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運用數位資源輔助分組合作學習對國民中學數學科學習成效之行動研究

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Academic year: 2021

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(1)

國 立 交 通 大 學

理學院科技與數位學習學程

碩 士 論 文

運用數位資源輔助分組合作學習對國民中學數學科

學習成效之行動研究

A Study on Blending Small-group Cooperative Learning

with Digital Resources in Middle School Mathematics

through Action Research

研 究 生:謝亞倫

指導教授:陳昌盛 博士

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運用數位資源輔助分組合作學習對國民中學數學科

學習成效之行動研究

A Study on Blending Small-group Cooperative Learning with Digital

Resources in Middle School Mathematics through Action Research

研 究 生 : 謝亞倫 Student : Ya-Lun Hsieh

指導教授 : 陳昌盛 博士 Advisor : Dr. Chang-Sheng Chen

國立交通大學

理學院 科技與數位學習學程

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 2014

Hsinchu, Taiwan, Republic of China

(3)

運用數位資源輔助分組合作學習對國民中學數學科

學習成效之行動研究

學生:謝亞倫 指導教授:陳昌盛 博士

國立交通大學理學院科技與數位學習學程

摘 要

本研究主要是以國中七年級生為對象,探究運用數位資源來輔助分組合作學習的數學課程 教學,以學習動機、學習態度、焦慮程度及學習成就等各項指標作為評量學習成效的依據,觀 察課堂上學生學習之成效。本研究採用行動研究概念為主軸,依研究之目的,將實驗流程規劃 分成三個階段。第一階段,教學方式為傳統教學方式;第二階段,教學方式改為分組合作學習, 並搭配研究者所設計的 Q5 重點教學活動來活化教學;第三階段,以分組合作學習的方式,再結 合 Moodle 數位教學平台及相關數位資源的運用。透過教學方案的設計、實際教學、參與觀察、 文件分析、多元評量及態度問卷調查等,來分別探討實施「分組合作學習」及「數位分組合作 學習」對國中學生數學科的學習成效之影響、限制與瓶頸。其次,我們也將研究以下重大課題: (1)如何運用分組合作學習來活化教學; (2)分組合作學習結合數位資源後,是否提升「學生與學 生之間」及「學生與教學引導者之間」的互動性;(3)分組合作學習結合數位資源後, 是否更有助 於補救教學的進行(例如,讓學生更容易掌控自我的學習步調)。 本研究主要的結果與發現如下:一、「分組合作學習」相對於傳統教學方式,確實對於學生 在數學學習態度及群體自我效能上具有正面影響且具有顯著差異;二、「分組合作學習」雖有提 升學生數學的學習動機及個人自我效能,但卻不是很明顯;三、運用數位資源輔助分組合作學 習後,相較於分組合作學習雖沒有顯著差異,但有降低學生認知負荷的趨勢。四、在質性研究 上,學生認為分組合作學習加上 Q5 重點教學模式讓學習更有系統、更具方向,不僅可檢測自我 並能維持學習動機。 關鍵字:群體自我效能、分組合作學習、數位資源、Q5 重點、質性研究

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A Study on Blending Small-group Cooperative Learning with Digital

Resources in Middle School Mathematics through Action Research

Student:Ya-Lun Hsieh Advisor:Dr. Chang-Sheng Chen

Degree Program of E-Learning

College of Science

National Chiao Tung University

ABSTRACT

In this thesis, we explored the issues on blending small-group cooperative learning with digital resources with respect to one seventh-grade general mathematics class of 26 students. Based on the various assessment indicators including students’ motivations, learning attitudes, degree of anxieties and learning achievements, we observe and study the students’ learning effectiveness. In this study, we mainly explore and collect the required information and statistics through action research. Based on the thesis purpose, the whole study process is divided into three stages. On Stage one, traditional teaching methods were applied in the class. On Stage two, we adopted an alternative approach: small-group cooperative learning. Moreover, we applied the Q5 (i.e., Quiz of 5 key points, designed by the author of thesis) learning activity to vitalize the mathematics class. Finally, on Stage three, we adopted the blended cooperative learning in small groups with the Moodle platform and the related digital resources. In the study, through the design of instruction programs, the actual teaching and participating observation, document analysis, multi-variant assessment and attitude questionnaires, we explore the various issues (including impacts, limitations and bottlenecks) of effectiveness on implementing the latter two approaches (i.e., Stage two and three) for junior high school students in mathematics.

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methods, the "Cooperative Learning in Small Groups (i.e., CLSG)" approach does have a positive impact on students' attitudes towards learning mathematics. Second, the CLSG approach could enhance students' motivations to learn mathematics and self-efficacy on individual performances only a little. Third, after extending the CLSG with digital resources, we could find an obvious trend of the reduction of cognitive loading. Finally, from the data collected and the analysis conducted in the qualitative research part, we could find that students considered the adoption of the CLSG and Q5 (i.e., Quiz of 5 key points) teaching method to be very interesting. The innovative learning approach had made their learning become more systematic and more directional (as compared to the traditional tutoring model). It could not only help check one’s learning attitude but also maintain one’s learning motivation.

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致謝

在這學術的殿堂,總算是漫步走過一遭。這條研究之道,雖然稍縱即逝,但卻也讓人心醉 神迷、刻骨銘心。尤其是在午夜夢迴之際,往往天外飛來靈感,便是顧不得日夜顛倒,繼得光 火順勢挑燈夜戰,埋首案頭。途中的苦澀或是香醇又有誰能夠理解,像極了一杯藍山咖啡,那 厚實的濃韻伴随著管弦輕音樂的旋律,融進了每次夢鄉的酣眠。 還好,咖啡是分享的飲品;分享人的想法、時代的故事、情感的羈伴、歡笑、愁苦、回憶 等,好多好多值得一再珍藏的色彩、氣味、聲響、觸感、畫面,編織著不可思議的學習旅程。 首先感謝我的家人,包容我在求學階段的任性固執,母親的關懷總是支持著我,大哥大嫂照顧 家庭得當,讓我無後顧之憂;再來一定要感謝我的指導教授-陳昌盛博士,每一次的見面,總是 給我滿滿的啟發,激發我許多在教育現場想要嘗試的想法和欲望,利用深入淺出的方式,讓我 找到很多問題的核心;甚至在我不知所措的關鍵時刻,適時給予我鼓勵和教導,真的萬分感謝。 也感謝導師-李榮耀老師,一路上細心的指導,讓我受益良多,許多細心叮嚀,久久不敢忘懷。 還有黃國楨教授不吝分享態度量表問卷上的資源,讓後輩在研究上有很大的幫助。 當然,苦悶的日子裡,擁有朋友的支持和陪伴是我生活重要的一部分。感謝路途上不離不 棄的兒時玩伴-陳一鳴先生,以他過去研究的經驗,也給予了我不少良善的建議;也要感謝在我 所服務學校裡的長官、同事、同學、好友們,像是煜勝、東獻、杰志、哲維、祐誠、仲鈞、慧 容、瑋懋、伊玲、美璇、錦花、世哲、禮安、芝玄、邸怡、淑娟、富楠、怡伶、紀凱、郁書、… 等,族繁不及備載。總是在我需要的時候,有意或無意地不吝給予我幫助和鼓勵。 最後,我要感謝在這個學年度能夠遇見這群可愛的孩子,在研究的旅途上,讓我重新檢視 了教育、教學、學習這三件事。像是微電影般,從遠鏡頭慢慢拉近,一個轉身,從自己的眼睛 看到另一個人眼中的世界,不同的顏色勾勒出不一樣的天空。 謝亞倫 謹誌於 國立交通大學 理學院科技與數位學習學程 中華民國一百零三年七月

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目錄

摘 要 ... i ABSTRACT ... ii 致謝 ... iv 目錄 ... v 表目錄 ... viii 圖目錄 ... ix 第一章 緒 論 ... 1 1.1 研究背景與動機 ... 1 1.2 研究目的 ... 2 1.3 研究範圍與限制 ... 3 1.4 名詞解釋 ... 4 第二章 文獻分析 ... 6 2.1 維果茨基的認知發展理論 ... 6 2.1.1 社會文化是影響認知發展的要素 ... 6 2.1.2 認知思維與語言發展有密切關係 ... 6 2.1.3 從實際發展水平延至可能發展區 ... 7 2.2 分組合作學習 ... 9 2.3 學習成效與動機 ... 11 第三章 研究方法與步驟 ... 14 3.1 研究方法 ... 14 3.2 研究步驟 ... 14 3.3 研究架構 ... 16 3.4 研究對象 ... 18 3.5 教學活動設計 ... 18 3.6 研究者角色 ... 19 3.7 研究工具 ... 20 3.8 資料蒐集與處理 ... 23 第四章 Moodle 數位教學平台 ... 24

