推理能力強弱對國中生在解讀傳統教材與多媒體教材學習成效分析-以國中VB程式語言為例

國

立

交

通

大

學

理學院網路學習學程

碩

士

論

文

推理能力強弱對國中生在解讀傳統教材與多媒體教

材學習成效分析—以國中 VB 程式語言為例

A Comparison Study on Student＇s Learning Achievement and Ability

of Inference between Traditional Text-based and Multimedia-based

Curriculum Using Visual Basic Programming Language as an example

for the 8th grade Students.

推理能力強弱對國中生在解讀傳統教材與多媒體教材學習成效分析—

以國中 VB 程式語言為例

A Comparison Study on Student＇s Learning Achievement and Ability

of Inference between Traditional Text-based and Multimedia-based

Curriculum Using Visual Basic Programming Language as an example

for the 8th grade Students.

研究生：曾靖芬 Student: Ching-Fen Tseng

指導教授：陳登吉 Advisor: Deng-Jyi Chen

國立交通大學

理學院網路學習學程

碩士論文

A Thesis

Submitted to Degree Program of E-Learning College of Science

National Chiao Tung University in partial Fulfillment of the Requirements

for the Degree of Master

in

Degree Program of E-Learning

July 2006

Hsinchu, Taiwan, Republic of China

推理能力強弱對國中生在解讀傳統教材與多媒體教材學習成效分析—

以國中 VB 程式語言為例

研究生：曾靖芬 指導教授：陳登吉 博士

國立交通大學理學院網路學習組碩士班

摘 要

本研究旨在探討推理能力對國中生在解讀傳統教材與多媒體教材學習成效的分 析。前測採用多因素性向測驗，實驗教學為期八週，以國二學生共 142 人為研究對象， 以班為單位分為實驗組與控制組兩組，實驗組採多媒體教學，控制組採傳統教學。後 測包括筆試及實作測驗。為考驗研究假設，本研究採 t 考驗、二因子變異數分析、單 因子變異數分析、Pearson 相關係數、多元迴歸等統計方法。依文獻探討、實驗教學、 統計分析及對研究發現之討論，本實驗研究獲得下列初步數據： 一、在國中程式語言筆試測驗學習成就上，採用多媒體教學優於傳統教學。 二、在國中程式語言實作測驗學習成就上，採用多媒體教學或傳統教學沒有顯著差異。 三、依推理能力高中低三組分類，我們發現在筆試測驗方面：語文推理能力較高者優 於語文推理能力較低者，數學推理能力中等者優於數學推理能力較低者、數學推 理能力較高者優於數學推理能力較低者、數學推理能力較高者優於數學推理能力 中等者，抽象推理能力中等者優於抽象推理能力較低者、抽象推理能力較高者優 於抽象推理能力較低者。 四、依推理能力高中低三組分類，我們發現在實作測驗方面：語文推理能力較高者優 於語文推理能力較低者，數學推理能力中等者優於數學推理能力較低者、數學推 理能力較高者優於數學推理能力較低者。在實驗組，抽象推理能力較高者優於抽 象推理能力較低者、抽象推理能力較高者優於抽象推理能力中等者；在控制組， 抽象推理能力中等者優於抽象推理能力較低者、抽象推理能力較高者優於抽象推 理能力較低者。 五、推理能力與程式語言存在正相關。

A Comparison Study on Student＇s Learning Achievement and Ability

of Inference between Traditional Text-based and Multimedia-based

Curriculum Using Visual Basic Programming Language as an example

for the 8th grade Students.

Student: Ching-Fen Tseng Advisor: Dr. Deng-Jyi Chen

Degree Program of E-Learning

College of Science

National Chiao Tung University

Abstract

The purpose of the study was to investigate a comparison study on student’s learning

achievement and ability of inference between traditional text-based and multimedia-based

curriculum, using Visual Basic programming language as an example for the 8th grade

students. The pre-test used multi-factor aptitude test. The sample consisted of 142 students.

During the eight-week’s experimental period, experiment group adopted multimedia-based

teaching and control group adopted text-based teaching. Post-test include written-tests and

practice-tests. The main statistic procedures employed for analyzing experimental data and

testing the research hypotheses, adopting t-test, two-way ANOVA , one-way ANOVA ,

Pearson correlation and multiple regression analysis etc.

According to the results of literature review, experiment teaching and data analysis.

The main findings of this study can be described briefly as follows:

1. In the written-test: experimental group was significantly better than the control group.

2. In the practices-test: experimental group and control group showed no significant

differences.

3. In the written-test: the learning outcomes of high verbal reasoning students are better

reasoning students are better than low mathematical reasoning students. The learning

outcomes of high mathematical reasoning students are better than low mathematical

reasoning students. The learning outcomes of high mathematical reasoning students are

better than middle mathematical reasoning students. The learning outcomes of middle

abstract reasoning students are better than low abstract reasoning students. The

learning outcomes of high abstract reasoning students are better than low abstract

reasoning students.

4. In practice-test: the learning outcomes of high verbal reasoning students are better than

low verbal reasoning students. The learning outcomes of middle mathematical

reasoning students are better than low mathematical reasoning students. The learning

outcomes of high mathematical reasoning students are better than low mathematical

reasoning students. In the experimental group: The learning outcomes of high abstract

reasoning students are better than low abstract reasoning students. The learning

outcomes of high abstract reasoning students are better than middle abstract reasoning

students.In the control group : The learning outcomes of middle abstract reasoning

students are better than low abstract reasoning students. The learning outcomes of high

abstract reasoning students are better than low abstract reasoning students.

5. The abstract ability are positively correlated with learning achievement

誌 謝

念碩士是我多年來的夢想，現在終於實現了!這個夢想首先要感謝我

的指導教授陳登吉教授這二年來對我的耐心指導與照顧，陳教授在學術上

的專業涵養及平日的待人處事都是我學習的典範，在繁忙的時間裡，不辭

辛勞的給予我指導，在此獻上我誠摯的感謝。也感謝專班主任莊祚敏主任

讓我有機會進入理學院就讀。

在求學的這段日子，特別感謝實驗室的齡儀、芳華、明坤、裕偉、掌

筆，在製作教材的那段日子，我們一起在圖書館奮鬥的歷程，在製作教材

的過程中，有你們的建議及指導，才讓我有完美的教材呈現，在和你們一

起努力下，終於有今日的成果。

在寫論文的過程中，心中承受著相當大的壓力，也感謝默默當我出氣

筒的「老公」

，因為你的陪伴，讓我渡過難熬的歲月，非常謝謝你。

感謝一路陪我走來的同班同學、我最親愛的家人及指導我甚多的江明

珠學姊，也感謝學校校長、主任的支持與協助，才得以讓我完成我的論文。

我有今日的成果，是大家的協助，感謝您們!

目 錄

中文摘要... i 英文摘要... ii 誌 謝... iv 目 錄... v 表目錄... vi 圖目錄... viii 一、 緒論... 1 1.1 研究背景與動機... 1 1.2 研究目的... 2 1.3 待答問題... 3 1.4 研究假設... 4 1.5 研究範圍與限制... 5 1.6 名詞解釋... 5 二、 文獻探討... 7 2.1 性向與學業成就的關係... 7 2.2 推理能力與程式語言的關係... 8 2.3 多媒體應用於教學的理論... 9 2.4 多媒體與學習成效的關係... 11 三、 研究方法... 14 3.1 研究設計... 14 3.2 實驗對象... 16 3.3 研究工具... 17 3.4 實驗程序... 28 3.5 資料分析... 29 四、 結果與討論... 31 4.1 樣本資料分析... 31 4.2 教學方法與推理能力在學習成就之差異性分析... 31 4.3 推理能力與國中程式語言學習成就相關分析... 47 4.4 國中 VB 程式語言學習成效之預測... 48 五、 結論與未來研究方向... 50 5.1 結論... 50 5.2 未來研究方向... 53

