臺灣博碩士論文加值系統

資訊科技融入教學已是現今提升教學效能的主流，但多侷限於教師單向的實施講述教學，若能進化至互動式科學教學（interactive science simulations）應當更能提升學生的學習效能。本論文之宗旨在探討以互動式虛擬實驗（virtual experiment）融入國小自然與生活科技學習領域「電磁鐵」單元教學，對國小六年級學生學習成效的影響與差異。
本論文採用準實驗研究法，以高雄市北區某國小之六年級學生為研究樣本。實驗分組以班級為單位隨機分派，並於教學前針對樣本實施「電磁鐵單元學習成就測驗」前測。接著進行15節課之實驗教學：控制組只操作真實實驗（real experiment）；實驗組則操作真實及虛擬實驗。教學後實施後測，而實驗組學生並填寫教學後學習意見調查表，再經過6週後實施追蹤測及進行分組科學遊戲（science games）競賽。最後再將實驗數據以Excel 2010、SPSS 20進行統計分析，經歸納後獲得以下結論：
一、以互動式虛擬實驗融入國小自然與生活科技學習領域「電磁鐵」單元教學，可提升學生學習成就與學習保留之成效。
二、實驗教學後，不同教學方式對實驗組與控制組學生的學習成就之影響有顯著差異。
三、實驗教學後，不同教學方式對實驗組與控制組之高分組學生的學習成就之影響沒有顯著差異。
四、實驗教學後，不同教學方式對實驗組與控制組之低分組學生的學習成就之影響有顯著差異。
五、實驗教學後，實驗組大多數的學生對互動式虛擬實驗融入教學，表達認同並希望老師以後繼續以本單元的上課方式來上自然；多數學生覺得利用電腦進行學習時，輕鬆愉快；操作虛擬實驗新鮮而有趣，希望增加利用電腦來學習的時間。顯示本實驗教學的上課方式受學生肯定。
六、實驗教學後，分組科學遊戲競賽的實作能力表現，以實驗組較優，但未達顯著差異。
論文結尾，研究者依據研究所得結果提出建議，以供教育相關單位、自然科教師及未來更進一步研究之參考。

Information technology integrated instruction has been the mainstream to enhance our teaching effectiveness nowadays. However, most teachers have applied it with traditional lectures and demonstrations. Apparently, interactive science simulations should be more effective to enhance learning effectiveness for students. This thesis explored on the impact of the learning achievement and difference for students who involved interactive virtual experiment integrated electromagnet unit in elementary Science and Technology Learning Areas.
A quasi-experimental research method was used in this thesis. The participants were sixth graders at an elementary school in Kaohsiung City North District. Experimental groups were randomly assigned to the class as a unit. To achieve this, a pre-test about electromagnet was used to assess the participants. Fifteen curriculums of experimental teaching were conducted afterwards. The control group only operated real experiment while experimental group operated real and virtual experiments. A post-test was applied after the curriculums. The experimental group of students then filled in the surveys. Six weeks later, we conducted the retention-test and grouping science games. The experimental data was then interpreted by the statistical analysis software (Excel 2010 and SPSS 20). Finally, we obtained the following conclusions:
First, an interactive virtual experiment integrated electromagnet unit in elementary Science and Technology Learning Areas can improve the achievement and learning retention effectiveness for students.
Second, the different teaching methods had significant impact on the achievement for students in both experimental and control groups after the experimental teaching.
Third, the different teaching methods had no significant differences for the high achievers in both experimental and control groups after the experimental teaching.
Fourth, the different teaching methods had significant impact on the low achievers in both experimental and control groups after the experimental teaching.
Five, the majority of the students from the experimental group which involved with an interactive virtual experiment desired the same instructional technique to be continued for the rest of the semester in Science class. Most students from the experimental group found that using computers for learning is quite enjoyable. They also discovered that operating virtual experiments was a refreshing and interesting experience. They expressed their expectation furthermore for increasing the use of computers in learning. The experimental teaching methods obviously had a great impact on this group.
Six , the practical skills performance of the experimental group for the grouping science games was superior compared to the other group. However, it had no significant differences.
In conclusion, the results of this study could be a reference for education-related units, Science faculties, and further research.

謝誌 ........................................................................................................ I
摘要 ....................................................................................................... II
Abstract ............................................................................................... III
目次 ..................................................................................................... IV
表次 .................................................................................................... VII
圖次 ....................................................................................................... X
第一章 緒論 ....................................................................................... 1
第一節 研究背景與研究動機 .................................................... 1
第二節 研究目的與待答問題 .................................................... 4
第三節 名詞釋義 ......................................................................... 5
第四節 研究範圍與限制 ............................................................. 6
第二章 文獻探討 ............................................................................... 8
第一節 資訊科技融入教學之相關議題 .................................... 8
第二節 虛擬實驗應用於教學之實況 ...................................... 17
第三節 相關研究彙整 ............................................................... 25
第三章 研究方法 ............................................................................. 30
第一節 研究設計與流程 ........................................................... 30
第二節 研究對象 ....................................................................... 33
第三節 研究假設 ....................................................................... 35
第四節 研究工具 ....................................................................... 36
第五節 資料處理 ....................................................................... 55
第四章 研究結果分析與討論 ........................................................ 58
第一節 成就測驗組別統計量與折線圖 .................................. 58
第二節 不同教學方式對學生學習成就之影響分析 .............. 63
第三節 不同學習能力學生接受不同教學方式之成效分析 .. 64
第四節 學生對互動式虛擬實驗融入教學之意見與感想 ...... 67
第五節 科學遊戲競賽結果與分析 .......................................... 85
第六節 相關研究比較 ............................................................... 90
第五章 結論與建議 ......................................................................... 93
第一節 結論 ............................................................................... 93
第二節 建議 ............................................................................... 96
參考文獻 ............................................................................................. 99
附錄一：教學活動設計 ................................................................... 107
附錄二：自然與生活科技領域「電磁鐵」單元學習成就測驗(預試試題) ................................................................................................. 120
附錄三：自然與生活科技領域「電磁鐵」單元學習成就測驗(正式試題) .................................................................................................. 124
附錄四：學習意見調查表 ............................................................... 128
附錄五：教科書著作權使用授權書 .............................................. 131
附錄六：個人著作 ........................................................................... 132

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