臺灣博碩士論文加值系統

學習認知歷程向度依序為記憶、理解、應用、分析、評價及創作，死記硬背的學習方式並不恰當，如何提供好的學習策略，讓學生理解知識及組織相關先備知識，將知識長久保留，進而有能力評估知識的正確性，並開創新的創作，是一個值得研究的課題。
所以本研究開發一套遊戲式學習系統，讓學生使用「聯想式概念圖作答」與「選擇題式概念圖作答」兩種學習策略，以比較哪一種學習策略對學生之學習較有幫助，且能夠將知識長久的保留下來。本研究將學生隨機分成「聯想式概念圖作答」組及「選擇題式概念圖作答」組，探討學生透過不同的作答模式在學習成就、學習狀態與學習保持力上是否會有差異。
實驗結果顯示，兩組學生於遊戲式環境下學習，在學習成就上都有顯著進步；雖然兩組在學習成就ANCOVA檢定結果沒有顯著差異，但在一個月後的學習保持力測驗時，在將近90%(89.9%)信心水準下ANCOVA檢定結果顯示聯想式概念圖組顯著優於選擇題式概念圖組。進一步分析不同知識程度學生，發現低先備知識學生在後測之學習成就於90%的信心水準下，聯想式概念圖組顯著優於選擇題式概念圖組；且在學習保持力上，於95%的信心水準下，聯想式概念圖組顯著優於選擇題式概念圖組。在學生質性的反應分析，聯想式概念圖組學生反應該方式使學生理解整張概念圖，並進而加深印象；而選擇題式概念圖則讓學生熟記單一概念節點。從布魯姆認知歷程向度分析，聯想式概念圖組在評價層向度顯著優於選擇題式概念圖組。

The learning and cognitive process dimension follows such an order: remember, understand, apply, analyze, evaluate, and create, making the learning style of rote memorization inappropriate. How to provide sound learning strategies for students to understand knowledge, organize related prior knowledge, and preserve knowledge for a long period so that they could master the ability of evaluating the correctness of knowledge, and carving out new creations, is a subject worthy of research.

Therefore, this research develops a game-based learning system in which students use two learning strategies, which are the "associative concept map answering" and "multiple-choice concept map answering", to compare which learning strategy is more beneficial to students'' learning ability and knowledge retention over a long period. In this research, students are randomly divided into two groups: "associative concept map answering" group and "multiple-choice concept map answering" group, in order to explore whether there would be differences between students under two disparate answering models in terms of learning achievement, learning state and learning retentivity.

The results show that both groups learning under the game-based environment achieve significant progress in learning achievement; under ANCOVA test, although there is no significant difference between the two groups in learning achievement, one month later, the ANCOVA test result of associative concept map group is obviously better than that of multiple-choice concept map group in terms of learning retentivity under the confidence level of nearly 90% (89.9%). According to further analyzes of students with different knowledge levels, for students with low prior knowledge under the confidence level of 90%, the associative concept map group is significantly superior to the multiple-choice concept map group in terms of learning achievement; the same is true in terms of learning retentivity for students under the confidence level of 95%. According to the qualitative response analysis of students, students in the associative concept map group indicate that they could, under this model, understand the whole concept map and further deepen their impression; but students in the multiple-choice concept mapgroup reveal that they only remember a single concept node. Based on the analysis of Bloom cognitive process dimension, the associative concept map group delivers significantly better performance than the multiple-choice concept map group does in terms of evaluate dimension.

目錄
摘要 I
Abstract II
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VII
第一章 緒論 1
第一節 研究動機 1
第二節 研究目標 3
第二章 文獻回顧 4
第一節 概念圖 4
第二節 長期記憶 5
第三節 布魯姆認知歷程向度 6
第四節 學習興趣與態度 8
第五節 學習動機 8
第六節 學習風格 9
第七節 認知負荷 10
第三章 系統介紹 12
第一節 系統功能與介面 12
第二節 使用選擇題式概念圖作答及聯想式概念圖作答之答題差別 21
第四章 實驗方法 23
第一節 實驗對象 23
第二節 實驗教材及教學策略 23
第三節 實驗工具 24
第一項 學習動機問卷 24
第二項 學習興趣與態度問卷 25
第三項 認知負荷問卷 26
第四項 沉浸狀態問卷 26
第五項 系統使用問卷 27
第六項 學習風格測驗 28
第四節 實驗流程 29
第五章 實驗結果 30
第一節 學習成就前測分析 30
第二節 學習成就後測分析 31
第三節 學習成就記憶保持力分析 33
第四節 學習動機前、後測分析 34
第五節 學習興趣前、後測分析 36
第六節 學習態度前、後測分析 38
第七節 認知負荷前、後測分析 40
第八節 沉浸狀態分析 41
第九節 Bloom’s taxonomy的認知歷程向度分析 42
第十節 不同先備知識學生之學習成就前、後測分析 52
第十一節 學習風格 57
第十二節 系統回饋問卷分析 60
第十三節 學生學習認知問卷分析 62
第六章 結論與未來工作 66
第一節 結論 66
第二節 未來工作 68
參考文獻 70

 
圖目錄
圖3-1系統首頁 12
圖3-2使用者登入畫面 13
圖3-3系統主頁面 13
圖3-4個人資訊畫面 14
圖3-5聯想式概念圖組練習畫面 15
圖3-6選擇題式概念圖組練習畫面 16
圖3-7作答回顧頁面 17
圖3-8明星挖掘作答畫面 18
圖3-9角色收集畫面 19
圖3-10積分排行畫面 20
圖3-11鍾爸寶典畫面 20
圖3-12選擇題式概念圖作答範例題目 21
圖3-13聯想式概念圖作答範例題目 22
圖4-1實驗流程圖 29
圖5-1聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組學生對題目重複率之感受 64
圖5-2聯想式概念圖組學生對於遊戲開放時間看法 64
圖5-3選擇題式概念圖組學生對於遊戲開放時間看法 65














表目錄
表2-1所羅門學習風格各類型之定義 10
表4-1兩組各章節之概念圖(練習題)題數 24
表5-1學習成就前測描述性統計資料 30
表5-2學習成就前測變異數同質性檢定 31
表5-3學習成就前測變異數分析 31
表5-4聯想式概念圖組學習成就前後測描述性統計資料 31
表5-5選擇題式概念圖組學習成就前後測描述性統計資料 31
表5-6聯想式概念圖組及選擇題式概念圖組學習成就前後測成對樣本t檢定 31
表5-7學習成就後測描述性統計資料 32
表5-8 學習成就後測變異數同質性檢定 32
表5-9學習成就後測平均值等式穩健測試 32
表5-10學習成就後測變異數分析 32
表5-11學習成就前後測ANCOVA比較 33
表5-12學習成就記憶保持力描述性統計資料 34
表5-13學習成就記憶保持力變異數同質性檢定 34
表5-14學習成就記憶保持力變異數分析 34
表5-15學習成就記憶保持力ANCOVA比較 34
表5-16學習動機前後測描述性統計資料 35
表5-17學習動機前後測變異數同質性檢定 35
表5-18學習動機前後測變異數分析 35
表5-19學習動機前後測ANCOVA比較 36
表5-20聯想式概念圖組及選擇題式概念圖組學習動機前後測成對樣本t檢定 36
表5-21學習興趣前後測描述性統計資料 37
表5-22學習興趣前後測變異數同質性檢定 37
表5-23學習興趣前後測變異數分析 37
表5-24學習興趣成對樣本t檢定 38
表5-25學習興趣前後測ANCOVA比較 38
表5-26學習態度前後測描述性統計資料 39
表5-27學習態度前後測變異數同質性檢定 39
表5-28學習態度前後測變異數分析 39
表5-29學習態度前後測ANCOVA比較 40
表5-30認知負荷前後測描述性統計資料 40
表5-31認知負荷前後測變異數同質性檢定 40
表5-32認知負荷前後測變異數分析 41
表5-33認知負荷前後測ANCOVA比較 41
表5-34沉浸狀態描述性統計資料 42
表5-35沉浸狀態變異數同質性檢定 42
表5-36沉浸狀態變異數分析 42
表5-37前後測各向度之總分數 43
表5-38記憶層前後測描述性統計資料 43
表5-39記憶層前後測變異數同質性檢定 43
表5-40記憶層前後測變異數分析 44
表5-41理解層前後測描述性統計資料 44
表5-42理解層前後測變異數同質性檢定 45
表5-43理解層前後測變異數分析 45
表5-44應用層前後測描述性統計資料 46
表5-45應用層前後測變異數同質性檢定 46
表5-46應用層前後測變異數分析 46
表5-47分析層前後測描述性統計資料 47
表5-48分析層前後測變異數同質性檢定 47
表5-49分析層前後測變異數分析 48
表5-50評價層前後測描述性統計資料 48
表5-51評價層前後測變異數同質性檢定 48
表5-52評價層前後測變異數分析 49
表5-53評價層前後測ANCOVA比較 49
表5-54評價層之保持力ANCOVA比較 50
表5-55創作層前後測描述性統計資料 50
表5-56創作層前後測變異數同質性檢定 51
表5-57創作層保持力平均值等式穩健測試 51
表5-58創作層前後測變異數分析 51
表5-59創作層之保持力ANCOVA比較 52
表5-60前測小考K-Means分類結果 52
表5-61聯想式/選擇題式低知識學生之學習成就前後測與保持力描述性統計資料 53
表5-62聯想式/選擇題式低知識學生之學習成就前後測與保持力變異數同質性檢定 53
表5-63聯想式/選擇題式低知識學生之學習成就前後測與保持力變異數分析 54
表5-64低知識學生之學習成就ANCOVA比較 54
表5-65低知識學生之保持力ANCOVA比較 54
表5-66聯想式/選擇題式中知識學生之學習成就前後測與保持力描述性統計資料 55
表5-67聯想式/選擇題式中知識學生之學習成就前後測與保持力變異數同質性檢定 55
表5-68聯想式/選擇題式中知識學生之學習成就後測平均值等式穩健測試 55
表5-69聯想式/選擇題式中知識學生之學習成就前後測與保持力變異數分析 56
表5-70聯想式/選擇題式高知識學生之學習成就前後測與保持力描述性統計資料 56
表5-71聯想式/選擇題式高知識學生之學習成就前後測與保持力變異數同質性檢定 57
表5-72聯想式/選擇題式高知識學生之學習成就前後測與保持力變異數分析 57
表5-73學生學習風格分類結果 58
表5-74聯想式活躍/沉思之學習成就前後測ANCOVA比較 58
表5-75聯想式感悟/直覺之學習成就前後測ANCOVA比較 59
表5-76聯想式序列/綜合之學習成就前後測ANCOVA比較 59
表5-77選擇題式感悟/直覺之學習成就前後測ANCOVA比較 59
表5-78選擇題式序列/綜合之學習成就前後測ANCOVA比較 60
表5-79系統回饋問卷調查資料 61
表5-80學生問卷回饋內容(正面) 62
表5-81學生問卷回饋內容(負面) 62
表5-82學生學習認知問卷資料 62