表目錄

表 1 教學分組人數統計表... 16 表 2 傳統組與多媒體組起點行為分析--獨立樣本 t 檢定... 16 表 3 實驗組與控制組之推理能力高、中、低分群人數分配表... 17 表 4 教學活動設計表... 17 表 5 多因素性向測驗內部一致性係數(古雷 20 公式)... 26 表 6 多因素性向測驗同時效度之 r 值表... 26 表 7 筆試測驗：二因子獨立樣本變異數分析摘要表... 33 表 8 筆試測驗：教學方法 t 考驗檢定... 33 表 9 語文推理強弱之平均數、標準差... 34 表 10 變異數同質性檢定... 34 表 11 語文推理能力強弱在「筆試測驗」成就之變異數分析摘要表... 34 表 12 均等平均數的 Robust 檢定... 34 表 13 假設變異數不相等 Tamhane 事後比較表... 35 表 14 筆試測驗：二因子獨立樣本變異數分析摘要表... 36 表 15 數學推理強弱之平均數、標準差... 36 表 16 變異數同質性檢定... 36 表 17 數學推理能力強弱在「筆試測驗」成就之變異數分析摘要表... 36 表 18 均等平均數的 Robust 檢定... 36 表 19 數學推理能力強弱在「筆試測驗」假設變異數不相等 Tamhane 成就之事後比較 ... 37 表 20 筆試測驗：二因子獨立樣本變異數分析摘要表... 38 表 21 抽象推理強弱解讀傳統教材之平均數、標準差... 38 表 22 變異數同質性檢定... 38 表 23 抽象推理能力強弱在「筆試測驗」成就之變異數分析摘要表... 38 表 24 均等平均數的 Robust 檢定... 38 表 25 抽象推理能力強弱在「筆試測驗」成就之事後比較表... 39 表 26 實作測驗：二因子獨立樣本變異數分析摘要表... 39 表 27 實作測驗：教學方法 t 考驗檢定... 40 表 28 實作測驗：語文推理強弱之平均數、標準差... 40 表 29 變異數同質性檢定... 41 表 30 語文推理能力強弱在「實作測驗」成就之變異數分析摘要表... 41 表 31 語文推理能力強弱在「實作測驗」成就之 Scheffe 事後比較表... 41 表 32 二因子獨立樣本變異數分析摘要表... 41 表 33 實作測驗：數學推理強弱之平均數、標準差... 42 表 34 變異數同質性檢定... 42 表 35 數學推理能力強弱在「實作測驗」成就之變異數分析摘要表... 42 表 36 均等平均數的 Robust 檢定... 43

表 37 數學推理能力強弱在「筆試測驗」成就 Tamhane 之事後比較表... 43 表 38 實作測驗：二因子獨立樣本變異數分析摘要表... 43 表 39 實作測驗：組別與抽象推理能力之平均數、標準差... 44 表 40 變異數同質性檢定... 44 表 41 組別=傳統教學法之抽象推理能力平均數及標準差... 44 表 42 變異數同質性檢定... 44 表 43 變異數分析... 44 表 44 抽象推理能力在「實作測驗」成就 Scheffe 之事後比較表... 44 表 45 組別=多媒體教學法之抽象推理能力平均數及標準差... 45 表 46 變異數同質性檢定... 45 表 47 變異數分析... 45 表 48 抽象推理能力在「實作測驗」成就 Scheffe 之事後比較表... 45 表 49 抽象推理能力=低推理能力之平均數與標準差... 46 表 50 變異數同質性檢定... 46 表 51 抽象推理能力=中推理能力之平均數與標準差... 46 表 52 變異數同質性檢定... 46 表 53 抽象推理能力=中推理能力之平均數與標準差... 46 表 54 變異數同質性檢定... 46 表 55 單純主要效果變異數分析摘要表... 47 表 56 相關係數的強度大小與意義... 47 表 57 推理能力與國中程式語言筆試成就之相關係數表... 48 表 58 推理能力與國中程式語言上機實作成就之相關係數表... 48 表 59 推理能力對國中程式語言筆試測驗之多元迴歸分析摘要表(N=142)... 48 表 60 推理能力對國中程式語言 VB 上機實作之多元迴歸分析摘要表(N=142)... 49 表 61 不同教學方法與推理能力在國中程式語言學習成效之差異分析彙總摘要... 51

圖目錄

圖 1 研究設計架構圖... 15 圖 2 「與電腦對話」課程 SCORM Aggregation 架構... 18 圖 3 傳統教材範例圖... 19 圖 4 多媒體教材設計流程圖... 21 圖 5 多媒體教材範例圖... 22 圖 6 實驗程序流程圖... 28 圖 7 資料分析流程圖... 30 圖 8 筆試測驗之二因子變異數分析圖... 31 圖 9 單純主要效果與主要效果比較分析流程圖... 32

一、 緒論

電腦已是國人不可或缺的學習工具，在資訊學習範疇內，該如何將抽象不易學習 的概念經過電腦的設計，轉換為具體而容易接受的觀念，將是學習成效的關鍵因素。 教材呈現方式也會因學生的解讀能力不同而有不同的學習效果，本研究以「推理能力 強弱」為題，期能藉由本研究瞭解學生推理能力強弱在程式語言單元的學習成效差 異。本章就(一)研究背景與動機(二)研究目的 (三)待答問題（四）研究假設（五） 研究範圍與限制(六)名詞解釋做描述。

1.1 研究背景與動機

在九年一貫課程的六大議題中，資訊教育議題的基本理念旨在培養學生資訊擷 取、應用與分析的能力，使學生具備正確資訊學習態度，包括創造思考、問題解決、 主動學習、溝通合作與終身學習的能力。教師該如何善用科技來整合教學，以幫助學 生達到這些能力，是值得思考的問題。 「放對位置，每個人都是天才。」人類天生都有非常大的潛在能力，個個都是天 才，只是我們一直沒有發現。心理測驗是用以測量人類心理特性的一種新科學工具。 心理學家與教育工作者可根據它所測量的結果，將人類的心理現象給予一種數字的說 明，而便於從事研究和改進教育工作的效率[1]。測驗已經成為了解學生最有效的方 法之一，它在學校教育和輔導工作上實為一種不可缺少的科學工具。多因素性向測 驗，可以了解學生潛在的能力，教師可以藉著了解學生，設計出符合學生需求的課程，

多媒體教材可以提升學習動機與學習成效，及澄清迷思概念具有正面的影響，可以增 進學生學習成就並提高他們對於新奇事物的興趣。電腦輔助教材有助於學生學習抽 象、複雜的概念，但在國內的實徵研究，對於國中生該如何學習程式語言這個抽象概 念的課程，則付之闕如。 國中目前的資訊教育並未全面實施程式語言教學，許多電腦教師認為國中生學習 程式語言有其困難點，例如：授課時間為一週一堂，在教學課程設計上安排不易，程 式語言為抽象概念教學，對於此階段的國中生建立具體概念有其難處，所以本研究致 力於設計國中生學習程式語言的多媒體教材，並結合實驗課程以探討學生的學習成 就。 在資訊化的社會中，培養每個國民具備資訊知識與應用能力，已為各國教育發展 的重點，各國紛紛推動相關的資訊教育計畫。依據九年一貫新課程之精神，在資訊教 育方面，藉由這個單元能夠增進學生利用各種資訊技能，進行資料的搜尋、處理、分 析、展示與應用的能力，培養電腦基本使用的技巧與知識，能夠認識程式語言、了解 其功能與應用。

1.2 研究目的

在傳統程式語言的教學方法，教師都是依照教材在黑板上進行程式執行的過程及 講解，然後直接在程式語言環境下進行操作，而學生只能經由觀看「結果」來驗證所 學，但對於課堂上還未理解的過程內容，要再次學習將會受到限制。而多媒體教材在 抽象的概念內容可以具體化呈現，對於程式執行的過程，也可以清楚的看到，讓學生 的學習不會受到時間上的限制，可改善傳統學習的缺點。 本研究利用準實驗研究法來探討接受傳統教學方式的學生(控制組)，與接受多媒 體教學方式的學生(實驗組)，在國中資訊教育領域中程式語言單元學習成就上的差 異，及探討推理能力不同的國二學生在程式語言學習成就上的差異。

其具體目標如下： 1. 探討多媒體教學與傳統教學在國中程式語言學習成就上之差異。 2. 探討推理能力強弱在國中程式語言學習成就上的差異。 3. 探討推理能力與國中程式語言學習成就的相關。 4. 探討推理能力對國中程式語言學習成就的預測力。

1.3 待答問題

根據研究目的，本研究有以下幾個待答問題： 一、 不同的教學方式，在程式語言學習成就上是否有顯著差異？ 二、 不同推理能力的學習者，在程式語言學習成就上是否有顯著差異？ 三、 推理能力與程式語言的學習成就是否存在相關？ 四、 推理能力能否有效預測程式語言學習成就？

