CAI课程分析与设计

1、CAI 課程分析與設計為詳細介紹 CAI 課程分析與設計的過程，在此以高台茜與譚克平開發的統計考驗力分析這套網路教學軟體網址： .tw/power為例。、分析階段為了瞭解國內統計考驗力分析教學的現況、困難、與需求，藉以做為推廣的 基礎點和軟體內容分析、設計的參考，本研究首先以問卷調查的方式訪問十五位在 國內大專院校任教統計學科的老師。一）需求分析 需求分析的結果如下，應證了本軟體開發的重要性。結果power概念的理解與應用在統計教學 上，尤其在進階的統計教學上有其絕對 的必要性 power統計考驗力分析教學的現況和教 學目標之間確實有落差的存在說明 大部分受

2、訪者從其概念上來加以強調， 少數的受訪者則著重 power 概念的應用 層面。 受訪者指出統計考驗力分析教學的困難 主要在於先備知識上的基礎不夠、 power 本身概念就易產生混淆、及老師本身的 不重視。圖解和模擬為公認解決學習困難的方式卻受限於教學媒體和授課時間，以致於效果不彰三分之二的受訪者均指向圖解和模擬， 如以圖解方式、舉例子、畫圖、做 電腦套裝軟體模擬等。受訪者對所需時間認知上有很大的差距 （90400分鐘, mean = 160分鐘）。差別 在於是否教授深一層的應用層面。二）、內容分析依據受訪者在問卷的填答，統計考驗力分析的先備知識分析結果如下：註：虛線以下設定為進入軟體教學前，學

3、生所必須具有的先備知識、設計階段一）、課程內容設計 參照內容分析的結果，課程規畫為下列單元：主題 內容單元一抽樣分佈及相關概念推論統計、抽樣分配、 虛無假設與對立假設、中央極限定理、單側及雙側考驗單元二統計考驗力介紹單側考驗、雙側考驗單元三Power Curve單側考驗、雙側考驗單元四影響統計考驗力的各種因素顯著水準值、有效程度 effect size、樣 本大小 n、標準差、單側或雙側單元五樣本大小單側考驗、雙側考驗二）、教學策略設計下表呈現教學策略設計的結果：鷹架式教學策略 本軟體設計 將新引介的概念明確地定義於已知概念 之上。以對真實研究情境的描述來呈現相關的 應用問題。用質化的文字陳述

4、來表示影響因子間的 關係。關係的表徵由文字到視覺 （圖表 、圖示、在經驗和先備知識上植基在不同的表徵系統 （文字、圖表、圖示、關係座標圖、和公式）間搭建橋樑在動作、影響、與理解之間做連結關係座標圖）。關係的表徵由質化到量化。 關係的表徵由具體到抽象。 模擬過程中，使用者可以直接操弄影響 因子的值。針對影響因子數值的變動，軟體給予即 時、視覺化的結果呈現。本軟體依鷹架式教學法的特徵，在教學內容上做了以下的設計。進階的學習任務本軟體將每一單元的主要學習任務，分割成許多階段性的子任務，以利概念 理解的延展與鷹架。以第二單元中引介單側考驗之統計考驗力為例，這個主要的學 習任務就被分割成：研究設計的考量

5、、統計考驗方法的考量、建立統計假設、精緻 化的統計假設、對應的平均值抽樣分佈圖、合併的平均值抽樣分佈圖、計算標準誤 差、瞭解統計考驗力的含意、計算統計考驗力、及總結，十個進階的學習任務。不同的表徵方式本軟體以不同的表徵方式來呈現同一概念或不同概念之間的關係。所使用的 表徵方式依具體而抽象可以歸納為下列五種：現實情境 （應用實例）、操作圖像 （操 作型定義）、文字定義（概念型定義） 、關係圖示（表格、座標圖、圖示） 、及關係式 子（符號、公式）。視覺的模擬活動在不同的表徵方式中，本軟體特別著重視覺化的表徵，而將各種概念予以視 覺化的呈現。其呈現方式包括：圖像、表格、座標圖、圖示等。基於這樣的呈現

6、方 式，進而在不同的單元的最後，設計了各種動態視覺的模擬式教學活動，藉以透過 視覺上的變化來理解概念值間的互動關係。基於以上的設計，本軟體發展了下列鷹架式教學策略。在經驗和先備知識上植基藉由進階的學習任務設計，本軟體可以將新引介的概念明確地定義於已知概 念之上。並以對真實研究情境的描述來呈現相關的應用問題；用質化的文字陳述來 表示影響因子間的關係，好將學習任務與相關經驗作連結。在不同的表徵系統間搭建橋樑藉由不同表徵方式的設計，本軟體在不同的表徵系統間，關係的表徵由文字 到視覺、由質化到量化、由具體到抽象。也就是在不同的表徵系統間搭建橋樑。例子、課程中引介型一誤差 、型二誤差 、及統計考驗力 P

7、ower的概念與其 間的關係，是從各別的文字定義到視覺的關係表格 （見圖一）；從質化的關係表格到 量化的關係圖示（見圖二） ；由具體的關係圖示再到抽象的公式運算。在動作、影響、與理解之間做連結藉由動態視覺的模擬式教學活動設計，使用者可以直接操弄影響因子的值。 針對影響因子數值的變動，軟體給予即時、視覺化的結果呈現。例一、第一單元中以中央極限定理為主題的教學活動畫面 （見圖三）：學習者 可以直接在螢幕上增減一次抽取的樣本數目 n，依此數 n 軟體會自動從母群體重複 隨機抽樣 2000次，而得到 2000個樣本平均數，並將其抽樣分佈圖呈現在螢幕上。 藉由這個活動，學習者可以體會當 n 的數值越大，其所得之抽樣分佈圖會越接進於 常態分配。例二、第三單元中以動手做 Power Curve為主題的教學活動畫面（見圖四） ： 學習者可以藉著問題情境中虛無假設的 值，逐步臆測母群體中 的真實可能值做為 對立假設的 值，而在座標圖上得到相對應的 Power值。例三、第