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4.1 Moodle 數位教學平台介紹 ... 24 4.2 數位課程設計 ... 25 第五章 研究歷程-量化分析 ... 27 5.1 數學學習態度量表問卷調查之成果分析 ... 27 5.1.1 第二階段:分組合作學習 ... 27 5.1.2 第三階段:數位分組合作學習 ... 31 5.1.3 分組合作學習學習模式的滿意程度: ... 35 5.2 數學成就測驗(定期評量)之成果分析... 37 5.2.1 同質性五個班級的數學成就測驗(定期評量)之分析結果... 38 5.2.2 實驗組班級的五次數學成就測驗(定期評量)之分析結果... 41 第六章 研究歷程-質性研究 ... 44 6.1 問卷調查中的開放性問題 ... 44 6.1.1 學習態度 ... 45 6.1.2 學習動機 ... 46 6.1.3 個人自我效能 ... 47 6.1.4 群體自我效能: ... 48 6.1.5 學習滿意度 ... 49 6.1.6 學習認知負荷-分組合作學習 ... 50 6.1.7 科技接受度 ... 50 6.1.8 學習認知負荷-分組合作學習+數位資源 ... 51 6.2 心得分享 ... 52 6.2.1 教學實況 ... 53 6.2.2 學習氣氛及學習效果 ... 54 6.2.3 減壓現象 ... 56 6.2.4 補救教學 ... 57 6.2.5 課前預習與小組上台分享 ... 58 6.2.6 角色任務 ... 59 6.2.7 iPad 數學之王 ... 60 6.3 教師課室觀察的反思及回饋 ... 62 第七章 結論與建議 ... 64

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7.2 建議 ... 66 7.2.1 教學設計 ... 66 7.2.2 班級經營 ... 66 7.2.3 補救教學 ... 67 7.3 後續研究 ... 67 參考文獻 ... 68 附錄 A 國中七年級數學課程教材 ... 71 附錄 B1 「分組合作學習」對七年級數學教學狀況調查表(前測) ... 73 附錄 B2 「分組合作學習」對七年級數學教學狀況調查表(後測) ... 77 附錄 B3 「數位分組合作學習」對七年級數學教學狀況調查表(後測) ... 83 附錄 C 五次數學科定期評量試題 ... 86 附錄D 質性的成效評量工具 ... 96 附錄E 數位分組合作學習的 10 種課程 ... 98 附錄 F1 問卷調查【學習態度】回饋意見整理 ... 100 附錄 F2 問卷調查【學習動機】回饋意見整理 ... 101 附錄 F3 問卷調查【個人自我效能】回饋意見整理 ... 102 附錄 F4 問卷調查【群體自我效能】回饋意見整理 ... 103 附錄 F5 問卷調查【學習滿意度】回饋意見整理 ... 104 附錄 F6 問卷調查【學習認知負荷-分組合作學習】回饋意見整理 ... 105 附錄 F7 問卷調查【科技接受度】回饋意見整理 ... 106 附錄 F8 問卷調查【學習認知負荷-分組合作學習+數位資源】回饋意見整理 ... 107 附錄 G1 【教學實況】心得感想之摘要整理 ... 108 附錄 G2 【學習氣氛及學習效果】心得感想之摘要整理 ... 110 附錄 G3 【減壓現象】心得感想之摘要整理 ... 112 附錄 G4 【補救教學】心得感想之摘要整理 ... 113 附錄 G5 【課前預習與小組上台分享】心得感想之摘要整理 ... 114 附錄 G6 【角色任務】心得感想之摘要整理 ... 116 附錄 G7 【iPad 數學之王】心得感想之摘要整理 ... 117 附錄 H 教師課室觀察反思及回饋資料 ... 119

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表目錄

表 1 研究夥伴個人資料一覽表 ... 20 表 2 研究者自行規劃數位課程設計一覽表 ... 26 表 3 「分組合作學習」學習態度相依樣本 t 檢定結果 ... 28 表 4 「分組合作學習」學習動機相依樣本 t 檢定結果 ... 28 表 5 「分組合作學習」學習動機各題細目相依樣本 t 檢定結果 ... 29 表 6 「分組合作學習」個人自我效能相依樣本 t 檢定結果 ... 30 表 7 「分組合作學習」群體自我效能相依樣本 t 檢定結果 ... 30 表 8 「數位分組合作學習」學習認知負荷相依樣本 t 檢定結果 ... 32 表 9 學生對「數位分組合作學習」科技接受度問卷調查之分析 ... 33 表 10 本研究問卷調查中科技接受度項目所編題號與相對應之題目內容整理表 ... 34 表 11 學生對「分組合作學習」學習模式的滿意度問卷調查之分析 ... 35 表 12 本研究問卷調查中學習模式滿意度項目所編題號與相對應之題目內容整理表 ... 36 表 13 同質性班級在不同次數學定期評量成績之單因子變異數分析 ... 38 表 14 實驗組班級在不同時間之數學定期評量成績單因子變數分析 ... 42 表 15 問卷指標和相對應的開放性問題題目內容一覽表 ... 44 表 16 教師課室觀察反思及回饋整理一覽表 ... 62 表 17【學習態度】回饋之意見整理一覽表 ... 100 表 18【學習動機】回饋之意見整理一覽表 ... 101 表 19【個人自我效能】回饋之意見整理一覽表 ... 102 表 20【群體自我效能】回饋之意見整理一覽表 ... 103 表 21【學習滿意度】回饋之意見整理一覽表 ... 104 表 22【學習認知負荷-分組合作學習】回饋之意見整理一覽表 ... 105 表 23【科技接受度】回饋之意見整理一覽表 ... 106 表 24【學習認知負荷-分組合作學習+數位資源】回饋之意見整理一覽表 ... 107

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圖目錄

圖 1 近側發展區示意圖 ... 7 圖 2 鷹架作用和近側發展區關係圖 ... 8 圖 3 馬斯洛的需求層次論 ... 12 圖 4 研究流程分成三階段 ... 15 圖 5 行動研究螺旋循環 ... 16 圖 6 研究架構圖 ... 17 圖 7「Q5 重點」教學活動設計流程圖 ... 19 圖 8 行動研究蒐集資料類型舉例論 ... 22 圖 9 同質性班級在不同次數學定期評量之班級平均成績比較 ... 41 圖 10 實驗組班級五次的定期評量班級平均成績 Z 分數之比較 ... 43 圖 11 學生對分組合作學習最喜歡的項目比例分析 ... 45 圖 12 學生對分組合作學習提升學習動機的部分比例分析 ... 46 圖 13 學生對分組合作學習提升個人自我效能的部分比例分析 ... 47 圖 14 學生對分組合作學習提升群體自我效能的部分比例分析 ... 48 圖 15 學生對分組合作學習最有幫助的部分比例分析 ... 49 圖 16 學生對分組合作學習感到焦慮的部分比例分析 ... 50 圖 17 學生對分組合作學習中最喜歡的項目比例分析 ... 51 圖 18 學生對數位分組合作學習感到焦慮的部分比例分析 ... 52

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第一章 緒 論

本研究旨在探討運用數位學習平台及數位資源,來輔助採取分組合作學習方式的數 學課程教學。本章節共分四節,第一節闡述研究背景及動機,第二節條列出研究的目的 與問題陳述,第三節說明研究的範圍與限制,第四節再針對研究中出現的重要名詞加以 釋義。

1.1 研究背景與動機

現今的教育現場,無論是教師或學生總是感到學習的環境充斥著不愉快的衝突與壓 力。對學生而言,課堂上的學習總是又快又急,對於不明白的地方,又不好意思發問, 功課練習又特別多,每位同學程度不一,同儕之間的壓力也隨之而來。而對教師來說, 教學的備課、課堂的演示及作業評量的批改,總是花許多時間構思及經營,但往往在學 生的回饋裡,總是得到不理想的結果。於是伴隨的是作業訂正及補救教學的時間延長, 教師和同學的不滿、衝突日與俱增。最後學習的環境消耗著師生彼此學習的熱情和動 機 ,換來的卻是對學習的自私冷漠和理所當然。 十二年國教的推動,從民國 100 年啟動,由民國 103 年實施,是個改變教育現況的 契機。人力資源是臺灣經濟成長的關鍵。臺灣的國民需要什麼樣的素養?特別是二十年 後的國民需要具備什麼能力?由於全球化、科技日新月異以及知識快速變化,擁有新能 力,掌握新訊息,已然是國際間競爭力的指標。 英國新堡大學(Newcasltle University)教育科技學系教授-蘇伽塔‧米拉特(Sugata Mitra)曾指出:有哪一位教師敢說:他們的教育能讓孩子在 25 年後,在一個未知的世界 中生存?並提出,在未來教育中,該設計教授給孩子具備以下三種的技能的課程,其內 涵有:(1) 閱讀理解 (2) 訊息索檢 (3) 如何建立信念 how to believe。 而在研究者所服務的學校單位-新竹市某國民中學,配合教育部於 101 年起,實施 分組合作學習試辦計劃,申請為試辦學校,並且於該校數學領域先行實施分組合作學

