中 華 大 學

中 華 大 學

碩 士 論 文

運用規則空間模型進行國中英語科「單字、文 法、句型」之學習路徑認知診斷分析

Cognitive Diagnosis of Learning Path in English

「Vocabulary, Grammar, Sentence Pattern」at Junior High School Based on Rule Space Model

系 所 別：資訊管理學系 碩士班 學號姓名：E10210013 彭惠玲 指導教授：張文智 博士

中 華 民 國 103 年 6 月

中 華 大 學

Chung Hua University 碩 士 論 文

運用規則空間模型進行國中英語科「單字、文 法、句型」之學習路徑認知診斷分析

Cognitive Diagnosis of Learning Path in English

「Vocabulary, Grammar, Sentence Pattern」at Junior High School Based on Rule Space Model

系 所 別：資訊管理學系 碩士班 學號姓名：E10210013 彭惠玲 指導教授：張文智 博士

中 華 民 國 1 0 3 年 6 月

摘要

本研究將 Tasuoka (1983)所提出的「規則空間模型理論(Rule Space Model)」認知 診斷評量方法運用在國中英語教學上，進行實驗設計，以苗栗縣某國中七年級學生為 對象，藉由分析、歸納、整理學生潛在的知識結構精熟模式，推導學生的學習路徑，

瞭解學生英語學習上的弱點，給予適性的個人學習建議表，以做為教師調整教學方式 或施以補救教學的依據。

現代教育應以學生為主體，國中英語教學評量之目的主要在於讓師生均能瞭解該 課程之學習成效及缺失，使教師注重學生的個別化差異，以精進教學，並改善學習成 效。本研究結果顯示：(1)利用規則空間模型的確能提高英語學習成效，尤其對於低 能力的學生(2)透過個人診斷建議表，使學生針對不精熟的部份，再加強學習，確能 提升整體的學習成效。

關鍵字：規則空間模型 知識結構 認知診斷 英語教學 英語評量

ABSTRACT

The study is based on Rule Space Model cognitive diagnostic methods, which was proposed by Tasuoka(1983). Through the analysis of the examinees’ cognitive response patterns, it is effective to figure out the English learning results on some 7^th junior high school students in Miaoli. The statistics and analysis of the students’ potential knowledge structures showed the mastery patterns of the knowledge attributes. This study can plan out an appropriate learning path for students and help them to figure out the shortage of English learning by offering individual diagnostic suggestions. It can also help the teachers to adapt the appropriate teaching methods or remedial instructions.

Students are the main part of modern education. The purpose of English teaching assessment is to find out the learning results and defects. Teachers should pay more attention on students individual difference. It can improve the effects of teaching and learning. The results showed: (1) The English learning results can be improved obviously by using Rule-Space Models on junior high school students, especially for the low-achieved students. (2) Through individual diagnostic suggestions, the students can focus on the weakness of learning. It is helpful and useful to improve the English learning results.

Keywords: Rule-Space Model, Knowledge Structure, Cognitive Diagnostic Model, English Teaching, English Assessment.

誌謝

望著這本從無到有的論文，心中真的充滿了無限的感激與感動，這要歸功於許多 人的支持、教導與鼓勵。首先要感謝指導教授張文智博士，從研究題目的選定到論文 的撰寫完稿，他一再地給予鼓勵，並細心與耐心的指導，老師的學識、見識與提攜後 進的用心，更令人十分折服。感謝王德華博士、楊宣哲博士在百忙之中慨允擔任口試 委員，並提供許多寶貴的建議與意見，使論文能更臻完美，心中著實感激不盡。

感謝我的好同學和好同事銘瓊、維仁的溫馨接送和適時的鼓勵，這給了我許多的 力量，讓我有繼續往前走的動力，多少為作業和報告煩憂的時刻，彼此打氣加油的話 語，都已成為我們共同擁有的回憶，它即將隨著論文的完成而封存，但這份濃情厚誼 將長留我心。感謝沛詩老師和仁、愛兩班的學生們，全力配合測驗的施作，並給予充 份的支持，他們都是完成論文的幕後推手。

最後要感謝家人的支持和鼓勵，尤其外子鶴琳，在許多我想放棄的時刻，他總是 適時的伸出援手，給予我許多精神上和技術上的指導，没有他的協助，我是絕對是無 法順利完成論文的。學海無涯，只有不為自己設限的堅持到底，才有可能達成夢想。