1.4 研究假設

由研究目的與待答問題，本研究擬定之研究假設如下： 假設一：實驗組與控制組的全體學生在接受實驗後，其學習成就有顯著差異。 1-1 實驗組與控制組全體學生接受實驗後，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 1-2 實驗組與控制組全體學生接受實驗後，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 假設二：推理能力不同的學習者，其學習成就有顯著差異。 2-1 推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 2-1-1 語文推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 2-1-2 數學推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 2-1-3 抽象推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 2-2 推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 2-2-1 語文推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 2-2-2 數學推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 2-2-3 抽象推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 2-3 實驗組推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 2-3-1 實驗組語文推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 2-3-2 實驗組數學推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 2-3-3 實驗組抽象推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 2-4 實驗組推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 2-4-1 實驗組語文推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 2-4-2 實驗組數學推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 2-4-3 實驗組抽象推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 2-5 控制組推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 2-5-1 控制組語文推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 2-5-2 控制組數學推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。

2-5-3 控制組抽象推理能力不同的學習者，在「筆試測驗」成就上有顯著差異。 2-6 控制組推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 2-6-1 控制組語文推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 2-6-2 控制組數學推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 2-6-3 控制組抽象推理能力不同的學習者，在「實作測驗」成就上有顯著差異。 假設三：推理能力強弱與程式語言學習成就存在著相關性。 假設四：推理能力較高者程式語言學習成就較佳。

1.5 研究範圍與限制

本研究的範圍與限制如下： 一、 本研究所設計的單元為參照九年一貫資訊教育領域之能力指標所設計，有別於高 中生所學之程式語言單元。 二、 本研究以苗栗縣某國中二年級學生為研究對象，因此經由分析之統計結果未必能 代表所有地區的學生。 三、 受測學生在國中學過一學期資訊課程，內容為『文書處理』，完全沒有學過程式 語言的相關概念。由於樣本數有限，因此在推論上受到限制。 四、 本研究限於學校原班級之教育環境與課程安排，無法進行隨機化的實驗設計，僅 採用準實驗研究方式進行。

1.6 名詞解釋

六、 多媒體教學法 將程式語言的概念透過多媒體編輯工具(如 Flash 或視覺化軟體--編輯手)編輯呈 現出來，教師藉由使用多媒體來進行程式語言的概念教學，學生可以邊觀看輔助軟體 邊操作學習環境。本研究是採用編輯手來製作多媒體教材。 貳、 推理能力： 一般性向是指個人在某方面的特殊能力，亦即指與某些特定學習或技能活動有關 的能力。所以性向是指個人可能發展的潛在能力，這種潛在能力必須藉著訓練、學習 才能發揮出來[2]。本研究所要探討的性向為中國行為科學社所出版的多因素性向測 驗中的三個分測驗，分別為：語文推理、數學推理及抽象推理。 參、 學習成就： 指授課單元結束後，進行程式語言的測驗，分為筆試測驗及實作測驗，得分愈高， 表示學習成就愈高。筆試測驗為：VB 程式語言基本觀念的筆試，實作測驗為：VB 程 式語言簡單技能操作測驗。

二、 文獻探討

影響教學的成效的關鍵為教材與教法，教師該如何教？教材該如何編？學生才能 有效的學習。教學的重點是讓學生吸收、瞭解與應用所學，在教師自編教材前，若能 了解如何教更有成效，如何編教材更有實質助益，那麼教育的功能將更容易達到。

2.1 性向與學業成就的關係

「 性 向 」 (aptitude) 係 指 個 人 天 賦 的 潛 在 能 力 (potential ability or capacity)，亦即個人接受充分的教育或訓練而可獲益的學習能力，其所著重者在於 個人將來能力發展的最大可能性。

藉由多因素性向測驗(multi-factor aptitude test)，可用性向組型表示受試者 在若干方面的潛在能力，對於了解受試者潛能是很科學的工具。Bernard & Whitly [3]

指出「性向」為一種「潛在能力」，一種學習新知識、新技能的能力，為個人在處理 工作時所具有的專門能力或特質的組成。亦即高性向者在經過學習或訓練後，將來可 能在與性向相關的方面有較高成就傾向，且較不易受到外在環境因素的影響而改變的 個人潛能[4]。智力測驗是測量個人的普通能力，而性向測驗(aptitude test)則是測 量個人從事某些活動或職業的潛在能力，亦即是特殊能力的測量。由於智力是指個人 的抽象思考、理解、推理與記憶等方面的心理能力，而此能力與學習有正相關，而性 向測驗在測量某些活動或技能的潛在能力，這種能力有些是僅限在某一特定、獨特的 潛力。因此，學校教師可使用各種性向測驗來了解學生潛在的能力，藉由其高低能力 提供學生課程輔導或將來從事某種行業的決定，也可藉由性向測驗給予學生適當教

比起傳統講述教學，學生的學習有新的刺激，在教學研究上也有不少人對於多媒體教 學以及性向跟學習成就的研究，如陳毅賢在〈電腦模擬教學在高職氣油壓課程之教學 實驗研究〉一文中[7]，探討該因素對高職學生在氣油壓控制學習成就上的差異，結 果發現高性向的學生，經過學習與訓練後，在相關方面有較高成就的傾向。此外，教 學設計搭配學習者的推理能力與知識，會產生最佳的學習效果。本文也提出精熟的練 習有益於學習成效。正如 Gorrell[8]對於電腦模擬教學的評價，認為藉由增加模擬練 習的次數，將能增進解決問題的技巧。而對於傳統講述教學策略，因個人性向能力不 同而有差異性分析，如語文推理能力較高者組學生，在「筆試測驗」成就分數上，顯 著優於語文推理能力較低者組學生。

2.2 推理能力與程式語言的關係

除了性向與學習成就的關係之外，程式語言在教學上也已受到多方討論，在教學 策略上也有各種的實驗教學，如許湧坤在《網路合作學習模式應用於程式設計課程之 研究》一文中[9]，應用合作學習的理論，探討網路合作學習方法，是否適用於高職 學生的程式設計課程以及是否可以提升學生的學習成效及學習動機。 程式語言的教學目標在於讓學生了解程式語言的基本結構，以及運用程式語言解 決問題[10]。而對於電腦程式語言的研究，曾錦達[11]在其研究中提出一套以提昇一 般問題解決能力為主要目標的電腦程式語言教學法－問題導向教學法，且探討應用此 一教學法所做的一項教學研究。結果顯示接受問題導向教學法的學生，確能在與程式 語言有密切相關的思考能力上獲益，同時在相關較低的思考能力上也有較佳的表現， 但後者並未達統計上的顯著差異。最後並提出幾項建議，認為電腦程式語言教學的主 要目標應該是提升問題的解決能力，而已問題導向教學法作為教學參考。並且教導學 生解決一般問題是必須藉由經驗法則，特別是電腦程式語言的教學更必須與其他學科 配合。 另外，一般的同學在學習程式語言課程時，普遍感到困難及抽象，因為此課程需

要學生的基本數學、英文能力，加上程式設計的邏輯設計觀念較抽象，因此學生在學 習的過程中（包含課堂課及上機實作課），容易經常遇到問題而阻礙學習的發展。根 據 Konvalina[12]研究指出，當學生的數學成就愈高，相對其電腦成就也較高，而電 腦的操控能力與邏輯思考、解決問題的能力有關。Shaw 和 Okey[13]兩人曾探討電腦 模擬教學對中學生的成就的影響，其結論中提及具高邏輯推理能力者會較低邏輯推理 能力者有較佳的成就。因此許湧坤[9]在《網路合作學習模式應用於程式設計課程之 研究》一文中指出老師面對此問題時，有時會採用分組教學的方式，透過小組成員互 相指導的方式，可以提升低學習成效同學的學習成果。

2.3 多媒體應用於教學的理論

游自達[14]指出個人將習得的知識或技能加以類推應用到新情境中的現象，一般 稱之為「學習遷移」。學習遷移是一種學習結果擴展的現象。知識遷移是學習遷移的 一類。個人把所學得的知識應用到其他類似且難度相似的情境中，為「水平遷移」。 因應情境的不同，將所學得的知識加以重組，形成比既有知識更高層次的學習，為「垂 直遷移」。 遷移作業的型態有二類：(1)低階遷移(low road transfer)：為知識技能 在經由反覆練習而趨於自動化的情形下，面對與知識技能練習或獲得的情境相近的情 況時，既有的知識技能被激發運用的現象。為「近程遷移」(near transfer)或「領 域內的遷移」(within-domain transfer)。(2)高階遷移(high road transfer)：為 需要學習者從學習情境中思考抽取共通原理原則的一種方式。需要學習者反省性的思 考(reflective thought)並積極搜尋不同情境遷移的關連。為「深度遷移」或「遠程

