线上自律学习辅助系统之研究与实证.pdf
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1、線上自律學習輔助系統之研究與實證黃國禎1 朱蕙君1 陳佐霖2 王姿婷2 曾秋蓉3 黃國豪41國立臺南大學 數位學習科技學系2國立暨南國際大學 資訊管理研究系3中華大學 資訊工程學系4嶺東科技大學 資訊管理學系(投稿日期:民國 95 年 4 月 3 日,修訂日期:96 年 1 月 8 日,接受日期:96 年 3 月 16 日)摘要:過去的研究顯示,學生的自我管理能力對於學習成效有相當程度的影響;因此,如何透過有效的模式,來幫助學生培養自律學習能力,已成為重要的議題。然而,傳統紙本方式的自律機制雖然有不錯的效果,但對於教師在蒐集與分析資料方面往往造成沈重的負擔。為了解決這個問題,在本文中,我們提出
2、一套在網路適用的電腦輔助自律學習模式,可結合對線上學習歷程的記錄及分析,做為引導學生培養自律學習能力的依據。經由在資訊課程的實際應用發現,本論文所提出的線上自律學習輔助機制確實有促進學生自律學習的功效。關鍵詞:自律學習、混合式學習、資訊教育、網路電腦輔助學習壹、前 言在資訊科技不斷進步的今日,傳統的課堂授課已逐漸融入更生動、多元化的網路與多媒體授課方式。在自由度愈來愈高的學習環境中,自發性低的學生往往由於不懂得安排時間及運用學習策略,導致學習效果不彰;而自發性較高的學生,除了懂得安排時間及規劃學習目標外,也會督促自己為達成目標而努力,因此往往會有較佳的學習表現。由此可知,在教導學生知識的同時,
3、若能培養其良好的自律習慣,對提昇學習成效將有莫大的幫助。過去已有多位學者針對傳統的課堂授課方式,探討自律學習對學習成效的影響,並提出促進學生自律的模式。由於現階段資訊及網路科技的快速發展與普及,資訊融入教學的授課方式已受到廣泛的重視;因此,資訊科技的大量記錄、快速分析及多樣化呈現等特質,將可能在促成自我管理及提昇學習成效上扮演重要的角色(石貴平、高台茜、張志勇、陳弘璋和洪振榮,2006)。在本論文中,我們嘗試結合資訊科技及自律學習循環模式,來幫助學習者對學習進度及目標作適當的掌控,以增加學習效果。另一方科學教育學刊Chinese Journal of Science Education2007
4、,第十五卷第三期,317-334 2007,15(3),317-334黃國禎 朱蕙君 陳佐霖 王姿婷 曾秋蓉 黃國豪318面,透過對學生整體表現的分析,讓教師可以瞭解學生的學習狀況,以作為調整教學策略或內容的參考。同時,我們也希望藉由對大量學習歷程的分析,瞭解學習效能較高的學生所具有的特質及自律行為模式,以作為引導低學習效能學生進行自律學習的依據。本研究希望藉由線上自律學習輔助系統之建立與應用,來達到以下的目的:一、結合線上的學習活動與自律學習機制,建立完整的教學管理機制,使教師能更瞭解學生的個別學習狀況。二、透過對線上學習歷程的記錄,使學生能藉由觀摩同儕的學習策略及表現,略調整自己的學習策。
5、三、結合自律表單的填寫、學習成就表現及線上學習歷程的記錄,協助教師對整體學生的自律表現有概括性的瞭解,以檢視目前的教學成果。四、透過線上自律學習輔助系統的實際應用,瞭解結合線上學習活動與自律學習機制的方式對學生的幫助與影響。貳、文獻探討近年來,由於網路及資訊科技的普及,學習環境變得更多樣化,學習方式也更有彈性;因此,自律學習的相關議題也更受到重視要。本節將回顧過去資訊科技在教學方面的應用,以及自律學習相關的理論及研究。一、資訊融入教學與網路學習資訊融入教學的主要目的是運用資訊資源來促進教學成效,因此資訊資源的應用是否恰當是主要的考量。然而,隨著課程內容、課程特性、學生能力及狀態的不同,所適合使