許多老師、同事、朋友、同學、家人和學生們，無法逐一列出，僅在此致上我最誠摯 的感謝，並以此篇論文獻給所有關心我的人。

目錄

摘要 ... i

ABSTRACT ... ii

誌謝 ... iii

目錄 ... iv

表目錄 ... vii

圖目錄 ... ix

第一章、 緒論 ... 1

1.1 研究背景與動機 ... 1

1.2 研究問題、目的與方法 ... 2

1.3 研究範圍與限制 ... 2

1.4 研究流程 ... 3

1.5 論文架構 ... 5

第二章、 文獻探討 ... 6

2.1 規則空間模型（RULE SPACE MODEL，RSM） ... 6

2.1.1 規則空間模型簡介 ... 6

2.1.2 規則空間模型相關研究 ... 7

2.1.3 規則空間模型執行步驟 ... 10

2.2 自我調整學習理論及其相關研究 ... 14

2.2.1 自我調整學習 ... 14

2.2.2 學習動機 ... 15

2.3 認知診斷評量 ... 17

2.3.1 認知診斷評量簡介 ... 17

2.3.2 使用認知診斷評量的方法 ... 18

2.4 英語學習與教學 ... 20

2.4.1 語言能力研究概述 ... 21

2.4.2 英語教學理論 ... 23

2.4.3 英語能力評鑑 ... 27

2.5 認知心理學 ... 29

2.5.1 認知理論 ... 29

2.5.2 認知心理學概述 ... 31

2.5.3 認知心理學在國中英語教學上之應用 ... 32

第三章、 實驗規劃與設計 ... 35

3.1 研究設計與架構 ... 35

3.1.1 研究設計 ... 35

3.1.2 研究架構 ... 35

3.2 研究對象 ... 37

3.3 研究工具 ... 38

3.3.1 授課教材 ... 38

3.3.2 前、後測試卷 ... 39

3.4 教學實驗設計 ... 40

3.4.1 教學模式 ... 40

3.4.2 教學內容 ... 41

3.4.3 教學進度與流程 ... 43

3.4.4 教學活動設計 ... 43

3.5 實驗步驟 ... 45

3.5.1 建立知識屬性 ... 45

3.5.2 設計測驗題型 ... 46

3.5.3 實測作業 ... 52

第四章、 資料分析與討論 ... 54

4.1 試題難易度及鑑別度分析 ... 54

4.1.1 難易度分析（Item Difficulty） ... 54

4.1.2 鑑別度分析（Item Discrimination） ... 56

4.2 學習成效分析 ... 60

4.2.1 對照組前、後測資料分析 ... 60

4.2.2 實驗組前、後測資料分析 ... 61

4.2.3 實驗組與對照組前測資料分析 ... 62

4.2.4 實驗組與對照組後測資料分析 ... 62

4.3 不同能力分組的學習成效差異 ... 63

4.3.1 高分組的學習成效差異 ... 63

4.3.2 中分組的學習成效差異 ... 64

4.3.3 低分組的學習成效差異 ... 65

4.4 實驗結果分析 ... 67

4.4.1 屬性分析及學習矩陣 ... 67

4.4.2 前測結果分析及學生精熟情況 ... 70

4.4.3 後測結果分析及學生精熟情況 ... 74

4.4.4 知識狀態和推導出來的學習路徑 ... 79

4.4.5 高、中、低三組的知識狀態和推導出來的學習路徑 ... 84

第五章、 結論及未來展望 ... 87

5.1 研究結論 ... 87

5.2 研究建議 ... 88

5.2.1 對教學上的建議 ... 88

5.2.2 對未來研究上的建議 ... 89

參考文獻 ... 90

一、中文參考文獻 ... 90

二、外文參考文獻 ... 93

附錄 ... 98

附錄 1、前測試卷 ... 98

附錄 2、後測試卷 ... 101

附錄 3、教案 ... 104

附錄 4、個別學習診斷建議分析表 ... 108

表目錄

表 2-1 規則空間模型文獻回顧(一) ... 8

表 2-2 規則空間模型文獻回顧(二) ... 9

表 2-3 相鄰矩陣 ... 12

表 2-4 可到達矩陣 ... 12

表 2-5 關聯性矩陣 ... 12

表 2-6 化簡後關連性矩陣 ... 13

表 2-7 理想化屬性矩陣 ... 13

表 2-8 發展以心理學為導向的認知診斷測驗之五個編製步驟 ... 18

表 2-9 學習風格類型表 ... 23

表 2-10 語言教學法歷史概述 ... 24

表 2-11 常用英語教學法說明 ... 25

表 2-12 英語語言測試類型 ... 27

表 3-1 實驗組與對照組前測原始分數的平均比較 ... 37

表 3-2 前測測驗試題雙項細目表 ... 39

表 3-3 後測測驗試題雙項細目表 ... 40

表 3-4 教學細目表 ... 41

表 3-5 教學大網 ... 42

表 3-6 教學進度表 ... 43

表 3-7 國中英語第二冊第一課教學活動設計（範例） ... 44

表 3-8 知識屬性對照表 ... 45

表 3-9 前測知識屬性對照表 ... 46

表 3-10 前測試題與概念屬性 Q 矩陣 ... 48

表 3-11 後測知識屬性對照表 ... 49

表 3-12 後測試題與概念屬性 Q 矩陣 ... 51

表 3-13 前測試卷屬性題數分佈 ... 53

表 3-14 後測試卷屬性題數分佈 ... 53

表 4-1 試題鑑別度指數區間 ... 56

表 4-2 前測試卷難度與鑑別度分析表 ... 57

表 4-3 後測試卷難度與鑑別度分析表 ... 58

表 4-4 實驗組與對照組前、後測原始分數的平均比較 ... 60

表 4-5 對照組前、後測成對樣本 T 檢定 ... 61

表 4-6 實驗組前、後測成對樣本 T 檢定 ... 61

表 4-7 實驗組與對照組前測原始分數的平均比較 ... 62

表 4-8 實驗組與對照組後測原始分數的平均比較 ... 63

表 4-9 實驗組與對照組高分組前後測原始分數的平均比較 ... 64

表 4-10 實驗組與對照組高分組後測原始分數的平均比較 ... 64

表 4-11 實驗組與對照組中分組前後測原始分數的平均比較 ... 65

表 4-12 實驗組與對照組中分組後測原始分數的平均比較 ... 65

表 4-13 實驗組與對照組低分組前後測原始分數的平均比較 ... 66

表 4-14 實驗組與對照組低分組後測原始分數的平均比較 ... 66

表 4-15 相鄰矩陣 （ADJACENCY MATRIX） ... 68

表 4-16 可到達矩陣 （REACHABILITY MATRIX） ... 68

表 4-17 關聯性矩陣 （INCIDENCE MATRIX） ... 69

表 4-18 化簡後關連性矩陣 （REDUCED INCIDENCE MATRIX） ... 69

表 4-19 理想化屬性矩陣（IDEAL ATTRIBUTE MATRIX） ... 70

表 4-20 實驗組學生前測屬性答對百分比 ... 71

表 4-21 實驗組學生前測屬性精熟與否分析表 ... 72

表 4-22 實驗組學生前測屬性組合精熟狀況分類 ... 73

表 4-23 前測屬性組合分類和百分比 （N=26）... 74

表 4-24 無法分類學生 ... 74

表 4-25 實驗組學生後測屬性答對百分比 ... 75

表 4-26 實驗組學生後測屬性精熟與否分析表 ... 76

表 4-27 實驗組學生後測屬性組合精熟狀況分類 ... 77

表 4-28 後測屬性組合分類與實驗組學生對照表（N=26） ... 78

表 4-29 前、後測屬性組合對照表 ... 78

表 4-30 前、後測認知屬性通過率分布表 ... 78

表 4-31 前、後測認知內容通過率分布表 ... 79

表 4-32 男女生前、後測認知屬性通過率差異 ... 79

表 4-33 不同知識狀態與人數百分比 ... 80

表 4-34 高分組的不同知識狀態與人數百分比 ... 84

表 4-35 低分組的不同知識狀態與人數百分比 ... 84

表 4-36 高分組的不同知識狀態與人數百分比 ... 85

圖目錄

圖 1-1 研究流程架構與論文架構關係圖 ... 4

圖 2-1 屬性關係圖 ... 11

圖 2-2 認知過程(簡略) ... 29

圖 2-3 維生與認知兩系統及其交互作用 ... 30

圖 2-4 WAUGH和 NORMAN的認知結構模式 ... 31

圖 2-5 資訊處理模式 ... 33

圖 3-1 研究架構圖 ... 36

圖 3-2 教材內容之知識屬性關係圖 ... 45

圖 4-1 屬性關係圖 ... 67

圖 4-2 不同知識狀態推導的學習路徑 ... 82

圖 4-3 實驗組學生最有可能的學習路徑圖 ... 83

圖 4-4 中分組學生最有可能的學習路徑圖 ... 86

第一章、 緒論

1.1 研究背景與動機

由於近年來資訊科技的進步，縮短了時空距離，許多知識的取得，以及人與人之 間的溝通必需藉由電腦和英語當媒介，尤其在這地球村的時代，英語的學習扮演著很 重要的角色，從國小到大學，英語不但是必修而且是重要的科目，學好英語才能掌握 時代脈動，才能俱有優質的競爭力和遼闊的世界觀。但是近年來國中英語學習成效呈 現非常明顯的城鄉差距，以及，學生的英語成績呈現非常明顯的雙峰現象，而且有漸 趨嚴重的趨勢，為了幫助學生瞭解本身學習的情況，並診斷學生在英語學科上之認知 學習能力，以掌握學習的要點，尤其對於有補救學習需求的學生，如何提高其學習的 意願，又能協助教師在教學效能上有所提昇，已成為一項值得討論的重要議題，同時 在學術界亦成為研究的重點。

本研究運用「Rule Space Model 診斷評量」於國中英語科之教學上，透過規則空 間模型的測驗分析，和認知診斷評量方式，使教師可以經由結構化、系統化的測驗，

分析出學生在學習上的盲點和困難，以改變教學方法或給予學生個別化學習診斷，使 學生清楚知道自身學習成效如何，並發掘錯誤的學習觀念或習慣。進一步依據評量的 結果提供教師調整教材教法，給予學生適性輔導並改善學生的英語學習能力，以提高 英語學習的效果和興趣。

首先在教學內容上，除了運用傳統講授式教學之外，更運用啟發式教學為輔助，

提供多元學習（例如：加強英語拼音教學、增加字卡導引、圖片解說、多媒體電子書 運用等）的教學方式，經由測驗結果分析學生的學習路徑，瞭解學生學習方面的優缺 點，對於優點，給予明確的認可與鼓勵；對於缺點，則提供改善方法，給予改善建議，

進而針對學生學習不足之處進行補救教學。最後並期望能引導學生主動分析與歸納

「字、詞、句、意」之間的因果關係，協助學生理解英語之表達方式並正確使用所學 之字詞句，幫助其在學習過程中能夠發掘本身學習的盲點，改進學習方法，以提高其 英語學科方面之學習成效。

本研究以國中七年級學生為主，針對國一英語下學期的課程，透過認知診斷評量 和知識屬性架構，進行試題的測驗分析，記錄學生的作答反應和結果。並試圖完成以

下 2 項目標：（1）診斷出學生不熟悉的學習認知概念或是知識屬性，再利用分析結果 給予教師與學生資訊回饋。（2）可以協助教師依據所回饋之資訊，針對學生不熟悉的 試題進行補救教學。

1.2 研究問題、目的與方法

於 1.1 節所指出「國中學生英語學習成績呈現雙峰現象漸趨嚴重」之問題，已有 許多學者和實際參與教學活動的老師提出呼籲，希望政府和教育單位能夠提出解決方 法。實際上，已有許多學者提出各種解決方法，有的是整體性的原則，例如：木桶理 論、多元智慧理論、……；有部份是針對某部分問題提出解決方法，例如：補救教學、

改變基測題型、……。本研究則針對國中生於英語學科之學習問題，加以分析探討，

並推導學生的學習路徑，期能使師生雙方均能獲得明確之資訊，以做為改進之依據。

本研究的目的在於瞭解特定一群國中生之英語學習方面之學習動機、自我調整學 習行為與學習成就間之相互關係。本研究將採用「Rule Space Model 診斷評量」理論，

