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認知負載對網路化學習之影響. 陳 明 溥 國立臺灣師範大學 資訊教育學系. 1.研究目標. 探討 概念模型 ( conceptual model)、 程式設計經驗 ( programming experiences)、 電腦先備知識 ( prior knowledge)、 及 認知型態 ( cognitive style) 對透過 全球資訊網學習環境 學習 遞迴程式設計 之影響。. 2. “ 遞迴 ” 程式設計學習. “ 遞迴 ” 缺乏生活上的例子 初學者 沒有適當的心智模型 ( mental model)
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認知負載對網路化學習之影響 陳 明 溥 國立臺灣師範大學 資訊教育學系
1.研究目標 探討 • 概念模型(conceptual model)、 • 程式設計經驗(programming experiences)、 • 電腦先備知識(prior knowledge)、及 • 認知型態(cognitive style) 對透過全球資訊網學習環境學習遞迴程式設計之影響。
2. “遞迴” 程式設計學習 • “遞迴”缺乏生活上的例子 • 初學者沒有適當的心智模型(mental model) • 迴圈(iteration) --(transfer)-->遞迴 • 遞迴--(transfer)-->迴圈(iteration) • 教學上將遞迴過程與參數傳遞以更具體的方式呈現,那麼學習者就能學的更好!
3.有效的程式設計學習方法 • 類比模型(Murnane, 1991)、 • 圖示遞迴結構模型(Give'on, 1990)、 • 數學推理模型(Aho & Ullman, 1992; Ford, 1984)、 • 樹狀模型(Koffman, 1992; Krue, 1982)、及 • 複製模型(Kahney & Eisenstadt, 1982; Kessler & Anderson, 1989)等
4.資訊處理理論與模型 雙碼理論(dual-coding theory, DCT) (Paivio, 1971, 1986; Clark & Paivio, 1991)
5.研究設計 • 研究採性向處理交互作用(aptitude-treatment-interaction, ATI)設計, • 獨立變數: • 概念模型 (動態vs. 靜態)、 • 程式設計經驗(高vs. 低)、 • 電腦先備知識、及 • 認知型態(cognitive style) • 條件變數(criterion variables): 後測成績 • 程式碼評量, code evaluation • 程式碼產生, code generation • 研究數據以多重回歸分析(multiple regressions)
6.多重回歸分析之基本模型 (baseline model) Y = b0 + b1GRP + b2BCC + b3YR+ b4CS GRP: 概念模型類型 (動態複製模型 vs. 靜態複製模型) BCC: 電腦先備知識 (prior knowledge) YR: 程式設計經驗 (高 vs. 低) CS: 認知型態
7.研究對象與工具 • 研究對象:153位高職資料處理科一、二年級學生。 • 本研究所使用之工具(instrument)有: • (1) 先備知識測驗, • (2) 遞迴成就測驗, • (3) 網路化遞迴電腦輔助教學軟體二套(動態遞迴複製模型vs. 靜態遞迴複製模型), 及 • (4) 網路化遞迴程式設計學習態度問卷一份。
8.code evaluation之分析 • 交互作用(GRPxBCC、GRPxCS、YRxBCC、YRxCS)皆未達顯著水準, • 電腦先備知識及複製模型類型未達顯著水準; • 程式設計經驗與認知型態達顯著水準,F(1, 144) = 2.278, p = .024;及F(1, 144) = 2.557, p = .012。 • 回歸方程式為: Y程式碼評量= 3.679 + 0. 389 YR + 0.05 CS
9.code generation之分析 • 交互作用(YRxBCC)達顯著水準,F(1, 143) = -2.544, p = .012, • 因此,多重回歸分析之基本模型(baseline model)先依程式設計經驗(高 vs. 低)分組後再分別分析之:
低程式設計經驗組: • 電腦先備知識主效果達顯著水準, • 得知回歸方程式為: Y低程式設計經驗= 2.476 + 0.208 BCC 高程式設計經驗組: • 概念模型類主效果達顯著水準, • 得知回歸方程式為: Y高程式設計經驗= 5.563 - 0.745 GRP
10.研究結果 程式碼評量(code evaluation): • 電腦先備知識及複製模型類型則無顯著影響 • 程式設計經驗愈好,表現也愈好; • 認知型態愈好(field independent),表現也愈好; 程式碼產生(code generation): 低程式設計經驗:電腦先備知識愈好,表現也愈好; 高程式設計經驗:動態概念模型優於靜態模型。
11.態度問卷 上網學習方式: 95% 知道、沒有差異 喜歡的上網地點: 從家裡上網學習: 29% 感覺輕鬆、自在或方便、沒有時間限制 從學校上網學習: 71% 可請教老師、可與同學互相討論
喜歡的上網時段: 課堂上:83% 放學後:17% 比較能夠專心 時間彈性 可以請教老師或同學 輕鬆無壓力 不想在課餘時間學習 不受拘束 可以善用學校資源 在學校要做其他的功課
12.展望 本研究是以認知論(cognition)為基礎,探討學習者個人特質與學習方法間之關係,未充分利用網際網路學習社群(learning community)之特性,後續研究將加入社會學習(social learning)之觀點,進一步探討相關的議題。 Demo: The MTV system