摘要

摘要

• 開發適性化學習系統
• 使用學習風格與認知風格
• 以台灣中部某大學的計算機網路概論做為教材
• 54 位受試者，27 位控制組，27 位實驗組
• 實驗組學習成就高於控制組
• 本研究之系統有助於學生學習

基於學生的學習風格與認知風格

開發多面相的適性化學習系統

簡介

簡介

• Papanikolaou，Grigoriadou，Magoulas和Kornilakis（2002）以學生的知識水平作為適應學習考量之主因，開發了適性化學習系統
• Tseng，Su，Hwang，Hwang，Tsai和Tsai（2008）開發了適性化系統，用學生知識水平與學習內容的難易程度，做為構成個性化學習的依據

過去，已經提出許多

考量個人學習的適性化學習系統

簡介

• 除了知識水平與學習難易度以外，個人喜好與學習習慣也是需要考慮的重要因素
• 本研究通過考慮學生的學習風格和認知風格，開發出適性化學習系統。

認知風格和學習風格

現今被認為是很重要的因素，但很少被考慮進去

炭烤文獻

文獻探討

• Keefe（1987）將個人的學習風格定義為反映學習行為的根本原因。
• Reiff（1992）指出，學習風格可能影響學生的學習方式，教師的教學方式以及他們的互動的方式。
• 在各種學習風格中，Felder和Soloman（1997）開發的Felder-Silverman學習風格模型（FSLSM）已被許多研究者認可為開發適性化學習系統的非常適合的模型

學習風格

文獻探討

• 認知風格被認為是影響學生檢索與處理訊息的重要因素(Frias-Martinez，Chen，Liu，2008)
• Witkin，Moore，Goodenough和Cox（1977）提出的場依存（FD）和場獨立（FI）風格是最常用的。
• Weller，Repman和Rooze（1995）指出，FI / FD認知風格非常適合個性化學習設計，因為它顯示了學習者如何能根據線索尋找對於他們重要的訊息。

認知風格

文獻探討

• 認知風格處理認知活動（即思維，感知，記憶），而學習風格則是學習者如何看待學習環境，與認知，情感和心理行為相互作用和反應的指標(Triantafillou，Pomportsis， Demetriadis，2003)
• 一些人進一步得出結論，學習風格可以被認為是認知風格的一個子集(Huang，Lin，＆Huang，2011)
• 因此本研究：
  • 用認知風格處理學習環境的適應性
  • 用學習風格處理學習教材的呈現方式

學習風格與認知風格

文獻探討

• 定義為特定任務(例如：學習)對執行者所造成的負擔(Paas & van Merrienboer, 1994)
• 可從兩個方向去評估：
  • 心智努力，與學習活動的策略有關(內在因素)
  • 心智負荷，與學習的教材、學習任務、學習內容的難易度有關(外在因素)
• Paas，Tuovinen，Merriënboer和Darabi（2005）提出，學習者的動機與認知負荷有顯著的關係，尤其是心智努力。

認知負荷

文獻探討

• 適性化學習系統主要在提供學生一個個人化的學習資源
• Brusilovsky  (2001)指出有兩種方法可以做為開發適性化學習系統的依據：
  • adaptive  presentation，適應性的顯示方式，此方法為搭配學習風格，顯示不同風格的學習教材給不同的學生
  • adaptive  navigation  support，適應性的導覽輔助，主要用個人化的學習方式導覽學生吸收學習內容。此方法為搭配認知風格，使用不同的方法輔助不同認知風格的學生。

適性化學習系統

文獻探討

• Karampiperis和Sampson（2005）提出了一種適性化資源選擇方案，列舉學習內容的所有的學習方案，依據學習者的情況，選擇對學習者來說最適合的學習方案。
• Hwang,  Kuo,  Yin  and  Chuang  (2010)進一步開發系統，基於學生的學習狀態和學習內容之間的關係，形成個人化的學習方案，指導個人在現實環境中學習。
• 很少有研究同時考慮學習風格、認知風格與知識水平，來開發自適應學習系統

適性化學習系統案例

研究問題

研究問題

1. 基於認知風格和學習風格開發的適性化學習系統在學習成就方面是否比傳統的基於學習風格的系統更有利於學生？
2. 基於認知風格和學習風格開發的適性化學習系統與傳統的基於學習風格的系統對於學生的認知負荷的比較？
3. 在學習動機上，基於認知風格和學習風格開發的適性化學習系統，是否比傳統的基於學習風格的系統更有利於學生？