6、用的資訊資源亦有所不同,必須視教師能否將教學內容與策略適當地藉由資訊資源的導入更有效地呈現出來。因此,資訊融入教學的實施應考慮多方面的影響因素,以確實增進學生的學習效果,包括資訊素材的選擇、資訊工具的選擇、學習活動的設計,以及融入方式、融入時機、適用對象的選擇等(蔡佩瑾,2003)。以應用的方式而言,資訊融入教學有三個層次的應用,分別是學電腦知識、從電腦學知識及用電腦學知識。在進行的步驟上,建議資訊科技融入各科教學的應用可以分三個階段來進行:(1)將網際網路視為大教具室,擴展教學資源的來源;(2)整合電子郵件形成教學活動的一環,擴展師生互動的機制;(3)將網際網路當作教室的延伸,擴展學習的空間
7、與範圍(周斯畏,1999)。因此,在資訊融入教學的環境中,網路扮演很重要的角色。網路教學主要分為兩種方式:同步互動式遠距教學及非同步遠距教學。過去在國內外已有許多學者針對網路學習提出各種理論、技術及系統,例如 EWSE(educational web site evaluator)電腦輔助網站評量系統(Hwang,Huang,&Tseng,2003)、線上學習障礙診斷系統(Hwang,2003;Hwang,Hsiao,&Tseng,2003)等。網路教學環境與傳統教學環境的最大差異,在於師生的互動性、時間及空間的限制性及學習者的自主性。傳統的教學環境是以教師為中心,因此對於教學方向及進度都能夠
8、作良好的掌握,學生通常只是單純地接受知識,並進行個人的學習;同時,教師在面對不同學習背景及程度的學生時,必須遷就大多數的學生,因而不易兼顧低學習成就或有特殊能力的學生(Slavin,1990)。在網路學習的環境中,則由學生主動進行學習活線上自律學習輔助系統319動,教師僅扮演著引導者的角色;因此,學生可以擁有個人化的學習進度,對學習方式也具有高度的自主性(吳俞民,2003)。在這樣高度自主性的學習環境下,若沒有妥善的學習規劃,將更容易造成學習上的迷失或挫折(溫嘉榮,2003)。二、自律學習為了協助學習者有系統的規劃學習行為,Zimmerman 和 Schunk(1989)提出了自律學習架構。定
9、義自律學習是一種學習的方法,包括目標的設定、策略的使用、自我的監控,以及為學習某項技巧所做的自我調整。從他們 的研究中發現,高學習成就的學生對於自己的學習有較明確的目標、在學習過程中會使用較多的策略來幫助自己,同時會更頻繁的監控自己的學習歷程,並依照學習結果來調整學習步調。在1994 年,Schunk 和Zimmerman(1994)提出四個階段的自律學習的循環模式(如圖1 所示),包括:(1)自我監控與評鑑;(2)計畫與目標設定;(3)策略的實行與監控;(4)策略的結果監控。這個模式是要協助學生自我觀察及自我評價,並學會設定目標及使用學習策略。藉由這種循環的模式,學生可以擁有學習的主控權,決
10、定自己的學習方法,並依照學習成效來調整學習方式(Zimmerman,1995)。三、自我效能Bandura,Adams 和 Beyer(1977)依照本身的經驗,融合了心理學兩大學派(行為學派和認知學派)的理論,提出了社會學習論(social learning theory)。他們 將自我效能(self-efficacy)視為某種特殊情境下的構念(situation-specific construct),並且定義自我效能為學習者對自己是否能夠成功的信念(belief),這種信念由學習者自行評定自己是否有能力去完成某種行為而產生。在國內,孫志麟(1991)的研究發現中亦曾歸納自我效能之性質為:
11、(1)自我效能不是固定不變或消極被動的,而是動態的;(2)自我效能在不同的情境下也會有所不同,具有特殊性;(3)自我效能並非單一整體的概念,而是多向度的組合;(4)不同的人有不同的效能,具個別性;(5)自我效能具有統整行為的力量,是一種延伸性的能力;(6)不同的發展階段具有不同的自我效能,具有發展上的差異性;(7)自我效能是影響行為改變的要素,為認知機制的一種;(8)自我效能可藉由效能訊息的提供,以獲得增進,所以自我效能是可以訓練的。蔣葆琳(2002)綜合了多位學者的研究成果,對自我效能的重要性歸納如下:(一)影響個人對於學習活動的選擇:個人對於自我效能的信念,會決定是否願意面對某問題。人們會
12、對超過能力範圍的問題會加以迴避,而選擇認為能夠勝任的活動。(二)影響個人的學習動機:具有高自我效能的人會集中注意力去熟悉作業的性質;而低自我效能的人則在未進行作業之前,先思考及防範可能的錯誤,因此高自我效能的學生比較能夠積極的投入工作,並付出較多的努力。自我監控與評鑑 策略的結果監控 計畫與目標設定策略的實行與監控 圖 1:自律學習循環過程黃國禎 朱蕙君 陳佐霖 王姿婷 曾秋蓉 黃國豪320(三)面對困難障礙時,影響個人的堅持程度:面對困難時,高自我效能的學生比懷疑自己能力的學生較有忍耐力,也會堅持較久。(四)當失敗挫折時,影響個人的反應方式:如果個人自認為能力不足以解決問題,會導致自信心降低
13、,並產生恐懼、焦慮和逃避的行為,甚至會產生無價值感,因而變得抑鬱消沈;反之,如果認為自己有能力處理問題,就會勇於面對,甚至會因挫折的刺激而更加努力。(五)會使個人在自我觀念上產生自我壓抑(self-hindering)或自我助長(self-aiding)的想法:高度自我效能的人,在面對困難時,不僅會減低焦慮,還會透過對成功的預期,來增強個人應付問題的努力程度。由此可知,自我效能對於學習成就有多方面的影響,包括學習動機、目標的設定和學習策略的運用等。學生對於目標的設定和努力的程度,會因為自我效能的不同而有所差異,因而影響其學習方面的表現(Bandura&Schunk,1981)。自我效能高的學生
14、,對自己的期許較高,學習動機也較強烈,因此付出的努力也較多,往往能獲得較好的學習成就。相對的,自我效能低落的學生,必須透過適當的輔導,來建立其信心,以改善學習成就;因此,Gist 和 Mitchell(1992)二位學者針對自我效能與學業表現的關係,提出了如圖 2的循環模式。在此模式中,將學習的表現作為學生個人重要的回饋及經驗,並經由適當的指導,成為改善學習行為及自我效能的依據。因此,在自律學習的過程中,引導學生設定對自我效能的期許,並記錄其學習歷程及表現,可幫助學生更知道如何改善其學習狀況。參、電腦輔助自律學習模式過去在蒐集學習歷程及自律學習資料的過程中,必須消耗大量的人力及時間。隨著學生人
15、數的增加,對於教師是一項很大的負擔。為了解決這些問題,本研究中提出了電腦自律學習輔助機制,嘗試結合資訊科技及自律學習循環模式,來增進學習的成效。值得注意的是,雖然電腦輔助系統可減輕教師蒐集與分析學生學習歷程資料的負擔,然而 個人成就 各種經驗 他人勸說 生理喚起(如焦慮)回饋 對該項任務所具備條件對過去經驗的歸因 對個人及情境所具備特質、資源之評估 主要能力之評估(自我效能)自我效能之結果(如:自我堅持)表現 圖 2:自我效能與學業表現關係之模式線上自律學習輔助系統321在實施過程中,教師的輔導角色並不會因電腦輔助系統的介入而減輕,反而更為重要。尤其是在初期的導入過程中,教師必須投入更多的時間