藉由認知診斷的方法，分析學生的學習狀況，提供學生在英語學習中認知屬性的建 議，在教學活動結束後再施以後測評量，將結果透過規則空間模型分析，瞭解學生的 學習路徑。本研究所要探討的目標如下：

一、運用規則空間模型設計試卷，以分析學生的知識屬性，瞭解每位學生的學習 路徑，找到學生的最佳學習方式，以提高學習成效。

二、讓教師可以依據學生知識屬性的分佈和知識結構的學習情形，適當的調整教 學方式、內容和順序，使學生在學習上可以有所進步與改善，並分析診斷學生的個別 差異，以提供教師精進教學。

1.3 研究範圍與限制

本研究是以康軒國中英語第二冊第一課「He can do a lot of things.」為教材，此單 元是關於助動詞 can 的用法，並選取兩班國中七年級學生為施測對象，可以經由測驗 的結果，分析瞭解學生在單字、文法和句型上的學習情況，並根據資料分析歸納，診 斷評估學生的學習成效，或學習上的盲點，進而提出個別學習建議表，因此在上課前 必需先根據教材內容做知識屬性分析，再依此分析設計出測驗的前、後測試卷，但有 以下的限制:

1. 題型設計:

本測驗試題依據英語之「單字、文法、句型」進行設計，國中英語試題包含有文 意字彙、選擇、填空、克漏字、閱讀測驗、翻譯等等題型，但為了配合知識屬性分析，

只挑選最基本的文意字彙、選擇以及句型為前、後測試卷的題型，並篩選適合的題目 進行施測。

2. 實驗組與對照組的人數:

本研究是以研究者所任教的國中七年級學生進行實驗，為常態編班，但每班人數 均不到 30 人，且每班均有一至二人被抽離到特教組上課，所以無法參加施測，真正 參與施測人數實驗組為 26 人，對照組為 25 人。

1.4 研究流程

本研究的流程是先闡明問題的背景和動機，探究研究目的和方法，再找出和本研 究相關的文獻，進行資料蒐集和分析，再用規則空間模型分析，認知診斷…等相關的 理論與研究方式，針對本課程單元內容，進行歸納與整理，找出知識屬性間的階層關 係，並依此設計出前測與後測試卷，分別施測於實驗組和對照組的學生之後，再依據 測驗結果進行資料統計分析，推導出學生的學習路徑以及不精熟的知識屬性，對學生 提出個人學習建議表，並提供教學者調整教學方法和內容方面的參考，以提高教學成 效，而達成本研究之目的。本研究之研究流程如圖 1-1 所示。

第一章 緒論

第二章 文獻探討

第三章 實驗規畫、設計與

執行

第四章 資料分析與討論

第五章 結論及未來展望

圖 1-1 研究流程架構與論文架構關係圖 研究問題、目的與方法

課程研究與分析 文獻探討 研究背景與動機

實驗規劃

設計測驗題目

前測試驗

實驗組 對照組

後測試驗

資料分析與整理

結論與建議

研究範圍與限制

1.5 論文架構

本研究是以認知心理學的學習理論，採用規則空間模型分析方法為理論基礎，進 行診斷實驗及統計分析，目的是探討學生先備知識的結構，並研究探討出相關的最佳 學習路徑，建構出新的知識架構，並提供相關成果給老師，以調整教學方式及內容，

並透過知識架構激勵同質性的學習者主動相互學習。本文相關章節安排如下:

第一章、「緒論」：說明關於本研究之（1）研究背景與動機，（2）研究問題、目 的與方法，（3）研究範圍與限制，（4）研究流程，以及（5）論文架構 規劃等 5 小節。

帶二章、「文獻探討」：說明與本研究領域相關之認知心理學、規則空間模型、認 知診斷評量、自我調整學習、英語學習語教學等相關文獻綜合歸納整 理，作為本研究相關參考及研究之基礎。

第三章、「實驗規劃與設計」：說明本研究的實驗規劃、研究對象、題型設計及實 驗作業。

第四章、「資料分析與討論」：介紹本研究的學習成果、資料分析並推導學生的學 習路徑等。

第五章、「結論及未來展望」：總結本研究的相關研究成果分析呈現，並對於未來 研究之延伸加以說明。

並於「附錄」提供相關試題資料及相關分析資料表。

第二章、 文獻探討

本研究之文獻探討部分，將依據 Rule Space Model 診斷評量所需之理論依據，逐 一做重點式之探討，除整理規則空間模型主題相關研究領域的文獻外，尚包括「英語 學習與教學」、「自我調整學習理論及其相關研究」以及「認知診斷評量」等方面之探 討，並將其蒐集、整理、歸納於本章以下各節。

2.1 規則空間模型（Rule Space Model，RSM）

本節是探討有關規則空間模型（Rule Space Model，簡稱 RSM）的運作方法、原 理與定義，包含三小節，第一小節是規則空間模型的簡介，第二小節是規則空間模型 相關的研究，第三小節是規則空間模型的執行步驟，詳述如下：

2.1.1 規則空間模型簡介

規則空間模型（Rule-Space Model，RSM）理論始於 1983 年，是由日本學者 Tatsuoka 博士所提出。是ㄧ種使用數學模式的認知診斷評量方法，也是一種用來分類受試者對 試題反應的統計方法。起初用於診斷和偵測小學生在算術四則運算上的反應組型，探 討小學生在解算術（四則運算）問題之時，為何有的學生能夠答對？有的學生卻會答 錯？而且答錯之反應組型皆不相同。Tatsuoka 研究發現，學童使用錯誤規則（erroneous rules）來解題，因此，就產生系統化的錯誤，而這些錯誤反映在學生答題組型中之非 正常反應組型裡。而根據這些錯誤的規則，可以使用統計學的數學模式來評定試題反 應組型（response pattern）。在此評分下，即可求出學生能力值。再將這些所得的能力 值（在錯誤規則的評分基準下，所得的能力值）對應到笛卡兒積（Cartesian product）

空間，此即為規則空間。Tatsuoka(1983)利用這些由觀察得到的錯誤，推導出這些失 誤情形組型的理論分配，將之稱為「失誤分配」（bug distribution）。

規則空間概念，對於認知診斷做出極重大貢獻，對教育的實務問題具有很重大的 涵意，教師可以透過有目的、結構化、系統化地設計試題的測驗，分析出具有某種認 知失誤，或「錯誤概念」（misconception）的學生，以便進行精確有效率的補救教學。

（余民寧，1994）

識學習評量做出詳細的規畫、進行適當的統計分析，歸納出受試者的知識結構分佈，

然後依據分析資料，推導出受試者的知識屬性結構，瞭解受試者的學習弱點所在，進 而對受試者給予相關建議，並進行個別化的教學與指導。

2.1.2 規則空間模型相關研究

Tatsuoka 博士在 1983 年提出規則空間模型理論後，於 1987 年更進一步針對試題 特徵曲線，提出一種客觀的方法，來診斷學生的認知結構。其研究中首先對分數加法 問題進行工作分析（task analysis），得出七個主要的項目，並利用已有的電腦偵錯程 式，分析出學生所犯的錯誤規則，將試題分為四個群組（groups）（劉湘川、林原宏，

1995）。

實際應用方面，規則空間方法如今已經被廣泛應用到跨學科之診斷測試分析上，

包括數學測試，英語測試，文件讀寫任務以及許多語義豐富架構的知識測試等領域。

國內外學者對於規則空間模型相關之研究，陳聖麟（2014)在其學位論文「程式設計 課程實施運用認知診斷分析之行動研究」中已詳細列出，詳見表 2-1，在此不再贅述。

由陳聖麟（2014)之分析得知 RSM 可廣泛應用於各領域之知識評鑑。

關於英語測驗方面，在國外也是 RSM 應用與研究的一個重要領域，實際操作上 也已推導出了許多寶貴知識與經驗。例如針對語言測試方面，有 Buck, G. (1991) 的

「The Testing of Listening Comprehension: An Introspective Study」，有 Buck, G. &

Tatsuoka, K. (1998)的「Application of the Rule-space Procedure to Language Testing:

Examining Attributes of a Free Response Listening Test」等研究提出；關於 RSM 測試在 英語語言評鑑之應用的研究（包括第二語言閱讀理解）方面，則有 Buck, G. (2001)的