經過 Palumbo 及 Reed[16]的研究，選擇以 BASIC 為高中生學習程式語言的工具， 經過 15 週的課程，結果發現 11 位學習 BASIC 的學生在問題解決能力上優於另外 11 位控制組的學生。Norris 及 Jackson[17]針對 72 位大學生進行一學期的 BASIC 程式 設 計 課 程 ， 結 果 發 現 學 生 在 課 程 中 所 學 習 的 問 題 解 決 及 關 鍵 性 思 考 (critical thinking)能力確實有遷移到其它情境。Choi 及 Repman[18]則以大學生為研究對象， 在經過 15 週的 Pascal 與 FORTRAN 程式語言學習後，結果在問題解決能力上均優於沒 有學習程式語言的控制組學生。 此外，Pea 和 Kurland 曾主張要實現程式設計教學在問題解決能力上的正向效 應，則必需很明確的教導學習者一些解決問題的經驗法則。因而研究者在分析一些經 驗法則於實證研究上的有效性後，在教材中必須經過教學者的特別設計，而研究者認 為在程式語言教學中，程式設計的內容如能與學習者該階段其它學科的學習主題相聯 結，則不但能提高學習者的學習興趣，也有助於學習遷移至一般問題解決能力。 因此，教學者必須設計特有的多媒體教材來輔助教學，而多媒體教材的設計均有 其理論的基礎，導引設計的方向，然而學習的心理學者對於學習的理論尚無一致的看 法，依據不同的理論，多媒體教材會有不同的對應措施。主要的學習理論為行為學派、 認知學派及社會學習理論等[19]。 行為學派強調刺激與反應為學習的基本歷程，因此教學的設計應包括：強迫性的 進度、明顯的反應、立即的回饋與加強學習、重視激勵及確認、控制學習順序等。因 此在多媒體網路的學習系統中應預設學習過程及進度，提供大量練習，並立即給予答 案回饋等。社會學習理論認為人類的學習是人與社會不停交互作用的歷程，透過觀 察、模仿等學習，用於網路多媒體教材的設計便多設計練習範例，讓學習者可以透過 觀察與模仿等完成學習。認知學派是以個體接受訊息、貯存訊息、運用訊息的模式來 解釋人類的認知歷程，教學設計應著重學習者的內在歷程與心智的運作，而不是僅讓 學習者做選擇與判斷而已。因此，網路多媒體教材的設計在提供資訊，使得學習者容 易記憶，並提供開放性的問題，鼓勵學習者自我尋找資料、閱讀，並進行小組討論及 合作學習等，在反覆練習、詢問、回饋中完成自我的學習[20]。

再者，不同的教學策略也會影響程式語言的學習。因此，鍾靜宜[21]在《教學策 略與學習工具對高中程式語言學習之影響》一文中，設計以問題解決步驟為基礎的問 題導向教學策略，及以語法為基礎的程序導向教學策略，分別配合程序式程式語言(QB) 及物件式程式語言(VB)進行教學，探討對學生程式語言學習成效的影響。其研究目的 更有以下三點：1. 探討問題導向及程序導向的教學策略對學生程式語言學習成效的 影響。2. 探討程序式及物件式程式語言對學生程式語言學習成效的影響。3.探討學 生對於融入問題導向與程序導向教學策略的學習活動之看法。不過，該文對於抽象推 理能力與電腦及傳統教學，並未能提及，也是以高中生二年級為研究對象，與本論文 設定以國中生為對象，有很大的差距。而易國良[22]在《「網路合作學習」對「問題 導向學習」成效的影響-以國中自然科學為例》一文中，結合合作學習以及問題導向 學習，將問題導向學習的核心─合作學習，予以網路化的學習環境，探討在問題導向 學習的教學策略之中，運用網路合作學習與教室合作學習，對學生學習成效的影響。 該研究企圖結合網路合作學習融入問題導向學習的學習模式，期盼在融入網路合作學 習的特性後更能增進問題導向學習的學習成效。

2.4 多媒體與學習成效的關係

有關傳統教室與網路教學之比較是優劣互見的。傳統教室教學之優勢在於師生中 的課堂立即互動、教師能有效掌握教學活動進行，此外，張靜嚳[23]亦指出傳統教學 有簡單方便、經濟快速、省時省事的優點，但也有效率低、效期短、特定性等缺點。 而網路教學之優勢為適合讓學生自我學習、師生與同儕互動多向、教材多元化等，但 有教師難掌握學生真實學習過程、認知超載等疑慮[24][25]。而「電腦多媒體教學」

由於一般性問題解決的技巧不一定能有效運用於特定領域的問題解決歷程 [27]，因此學者針對不同領域的知識特性提出特定問題解決技巧[28][29][30]。加上 近年來網路教學平台、軟硬體技術及相關教學研究發展成熟，已能支援完全網路教 學，而不再處於輔助傳統之角色。因此有不少研究主要探討傳統講述教學以及運用多 媒體教學在學生學習成就之間的差異，Khalili & Shahaani [31]的研究就發現，應 用電腦的教學可增加學生的學習成就。如吳珮瑜[32]在《傳統教室與網路教學環境中 思考風格、學業成就與學習態度之研究》一文，便是一個顯著的例子，她認為在傳統 與網路教學環境風格之變化，只有立法風格由網路教學環境轉變成傳統教學環境有顯 著降低，其餘思考風格變化不明顯。分析學習滿意度與態度，立法、行政、內向風格 明顯者與傳統教學環境各項滿意度較高，學業成就也高；外向風格明顯者在網路教學 環境相關滿意度也較高，但學業成就則較低；司法風格與教學環境相關則不明顯。 因此，學習成就與教學策略必然有很大的關係，Sternberg[33]亦認為老師應靈 活運用各種教學方式，一方面可以讓每位學生都有機會接受不同磨練，另一方面可以 照顧到學生個別差異。那麼，教師在選擇教學環境也應針對個別差異給予不同環境發 揮才是。所以設計與製作教學媒體的過程中，就必須特別注意，而多媒體教學並且潛 藏多項有利於教學成效的步驟，包括以下八點[34]： 1. 內容的選擇與組織可以更精細：當計畫製作一套教學媒體時，教師必須 事先對內容給予仔細的思考。而思考過程中促使教師構想教學內容的結 構與安排，以便學習者易於了解。 2. 教學的實施可以更標準化：每一個教師在不同情境對同樣教材內容可能 會有不盡相同的說明，然而，使用教學媒體則將減低其間的差別，因為 教學媒體涵蓋標準化的訊息。 3. 教學可以更有趣：媒體的特性之一是能夠引起學習者注意並保持敏銳的 學習狀態。內容的清楚與連貫，特殊效果的使用等因素，皆能引起學習 者發笑或深思。 4. 藉由適當學習理論的應用，學習可以更具互動性：經過良好的設計，教

學媒體內容的組織與呈現可以導致更好的教學。通常設計媒體時，許多 學習理論的觀點將會納入考慮，如學習者的參與、回饋、增強作用等， 儘量使學習者渉入學習活動中。學習者與教學媒體持續互動的結果，不 僅提高教學效益，同時也提昇學習層次。 5. 學習時間需求可以減少：比起傳統教學，大部分的媒體呈現需要較少的 時間來傳遞訊息。但在這較短的時間裡，有大量的訊息將傳達給學習 者，並被吸收。 6. 學習的品質可以增進：只要能將圖像、聲音、文字加以妥善組合，教學 媒體可以將知識有條理的傳播給學習對象。 7. 教學可以隨時依需要而進行：如果教學媒體是為了個別學習而設計，那 麼學習者可以依個人需求而不受時間與地點的限制來進行學習。 8. 個人對於學習內涵與過程的正面態度可以更加強：學習者若能感受到媒 體學習的樂趣與滿足，並給予正面評價，則可以加強學習效益。 許多研究者探討影響程式語言學習成效之原因，發現學生學習成效不佳的可 能因素有：(1)學生對於電腦系統缺乏詳細的概念模型，不易理解電腦內部的程 式執行過程；(2)教師在教學過程中往往以語法為基礎(syntax-based)，太過強 調語法的教學，以致於忽略問題解決方法及學生邏輯推理思考能力的培養，使得 學生沒有學到問題解決的技巧；(3)教學課程所選用的程式語言不符合教學目標 等[35][36][37][38]。因此，教材的設計應依據問題解決的相關理論，運用適當 的策略於程式語言教學中，並選擇適合學生的學習工具進行教學，才能提高學生 程式語言學習成效及達到教學目標。

