影響學童學習時最重要的他人。學生學習數學的經驗、教師和父母對數學 的態度、教材、教法等，都會影響其數學焦慮的產生(涂金堂，1995)。綜合上述得知， 數學焦慮的成因和個人的學習經驗、個人認知、重要他人的態度、課程內容的編製以及 教學方法有密切關係。有關數學焦慮之相關文獻，本研究整理如下表 2-3 所示：. 表 2 - 3 數學焦慮之相關研究彙整 研究者 (年代) Meece. 研究主題 Predictors of math anxiety and its. (1990). influence on young adolescents course. 研究結果 1. 數學焦慮和學生自我期許的表現和認定學習 數學的價值有直接的相關。 2. 數學焦慮和學生自我期許的表現，對參與數 學課程的意願沒有顯著的影響。. enrollment intensions and performance in mathematics. Smith (2000). 1. 實驗組學生經由實驗設計教學後，能有效的 cooperative teaching 降低數學焦慮。 approach on math 2. 實驗組學生經由實驗設計教學後，在其數學 anxiety in beginning 成就方面均有所提昇。 Effects of a. Algebra.. 25.
(35) 表 2 - 3 數學焦慮之相關研究彙整(續) 研究者 (年代). 研究主題. 研究結果. Diaz,Glass,. Cognition, anxiety,. Arnkoff and. and prediction of. Tanofsky. performance in. 1. 學生的特質性焦慮和學業成就有明顯的相關 性存在。 2. 低狀態焦慮的學生有較佳的口語辯論能力。. Kraff. 1st-year law. (2001). students. 利亞蒨. 網路輔助教學在國小 數學學習領域學習成 效、學習態度之影響 研究. (2002). 1. 不同性別之學童，其數學態度、數學成就在 不同教學法並無顯著差異。 2. 不同能力水準之學童，其數學成就在不同教學 方法間有顯著差異。其對中、低能力水準學生 而言，接受網路輔助教學後的表現，顯著高於 一般教學組；對高能力水準學生，則不同教學 方法間並無顯著差異。. 3. 接受網路輔助教學學生對網路輔助數學課程多 持正面肯定的態度。 葛建志 (2005). 邵國志 (2007). 國民小學五年級學生 數學歸因信念、數學 態度、數學焦慮與數 學成就之相關研究. 屏東地區國小五年級 原住民學童數學學習 成就與數學焦慮之相 關研究. 1. 國小五年級學生在學習數學時，普遍有學習 數學的焦慮的存在，並受到學習數學時所形 成的數學態度與重要他人之數學態度之影 響。 2. 「考試焦慮」是導致國小五年級學生形成數 學焦慮的重要因素。 3. 數學成功因素：男生歸功於能力與環境；女 生歸功於努力。而數學學習失敗因素：女生 較男生歸於能力不足與努力不夠。 4. 國小五年級女學生的數學焦慮顯著高於男學 生。 1. 不同性別之國小五年級原住民學童在數學學 習成就表現上有顯著的差異。 2. 國小五年級的原住民女學童在數學成就 的 表現上優於原住民男學童。 3. 國小五年級的原住民學童在數學學習原就和 數學焦慮方面具有顯著的負相關存在。. 26.
(36) 表 2 - 3 數學焦慮之相關研究彙整(續) 研究者 (年代) 王雅玲 (2008). 研究主題 實施探究教學對學生 的數學焦慮與解題歷 程的影響. 研究結果 1. 2. 3. 4. 5.. 探究教學能提昇學生學習數學的信心。 探究教學能減輕學生的數學焦慮。 探究教學影響解題方式。 數學焦慮與數學成就呈現負相關。 長時間實施探究教學，將能突顯探究教學的 優點。. 四、小結 數學焦慮是情境焦慮的一種，而此種焦慮狀況會影響及干擾數學的學習，甚而對日 後與數學有關之學習或職業都避而遠之，不再去碰觸學習。而數學焦慮的產生並非單一 因素所造成的，其有內外在因素影響，如學業成就、教學策略、重要他人，都是造成數 學焦慮的可能因素。如果在學習數學的過程中，學習者能知覺自己的數學焦慮，而有其 正確的因應之道，則在學習數學上將有所助益；但若其面對數學焦慮時以負面的態度來 處理，或是數學焦慮程度已高到本身無法負荷的狀態，則將是學習數學的一種阻礙。. 27.