第一章 緒論
本章節將簡介本論文的研究動機與目標。
第一節 研究動機
死記硬背的學習方式只是短暫的，遺忘的速度相對也非常快[Ausubel, 1962,1968]，這種學習方式無法將知識整合，並將所學的知識從短期記憶轉換成長期記憶[Atkinson & Shiffrin，1968]。布魯姆認知歷程向度說明學習必須包含記憶、理解、應用、分析、評價及創作[Bloom et al, 1956]，並非只是單純的記憶向度而已。因此如何提供一個良好的學習策略，讓學生除了記憶及理解知識概念，整合相關先備知識，並能分析相關概念間的關係，且有能力判斷整合的知識的正確性，進而能夠有創新的理念，是一個值得研究的課題。
Atkinson及Shiffrin提到將所學到的知識從短期記憶轉換為長期記憶的的關鍵在於練習[Atkinson & Shiffrin，1968]，且有許多研究指出，有意義的學習或練習，可以讓學生不容易遺忘，且可以保持的比較久[Prince, 1996][Hilgard et al., 1953] [Holy & Dansereau, 2014][Heusinkveld, 1985][Novak, 2002]。而選擇題是一種學習輔助工具，它可以讓學生進行練習或測驗[Paxton, 2000]，且選擇題的題目出題類型可以是布魯姆認知向度的任一個向度；但一般教師出的選擇題目大部分的比率會落在記憶及理解向度[Lan, 2006]，比較不容易出較高層次的類型。
有鑑於此，張嘉瑋提出了聯想式推理作答的學習策略[張佳瑋, 2015][Wang et.al., 2016]，該方法之選擇題是沒有題目，僅有四個選項，學生必須由四個選項中找出有哪三個選項是彼此有關連的，並選出沒有關聯的選項。此方法無形中強迫學生思考、理解並分析不同概念間的關係。梁嘉航則比較聯想式推理作答及選擇題這兩種學習策略[梁嘉航, 2016]，發現聯想式推理作答因為題目中增加聯想與推理元素，激發學生主動思考；相較於選擇題的答案僅僅是從選項中找答案，較為枯燥乏味，且較無法幫助學生思考。實驗結果証明聯想式推理作答策略在學生將所學知識從短期記憶轉換成長期記憶方面，顯著優於選擇題策略[梁嘉航, 2016]。
王柏竣進一步提出聯想式概念圖作答的學習策略[王柏竣, 2017]，該方法每題有四個選項及一張完整主題的概念圖，於概念圖內將有共同先備知識的節點1~4個節點名稱挖空，其中一個挖空節點以問號取代，學生必須於四個選項內選出哪一項是問號節點的名稱。相較於聯想式推理作答，該方法多了一張概念圖的輔助學習，讓學生學習時有所聚焦，不至於天馬行空的聯想式推理；因此實驗証明聯想式概念圖作答方式優於聯想式推理作答[王柏竣, 2017]。
Sas提出了選擇題式概念圖的觀念[Sas, 2010]，他在概念圖空白節點的地方提供選項讓學生選取哪一個選項是空白節點的名稱，並証明由四個選項挑出一個答案比K個選項挑一個答案佳。本研究嘗試比較使用四個選項的選擇題式概念圖作答及聯想式概念圖作答何者較佳，但是並沒有測驗學習成就，此種選擇題式概念圖比較像追蹤學習成果，而本研究改良為教導學生學習。
許多研究指出，遊戲式學習能夠有效提升學生的學習成效、學習動機及學習興趣，並降低認知負荷[Ebner & Holzinger, 2007];而一個完整的遊戲式學習系統必須包含學習目標、遊戲規則、學習及遊戲活動及結果[Huizenga,2017]。She等人更提到遊戲遊玩次數與學習成效成正比[She et al., 2013]，若能提供一個無所不在的遊戲式學習，對學生有更多的助益。本研究為避免學生進行使用選擇題式概念圖作答或聯想式概念圖作答會感到枯燥無趣，因此提供一個無所不在的遊戲式學習情境，讓學生作答績效達到一定程度時，能夠獲得頭像的獎勵，以增加趣味性及獲得獎賞[Kiili et al, 2012]；並提供積分排行榜，用以激發學生的競爭性[Hwang et al, 2012]。
有鑑於前人研究的成果，本研究開發一套無所不在的遊戲式學習輔助系統，並提供聯想式概念圖作答及選擇題式概念圖作答兩種學習策略，藉以比較哪一種學習策略對學生之學習較有幫助，且能夠將知識長久的保留下來。本研究將學生隨機分成聯想式概念圖作答組及選擇題式概念圖作答組，探討兩組學生在學習成就、學習狀態與學習保持力上是否有差異，並比較兩組學生在布魯姆認知向度中的哪個向度有差異。
第二節 研究目標
藉由在遊戲式學習的環境下，本研究的研究目標為：
1. 探討使用選擇題式概念圖作答與使用聯想式概念圖作答對學習者在學習成效及學習保持力上是否有差異？
2. 探討使用選擇題式概念圖作答與使用聯想式概念圖作答對學習者在學習狀態上是否有差異？