具有多面相個人化的

適性化學習系統

系統

• 由四個模塊組成
  • 學習內容生成模塊(LCGM)
  • 自適應顯示模塊(APM)
  • 自適應內容模塊(ACM)
  • 學習模塊(LM)

AMDPC (Adaptation with Multi-Dimensional Personalization Criteria)

系統

• 六大單元
  • 概念(Concept unit)：課程大綱
  • 文本(Text)：課文
  • 範例(Example)：飯粒(?
  • 圖片(Figure)：毫無反應，就是圖(?
  • 基本組成(Fundamental)：課本上老師會教到的地方
  • 輔助部分(Supplementary)：課本上老師不會教到的地方，像是延伸閱讀之類的

學習內容生成模塊(LCGM)

Learning content-generating module

系統

學習內容生成模塊(LCGM)

Learning content-generating module

系統

LCGM 畫面顯示樣式

系統

• 由認知風格作為分析
• 以Witkin（1971）提出的 GEFT 的測試作依據，測試成績前50%為FI，測試成績後50%為FD
• FI同學喜歡複雜、多樣的訊息，並且自己組織訊息
• FD同學偏向簡單、較少的訊息，避免分散注意力

適性化顯示模塊(APM)

Adaptive  Presentation Module

系統

• 以學習風格做為分類依據

適性化內容模塊(ACM)

Adaptive Content Module

接下來是作者の

超複雜の

表格

系統

• 為上面適性化呈現模組與適性化內容模組的統合

學習模塊(LM)

Learning Module

接下來是作者の

感覺很難分辨の

比較圖

系統

學習模塊(LM)

口語型的FD同學

圖片比較少

文字比較多

視覺形的FD同學

文字比較少

圖片比較多

系統

學習模塊(LM)

FD

FI

FD同學的介面比較簡潔，FI同學的介面比較複雜

實驗與評估

實驗

• 針對對台灣中部一所大學的計算機網路概論課程做實驗
• 實驗對象
  • 54 位學生
  • 32 位大學生
  • 22 位菸酒生研究生
  • 隨機分配實驗控制
  • 27 位實驗組，27 位控制組

實驗對象

實驗

學習活動設計

實驗

工具

• 前後測：
  • 由該科老師出題，另外有兩位科學教授檢查
  • 測驗項目主要著重在布魯姆分類學中的知識和理解水平
• 認知負荷量表：
  • Sweller,  van  Merriënboer  and  Paas  (1998)提出，檢測心智負荷和心智努力
  • The  Cronbach's alpha values of the two dimensions were 0.72 and 0.71, respectively.
• Motivated  Strategies  for  Learning  Questionnaire（MSLQ）：
  • 評估學習動機，五點量表，六個面向29個項目
  • The Cronbach's alpha values of the six dimensions are 0.67, 0.73, 0.67, 0.72, 0.73 and 0.74, respectively
  • 依序為內在目標向、外在目標導向、任務價值、學習控制信念、自我效能與考試焦慮

實驗結果與討論

討論

前測學習成就

後測學習成就

討論

前問卷學習動機

討論

後問卷學習動機

• 實驗組的控制信念明顯優於控制組
• 控制信念代表受測者相信越努力就會越成功
• 實驗組使用系統後相信自己越努力使用系統，成績就會提升

討論

認知負荷

• 心智負荷為教材負擔，心智努力為活動或策略帶來的負擔
• 原先預期心智負荷無差異，心智努力有差異
• 結果為相反
• 值得深入研究

總結

總結

研究問題

1. 基於認知風格和學習風格開發的適性化學習系統在學習成就方面是否比傳統的基於學習風格的系統更有利於學生？實驗組學習成就提高
2. 基於認知風格和學習風格開發的適性化學習系統與傳統的基於學習風格的系統對於學生的認知負荷的比較？心智負荷下降
3. 在學習動機上，基於認知風格和學習風格開發的適性化學習系統，是否比傳統的基於學習風格的系統更有利於學生？信心控制上升

總結

研究限制

• 研究限制：
  • 實驗樣本過小
  • 未考慮學生知識水平、學習教材的難度等
  • 實驗組比控制組受到更好的對待，因為必須個人化
• 期許：
  • 大量樣本應用
  • 找尋更多變因

總結

結論

結果而言，此策略是有效的，因此教學者可以將教材轉化為數位的資訊，替換更新教材，應用此策略