16、。一、電腦輔助自律學習之特性本研究提出的電腦自律學習輔助機制包含下列功能:(一)作業指派及自我監控的自動化:透過網頁進行作業及練習及線上自我監控表單的填 寫,簡化以往教師必須逐一為學生資料建檔的困擾。同時,資料庫中儲存的學習歷程及自律學習資訊,更有利於使用統計或資料探勘(datamining)等資訊技術來分析不同學習行為之間的關聯。(二)策略選擇與回饋的輔助介面:在進行自我監控的過程當中,以每一個學生為單位,嘗試決定自己的學習策略,並設定個人的學習目標。在選擇學習策略時,教師可以先將各個策略的優缺點與進行方式以資料表的形式提供給學生參考;同時,教師可以透過教學者介面來檢視學生的學習歷程,並透過
17、系統提供回饋給學生。(三)學習歷程的追蹤與呈現:由於整個自律學習循環過程都在網路上進行,因此學生可以隨時透過系統來檢視自己的學習歷程。二、電腦輔助自律學習模式的規劃依據 Schunk 和 Zimmerman(1994)提出的四個階段的自律學習的循環模式,以及Gist 和 Mitchell(1992)的自我效能模式,我們將電腦輔助自律學習模式規劃為三個部分:(1)學生(使用者)登入系統進行當週作業及自律監控表單的填寫,即進行自我監控與評鑑及計畫與目標設定階段;(2)學生透過歷程追蹤來觀察自己的學習歷程,即進行策略的實行與監控及策略的結果監控階段;(3)教師透過管理者介面來管理學生資料、試題資料與
18、策略資料,同時經由歷程追蹤來檢視學生的狀況並給予回饋。依上述的規劃,系統架構如圖 3 所示。學生可透過系統來檢視自己的學習歷程,包括由系統紀錄多項相關的學習記錄,試題資料庫策略資料庫學習歷程資料庫使用者資料庫學習歷程追蹤學習歷程追蹤本週作業本週作業自律監控表自律監控表使用者登入系統管理者登入系統進行本週作業進行自我監控將本週作業與自我監控資料存入資料庫教學者透過介面直接管理系統各部使用者介面管理者介面試題資料庫策略資料庫學習歷程資料庫使用者資料庫學習歷程追蹤學習歷程追蹤本週作業本週作業自律監控表自律監控表使用者登入系統管理者登入系統進行本週作業進行自我監控將本週作業與自我監控資料存入資料庫教學
19、者透過介面直接管理系統各部使用者介面管理者介面圖 3:電腦輔助自律學習系統架構圖黃國禎 朱蕙君 陳佐霖 王姿婷 曾秋蓉 黃國豪322如作業成績、小考成績、期中考成績、自我監控表內容及時間記錄等。透過各種資料的呈現,學生可以多方面的檢視自己的學習行為,以驗證個人的學習策略是否正確,並進行必要的調整。同時,自我監控表單與時間管理記錄可幫助學生瞭解自己對時間的掌握程度,以配合學習狀況進行調整。另外,透過系統管理及輔導介面,教師可以新增、刪除、更改各項學生的資料,並檢視學生的各項記錄。透過這個介面,教師可以與學生有更多的互動,並提供個人化的指導與建議。圖4為教學者管理系統功能圖。教師經由管理者介面登入
20、後,可以新增、刪除與修改各項成績、留言以及討論的內容,亦可增刪與修改建議的學習策略及內容。同時,教師可藉由歷程監控功能來檢視學生的學習歷程及系統的統計資料,以瞭解學生的學習狀況,並給予回饋及建議。在配合學校課程進行自律學習的過程中,我們希望能儘量避免增加學生的負擔;因此,選擇原本就必須定時上網操作系統的資訊課程,整個學習流程如圖 5 所示。其中課堂小考及課堂學習為原先每週預定的進度,而上網使用自律系統則配合原先規劃的實習課程及線上練習來實施。為了培養學生的自律行為能力,系統提供了作業檢討、填寫監控表單以及歷程追蹤等功能,讓學生自由使用。三、自律學習策略檢討機制透過電腦輔助自律學習模式之建立,可
