臺灣博碩士論文加值系統

摘要
根據認知負荷理論，使用工作範例比問題解決模式有較佳的學習成效與效果。雖然工作範例模式對於新手而言是非常有用的，但可能衍生出學生只會模仿工作範例的情形，對於較有經驗的學習者而言，過多的工作範例教學則會產生專家反向效應(Expertise reversal effect)，隨著越來越多的專業知識，這些工作範例只是示範程序，學習者已經從長期記憶中提取知識，所以工作範例對有經驗的學習者顯得多餘，對於有經驗的學習者而言，必須藉由練習解決問題來做進一步的學習(Sweller,2010)。故假設不同工作範例模式對「學習成效」、「學習時間與效率」與「認知負荷與動機」的影響，其中工作範例模式包括「適性組」、「先自己解題再看範例（P-W）」及「先看範例再練習（W-P）」三組。
本研究採實驗研究法，研究的教材依認知負荷理論的教學設計原則，教學內容為國小幾何教材中之平面圖形的高。研究的對象為國小四年級88名學生，採隨機分派的方式將學習者分為三組。研究工具包括兩節課的數位教材、認知負荷量表與畫高試題，再隔一週進行延後測，學習活動及測驗階段後均進行認知負荷量表的問卷調查。
研究結果如下：
一、學習成效方面，各組在後測及延後測皆無顯著的差異。
二、學習時間方面，適性組在第一節課比P-W組明顯少80.1秒，其他則無顯著差異。學習時間效率方面，適性組明顯高於P-W組。
三、在認知負荷方面，適性組在第二節課投入努力明顯高於P-W組。心智效率方面，適性組在第二節課的心智效率明顯少於P-W組。

Abstract
According to cognitive load theory, learning with worked examples can result in better and more efficient learning than learning through problem solving, resulting in the worked example effect. Studies on worked example effect also suggest that worked examples may be redundant and hinder performance when learners have acquired sufficient schema to solve the problem, resulting in the expertise reversal effect (Sweller, Ayres, & Kalyuga,2011).The purpose of this study was to investigate the consequences of “learning performance”, “learning timeand efficiency”and “cognitive load and motivation” caused by different “instructional mode”, based on the perspective of cognitive load. The instructional mode used here include “Adaptive worked examples”, “problem solving-worked example(P-W)”and “worked example-problem solving (W-P)”.
The participants were eighty-eight Grade 4 students in an elementary school in Taipei, Taiwan. This content was new to them. They were randomly assigned to one of the experimental conditions. The material was presented as multimedia material and divided into two lessons. The participants learned the material in a computer room with one lesson a week.At the end of the lesson, there was an immediate test. A delayed posttest was conducted one week after the participants had completed the two lessons.Performance was measured in terms of test performance (combined immediate posttest and delayed posttest) and time (combined learning time and test time).The questionnaires were given after each learning activity lesson and test.
The major results were as follows.
1. Learning performance：Instructional mode did not affect the results in the post- test, nor was the delayed posttest.
2. Learning time and efficiency：There was a significant difference between P-W group and the adaptivegroup in lesson 1.The P-W group spent more 80.1seconds than the the adaptive group.Others did not lead to significant difference in the learning time. In learning efficiency,there was also significant differencesbetween P-W and the adaptivegroup in lesson 1. The adaptive group more than the P-W group.
3. Cognitive load and motivation:There was a significant difference between groups in effort invested.The adaptive group was significantly higher than P-W groupin lesson 2.In mental efficiency, the adaptive group lessthan the PW group in lesson 2.

目次
第一章 緒論 1
第一節 研究背景與研究動機 1
第二節 研究目的與研究問題 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 7
第一節 兒童幾何思考的發展 7
第二節 平面圖形的高之教學與應用 9
第三節 平面圖形的高之相關研究 34
第四節 適性教學的理論基礎 43
第五節 認知負荷理論 52
第三章 研究方法 63
第一節 研究架構 63
第二節 研究對象 66
第三節 研究流程 67
第四節 研究工具 69
第五節 資料處理 74
第四章 研究結果與討論 75
第一節 學習成效分析 75
第二節 時間分析 78
第三節 認知負荷與動機結果分析 83
第四節 效率分析 104
第五節 平面圖形的高錯誤類型分析 112
第五章 結論與建議 125
第一節 結論 125
第二節 建議 127
參考文獻 131
一、中文部分 131
二、西文部分 135
附錄一 139
附錄二 140
附錄三 142