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習。便想藉此機會,研究如何改變課室的學習生態,活化教師教學,讓學生學習更有意 願及成效。 現今社會資源比起過去資訊瘠乏的年代,資訊科技可以說是蓬勃發展。過去也許因 為許多條件的先天不足,在教育現場第一線的教學者沒有辦法嘗試新的教學方式,但如 今的教育環境不僅上課人數名額寬鬆,資源充沛,科技發達又便利,無論是對於分組合 作學習、數位學習或其他創新教學都更可以有作為。現今學校教育也因為科技帶來的便 利性,硬體的有利環境,更適合學生學習新的方法,從做中學回歸生活經驗,讓學生得 以更有效的學習。

1.2 研究目的

本研究主要是探究運用數位學習平台(本研究主要透過 Moodle 架設數位學習平台) 及數位資源,來輔助採取分組合作學習方式的數學課程教學,以學習動機、學習態度、 焦慮程度及學習成就作為學習成效的依據,觀察課室間學生學習之成效。並將此實驗之 教學流程做一紀錄,讓後屆想要實行分組合作學習及數位資源-分組合作學習的教師及 研究者,能夠有一個參考依據。最後,在探討分組合作學習在結合數位資源後,如何活 化教學,是否提升「學生與學生之間」及「學生與教學引導者之間」的互動性與即時性, 並應用於補救教學,改善因學生學習差異性所造成的教學落差,讓學生可以自主掌控自 我的學習步調,進而達成因材施教的教育目標。以下就研究目的與待答問題分別敘述說 明如下: 1. 研究目的 (1)想了解透過「分組合作學習」方式的國中數學課程,對國中學生在學習成效上是 否有正面的影響。 (2)想了解透過「數位資源」輔助「分組合作學習」方式的國中數學課程,是否有助 於提升國中學生的學習成效。 (3)想了解透過「數位資源」輔助「分組合作學習」方式的國中數學課程,是否對於 國中學生的補救教學有正面的影響。

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2. 待答問題 根據上述的研究目的,本研究提出的待答問題如下: (1)觀察受試學生從「傳統教學方式」到接受「分組合作學習方式」,在教學實驗後, 就「學習態度」、「學習動機」、「個人自我效能」、「群體自我效能」方面是否有顯 著差異? (2)觀察受試學生從「分組合作學習方式」到接受「數位分組合作學習方式」在教 學 實驗後,就「學習認知負荷」方面是否有顯著差異? (3)觀察受試學生在教學實驗後對分組合作學習方式是否滿意且有顯著差異?對數 位科技資源是否接受度且有顯著差異? (4)觀察受試學生在接受分組合作學習方式和數位分組合作學習方式之教學實驗 後,相較於接受傳統教學方式,數學成就能力是否有增強且達顯著差異? (5)觀察受試學生在接受數位資源輔助分組合作學習的方式下,對於補救教學在學 習成效上是否有顯著的改善?

1.3 研究範圍與限制

本節共分為二部份,一為研究範圍,二為研究限制,茲說明如下: 1. 研究範圍 本研究是針對新竹市某一國中七年級學生(共 26 名)為研究對象。 2. 研究限制 本研究在研究的時間、研究教材、研究對象、研究方法及研究結果等方面有其限制, 下面就各項限制分述如下: (1)研究時間的限制 本研究的起迄時間由 102 年 9 月起至 102 年 5 月止,進行為期九個月的實驗並 加以觀察及記錄,時間有其一定的限制,解釋上不宜過度的推論。 (2)研究教材的限制 本研究教材採用 97 年教育部發布之「國民中小學九年一貫課程網要」為課程目

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標所自編之教材、課本及公開使用的數位資源(如附錄 A)。至於出版社所出版不 同版本之教材,及同一出版社不同冊數之教材則未探討。 (3)研究對象的限制 本研究為配合教育現場及環境之相關考量,僅針對願參與此教學研究之學校之 七年級一個班級為實驗對象,因此外在效度有其一定的限制,解釋上不宜過度 推論,若與本實驗結果相似的情況條件下,可供參考使用。 (4)研究方法的限制 基於教育情境的限制,受試者無法採取「隨機取樣」與「隨機分派」的方式, 及無法嚴密控制影響實驗效果的干擾變項,研究者僅能採用行動研究法。 (5)研究結果的限制 本研究受限於人力、物力及時間等因素,以真實的教學過程及結果為主,故研 究結果的外在效度有其一定的限制,解釋上不宜過度推論,若與本實驗結果相 似的情況條件下,可供參考使用。

1.4 名詞解釋

1. 分組合作學習 合作學習指的就是透過兩個以上的人,彼此互動互助及責任分擔,達成共同學習的 目標。強調以學習者為中心,提供學生主動思考、討論或小組練習的機會,為了讓 學生有更多、更密切互動及參與的機會,需要把學生分成若干小組來進行教學,所 以稱為「分組合作學習」(教育部,2013)。 2. Moodle 教學平台 Moodle 是一個免費的學習內容管理系統(LCMS)與課程管理系統(CMS),由澳洲 Martin Dougiamas 所創, Moodle 的縮寫源於 Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment(模組化物件導向動態學習環境)。全球數千位開發者貢獻心 力發展 Moodle,成就了全世界最受歡迎、免費的、優異的線上學習系統。

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YouTube 是設立在美國的一個影片分享網站,在 2005 年註冊,讓使用者上傳、觀 看及分享影片或短片。由華裔美國人陳士駿等人創立,網站的口號為「Broadcast Yourself」(表現你自己),網站的標誌意念來自早期電視顯示器(陰極射線管)。網 站藉由 Flash Video 或 HTML5 技術來播放各式各樣由上傳者製成的影片內容(包括 電影剪輯、電視短片、音樂錄影帶等),以及其他上傳者自製的業餘影片。有註冊 Google 帳號用戶,可以無限數量上傳影片。其次,無 Google 帳號的使用者,雖無 法上傳影片,但同樣可以直接觀看 Youtube 中的影片。至今 YouTube 已經成為同類 型網站的翹楚,並造就許多網上名人且激發網上創作 (維基百科,2014a) 。 4. GGB 幾何繪圖軟體

GeoGebra 是由 Markus Hohenwarter 所設計的數學繪圖軟體,曾榮獲歐洲多項軟體 大獎,一開始是他在 2001 年於奧地利 Salzburg 大學寫有關數學教育博士論文的程 式計畫,現在已發展成多國語言(30 多種),跨平台(Window、Mac、Linux)的 數學繪圖軟體,並有美國科學基金會的資助,繪圖功能持續加強中。 GeoGebra 這軟體的名稱拆開來是 Geo+Gebra,顧名思義是結合了幾何(Geometry)與 代數(Algebra)的教育軟體,若在繪圖區畫出圓或直線,代數視窗就會出現對應的方 程式,反過來若是輸入代數方程式,繪圖區便出現其圖形。GeoGebra 把幾何圖形 和 代 數 方 程 式 的 關 係 緊 密 的 結 合 在 一 起 (GeoGebra, http://en.wikipedia.org/wiki/GeoGebra) 。 5. PASW 統計分析軟體

SPSS 原名社會科學統計包(英語 Statistical Package for the Social Sciences),由於用 戶早已不限於社會科學界,2000 年根據縮寫改為「SPSS」。

最早由美國史丹福大學的 3 位研究生於 1968 年所開發, 1975 年,芝加哥成立了 SPSS 公司。除了 DOS 版本之外,相繼推出了 Windows 和 Mac OS X 等版本,並持 續擴展軟體的功能及相關服務。

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第二章 文獻分析

2.1 維果茨基的認知發展理論

蘇聯心理學家-維果茨基(Lev S. Vygotsky,1896~1934),在他最主要而且也是最早英 譯的著作《思想與語言》(Vygotsky, 1962)一書中,被後人歸納了「維果茨基認知發展理 論」的三點重要的因素: 2.1.1 社會文化是影響認知發展的要素 Vygotsky 認為人從嬰兒出生的自然人,逐漸變至成年的社會人,個體始終生活在人 的社會中,必然受到社會的文化、語言、風俗、宗教、習慣、制度、行為規範等薰陶與 影響,成為一個符合於當地社會文化要求的成員。 如此看來,兒童的認知發展,無異是在社會學習的歷程中進行的。因此改善兒童的 社會環境,自將有助於兒童的認知發展 (張春興,2004) 。 所以在 Vygotsky 的社會文化論中,強調個體認知的改變,乃是個體經由與他人互動 過程中所產生的,其中又以「社會文化脈絡」與「社會性互動」扮演相當重要的關鍵。 雖然 Vygotsky 強調社會文化經驗對個體認知思考改變的重要性,但卻忽略個體在生物層 面的議題,乃美中不足之處;而相關研究對兒童如何內化社會經驗,至今仍不清楚 (蔡 啟達,2012) 。 2.1.2 認知思維與語言發展有密切關係 Vygotsky 曾設計實驗情境,使兒童在有目的的活動中接受挑戰,發生違規犯錯,甚 至遇到學習上的挫折,藉以觀察挫折情境對兒童的影響。結果發現兒童面對類似的挫折 情境時,經常進行「為自己而說」的「自我對話」過程,Vygotsky 將其稱之為「私語」 (private speech),以有別於皮亞傑的「自我中心語言」(egocentric speech)。