「Assessing Listening」；有 Buck, G., Tatsuoka, K., Kostin, I., & Phelps, M. (1997)的「The sub-skills of listening: Rule-space analysis of a multiple-choice test of second language listening comprehension」等研究報告；以及 Buck, G., VanEssen, T., Tatsuoka, K., Kostin, I., Lutz, D., & Phelps, M. (1998)等人的「Development, selection and validation of a set of cognitive and linguistic attributes for the SAT-I verbal：Sentence completion section」研究 報告。這些研究結果在在顯示，在英語語言測試上，RSM 可以用來修改和驗證受測 者在一組「複雜假設的基礎屬性或概念上」之整體表現，並可對測試者提供診斷資訊。

例如：Buck 與同事（1998）利用規則空間模型開發了一套用於 SAT-I 英語能力測試 的屬性，用於評鑑受測者在英語動詞完成式句子的理解程度。他們確定了 20 個和語

言認知相關的屬性，以及 3 個交互式屬性。依此特性測驗結果，有 97％的學生成功 知道其知識狀態，這顯示使用 RSM 設計之 SAT-I 英文程度測驗語言認知屬性，可以 準確地反映出學生在英語完成式句子上的學習成效。列表如表 2-2。

由上述文獻探討，可得知 RSM 確實可以使用於英語學習與教學上，而且對英語 學習與教學會有明顯的幫助。至於如何使用規則空間模型？其操作步驟如何？如何設 計屬性？如何得出結果？則於下一節中說明。

表 2-1 規則空間模型文獻回顧(一)

作者 研究主題 研究成果

Tatsuoka &

Tatsuoka (1997)

Computerized cognitive diagnostic adaptive

testing：effect on remedial instruction as empirical validation

研究“分數加法＂，分析出 9 個認知 屬性；以 593 名學生進行診斷，歸 納出 90%學生可歸屬於 33 種認知 結構(屬性掌握模式)。

Tatsuok；Corter &

Tatsuoka (2004)

Patterns of diagnosed mathematical content and process skills in TIMM-R across a sample of 20 countries.

考察美國、英國、法國、中國香港、

韓國…等 20 個國家與地區，討論這 些地方八年級兒童數學學習發展 中，其優勢與劣勢的表現。

余嘉元（1995） 運用規則空間模型識別 解題中的認知錯誤

對於 644 名初中二年級學生，針對 數學科的不等式，設計出 30 個題 目，分析出約 86%學生可被劃入 18 種「認知錯誤類型」中。

戴海崎、張青華

（2004）

規則空間模型在描述統 計學習模式識別中的應 用研究

以 299 名文科大學生在測驗專案上 的作答反應，劃分出 30 種在學習上 之認知結構(屬性掌握模式)。

李峰，余娜，辛濤 等人(2009)

小學四、五年級數學診斷 性測驗的編制—基於規 則空間模型的方法

以 1059 名四、五年級學生為對象，

編製並進行具有優良效度與信度之 數學診斷性測驗(特別是在結構效 度方面)。 分析結果：學生對於整 數、初級運算與應用學習較佳；進 步最快的屬性是量、統計、規律、

高級運算。

田霖，劉儒德 (2012)

規則空間模型在考試評 價中的應用——以小學 五年級分數圖形測驗為 例

以 286 名小學五年級學生為為對 象，在分數圖形學習上進行測驗，

並對其知識結構進行認知診斷分 析，成功將學生歸納出 26 種認知結 構(屬性掌握模式)。

接下頁

續上頁 張裕吉（2009） 使用規則空間模型之本

體論學習評估系統-以 SCJP 課程為例

結合線上考試系統與本體論，利用 規則空間模型來分析學習的知識結 構與認知屬性。依據學生線上測驗 後所進行之測驗分析，提供學生適 性學習與補救教學，成功協助學生 順利考取 SCJP（Sun Certified Java Programmer）證照。

李宗璞（2009） 學生及試題評量診斷系 統－以規則空間模型與 學生問題表為分析工具

研究結果發現，在測驗診斷系統開 發方面，使用 S-P(Student-Problem) 表分析和規則空間模型兩種工具，

結合學生在線上測驗的便利性，可 以快速有效率地分析出評估資訊。

詹若(木疌)（2010） 運用規則空間模型進行 認知診斷分析 C++程式 語言學習路徑-以大學生 為例

以已經修畢大一上學期程式設計 (一)基礎課程的 100 名學生，在下 學期作認知測驗診斷評量，成功規 劃出兩條學習路徑。

許正憲（2012） 運用規則空間模型進行 學習路徑認知診斷分析- 以企業資料通訊課程為 例

以 122 名資管系大二修讀企業資料 通訊課程的學生為對象，進行精熟 度測驗，並利用測驗結果分析出其 知識屬性，為每位學生規劃出適合 的學習建議。

資料來源：陳聖麟，2014，程式設計課程實施運用認知診斷分析之行動研究 p.12-13

表 2-2 規則空間模型文獻回顧(二)

作者 研究主題 研究成果

語言測試方面

Buck, G. (1991) The Testing of Listening Comprehension:An Introspective Study

研究發現，問題預覽對聽力理解具 有積極影響，因為在聽的過程中它 提供了有用的線索，引導學生朝向 正確的方向。

Buck, G. &

Tatsuoka, K. (1998)

Application of the Rule-space Procedure to Language Testing:

Examining Attributes of a Free Response Listening Test

研究結果顯示，在英語語言測試 上，RSM 可以用來修改和驗證受測 者在一組「複雜假設的基礎屬性或 概念上」之整體表現，並可對測試 者提供診斷資訊。

英語語言評鑑之應用的研究（包括第二語言閱讀理解）方面

Buck, G. (2001) Assessing Listening 其內容幾乎涵蓋了所有第二語言聽 力方面之研究。對聽力評估提出一 個內容翔實、徹底，精心編寫的設 計，包括提供適當的文本、使用視 接下頁

續上頁

覺效果、協作性傾聽、基於計算機 的測試等，用以說明如何進行第二 語言聽力測試。它不僅僅是為有限 的語言測試讀者而寫。相對更重要 的是，對於語言教師和語言研究人 員，它是一個易懂的，有用的。

Buck, G., Tatsuoka, K., Kostin, I., &

Phelps, M. (1997)

The sub-skills of listening:

Rule-space analysis of a multiple-choice test of second language listening comprehension

假設一套 27 個潛在重要屬性，為 5000 名日本 TOEIC 考試的閱讀部 分完成 4 項規則的空間分析。並修 改、刪除類似屬性，最終完成 16 個黃金屬性，8 組交互作用因子。

成功為 91％測試者分析出其潛在 的知識狀態，並為每個屬性給予分 數。最終，為 97％測試者成功地分 類。證實，規則空間方法可以用在 複雜的語言任務，例如：讀取測試。

Buck, G., VanEssen, T., Tatsuoka, K., Kostin, I., Lutz, D.,

& Phelps, M. (1998)

Development, selection and validation of a set of cognitive and linguistic attributes for the SAT-I verbal：Sentence completion section

開發了一套用於 SAT-I 英語能力測 試的屬性，可用於評鑑受測者在英 語動詞完成式句子的理解程度。該 研究確定了 20 個和語言認知相關 的屬性，以及 3 個交互式屬性。依 此特性測驗結果，有 97％的學生成 功知道其知識狀態，這顯示使用 RSM 設計之 SAT-I 英文程度測驗語 言認知屬性，可以準確地反映出學 生在英語完成式句子上的學習成 效。

2.1.3 規則空間模型執行步驟

規則空間模型的評量分析可包含下列幾個步驟（Gierl，Leighton & Hunka，2000）： 定義試題的屬性、繪製屬性關係圖、繪製學習矩陣、定義知識狀態和分類學生。目的 是希望能找出受測者在該學科較不熟練的部份，施測者可以針對受測者不熟練的部份 給予適當的協助。其詳細操作步驟分別敍述如後：

（1）定義試題的屬性（Attribute）

在進行規則空間模型分析之前，最基本的步驟是由教學者根據教材內容、順序和 邏輯，分析辨別出各知識屬性，在每一章節的範圍中規劃出各知識屬性，使學習者能 循序漸進瞭解各屬性在教材中的分佈。

屬性是規則空間模型最基礎之單元，而這些屬性可能以是陳述性知識、程度性知 識，或者是解題的策略等。在分類屬性時，通常會選擇該知識領域內較為重要的成份 作為試題的屬性，它與試題可以結合成為二維 Q-矩陣（Q-Matrix），使用時必須先規 劃、分類出課程的屬性。例如，以課本章節為例，可依整個課程章節分成若干屬性，

