臺灣博碩士論文加值系統

本研究探討以「一對二對話式數學智慧家教系統」為學習平臺，進行國小六年級分數乘除法單元之補救教學設計與學習成效評估。常見的對話式家教系統為一對一對話設計，一位電腦代理老師與學生進行互動。因此本研究加入了一位電腦代理學生，進行一對二對話教學設計，透過更多社會互動，增進學生的學習成效。教學流程由電腦代理老師根據研究者編製之教學內容進行提問，透過加入的電腦代理學生與學生一同學習解題，系統依據學生回答內容，評估是否為正確答案、錯誤答案或迷思概念，然後根據學生的作答情形，採用製造認知衝突或替代學習的教學設計，適當地加入電腦代理學生來協助學生並給予適性回饋，藉此刺激學生學習並點醒學生之錯誤問題，一步一步引導學生，幫助學生釐清錯誤概念，建立正確的數學知識概念。
本研究以準實驗設計評估一對二對話式數學智慧家教系統之成效，研究對象為臺中市某國小六年級學生共120人，實驗組A採用一對二對話式數學智慧家教系統、實驗組B採用一對一對話式數學智慧家教系統，對照組則由老師以學習單進行傳統團班講述教學，三組教學之內容皆為相同，分別進行兩節課分數乘除法單元之補救教學，最後以共變數分析比較三種補救教學方法對學生之學習成效、學習興趣、後設認知與回饋策略應用之影響，此外，亦針對使用一對二對話式數學智慧家教系統之學生進行對話式數學智慧家教系統回饋意見分析。
研究結果顯示，經三種教學方法進行國小六年級分數乘除法單元之補救教學，學生後測成績均優於前測成績，且皆達顯著進步，表示這三種補救教學法皆能有效提升學生之學習成效。接著進行三種補救教學法比較發現「一對二對話式數學智慧家教系統」與「一對一對話式數學智慧家教系統」的學習表現均優於「傳統團班補救教學」。然而，一對二與一對一對話式數學智慧家教系統之間沒有顯著差異。此外分析三種補救教學法在學習興趣、後設認知與回饋策略應用上之表現，可發現「傳統團班教學」之學生，在教學前後的學習興趣表現、後設認知與回饋策略應用未達顯著差異，而「一對一對話式數學智慧家教系統」組與「一對二對話式數學智慧家教系統」組中，數學學習興趣、後設認知與回饋策略應用表現皆達顯著提升。再經由共變數分析，三種補救教學法於數學學習興趣、後設認知與回饋策略應用表現皆達顯著，由此可知，「一對二對話式數學智慧家教系統」與「一對一對話式數學智慧家教系統」不僅有效提升學生的學習成就，更可提升學生反思能力及自我回饋的能力。最後從回饋問卷分析發現，學生對一對二對話式數學家教系統持有正向的態度，認為此系統可讓學生更專注於學習，並提高學生對數學的學習興趣，在教學上具有實用性。

The purpose of this research was to evaluate the learning effects of remedial instruction on fraction multiplication and division for sixth graders with the one-to-two dialogue-based mathematics intelligent tutoring system (ITS). In previous studies, the dialogue-based intelligent tutoring systems were designed as one-on-one tutor, which meant one tutor agent interacting with one student. In this research, a virtual student agent was added to the system to carry out the one-to-two tutor design, and students could improve their learning effects through more social interaction. The instruction procedure was the tutor agent raising questions according to the instruction contents which the researchers designed, and both the virtual student agent and the student solved the questions. The ITS sorted the response of the student into right, wrong or misconceptions. Then the ITS would adopt the instruction dialogue of cognitive conflict learning or vicarious learning to help the student finding out and clarifying their misconceptions. Finally, the student was able to build correct mathematics concepts.
A quasi-experimental design was executed to assess the learning effect of the one-to-two dialogue-based mathematics ITS. The participants were 120 sixth graders in Taichung city. The experimental group A used one-to-two mathematics ITS, experimental group B adopted one-on-one ITS, and the control group used traditional class instruction. All the teaching contents and teaching time (two classes) were the same. Finally, the analysis of covariance was used to compare the learning effects, learning interests, meta-cognition and the strategy of applying feedback. Moreover, the opinions of the students using this one-to-two dialogue-based mathematics ITS also were analyzed.
According to the results of the research, the averages of post-test were obviously better than those of the pretest test in three remedial instruction methods for fraction multiplication and division, and it showed that these three kinds of remedial instructions all have a great effect for improving the learning effects. When comparing academic performance, learning interests, meta-cognition and the strategy of applying feedback among three kinds of remedial instructions, the performance of one-to-two and one-on-one ITS groups were both significantly better than that of traditional classroom instruction group. However, there was no significant difference between two ITS groups. In addition, a usability and user experience survey showed that students were willing and liking to learn mathematics using the one-to-two dialogue-based mathematics ITS. Students were more concentrated on learning and raised the learning interest of mathematics by this system.

目錄
摘要 I
Abstract III
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 IX
第一章　緒論 1
第一節　研究背景與動機 1
第二節　研究目的 3
第三節　待答問題 3
第四節　名詞解釋 4
第二章　文獻探討 7
第一節　分數乘除法教材分析 9
第二節　智慧型家教系統相關研究 19
第三節　三方對話之教學模式與智慧家教系統之設計 28
第三章　研究方法 33
第一節　研究流程 33
第二節　研究對象 35
第三節　研究工具 35
第四節　實驗架構與設計 40
第五節　教學設計 42
第六節　資料處理與分析 64
第四章　研究結果與討論 67
第一節　三種補救教學之成效 67
第二節　三種補救教學法之分數乘除法單元學習成效差異分析 70
第三節　三種補救教學法之學習興趣表現 75
第四節　三種補救教學法之學習興趣差異分析 78
第五節　三種補救教學法之後設認知表現 84
第六節　三種補救教學法之後設認知差異分析 87
第七節　三種補救教學法之回饋策略應用表現 90
第八節　三種補救教學法之回饋策略應用差異分析 93
第九節　一對二對話式數學智慧家教系統之回饋問卷系統 96
第五章　結論與建議 103
第一節　結論 103
第二節　研究上的限制 106
第三節　建議與未來方向 106
參考文獻 109
中文部分 109
英文部分 113
附錄一　雙代理人對話式教學腳本示例 117
附錄二　分數乘除法單元前測卷 119
附錄三　分數乘除法單元後測卷 121
附錄四　數學學習興趣、後設認知與回饋策略應用量表 123
附錄五　對話式數學智慧家教系統回饋問卷 125
附錄六　雙代理人流程圖 127

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