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研究生:陳嘉慶
研究生(外文):Chia-Ching Chen
論文名稱:以貝氏網路為基礎的資訊融入數學教學對不同學習風格學生教學成效之探究─以分數的乘法單元為例
論文名稱(外文):A Study on the performance of integrating technology into mathematics instruction based on Bayesian networks for different learning style students – taking a fraction multiplication curriculum design as an example
指導教授:施淑娟施淑娟引用關係
指導教授(外文):Shu-Chuan Shih
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺中教育大學
系所名稱:數學教育學系
學門:教育學門
學類:普通科目教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:152
中文關鍵詞:資訊融入數學教學貝氏網路學習風格分數的乘法電腦化適性診斷測驗
外文關鍵詞:integrating technology into mathematics instructionBayesian networkslearning stylefraction multiplicationComputerized Adaptive Diagnostic Testing
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本研究是以國小五年級「分數的乘法」單元為研究領域,以貝氏網路理論為基礎來進行資訊融入單元教學設計與評量研發。在教學設計的部分,包括紙本教材及多媒體教材之編製,其中紙本教材有自編教學用教材與自編補救教學教材;多媒體教材有自編教學用多媒體及補救教學多媒體,在評量部分,則是編製一套電腦化適性診斷測驗。而後,將這整套資訊融入教學模式運用於實際教學中,並針對不同學習風格之學生探討其學習成效與補救教學成效,此外,對於此電腦化適性診斷測驗之應用成效與學生對此資訊融入教學模式之意見亦進行評估。
研究方法採用不等組準實驗設計,研究對象為台中縣某二所國小五年級學生,再由此兩所學校各抽取二個班級學生,隨機分派二個班級 54人為實驗組,接受資訊融入教學模式,另二個班級 68人為控制組,接受傳統教學模式。
研究結果發現:
1.電腦化適性診斷測驗,前測題目約可節省17.53題,佔全部試題的51.56%;而後測約節省18.82題,佔全部試題的55.37%。其預測作答的精準度,前測達93.02%,而後測達95.32%。
2.適性選題下貝氏網路的推論與完整作答下貝氏網路的推論之一致性分析結果發現,在錯誤類型及子技能之整體診斷預測精準度方面,前測為96.70%,後測為96.91%。
3.本研究之資訊融入教學模式與補救教學模式,對於不同學習風格之學生適用性並無顯著差異。
4.在學習成效部分,資訊融入數學教學之學生測驗表現優於傳統教學組。
5.在補救教學部分,資訊融入數學教學之低能力組學生測驗表現優於傳統教學之低能力組學生。
6.資訊融入教學模式之成效,不因學生性別不同而造成影響。
7.實驗組之全體學生對於此資訊融入數學教學及評量方式之學習意見,學生有八成六以上持非負向之意見,反應良好,其中尤以對電腦化適性診斷測驗融入之反應最佳。
8.實驗組之男女學生對於此資訊融入數學教學及評量方式之學習意見,不因性別不同而有所差異。
The aims of this study are to develop the teaching design and the assessment by integrating technology into mathematics instruction to teach fraction multiplication of the fifth grade based on Bayesian networks. There are two parts of the teaching design. The one parts are the paper materials including the self-edited teaching material and the self-edited remedial instruction material and the other parts are the multimedia materials including the self-edited teaching multimedia and the self-edited remedial instruction multimedia material. To refer to the assessment, it is the self-edited computerized adaptive test. The developments of this study are to conduct the model of integrating technology into mathematics instruction and to discuss the effects of learning and remedial instruction for different learning style students. Furthermore, the research also evaluates the effect of applying the computerized adaptive test and students’ opinions about integrating technology into mathematics instruction.
The methodology of this study is the nonequivalent quasi-experimental design. The subjects are fifth grade students from two elementary schools in Taichung County. It is to draw two classes from these two schools. The two classes (54 students) were randomly assigned in the experimental group to be taught with the model of integrating technology into mathematics instruction. The other two classes (68 students) were randomly assigned in the control group to be taught with the traditional teaching model.
The results of this study show as follows:
1.The number of items of pre-test of the computerized adaptive diagnostic testing are 17.53 items omitted and the accuracy can reach 93.02%. The number of items of post-test of the computerized adaptive diagnostic testing are 18.82 items omitted and the accuracy can reach 95.32%.
2.In the scale reliability analysis based on Bayesian networks of the adaptive item selection and entire answering, the accuracy can reach 96.70% in the pre-test and 96.91% in the post-test.
3.There are insignificant differences shown in the learning achievement of the experimental group and the control group with different learning styles. The similar results are also shown in the remedial achievement.