若有十個章節就可以定義出十個不同的屬性，每個屬性即可以代表一個小規模的知 識；也可有系統地將該學科分成若干屬性。例如，字型、詞組、句型、文法，聽、說、

讀、寫等屬性；屬性定義完成後，進行屬性關係圖學習路徑的繪製。

（2）繪製屬性關係圖

依據所定義的知識屬性，以及各屬性間的關聯或上下階層性，可以繪製出屬性關 係圖，由屬性關係圖可以分析出學習者的學習先後順序，此常由教學者或專家來判斷 繪製，將各知識屬性依據彼此間的關聯，做有系統的歸納整理，進而繪製出屬性關係 圖，以瞭解前後屬性間的相互關係，以下為一張含有三種屬性的屬性關係圖，如圖 2-1 所示：

圖 2-1 屬性關係圖

（3）繪製學習矩陣

依據各知識屬性間的互相關聯和可到達的路徑，可以將學習矩陣分為以下五種主 要的類型：

ａ. 相鄰矩陣 Adjacency Matrix ：

相鄰矩陣是規則空間模型中最基本的矩陣，它的屬性中彼此有直接的關聯，卻沒 有間接相關的條件。例如 A1 直接的關聯是 A2 和 A3，因此標示為 1，而 A1 與本身 並無直接交集，因此標示為 0，如表 2-3 所示。

A1

A2 A3

表 2-3 相鄰矩陣 A1 A2 A3 A1 0

1 1

ｂ. 可到達矩陣 Reachability Matrix ：

可到達矩陣是從上述的相鄰矩陣推導而來，它列出各種可能的學習路徑。例如依 據圖 2-1 的學習路徑所示，A1 可以直接到達 A2、A3，再加上 A1 本身的屬性，因此 在 A1 所對應到的 A1、A2、A3 欄位，全標示為 1；而 A2 可以到達 A2 本身，所以對 應到的 A2 欄位，也標示為 1；A3 可以到達 A3 本身，所以對應到的 A3 欄位，也標 示為 1，其餘均標示為 0，如表 2-4 所示。

表 2-4 可到達矩陣 A1 A2 A3 A1

1 1 1

1

1

ｃ.關聯性矩陣 Incidence Matrix：

關聯性矩陣是把所有可能出現的屬性組合和可達路徑排列出來，全部數量是 2^k-1 個，會形成一個 k*2^k-1 的二維矩陣，k 代表屬性的數目，在此矩陣中，將列出 所有可能出現的屬性組合，如表 2-5 所示。

表 2-5 關聯性矩陣

I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 A1

1

1

1

1

1 1

1 1

1 1 1 1

ｄ. 化簡後關連性矩陣 Reduced Incidence Matrix：

合後，即可產生化簡後的關連性矩陣，例如在關聯性矩陣中，I2 的屬性組合代表不會 A1，卻會 A2，這種狀況是不可能存在的，所以把 I2 的屬性組合刪除，即能得到化簡 後關連性矩陣，如表 2-6 所示。

表 2-6 化簡後關連性矩陣 I1 I2 I3 I4 A1

1 1 1 1

1

1

1 1

ｅ. 理想化屬性矩陣 Ideal Attribute Matrix：

將上述化簡後關連性矩陣的表格整個轉置 90 度，由橫軸轉為縱軸後，即可得到 理想化屬性矩陣，將以對應學習者對各學習屬性的精熟組合情形，如表 2-7 所示。

表 2-7 理想化屬性矩陣 A1 A2 A3 E1

1

1 1

1

1

1 1 1

（4）定義知識狀態 Knowledge States

依據屬性數量的多寡可以決定知識狀態的數量，如果屬性的數量有ｋ個，則知識 狀態的數量會有 2k 個，在此定義知識狀態是為了將學習者的學習狀況整理分類，再 利用知識狀態的分類，分析觀察學習者在各種知識狀態分布的情形。

（5）分類學生

從知識狀態分布情形，能夠分析每個學習者的學習狀況，而且瞭解每個學習者對 各種知識屬性的精熟情形，進而推導出每個學習者的學習狀況與路徑，亦可以作為教 學者在教學方法和設計上，或測驗評量時的參考，以做出適時的修正，並給予學習者 適當的學習建議，以協助學習者找到最佳的學習路徑。

2.2 自我調整學習理論及其相關研究

Zimmerman（1986）所定義之「自我調整學習」是指學習者透過「後設認知」（對 自我之認知過程，例如：記憶、感知、計算、聯想等各項的再思考。）有動機性地在 行為上主動參與他們自己的學習過程，藉由思考，自我產生想法、感覺並付諸行動，

以達其學習目標之學習過程。

「自我調整學習」強調的是學習者可以主動地透過「後設認知」與「學習動機」

等策略的使用，來改善個人的心智能力，進而選擇、建構與創造有利的學習環境；而 學習者的學習動機乃發自其本身，教師（廣義來說應該包含家長、親友、同儕以及偶 像等具獎賞與激勵能力之人）可藉由獎賞、言語激勵、誘發學習者自我期待等，引導 學習者產生學習的認知、情緒、價值等自我成長之學習過程。

上述學習動機大致可分為兩種類型：第一種為全面認真學習型學習者，其學習行 為背後的學習動機稱之為普遍型學習動機（general motivation to learn），此類型學習 者對於所有的學習活動普遍具有學習動機；第二種為偏重型學習動機（specific motivation to learn），此類學習者則只對某幾種學科具有學習動機（張春興，1994）。

因此，學習者的學習動機類型在教育形式的選擇上也扮演很重要的角色。

2.2.1 自我調整學習

對國中階段的學生而言，學習與課業是他們生活上最大的困擾所在（羅幼瓊，

2004；林建平，2010）。與國小階段的學習相較，國中課程的深度、廣度與難度等遠 遠超過國小階段。學生想要有好的學習成就，需要有更積極的態度與有效的學習策 略，即需要有主動性的學習動機與執行（閱讀、練習與思考）能力。同時必須要有效 率地學習，例如：依據所能夠取得之學習資源，規劃自己的讀書時間、設定自己的學 習目標、安排自己的讀書進度等之學習歷程，稱之為自我調整學習。

而 Zimmerman（2000）則認為自我調整學習是指學習者本身在學習過程中，在 動機、認知與行為上應是扮演主動性而非被動性的角色。也就是說，自我調整學習是 用以幫助自己達成有效率學習的一種學習歷程。

自我調整學習在學習的歷程當中，扮演著如此重要的角色，能有效地提高學習者 的學習成效（張景媛，1991；林建平，2010；林梅琴與黃佩娟，2000），究竟應該如 何協助學習者建立或養成自我調整學習的能力呢？

又經王金國（2001），沈孟樺、林淑玲（2013）等之研究結論，一個能自我調整 學習的學習者，通常具有下列學習特徵：

（1）能展現積極、主動的學習動機；

（2）會自我設定明確、具挑戰性，而且可以達成的學習目標；

（3）主動解構學習內容、重視學習材料、與實作，採精熟學習取向；

（4）會採取高效率、主動性強及高品質的學習策略；

（5）擁有多元的學習策略，使用任何有助於知識之獲得、保留與回憶之資訊處 理行為與思考活動。例如，複誦策略、精緻化策略及組織策略等；

（6）能自我進行行動控制，集中注意力，排除、阻隔干擾因素，維護並貫徹意 向；

（7）能自我監控，能妥善地掌控自己的認知及情意，察覺學習過程中會阻礙學 習的困難點，且在必要時能修正學習策略，同時能監控自己的學習進度；

（8）對於學習進度、學習精熟度、學習策略等能定期自我評鑑，以提供後續學 習行動的參考；

（9）將學習成敗歸因於可控制的因素，如學習策略、學習方法、練習活動等可 控制的因素。

而這些特徵，也正是一個學習者能夠掌握學習，不斷自我成長與進步的重要因 素，同時也是作為教育者應該指導與協助學習者養成的能力。

2.2.2 學習動機

學習動機是指學習者在其學習過程中，其內在之心理歷程，指引起、維持學習活 動，並促使其朝向教師所設定之學習目標（張春興，1994）。學習動機在學習效果上 扮演相當重要的角色，其主要功能大致可歸納為下列幾點：