(37) 第三章 研究方法 本章共分為六小節，第一節為研究流程，第二節為研究對象，第三節為研究設計， 第四節為研究工具及第五節實驗處理。. 第一節 研究流程 本研究在正式確定研究主題與研究目的之後，便進行相關文獻之收集與整理，透過 相關文獻的整理、探討，進而確定情境式遊戲學習之特色與教學設計模式，以著手設計 情境虛擬商店，同時進行數學加減法教材分析及編製學習成就測驗，且遵循編製測驗所 需流程與進度，進行試題分析及委請專家進行專家效度，以發展符合之學習成就測驗試 題。在實驗之前，先進行學習成就測驗前測及數學焦慮量表施測，接著再進行為期九堂 課實驗教學，實驗組施以情境式遊戲教學，控制組則是一般傳統教學，待實驗結束後再 施以學習成就測驗後測。最後針對實驗結果進行分析，了解其學習成效，將實驗結果整 理分析後撰寫成研究結果。本研究之研究流程如圖 3-1 所示。. 28.
(38) 確定研究題目與目的 蒐集、整理文獻. 進行教材分析及試題編製. 情境虛擬商店規劃設計. 編製前後測試題 實施學習成就前測、 數學焦慮量表施測. 進行試 題分析 及專家 效度. 虛擬商 店之測 試、修 改 一般傳統教學. 情境式遊戲教學. 實施學習成就後測. 進行實驗分析. 實驗結果撰寫 圖 3 - 1. 研究流程圖. 第二節 研究對象 本研究以國小二年級學童為研究母群，實驗樣本取自於台中市某國小二年級二班學. 29.
(39) 童，一班為實驗組，進行情境式遊戲教學的數學加減法課程；另一班為控制組，進行一 般傳統教學。兩班均由研究者進行為期一個單元的實驗教學。本研究之研究對象共 60 人，其中實驗組男生 16 人，女生 14 人，共 30 人；控制組男生 15 人，女生 15 人，共 30 人。以下為各組研究樣本人數，如表 3-1 所示： 表 3 - 1 研究樣本人數 組別 實驗組 控制組 合計. 性別 男. 女. 16 15 31. 14 15 29. 總人數 30 30 60. 第三節 研究設計 本研究採準實驗研究法(quasi-experimental method)之「不等組前後測設計」，以 國小二年級數學加減法課程為研究主題，將研究對象分為實驗組與控制組，實驗組接受 情境式遊戲教學法，控制組則接受一般傳統教學，即未實施情境式遊戲教學法，並藉由 實施學習成就前後測進行比較實驗組與控制組之學習成效的差異。本研究在進行實驗 前，實驗組與控制組均接受學習成就測驗之前測，以此前測成績作為共變項，接著實驗 組進行情境式遊戲教學之教學實驗，於教學實驗結束後，實驗組與控制組均接受學習成 就測驗之後測。以下為本實驗設計的研究變項之間的關係架構圖，如圖 3-2 所示。. 30.
(40) 控制變項： 年級、教學者、教學時 間、教材內容、教學課 程等變因. 自變項： 實驗組：情境式遊戲 教學 控制組：傳統教學. 1. 不同教學法之學習成效 2. 依數學學業成就分組之 學習成效： a.高學習成就 b.低學習成就 3. 依數學焦慮分組之學習 成效： a.高數學焦慮 b.低數學焦慮. 依變項： 學習成就測驗之後 測. 共變項： 學習成就測驗之前測 圖 3 - 2 （一）. 研究架構圖. 自變項. 1. 教學法 實驗組進行情境式遊戲教學法，控制組則為一般傳統教學法，也就是未施以情境 式遊戲教學。 2. 學業成就分組 依研究對象在二年級上學期的數學領域成績為分類標準，將實驗組學童分為高學 習成就、低學習成就二組；高學習成就之人數佔該班人數 50%，共 15 人；低學習成 就之人數佔該班人數 50%，共 15 人。. 31.
