適性式學習環境在氧化還原 網站之應用研究 靜宜大學應用化學系 主持人：翁榮源 主任 The Application of Adaptive Learning Environment on Oxidation-Reduction Reactions Web Title

緒論  「氧化還原反應」是化學這門課程 中重要觀念。  「因材施教」是可以有教無類的達 到傳道、授業、解惑之目標。

研究背景  1970 年 Carbone 將人工智慧應用於電 腦輔助教學之後，電腦輔助的學習方 式便轉變成為分歧式之學習形式。  Jonassen （ 1986 ）,Roblyer （ 1988 ） 指出在電腦輔助教學時，有效的學習 來自教學設計，而非呈現教材的媒體 本身。

研究背景  李岱芳（民 90 ）在情境式網路學習環境研 究之結果顯示場地依賴型之學生學習成效 達顯著效果。  林芳妮（民 90 ）針對建構教學網路學習環 境之研究結果發現場地獨立型之學生學習 成效達顯著效果。  羅宇詩（民 90 ）在鷹架學習網路教學環境 之研究發現非理學院之學生學習成效達顯 著效果。

理論基礎  Burns & Capps (1988) 指出適性學習教 育系統來自智慧型教學系統，能支援彈 性的個別化學習。  劉明洲 ( 民 88) 提出適性呈現，根據使用 者特性或學習能力動態的調整網頁的鏈 結及內容，會提高學習成效。

 情境學習 : Brown （ 1989 ）強調學習的真實性，知識在應用的 情境中去解釋才能產生意義。 Brown （ 1989 ）強調學習的真實性，知識在應用的 情境中去解釋才能產生意義。  建構學習 : Jonassen （ 1991 ）強調新知識的建構來自舊經驗。 Jonassen （ 1991 ）強調新知識的建構來自舊經驗。  鷹架學習 : Rogoff （ 1990 ）強調藉由鷹架引導學習者主動參與 之輔助。 Rogoff （ 1990 ）強調藉由鷹架引導學習者主動參與 之輔助。 理論基礎

理論基礎  Perkowitz (1997) 提出適性式網站之 四個考量方向 :  調適性  個人化與轉換  內容導向與存取導向  自動調適性

研究問題  適性式與傳統式網路學習環境在學習 成效之差異？  不同學習特質的學生對於學習成效之 差異？  探討學生對適性式學習環境學習之滿 意度。

研究對象 研究單元學習模式性別及人數合計 氧化還原 反應 傳統式 ( 控制組 ) ( 控制組 ) 男生（ 30 人） 女生（ 43 人） 73 人 適性式 ( 實驗組 ) ( 實驗組 ) 男生（ 40 人） 女生（ 33 人） 73 人 靜宜大學大二至大四所有修習生活化學 遠距教學課程的學生 146 人

研究設計流程圖

研究方法 分組 前測 進入學習模式 後測 分析  實驗組 (73 人 )  控制組 (73 人 )

學習模式學習型態學院 情境式場地依賴 建構式場地獨立理學院 鷹架式場地獨立非理學院 團體藏圖測驗（ Group Embedded Figures Test,GEFT ）本研究採用吳裕益（民 76 ）所修 訂的測驗。

研究方法 分組 前測 進入學習模式 後測 分析  美國化學學會「 ACS 」 試題  國中理化基本學力 測驗  大學聯招「化學氧 化還原」單元試題

研究方法 分組 前測 進入學習模式 後測 分析  實驗組 ( 適性式學習環境 )  控制組 ( 傳統式學習環境 )

課程設計 氧化還原 生鏽 Fe 燃燒 Mg 氧化數 Na 還原 Cu

教學目標 氧化還原 單元教材 氧化還原反應氧化數氧化劑與還原劑 教 學 目 標 學生能夠熟悉 氧化還原反應 的狹義與廣義 的定義，並根 據電子得失的 原則來判斷氧 化還原反應。 學生能 夠了解 氧化數 的定義 與使用 氧化數 的判斷 原則。 學生能夠運用氧 化劑與還原劑的 定義，並能區分 氧化劑與還原 劑，學生能夠了 解氧化劑與還 原。

研究方法 分組 前測 進入學習模式 後測 分析  美國化學學會「 ACS 」 試題  國中理化基本學力 測驗  大學聯招「化學氧 化還原」單元試題

研究方法 分組 前測 進入學習模式 後測 分析  以社會科學統計套裝 軟 體 SPSS 10.0 版分析

結果與討論

實驗組與控制組成績比較圖

學習成效結果 組別人數平均進步 分數 標準差 tP 實驗組 * 控制組 * P ＜.05 達顯著差異

實驗組之學習成效明顯優於控制組 Conklin 等人表示 自由瀏覽的提供並不能保 證學習者可以主動的建構或修改自己的認知， 反而很容易導致學習迷失等問題。 適性 式是以一種較適切且個人化的方式呈現，且 提供較具彈性、主動參與及立即得到回饋的 機制，因此可以克服以上的困難。 Conklin 等人表示 自由瀏覽的提供並不能保 證學習者可以主動的建構或修改自己的認知， 反而很容易導致學習迷失等問題。 適性 式是以一種較適切且個人化的方式呈現，且 提供較具彈性、主動參與及立即得到回饋的 機制，因此可以克服以上的困難。