（1）動機使學習者產生一種動力作用；

（2）動機能使人有目標或方向；

（3）動機是有選擇性的；

（4）動機使學習者的行為變得有組織（李永吟，1984）。

張春興（1994）將學習動機分為兩種類型：一為「全面認真學習型」，此類型學 生對於所有的學習活動都有學習動機，其學習行為背後之學習動機謂之「普遍型學習 動機（general motivation to learn）」；二為「偏重型學習動機（specific motivation to

learn）」，此類學生只對某幾種學科有學習動機。

學習動機是屬於心理性動機，又可將其分為「外在動機」與「內在動機」，其受 外在環境因素影響而形成的，稱之為外在動機；而受本身內在需求而產生的，則稱為 內在動機（張春興，1995）。

學習動機若發自學習者本身，其學習效果則能有顯著效果。這類學生只要授課教 師稍加指引，引發其內在需求，即可有良好成果及表現。這類學生表現奮發向上、積 極進取，大多為「成就導向」（Atkinson，1964）之學習者；或者是自我知覺及自我 效能期待較高的學習者（Bandura，1977）。這類學習者對於明確的工作，大多抱持有 高度的成功期望，較能將心力投入工作，即使遭遇到困難，也較能堅持下去，不會輕 言放棄。

對於偏重型學習動機型或外在動機型學習者，教師有責任多激發學習者的學習動 機，並給予學習者有較高的期望（expectation）（Kember，2006）。教師可透過教學方 法、技巧、態度、考評等方式來引導，使學習者產生學習的認知、情緒、價值與自我 關注等內發型學習動機因素，進而改變其學習動機；亦可透過外在環境誘因，例如：

獎賞、讚美、期望、回饋、家人（企業、社會、國家）期待等，可以激勵學生學習的 物質與社會環境（溫世頌，1997），來改變學生之學習動機。

學生在其學習歷程中，學習動機包括價值、期望與情感等三個主要動機成份。「價 值成份」指學習者對於從事該項學習工作之理由，以及其對於該項工作之「重要性和 價值」之認知與信念。這包括學習者的目標意向與價值信念；「期望成份」指，學習 者的控制信念、自我學習效能以及期望成功的信念；「情感成份」指，學生對學習活 動的情緒反應，以及對自己的評價（藉由自我價值肯定或自尊使然）（Pintrich et. al., 1989）。

教師若能在授課之前，先行了解學生的個別差異，探究影響學生學習動機的因 素，將有助於設計與擬訂（定）有效的教學計畫，以提高學生的學習意願及學習成效，

幫助學生有效地學習。本研究使用 Rule Space Model 認知診斷於國中英語教學上，

協助學生找出自己的學習路徑，降低學習挫折，以提升其對英語學科之學習動機；同 時也明確讓任課老師明瞭每個學生之學習狀況，使老師之教學方式修正有所依據，並 可對補救教學提供更有效率的指引。

2.3 認知診斷評量

認知診斷評量（cognitively diagnostic assessment,簡稱為 CDA）是由 Nichols

（ 1994 ） 所 提 倡 。 他 認 為 應 該 將 認 知 科 學 （ cognitive science ） 與 心 理 計 量 學

（psychometrics）互相結合，依據認知心理學理論、語言認知程序與知識結構等為基 礎來設計評量試題。認知診斷評量可解決學生在學習上的困惑，甚至是能針對個人問 題提供更完善的解釋，以達到個人化的評量效果。茲將其使用理由與方法概述於以下 二小節。

2.3.1 認知診斷評量簡介

人類獲取知識的過程，主要包括知覺，記憶，言語，思維等等的歷程，即所謂認 知歷程。這又與人類之心理活動息息相關。傳統之教育評量結果，只是一種概括性的 描述，並無法顯現受試者在該領域的知識結構（Anastasi，1967）。也無法由受試者作 答的反應組型中，顯示出受試者是否已達精熟某種技能的資訊。而這些額外的資訊卻 是可以幫助受試者或老師更加瞭解測試結果所代表的涵義，以及確認哪一類的學習可 以增進學習成效（Sheehan，1997）。

同時，傳統評量理論並無法提供有效的資訊，讓教師對學生（受試者）的錯誤學 習進行診斷或分析。然而「與學習表現有關的認知心理學理論」卻可以增進「傳統教 學評量」的評鑑資訊，進一步提供師生瞭解測試結果所代表的涵義，來增進學習活動 之成效。因此，有許多學者一再地呼籲，希望教育評量能依據「認知心理學」所提出 的「認知模式」加以修訂，促使教學評量能夠顯示出受試者個體表現的質化特質

（qualitative characterization），讓加入心理評量的教學評量，能對教學目標提供更多 的協助（Frederiksen，1986; Snow & Lohman，1989; Lohman & Ippel，1993; Yamamoto

& Gitomer，1993）。

於是，Nichols 在 1994 年即提倡將認知科學（cognitive science）與心理計量學

（psychometrics）結合，並發展出更有效的診斷評量方法，以協助教學目標的達成。

Nichols 將這種較新、較有效的診斷評量方法稱為認知診斷評量（cognitively diagnostic assessment）。

2.3.2 使用認知診斷評量的方法

Nichols （ 1994 ） 認 為 認 知 診 斷 評 量 應 該 有 明 顯 的 實 質 假 定 （ substantive assumptions），也就是說，探討學習者在受試時，回答問題所顯現的結果，是顯示受 測者在學習過程中產生何種認知歷程與知識結構？這些認知歷程與知識結構如何發 展？同時顯示，能力高與能力低的受試者，在這些評量範圍內之學習上，有何差異？

這種認知診斷評量方法，可以透過受試者對試題的作答反應，分析、歸類而推論出其 認知歷程與知識結構的建構過程與狀態。例如：Tatsuoka, 1983）所發展的規則空間模 型，可以推測出受試者所採取的解題策略；而 Goldsmith, Johnson, & Acton（1991）

所使用的路徑搜尋法，則可以推測出受試者的知識結構等。

Nichols 也認為認知診斷評量測驗的編製必須以心理學所發展出的理論為基礎，

如此才能編製一份可以反映受試者知識狀態的測驗，來達成認知診斷評量所追求的目 標。因此，他提出以心理學為導向來編製認知診斷測驗的構想，並依據下列，表 2-8 所示，五個重要的編製步驟完成測驗。

表 2-8 發展以心理學為導向的認知診斷測驗之五個編製步驟

步驟一 實質理論的建構：

實質理論關注於描述知識與技能的模式或理論之發展，其知識與技能 則被假設在「認知表現時」所產生的，而且測量的試題必須能描述受試者 個體「認知表現時」的知識與技能。

步驟二 設計的選擇：

在此步驟，測驗的編製者必須依「觀察與測量」所需來設計、選擇試 題，選擇的標準必須以「步驟一的實質理論」為基礎；所建構的試題必須 是能夠預測受試者所可能產生的特定知識與技能。建構測量的程序是一種

「測量設計的操作化」過程。

步驟三 測驗管理：

測驗管理包括測驗內容的每個部分，包括試題的形式、反應的種類、

計分的工具、施測的環境等等。

步驟四 反應計分：

此步驟之目標是根據受試者的反應組型，給予某個數值，使相聯結於 其反應組型與實質理論所建構的策略或錯誤規則。

步驟五 設計修正：

設計修正是一個蒐集支持理論（或模式）的過程，即透過證據的蒐集，

以獲知該理論（或模式）是被支持或被挑戰。在此步驟，測驗施測的結果 將用來修正實質理論（模式）的建構。

資料來源：（Nichols,1994）

使用認知診斷評量模式時，首先必須依據評量之目的，建立所要評量之認知屬 性；其次，考量屬性的難易度與相似程度；最終組合成評量測驗試題，並藉由關聯矩 陣（Incidence Matrix）；通常是使用 Q-矩陣，用以表示每個試題對應到之認知屬性或 概念（Tatsuoka, 1985）。施測者可藉由受試者之試題反應組型（Item Response Patterns）

與 Q-矩陣的回饋，推估受試者所具備或缺乏的認知屬性或概念，藉此瞭解受試者之 學習狀況，並可進一步實施補救教學（de la Torre, 2008）。

對於認知診斷測驗的研究或編製一直以來都以「假設認知屬性之間是獨立的」為 主。而根據 Leighton,Gierl & Hunka（2004）的研究，若能於「認知屬性」內加上「階 層式的架構」，則可以在估計受試者認知屬性時，減少屬性組合數。如此處理，對於 評量之操作應該較為理想。de la Torre 等（2010）研究也指出，若認知屬性具有結構 關係，在進行認知診斷分析時，在先備（知識）分布上加入屬性的階層關係，可以降 低認知屬性的誤診率（misclassification rate）。

