學位論文

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    運用Go-Lab不同的探究教學方式對學習成效與認知負荷之影響：以遺傳學中心法則的概念為例
    (2021) 陳必豪; Chen, Bi-Hao
    本研究以建構主義取向觀點切入，探討以電腦模擬結合探究式學習的教學情境中，主動處理對學習成效與認知負荷感受之影響。綜觀過去研究，電腦模擬與探究式學習都是奠定於學習者主動處理的前提之上，而主動處理的過程能給予學習者更多的主控權，進而引發學習者更深層的認知思考過程。然而，主動處理的過程可能在各種嘗試的探索當中產生較高的認知負荷，未必有利於學習。因此，不同的教學設計應納入學習者先備知識程度來進行考量。本研究以生物學遺傳中心法則概念為例，結合電腦模擬與探究式學習情境（Go-Lab），探討學習者是否主動操作電腦模擬（模擬組、影片組）對學習成效與認知負荷感受之影響，並進一步探討此影響是否因學習者先備知識程度而具有調節效果。本研究採準實驗研究法，以108學年度就讀桃園市的高中一年級學生為研究對象，並自編「學習成效測驗」與「認知負荷量表」為研究工具，共回收108份有效問卷。將資料以描述性統計、雙因子變異數分析與共變數分析進行統計分析。本研究結果摘要如下：一、 在電腦模擬結合探究式學習的教學情境中，「影片組」與「模擬組」在學習內容學習成效上，沒有顯著差異。且與學習者先備知識程度無顯著交互作用（無調節效果）。二、 在電腦模擬結合探究式學習的教學情境中，「影片組」與「模擬組」在過程技能的學習成效上有顯著差異，且模擬組優於影片組。但是，此影響與學習者先備知識程度無顯著交互作用（無調節效果）。三、 在電腦模擬結合探究式學習的教學情境中，「影片組」與「模擬組」在實作學習階段之認知負荷感受有顯著差異，且影片組高於模擬組。但是，此差異與學習者先備知識程度無顯著交互作用（無調節效果）。四、 在電腦模擬結合探究式學習的教學情境中，「影片組」與「模擬組」在整體課程之認知負荷感受沒有顯著差異；且與學習者先備知識程度無顯著交互作用（無調節效果）。
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    探討電腦模擬實驗和動手操作實驗對概念學習之影響－以八年級「透鏡成像」單元為例
    (2007) 陽季吟; Chi-yin Yang
    本研究針對國中自然與生活科技「透鏡成像」的學習單元，探討兩班八年級的學生使用不同的實驗環境─「電腦模擬實驗」與「動手操作實驗」對學習成效的影響。比較其學習成效與概念內容的成效差異，進而探討兩種實驗環境對不同學習成就學生的影響。本研究對象共70人分兩組教學，電腦組35人，每兩人一組在電腦教室進行電腦模擬實驗；操作組35人，每三人為一組在理化專用實驗室進行透鏡成像實驗。利用概念測驗前後測、問卷、半結構晤談、教室錄影、實驗記錄學習單等研究工具，收集學生在學習過程中的相關資料進行分析。研究發現兩組（組間）分別在前測、後測皆未達顯著差異，但兩組（組內）的後測皆有顯著的進步（電腦組：t（34）= -5.661, p = .000< .05；操作組：t（34）= -4.619, p = .000 <.05）。顯示使用電腦模擬實驗與動手操作實驗皆可使學生達到學習效益。兩組之概念內容的成效也有差異。電腦組表現較佳的概念有「像與物體的動態相對關係」、「由實際光線所成的像為實像」、「凸透鏡部分被遮蔽仍可成完整的像」。而操作組表現較佳的概念有「凹透鏡的成像類型」、「倒立縮小的像為實像」、「實像與物異側」、「像與物圖形的對稱關係」、「照相機的功能」。但操作組易產生的迷思概念有「成像大小與凸透鏡的面積有關」、「眼睛只能看見實像不能看見虛像」與「凸透鏡成像原則等同於實像的成像原則」。研究顯示電腦模擬實驗可以幫助學生將抽象事物視覺化，連結具體與抽象理論，並發展問題解決的概念模式。動手操作實驗能提升具體可觀察的概念，藉實際的經驗增進了技能的發展，而有廣泛的類化效應。若能搭配使用這兩種實驗環境，發揮兩者之特定功能，應能增進學習的概念成長。本研究的發現可提供給自然科教師在進行實驗教學時作為考量，並可作為未來相關研究之參考。