根據以上兩個研究目標，本研究進行了以下幾個分析，觀察選擇題式概念圖作答(選擇題組)與聯想式概念圖作答(聯想式組)兩組在實驗前後是否有差異之處。
1. 分析實驗前、後兩組在學習成就(Learning Achievement)上是否有差異。
2. 分析實驗前、後兩組在學習保持力(Learning Retention)上是否有差異。
3. 分析實驗前、後兩組在學習動機(Learning Motivation)上是否有差異。
4. 分析實驗前、後兩組在學習興趣與態度(Learning Interest and Learning Attitude)上是否有差異。
5. 分析實驗前、後兩組在認知負荷(Cognitive Load)上是否有差異。
6. 分析兩組在沉浸狀態(Flow Status)上是否有差異。
7. 分析不同知識程度學生使用選擇題式概念圖作答與聯想式概念圖作答之適用性。
8. 分析不同學習風格學生適用聯想式概念圖作答或選擇題式概念圖作答。
9. 比較聯想式概念圖作答或選擇題式概念圖作答在布魯姆認知向度中，在哪一個向度有差異性。
第二章 文獻回顧
第一節 概念圖
Ausubel在1968年提出學習理論，學習者將已學的知識與新學的知識做連結，成為一個有意義的學習；在這個有意義的學習過程中，學習者對於新學的知識更能結合已學的知識[Ausubel, 1968]。
概念構圖(Concept Mapping)是Novak等人將Ausubel的學習理論進一步發展出來的，輔助學習工具，概念構圖是把教學內容以樹狀圖方式表現，讓學習者可以從概念之間的關係加強概念的理解程度[Novak, Gowin, 1984][DeLauder & Muilenburg, 2012]。一張概念圖是由多個命題(Proposition)組成，每個命題是由兩個概念(Concept)與一個連結(Labeled line)組合成，連結代表概念之間的關係，具有方向性。
概念圖在過去已被廣泛的使用在教學裡，英文閱讀方面，學生可以藉由觀察概念之間的關係，更快速的理解文章的主要概念[Ariel, 1992][Ruddell & Boyle, 1989][Scanlon et.al., 1992][Rajan, 2013]。Mavers等人讓學生繪製自己的概念圖幫助學生組織概念，學生使用圖像的方式來表達概念圖，概念節點皆以繪圖方式取代，以提高學生興趣[Mavers et.al., 2002]。Jong以概念圖來檢視學生的知識結構，依據學生每個概念節點的檢定結果，給予成功、部分學習、失敗的判定，並進一步進行補救教學[Jong, 2004]。Jong更進一步將診斷出的知識結構，利用知識互補進行協作學習之分組[Jong, 2014,2006]。Sas以概念圖選擇題的方式，一次顯示整張概念圖，節點處做成按鈕，學生點選按鈕後跳出多個選項進行選擇[Sas, 2010]。Huang等人設計了一個多維概念圖應用於電腦網路課程的系統，將許多小的概念合併成一整個概念圖觀念，在概念節點的部分加上超連結，幫助學生學習[Huang et.al., 2012]。Sun與Chen使用動態概念圖的方式幫助學生提高學習成就；他讓學生回答時一次只會顯示一個概念節點，每當一個概念節點填入正確答案時，則會再顯示下一個連結的概念節點[Sun & Chen, 2016]。王柏竣設計了聯想式概念圖，將概念圖與聯想式推理作答結合，幫助學生來學習[王柏竣, 2017]。

第二節 長期記憶
訊息處理理論將記憶依序分為感覺記憶(sensory memory)、短期記憶(short-term memory)以及長期記憶(long-term memory)[Atkinson & Shriffin, 1968]，透過感官系統接收到的感覺記憶，時間很短；因此必須將感覺記憶加以注意(attention)，才能保留至短期記憶，且保留時間較長約18到20秒；當短期記憶被複誦(rehearsal)，即可已進入長期記憶。
學習的目的就是把已經認知的知識作進一步的應用，但是通常這些知識再需要時都已經被遺忘了。長期記憶是能讓剛學的知識與已經學過的知識加以結合、並且有組織的整合進長期記憶裡。長期記憶識有系統且有組織的，它能夠長久保留記憶，而且容量幾乎是無限的。當我們面對問題時，能透過長期記憶裡的知識解決問題[Sweller et al., 1998]，因此學習的最終目標是需將知識轉換至長期記憶。Tulving提出多重記憶系統理論中，長期記憶可以分為兩種，分別為內隱記憶(Implicit Memory)與外顯記憶(Explicit Memory)[Tulving, 1987]：
1. 內隱記憶：
又可以稱做非陳述性記憶(Non-Declarative Memory)，是一種會自主影響個體行為與想法的記憶，通常個體不會意識到這種記憶的存在；例如運動、學習唱歌、吃飯等，一旦鞏固了以後就會變成長期記憶。
2. 外顯記憶：
又可以稱為陳述性記憶(Declarative Memory)，與內隱記憶相反，是一種能夠被喚醒的記憶，通常個體是能夠意識到的；例如學生在考試時回想記憶的內容、回憶起過去的任何事物，只要是個體努力去回想、回憶起的記憶都是外顯記憶。
長期記憶的容量雖然是無止盡的，但還是有會遺忘的問題。而Jenkins及Dallenbach實驗顯示遺忘的發生不是因為時間的關係，而是時間流逝過程中所發生的事物影響原本的記憶而導致遺忘[Jenkins & Dallenbach, 1924]。所以許多的研究者更進一步的研究要如何取出被遺忘的記憶，Collins等人使用語意記憶(Semantic Memory)幫助提取記憶，透過文字組成相互連結的網狀圖讓個體可以按照內容與位置尋找相關記憶[Collins & Quillian, 1969]；Tulving及Pearstone談到提取線索(Retrieval Cue)可以幫助將遺忘的事物回憶起來，他們的實驗顯示給予線索可以有效的幫助個體提取記憶[Tulving & Pearstone, 1966]。

第三節 布魯姆認知歷程向度
1956年Bloom將認知目標分為六個向度，認為人類學習過程的認知歷程向度由低層次至高層次依序為知識(Knowledge)、理解(Comprehension)、應用(Application)、分析(Analysis)、綜合(Synthesis)與評鑑(Evaluation) [Bloom et al, 1956]。布魯姆認知歷程向度對各學科課程發展，有極深遠的影響，但也引發許多學者對高層次向度之合理性的質疑[陳豐祥, 2009]，因此Anderson等人在2001年針對Bloom的舊版本加以修訂[Anderson et al, 2001][陳豐祥, 2009]，將認知目標分成知識向度（Knowledge Dimension）和認知歷程向度（Cognitive Process Dimension）：
1. 知識向度
一.事實知識：學生學習或解決問題時必須知道的基本知識。包括：1. 術語及專有名詞的知識，例如：國家使用的錢幣。；2. 特定細節及元素知識，例如：某一文化的特徵

二.概念性知識：從複雜的結構中找出共同的屬性，給予分類的知識。包括：1. 原理和原則的知識，例如：動物進化論、2. 理論／模式／結構的知識，例如：哲學基礎、3. 分類和類別知識，例如：區分問題的範圍。

三.程序性知識：知道如何完成做某事的流程、技巧和方法的規則等。包括：1.運用規準的知識，例如：音樂鑑賞的能力、2.特定學科的技能和演算知識，例如：如何進行二元搜尋、3.特定學科的技術和方法知識，例如：二次世界大戰的主因。

四.後設認知知識：對自我知識以及認知的理解。包括：1. 認知任務知識、2. 自我知識、3. 策略知識。

事實知識及概念性知識是讓學生在學習過程知道什麼，而程序性知識及後設認知知識則注重為何知道及如何知道[陳豐祥, 2009]

2. 認知歷程向度
(一)記憶(Remenber)：將學習的知識保留，並能從記憶中提取知識。包括：1.確認。2.回憶。

(二)理解(Understand)：從教材或經驗中找出涵義。包括：1.詮釋。2.舉例。3.分類。4.摘要。5.推論。6.比較。7.解釋。

(三)應用：牽涉使用程序（步驟）來執行作業或解決問題，與程序知識緊密結合。包括：1.執行。2.實行。

(四)分析：將一個概念拆解成許多部分，並說明各部分與整體的關係。包括：1.辨別。2.組織。3.歸因。

(五)評價：根據原則和標準作判斷。包括：1.檢查。2.評論。

(六)創作：組合片段以產生新的事物，或者找出一個新結構的組成要素。包括：1.產生。2.計畫。3.製作。

第四節 學習興趣與態度
興趣可以讓個體全心全意的投入於某件事物或想法之中，它是一種個體對環境交互作用產生的心理狀態[Schiefele, 1991][Krapp, 2005]，能影響個體對學習的動機以及情緒[Hidi, 1990]。Boyle等人表示，增進興趣是設計嚴肅遊戲最重要的事情，他利用嚴肅遊戲提升學生的學習成就與興趣[Boyle et al.,2014]。
態度被定義為「對人、事物、事件、地點或想法的正面或反面反應」，而態度通常包含，認知(關於目標的知識) 、行為(從於目標的行為或反應)、影響(對於目標的感受) [Lu et al.,2016]。Smith認為學習態度是可以被培養的[Smith, 1971]。而學習態度對於學習成就會有正面影響[Shaw & Marlow, 1999]，也可以對學習保持力有好的影響[Pilli & Aksu, 2013]。
第五節 學習動機
動機是人類的一種心理特質，能夠使人類完成任務，也可以使人充滿活力、對一件事有目標性，並且將表現保持在一定的狀態裡[Maehr & Mayer,1997]。動機是指一段心路歷程，能夠影響個體表現的方向性、活力以及持久力[Moos & Marroquin, 2010] [Maehr & Mayer, 1997]。
Lussier認為動機是引導個體展現行為以滿足其需求的內在過程[Lussier,1990]。有許多研究指出，當學生有動機時，學生會努力行動來獲得較好的學習成績[Ahmed&Bruinsma,2006] [Pintrich&maehr,2004] [Slavin, 2003]。
近年來許多遊戲式學習的研究將學習動機納入探討範圍。如Huizenga以歷史為教材利用行動裝置加入遊戲式學習與傳統課程相對比，探討學生的動機[Huizenga, 2009]；Hwang等人開發了一款論語教學的角色扮演遊戲，透過遊戲中的問答幫助國小學生學習，並激發學習動機與學習意願[Hwang et al., 2017]；而Huang對於線上教學遊戲的使用者進行了調查，結果顯示在設計數位遊戲式學習時，設計的內容會影響到學生的動機[Huang, 2010]。
第六節 學習風格
Felder和Soloman認為每位學生都有屬於自己的特性，也會有一套自己的學習風格 [Felder & Silverman,1988]。老師可以藉由了解學生之間的差異，找出適合同學學習風格的方式來指導，達到因材施教，學生們在自己適合的學習方式下進行學習，達到最佳的學習成效[Felder & Silverman,1988]。
本研究採用所羅門學習風格測驗(Felder-Silveman Learning Style)將學生進行分類，所羅門學習風格測驗是參照Felder和Soloman於1997年提出的所羅門學習風格理論，其中包含四個面向，總共八個類型，檢驗每位學生在此四個面向中是否有明顯偏向的類型。學習風格的八個類型分別為活躍型(Active)及沉思型(Reflective)、感悟型(Sensing)及直覺型(Intuitive)、視覺型(Visual)及言語型(Verbal)、序列型(Sequential)及綜合型(Global)[Soloman & Felder,1999]。表2-1為所羅門學習風格各項類型的定義。







