圖形計算機應用於二維數據分析教學實驗

Abstract

本研究旨在透過以108課綱各項核心素養為導向、二維數據分析單元為主題的圖形計算機探索式教學活動來探究教材發展與教學歷程，並透過研究工具的分析了解活動之於學生在學習成效、素養能力表現的影響為何。因此本研究共提出以下三個研究問題：(1)計算機探索式教學為主的二維數據分析課堂之教材設計發展歷程為何？；(2)計算機探索式教學為主的二維數據分析課堂之特徵為何？與傳統講述式教學有何差異？；(3)圖形計算機探究式教學活動對高一學生之學習成效影響為何？又對於哪種成就學生影響最甚？本研究採用準實驗研究法（Quasi-Experimental Research）之不等組前後測設計，以原有班級為單位，從研究者任教的班級中立意抽樣兩個在能力上無顯著差異的班級作為實驗組與控制組，進行為期約莫兩週的教學實驗。其中實驗組施以圖形計算機探索式教學，而控制組則進行傳統教師講述式教學。在教學實驗結束後兩組學生皆接受二維數據分析單元成就測驗，而實驗組則額外進行計算機探索式教學活動評估問卷作答，此外研究者亦收集了學生學習單及上課錄影內容等質性資料，最後針對上述各項資料進行量化分析與質性分析，藉以了解學生的學習成效與表現。

研究結果包含本研究所發展之二維數據分析單元的圖形計算機探索式教學活動教材內容、課堂中教與學的歷程結果及學生的學習成效，其中學習成效指的是成就測驗表現與教學活動評估問卷結果。透過結果分析本研究得到以下幾項重要結論： 1. 計算機探索式教學活動能有效幫助各成就水準學生提升成就測驗的表現。 2. 計算機探索式教學活動能增強學生的學習動機與興趣，有效提升其課堂學習表現。 3. 透過圖形計算機將概念視覺化，能有效幫助學生進行探索並理解數學概念 4. 計算機探索式教學活動能有效幫助學生培養核心素養與技能。5. 在考試中開放使用計算機能有效減輕學生的計算負荷並提高得分率，進而增強學生在考試時的參與度與自信心。6. 學生會因對工具操作不熟悉或難易度影響學習效果，且越高成就學生越容易受到影響。none