Gagne（1977）所提出之學習階層（learning hierarchy）概念，則認為學習活動應 有合理的先後順序，需由簡入繁。也就是說，學習任何複雜行為之前，都要先學會這 項複雜行為的「先備能力（pre-requisites）」。所謂「先備能力（pre-requisites）」有學 者稱之為「下屬能力」（subordinate capabilities，也就是我們常說的「基礎能力」（吳 幸宜譯，1994；張新仁，2003）。所以知識結構（knowledge structure）在定義概念之 階層關係是：要精熟某些概念之前，需先精熟其先備概念。因此就認知領域觀點而言，

認知屬性在有些情況下應被視為是「彼此相依且依循某種結構」才是比較合理，也就 是說，學生必須先具有恰當的認知策略，方能使其正確地選擇資訊和技巧去解決問題

（趙居蓮，1996），因此，認知診斷評量實務上，應以建構式反應題型為主。

而所謂建構式反應題型，常見者有「填充題（completion item）和論文題（essay question）」；論文題亦稱「開放式問題（open-ended question）」。填充題通常要求學生 填寫明確答案於答案框（卷），論文題則由學生依其對題目之認知，自由建構、組織 和呈現想法。論文題又可依據試題給予學生組織思考和表達觀念的自由程度，將其分 為限制反應題（restricted-response question）與擴展反應題（extended-response question）

等兩大類。而擴展反應題又可稱為「申論題」。

但是，在認知診斷評量中，由於選擇題型的計分具客觀性、公平性以及使用便利 性 等 特 質 ， 因 此 一 直 以 來 都 是 最 常 使 用 的 題 型 之 一 。 然 而 ， 和 建 構 式 反 應 題

（constructed-response）相比，則選擇題較容易受猜測因素所影響（盧雪梅，2009）。

但建構式反應題型（constructed-response items）也有其限制與局限性；建構式反應題 的答案必須由學生填答來提供，需由人工閱卷方式來計分，無法使用電腦閱卷。評量 結果容易受人為能力、認知、受測當時的心情等因素所影響，同時必須耗費大量人力 與資源，所以難以全面實施於大型測驗中。

由於上述原因，升學評量題型通常使用混搭方式，使用大量的選擇題型，配以局 部的填題型與申論題型，即所謂的「各考試科目之題型以選擇題為主，非選擇題為輔」

（教育部，十二年國教 Q&A，2014），所以在教學評量上，選擇題仍然大量受到使用。

2.4 英語學習與教學

為迎向全球性的機會與挑戰，國際語言能力成為不可缺少的重要利器；又依據行 政院研究發展考核委員會，2009 的報告：網際網路上傳送的資料有 70%是英語，儲 存在伺服器上的資訊有 80%是英語，「英語力」成為敲開全球化大門的必備關鍵能力

（行政院研究發展考核委員會，2009）。因此，「英語力」可以說是目前國際化必備的 關鍵能力，換言之「英語」就是目前之「國際語言」。不論是延攬國際人才、投資、

工作、吸引觀光、或是對外處理國際事務及相關的國際交涉交流之對話，國際語言能 力決定影響力。因此，毋庸置疑，國際語言能力是為國際競爭力的一環。

我國英語教育從國小三年級開始實施。依據教育部國民中小學九年一貫課程綱要 語文學習領域（英語）（2006）之規劃，其「基本理念」：

隨著地球村時代的來臨，國際間政治、經濟、文化往來頻繁，英語的重要性日益 突顯。從資訊、科技、工商業乃至高等教育，英語已成為國際交流的重要溝通工具。

此外，透過英語文學習，學習者能適切回應英語國家的社會文化活動和增進多元文化 的瞭解與尊重，並進而能使用英語能力為 21 世紀的生活做準備，更被引述為世界公民 的必要素質。

為配合政府國際化的政策，提高我國國際競爭力，政府正大力推動各個階段的英 語教育，加上社會各界的殷切期盼，英語教學遂規劃九十四學年度起提前至國小三年 級開始實施。

國民中小學英語課程旨在奠定國人英語溝通能力的基礎、提升英語學習的動機與 興趣、涵擁國際觀、獲致新知，以期未來能增進國人對國際事務的處理能力，增強國

家競爭力。本課程強調營造自然、愉快的語言學習環境，以培養學生的學習興趣和基 本溝通能力。上課宜採輕鬆活潑、互動的教學模式；教材內容及活動設計宜生活化、

實用化及趣味化；體裁宜多樣化。除強調個別語言成分之外，更應強調聽、說、讀、

寫四種技能的培養，透過多元教材與活動練習，循序漸進，讓學生藉由同儕及師生的 互動，多方面接觸英語，並實際運用，而非由老師單向灌輸文法知識。為了維持學生 的學習動機且不增加學習負擔，教材的分量及難易度宜適中，學生的學習興趣與吸收 能力應勝於教學進度的考量。

其「課程目標」：

國民中小學英語課程的目標為：

1.培養學生基本的英語溝通能力，俾能運用於實際情境中。

2.培養學生學習英語的興趣與方法，俾能自發有效地學習。

3.增進學生對本國與外國文化習俗的認識，俾能加以比較，並尊重文化差異。

由上述教育部國民中小學九年一貫課程綱要語文學習領域（英語）之規畫「基本理念」

與「課程目標」可知，其規畫是依據交際語言測試理論而提出。

而於實際教學上，國小階段無升學壓力，適合依上述理念與目標執行。大學以後 之學程依此執行也應理想。但在目前國、高中有升學壓力的環境之下，英語教學絕對 需要考慮英語測試的回沖效應，或稱為反撥效應（wash back effect）。也就是說需要 考慮「考試領導教學」的問題。

本節將有關英語習學與教學有關之理論做簡要之介紹。包括：語言能力研究、英 語教學理論、英語能力評鑑等方面做簡要之概述，並做為本研究在英語教學上之執行 依據。

2.4.1 語言能力研究概述

語言能力是對語言符號（例如：漢字、英文、日文、俄文、法文……等）之記憶、

轉換、理解、組織和應用等方面的能力，表現在聽、說、讀、寫四個方面，並非單一 的結構。黃志偉（2002）指出，語言的習得涉及三個重要的因素：一、語言環境。二、

內在心理機制。三、認知過程。而這三個因素剛好反映出行為主義論、語言天賦論、

認知發展論等三種主要理論（蔡綉珍，2005）。

心理學家們在研究「人類的行為共同特點」方面，發現對於同一刺激，每一個人 往往有不同的反應。也就是說，每一個人，都有其學習風格。至於學習風格，根據學

者們的研究（Ayersman, 1994; Liu & Reed, 1994; Diaz & Cartnal, 1999; Demirbas &

Demirkan, 2007; Wang & Chen, 2008; Alty, Al-Sharrah & Beacham, 2006）指出，學習者 的學習態度以及性別、個性等之差異，對於學習環境的認知、互動以及回應，在在反 映出具有學習者獨特的認知、個人情感以及心理行為（Keefe，1979）。

要 辨 別 不 同 學 習 風 格 的 方 式 ， 可 使 用 一 種 簡 單 方 便 的 VAK 模 型

（Visual-Auditory-Kinesthetic learning styles model）。這是由美國心理學家約翰．葛瑞 德（John Grinder）和理察．班德勒（Richard Bandler）於 1988 年提出的。它是將學 習風格依據感官區分為視覺型、聽覺型和運動知覺型等三類。視覺型學生善於使用視 覺工具輔助學習，適合利用錄影帶、VCD 作為學習輔具；或者，將和概念有關的關 鍵字圈選列出，然後利用箭頭、線條等標示出彼此之間的關連，製作成概念圖，或是 用螢光筆、色筆等來歸類、標註相關的主題。聽覺型學生善於使用聽的方式學習，可 以試著在閱讀完課本或教材後，用自己的話，說、錄下內容大綱或摘要，重複聆聽，

也可以嘗試小組學習，互相透過聆聽其他人對於內容的解說，並試著用自己的話向其 他組員解說內容，彼此學習。而運動型或觸覺型的學生，往往透過接觸和活動來學習；

可以透過話劇、表演、參訪等活動來學習。Miller, P.（2001）在其 Learning styles：

The multimedia of the mind. Research Report.中指出，一項特定診斷研究結果發現，有 29% 的中小學生屬於視覺型學習者，34% 是聽覺型，37% 是運動或觸覺型（Miller，

2001）。因此，英語教師在教學活動中可以適當地安排各類型教材以提升學生之學習 效果；英語教師或家長亦可依學習者之學習風格給予適當的學習建議。

依據感官區分之學習風格，演變至今，有學者將其歸內為八大類型（Richard M.