依認知型態比較不同學習模式 的學習成效分析 * P ＜.05 達顯著差異 組別 學習型態 實驗組 控制組 P 平均分數標準差平均分數 標準差 場地獨立 ＊ 場地依賴

場地獨立學生在實驗組之學習成效較好 Lars & James （ 1996 ）指出場地獨立的 學生在學習時偏向非結構方式進行，並 善於在超媒體學習環境中建構複雜性的 概念知識，其學習行為也較主動積極。 Lars & James （ 1996 ）指出場地獨立的 學生在學習時偏向非結構方式進行，並 善於在超媒體學習環境中建構複雜性的 概念知識，其學習行為也較主動積極。

依先備知識比較的學習成效分析 * P ＜.05 達顯著差異 組別 先備知識 實驗組 控制組 P 平均分數標準差平均分數 標準差 低先備知識 高先備知識 *

高先備知識學生在實驗組之學習成效較好 Sarath （ 1987 ）等人根據不同認知變項預測化 學成就，其結果發現化學先備知識與化學成就 達顯著正相關。加上適性式氧化還原網路教學 系統是依照學習者之學習特質與學習程度而設 定，所以在此適性的環境中學習後，並能協助 學習而達到較好的學習成效。 Sarath （ 1987 ）等人根據不同認知變項預測化 學成就，其結果發現化學先備知識與化學成就 達顯著正相關。加上適性式氧化還原網路教學 系統是依照學習者之學習特質與學習程度而設 定，所以在此適性的環境中學習後，並能協助 學習而達到較好的學習成效。

依性別比較的學習成效分析 * P ＜.05 達顯著差異 組別 性別 實驗組 控制組 P 平均分數標準差平均分數 標準差 女生 男生 *

男生在實驗組之學習成效較好 學者廖焜熙（民 88 ）研究有機立體化學成就 影響因素中，發現在一般化學知識及專業化 學知識中，男生組學習成績皆有較優異之表 現。男生有較高的電腦自我學習效能而且對 於高科技之電腦具有較正向的喜愛，而適性 式學習善用多媒體以及互動式之設計，較適 合其學習模式。 學者廖焜熙（民 88 ）研究有機立體化學成就 影響因素中，發現在一般化學知識及專業化 學知識中，男生組學習成績皆有較優異之表 現。男生有較高的電腦自我學習效能而且對 於高科技之電腦具有較正向的喜愛，而適性 式學習善用多媒體以及互動式之設計，較適 合其學習模式。

依學院比較的學習成效分析 * P ＜.05 達顯著差異 組別 學院 實驗組 控制組 P 平均分數標準差平均分數 標準差 非理學院 理學院 *

理學院學生在實驗組之學習成效較好 Romero, Tepper & Tetrault （ 1992 ）發現 理學院的學生對該課程較為熟悉且較具有該課程的相關基礎，較容易知道在網站的何處找到需要的相關資料，在加上適性式具有立即回饋的機制，所以會有較好的學 習成效 。

依年級比較的學習成效分析 * P ＜.05 達顯著差異 組別 年級 實驗組 控制組 P 平均分數標準差平均分數 標準差 二年級 三年級 * 四年級

三年級學生在實驗組之學習成效較好 廖焜熙（民 88 ）學習經驗的多寡會影響學 業成就。以認知的觀點而言，經驗的累積將有助於知識及問題解決的能力，且有助於學習的能力。因為三年級的學生學習動機較高，而適性式學習是依學習者之學習特質而設計，所以更能使其學習成效有所成長。

系統評鑑之分析  以介面設計  課程內容之設計  回饋設計  整體方面

介面設計 平均數標準差 操作介面上很具有親合力 操作介面設計良好 操作介面之功能設計簡單易懂

課程內容設計 平均數標準差 教材內容設計使學習更容易 教材內容設計生動活潑 測驗題目設計難易適中 文字淺顯易懂 課程設計之長度適當

回饋設計 平均數標準差 互動性之設計可提高學習興趣 所提供的提示、建議與輔助能協助學習 能適時提供所需之協助

整體方面 整體方面平均數標準差 多媒體之使用所以非常喜歡用電腦學習 能應用在所學時所獲得之相關知識 個人修習本課程收穫良多

系統評鑑總體滿意度 滿意度平均數 介面設計方面3.99 課程內容設計方面4.08 回饋設計方面4.09 整體方面4.08

結論 一、學生於適性式網路學習環境中之學習 成效較具顯著性。 成效較具顯著性。 二、適性式學習對於下列特質的學生具有 明顯的學習成效 :  場地獨立學生  高先備知識學生  男生  理學院學生  三年級學生

結論 本研究結果可作為網路教學設計的參 本研究結果可作為網路教學設計的參考，以協助學生更有效的學習。未來可將研究對象推廣至其他學科、外校學生以及其他學齡層的學生。

謝謝大家 !!