4.The average in learning outcomes of using multimedia to teach is better than using traditional teaching materials.
5.The average in learning outcomes of the remedial instruction of low ability students taught with multimedia is better than ones taught with traditional materials.
6.The learning outcome is not affected by gender taught with multimedia.
7.There are above 86% of students taught with multimedia are satisfied with using multimedia in teaching.
8.Students’ opinions about using multimedia in teaching and assessment are not affected by gender.
目 錄
第一章 緒論…………………………………………………………………………1
第一節 研究動機………………………………………………………………1
第二節 研究目的………………………………………………………………4
第三節 待答問題………………………………………………………………5
第四節 名詞解釋………………………………………………………………6
第五節 研究範圍與限制………………………………………………………9
第二章 文獻探討…………………………………………………………………11
第一節 分數概念發展與迷思…………………………………………………11
第二節 資訊融入教學及其相關研究…………………………………………20
第三節 學生學習風格…………………………………………………………27
第四節 補救教學………………………………………………………………41
第五節 電腦化適性診斷測驗…………………………………………………45
第三章 研究方法…………………………………………………………………51
第一節 研究流程………………………………………………………………51
第二節 研究對象………………………………………………………………54
第三節 研究工具………………………………………………………………55
第四節 實驗設計………………………………………………………………70
第五節 資料處理與分析………………………………………………………73
第四章 研究結果與討論…………………………………………………………77
第一節 電腦化適性診斷測驗應用成效分析…………………………………77
第二節 不同學習風格之學生在接受「資訊融入數學教學」與「傳統
教學」後學習成效之影響……………………………………………81
第三節 不同學習風格之學生在接受「資訊融入數學教學」與「傳統
教學」後補救成效之影響……………………………………………85
第四節 不同補救教學模式後之錯誤類型發生率與子技能達成率改變
情形……………………………………………………………………96
第五節 探討資訊融入教學對不同性別學生學習效果的影響………………101
第六節 探討學生對實施資訊科技融入數學教學之意見…………………105
第五章 結論與建議………………………………………………………………115
第一節 結論…………………………………………………………………115
第二節 建議…………………………………………………………………117
參考文獻……………………………………………………………………………121
中文部份………………………………………………………………………121
外文部份………………………………………………………………………130
附錄一 電腦化適性測驗流程及施測情況………………………………………135
附錄二 紙本單元講義之部分內容摘錄…………………………………………138
附錄三 紙本補救教學學生加油手冊之部分內容摘錄…………………………142
附錄四 分數的乘法教學媒體之部分內容摘錄…………………………………144
附錄五 分數的乘法補救教學媒體之部分內容摘錄……………………………146
附錄六 資訊融入數學教學之學習意見問卷……………………………………147
附錄七 學習風格問卷……………………………………………………………149
附錄八 分數的乘法診斷測驗之預試試題鑑別度、難度及信度分析……………151

圖目次
圖 2-1-1 面積的乘積模式(product as area)……………………………13
圖 2-1-2a 部分-整體區域面積模式………………………………………………14
圖 2-1-2b 部分-整體區域面積模式………………………………………………14
圖 2-3-1 Kolb經驗學習風格理論…………………………………………………31
圖 2-5-1 OT理論之專家知識結構圖………………………………………………47
圖 2-5-2 概念、錯誤類型與試題的貝氏網路圖……………………………………48
圖 3-1-1 研究流程圖………………………………………………………………52
圖 3-3-1 分數的乘法專家知識結構圖……………………………………………60
圖 3-3-2 分數的乘法之貝氏網路圖初稿…………………………………………61
圖 3-3-3 分數的乘法學生知識結構圖……………………………………………66
圖 3-3-4 分數的乘法補救教學知識結構…………………………………………67
圖 3-4-1 實驗架構圖………………………………………………………………71

表目次