Felder and Barbara A. Soloman），只要學習者屬於其任一分類者，均有其對應教學與 學習建議，茲將其類型與定義分別簡述如表 2-9：（學習與教學建議不在此贅述）

胡佛（Hoover ,1987）則對 3 至 8 年級的學生，進行語言能力的差異研究，其結 論是：女生語言能力普遍比男生好。在各種語言能力中，顯示女生對於「詞的流暢性」

方面具有明顯的優勢，在「語言推理」方面則顯示男性較具優勢。盧雪梅（2007）則 於研究分析 90 到 94 年度國民中學學生基本學力測驗，國文科和英語科成就性別差異 和性別差別試題功能（differential item functioning, 簡稱 DIF）時。在成就差異分析方 面，發現國文科和英語科的「性別差異組型」非常相似。具體言之，女生表現一致顯 著高於男生，男生之個別差異皆較女生略大些，兩科之低成就組以男生居多，高成就

組以女生居多；高成就組男女生的人數比例差距不及低成就組大（盧雪梅，2007）。

這意味著英語教師在教學活動中對於性別差異所衍生之學習模式，可以規劃對應的教 學模式，並建議學習者選擇適當之額外教材，以提升學習者本身的學習效果。

表 2-9 學習風格類型表

類型 定義

1、主動型 學習者較偏好多人一起合作的團隊學習。

2、反思型 喜歡獨自一人完成工作，較偏好單獨去思考學習的內容。而「先

思考所有的內容」則反映了反思型學習者的特性。

3、感官型 學習者較無法接受所學內容和真實世界是沒有關連性的，偏好

學習具體的事實。

4、直覺型 學習者偏好發覺事物間的關連或可能性，喜歡以快速而創新的

方法完成工作，不喜歡重複而規律的事物。

5、圖像／視覺型 學習者在看到圖片、圖表、流程圖、時間表、影片，或是實際 演練時會有較佳的記憶效果。

6、口語／聽覺型 學習者比較能從文字說明或是口述講解的方式中有較佳的學習 效果。

7、循序型

學習者傾向於從頭開始按部就班的進行學習，一步一步循著邏 輯前進。此外，循序型學習者亦傾向於跟隨邏輯性的步驟去找 出答案。

8、總體型 學習者偏好跳躍式的學習，他們通常看不出內容前後的關連

性，而是採取跳躍的方式吸收知識，之後才會突然頓悟。

資料來源：淡江大學學習與教學中心學生學習發展組

2.4.2 英語教學理論

在臺灣學習英語與學習國語或母語，基本上是透過不同的方法與途徑來進行的，

因此，在教學法上也會有所不同。而針對非母語的學習者所進行的語言教學方法，從 1840-1940 年間盛行之「文法翻譯法（Grammar-Translation Method）」開始，已有許多 研究。根據林壽華著（1996）《外語教學概論》的歸納就有 18 種之多。如下表 2-10 所示。

而根據 Diane Larsen-Freeman 作，毛佩琦譯《英語教學法大全》之歸納，則將英 語教學法沿革規劃為十大英語教學法，分別為：文法翻譯法、直接教學法、情境教學 法、聽說教學法、團體語言學習法、默示教學法、肢體反應教學法、暗示反應教學法、

溝通式教學法、自然教學法等。

表 2-10 語言教學法歷史概述

語言教學法 年代 語言能力

代表人/機構 聽 說 讀 寫

文法翻譯法 1780-1920 * * Latin Grammar School 直接教學法 1780-1960 * * * * Berlitz School

聽說教學法 1950 * * * 認知教學法 1950 + + + +

教學方式/模式：

諮詢學習/群體語言 1955 + + * * Curran

全身回應法 1960 + + Asher

密集教學課程 1970 + + Dartmouth College 建議教程教學法 1970 + + Lazanov

同化模式教學 1976 Shumann

功能/觀念性教程 1976 Commission of Europe 自然教學法 1977 + + Terrell

監督模式教學 1977 + + + + Krashen 純熟度教學 1979 + + + + ACTFL

了解教學法 1981 + + Postovsky & Winitz 溝通/交談實力 1981 Johnson & Morrow 淺移默化法 1983 + + Gattegno

發問教學法 Freire

折衷教學法

附註：+為主要強調重點 *為次要強調重點

資料來源：林壽華，外語教學概論 （1996, p.50）

經過閱讀相關文獻後，研究者歸納（林壽華，2000；張馨如，2008）等人之研究

自然教學法等五種教學法再實際教學操作上最容易使用，也最常為教學實務者使用，

茲將其列表，如下表 2-11 之說明。

每一種教學法都有其獨特功能與局限，適才適用應是最高的指導原則。研究者認 為教師應視學生需求與整體狀況，例如，課程內容、教學目標、學生先備能力等各種 因素，運用適當的教學法來進行課堂活動，藉以幫助學生順利學習。

表 2-11 常用英語教學法說明

方法/理論 說明

1、文法翻譯法

（grammar-translation method）

重視字彙與文法訓練，用於訓練學生的英語閱讀與 書寫能力為主，較不重視聽與說的部分。

字彙訓練方面：以習得文章常出現的字為主。文章 旁（後）輔以母語對應翻譯字詞，之後並施以母語/英語 交互翻譯的練習。

文法訓練方面：注重文法規則、句法與詞類變化，

也會在文章旁（後）詳細列出文法規則。

2、直接教學法（direct method）

注重培養學生聽、說能力。最大特色是不使用母語。

直接以英語進行教學；新單字、詞、片語，短句等則使 用學生既有知識進行教學。教學實務上，常藉由實物、

圖片、動作、表演和戲劇等來協助學生瞭解語意，進而 將英語的聲音和概念直接連結起來。

目標是｢培養學生之會話能力｣，有必要時才對學生 說明文法規則。教學步驟為：聽、說，再讀、寫；學生 若犯錯，教師會加以修正，同時，課堂不使用學生的母 語（在台灣指國語），也不講解文法結構。（黃祺庭，2005）

3、聽說教學法（the audio-lingual method）

教學理念為：聽、說教學優先於讀、寫教學。強調 發音的正確與機械化的句型練習。其特徵是：重視結構

（form）與形式（structure），包括時態、語法規則與句 子結構，卻較不重視句子的意義（meaning）。

目標是｢透過背誦與模仿，讓學習者培養出一套語言 習慣，使其能不假思索，即能說出正確的語句｣。

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因此，聽說教學法之教學活動，一般使用「對話

（dialogues）或機械式練習（drills）」的方式，讓學生經 由大量的重覆練習，進而熟記該套語言。教學過程注重 模仿（mimicry）和記憶（memorization）以及英語句型 重複練習，並嚴格要求發音、字型以及學習的次序。

4. 溝通式教學法

（communication language teaching）

教學理念為：重視學生英語溝通能力的培養，而非 熟練英語之語言結構。

主張在原有的教學技巧中，增加了一些具意義性、

強調溝通的教學活動，例如：角色扮演、問題解決、配 對練習、小組互動等。

教學目標是學習者必須要具備語言或語法能力，除 了要知道如何組成句子外，也必須兼具社會語言的溝通 能力（黃祺庭，2005）

5. 自然教學法（natural approach）

依據 Krashen 的第二語言習得理論（second language acquisition）而建立之教學法。課程設計重點以：「能培 養基礎的口語、書寫溝通能力；能切合學生的興趣與需 要；以及題材能降低學習焦慮、增進友好，以及輕鬆上 課的氣氛等為大方針」，而不以文法為課程重心。

課程內容設計以「i + 1」（i）表示學生目前的程度，

1 表示比學生目前程度稍高一些的學習內容，是為該階段 學習之重點）和「可理解」的內容為原則。

實務教學上，教師必須給予大量可理解的聽讀內 容，引導學生渡過開口溝通前的沉默期（silent period）

在閱讀教學方面，建議進行大量閱讀有趣，而且是

「可理解」的文章。如是，才是唯一能提高閱讀能力的 方式，這在第一和第二語言的研究上都有大量的證據支 持這個觀點。同時，自然教學法也重視學生的學習心理，

強調要提供一個低焦慮的學習情境。