表2-1所羅門學習風格各類型之定義
活躍型(Active) 學習的過程喜歡經由與其他人討論或親自經歷的學習方式。
沉思型(Reflective) 學習的過程經由個人獨立思考、學習來解決遭遇的問題。
感悟型(Sensing) 比較能理解實際的事實或日常生活中所接觸的事物，對於抽象的東西則較難想像。
直覺型(Intuitive) 對於細節或重複的部分感到不耐煩，而經由親自嘗試可以獲得較好的學習成效。
視覺型(Visual) 利用圖解的方式作學習其學習成效較好。
言語型(Verbal) 利用文字描述的方式進行學習其學習成效較好。

序列型(Sequential) 不適合跳躍式的學習方法，比較適合從頭按部就班進行學習。
綜合型(Global) 對各個分支有初步的了解，便有能力將整個架構融會貫通。


第七節 認知負荷
認知負荷指的是一種學習者在學習某一項事物時，認知系統所產生的負荷[Paas, 1992]。Sweller將認知負荷以教學層面分成三種類型[Sweller, 1998]：
1. 內在認知負荷(Intrinsic Cognitive Load)
內在認知負荷取決於學習者的先備知識與教材使用元素相互作用所造成的負荷，例如在學英文單字時，學習Chicken這個單字並不會影響你學單字Leg，但是如果組成一段句子時所使用到相互作用的元素就會變多，導致內在認知負荷增加。
2. 外在認知負荷(Extraneous Cognitive Load)
外在認知負荷主要是受到教材的內容與設計方式影響，如果教材沒有考量學習者的認知架構，學習者可能會花費更多資源去了解，導致外在認知負荷增加。
3. 增生認知負荷(Germane Cognitive Load)
與外在認知負荷相似，透過教材的設計引導學習者專注學習，是一種可以幫助學習者產生正面的影響。

Paas認為認知負荷是一種多維度的概念，它包含心智負荷(Metal Load)及心智努力(Mental Effort)[Paas, 1992]。心智負荷是學習者受到任務或環境產生的影響，而心智努力則是學習者完成任務所付出的努力，而認知負荷是這兩個面向的總和。通常認知負荷處於過高或過低的負荷，均可能導致學生停止學習，因此適度的調整負荷，能有效的改善學生的學習狀況[Paas, Renkl & Sweller,2004]。





















第三章 系統介紹
第一節 系統功能與介面
本研究開發了一款名叫「BSJ Sports」的遊戲式學習系統，透過實驗證明，用以比較聯想式概念圖作答之學生與使用選擇題式概念圖作答之學生，在學習成就、學習動機、學習興趣、學習態度、認知負荷、沉浸狀態以及知識認知各面向有何差異。學生可以使用電腦或行動裝置等設備，隨時隨地經由瀏覽器輸入本系統網址後，即可進行遊戲式學習，如圖3-1所示。
圖3-1系統首頁

點擊首頁並透過帳號登入畫面輸入帳號密碼驗証後，系統會進行學生的組別認證，如圖3-2。
圖3-2使用者登入畫面

登入成功以後，畫面就會進入到系統主頁面如圖3-3所示，即可開始使用本系統。如圖3-3所示，主頁中間有四個主要功能按鈕，分別為「魔鬼特訓」、「明星挖掘」、「積分排行」以及「鍾爸寶典」，主頁上方有三個按鈕分別為登出、觀看個人資訊以及系統說明。


個人資訊功能如圖3-4，玩家可以在畫面右上方看到自己的帳號、魔鬼特訓中各週的成績與明星挖掘中各週的成功次數；在畫面左上方可以看到自己的頭像，並且可以選擇「更換頭貼」功能，隨時更改頭像，或選擇「修改密碼」功能更改他們的密碼。
以圖3-4為例，學生帳號為CLG，魔鬼訓練第一週(力量)得分為111，明星挖掘成功1次(USA簽約)；魔鬼訓練第二週(速度)得分為111，明星挖掘成功2次(Japan簽約)；魔鬼訓練第三週(臂力)得分為113，明星挖掘成功3次(Taiwan簽約)；魔鬼訓練第四週(反應)得分為114，明星挖掘成功4次(Korea簽約)。

在魔鬼特訓功能中，共有四個關卡對應著作業系統課程的一到五章，分別為第一週(第一章)、第二週(第二、三章)、第三週(第四章)和第四週(第五章)，學生可以自行選擇關卡進行題目練習。圖3-5為聯想式概念圖組的練習畫面，上方顯示角色的頭像、名稱、章節積分以及章節熟悉程度是否能進行明星挖掘功能。以圖3-5為例，角色名稱為Test 01，在第一週教材，也就是第一章的積分為111分，已經有資格進行明星挖掘。

圖3-6為選擇題式概念圖組練習畫面，與聯想式概念圖組不同的地方在於題目只問單一個概念名稱，而不像聯想式概念圖組需要將多個節點的名稱和連結關係，甚至是整張概念圖弄明白，才有能力回答問題。

學生在魔鬼特訓練習過程中，每回答完一題，系統會回應答對或答錯，並沒有提供任何提示或解答。魔鬼特訓練習過後，學生能透過作答回顧的功能來觀看曾經做過的題目，如圖3-7所示。與一般常見的作答回顧不同的是，本遊戲只提供學生做答的選項，不提供正確答案，讓學生根據當時自己選擇的選項來學習，思考何者才是正確答案，避免學生以死記選項的方式來學習。

當學生於魔鬼特訓時，在某個章節練習的積分累積到50分後，系統開放對應章節之明星挖掘功能，學生需要透過SPRT在隨機的10題中連續答對4題或是累積答對7題為挖掘明星成功，連續答錯4題則是挖掘明星失敗[邱琪雯, 2017]。如圖3-8，明星挖掘的答題方式採用一般選擇題方式，沒有任何概念圖。當學生於魔鬼特訓中每累積50分或於明星挖掘中挖掘成功時，都能獲得新的角色頭像，本遊戲共有120位角色頭像讓學生可以收集，如圖3-9。


如圖3-9，可以發現頭圖以不同章為區分，未達到成績則無法取得相對應的頭圖，這樣可以幫助了解學生學習的歷程。
如圖3-10，在積分排行功能中，可以看到對應各週遊戲積分的排行，聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組的排行是分開計算。

圖3-10積分排行畫面

除了以作答回顧讓學生在練習後能複習外，學生也能透過鍾爸寶典的功能來觀看課程之投影片，如圖3-11。
第二節 使用選擇題式概念圖作答及聯想式概念圖作答之答題差別
本研究使用的概念圖與一般概念圖表示的方式大致相同，每張概念圖必須有一個主題，而概念節點與概念節點之間必須具有方向性的連結。如圖3-12，「選擇題式概念圖作答」之題目為四個選項與一張概念圖，在概念圖中會有一個概念節點標示問號圖式，學生必須從四個選項中選出一個最適合填入問號概念節點內的概念名稱。
如圖3-13，「聯想式概念圖作答」之題目為四個選項與一張概念圖，在概念圖中會有三個概念節點標示問號圖式，其中兩個問號的概念節點為本張概念圖最重要兩項概念，永遠保持問號不會顯示出答案，而另一個問號的概念節點則由此概念圖中其他節點隨機選取，學生必須從四個選項中選出一個不是三個問號概念節點內的概念名稱。
以本研究使用的作業系統課程為例，圖3-12是「選擇題式概念圖作答」範例題目，概念圖內的連結關係是完整的，由電腦包含硬體及問號的概念節點，且問號的概念節點組成OS，學生可以從選項中挑選出軟體、硬體選項填入問號內的概念節點。圖3-13是「聯想式概念圖作答」，當學生看到概念圖時就會發現這題是電腦的基本架構，這時看到左下角OS就推導出軟體、韌體組成OS，再來也推導出右上角的硬體，最後推倒出來右下角的裸機，便找出這題的答案就是導體。
與聯想式概念圖的差別是選擇題式概念圖只需要觀看問號相關節點，不一定需要弄懂整張圖，例如圖3-12，學生只需要關注在電腦包含什麼和什麼組成OS即可，並且圖中問號都是隨機出題所以題目多做就能把整張圖背下來，而聯想式概念圖三個問號中有兩個必定不會顯示，所以學生一定要懂最少兩個節點與其相關節點的關係，無法單純靠死背就行。