三、 研究方法

本章旨在描述本研究教學之研究設計，以探討使用不同的教學方法對國中生在程 式語言單元學習成效之影響。研究採分組實驗教學進行，一組為傳統教學一組為多媒 體教學，茲將本實驗教學設計分為(一)研究設計 (二)實驗對象 (三)研究工具(四)實 驗程序(五)資料分析。

3.1 研究設計

本研究以準實驗研究法（quasi-experiment）實施。藉由準實驗設計，以瞭解推 理能力對國中生在解讀傳統教材與多媒體教材學習成就的影響。本研究主題以九年一 貫教材中資訊領域的「程式語言」單元，將學生分為實驗組與控制組，實驗組採用多 媒體教學，控制組採用傳統教學，除了教學方法不同外，其餘控制變項力求相同，以 降低誤差。 研究的自變項為教學方法及推理能力，而依變項為學生學習程式語言的成就。自 變項推理能力為採用中國行為科學社所出版的「多因素性向測驗」內的三個分測驗， 分別為「語文推理」、「數學推理」及「抽象推理」。 在實驗過程中，實驗組與控制組所採用的上課教材與學習單皆相同，所接受的實 驗處理時間亦相同。在實驗結束後，兩組採用相同的測驗題目進行成就測驗。 研究架構如圖 1：

圖 1 研究設計架構圖 教學方法 傳統教學法 多媒體教學法 推理能力 語文推理能力 數學推理能力 抽象推理能力 教師 教材與評量 程式語言學習成效 (1)筆試測驗 (2)實作測驗 控制變項 依變項 自變項

3.2 實驗對象

本研究以苗栗縣某國中二年級學生作為研究樣本，參與學生共有四個班級，分為 實驗組(多媒體教學二班)與控制組(傳統教學二班)，學生共有 142 人，人數分配如下 表 1。參與學生在國中階段只學過一個學期的『文書處理』資訊課程，未學過任何程 式語言相關的概念，故此課程未施以程式語言相關概念之前測，而是以學生期中考之 成績來作為分析的基礎。 表 1 教學分組人數統計表 組別 參與人數 實驗組(多媒體教學組) 71 控制組(傳統教學組) 71 總計 142 本研究之學生皆為常態編班的學生，在研究前以期中考成績來檢驗研究樣本的起 點行為是否相同。表 2 列出實驗前的分析資料，由同質性檢定 Levene 檢定顯示，樣 本為同質性，透過獨立樣本 t 檢定來檢驗傳統教學組與多媒體教學組各科是否存在差 異性，經檢驗結果發現兩組間並無差異，(t=.809, t=.784, t=.690, t=.110,t=.456， p>.05) 顯示兩組在教學研究前能力是相近的，符合常態編班的結果。 表 2 傳統組與多媒體組起點行為分析--獨立樣本 t 檢定 組別 科目 人數 平均數 標準差 F檢定 t檢定 傳統組 國文 71 63.83 17.08 .369 .809 多媒體組 71 64.48 14.76 傳統組 數學 71 53.56 27.41 .186 .784 多媒體組 71 54.82 26.88 傳統組 英文 71 64.97 31.26 .722 .690 多媒體組 71 62.96 28.80 傳統組 社會 71 60.62 19.52 1.261 .110 多媒體組 71 55.21 20.58 傳統組 自然 71 45.62 20.55 2.281 .456 多媒體組 71 42.76 24.79

為了觀察不同推理能力程度學生的表現，研究者依照學生的推理能力分數將實驗 組與控制組的學生加以分群，取推理能力測驗施測後之原始分數依照多因素性向測驗 指導手冊內之常模參照表將各項推理能力轉換為標準九的分數後，取各項推理能力標 準九分數的前 27%為推理能力較高者，後 27%為推理能力較低者，中間為推理能力中 等者，得到高、中、低三個群組，實驗組及控制組的每個群組資料整理如下： 表 3 實驗組與控制組之推理能力高、中、低分群人數分配表 語文推理能力 數學推理能力 抽象推理能力 能力別 組別 高 中 低 高 中 低 高 中 低 合計 控制組(傳統組) 18 31 22 16 35 20 22 26 23 71 實驗組(多媒體組) 22 29 20 17 33 21 21 26 24 71 合計 40 60 42 33 68 41 43 52 47 142

3.3 研究工具

本研究所使用的工具包括：多媒體教材、上課講義、學習單、成就測驗、多因素 性向測驗。 壹、 教學活動設計 教學活動設計如表 4 所示， 表 4 教學活動設計表 教學 活動 教學主題 教學內容 活動一 VB 環境介紹 VB 環境介紹、各項工具列說明、CommandButton 按鈕 練習、Label 按鈕練習、專案的儲存 活動二 VB 資料的運算 即時運算視窗介紹、算術運算、關係運算、邏輯運算

貳、 上課講義：

本研究中實驗組與控制組所使用的教材內容為依據九年一貫能力指標以程式語 言單元為例，所自編之教材內容。多媒體教材由研究者使用實驗室技術轉移給智勝國 際公司的軟體「編輯手 5.0」編製，再將其教材上傳到研究者的教學網站平台，可讓 學生於課後上網觀看。完整教材詳見附錄一、附錄二，部分教材舉例如下。

依據上述單元活動之教學目標，細分為符合 SCORM 課程的 Content Aggregation 架構如圖 2： 圖 2 「與電腦對話」課程 SCORM Aggregation 架構

與電腦對話

VB 環境介紹 VB 資料運算 設計表單 讓程式轉變 的控制敘述 讓程式繞 圈子 環境介紹 第一支 程式 專案的 儲存 即時運 算視窗 算術運算 變數介紹 關係運算 設計歡 迎表單 流程圖 介紹 巢狀 IF 實 際操作 單向 IF 實 際操作 重複結 構內容 雙向 IF 實 際操作 上機實作 邏輯運算

一、傳統教材：使用上課講義搭配 VB 軟體進行教學。 在傳統教材中，我們發現圖形與說明文字只能分開呈現，有時在排版上更會呈現 在不同的頁面，此時將容易造成學生解讀上的困難。 VB 環境介紹 主視窗：包括三個部份：標題列、功能表列與工具列。用來顯示專案的名稱及工作模 式。專案名稱剛啟動時，自動以 Project1 為名。工作模式為「設計」，讓你 進行程式的設計。工作模式有三種：【設計】、【執行】、【中斷】。 功能表列：列出 VB 所提供的十三類功能。 工具列：以圖示按鈕代表一些常用的指令，以方便操作。 工具箱：工具箱中有很多圖形按鈕，每一個按鈕各代表一種控制物件，利用這些控制 物件，我們可以設計視窗程式的外觀。 表單視窗：用來作為佈建控制物件的場所。 主視窗 功能表列 工具列 工具箱 標題欄名稱 表單 專案總管視窗 屬性視窗 表單配置視窗

二、多媒體教材：教師使用多媒體教材，學生搭配軟體環境進行學習。 本教學活動的多媒體教材使用智勝編輯手 5.0： (一)、編輯手介紹： 編輯手 5.0 是一套針對學校教學及電腦入門者所開發的一套廣受肯定的多媒體 製作軟體，不僅採用拖、拉、點、選的視覺化編輯技巧，結合數位的聲音、音樂、文 字、影像與影片等素材來編輯製作多媒體課程，視訊、文字、動畫還可同步播放，如 此先進的功能，能讓您輕而易舉完成多媒體教材，充分享受編輯自如、簡單又好玩的 樂趣。 編輯手 5.0 版提供的新功能，包括樣版套用、母片套用、提供安全保護機制、並 可轉成符合 SCORM 1.3 國際標準，安全並具有標準的格式，促成教材能在各學習平台 間流通自如，擴大資源互通與應用，是 e-Learning 及 e-Training 教材製作的利器。 詳細功能請參考智勝國際網站[39]。 (二)多媒體教材設計流程：本實驗所研製的多媒體教材之設計及製作流程如圖 4 所示。 1、SCORM(Sharable Content Object Reference Model)：「教材再用與共用」是 SCORM的核心概念。在SCORM 中，可分享的教材是由三個層次所組成的，分別為共 有教材資產(Asset)、共享教材物件(SCO)及整合教材(Content Aggregation)。Asset 指的是最基本的文字、聲音、圖形、動畫、影音或網頁等資料，而SCO是由一個或一 個以上的素材所構成。不論素材或是元件只要依循SCORM規定加上特定的描述資訊， 就可被搜索且再運用。 SCORM 標準強調下列幾點特性： ‧ 可重用(Reusable)—在不同應用環境下，學習內容可以重複用。 ‧ 易取得(Accessible)—學習者在世界各地都可獲取到學習內容。 ‧ 可耐用(Durable)—科技提升或改變時，不須重新修改應用程式或教材 ‧ 可互用(Interoperable)—教材可以在任何開發系統和教學平台上使用 ‧ 可適用(Adaptable)—可隨學習者之經驗，而調整其學習內容，達成彈性學習。 ‧ 經濟性(Affordable)—能以經濟有效的方式開發教材 。