Vygotsky 將兒童的「私語」(private speech),視為調和其思維與行動,從而助益其 認知發展的重要因素,有利於促進兒童心智思考的發展;不僅可以藉此舒解其情緒,更

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重要的是能助益其心智發展。

2.1.3 從實際發展水平延至可能發展區

Vygotsky 所提出的「近側發展區(ZPD)」(zone of proximal development )概念,指的 是當兒童以自己實力所能達到的「實際認知發展水準(獨立的表現水準)」與經由同儕、 成人或教師的協助下所達到的「潛在認知發展水準(接受協助的表現水準)」,兩種水準之 間的一段差距,則稱為該兒童的近側發展區(ZPD),如圖1。 圖 1 近側發展區示意圖 Vygotsky 認為兒童的學習與成長,如果家長、教師或知識豐富的他人,能與兒童進 行「合作對話」或「協助學習一些其他能力以外的事物」,則有助兒童將其對話的特徵 內化,加速兒童思維的建構和行動,藉此得到新的學習與成長。 「當兒童不知道或不清楚如何做時,父母、教師、成人或經驗豐富的他人,提供直 接的刺激、引導、回應或協助,可有效促進兒童認知學習與思考的發展」,則這種給予 兒童協助的行為作用,正是 Vygotsky 提出的「鷹架作用」(scaffolding)。將「鷹架作用」 應用在認知發展與教學相關上,便是 Vygotsky 所提出著名的「鷹架學習理論」(scaffolding learning theory),如圖 2。

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圖 2 鷹架作用和近側發展區關係圖 綜合以上,我們可以得到從維果茨基的觀點,看到教師的教學與學生的學習,如果 能夠營造一種「社會性的互動」學習環境,教學活動中給予學生「私語」的閱讀及自白 時間,再安排時時可以「鷹架」的安心協助,將會是有助於學生學習的方式。這樣的教 學設計與活動內容,將會是本研究最中心的思維。而本研究所採行的「分組合作學習」 教學與學習方式,則非常符合以上維果茨基的認知發展理論的要素和優點。 然而,現在數位的時代蓬勃發展,如今的學子所運用的學習資源愈趨多元,教師的 觀點及教學資源也該與時俱進。若將維果茨基的認知發展理論,加上「數位資源」這要 素加以討論,也許能夠為教育環境現場帶來一些收獲。

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2.2 分組合作學習

合作學習(cooperative learning)是一種教學型態,也是一種學習模式。在於善用學生 互助合作的能力,以促進每位學生學習的效果,並增進學生社會技巧之學習。 合作學習乃一種系統化、結構化的學習模式,其進行是以學生能力、性別或族群為 基礎,將學生分配到同質或異質的小組;在學習過程中,鼓勵小組成員彼此協助、互相 扶持、共同合作、榮辱與共、資源分享並善用溝通技巧,以達到更佳的學習效果(林財 進,2000)。 何謂「分組合作學習」呢?一般合作學習指的就是透過兩個以上的人,彼此互動互 助及責任分擔,達成共同學習的目標。強調以學習者為中心,提供學生主動思考、討論 或小組練習的機會,讓教學不再侷限於教師的直接教導或給予知識。每位小組成員不僅 要對自己的學習付責,也要幫助同組的成員學習。教育現場中,常常因為學生的人數較 多,為了讓學生有更多、更密切互動及參與的機會,需要把學生分成若干小組來進行教 學,所以稱為「分組合作學習」(教育部,2013)。 蔡啟達(2012)的著作中指出,通常合作學習的學習型態,主要分為三種型式,包括 個別的、競爭的和合作的三種方式: 1. 個別學習(individualistic learning) 是指學生依照自己的學習進度來達成學習目標,與其他學習者無關。 2. 競爭學習(competitive learning) 是指學生的學習成果會與其他學習者相互競爭,並藉由評鑑優劣的結果,以刺激學 生的學習動機。 3. 合作學習(cooperative learning) 是指學生與學生之間彼此互助合作,個人分享學習成果,以促進小組成員的學習成 果。 所以合作學習的特色,就以分組的方式進行,而分組的方式常採異質分組。學習的

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相同程度者競賽,採計個人進步分數,用以回饋小組。並讓學生在分組活動過程中,落 實學習社會(合作)技巧,藉由彼此的互助合作,分享個人學習成果,使得小組成員達到 更佳的學習成效。最後,再利用小組表揚,讓學生正向的相互依賴,榮辱與共,提升小 組合作的向心力及學習動機。 在眾多教學策略中,「分組合作學習」有助於提升學生學習成就、增進學生動機、 發展合作及溝通技巧、增進學生自尊及促進族群融合,有助於適性發展,是一項具備多 項功效的教學策略。由於「分組合作學習」加入學生同儕互動,因此,教學流程的複雜 度較高,教師更需要展現教學專業,事前妥善規劃與備課;同時在教學活動中,更應扮 演主動極積協助的角色,引導學生合作的技巧。 教育部推行的教室教學的春天-分組合作學習專業培訓工作坊(2013)指出,「分組合 作學習」是一種強調學生同儕互動與主動學習的教學取向,具有數十種可適用於不同教 學情境的教學模式。以下是常用的 12 種合作學習策略,根據「教學目的」分成三大類: 1. 以精熟(mastery)為教學目的: (1)相互教學法 (2)學生小組成就區分法 (3)拼圖第二代 (4)認知學徒制 2. 以探究(inquiry)為教學目的: (1)共同學習法 (2)團體探究法 (3)學習共同體 (4)問題本位學習

3. 以分享與討論(sharing & discussion)為教學目的: (1)腦力激盪

(2)拼圖法 (3)配對學習

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(4)六六討論 (教育 Wiki,2014)

2.3 學習成效與動機

在天下雜誌出版的《翻轉教育》(2013)一書中提到,缺乏動機、被動、受創的學習 經驗,早已是國中生普遍的痛。二○一二年根據《親子天下》針對國中生的「學習力大 調查」顯示,五成五的國中生認為自我學習動機不強烈。年紀愈大,學習慾望愈低落。 而教師問卷更顯示,八成老師認為學生沒有足夠的學習動機。甚至在文中描述著:「在 課堂裡,老師認真寫著板書,台下孩子沒有發言、沒有表情…」、「身體坐在教室內,靈 魂卻不在」、「愈學愈失去熱情」、「上學,加速學生逃離學習」、…等,指出台灣教育現 場正在迎接「無動力世代」的來臨。 所謂學習動機(movtivation to learn)是指引起學生學習活動,維持學習活動,並使該 學習活動趨向教師所設定目標的內在心理歷程 (張春興,2004) 。以下則是分別以人本 主義和學派的觀點,介紹及歸納學習動機的概念: 1. 人本主義心理學家之一康布斯(Combs,1962)所著〈動機與自我成長〉一文中提及: 人是永遠有動機的;事實上,人在任何時刻都不會沒有動機。所以如何使所有學生 的學習動機,專注於我們為他所設定的學科上,顯然是教學成敗的關鍵。 2. 人本主義心理學家-哈姆柴克(Hamachek,1987)指出: 教學生認識自己先於教他讀書求知。只有學生認為學習是有意義和有價值的,所學 習之事物才正符合他們成長的需求。如果學生覺得有能力學習,有能力學到教師對 他期望的程度;他們就會自然地努力向學,不須其他外力控制,就可以維持強烈的 學習動機。因此哈姆柴克 (Hamachek,1987) 特別指出:維持良好的師生關係和培 養和諧的教室氣氛,是維持學生學習動機的兩個基本條件。 3. 人本主義心理學之義-馬斯洛提出的「需求層次論」,將人類的需求分為七個層次: (1)生理需求 (2)安全需求 (3)隸屬與愛的需求 (4)自尊需求 (5)知的需求 (6)美的需 求 (7)自我現現的需求。其中前四項合稱為基本需求;後三項合稱為成長需求。如

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圖 3 馬斯洛的需求層次論 資料來源:張春興,2004 「基本需求」有共同的特徵,就是一旦獲得滿足則需求強度就會降低;「成長需求」 則不同,屬於較高層次,需求強度不但不會隨其滿足而減弱,反而因獲得滿足而增強; 二者的交互作用的關係為:「基本需求」作為「成長需求」的基礎,而「成長需求」是 對「基本需求」具有引導的作用。 其中「學習動機」便是屬於成長需求類別中的「求知的需求」。因此,學習動 機的產生,應該決定於基本需求類別中「生理」、「安全」、「隸屬與愛」及「自尊」等需 求是否滿足;進而,由「學習動機」引導至追求對「美」及「自我實現」等需求的高峰 經驗。 隨著知識經濟的興起,新世代需要新的學習方式。面對新學習世代,我們需要釐清 某些教育目標方向或變革,在《翻轉教育》(2013)一書中摘錄以下教育的核心有四大方 向: 1. 從「如何教」轉移到「如何學」 2. 從「要求學生背答案」培養到「鼓勵學生想問題」 3. 從「計較考試分數」提升到「激發內在動機」 4. 從「孤立式學習」協助到「團隊合作學習」 說明學習成效的評估面向應該從:是否讓學習者從孤立的學習環境中,經教師協助