第四章 實驗方法
第一節 實驗對象
本研究實驗對象為中原大學106學年第二學期修習資訊工程學系「作業系統」課程的學生，兩個班級共有100人。依據前測小考成績，將學生隨機分組，分為聯想式概念圖組及選擇題式概念圖組，聯想式概念圖組為53人，選擇題式概念圖組為47人，兩組皆使用「BSJ Sports」的系統進行遊戲式學習，兩組不同的地方在於作答練習時能看到的資訊。選擇題式概念圖組學生使用選擇題式概念圖作答方式，以選擇題與概念圖結合的題目作答練習；聯想式概念圖組學生使用聯想式概念圖作答方式，以聯想式推理為基礎，加上了概念圖的概念，進行題目作答練習。
第二節 實驗教材及教學策略
實驗教材為中原大學106學年第二學期資訊工程學系大三「作業系統」課程的部份內容，總共五個章節，內容包括第一章「作業系統簡介」、第二章「電腦系統結構」、第三章「作業系統結構」、第四章「處理元」及第五章「中央處理器排程」。
教學策略則為遠端教學搭配翻轉教學，學生於每週實體面授前先依進度觀看教學影片，並於實體面授進行師生互動討論及重要概念作答與討論，課後則進行議題討論，作業及測驗。二組學生之教學環境及教學策略均相同(每個班級均有這兩組學生)，為一不同處是使用不同概念圖作答進行練習。
表4-1為系統中兩組各章節的概念圖練習題題數，聯想式概念圖組第一章有39題、第二章有29題、第三章有16題、第四章有49題及第五章有36題；選擇題概念圖組第一章有44題、第二章有33題、第三章有16題、第四章有59題及第五章有46題。

表4-1 兩組各章節之概念圖(練習題)題數
聯想式概念圖組 選擇題概念圖組
第一章 39題 44題
第二章 29題 33題
第三章 16題 16題
第四章 49題 59題
第五章 36題 46題

第三節 實驗工具
本研究主要目標為了解聯想式概念圖組學生在實驗後於學習成就、學習保持力、學習動機、學習興趣、學習態度、認知負荷及沉浸狀態上相較於選擇題式概念圖組學生是否有較好的表現，並且觀察聯想式概念圖作答方式適合哪些學習風格的學生；因此採用了學習動機問卷、學習興趣與態度問卷、學習風格測驗、認知負荷問卷、沉浸狀態、系統回饋問卷及學習認知問卷。
第一項 學習動機問卷
學習動機問卷是採用Hwang等人在2013年使用的問卷[Hwang et al., 2013]其Cronbach''s alpha為0.79，本研究稍微修改問卷內容以符合本次實驗的需求[王柏竣, 2017]。學習動機問卷題目共有7題，為6等第問卷，題目如下：
1. 我認為學習作業系統是有趣的和有價值的。
2. 在學習作業系統課程上，我會想要學習更多、了解更多。
3. 學習與作業系統相關的知識是值得的。
4. 對我而言，把作業系統學好很重要。
5. 了解作業系統的知識與電腦系統的運作有何關聯是件重要的事。
6. 我會積極地搜尋並學習更多與作業系統相關的資訊。
7. 作業系統所教的東西對每個資工人都很重要。
第二項 學習興趣與態度問卷
學習興趣與態度問卷是採用Hwang和Chang於2011年所提出的學習興趣與態度問卷為基礎[Hwang & Chang, 2011]，本研究稍微修改問卷內容以符合本次實驗所需量測項目[王柏竣, 2017]，題目包含學習興趣11題與學習態度7題共18題，為4等第問卷。
學習興趣題目如下所示其學習興趣及學習態度之Cronbach''s alpha分別為0.88及0.79：
1. 我對學習作業系統有興趣。
2. 學習更多有關作業系統的知識是頗為有趣的一件事。
3. 觀看作業系統的錄影是有趣的。
4. 學習作業系統的過程是有趣的。
5. 跟同學一起學作業系統是有趣的。
6. 在課堂上回答老師的問題很有趣。
7. 在上作業系統這門課之前都會先預習。
8. 老師在上作業系統時都有引起我的注意。
9. 任何跟作業系統有關的東西都令我感興趣。
10. 作業系統比起其他課程有趣。
11. 其他課程都不能像作業系統這樣吸引我。

學習態度題目為：
1. 作業系統是門重要的課。
2. 作業系統這門課所教的知識是值得學習的。
3. 如果把作業系統念好應該會很有幫助。
4. 學習作業系統的知識並會做這門課的Projects是重要的。
5. 身為一個資工人，了解作業系統所教的觀念對我是有幫助的。
6. 我以後會去多了解一些與作業系統有關的知識。
7. 我認為每個資工人都應該知道作業系統這門課所教的知識。

第三項 認知負荷問卷
認知負荷問卷使用Hwang等人在2013年實驗中使用的問卷[Hwang et al., 2013]，其心智負荷及心智努力之Cronbach''s alpha分別為0.86及0.85。本研究稍微修改問卷內容以符合本次實驗[王柏竣, 2017]，問卷題目共8題，為6等第問卷，題目如下：
1. 作業系統這門課的內容對我來說是困難的。
2. 我必須花很多精力去學習作業系統這門課程。
3. 學習作業系統這門課程對我而言有點麻煩。
4. 我對作業系統這門課的學習有挫折感。
5. 我缺乏足夠的時間來學習作業系統這門課。
6. 在上作業系統的過程中，教學或學習內容的呈現方式使我必須耗費大量的腦力。
7. 我需要花大量的精力才能完成作業系統這門課所給的學習任務或達到這門課的學習目標。
8. 作業系統這門課的教學方式很難跟上、也不易理解。

第四項 沉浸狀態問卷
為了吸引學習者參與學習活動，必須要有良好的遊戲設計，過去的研究發現一個良好的遊戲必須有明確的遊戲目標、遊戲流程、和遊戲獎勵，這可以幫助學習者擁有高度的遊戲體驗，遊戲的學習經驗也對學習者有所幫助[Kiili et al, 2012]。故本研究修改了Kiili等人所使用的沉浸狀態問卷內容以符合本次實驗的需求[王柏竣, 2017]，藉以了解學習者使用本系統後對學習的沉浸狀態，此問卷題目總共9題，其Cronbach''s alpha為0.78。為6等第問卷，題目如下：
1. 「BSJ SPORTS」遊戲裡的挑戰水平適合我，並沒有太困難或太簡單。
2. 在「BSJ SPORTS」遊戲中我明白我需要的和完成的是甚麼，因此我認為遊戲中的各個目標很明確。
3. 「BSJ SPORTS」遊戲有提供反饋讓我知道自己的表現，我完全知道我的動作的後果是甚麼。
4. 「BSJ SPORTS」使用者介面容易操作，我可以很容易就找到所有需要的功能和資訊。
5. 我覺得要在「BSJ SPORTS」遊戲中表現很好是有可能的，多些訓練應該可以改善我玩這遊戲的技巧。
6. 我很享受玩「BSJ SPORTS」遊戲的感覺，能夠純粹為了想玩它而玩它，令我感覺很好。
7. 在玩「BSJ SPORTS」遊戲時，我完全沉浸於其中，外在因素並沒有打擾我，我也能一直都是專心玩這遊戲。
8. 在玩「BSJ SPORTS」遊戲期間我並不關心別人會怎麼看我的表現。
9. 在玩「BSJ SPORTS」遊戲期間時間好像過得很快，才開始沒多久遊戲就結束了。