2、SCO (Sharable Content Object)：是可以被教學平台所管理及追蹤的最小教 材單元，可以包含一個以上的asset。為了被重複使用(reusable)，一個SCO 最好是具 有一特定教學目標的教學單元。 製作 SCORM 課程架構 審核課程架構 撰寫每個 SCO 腳本分鏡表 審核分鏡表 與電腦對話課程導入 素材修改 分類整理素材庫 編輯手製作 SCO 教材 完整課程組合 教材成品確認 取得課程素材 審核教材 No No No Yes Yes Yes ‹電腦教師 ‹電腦教師 ‹電腦教師

確認分析研究的教材主題單元和多媒體製作工具分析後，開始進行多媒體教材的 製作，製作流程如圖 4 示。而在製作多媒體的教材同時，需考慮到和現有的傳統教材 有相同的教學目標，如此學生才能學習到相同的概念與能力。以下為將教材單元利用 智勝編輯手改編輯成相同教學目標的多媒體教材，如圖 5 所示。 在多媒體教材中，使用者點選左邊各項按鈕後，會出現相關的解說及圖示，讓使 用者可以在同一個視窗中觀看到教學內容，不會受限於傳統教材環境視窗與說明文字 分別在不同頁面呈現的缺點。 圖 5 多媒體教材範例圖

參、學習單：在每個單元教學結束後，藉由學習單的練習，可以讓學生自我檢驗所學 成效。完整教材詳見附錄三，部分教材舉例如下： 1、 let a=10 let a=a*2+5 print a 輸出：__________ 2、 a=10 : b=3 : c=5 a = b * c print a 輸出：__________ 3、 a=10: b=20 print a*2 > b/4 輸出：__________ 4、 a=10 : b= 20 print a > b or a * 3 < b mod 7 輸出：__________ 5、你能完成下面的練習嗎？ 說明：按『確定』後，輸出所輸入的數值。 執行畫面 輸入「100」按確定，

單元三：綜合學習單

肆、多因素性向測驗 本研究所採用的性向測驗是由中國行為科學社所出版，路君約、盧欽銘、歐滄和 等教授合編之多因素性向測驗題本進行施測。該測驗包含八個分測驗：即語文推理、 數學推理、機械推理、空間關係、抽象推理、錯別字辨別、文法與修辭、知覺速度與 確度等，每一分測驗代表一種基本性向，共有八種性向，其中語文推理和數學推理又 合併為一項性向，稱為普通學業性向，故總共可得九種分數。適用對象為國二至高三 的學生。可提供學校實施教育與職業輔導方面之參考資料。將本研究所採用的三種分 測驗說明如下，詳細內容請見「多因素性向測驗題本」。[40] (一)語文推理：為了解語文概念的能力，目的在評估學生抽象或概括的潛力，而 非簡單的語文流利或字彙認識。測驗項目採用空缺兩端的雙重類推，要受試者從其下 四對詞中作完善的選擇。由於它的多樣性，特別適於測量比較複雜的推理能力：這和 早期的簡單類推的解答只靠“聯想＂有所不同。 例題： 這個測驗每題的第一個詞和最後一個詞都空著，作答時，要從下面四個答案中選 出一對詞來，使它第一個詞填在第一個空格裡，第二個詞填在第二個空格裡。剛好成 為一個意義完整的句子。 請看下面的例題： 例 1：_______之於晝好像月之於_______。 A、亮-暗 B、光-星 C、日-夜 D、晨-寒 (二)數學推理：設計這個測驗在“了解數目關係＂以及“處理數目概念＂的能 力。項目方式通常“算數計算＂而非解答“應用問題＂。雖採計算方式，但並未犧牲 了推理能力的測量。若干項目雖為簡單計算，但實質上要求數目關係的理解。

例題： 這是數學推理測驗，每題的右邊有 A、B、C、D、E 五個可能的答案，選定正確答 案之後，在答案紙例 1 後面，相對應答案長方形內，畫滿表示出來。 例 1．加法 4 + 11 語文推理測驗乃預測在複雜語文關係和概念的場合中推理正確的情形。這無論在 教育或職業園地中都極為重要。數學推理測驗乃指數目推理、運用數目關係以及明智 處理數量材料的能力。這種能力結合語文推理，在教育預測方面佔重要地位的，有數 學、物理、化學、工程以及在其中數量思考為中心的學科。下列各種職業如實驗室助 理、會計員、統計員、運務員；以及木工、修理或製作工具的人員，和物理科學相關 聯的技術員等。 語文推理和數學推理相結合的，就是學業性向測驗，是預測廣泛的，過去泛稱為 智力測驗。 (三)抽象推理：乃是學生推理能力的非語文量數，項目形式是要受試者依左方 五個圖形的排列原則中，而從右方四個圖形中，選出一個符合其排列原則的項目來。 例題： 在這個測驗裡，每題左邊一組五個＂問題圖形＂是依據某一個順序排列的。作答 時，你要從右邊一組四個＂答案圖形＂中，找出一個圖形，使它能和左邊五個＂問題 圖形＂的順序聯接起來，成為一個完整的系列。 請看下面的例題 A 15 B 16 C 25 D 26 E 以上全不對

這個測驗在補充以語文和數目為內容的普通智力測驗。強化了解抽象圖形的組型 關係──由非文字圖案中類化和歸類各種原則。在普通情況下，抽象分數乃和物體間 (並非文字和數量間的)的知覺關係的課程專門職業和一般職業有關聯。在這種意義 下，抽象分數應和空間和機械測驗適當結合;而不替代語文測驗，但可用來校正有語 文困難的學生;例如，在語文推理測驗得低分，但在抽象圖形上得高分;似可相當正確 的判定語文測驗對這個學生也許缺乏效度。 多因素性向測驗指導手冊亦包含各年級在各分測驗上得分之標準九常模表，而此 測驗相關之信度與效度如表 5、表 6 所示。 一、信度：內部一致性係數 表 5 多因素性向測驗內部一致性係數(古雷 20 公式) 南港國中三年級男生 竹東高中二年級女生 語文推理 .84 .60 數學推理 .63 .76 抽象推理 .82 .73 資料來源：路君約、盧欽銘、歐滄和(民 91)，多因素性向測驗指導手冊，中國 行為科學社，台北，8 頁。 二、效度：同時效度 表 6 多因素性向測驗同時效度之 r 值表 效標為區分性向測驗 建國中學高一男生 (N=48) 效標為輔導性向測驗 中和國中國二女生 (N=49) 語文推理 .46** .53** 數學推理 .35** .52** 抽象推理 .37** -- 資料來源：路君約、盧欽銘、歐滄和(民 91)，多因素性向測驗指導手冊，中國行為科 學社，台北，9 頁。**p<.01 伍、成就測驗： 本研究之後測試題為研究者依據能力指標、教學目標之認知的三個層次：知識、 理解、應用所編製，再經由三位專業教師意見後修正而成後測試卷，主要試卷類型分

二類進行施測，一為 VB 程式語言基本觀念的認知能力測驗，採用筆試測驗，一為 VB 程式語言無的技能測驗，採用上機實作測驗。 1、筆試題目分為選擇題 25 題、與程式執行題 5 題。 2、實作題目有三題，請學生依照題目設計簡單的程式出來 題目例題如下，詳如附錄四。 筆試題目例題： 1、( ) 那一個視窗用來設定表單在螢幕上的位置？ (A)專案管理視窗 (B)屬性視窗 (C)表單配置視窗 2、( ) 此控制物件為：(A)標籤 (B)命令按鈕 (C)文字方塊 實作題目例題： 1、請設計一個程式，能輸入國文分數、數學分數，並按「計算」可計算出總分，且 有「清除」、「結束」功能的按鈕。