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轉型到積極參與團隊互助合作的學習裡,享有「要做什麼」及「該怎麼做」的自主權, 發揮「想要做到最好」的態度及人格特質,藉由「個人探索」或「團隊討論」來進行發 現問題、提出問題、理解問題並試圖找到解決問題的方法,來達成追求超越自我的目的, 並感覺勝任。 學者張春興(2004)指出:教學效果良否並非單方面決定於教師的教,而是決定於教 師與學生雙方交感互動中學生的學。因此,在實際的教學活動中,為師者除了必須了解 學習原理並熟諳教學方法之外,更須了解學生本身的兩個主觀條件-學習能力與學習動 機。 因此,在本研究的學習成效的展現,不僅包含學生的「學習成就」,更考量了學生 的「學習態度」、「學習動機」、「個人效能」、「團體效能」及「焦慮程度(認知負荷)」等 面向,來做為評估學習成效的依據。

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第三章 研究方法與步驟

本章主要內容是依據第一章的研究動機、研究目的及第二章文獻探討所得結論,進 行研究方法設計。本章內容分別就以研究架構與設計、研究程序、研究對象、研究假設、 研究工具、資料處理與統計、教學活動設計及資料分析,茲分別詳述如下:

3.1 研究方法

本研究採用的是以行動研究概念為主軸,先在教育現場發現「學習環境充斥許多不 愉快的壓力和衝突」的現象,學生學習無動力,教師教學失去熱情;透過教學方案的設 計、實際教學、參與觀察、文件分析、多元評量及態度問卷調查等,來探討「分組合作 學習」及「數位分組合作學習」分別對學生學習國中數學的學習成效之影響、限制與瓶 頸,以為國中七年級實施「分組合作學習」及「數位分組合作學習」時的參考。 本研究基於研究之目的,聚焦在教師發展和學生學習上,涉入學生或班級本位的探 究活動,並配合施行「分組合作學習」計劃,符合學位本位的實用行動研究類型,依照 Ferrance( 2000 ) 的觀點,是屬於「個別教師自己研究任教班級的問題」為主,以「兩位 以上教師基於共同興趣一起協同合作執行行動研究,以處理班級問題或所單位的問題」 為輔。 行動研究,是一種方法,也是一種行動,更是一種學習和成長的歷程;強調實務教 學的工作人員,一面行動,一面研究,從行動中發現問題,甚至解決問題。因此,研究 者選擇屬於量質兼俱的行動研究為主要的研究方法。透過實際教學的實驗過程、參與觀 察、文件分析、多元評量及態度問卷調查等,呈現研究結果。

3.2 研究步驟

本研究依研究之目的,將實驗流程規劃分成三個階段。 第一階段,教學方式為傳統教學方式,教師以講述為主,提問學生為輔,本階段時

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間為期一個月,每週約有 4 節課。研究之初為了使學生能夠快速進入分組合作學習的方 式,特別花了 2 節課,教導學生合作的方法及注意事項。 第二階段,教學方式為分組合作學習,以學生在家預習,課堂上藉由研究者所設計 的 Q5 重點教學方案,由評量中讓學生自主學習及進行小組分享和討論,而教師的角色 則是扮演協助者、引導者及歸納重點的統整人員。本階段時間為期二個月,每週約有 4 節課,並且在學校每次定期評量後,會進行重新分組。 第三階段,教學方式以分組合作學習的方式為主,結合數位資源平台(主要透過 Moodle 架設數位學習平台)及數位資源的運用。學生可透過此數位資源平台,完成在家 預習、心得分享、小組討論、成果發表及回家複習等學習歷程,而教師的角色除了扮演 協助者、引導者及歸納重點的統整人員之外,更重要的是扮演學生、數位資源平台及真 實課室教學的連結者。本階段時間為期二個月,每週約有 4 節課,並且在學校每次定期 評量後,會進行重新分組。 研究者於每次教學活動期間,藉由觀察與師生互動,來了解學生的反應及學習狀 況,並於課後對自我教學進行省思與修正。研究過程也有邀請學校老師進行觀課及教學 討論,甚至舉辦教學觀摩,邀請校外亮點教師協助觀課及檢討。最後為未來數學分組合 作學習教學研究提出建議和方向(詳情如後面 6.3 節、7.2 節所整理)。 圖 4 研究流程分成三階段

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3.3 研究架構

本節探討之研究架構是以實用行動研究為主軸。在行動前,把教育現場發現的問題 逐一界定與分析,試圖利用不同的教學方式來改善目前教育現況及觀察學生學習成效, 實驗期程將規劃為三個階段,如 3.2 小節所述。 在行動研究中,我們常以螺旋循環的方式進行以下四個步驟:一、以問題診斷來研 擬教學計劃(如:解構教材);二、以實施教學來執行行動(如:Q5 重點教學活動、分組 合作學習);三、以課室紀錄來進行上課觀察(如:活動心得、課室拍攝、…等);四、以 多元評量來作為反思、修正的依據(如:檔案評量、心得、上課觀察、…等),透過研究 者自身及協同教師的檢視及回饋,用以再診斷新發現的問題(詳情如後面 6.3 節所整理)。 在每個教學階段結束時,便施以問卷調查及整理定期評量成績作為量化的資料蒐集 及分析,詳細如第五章所描述。並將學生所分享的心得、建議及晤談,加上實際教學觀 察的現象,加以整理歸納作為質性研究,詳細如第六章所述。當然,過程中,研究者需 要不斷地閱讀相關的學術文獻、書籍資料用以教學設計,改善問題的依據和方向。 最後,將量化分析及質性研究交叉比對,於學生的「學習態度」、「學習動機」、「個 人自我效能」、「群體自我效能」、「學習認知負荷」、「學習模式滿意度」、「補救教學」、… 等做進一步的討論及成果分享。整個研究架構及流程如下圖 5、圖 6 所示。 圖 5 行動研究螺旋循環

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3.4 研究對象

本研究是針對新竹市某一國中七年級學生為研究對象,因為研究者在校職務與教學 現場的限制,故只取研究者任教七年級的一個常態編班的班級,共 26 人,為實施的研 究對象,其中男生 14 位,女生 12 位;進行為期九個月的實驗並加以觀察及記錄。

3.5 教學活動設計

本研究試圖嘗試有別於傳統教學的方式,想藉由「分組合作學習」的教學方法,觀 察學生學習數學課程的成效及教學現場、學習環境的氛圍是否有所改善。於是,基於研 究的目的,綜合相關學者建議、參考文獻及書籍(林文虎,2013;謝如山,2012;范賢 娟,2011;翻轉教育,2013),將本研究的教學活動的主軸設計如下: 1. 每節課,採取小組分組的模式進行課程。 2. 課前,教師必須解構教材,做為課堂裡引導學習、提問思考的材料;學生必須先 在家預習指定的閱讀範圍或教材,大部分以課本、習作為主,補充材教為輔。 3. Q5 重點教學活動 步驟一:共同閱讀複習 在課中,為了讓學生確定有預習指定的教材內容,所以規劃「共同閱讀複 習」的時間,設定 5 分鐘,請同學自行閱讀,不開放討論。 步驟二:Q5 重點測驗評量 接下來,教師公布課前對指定閱讀教材已解構好的五個重點(Q5 重點)佈 題,並請學生嘗試自己問答問題或解題,亦不開放討論,時間設定約 10 分鐘。 步驟三:閱讀檢索 無論學生是否有能力問答或解決問題,接下來的 5 分鐘,會開放讓學生開 書閱讀,針對不懂或不知道的教材內容,找尋解答及釐清觀念。 步驟四:共同討論

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之後,開放小組討論,由小組長主持引導,讓學生組內自由發表及討論, 甚至小結重點,時間設定 15 分鐘。 步驟五:統整發表 最後,請各組針對學習的五個重點,鼓勵小組的發表剛才小組討論的結 果,再由教師協助蒐集各組的意見,整理後做為學生學習的結論,時間設 定大約 10 分鐘。 4. 課後,會針對課室中的 Q5 重點學習單,做出學習成果的多元評量。並且會指定 下一次上課先預習的閱讀範圍。教師將會根據學習評量及實際教學中的觀察,進 行教材解構及教學重點佈題的調整和修正。 圖 7「Q5 重點」教學活動設計流程圖

3.6 研究者角色

研究者角色是多元的,從課程的設計、執行教學、蒐集資料、資料分析等,本 身既是教學者、觀察者,也是問題的解決和反思者。在教學的歷程中,透過觀察課室中 「教師與學生」及「學生與學生」的互動,不斷地進行反思及教學的調整修正,藉由形