第五項 系統使用問卷
此問卷是為了瞭解兩組的學生在各自的作答模式的想法和參與本實驗後對於系統的看法，問卷一共12題，為5等第問卷，最後3題為開放式問答，題目如下：
1. 我喜歡用「BSJ SPORTS」遊戲來學習。
2. 透過「BSJ SPORTS」遊戲讓我覺得作業系統課程不再那麼沉悶。
3. 我覺得「BSJ SPORTS」遊戲是一個好的輔助學習工具。
4. 「BSJ SPORTS」遊戲能提高我主動思考的能力。
5. 「BSJ SPORTS」遊戲能幫助我思考。
6. 「BSJ SPORTS」遊戲能幫助我加深對題目的印象。
7. 「BSJ SPORTS」遊戲能幫助我提升對於課程內容的理解。
8. 我喜歡「BSJ SPORTS」遊戲的出題方式。
9. 我認為在練習過程中系統的出題方式對學習有幫助。
10. 如果滿分10分你給「BSJ SPORTS」遊戲打幾分？
11. 承上題，為什麼？
12. 使用「BSJ SPORTS」遊戲後的心得及建議

第六項 學習風格測驗
為了觀察聯想式概念圖作答及選擇題式概念圖作答適合那種類型學習風格的學生，本研究採用了Felder and Soloman 的學習風格測驗(Felder-Silveman Learning Style) [Soloman & Felder,1999]，用來對每位學生進行學習風格分類。學習風格共有4個面向，每個面向各有2個對立的類型，每位學生在各個面向均會偏向某個類型。學習風格測驗共44題選擇題，分為4個面向，每個面向各有11題以及各有2個對立類型，類型如下：
(1) 活躍型/沉思型
(2) 感悟型/直覺型
(3) 視覺型/言語型
(4) 序列型/綜合型

測驗中每道題目都有a、b兩個選項，代表同面相中兩個相對的類型。透過於面相的測驗中選項選擇的數量差，來判斷學生屬於該面相中的哪種類型。而差值越大表示該面相風格越明顯。

第四節 實驗流程
本研究實驗流程如圖4-1，總共為期五週，第一週為小考和學習動機、認知負荷、學習興趣與態度問卷作為前測分數以及填寫學習風格問卷；之後將學生依照前測小考成績亂數隨機分成聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組，並於第二週將學生帶到電腦教室進行系統說明與操作。系統說明完畢後給予學生50分鐘進行上機練習。上機練習共持續三週，每週五帶學生到電腦教室使用系統50分鐘。第五週時進行第二次的小考與填寫學習動機、認知負荷、學習興趣與態度及系統問卷作為後測分數。本實驗進行的期間，學生都可以在任意時間、任意地點使用行動裝置或者電腦進行遊戲式學習。實驗結束一個月後進行第三次小考，而這次的小考是為了測驗兩組學生的學習保持力。

圖4-1實驗流程圖
第五章 實驗結果
本研究主要是探討聯想式概念圖作答的學習方式與選擇題式概念圖作答的學習方式在學習成就、學習動機、學習興趣、認知負荷、學習保持力與在布魯姆的認知分類金字塔架構各層次是否有顯著差異，並且探討何種學習風格的學生適合使用聯想式概念圖的學習方式或選擇題式概念圖的學習方式。本研究參與人數原本為123名，經過某些學生退選或翹課後，最終人數為100名，聯想式概念圖組為53人，選擇題式概念圖組為47人。
本研究透過前測小考成績隨機分組方式將學生分成聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組，並透過One-way ANOVA、ANCOVA、t檢定對兩組學生的學習成就、學習動機、學習興趣、學習態度及認知負荷前後測進行分析。
第一節 學習成就前測分析
兩組的學習成就前測之描述性統計資料如表5-1所示，聯想式概念圖組(簡稱聯想式組)平均為48.38分，選擇題式概念圖組(簡稱選擇題組)平均為50.30分。變異數同質性檢定如表5-2所示，顯著性為0.764大於0.05，表示兩組在95%信心水準下變異數為同質，說明了ANOVA檢定數據是有參考價值的。兩組學生的學習成就前測ANOVA檢定如表5-3，兩組在學習成就前測的顯著性為0.500大於0.05，表示兩組在先備知識沒有顯著差異。

表5-1學習成就前測描述性統計資料
個數 平均數 標準差 平均數的95%信賴區間 最小值 最大值
下界 上界
前測 聯想式組 53 48.38 14.64 44.34 52.41 24 84
選擇題組 47 50.30 13.62 46.30 54.30 20 76
總和 100 49.28 14.13 46.48 52.08 20 84



表5-2學習成就前測變異數同質性檢定
Levene 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性
前測 .09 1 98 .764
表5-3學習成就前測變異數分析
平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性
前測 組間 91.88 1 91.88 .46 .500
組內 19680.28 98 200.82
總和 19772.16 99
第二節 學習成就後測分析
表5-4聯想式概念圖組學習成就前後測描述性統計資料
項目 平均數 個數 標準差 平均數的標準誤
前測 48.38 53 14.64 2.01
後測 63.62 53 15.45 2.12

表5-5選擇題式概念圖組學習成就前後測描述性統計資料
項目 平均數 個數 標準差 平均數的標準誤
前測 50.30 47 13.62 1.99
後測 63.49 47 19.94 2.91

表5-4、5-5為聯想式概念圖組及選擇題式概念圖組學習成就前、後測描述性統計資料，聯想式概念圖組由前測平均48.38分進步到後測平均63.62分，選擇題式概念圖組由前測平均50.30分進步到後測平均63.49分。

表5-6聯想式概念圖組及選擇題式概念圖組學習成就前後測成對樣本t檢定
成對變數差異 t 自由度 顯著性 (雙尾)
平均數 標準差 標準錯誤平均值
聯想式組後-前測 15.25 19.07 2.62 5.82 52 .000***
選擇題組後-前測 13.19 18.63 2.72 4.85 46 .000***
***：p<0.001, **：p<0.01, *：p<0.05, +：p<0.1
由表5-6，聯想式概念圖組及選擇題式概念圖組在學習成就前後測之成對樣本t檢定的結果，兩組在組內之進步顯著性皆小於0.05且趨近於0.000，表示兩組學生在經過本遊戲系統學習後，學習成就都有顯著的進步。

表5-7學習成就後測描述性統計資料
個數 平均數 標準差 平均數的95%信賴區間 最小值 最大值
下界 上界
後測 聯想式組 53 63.62 15.46 59.36 67.88 36.00 96.00
選擇題組 47 63.49 19.94 57.63 69.34 28.00 100.00
總和 100 63.56 17.61 60.06 67.06 28.00 100.00

表5-8 學習成就後測變異數同質性檢定
Levene 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性
後測 4.405 1 98 .038

表5-9學習成就後測平均值等式穩健測試
Welch統計資料 df1 df2 顯著性
後測 .001 1 86.385 .971

表5-10學習成就後測變異數分析
平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性
後測 組間 .44 1 .44 .001 .970
組內 30716.20 98 313.43
總和 30716.64 99

在實驗結束後進行兩組學生進行學習成就後測之One-way ANOVA檢定，兩組學生的學習成就後測之描述性統計資料如表5-7所示，變異數同質性檢定如表5-8所示，顯著性為0.038小於0.05，顯示在95%的信心水準下變異數是不同質。進一步使用平均值等式穩健測試Welch校正如表5-9所示，顯著性為0.971大於常態的0.05，表示聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組在學習成就後測並無顯著差異。雖然在檢定上沒有顯著性，但從數據中可以發現在聯想式概念圖組的學習成就前測的平均分數(48.38分)比選擇題式概念圖組的平均分數(50.30分)差，而在學習成就後測聯想式概念圖組的平均分數(63.62)是高於選擇題式概念圖組的平均分數(63.49分)，這可以說明在使用系統後，聯想式概念圖組學生的成績相對於選擇題式概念圖組是提升較多的。

兩組學生的學習成就前後測ANCOVA檢定如表5-11所示，顯著性為0.793大於0.05，表示兩組在學習成就沒有顯著差異。

表5-11學習成就前後測ANCOVA比較
組別 個數 平均 標準偏差 調整後平均 標準錯誤 F 顯著性
聯想式組 53 63.62 15.46 63.98 2.32 .069 .793
選擇題組 47 63.49 19.94 63.09 2.47
***：P<0.001, **：P<0.01, *：P<0.05, +：P<0.1

第三節 學習成就記憶保持力分析
為了證明聯想式概念圖作答並非死記硬背的學習方式，在系統結束1個多月後，進行保持力小考，學生事先並不知道要考試；表5-12為兩組保持力小考之描述性統計資料，聯想式概念圖組平均67.77分，選擇題式概念圖組平均65.19分。變異數同質性檢定如表5-13所示，顯著性為0.091大於0.05，表示兩組在95%信心水準下變異數為同質，說明了ANOVA檢定數據是有參考價值的。ANOVA檢定結果如表5-14所示，顯著性為0.339大於0.05，表示兩組在學習成就沒有顯著差異。表5-15是兩組學生的學習成就前測及保持力小考ANCOVA檢定，顯著性為0.101雖稍大於0.1，表示在接近90%(89.9%)的信心水準下，聯想式概念圖組保持力測驗是優於選擇題式概念圖組，證明聯想式概念圖作答方式並非硬背的學習方式，能夠幫助學生維持一定的學習成就，達到長期記憶的學習方式。由於兩組未在95%的信心水準下有顯著差異，本研究將進一步分析不同知識程度學生的差異。
表5-12學習成就記憶保持力描述性統計資料
個數 平均數 標準差 平均數的95%信賴區間 最小值 最大值
下界 上界
聯想式組 53 67.77 12.39 64.36 71.19 36.00 88.00
選擇題組 47 65.19 14.47 60.94 69.44 40.00 92.00
總和 100 66.56 13.40 63.90 69.22 36.00 92.00