第一章 緒論 1
第一節 研究背景與研究動機 1
第二節 研究目的與研究問題 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 7
第一節 兒童幾何思考的發展 7
第二節 平面圖形的高之教學與應用 9
第三節 平面圖形的高之相關研究 34
第四節 適性教學的理論基礎 43
第五節 認知負荷理論 52
第三章 研究方法 63
第一節 研究架構 63
第二節 研究對象 66
第三節 研究流程 67
第四節 研究工具 69
第五節 資料處理 74
第四章 研究結果與討論 75
第一節 學習成效分析 75
第二節 時間分析 78
第三節 認知負荷與動機結果分析 83
第四節 效率分析 104
第五節 平面圖形的高錯誤類型分析 112
第五章 結論與建議 125
第一節 結論 125
第二節 建議 127
參考文獻 131
一、中文部分 131
二、西文部分 135
附錄一 139
附錄二 140
附錄三 142

表次
表2-2-1　各辭典中的平行定義歸納表 11
表2-2-2　各辭典中的垂直定義歸納表 12
表2-2-3　辨認圖b、c之正確百分比% 13
表2-2-4　平行與垂直迷思分析納表 15
表2-2-5　平面圖形的高定義表 18
表2-2-6　常規與非常規圖形之定義及圖形樣式表 20
表2-2-7　平行四邊形常規與非常規圖形之定義表 20
表2-2-8　平行四邊形典範切割與非典範切割之定義及圖形 21
表2-2-9　梯形常規與非常規圖形之定義及圖形樣式 22
表2-2-10三角形常規與非常規圖形之定義及圖形樣式 24
表2-2-1197年版課程綱要中與平面圖形的高相關的能力指標 25
表2-2-1297年版課程綱要中各教科書教學目標分析 26
表2-2-13南一版教科書內容分析 28
表2-2-14國編版教科書內容分析 29
表2-2-15康軒版教科書內容分析 30
表2-2-16翰林版教科書內容分析 31
表2-3-1　三種平面圖形常見的迷思表 41
表2-3-2　平面圖形的高常見的迷思 42
表2-4-1　適性教學特性歸納表 45
表2-4-2　差異化教學定義歸納表 47
表2-4-3　差異化教學特性歸納表 49
表2-4-4　差異化教學類型歸納表 51
表3-2-1　實驗有效組別人數 66
表3-3-1　實驗流程與時間分配 69
表3-4-1　多媒體教材單元內容及教學重點 70
表3-4-2　平面圖形的高學習成效測驗（後測、延後測）試題分析 72
表4-1-1　工作範例模式在立即後測及延後測正確百分比之描述統計 76
表4-1-2　工作範例模式在第一節課學習成效均等平均數Robust 檢定 77
表4-1-3　工作範例模式在第二節課和延後測學習成效變異數分析檢定 78
表4-2-1　工作範例模式在學習時間之描述統計（單位：秒） 79
表4-2-2　工作範例模式在學習時間之單因子變異數分析摘要表 80
表4-2-3　工作範例模式在測驗時間之描述性統計（單位：秒） 81
表4-2-4　工作範例模式在測驗時間之單因子變異數分析摘要表 82
表4-3-1　工作範例模式在學習階段費力度之描述統計 84
表4-3-2　學習階段費力度與節次之混合設計檢定 85
表4-3-3　不同工作範例模式在學習階段費力度之單純主要效果檢定 85
表4-3-4　工作範例模式在學習階段投入努力之描述統計 86
表4-3-5　工作範例模式在學習階段投入努力之變異數分析 87
表4-3-6　學習階段投入努力之節次分析 87
表4-3-7　工作範例模式在各階段學習意願之描述統計 88
表4-3-8　工作範例模式在各階段學習意願之變異數分析摘要 89
表4-3-9　測驗階段學習意願節次分析表 90
表4-3-10工作範例模式在各階段困難度之描述統計 90
表4-3-11工作範例模式在各階段困難度之變異數分析 92
表4-3-12測驗階段困難度節次分析表 92
表4-3-13工作範例模式在各階段費力度之描述統計 93
表4-3-14工作範例模式在各階段費力度之變異數分析摘要 94
表4-3-15測驗階段費力度節次分析表 94
表4-3-16工作範例模式在各階段信心度之描述統計 95
表4-3-17工作範例模式在各階段信心度之變異數分析摘要 96
表4-3-18測驗階段信心度度節次分析表 96
表4-3-19工作範例模式在各階段投入努力之描述統計 97
表4-3-20不同工作範例在各階段投入努力之變異數分析摘要 98
表4-3-21不同工作範例模式在各階段喜歡程度之描述統計 99
表4-3-22工作範例模式在各階段喜歡程度之變異數分析摘要 100
表4-3-23測驗階段喜歡程度節次分析表 100
表4-3-24第一節課成績與學習階段認知負荷的Pearson相關性檢定 101
表4-3-25第二節課成績與學習階段認知負荷的Pearson相關性檢定 102
表4-3-26延後測與認知負荷的Pearson相關性檢定 103
表4-4-1　工作範例模式在訓練效率之描述統計 104
表4-4-2工作範例模式在第一節課訓練效率均等平均數Robust 檢定 106
表4-4-3　工作範例模式在第二節課之訓練效率變異數分析檢定 106
表4-4-4　工作範例模式在心智效率之描述統計 106
表4-4-5　工作範例模式在學習階段之心智效率變異數分析檢定 108
表4-4-6　工作範例模式在學習階段之心智效率變異數分析檢定 108
表4-4-7　工作範例模式在學習時間效率之描述統計(單位：秒) 109
表4-4-8　工作範例模式在學習階段之學習時間效率變異數分析檢定 110
表4-4-9　工作範例模式在解題時間效率之描述統計（單位：秒） 110
表4-4-10工作範例模式在學習階段之學習時間效率變異數分析檢定 112
表4-5-1　電腦測驗題答對率分析表 113
表4-5-2　垂直題組通過率 114
表4-5-3　垂直題組錯誤類型略分析 114
表4-5-4　平行四邊形題組通過率 116
表4-5-5　平行四邊形題組錯誤類型分析 116
表4-5-6　梯形題組通過率 117
表4-5-7　梯形題組錯誤類型分析 118
表4-5-8　三角形題組通過率表 119
表4-5-9　三角形題組錯誤類型分析 120
表4-5-10紙筆延後測常規與非常規圖形畫高答對率分析表 123