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成性評量、總結性評量及學習態度問卷量表來診斷其解決方案是否有效,再進入到下一 個階段的循環進行修正,透過數位資源及數位資源平台輔助教學的進行,讓學生可以自 由地掌控自己學習的速度,適應學生不同的學習特質,提供學習者隨時能夠被鷹架的機 會,進而引起學生學習的興趣,達成有效的學習。

3.7 研究工具

本研究使用之研究工具為教學者本身、六位研究夥伴、國中七年級數學課程教材、 Moodle 數位資源平台、數學學習態度評量、學生定期評量紀錄、學生學習成果及心得 感想。分別說明如下: 1. 教學者: 研究者即是教學者,在國中數學領域任教有 7 年以上經驗,為了在行動研究過程進 行教學反思與擬定下一階段行動方案時,能有較客觀與多元的意見得以參考。因 此,研究者找尋 6 位研究夥伴,在課程及教學相關的場域中提供建議及支援,研究 夥伴資料如表所示。 表 1 研究夥伴個人資料一覽表 教師姓名 編號 服務單位 任教科目 服務年資/經歷 陳老師 T1 新竹市立某國中 輔導教師兼教學組長 16 洪老師 T2 新竹市立某國中 資訊老師兼資訊設備組長 16 洪老師 T3 新竹市立某國中 數學老師兼研發組長 10 李老師 T4 新竹市立某國中 數學教師 12 張老師 T5 新竹市立某國中 數學教師 7 張役男 T6 新竹市立某國中 數學專長 台師大畢 註:本研究中,提及參與活動的老師皆以代號 T 表示,依本表序編號為 T1~T6。

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2. 國中七年級數學課程教材 本研究教材採用 97 年教育部發布之「國民中小學九年一貫課程網要」為課程目標 所自編之教材、課本及公開使用的數位資源(詳細內容,請見附錄 A),為教學主要 內涵,運用 Moodle 數位教學平台再設計課程並進行教學。 3. Moodle 數位教學平台 本研究是由研究者透過 Moodle 數位教學平台,在課前提供課程相關數位資源、多 媒體教材,讓學生課前預習及自我探索;課中,藉由 Q5 重點的教學模式,將預習 的數位資源及多媒體教材所呈現的學習內容作為課室的連結,利用小組討論及活 動,達成學習的目標;課後,根據平台提供的分組分享、作業、討論區的系統功能, 將學生學習歷程的結果、心得感想作為教學評量的指標之一。 4. 量性問卷 (1)數學學習態度問卷 本研究所使用的數學學習態度調查問卷,是摘取台科大黃國楨教授所整理提供 已被使用頻繁的學習活動問卷。問卷題目的類別向度分為:學習態度、學習動 機、個人自我效能、群體自我效能、對於學習模式的滿意度、認知負荷、科技 接受度等七大類別。本研究的問卷共分成三部分:「分組合作學習」對七年級數 學教學狀況調查表(前測)、「分組合作學習」對七年級數學教學狀況調查表(後 測) 、「數位分組合作學習」對七年級數學教學狀況調查表(後測),如附錄 B1、 B2、B3。 為了探討學生在接受傳統教學和分組合作學習的方式後,在學習態度、學習動 機、個人自我效能、群體自我效能是否有所差異,所以在附錄 B1、B2 的問卷 中,相同的部分是將這四大指標的題目內容設計完全一致,再利用 PASW 的相 依樣本 t 檢定的方法來觀察。不同的地方是附錄 B2 的問卷在相對應的指標多加 設計了開放式問題,希望能得到更細膩的資訊。也增加了「學習模式滿意度」 的量表,用來瞭解學生接受分組合作學習後,對此學習模式是否滿意。

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後,是否在學習認知負荷有所差異,所以分別在附錄 B2、B3 的問卷中都設計 了題目內容一致的「學習認知負荷」量表。最後,本研究想進一步探討學生在 接受數位資源後,對數位科技的接受度。因此在附錄 B3 問卷中,放入了「科技 接受度」的量表,以做測試。 (2)數學定期評量 在認知上所使用的測驗評量是採用研究者所服務學校之七年級數學教師聯合命 題的數學定期評量(如附錄 C),由 102 學年度上學期三次定期考、下學期二次定 期考,共五次評量結果。 5. 質性工具: 本研究除量性問卷以外,會使用其他質性的成效評量工具來記錄成效(如附錄 D)。 質性的過程評量或成效評量紀錄,可呈現出本研究及學校在執行學校計劃的過程中 的動力過程,以及量性問卷測量不到的內涵,具備特殊性與多樣性。大致分成以下 幾項: (1)學生學習單 (2)學生學習成果 (3)訪談大綱或心得感想、心得報告 (4)其他:如會議紀錄 圖 8 行動研究蒐集資料類型舉例論 資料來源:仿自教育研究法(P514),王文科,王智宏,2012,五南。

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6. PASW 統計分析軟體: 本研究將依數據不同情況,利用 PASW 進行統計分析。其使用之方法將會於第五章 各節做說明。

3.8 資料蒐集與處理

為了瞭解「分組合作學習」及「數位分組合作學習」應用於國中七年級數學課程上, 學生對於數學能否提高其學習興趣及效能,本研究探用質、量兼具的方式(利用觀察記 錄、學生心得感想、定期評量及態度問卷)進行資料分析。在教學過程中透過課室觀察、 錄影紀錄及師生的互動,不定期邀請教師入班觀課及協助活動進行,於課後研究者對教 學自我的反思和與不同教師進行教學分享及檢討並以回饋單的方式記錄,對於教學歷程 中師生互動、學生反應、小組合作、課程設計內容、活動過程及評量進行反省與批判; Moodle 數位資源平台上提供小組互評、心得分享、學習成果發表,於教學後進行評量 檢核,了解學生學習情形。透過行動研究螺旋循環四步驟模式不斷地進行,找出教學上 的問題並修正。最後,於數學課程結尾,利用定期評量成績及數學態度量表問卷做量化 的分析。 定期評量成績的分析,是以固定追蹤觀察共 725 位七年級學生(全七年級共 26 班, 將其學生總數再扣除轉進、轉出學生後之人數)經標準化後的定期評量成績,先以 102 學年度上學期第一次定期考班平均及標準差為參考的初始值,取出與實驗的班級 701 相 近初始值的班級 701、703、705、706、718,共五個班級,作為觀察比較的對象。利用 PASW 單因子變異數分析,來比較這同質性的五個班級,在實驗為期九個月中進行的五 次定期評量成績之變化是否有顯著差異。

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第四章 Moodle 數位教學平台

4.1 Moodle 數位教學平台介紹

Moodle 是 一 個 免 費 的 學 習 內 容 管 理 系 統 (LCMS) 與 課 程 管 理 系 統 (Course Management System,CMS ),由澳洲 Martin Dougiamas 所創, Moodle 的縮寫源於 Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment(模組化物件導向動態學習環境)。Moodle 是採用 PHP 語言所設計開發的 Web-Based 應用系統,透過瀏覽器可以輕鬆管理使用者、 建構課程及豐富教學活動(官方網站:http://moodle.org) 。Moodle 遵循 GNU General Public License 的授權方式,可以讓您自由的使用及修改程式碼,而且衍生創作需採相 同授權方式。遵守這些原則條件下,全球數千位開發者貢獻心力發展 Moodle,成就了 全世界最受歡迎、免費的、優異的線上學習系統。 對於學校教學者,Moodle 除了提供數位學習課程的簡單開設功能,尚兼具各種師 生互動模組,像是上傳或分享教學資源、聯絡管道、課程行事曆等,收集學生意見及看 法,並詳實的記錄學生們的學習歷程,這些都更助於教師瞭解學生們的學習狀況,以提 升教學品質。目前從大專院校至國民中小學都在積極推動資訊融入學科教學及網路教學 模式,在實務面上可運用成本低廉的 Moodle 來架設學校網路學習平台,降低以往高費 用又耗時的教材管理及評量設計工作。數位學習業者也可借用 Moodle 的平台的效力, 結合或提升現有實力,發展完整的數位學習事業鏈 (辛文義,2009) 。 而在本研究中,Moodle 教學平台是由研究者服務之學校提供且由資訊設備組長架 構完成。研究者的角色只扮演課程開發及使用 Moodle 簡單開設的功能,因此,在數位 分組合作學習教學前,研究者是以自行探索及請益其他教師的方式,熟悉 Moodle 教學 平台的使用環境;研究者就簡單地使用幾樣常用的模組,來進行課程的設計和教學上的 使用。