表5-13學習成就記憶保持力變異數同質性檢定
Levene 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性
2.911 1 98 .091

表5-14學習成就記憶保持力變異數分析
平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性
組間 166.08 1 166.08 .924 .339
組內 17610.56 98 179.70 　 　
總和 17776.64 99 　 　 　

表5-15學習成就記憶保持力ANCOVA比較
組別 個數 平均 標準偏差 調整後平均 標準錯誤 F 顯著性
聯想式組 53 67.77 12.39 68.27 1.50 2.749 .101
選擇題組 47 65.19 14.47 64.62 1.60
***：P<0.001, **：P<0.01, *：P<0.05, +：P<0.1

第四節 學習動機前、後測分析
學習動機前、後測問卷之Cronbach''s alpha分別為0.92及0.91。本研究根據兩組學生的學習動機問卷進行分析，聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組之學習動機前後測描述性統計資料如表5-16，變異數同質性測試如表5-17所示；兩組間學習動機前、後測的顯著性分別為p=0.299、0.053均大於0.05，說明在95%信心水準下變異數是同質，且ANOVA檢定數據是有參考價值的。

表5-16學習動機前後測描述性統計資料
個數 平均數 標準差 平均數的95%信賴區間 最小值 最大值
下界 上界
前測 聯想式組 53 34.92 3.82 33.87 35.98 24.00 42.00
選擇題組 47 34.77 4.17 33.54 35.99 27.00 42.00
總和 100 34.85 3.97 34.06 35.64 24.00 42.00
後測 聯想式組 53 33.85 4.15 32.70 34.99 20.00 42.00
選擇題組 47 34.68 5.04 33.20 36.16 24.00 42.00
總和 100 34.24 4.58 33.33 35.15 20.00 42.00

表5-17學習動機前後測變異數同質性檢定
Levene 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性
前測 1.091 1 98 .299
後測 3.824 1 98 .053

ANOVA檢定如表5-18所示，兩組間學習動機前測顯著性為0.843大於0.05，顯示聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組在學習動機前測並無顯著差異，符合預先規劃。在學習動機後測，聯想式概念圖組下降與選擇題式概念圖組上升，但兩組之間並沒有達到檢定上的顯著性( p=0.368 > 0.05 )。

表5-18學習動機前後測變異數分析
平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性
前測 組間 .63 1 .63 .039 .843
組內 1560.12 98 15.92 　 　
總和 1560.75 99 　 　 　
後測 組間 17.24 1 17.24 .819 .368
組內 2063.01 98 21.05 　 　
總和 2080.24 99 　 　 　

兩組學生的學習動機前後測ANCOVA檢定如表5-19所示，顯著性為0.151大於0.05，表示兩組學生之間的學習動機在經過學習後的變化是沒有顯著差異的。




表5-19學習動機前後測ANCOVA比較
組別 個數 平均 標準偏差 調整後平均 標準錯誤 F 顯著性
聯想式組 53 33.85 4.15 33.79 .454 2.099 .151
選擇題組 47 34.68 5.04 34.75 .482
***：P<0.001, **：P<0.01, *：P<0.05, +：P<0.1

進一步使用成對樣本t檢定分析兩組在實驗前與實驗後的學習動機變化，分析結果如表5-20，聯想式概念圖組顯著性為0.016小於0.05，表示在95%信心水準下，學習動機的前後測變化上有差異。

表5-20聯想式概念圖組及選擇題式概念圖組學習動機前後測成對樣本t檢定
成對變數差異 t 自由度 顯著性 (雙尾)
平均數 標準差 標準錯誤平均值
聯想式組後-前測動機 -1.08 3.14 .43 -2.49 52 .016*
選擇題組後-前測動機 -.09 3.63 .53 -.16 46 .873
***：p<0.001, **：p<0.01, *：p<0.05, +：p<0.1

第五節 學習興趣前、後測分析
學習興趣前、後測問卷之Cronbach''s alpha分別為0.87及0.85。學習興趣的部分，聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組的描述性統計資料如表5-21，變異數同質性測試如表5-22所示；兩組間學習興趣前、後測的顯著性分別為p=0.724、0.283均大於0.05，說明在95%信心水準下變異數是同質，且ANOVA檢定數據是有參考價值的。






表5-21學習興趣前後測描述性統計資料
個數 平均數 標準差 平均數的95%信賴區間 最小值 最大值
下界 上界
前測 聯想式組 53 32.21 4.12 31.07 33.34 25.00 44.00
選擇題組 47 31.94 4.54 30.60 33.27 23.00 44.00
總和 100 32.08 4.30 31.23 32.93 23.00 44.00
後測 聯想式組 53 30.92 3.91 29.85 32.00 21.00 40.00
選擇題組 47 31.60 4.99 30.13 33.06 18.00 44.00
總和 100 31.24 4.44 30.36 32.12 18.00 44.00

表5-22學習興趣前後測變異數同質性檢定
Levene 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性
前測 .126 1 98 .724
後測 1.165 1 98 .283

ANOVA檢定表如表5-23所示，兩組間學習興趣前測顯著性為0.755大於0.05，表示聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組在學習興趣前測並無顯著差異，符合預先規劃。在學習興趣後測，兩組學生的學習興趣都有些微下降，但兩組之間並沒有達到檢定上的顯著性( p=0.454 > 0.05 )。

表5-23學習興趣前後測變異數分析
平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性
前測 組間 1.84 1 1.84 .098 .755
組內 1829.53 98 18.67
總和 1831.36 99
後測 組間 11.22 1 11.22 .566 .454
組內 1943.02 98 19.83
總和 1954.24 99

進一步分析學習興趣前後測成對樣本t檢定，分析結果如表5-24，聯想式概念圖組前測平均分數從32.21分下降到後測的平均分數30.92分，分析結果顯示聯想式概念圖組是有顯著的下降( p=0.003 < 0.05 )；而選擇題式概念圖組的前測平均分數由31.94分下降到後測的31.60，分析結果表明是沒有顯著性( p=0.592 > 0.05 )。
從學生的系統問卷來看，兩組學生都有提到「題目數量少，重複率高」，根據學生的回答推測兩組的題目數量導致降低學生的學習興趣。

表5-24學習興趣成對樣本t檢定
成對變數差異 t 自由度 顯著性 (雙尾)
平均數 標準差 平均數的標準誤
聯想式組 後-前興趣 -1.28 2.94 .40 -3.17 52 .003*
選擇題組 後-前興趣 -.34 4.32 .63 -.54 46 .592
***：p<0.001, **：p<0.01, *：p<0.05, +：p<0.1

兩組學生的學習興趣前後測ANCOVA檢定如表5-25所示，顯著性為0.212大於0.05，表示兩組學生之間的學習興趣在經過學習後的變化是沒有顯著差異的。

表5-25學習興趣前後測ANCOVA比較
組別 個數 平均 標準偏差 調整後平均 標準錯誤 F 顯著性
聯想式組 53 30.92 3.91 30.84 .466 1.580 .212
選擇題組 47 31.60 4.99 31.69 .494
***：P<0.001, **：P<0.01, *：P<0.05, +：P<0.1

第六節 學習態度前、後測分析
學習態度前、後測問卷之Cronbach''s alpha分別為0.90及0.89。學習態度前後測描述性統計資料如表5-26，變異數同質性檢定如表5-27所示，顯著性分別為p=0.624、0.781均大於0.05，說明在95%信心水準下變異數是同質，且ANOVA檢定數據是有參考價值的。





表5-26學習態度前後測描述性統計資料
個數 平均數 標準差 平均數的95%信賴區間 最小值 最大值
下界 上界
前測 聯想式組 53 23.85 2.87 23.06 24.64 20.00 28.00
選擇題組 47 24.09 2.96 23.22 24.95 20.00 28.00
總和 100 23.96 2.90 23.38 24.54 20.00 28.00
後測 聯想式組 53 23.43 2.84 22.65 24.22 17.00 28.00
選擇題組 47 24.26 2.88 23.41 25.10 20.00 28.00
總和 100 23.82 2.87 23.25 24.39 17.00 28.00

表5-27學習態度前後測變異數同質性檢定
Levene 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性
前測 .242 1 98 .624
後測 .078 1 98 .781