表2-1-1 分數乘法錯誤類型相關研究……………………………………………15
表2-1-2 分數乘法錯誤類型………………………………………………………17
表2-2-1 資訊融入教學之相關研究………………………………………………25
表 2-3-1 不同學者對於學習風格的定義…………………………………………28
表 2-3-2 Kolb經驗學習風格分類………………………………………………31
表2-3-3 學習風格之相關研究……………………………………………………39
表2-4-1 補救教學相關研究………………………………………………………44
表 2-5-1 試題j與試題k之聯合與邊界機率………………………………………46
表2-5-2 教育上運用貝氏網路之相關文獻整理…………………………………48
表3-2-1 教學實驗對象分佈表……………………………………………………55
表3-3-1 本研究之子技能一覽表…………………………………………………56
表3-3-2 本研究之錯誤類型一覽表………………………………………………57
表3-3-3 試題設計例示……………………………………………………………62
表3-3-4 測驗試題與錯誤類型及子技能對應表…………………………………63
表3-4-1 實驗設計模式……………………………………………………………71
表 3-5-1 預測精準度分析法(以錯誤類型為例)…………………………………74
表4-1-1 前測與後測適性判斷結果統計表………………………………………78
表4-1-2 適性選題下錯誤類型的預測精準度分析表……………………………79
表4-1-3 適性選題下子技能的預測精準度分析表………………………………80
表 4-2-1 不同學習風格學生在不同教學模式下的學習成效之迴歸係數同質
性考驗…………………………………………………………………81
表 4-2-2 不同學習風格學生在不同教學模式下的學習成效之二因子共變數
分析摘要表………………………………………………………………82
表 4-2-3 不同學習風格學生之學習成效單因子共變數分析摘要表……………83
表 4-2-4 不同學習風格之學生前測成績估計邊緣值……………………………84
表 4-2-5 不同教學模式之學生學習成效單因子共變數分析摘要表……………84
表 4-2-6 不同教學模式之前測成績估計邊緣值…………………………………85
表 4-3-1 不同學習風格學生在不同補救教學模式下的補救成效之迴歸係數
同質性考驗………………………………………………………………86
表 4-3-2 不同學習風格學生在不同補救教學模式下的補救成效之二因子共
變數分析摘要表…………………………………………………………87
表 4-3-3 不同學習風格之學生學習成效單因子共變數分析摘要表……………87
表 4-3-4 不同學習風格後測成績估計邊緣值……………………………………88
表 4-3-5 不同教學模式之學生補救教學成效單因子共變數分析摘要表………89
表 4-3-6 不同補救教學模式後測成績估計邊緣值………………………………89
表 4-3-7 實驗組及控制組的高能力組學生補救成效之迴歸係數同質性考驗…90
表 4-3-8 實驗組及控制組的高能力組學生之補救成效單因子共變數分析……90
表 4-3-9 實驗組及控制組的高能力組學生之後測成績估計邊緣值……………91
表 4-3-10 實驗組及控制組的中能力組學生補救成效之迴歸係數同質性考驗…91
表 4-3-11 實驗組及控制組的中能力組學生之補救成效單因子共變數分析……92
表 4-3-12 實驗組及控制組的中能力組學生之後測成績估計邊緣值……………93
表 4-3-13 實驗組及控制組的低能力組學生補救成效之迴歸係數同質性考驗…93
表 4-3-14 實驗組及控制組的低能力組學生之補救成效單因子共變數分析……94
表 4-3-15 實驗組及控制組的低能力組學生之後測成績估計邊緣值………………95
表 4-4-1 實驗組前測與後測出現錯誤類型統計表………………………………96
表4-4-2 控制組前測與後測出現錯誤類型統計表………………………………97
表4-4-3 實驗組前測與後測達成之子技能統計表………………………………98
表4-4-4 控制組前測與後測達成之子技能統計表………………………………99
表 4-5-1 不同性別之實驗組學生學習成效迴歸係數同質性考驗摘要表………101
表 4-5-2 不同性別之實驗組學生學習成效單因子共變數分析摘要表…………102
表 4-5-3 不同性別之實驗組學生前測成績估計邊緣值…………………………103
表 4-5-4 不同性別之實驗組學生補救成效迴歸係數同質性考驗摘要表………103
表 4-5-5 不同性別之實驗組學生補救成效單因子共變數分析摘要表……….…104
表 4-5-6 不同性別之實驗組學生後測成績估計邊緣值……………………………104
表4-6-1 第一部份-對資訊融入教學活動的想法之學習意見調查(N=51)…105
表4-6-2 第一部份-對資訊融入教學活動的想法持非負向意見之結果分析…107
表4-6-3 第二部份-對電腦化適性診斷測驗之意見調查(N=51)……………108
表4-6-4 第二部份-對電腦化適性診斷測驗之問卷結果分析…………………109
表4-6-5 第三部份-綜合意見之意見調查(N=51)……………………………110
表 4-6-6 第一部份-男女生對資訊融入教學活動的想法之學習意見調查
(男=21;女=30)………………………………………………………111
表 4-6-7 第二部份-男女生對適性診斷測驗之意見調查(男=21;女=30)……113
表 4-6-8 第三部份-男女生綜合意見之意見調查(男=21;女=30)……………114
參考文獻
中文部分
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