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4.2 數位課程設計

本研究第三階段的教學設計中,在課堂上,依然進行「分組合作學習」 ,其次, 我們另外結合 Moodle 數位資源平台及數位資源,創造出來學生可以依造個人特質來進 行「在家預習」、「小組分享」、「小組互評」、「心得分享」、「成果分享」及「複習」等學 習歷程共享的環境。 研究者在第三階段初始,曾與教學夥伴 T3 合作自拍教學影片,讓學生在家預習, 然後在課堂上討論並完成作業;發現在剛開始實施的前幾堂課,雖然有提升學生學習興 趣及學習成效的良好現象。但接下來的課程,這良好的現象卻不能持續。研究者經過觀 察反思及討論後,認為本階段課程設計的核心要素應該考量:實體的課室與數位資源平 台的互動下所產生的交互作用。 因此研究者以實際教學與學生互動的觀察下,依照教學的目標及需求行進數位分組 合作學習的課程設計。為了使實體課室與 Moodle 平台產生互動,研究者逐步規劃以下 10 種類型的課程(如附錄 E): 1. 現有公播教材 YouTube 2. 自拍教學影片 3. 課室紀錄攝影 4. 趣味型題材 5. 小組課堂分享、互評 6. 個人心得分享 7. 小組競賽成果、小組競賽心得 8. 相關單元之數學小歷史 9. GGB 實作課程 (GeoGebra, http://en.wikipedia.org/wiki/GeoGebra) 10. 不解釋課程

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研究者將規劃的 10 種課程,以教學目的,加以分成「預習、複習」、「引起動機、 延伸課程」、「實作成果、心得發表」三種類別,並將教學設計目的及緣由說明,如下表 2: 表 2 研究者自行規劃數位課程設計一覽表 類別 課程 教學設計目的及緣由 預習 複習 (1) 現有公播教材 YouTube 使用上方便,且已有大量的公開教學資源分享 (2) 自拍教學影片 學生喜歡教師親自教學,有親切感, 也比較有依賴感 (3) 課室紀錄攝影 讓學生積極參與「自己的課室學習環境」, 並製造多瀏覽 Moodle 機會 引起動機 延伸課程 (4) 趣味型題材 主要在引起學生學習動機, 將學習單元內容趣味地與生活結合 (8) 相關單元之數學小歷史 以介紹學習單元相關的數學小歷史、小故事, 來引起學習動機 (10) 不解釋課程 將學習單元相關的延伸課程、題材或應用, 做一個分享,但不解釋 。希望達到「引發好 奇」,乃至「自我探索」的能力養成 實作成果 心得發表 (5) 小組課堂分享、互評 希望藉由「實作成果」及「心得分享」,達到 (a) 刺激學生使用 Moodle 平台的頻率 (b) 學生相互觀摩的學習環境 (c) 對個人成效上,有達到檔案評量-自 我檢視、成長記錄的效果 (6) 個人心得分享 (7) 小組競賽成果 小組競賽心得 (9) GGB 實作課程

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第五章 研究歷程-量化分析

本章第一節和第二節將分別以「數學學習態度量表問卷調查」之結果及「數學成就 測驗(定期評量)」之成績,利用 PASW 來做數據上的分析和判讀,討論實驗組班級學生 的數學學習態度、數學學習動機及數學成就能力,在分組合作學習及數位分組合作學習 的教學下,是否有正面的影響。

5.1 數學學習態度量表問卷調查之成果分析

本研究在實驗過程的教學方式共分三個階段,第一階段為傳統式教學,第二階段為 分組合作學習,第三階段為數位分組合作學習;研究對象是長時間觀察研究者任教的一 個七年級班級。 因此,問卷調查的結果,主要是討論學生於第二階段在接受分組合作學習後,對數 學學習態度、數學學習動機、個人自我效能、群體自我效能等,是否有正面的影響且達 到顯著的差異。再者,學生於第三階段接受數位資源平台輔助分組合作學習之下,學生 對於在分組合作學習和數位分組合作學習兩者之間的產生的學習認知負荷以及科技接 受度上,有何所影響。最後,討論學生對分組合作學習學習模式的滿意程度之結果。 5.1.1 第二階段:分組合作學習 為了瞭解學生在接受分組合作學習後,觀察是否有別於傳統教學之成效,所以研究 者在此項目的問卷調查裡,前測成績指的是在接受傳統教學方式下,學生所問答數學學 習態度量表之成績,而後測成績指的是在接受分組合作學習方式下,學生所問答數學學 習態度量表之成績。利用 PASW 採用相依樣本 t 檢定的方法,將統計結果整理,如表 3~ 表 7:

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表 3 「分組合作學習」學習態度相依樣本 t 檢定結果 N 前測成績 後測成績 t P M SD M SD 25 25.20 4.45 27.52 4.22 -3.60 .001 **p<.05 ,**p<.01,***p<.001 由表 3 可知,學生接受「分組合作學習」前在學習態度量表上之平均得分為 25.20, 接受「分組合作學習」後之平均得分為 27.52,t(24)=-3.60,p=.001,故可了解學生在接 受「分組合作學習」教學後,在學習態度上後測得分高於前測得分,並存在顯著差異。 在此說明,「分組合作學習」相對於傳統教學方式,確實對於學生在數學學習態度 上具有正面影響。學生在分組合作學習的教學過程中,表現得相對比較主動,並且認同 學習數學及相關事物是具有意義的。甚者,讓低成就的學生,從對過去學習數學課程的 恐懼害怕或索然無味的負面消極經驗,轉變成願意嘗試或主動學習的正面積極態度 (在 後面第六章質性研究,加以說明) 。 表 4 「分組合作學習」學習動機相依樣本 t 檢定結果 N 前測成績 後測成績 t P M SD M SD 25 21.96 0.67 22.24 .90 -0.37 .72 *p<.05 ,**p<.01,***p<.001 由表 4 可知,學生接受「分組合作學習」前在學習動機量表上之平均得分為 21.96, 接受「分組合作學習」後之平均得分為 22.24,t(24)=-0.37,p=.72,故可了解學生在接 受「分組合作學習」教學後,在學習動機上雖然後測得分高於前測得分,但是不存在顯 著差異。

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本研究中,學生對數學課程的學習動機是很重要的一環。但根據問卷調查之結果, 雖有提升學生數學的學習動機,但卻不是很明顯,不足以說明分組合作學習是影響提升 學生學習動機的主因。 但是研究者由表 5 發現,在問卷調查中,將學生學習的學習動機分為「挑戰新事物」、 「好奇心」、「得到好成績」及「在人際關係上展現優秀能力」等面向。其中,學生在對 於是否能得到全班最高的成績,是完全沒有顯著性。而學生在對於在家人、朋友、老師 或其他人面前展現優秀能力對自己來說是很重要的,是有達到顯著的水準。因此,可以 推估學生在數學學習動機的影響中,可能「在人際關係上展現優秀能力」會比「得到好 成績」重視。 表 5 「分組合作學習」學習動機各題細目相依樣本 t 檢定結果 題目 N 前測成績 後測成績 t P M SD M SD 1.在本課程中,我比較喜歡有 挑戰性的教材,因為這樣我可 以學到新的事物。 25 3.56 0.71 3.84 1.07 -1.37 .18 2.在本課程中,我比較喜歡能 引起我好奇心的教材,即使困 難也無所謂。 25 3.76 0.60 3.92 0.81 -1.16 .26 3.如果可以,我會選擇能學到 東西的課程,即使分數不高也 無所謂。 25 3.88 1.01 3.64 1.11 1.30 .21 4.在本課程中得到好成績,對 我來說是最滿足的事情。 25 3.84 1.14 3.64 1.11 0.84 .41 5.如果可以,我希望能在本課 程中得到全班最高的成績。 25 3.48 1.23 3.48 1.26 0.00 1.00 6.在家人、朋友、老師或其他 人面前展現優秀能力,對我來 說是很重要的。 25 3.44 0.96 3.72 0.84 -2.10 .05* *p<.05 ,**p<.01,***p<.001

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當然,提升學習動機的因素有許多,在研究者的教學觀察裡,不難發現學生因為學 習模式改變而產生動機,其中很大部分來自學生與學生的互動、學生與老師的互動產生 很大改變,讓學生產生學習動機並持續下去。(在後面第六章質性研究,加以說明) 表 6 「分組合作學習」個人自我效能相依樣本 t 檢定結果 N 前測成績 後測成績 t P M SD M SD 25 27.20 6.01 29.40 6.87 -1.94 .065 *p<.05 ,**p<.01,***p<.001 由表 6 可知,學生接受「分組合作學習」前在個人自我效能量表上之平均得分為 27.20,接受「分組合作學習」後之平均得分為 29.40,t(24)=-1.94,p=.065,故可了解學 生在接受「分組合作學習」教學後,在個人自我效能上雖然後測得分高於前測得分,但 是不存在顯著差異。 表 7 「分組合作學習」群體自我效能相依樣本 t 檢定結果 N 前測成績 後測成績 t P M SD M SD 25 23.72 5.34 26.60 4.22 -3.198 .004 *p<.05 ,**p<.01,***p<.001 由表 7 可知,學生接受「分組合作學習」前在群體自我效能量表上之平均得分為 23.72,接受「分組合作學習」後之平均得分為 26.60,t(24)=-3.198,p=.004,故可了解 學生在接受「分組合作學習」教學後,在群體自我效能上後測得分高於前測得分,並存 在顯著差異。