表5-28為學習態度前、後測的變異數分析，由表5-28可見兩組在學習態度前測沒有顯著性( p=0.687 > 0.05 )，表示聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組在學習態度前測並無顯著差異，符合預先規劃。在學習態度後測，兩組之間也沒有達到檢定上的顯著性( p=0.155 > 0.05 )。

表5-28學習態度前後測變異數分析
平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性
前測 組間 1.39 1 1.39 .164 .687
組內 830.45 98 8.47
總和 831.84 99
後測 組間 16.81 1 16.81 2.059 .155
組內 799.96 98 8.16
總和 816.76 99

兩組學生的學習態度前後測ANCOVA檢定如表5-29所示，顯著性為0.138大於0.05，表示兩組學生之間的學習態度在經過學習後的變化是沒有顯著差異的。




表5-29學習態度前後測ANCOVA比較
組別 個數 平均 標準偏差 調整後平均 標準錯誤 F 顯著性
聯想式組 53 23.43 2.84 23.50 .31 2.232 .138
選擇題組 47 24.26 2.88 24.18 .33
***：P<0.001, **：P<0.01, *：P<0.05, +：P<0.1

第七節 認知負荷前、後測分析
認知負荷前、後測問卷之Cronbach''s alpha分別為0.90及0.91。認知負荷前、後測描述性統計資料如表5-30，變異數同質性檢定如表5-31所示，顯著性分別為p=0.630、0.442均大於0.05，說明在95%信心水準下變異數是同質，且ANOVA檢定數據是有參考價值的。

表5-30認知負荷前後測描述性統計資料
個數 平均數 標準差 平均數的95%信賴區間 最小值 最大值
下界 上界
前測 聯想式組 53 31.96 5.62 30.41 33.51 20.00 46.00
選擇題組 47 29.79 6.41 27.91 31.67 8.00 44.00
總和 100 30.94 6.07 29.73 32.15 8.00 46.00
後測 聯想式組 53 31.43 5.56 29.90 32.97 16.00 44.00
選擇題組 47 30.57 6.40 28.69 32.45 18.00 48.00
總和 100 31.03 5.95 29.85 32.21 16.00 48.00

表5-31認知負荷前後測變異數同質性檢定
Levene 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性
前測 .234 1 98 .630
後測 .596 1 98 .442

表5-32為認知負荷前、後測的變異數分析，由表5-32可見聯想式概念圖組從前測在90%的信心水準下有顯著性( p=0.074 < 0.05 )，降低到沒顯著性( p=0.474 > 0.05 )。
從學生的系統問卷來看，聯想式概念圖組學生有提到「可以檢測到自己不足的地方，而且會加深印象」、「重點式整理的圖可以很快的掌握課程重點」、「可以加深基本觀念，之後再遇到類似題目，可以迎刃而解」，而選擇題式概念圖組學生有提到「一題一分，且答對和答錯是等比例的，容易產生挫折感」，根據學生的回答推測聯想式概念圖組的學生降低認知負荷與選擇題式概念圖組認知負荷提高，導致從前測的有顯著到後測的沒顯著。

表5-32認知負荷前後測變異數分析
平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性
前測 組間 117.84 1 117.84 3.268 .074
組內 3533.80 98 36.06
總和 3651.64 99
後測 組間 18.40 1 18.40 .516 .474
組內 3494.51 98 35.66
總和 3512.91 99 　 　 　

兩組學生的認知負荷前後測ANCOVA檢定如表5-33所示，顯著性為0.604大於0.05，表示兩組學生之間的認知負荷在經過學習後的變化是沒有顯著差異的。

表5-33認知負荷前後測ANCOVA比較
組別 個數 平均 標準偏差 調整後平均 標準錯誤 F 顯著性
聯想式組 53 31.43 5.56 30.80 .65 .271 .604
選擇題組 47 30.57 6.40 31.29 .69
***：P<0.001, **：P<0.01, *：P<0.05, +：P<0.1

第八節 沉浸狀態分析
本研究使用沉浸狀態問卷了解使用者對於使用本系統後的感受度如何，並觀察實驗後聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組兩組對於本系統的使用體驗有無差異，沉浸狀態問卷之Cronbach''s alpha為0.92。兩組學生的沉浸狀態之描述性統計資料如表5-34所示，聯想式概念圖組平均為38.36分，選擇題式概念圖組平均為41.21分。變異數同質性檢定如表5-35所示，顯著性為0.227大於0.05，表示兩組在95%信心水準下為同質。兩組學生的沉浸狀態ANOVA檢定如表5-36，兩組於沉浸狀態的顯著性為0.028小於0.05，表示在95%信心水準下，選擇題式概念圖組比聯想式概念圖組更沉浸在系統中。

表5-34沉浸狀態描述性統計資料
個數 平均數 標準差 平均數的95%信賴區間 最小值 最大值
下界 上界
聯想式組 53 38.36 6.19 36.65 40.06 21.00 56.00
選擇題組 47 41.21 6.61 39.27 43.15 26.00 54.00
總和 100 39.70 6.52 38.41 40.99 21.00 56.00

表5-35沉浸狀態變異數同質性檢定
Levene 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性
1.475 1 98 .227

表5-36沉浸狀態變異數分析
平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性
組間 202.94 1 202.94 4.969 .028*
組內 4002.06 98 40.84
總和 4205.00 99 　 　 　

第九節 Bloom’s taxonomy的認知歷程向度分析
表5-37為前後測與保持力測驗小考試題經過專家分類成Bloom’s taxonomy的認知分類金字塔各向度的總分。





表5-37前後測各向度之總分數
前測分數 後測分數 保持力分數
記憶層 16 16 16
理解層 12 20 16
應用層 16 16 16
分析層 20 20 20
評價層 24 16 16
創作層 12 12 16

記憶層前後測與保持力測驗描述性統計資料如表5-38，變異數同質性檢定如表5-39所示，顯著性分別為p=0.790、0.534、0.062均大於0.05，說明在95%信心水準下變異數是同質，且ANOVA檢定數據是有參考價值的。

表5-38記憶層前後測描述性統計資料
個數 平均數 標準差 平均數的95%信賴區間 最小值 最大值
下界 上界
前測 聯想式組 53 6.32 4.27 5.14 7.50 0.00 16.00
選擇題組 47 7.15 4.56 5.81 8.49 0.00 16.00
總和 100 6.71 4.41 5.84 7.58 0.00 16.00
後測 聯想式組 53 9.06 4.31 7.87 10.24 0.00 16.00
選擇題組 47 9.87 4.40 8.58 11.16 0.00 16.00
總和 100 9.44 4.35 8.58 10.30 0.00 16.00
保持力 聯想式組 53 11.32 3.01 10.49 12.15 4.00 16.00
選擇題組 47 11.40 3.73 10.31 12.50 4.00 16.00
總和 100 11.36 3.35 10.70 12.02 4.00 16.00

表5-39記憶層前後測變異數同質性檢定
Levene 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性
前測 .071 1 98 .790
後測 .390 1 98 .534
保持力 3.563 1 98 .062

表5-40為記憶層的變異數分析，由表5-40可見兩組在記憶層前測沒有顯著性( p=0.351 > 0.05 )，表示聯想式概念圖組與選擇題式概念圖組在前測記憶層並無顯著差異。在後測記憶層，兩組之間也沒有達到檢定上的顯著性( p=0.352 > 0.05 )，到了保持力記憶層，兩組之間也沒有達到檢定上的顯著性( p=0.902 > 0.05 )。

表5-40記憶層前後測變異數分析
平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性
前測 組間 17.09 1 17.09 .879 .351
組內 1905.51 98 19.44
總和 1922.59 99
後測 組間 16.58 1 16.58 .875 .352
組內 1856.06 98 18.94
總和 1872.64 99 　 　 　
保持力 組間 .174 1 .174 .015 .902
組內 1110.87 98 11.34
總和 1111.04 99

理解層前後測與保持力測驗描述性統計資料如表5-41，變異數同質性檢定如表5-42所示，顯著性分別為p=0.315、0.424、0.556均大於0.05，說明在95%信心水準下變異數是同質，且ANOVA檢定數據是有參考價值的。

表5-41理解層前後測描述性統計資料
個數 平均數 標準差 平均數的95%信賴區間 最小值 最大值
下界 上界
前測 聯想式組 53 7.53 3.23 6.64 8.42 0.00 12.00
選擇題組 47 6.81 3.33 5.83 7.79 0.00 12.00
總和 100 7.19 3.28 6.54 7.84 0.00 12.00
後測 聯想式組 53 14.34 4.33 13.15 15.53 4.00 20.00
選擇題組 47 14.89 4.62 13.54 16.25 4.00 20.00
總和 100 14.60 4.45 13.72 15.48 4.00 20.00
保持力 聯想式組 53 10.87 3.62 9.94 11.79 4.00 16.00
選擇題組 47 9.87 3.42 8.87

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