21、記錄學生的學習歷程以作為教師與學生在教學與學習上的依據;對教師而言,可以透過學習歷程的內容審視學生的學習狀況,而學生可經由檢視自身的學習歷程來修正學習策略與時間管理的方式。同時,由記錄的資料中,可歸納出具參考價值的數據作為教師在推動自律學習的參考。基於這個目的,我們提出自律分數的概念,用來協助教師對參與自律學習的學生在整個學習過程中的表現有概括性的瞭解。自律分數的計算採用了自律表單的填寫內容、學習成就的表現及線上學習歷程的記錄,來瞭解學生的學習狀態;為了更清楚地說明學生在與自律行為有關的各方面表現,我們將自律分數的參數分為自發性、規律性及信心程度等三個構面(如表 1 所示)。假設表 1 的每個
22、構面均具有同等的重要性,而構面中則可能包含不同個數與型態的參數,其值域範圍介於 01 之間。在以下的 管理者介面歷程監控指定作業增刪與修改成績資料增刪留言及討論資料增刪與修改策略內容檢視學習者各項資料 選擇學習者給予回饋圖 4:教學者管理系統功能圖線上自律學習輔助系統323討論中,令w代表進行的週數(在本實驗中 w=8),以下為各構面的定義與計算方式:(一)信心程度信心程度代表學生對個人學習成就的期許及自我評量。在計算信心程度值時,我們參考 Pintrich 與 De Groot(1990)提出的信心因素分析(Confirmatory Factor Analysis)的概念,將個人成績目標、實
23、際考試成績與對成績目標設定的確定程度列入考慮。在本研究進行的實驗中,我們將小考成績與個人成績目標均分為十個等級(1-10)。學生填寫當週的作業與自我監控表單後,系統會要求學生設立個人次週的成績目標,並針對完成目標給予確定程度值。信心程度的計算方式如下:Confidence(Si)=j=1,w(10|Test(Si)j Predict_Score(Si)j|+Certainty(Si)j+1)/(12 w)其中 Test(Si)j代表學生 Si在第 j 週小考所獲得的分數等級;Predict_Score(Si)j代表學生Si預測在第 j 週小考可能獲得的分數等級;Certainty(Si)j代表
24、學生對於對第 j 週所設立的成績目標的確定程度,分為以-1、0 及 1 代表不確定、確定及非常確定等三圖 5:學生學習流程圖表 1:自律分數包含的構面及相關參數構面使用參數個人成績目標確定程度信心程度(Confidence)設定的成績目標與實際成績比較上課出席狀況讀書時間規律性(Regularity)每週自我監控表單與作業的填寫狀況是否複習何時複習學習策略的使用自律分數自發性(Spontaneity)作業練習的進行時間課堂學習上網使用自律系統作業練習作業檢討追蹤學生學習行為填寫監控表單儲存監控表單課堂小測給分數並儲存答案儲存學習狀況問卷調查課堂學習上網使用自律系統作業練習作業檢討追蹤學生學習行
25、為填寫監控表單儲存監控表單課堂小測給分數並儲存答案儲存學習狀況問卷調查黃國禎 朱蕙君 陳佐霖 王姿婷 曾秋蓉 黃國豪324個等級。(二)規律性規律性代表學生對個人時間的掌握能力。在計算規律性程度值時,我們參考了Garavalia 和 Ray(2003)的一般組織及規劃因(General Organization and Planning Factor)以及外在規範因素(external regulation fac-tor),將學生的出席狀況、作業繳交時間及自我監控表的填寫狀況列入考慮。規律性的計算方式如下:Regularity(Si)=其中 Attendance(Si)j代表學生 Si在第
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