3.4 實驗程序

本實驗程序如圖 6 所示： 圖 6 實驗程序流程圖 開始 簡介實驗目的 5 分鐘 多因素性向測驗 24 分鐘(含解說) 實驗處理 8 堂課 每堂 50 分鐘 成就測驗 1 堂筆試 1 堂實作 結束 傳統教材設計製作 (詳如附件一) 多媒體教材設計製作 (詳如附件二) 多因素性向測驗說明如第三 節所述。 傳統教學組 推理能力 高中低三組 多媒體教學組 推理能力 高中低三組

茲將實驗程序分別說明如下： 一、簡介實驗目的：本學期教授程式語言，為了解學生之推理能力對學習成就的影響， 故在教學前會先進行三種推理能力測驗，在教學結束後會進行課程的總測驗。 二、多因素性向測驗：此測驗共有八個分測驗，我們只選擇其中三個測驗來施測，分 別為語文推理、數學推理及抽象推理。每個分測驗測量時間為六分鐘，用以了解 同學這三種推理能力。測驗後將學生的語文/數學/抽象推理的原始分數對照多因 素性向測驗指導手冊內的「國中二年級標準九常模表」，轉成一~九分共九個等 第，再依九等第之分數取前 27%為推理能力較高者，後 27%為推理能力較低者， 中間為推理能力中等者。 三、實驗處理：受試者分為實驗組(多媒體組)與控制組(傳統組)進行教學，教學單元 分為五個單元，傳統組與多媒體授課的內容概念相同，只是教材呈現的方式不 同，施測時間為八週，每週一堂，共計八堂，每堂為五十分鐘。 四、成就測驗：為了解不同教學法及不同推理能力對 VB 程式語言學習成就的影響， 在實驗進行後對所有的受試者接受相同的(1)VB 程式語言基本觀念的筆試測驗 及(2) VB 程式語言實作的技能測驗，施測時間為各一堂課。

3.5 資料分析

本研究資料之分析與處理係使用 SPSS 統計套裝軟體，進行二因子變異數分析。 自變項為教學法及推理能力，依變項為學習成就(筆試及實作)。由以下步驟進行分析： 若教學法及推理能力交互作用達顯著，則進行單純主要效果比較，否則進行單因子變 異數分析。流程如圖 7：

圖 7 資料分析流程圖 組別與推理能力二因 子變異數分析 組別*推理能力交 互作用是否顯著 單純主要 效果比較 單純主要效果的事後比較 完成 是 單因子變 異數分析 事 後 比 較 完成 完成 否 顯著 不顯著 不顯著 顯著

四、 結果與討論

本章就實驗過程所蒐集之相關資料進行二因子變異數分析，其主要內容包括不同教學 法、推理能力在程式語言之筆試測驗與實作測驗之差異性分析。

4.1 樣本資料分析

本研究是選自苗栗縣某國中二年級學生四個班級，共 142 人為研究對象。實驗組(多媒體 組)二班共 71 人，控制組(傳統組)二班共 71 人。在傳統組與多媒體組中依學生性向測驗之原 始分數轉換為標準九後，取標準九分數的前 27%為推理能力較高者，後 27%為推理能力較低 者，中間為推理能力中等者。參與研究人數如表 1。

4.2 教學方法與推理能力在學習成就之差異性分析

壹、教學方法與推理能力在筆試測驗成績交互作用是否達顯著 教學方法與推理能力，在國中程式語言筆試測驗成績上是否有顯著的交互作用存在，故 以教師的教學方法，學生的推理能力為自變項，程式語言筆試成就為依變項，進行二因子變 異數分析。 教學方法 傳統教學 多媒體教學 推 學習成效 (筆試測驗)

圖 9 單純主要效果與主要效果比較分析流程圖 二因子變異數分析 檢查「推理能力」*「教學方法」 交互作用是否顯著 1、教學方法為多媒體教學，進行 變異數分析，檢查推理能力是 否達顯著差異 2、教學方法為傳統教學，進行變 異數分析，檢查推理能力是否 達顯著差異 3、推理能力為語文推理，進行變 異數分析，檢查教學方法是否 達顯著差異 4、推理能力為數學推理，進行變 異數分析，檢查教學方法是否 達顯著差異 5、推理能力為抽象推理，進行變 異數分析，檢查教學方法是否 達顯著差異 進行單因子變異數分析： 1、不同教學方法對學習成效是 否達顯著 2、不同語文推理能力對學習成 效是否達顯著 3、不同數學推理能力對學習成 效是否達顯著 4、不同抽象推理能力對學習成 效是否達顯著 是 _否

一、語文推理能力與教學方法在國中程式語言筆試測驗成就之二因子變異數分析 由表 7 可以得知：此一獨立樣本二因子變異數分析在主要效果達顯著水準，在交互作用 未 達 顯 著 水 準 ， 顯 示 教 學 方 法 不 同 ， 在 國 中 程 式 語 言 筆 試 測 驗 成 就 具 有 顯 著 的 差 異 (F=5.608,P<.05)，語文推理能力強弱也對國中程式語言筆試測驗成就具有顯著的差別 (F=5.829,P<.01)。由於交互作用未達顯著，應而進行主要效果考驗。 表 7 筆試測驗：二因子獨立樣本變異數分析摘要表 變異來源 型Ⅲ平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 組間 組別 2329.361 1 2329.361 5.608* 語文推理 4842.573 2 2421.287 5.829** 組別*語文推理 1215.285 2 607.642 1.463 組內(誤差) 56489.000 136 全體 469198.000 142 *p <.05 **p <.01 ***p<.001 二、探討不同教學方法，在國中 VB 程式語言筆試測驗學習成就分析 以教學方法為自變項，筆試成績為依變項，進行獨立樣本 t 檢定，由表 8 在傳統組與多 媒體組學生之筆試測驗成就上，達顯著差異。表示採用多媒體教學對於學生筆試，有較佳的 學習成效。究其原因為資訊領域的課程為一週一堂課，對於從未接觸過程式語言教學的學生 而言，此課程為較難理解的內容，在經過八堂課(二個多月)的學習後，對於先前學過的知識 已有點模糊，但對於多媒體組的學生，在使用多媒體學習後，印象較為深刻，故在總結性測 驗上表現較佳。 表 8 筆試測驗：教學方法 t 考驗檢定 組別 個數 平均數 標準差 t p

同質性檢定之顯著性為.039 <.05，代表違反同質性檢定，由表 11 得知語文推理能力三組平 均數之間存在著差異，因違反同質性檢定，故再經由表 12 Robust 強韌性檢定所計算出來的 Welch F 值為 5.778，Brown-Forsythe 的 F 值 6.306，顯著性都<.05，所以比較有信心可以說 語文推理能力這三組平均數是有差異的，(F=6.469, p<.05)。由於三種推理能力的學生 F 值 檢定結果達到顯著，進一步進行事後比較，以確實得知那二組間的學習成就有差異。 在表 13 事後比較摘要表：語文推理能力較高者>語文推理能力較低者(平均差異值=16.15, p<.05)，也就是語文推理能力高的人在筆試成就測驗上比語文推理能力低的人有較好的學習 成就。語文推理能力三個群體的認知成就測驗得分其平均數分別為：46.50、51.92、62.65。 表 9 語文推理強弱之平均數、標準差 個數 平均數 標準差 標準誤 語文推理能力較低者 42 46.50 19.23 2.97 語文推理能力中等者 60 51.92 19.79 2.55 語文推理能力較高者 40 62.65 23.43 3.70 總和 142 53.34 21.51 1.80 表 10 變異數同質性檢定 Levene統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性 3.325 2 139 .039 表 11 語文推理能力強弱在「筆試測驗」成就之變異數分析摘要表 平方和 自由度 平均平方和 F檢定 顯著性 組間 5553.591 2 2776.796 6.469 .002 組內 59662.183 139 429.224 總和 65215.775 141 表 12 均等平均數的 Robust 檢定 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性 Welch Brown-Forsythe 5.778 6.306 2 2 84.037 119.243 .004 .002