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根據表 6、表 7 的資料結果呈現,我們可以整理出:當學生接受分組合作學習後, 在個人自我效能表現上,雖然沒有顯著的差異,但仍有正面的成長。而在群體自我效能 表現上,則是有達到顯著差異的正面成長。 研究者就實體教學現場的觀察和互動經驗來解讀以上表 6、表 7 之結果,歸納出: 學生在學習的過程中,分組合作學習提升了學生在學習情境中互助合作及表達自我想法 的能力,並且在同儕互助的團隊中完成自我負責的任務及角色。反而,在個人自我效能 方面的提升,沒有這麼大的差異,其中的原因可能在於分組合作學習是充滿友善的鷹架 學習環境,而當學生個人獨自完成學習任務時,缺乏自信或能力不足,使得學生認為在 個人自我效能上提升的幅度太少。甚至,沒有同儕人際壓力的監督下,學生在自行完成 學習任務的完整度,有時就會缺少羈絆,顯得容易放棄或應付。 5.1.2 第三階段:數位分組合作學習 本研究在第三階段是進行以數位資源平台及數位資源輔助分組合作學習,稱為數位 分組合作學習。相對於第二階段的分組合作學習,是加入了「數位資源平台」及「數位 資源」等數位科技元素到課程設計。因此,以下將比較分組合作學習與數位分組合作學 習在學習認知負荷上是否因為增加了數位科技元素而倍感負擔或壓力。接著,討論學生 在第三階段中,對學習操作數位平台及數位資源等科技使用、接受程度做相對的比較分 析。 為了瞭解學生在接受數位分組合作學習後,在學習認知負荷上是否有別於分組合作 學習。所以研究者在此項目的問卷調查裡,前測成績指的是在接受「分組合作學習」的 方式下,學生所問答學習認知負荷量表之成績,而後測成績指的是在接受「數位分組合 作學習」的方式下,學生所問答學習認知負荷量表之成績。利用 PASW 採用相依樣本 t 檢定的方法,將統計結果整理,如表 8:

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表 8 「數位分組合作學習」學習認知負荷相依樣本 t 檢定結果 N 前測成績 後測成績 t P M SD M SD 25 24.56 10.95 24.40 10.43 0.124 .903 *p<.05 ,**p<.01,***p<.001 由表 8 可知,學生接受「分組合作學習」後在學習認知負荷量表上之平均得分為 24.56,接受「數位分組合作學習」後之平均得分為 24.40,t(24)=0.124,p=.903,故可 了解學生在分別接受「分組合作學習」和「數位分組合作學習」教學後,在學習認知負 荷上雖然後測得分低於前測得分,但不存在顯著差異。 在此可以說明,學生在接受數位分組合作學習的教學之後,並不會因為增加了數位 資源的使用、教學內容呈現方式及融入數位資源的教學活動,而感到困難、挫折、壓力 及負擔。雖然只有些許的減低學生的學習認知負荷,因差異不達顯著水準,不足以認定 數位分組合作學習具有降低學生學習認知負荷現象。但是,據研究者在實際課室的觀察 及反思,若學生在較高階數學課程(例如:八、九年級的數學課程)使用數位分組合作學 習,或是將實驗第三階段的期程延長,預測是數位分組合作學習也許具有降低學習認知 負荷所帶來壓力的趨勢。這方面研究可待後續追蹤觀察並加以討論。 接下來,將要探討學生在實驗第三階段對數位分組合作學習的教學課程中,對所使 用的 Moodle 數位資源平台、YouTube、iPad、GGB 數學繪圖軟體等,是否容易接受系 統的操作、學習的模式。因此,在本研究問卷調查中,對數位分組合作學習科技接受度 的項目,利用 PASW 採用單一樣本 t 檢定的方式,因此項目是用李克特五點量表做為設 計,故研究者將考驗值設定在較嚴格的 3.5(一般設定在考驗值設定在 3)做比較,希望能 診斷出較明確的統計結果。將問卷調查此項目的統計結果加以整理,如表 9:

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表 9 學生對「數位分組合作學習」科技接受度問卷調查之分析 考驗值=3.5 題號 N M SD t P G301 25 4.12 0.78 3.97 .001** G302 25 3.92 0.76 2.77 .011* G303 25 3.84 0.80 2.13 .044* G304 25 3.92 0.86 2.44 .023* G305 25 3.64 0.86 0.81 .424 G306 25 3.88 0.78 2.43 .023* G307 25 3.56 0.77 0.391 .700 G308 25 3.48 1.05 -.10 .925 G309 25 3.48 0.77 -.13 .898 G310 25 3.72 0.89 1.24 .229 G311 25 3.60 0.71 0.71 .486 G312 25 3.76 0.83 1.57 .131 G313 25 3.96 0.74 3.13 .005** G3 25 3.76 0.57 2.28 .032* *p<.05 ,**p<.01,***p<.001 註:因為在本研究中「科技接受度」此項目所使用的問卷題目字數太多,故將問卷 題目在本表中依序編列題號為 G301~G313,最後 G3 表示為此項目 13 題的平均分數即 代表科技接受度整體。為方便閱讀比較,特將所編列題號 G301~G313 相對應的題目內 容,整理如下表 10:

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表 10 本研究問卷調查中科技接受度項目所編題號與相對應之題目內容整理表 題號 題目內容 G301 我覺得使用這樣的學習方式(或系統)讓學習活動的內容更豐富 □1 G302 我覺得使用這樣的學習方式(或系統)對於我學習新知識很有幫助 □3 G303 這樣的學習方式(或系統)所提供的引導機制讓我的學習過程更為順暢 G304 這樣的學習方式(或系統)可以幫助我在需要時獲得有用的資訊 □4 G305 這樣的學習方式(或系統)可以讓我學得更好 G306 本次學習活動中,使用這樣的學習方式(或系統)比一般的電腦輔助學習更有效果 G307 在使用這樣的學習方式(或系統)的過程中,系統的操作並不困難。 G308 我在使用這樣的學習方式(或系統)的過程中,並不需要花費過多的時間精力 G309 本次學習方式(或系統)的活動內容對我而言是清楚且容易理解的 G310 我很快便瞭解本學習系統的操作方式 G311 本次學習活動中,操作學習系統的過程對我來說沒甚麼困難 G312 我覺得這樣的學習方式(或系統)的介面很容易使用 G313 整體而言,本次活動的學習系統是容易使用的 □2 註: □1 ~□4 依序代表平均數最高的前四題排序 由表 9、表 10 可得知:就「科技接受度整體(G3) 」而言,平均數為 3.76 > 3.5,t 值為 2.28(P<.05),達顯著水準,表示實驗組學生在第三階段的數位分組合作學習,對於 課程設計中所使用 Moodle 數位資源平台及相關數位資源的科技接受度達到中上的程 度。 就「科技接受度細項(G301~G313)」而言,各題的平均數都比一般設定的考驗值 3 都來得高,表示學生對科技接受度的反應普遍較為良好。其中又以「G301 我覺得使用 這樣的學習方式(或系統)讓學習活動的內容更豐富」反應最佳,平均數為 4.12 > 3.5,t 值為 3.97(P<.01);其次為「G313 整體而言,本次活動的學習系統是容易使用的」,平均

數據

圖  2  鷹架作用和近側發展區關係圖  綜合以上,我們可以得到從維果茨基的觀點,看到教師的教學與學生的學習,如果 能夠營造一種「社會性的互動」學習環境,教學活動中給予學生「私語」的閱讀及自白 時間,再安排時時可以「鷹架」的安心協助,將會是有助於學生學習的方式。這樣的教 學設計與活動內容,將會是本研究最中心的思維。而本研究所採行的「分組合作學習」 教學與學習方式,則非常符合以上維果茨基的認知發展理論的要素和優點。  然而,現在數位的時代蓬勃發展,如今的學子所運用的學習資源愈趨多元,教師的 觀點及教學資源也該
圖  3 馬斯洛的需求層次論  資料來源:張春興,2004  「基本需求」有共同的特徵,就是一旦獲得滿足則需求強度就會降低; 「成長需求」 則不同,屬於較高層次,需求強度不但不會隨其滿足而減弱,反而因獲得滿足而增強; 二者的交互作用的關係為:「基本需求」作為「成長需求」的基礎,而「成長需求」是 對「基本需求」具有引導的作用。          其中「學習動機」便是屬於成長需求類別中的「求知的需求」 。因此,學習動 機的產生,應該決定於基本需求類別中「生理」 、 「安全」 、 「隸屬與愛」及「自尊」等需 求是
圖  6 研究架構圖
表  3  「分組合作學習」學習態度相依樣本 t 檢定結果  N  前測成績  後測成績  t  P  M  SD  M  SD  25  25.20  4.45  27.52  4.22  -3.60  .001  **p&lt;.05  ,**p&lt;.01,***p&lt;.001  由表 3 可知,學生接受「分組合作學習」前在學習態度量表上之平均得分為 25.20, 接受「分組合作學習」後之平均得分為 27.52,t(24)=-3.60,p=.001,故可了解學生在接 受「分組合作學習」教學後,在
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