(41) 3. 數學焦慮分組 在進行實驗前，對實驗組學童施以謝碧慧老師之「國小低年級學童數學焦慮量表」 (謝碧慧，2006)，並將實驗組學童分為高數學焦慮、低數學焦慮二組；高數學焦慮 之人數佔該班人數 50%，共 15 人；低數學焦慮之人數佔該班人數 50%，共 15 人。 （二）. 依變項 學習成就測驗之後測：實驗組與控制組學童在學習成就測驗後測之得分高低的情. 形。 （三）. 控制變項. 1. 教學者：為了讓教學實驗能夠有效的進行，實驗組與控制組均由研究者擔任教 學，以避免因教學者不同而產生的差異。 2. 教學內容：南一版數學第四冊第三單元加加減減。 3. 教學時間：實驗教學活動預計九節課，共計 360 分鐘。 （四）. 共變項 共變項為兩組學生在實驗前接受的數學加減法學習成就測驗前測。. 在實驗進行之前，對實驗組及控制組學生進行研究者所編製的學習成就測驗前測， 及對實驗組學童進行「國小低年級學童數學焦慮量表」之測試。接著進行實驗處理，實 驗組進行情境式遊戲教學法，控制組則為一般傳統教學，待實驗結束後，進行學習成就 測驗後測。以下為研究設計模式，如表 3-2 所示。 表 3 -. 2. 研究設計模式. 組別. 前測. 實驗處理. 後測. 實驗組. O1. X1. O3. 控制組. O2. X2. O4. 說明： (一)實驗處理前，兩組學生均接受學習成就測驗前測(O 1 、O 2 )。. 32.
(42) (二)實驗組接受情境式遊戲教學（X 1 ）、控制組接受傳統教學（X 2 ）。 (三)實驗處理後，兩組學生均接受學習成就測驗後測（O 3 、O 4 ）。. 第四節 研究工具 本研究採用的研究工具共三部分「學習成就測驗之前後測」 、 「情境式電腦遊戲互動 教材」及「國小低年級學童數學焦慮量表」。茲說明如下：. 一、學習成就測驗之前後測 本研究使用南一版數學第四冊第三單元加加減減為實驗單元，並進行學習成就測驗 之前後測之編製。本研究根據 Bloom 等人於 1956 年提出認知領域教育目標分類(A taxonomy for educational objectives)進行試題分析，此分類法在國內外的教育界廣 為應用，且經常運用在測驗編製及教育概論方面。其教育目標分別為知識(Knowledge)、 理解(Comprehension)、應用(Application)、分析(Analyze)、綜合(Synthesis)、評鑑 (Evaluation)等六類(Bloom,1956)。本研究以理解、應用進行試題分析，並編製雙向細 目表，待成就測驗編製完成後，經由三位專家學者，詳細檢核修正，進行專家內容效度 的審核，且針對專家學者所提之意見，加以歸納統整，進行施測題目的修正並進行預試， 最後決定施測題目。 (一)擬定題目 根據南一版第四冊第三單元之教材內容，編製學習成就測驗之前後測試題。 (二)試題內容效度 試題依據 Bloom 等人於 1956 年所提出的認知領域教育目標分類進行分析，分別是 知識、理解、應用、分析、綜合、評鑑等六類(Bloom,1956)。本研究以理解、應用進行 試題內容分析。. 33.
(43) (三)專家效度評鑑 為了讓測驗編製完成後，內容有可信度，在進行預試前，委請三位數學專長之專家 學者，進行專家內容效度的審核，以針對前後測試題是否需加以修改。 (四)進行預試 前後測編製完成且進行專家效度評鑑後，接著進行預試，並將結果進行難度及鑑別 度分析，最後決定正式施測試題。 1. 難度 難度分析主要的目的在確定題目的難易程度，指受試者在一份試卷中，對於某 一題答對的人數百分比(周東山，1997)。 R × 100% N P 值介於 0~1 之間，以接近 0.5 左右為最佳。P 值愈大，表示愈容易；反之則表. P =. 示愈困難。但同時需顧及鑑別度的高低來作為取捨標準，所以一般測驗試題的難度 以 0.2~0.8 的範選為選擇的標準(Aiken，1976)。 2. 鑑別度 鑑別度主要目的在瞭解各個試題的功能是否與整個測驗的功能相符合，並能夠 正確地把高能力學生和低能力學生辨別出（周東山，1997）。. D=P H -P L D 值介於+1.00~-1.00 之間；且 D 值愈大，表示鑑別力愈高。若 D 值為 0，則無 鑑別作用；若為負，則鑑別力為反向作用。美國學者 Ebel 與 Frisbie（1991）曾提 出鑑別度評鑑標準，如表 3-3 所示。. 表 3 -. 3 鑑別度評鑑標準 鑑別度. 試題評鑑. 0.40 以上. 非常優良. 0.30~0.39. 優良，可能需要稍做修改. 34.