表 13 假設變異數不相等 Tamhane 事後比較表 (I)抽推分類 (J)抽推分類 平均差異(I-J) 標準誤 顯著性 語文推理能力較低者 語文推理能力中等者 -5.42 4.17 .428 語文推理能力較高者 -16.15* 4.58 .003 語文推理能力中等者 語文推理能力較低者 5.42 4.17 .428 語文推理能力較高者 -10.73 4.23 .058 語文推理能力較高者 語文推理能力較低者 16.15* 4.58 .003 語文推理能力中等者 10.73 4.23 .058 *.在.05水準上的平均差異很顯著。 四、數學推理能力與教學方法在國中程式語言筆試測驗成就之二因子變異數分析 由表 14 可以得知：此一獨立樣本二因子變異數分析在主要效果達顯著水準，在交互效果 未 達 顯 著 水 準 ， 顯 示 教 學 方 法 不 同 ， 在 國 中 程 式 語 言 筆 試 成 就 具 有 顯 著 的 差 異 (F=7.084,P<.01) ， 數 學 推 理 能 力 強 弱 也 對 國 中 程 式 語 言 筆 試 成 就 具 有 顯 著 的 差 別 (F=11.722,P<.001)。由於交互作用未達顯著，應而進行主要效果考驗。 以數學推理能力為自變項，筆試成績為依變項，進行單因子變異數分析，由表 16 變異數 同質性檢定之顯著性為.027 <.05，代表違反同質性檢定，由表 17 得知數學推理能力三組平 均數之間存在著差異，因違反同質性檢定，故再經由表 18 Robust 強韌性檢定所計算出來的 Welch F 值為 12.278，Brown-Forsythe 的 F 值 11.598，顯著性都<.05，所以比較有信心可以 說數學推理能力這三種平均數是有差異的，(F=11.420, p<.05)。由於三組推理能力的學生 F 值檢定結果達到顯著，進一步進行事後比較，以確實得知那二組間的學習成效有差異。 在表 19 事後比較摘要表：數學推理能力中等者>數學推理能力較低者(平均差異值=11.03, p<.05)，也就是數學推理能力中等的人在筆試測驗成就上比數學推理能力較低的人有較好的 學習成效；數學推理能力較高者>數學推理能力較低者(平均差異值=22.39, p<.05)，也就是

表 14 筆試測驗：二因子獨立樣本變異數分析摘要表 變異來源 型Ⅲ平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 組間 組別 2718.854 1 2718.854 7.084** 數學推理 8997.460 2 4498.730 11.722*** 組別*數學推理 1447.219 2 723.609 1.885 組內(誤差) 52196.821 136 383.800 全體 469198.000 142 *p <.05 **p <.01 ***p<.001 表 15 數學推理強弱之平均數、標準差 個數 平均數 標準差 標準誤 數學推理能力較低者 41 42.85 17.04 2.66 數學推理能力中等者 68 53.88 20.98 2.54 數學推理能力較高者 33 65.24 21.59 3.76 總和 142 53.34 21.51 1.80 表 16 變異數同質性檢定 Levene統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性 3.719 2 139 .027 表 17 數學推理能力強弱在「筆試測驗」成就之變異數分析摘要表 平方和 自由度 平均平方和 F檢定 顯著性 組間 9203.533 2 4601.767 11.420 .000 組內 56012.241 139 402.966 總和 65215.775 141 表 18 均等平均數的 Robust 檢定 Statistic 分子自由度 分母自由度 顯著性 Welch Brown-Forsythe 12.278 11.598 2 2 76.667 107.661 .000 .000

表 19 數學推理能力強弱在「筆試測驗」假設變異數不相等 Tamhane 成就之事後比較 (I)數推分類 (J)數推分類 平均差異(I-J) 標準誤 顯著性 數學推理能力較低者 數學推理能力中等者 -11.03* 3.97 .010 數學推理能力較高者 -22.39* 4.69 .000 數學推理能力中等者 數學推理能力較低者 11.03* 3.97 .010 數學推理能力較高者 -11.36* 4.26 .044 數學推理能力較高者 數學推理能力較低者 22.39* 4.69 .000 數學推理能力中等者 11.36* 4.26 .044 *.在.05水準上的平均差異很顯著。 五、抽象推理能力與教學方法在國中程式語言筆試成就之二因子變異數分析 由表 20 可以得知：此一獨立樣本二因子變異數分析在主要效果達顯著水準，在交互效果 未 達 顯 著 水 準 ， 顯 示 教 學 方 法 不 同 ， 在 國 中 程 式 語 言 筆 試 成 就 具 有 顯 著 的 差 異 (F=7.700,P<.01) ， 抽 象 推 理 能 力 強 弱 也 對 國 中 程 式 語 言 筆 試 成 就 具 有 顯 著 的 差 異 (F=15.410,P<.001)。由於交互作用未達顯著，應而進行主要效果考驗。 以抽象推理能力為自變項，筆試成績為依變項，進行單因子變異數分析，由表 22 變異數 同質性檢定之顯著性為.000 <.05，代表違反同質性檢定，由表 23 得知抽象推理能力三組平 均數之間存在著差異，因違反同質性檢定，故再經由表 24 Robust 強韌性檢定所計算出來的 Welch F 值為 14.506，Brown-Forsythe 的 F 值 13.851，顯著性都<.05，所以比較有信心可以 說抽象推理能力這三組平均數是有差異的，(F=14.283, p<.05)。由於三種推理能力的學生 F 值檢定結果達到顯著，進一步進行事後比較，以確實得知那二組間的學習成就有差異。 在表 25 事後比較摘要表：抽象推理能力中等者>抽象推理能力較低者(平均差異值 =13.46,p<.05)，也就是抽象推理能力中等的人在筆試測驗成就上比抽象推理能力較低的人有 較好的學習成就；抽象推理能力較高者>抽象推理能力較低者(平均差異值=21.93, p<.05)， 也就是抽象推理能力較高的人在筆試測驗成就上比抽象推理能力較低的人有較好的學習成

表 20 筆試測驗：二因子獨立樣本變異數分析摘要表 變異來源 型Ⅲ平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 組間 組別 2839.273 1 2839.273 7.700** 抽象推理 11364.458 2 5682.229 15.410*** 組別*抽象推理 1418.596 2 709.298 1.924 組內(誤差) 50149.768 136 368.748 全體 469198.000 142 *p <.05 **p <.01 ***p<.001 表 21 抽象推理強弱解讀傳統教材之平均數、標準差 個數 平均數 標準差 標準誤 抽象推理能力較低者 47 41.77 16.63 2.43 抽象推理能力中等者 52 55.23 18.29 2.54 抽象推理能力較高者 43 63.70 24.07 3.67 總和 142 53.34 21.51 1.80 表 22 變異數同質性檢定 Levene統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性 8.998 2 139 .000 表 23 抽象推理能力強弱在「筆試測驗」成就之變異數分析摘要表 平方和 自由度 平均平方和 F檢定 顯著性 組間 11095.049 2 5547.524 14.248 .000 組內 54120.726 139 389.358 總和 65215.775 141 表 24 均等平均數的 Robust 檢定 Statistic 分子自由度 分母自由度 顯著性 Welch Brown-Forsythe 14.506 13.851 2 2 88.046 116.431 .000 .000

表 25 抽象推理能力強弱在「筆試測驗」成就之事後比較表 (I)抽推分類 (J)抽推分類 平均差異(I-J) 標準誤 顯著性 抽象推理能力較低者 抽象推理能力中等者 -13.46* 3.97 .001 抽象推理能力較高者 -21.93* 4.16 .000 抽象推理能力中等者 抽象推理能力較低者 13.46* 3.97 .001 抽象推理能力較高者 -8.47 4.07 .173 抽象推理能力較高者 抽象推理能力較低者 21.93* 4.16 .000 抽象推理能力中等者 8.47 4.07 .173 *.在.05水準上的平均差異很顯著。 貳、教學方法與推理能力在實作測驗成就上交互作用是否達顯著 教學方法與推理能力，在國中程式語言實作測驗成就上是否有顯著的交互作用存在，故 以教師的教學方法，學生的推理能力為自變項，程式語言實作成就為依變項，進行二因子變 異數分析。 一、語文推理能力與教學方法在國中程式語言實作測驗之二因子變異數分析 如表 26 所示。由表可以得知：此一獨立樣本二因子變異數分析在語文推理達顯著水準， 在組別及交互效果未達顯著水準，顯示語文推理能力強弱對國中程式語言實作成就具有顯著 的差異(F=5.039,P<.01)。由於交互作用未達顯著，應而進行主要效果考驗。 表 26 實作測驗：二因子獨立樣本變異數分析摘要表 變異來源 型Ⅲ平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 組間 組別 .369 1 .369 .000 語文推理 7907.374 2 3953.687 5.039** 組別*語文推理 1181.782 2 590.891 .753 組內(誤差) 106707.376 136 784.613 全體 509748.000 142 *p <.05 **p <.01 ***p<.001