第四章 研究方法
為了解時間化聚與計算遊戲化學習軟體的使用對國小學童時間化聚與計算 能力的促進效果，本研究採用準實驗研究法探討時間化聚與計算能力於實驗處理 前後的改變，實驗組以遊戲化學習軟體輔助時間化聚與計算的學習，控制組以傳 統教學方式進行時間化聚與計算的學習。實驗結束後，採用單因子共變數分析進 行資料的分析與探討。此外，為了解實驗組學生對於時間化聚與計算遊戲化學習 軟體的學習態度，並於後測結束後進行問卷調查。本章分為四節：第一節實驗對 象，第二節實驗設計，第三節實驗工具，第四節實驗程序。
第一節 實驗對象
本研究以台北縣二重國小五年級的四個班級為實驗對象，平均年齡為11 歲，
已學習兩年的電腦課程，並具備時間量化聚能力、時刻加減能力、時間量加減能 力。實驗對象以班級為單位將其分為實驗組與控制組，實驗組兩班共計66 人（男 37 人，女 29 人），控制組兩班共計 69 人（男 34 人，女 35 人）。
第二節 實驗設計
本研究囿於學校班級的限制，無法隨機選取並分派實驗對象至各組，故採用 準實驗研究法的不等組前後測設計，實驗設計模式請見表 4-1。實驗組與控制組 於實驗前均接受時間化聚與計算能力的前測，實驗期間實驗組以遊戲化學習軟體 輔助時間化聚與計算的學習，控制組以紙本補充資料輔助時間化聚與計算的學 習。實驗結束後，實驗組與控制組均接受時間化聚與計算能力的後測。實驗組並
進行問卷的填寫。
自變項為教學方式，依據不同的教學方式將實驗對象分為實驗組與控制組，
實驗組以遊戲化學習軟體輔助時間化聚與計算的學習，控制組以傳統教學方式進 行時間化聚與計算的學習。依變項為時間化聚與計算的後測成績，時間化聚與計 算的能力又可細分為時間量化聚能力、時刻加減能力、時間量加減能力與時間量 乘除能力。共變量則為時間化聚與計算的前測成績。資料分析採用單因子共變數 分析。
表4-1 實驗設計模式
前測 一般 課堂教學
遊戲化 學習軟體
紙本
補充資料 後測 問卷 實驗組 ○ ○ ○ ╳ ○ ○ 控制組 ○ ○ ╳ ○ ○ ╳
第三節 實驗工具
ㄧ、國民小學五年級數學教科書
本研究使用南ㄧ書局所出版的國小數學五上課本、習作進行一般課堂教學，
教學單元為第二單元：快慢和時間。
二、「時間化聚與計算」遊戲化學習軟體
本研究根據時間化聚與計算的相關理論、遊戲化學習軟體的設計原則、外在 表徵教學策略自行設計開發遊戲化學習軟體，輔助實驗組學生進行時間化聚與計 算的學習。詳細的軟體內容請參閱第三章。
三、「時間化聚與計算」前後測試卷
為了解實驗對象在實驗處理前後的時間量化聚能力、時刻加減能力、時間量 加減能力、時間量乘除能力。本研究設計「時間計算題雙向細目表」（請見表 4-2）
與「時間文字題雙向細目表」（請見表 4-3）做為編製前後測試卷的依據。
表4-2 時間計算題雙向細目表
時間單位
日時 時分 分秒
單名數化為單名數 1-1 1-2 1-3
單名數聚為單名數 1-4 1-5 1-6
複名數化為單名數 1-7 1-8 1-9
時 間 的 化
聚 單名數聚為複名數 1-10 1-11 1-12
加法 1-13 1-14 1-15
減法 1-16 1-17 1-18
乘法 1-19 1-20 1-21
等分除 1-22 1-23 1-24
時 間 的 計
算 包含除 1-25 1-26 1-27
表4-3 時間文字題雙向細目表
時間單位
日時 時分 分秒 改變類 2-1、2-2、2-3
比較類 2-4 2-5 2-6
加
法 結合類 2-7 2-8 2-9
經過時間量未知 2-10、2-11、2-12 改變類 開始時刻未知 2-13、2-14、2-15
比較類 2-16 2-17 2-18 減
法
結合類 2-19 2-20 2-21 乘法 2-22 2-23 2-24 等分除 2-25 2-26 2-27 時
間 文 字 題
包含除 2-28 2-29 2-30
「時間計算題雙向細目表」根據鍾靜（2005）提出的時間教材架構加以設計，
第三個層次：等量感的建立，將時間量化聚細分為單名數化為單名數、單名數聚 為單名數、複名數化為單名數、單名數聚為複名數，第四個層次：計算與應用，
包含時間量的加減乘除計算。「時間文字題雙向細目表」除了根據鍾靜（2005）
所提出的時間教材架構，將時間文字題分為加減乘除四類，並參考Neshe 和 Hershkovitz（1994）對加減文字題所提出的分類，將加減法文字題細分為改變類、
比較類、結合類，其中改變類屬於時刻加減能力，比較類、結合類屬於時間量加 減能力。Vergnaud（1983）對乘除法文字題所提出的分類，將時間量乘除法文字 題分為乘法、包含除以及等分除。將測驗內容與其對應題號整理如
r
表 4-4，每份 試卷共57 題，每題 1 分，總分 57 分。
表4-4 測驗內容摘要
測驗內容 對應題號 題目總數