(44) 0.20~0.29. 尚可，但需要修改. 0.19 以下. 劣，需要淘汰或加以修改. (五)編製正式試題 本研究依據預試試題之鑑別度與難度的分析結果，刪除不佳的試題後，挑選出最適 當的測驗試題，以作為本研究之正式施測試題。 故本研究在前測預試試題中，刪除難度與鑑別度不佳的試題後，挑選鑑別度 0.22 以上，難度範圍在 0.41~0.75 之間的題目，共 13 題，作為前測正式試題。在後測預試 試題中，刪除難度與鑑別度不佳的試題後，挑選鑑別度 0.25 以上，難度範圍在 0.43~0.76 之間的題目，共 13 題，作為後測正式試題。 (六)信度分析 為了確認測驗的內部一致性，將正式成就測驗試題進行 Cronbach’s α信度係數分 析其一致性，以確認本測驗試題所得的測驗結果之一致性。α值(信度係數)在 0.5 至 0.75 間，是可接受的；高於 0.7 時，為高信度，表示具有高度一致性(Nunnaly,1978)。 也就是說，α值愈大，則表示試題間的一致性愈高。故本研究根據正式試題進行信度分 析，求得 Cronbach’s α係數，前測為 0.749、後測為 0.754，顯示本研究工具具有一 致性，以及有一定程度的信度。. 二、情境式電腦遊戲互動教材 (一)情境式電腦遊戲流程圖 由研究者設計規畫此情境式電腦遊戲互動教材，一開始由學童進行角色扮演-店員 及購物者，進入商店主畫面準備進行購物。購物者將此次所選取的物品放置購物車內， 待選取好此次購買的物品後，便進入下一個畫面-由扮演店員的學童進行結帳，結完帳 再請購物者付款。購物者需依據電子錢包的金額進行付款動作，並計算出需找回多少 錢，最後完成此次消費，便離開商店。教材規畫流程如圖 3-3 所示。. 35.
(45) 進入商店主畫面. 購物者. 店 員. 選取購買的物 品到購物車. 結 帳. 付 款. 離 開 圖 3 - 3. 商 店. 情境式電腦遊戲互動教材流程圖. (二) 情境式電腦遊戲互動教材示意圖 情境式商店畫面如下圖 3-4 所示。櫃臺處有一收銀員以及一位購物者，右邊是陳列 販賣商品的商品架，下方則是購物車，將選取的商品放置購物車，且在購物完成後準備 結帳；在櫃臺處會顯示此次購買物品及金額。 如下圖 3-5 為店員結算購物者此次購物金額。利用電子白板進行互動教學，店員將 此次購買的物品進行結帳，在右邊空白框內計算，計算完成再將金額輸入於收銀機上。 如下圖 3-6 為購物者付款畫面。系統會隨機給予電子錢包的金額，來代表購物者帶 多少錢購物，再將店員告知的購買金額，在左邊空白處計算並得出此次購物的剩餘金額。 如圖 3-7 為計算錯誤重新計算畫面。當計算錯誤時，系統會出現此畫面讓學童可以 重新再計算，將正確金額算出。. 36.
(46) 圖 3 - 4 情境式電腦遊戲互動教材-選取購買物品. 圖 3 - 5 情境式電腦遊戲互動教材-店員結算購物金額. 37.
(47) 圖 3 - 6 情境式電腦遊戲互動教材-購物者付款結帳. 圖 3 - 7 情境式電腦遊戲互動教材-重新計算金額 圖 3-8、3-9 為實驗組上課情形，圖 3-10、3-11 為控制組上課情形。. 38.
(48) 圖 3 - 8 實驗組上課情形-1. 圖 3 - 9 實驗組上課情形-2. 39.
(49) 圖 3 - 10 控制組上課情形-1. 圖 3 - 11 控制組上課情形-2. 40.
相關文件
Students are able to use different learning strategies such as inquiry, reasoning, and problem solving skills in various learning activities. Teachers will employ a variety
How would this task help students see how to adjust their learning practices in order to improve?..
Making use of the Learning Progression Framework (LPF) for Reading in the design of post- reading activities to help students develop reading skills and strategies that support their
understanding of what students know, understand, and can do with their knowledge as a result of their educational experiences; the process culminates when assessment results are
Science education provides learning experiences for students to develop scientific literacy with a firm foundation on science, realise the relationship between science, technology,
These activities provide chances for students to work on their own, to apply their economic concepts, to develop a critical attitude and, above all, to increase the interest of
In the revised secondary mathematics curriculum, further applications of mathematical knowledge in more complex real-life situations, which require students to integrate their
Students in this Learning Unit should recognise the concepts of sample statistics and population parameters and their relationships:. Population Parameter
