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研究生:陳治國
研究生(外文):Chih-Kuo Chen
論文名稱:應用認知負荷理論為基之數位學習於圓面積學習成效改善
論文名稱(外文):Applying Cognitive Load Theory-Based E-Learning to Improve the Learning Performance on Circular Area Learning
指導教授:廖岳祥廖岳祥引用關係
指導教授(外文):Anthony Y. H. Liao
口試委員:鄭慧萍李思堯
口試委員(外文):Hui-Ping ChengSze-Yao Li
口試日期:2012-06-21
學位類別:碩士
校院名稱:亞洲大學
系所名稱:資訊工程學系碩士在職專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:135
中文關鍵詞:認知負荷理論數位學習圓面積
外文關鍵詞:Cognitive Load TheoryE-LearningCircular Area
相關次數:
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現今多媒體資訊科技與網路技術廣泛地被運用在學習領域上,讓學習者能有多元化的學習教材來進行學習。然而,學習與知識的獲得,除了學習媒介,更重要的是這些媒介及教學設計能否考量到學習者的特性、人類的認知架構,以及認知歷程的特性與限制。從認知負荷理論的觀點來看,運用的教學媒體愈豐富,未必會產生較佳的教學與學習成效。學生在九年一貫數學領域課程學習圓面積單元時,常有許多迷失概念,例如:面積公式的使用或小數計算的相關概念錯誤。因此,本研究應用認知負荷理論於數位學習中,探討此學習模式對學生學習圓面積單元的學習成效。本研究以南投縣A國小六年級60位學生為研究對象,分成實驗組與控制組各30人參與研究實驗。實驗組進行提升先備知識教學與圓面積教學都採用「應用認知負荷理論於數位學習教學法」共八節,控制組則進行八節「一般數位學習教學法」學習。根據實驗後的統計分析結果顯示「應用認知負荷理論於數位學習教學法」教學方式優於「一般數位學習教學法」教學方式。學生透過本研究所建置之數位學習平台學習課程,其學習成效測驗成績皆有顯著提升。因此,本研究之貢獻在於提供一個考量學習者認知負荷的圓面積課程數位學習平台,希望本數位學習平台可持續發展或於後續研究提供參考之依據。
Nowadays, multimedia technology and network technology are widely used in learning areas, so that learners can have a variety of materials for learning. However, other than the learning media, the acquisition of knowledge is also determined by whether the characteristics of learners, the human cognition and the characteristics and limitations of cognitive process are taken into account by the learning media and the instruction design. From the perspective of the Cognitive Load Theory, more extensive use of instructional media may not obtain better teaching and learning performance. Students often have misconceptions while learning circular area unit, such as the use of circular area formula or decimal calculations. Therefore, this study tried to explore the learning on circular area unit by applying Cognitive Load Theory in e-learning. The participants of the experiments in this research were 60 sixth graders of an elementary school in Nantou County, they were evenly divided into experimental group and control group respectively, which was 30 students in each group. For the experimental group students, the pretests of circular area unit were administered to the students and their learning deficiencies were enhanced by using the "application of cognitive load theory on e-learning" for eight weeks. For the control group, the learning deficiencies of the students were enhanced by using "general e-learning approach" for eight weeks. The results of this research indicate that the learning performance of "application of cognitive load theory on e-learning" is better than that of "general e-learning approach". Moreover, the learning achievements of the students are significantly improved through the e-learning platform constructed by this research. Therefore, the contribution of this study is to provide an e-learning platform for circular area course concerning the learners’ cognitive load. Hopefully, the proposed e-learning platform can provide as a useful reference for related future studies.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 vii

第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2研究目的與問題 3
1.3名詞解釋 4
1.4研究範圍與限制 5
1.5研究架構 5

第二章 文獻探討 7
2.1認知負荷理論 7
2.1.1認知負荷的定義 7
2.1.2認知負荷的基本假設 9
2.1.3認知負荷理論的架構 10
2.1.4認知負荷的來源 11
2.1.5認知負荷的類型 14
2.1.6認知負荷的測量 16
2.1.7認知負荷理論於資訊融入教學多媒體設計之運用 18
2.2數位學習 21
2.2.1數位學習的定義 21
2.2.2數位學習的傳遞模式 21
2.2.3數位學習的優缺點 22
2.3圓面積概念 23
2.3.1圓的相關概念 23
2.3.2面積的概念 25
2.3.3兒童幾何概念學習理論 26
2.4圓面積單元教材內容分析 28
2.4.1圓面積的教材地位 28
2.4.2國小一至六年級圓面積相關能力指標 30
2.4.3圓面積相關研究 34

第三章 研究方法 39
3.1研究流程 39
3.2研究對象 41
3.3實驗設計 41
3.4研究工具 42
3.4.1編製「國小六年級學生圓面積先備知識測驗工具」 42
3.4.2編製「國小六年級學生圓面積測驗工具」 43
3.4.3認知負荷感受量表 45
3.4.4 Moodle數位學習平台 45
3.4.5教學媒體 46

第四章 研究結果與分析 65
4.1學生圓面積先備知識學習成效分析 65
4.2學生圓面積學習成效分析 65
4.2.1前、後測成績之分析比較 65
4.2.2前測成績之分析比較 67
4.2.3後測成績之分析比較 67
4.3認知負荷感受量表分析 68

第五章 結論與未來研究方向 71
5.1研究結論 71
5.2研究貢獻 72
5.3未來研究方向 73

參考文獻 74

附錄一 國小六年級學生圓面積先備知識測驗工具(初稿) 78
附錄二 國小學童圓面積先備知識測驗專家效度調查問卷 85
附錄三 國小六年級學生圓面積先備知識測驗工具(預試試題) 88
附錄四 國小六年級學生圓面積先備知識測驗工具(正式試題) 95
附錄五 國小六年級學生圓面積測驗工具(初稿) 102
附錄六 國小學童圓面積測驗專家效度調查問卷 112
附錄七 國小六年級學生圓面積測驗工具(預試試題) 115
附錄八 國小六年級學生圓面積測驗工具(正式試題) 124
附錄九 「圓面積教學活動及教學回饋層次表」專家調查問卷(範例) 133

個人簡歷 135
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