時間量化聚能力 1-1~1-12 12
時刻加減能力 2-1~2-3、2-10~2-15 9 時間量加減能力 1-13~1-18、2-4~2-9、2-16~2-21 18 時間量乘除能力 1-19~1-27、2-22~2-30 18
前後測試卷均依據「時間計算題雙向細目表」與「時間文字題雙向細目表」
加以編製，為了判斷雙向細目表及前後測試卷的適切性，本研究採用專家效度，
將前後測試卷編製成問卷（請見附錄一和附錄二），以問卷調查的方式請專家針 對雙向細目表及試卷內容進行審查及修改，受訪專家為平均教學年資十年的兩位
六年級學生作為前測試卷（48 名）及後測試卷（50 名）的預試對象，經團體施 測後回收試卷，前測試卷及後測試卷之庫李信度分別為0.96 和 0.95，顯示本研究 所設計的前後測試卷具有良好的內部一致性。詳細的前測試卷內容請參閱附錄 三，後測試卷內容請參閱附錄四。
四、學生態度問卷
為了進一步瞭解影響本實驗結果的因素，因此製作學生態度問卷以調查實驗 組學生的態度與意見。詳細的問卷內容請參閱附錄五。
問卷共計14 題，第 1、2、3、6、7、8、9、10、11、12、13 題為五點量表，
第 4、5 題為複選題，第 14 題為學生的感想與建議。針對 11 題五點量表的題目 進行信度檢測，測得的Cronbach α 為 0.90，顯示本研究所設計的學生態度問卷具 有不錯的內部ㄧ致性。
問卷中第1、2 題是為了暸解學生使用電腦的能力及喜好程度，第 3、6 題是 為了暸解學生對於「時間化聚與計算遊戲化學習軟體」的接受程度，第 4、5 題 是為了暸解「時間化聚與計算遊戲化學習軟體」對於學生有幫助和沒有幫助的部 份，第 7、8 題是為了暸解使用「時間化聚與計算遊戲化學習軟體」後，學生對 於數學課和數學科的態度，第 9 題至第 13 題是為了暸解學生對於「時間化聚與 計算遊戲化學習軟體」各面向的態度，第 14 題是為了暸解學生使用「時間化聚 與計算遊戲化學習軟體」後的感想與建議。
五、紙本補充資料 五、紙本補充資料
控制組所使用的紙本補充資料，其題目是從「時間化聚與計算遊戲化學習軟 體」的題庫中選取出來，每個題型均包含一個題目，共 40 題，詳細的紙本補充 資料內容請參閱附錄六。
控制組所使用的紙本補充資料，其題目是從「時間化聚與計算遊戲化學習軟 體」的題庫中選取出來，每個題型均包含一個題目，共 40 題，詳細的紙本補充 資料內容請參閱附錄六。
第四節 實驗程序 第四節 實驗程序
本實驗輔助南一版數學第九冊第二單元「快慢和時間」的教學，從民國 95 年9 月 7 日到民國 95 年 9 月 28 日於台北縣二重國小五年級的四個班級內進行實 驗。實驗程序請見錯誤! 找不到參照來源。。
本實驗輔助南一版數學第九冊第二單元「快慢和時間」的教學，從民國 95 年9 月 7 日到民國 95 年 9 月 28 日於台北縣二重國小五年級的四個班級內進行實
驗。實驗程序請見錯誤! 找不到參照來源。。
實驗組 控制組
遊戲化學習軟體：
複習「時間化聚」與「時 間加減法」
後 測 前 測
書面資料：
複習「時間化聚」與「時 間加減法」
問卷調查 一般課堂教學：
學習「時間乘除法」
一般課堂教學：
學習「時間乘除法」
遊戲化學習軟體：
複習「時間乘除法」、
「時間化聚與加減法」
書面資料：
複習「時間乘除法」、
「時間化聚與加減法」
一、前測
實驗組與控制組學生於實驗處理前在各班教室進行 90 分鐘的前測，內容包 含：時間量化聚能力、時刻加減能力、時間量加減能力與時間量乘除能力。
二、實驗處理
1. 複習「時間化聚」與「時間加減法」
由於實驗組與控制組學生在進行本單元學習前，便已學習過時間量化聚、時 刻加減法與時間量加減法，故兩組學生在進行本單元學習前，先進行時間化聚與 時間加減法的複習。
實驗組學生在電腦教室使用時間化聚與計算遊戲化學習軟體進行 90 分鐘的 複習，控制組學生在各班教室以紙本補充資料進行複習，複習的內容均包含：時 間量化聚能力、時刻加減能力與時間量加減能力。
2. 一般課堂教學
兩組學生在完成時間化聚與時間加減法的複習後，由各班導師進行為期兩週 的一般課堂教學，兩組學生在兩週的授課中，完成時間乘除法的學習。
3. 複習「時間乘除法」與「時間化聚與加減法」
一般課堂教學結束後，為了複習剛學得的時間乘除能力與之前學習過的時間 量化聚能力、時刻加減能力、時間量加減能力，實驗組學生在電腦教室使用時間 化聚與計算遊戲化學習軟體進行 90 分鐘的複習，控制組學生在各班教室以紙本 補充資料進行複習，複習的內容均包含：時間量化聚能力、時刻加減能力、時間
量加減能力與時間量乘除能力。。
三、後測
實驗結束後，實驗組與控制組在各班教室進行 90 分鐘的後測，內容包含：
時間量化聚能力、時刻加減能力、時間量加減能力與時間量乘除能力，實驗組並 進行問卷的填寫。