圖次
圖2-2-1　標準幾何圖形 12
圖2-2-2　非標準幾何圖形 12
圖2-2-3　兒童辨認為直角的各類型圖例及其百分比 13
圖2-2-4　兒童辨認為平行線的各類型圖例及其百分比 14
圖2-2-5　兒童對平行的迷思例圖 14
圖2-2-6　銳角三角形與鈍角三角形高位置的不同 18
圖2-3-1　三角形中 AC 邊上的高 38
圖2-5-1　認知負荷結構圖 55
圖3-1-1　研究架構圖 63
圖3-1-2　Adaptive組學習路徑圖 64
圖3-3-1　研究流程圖 67
圖3-4-1　原始試題呈現圖 71
圖3-4-2　教學呈現圖 71
圖4-1-1　工作範例模式之學習成效折線圖 76
圖4-2-1　工作範例模式之學習時間折線圖（單位:秒） 79
圖4-3-1　三組實驗設計在學習階段費力度折線圖 84
圖4-3-2　三組實驗設計在學習階段投入努力折線圖 86
圖4-3-3　工作範例模式在各階段學習意願的折線圖 88
圖4-3-4　工作範例模式在各階段困難度的折線圖 91
圖4-3-5　工作範例模式在各階段費力度的折線圖 93
圖4-3-6　工作範例模式在各階段信心度的折線圖 95
圖4-3-8　工作範例模式在各階段喜歡程度的折線圖 99
圖4-4-1　工作範例模式之訓練效率折線圖 105
圖4-4-2　工作範例模式之心智效率折線圖 107
圖4-4-3　工作範例模式之學習時間效率折線圖 109
圖4-4-4　工作範例模式之解題時間效率折線圖 111
圖4-5-1　學生於垂直題組常出現錯誤類型-不準確 115
圖4-5-2　學生於垂直題組常出現錯誤類型-與端點連線 115
圖4-5-3　學生於垂直題組常出現錯誤類型-與線相連 115
圖4-5-4　學生於平形四邊形題組常出現錯誤類型-與線相連 117
圖4-5-5　學生於平形四邊形題組常出現錯誤類型-邊長 117
圖4-5-6　學生於平形四邊形題組常出現錯誤類型-平形邊影響 118
圖4-5-7　學生於梯形題組常出現錯誤類型-邊長 118
圖4-5-8　學生於三角形題組常出現錯誤類型-底邊與鄰邊連線 120
圖4-5-9　學生於三角形題組常出現錯誤類型-垂直底邊的連線 120
圖4-5-10學生於三角形題組常出現錯誤類型-多餘延長錯誤 120
圖4-5-11垂直題組分析圖 121
圖4-5-12平行四邊形題組分析圖 122
圖4-5-13梯形題組分析圖 122
圖4-5-14三角形題組分析圖 123

一、中文部分
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