分類: 中學教育

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有效教學法 中學教育

利用AR智能輔助提升中學科學學習效果

Ateş（2025）探討將擴增實境（AR）與智能導學系統（ITS）結合，是否能提升初中學生的科學學習成效與學習體驗。本研究聚焦於週期表教學，這一主題對學生而言往往較具挑戰，因為它涉及抽象概念以及元素之間的複雜關係。研究透過結合 AR 視覺化工具與 ITS 所提供的個別化回饋、自適應學習路徑及個別化支援，考察這種科技增強教學方式是否較傳統科學教學更有效。

本研究採用準實驗前測—後測控制組設計，對一所公立初中的 58 名八年級學生進行研究。實驗組使用 ITS-AR 系統學習，對照組則接受傳統教科書式教學，包括課本閱讀、教師講授、示範、練習與測驗。整個介入歷時八週：學生首先了解學習系統，之後完成前測與問卷，接著進行四週教學活動，最後完成後測與後續問卷。研究測量了學生的學業成就、學習投入、科學學習動機與自我效能感。

結果顯示，ITS-AR 組學生在所有測量結果上均顯著優於對照組。在控制前測差異後，實驗組學生表現出更高的科學學習成效、更強的學習投入、更高的科學學習動機，以及更強的自我效能感。AR 元素幫助學生以更動態的方式視覺化並操作週期表內容，而 ITS 元素則能對學生的項目構想提供回饋，並支援更具個別化的學習。兩者結合後，有助於將抽象的科學概念轉化為更具體、互動且容易理解的學習內容。

整體而言，本研究表明，由 AR 支援的智能導學系統可以成為提升科學學習與促進學生動機、情感發展的有效教學方式。研究凸顯了在科學教育中整合人工智能與沉浸式視覺化工具的價值，尤其適用於學生需要理解抽象或高度依賴視覺表徵的概念時。同時，由於本研究樣本量相對較小，且僅來自一所學校，其結果應被視為具有潛力的初步證據，未來仍需在更大規模及更多元的教育情境中進一步驗證。

文獻來源（開放取用）：Ateş, H. (2025). Integrating augmented reality into intelligent tutoring systems to enhance science education outcomes. Education and Information Technologies, 30(4), 4435-4470.

https://doi.org/10.1007/s10639-024-12970-y… Read the rest

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高等教育 學業成績 小學教育 中學教育

備考活動對大型教育測驗表現的影響：實驗研究的後設分析

近期一項後設分析考察備考活動是否能提升學生在大型教育測驗中的表現。儘管學校、商業機構與學生投入大量資源於備考課程與材料，既有研究對其效果的結論並不一致。早期綜述也多集中於美國大學入學考試與認知能力測驗，且主要依賴2000年以前的研究。因此，本研究旨在估計備考活動的整體效果，並分析其是否因干預方式、測驗特徵、學生特徵與研究設計而有所不同。

研究者整合了28項實驗與準實驗研究，共納入92個效應量與16,741名參與者，涵蓋初等、中等與高等教育階段，以及大學入學考試、英語能力測驗和其他大型評量。研究採用階層隨機效應模型與穩健變異數估計，並分析干預範圍、策略與材料使用、測驗特徵、既往測驗經驗及研究設計的調節作用。

結果顯示，備考活動對測驗表現具有顯著正向效果（g=.26，95%信賴區間 [.10,.42]，p<.001），但研究間異質性較高（I^2=82.44%）。聚焦於測驗相關內容的特定型干預（g=.33）與窄化型干預（g=.32），均明顯優於發展一般知識或可遷移能力的廣泛型干預（g=-.04）。包含應試技巧訓練的干預效果也較強（g=.35），未包含者的效果則接近於零（g=.05）。具有既往測驗經驗的學生受益更多（g=.69），而缺乏此類經驗者的效果不顯著（g=.06）。然而，備考效果未能顯著遷移至同一領域的其他測驗（g=.06，p=.502）。

綜合而言，備考活動能夠提高大型教育測驗分數，但其效果主要來自與目標測驗的高度對應，而非廣泛學習能力的提升。有限的遷移效果也表明，分數增長未必代表測驗所衡量能力的實質發展。未來研究應採用更嚴謹的實驗設計，更清楚地報告干預過程，並區分測驗分數提升與可遷移學習。

 

文獻來源（開放取用）：Hao, Z., Baird, J. A., Masri, Y. E., & Double, K. (2025). The impact of test preparation on performance of large-scale educational tests: A meta-analysis of experimental studies. Review of Educational Research, 00346543251360775.

https://doi.org/10.3102/00346543251360775… Read the rest

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計劃評鑑 有效教學法 中學教育

連結課堂與博物館以促進 STEM 自主調節學習

Lewalter 等人（2025）探討學校相關因素如何影響學生在博物館參觀期間及之後的 STEM 自主調節學習（self-regulated STEM learning），回應了 STEM 教育中的一項重要挑戰：如何將課堂學習與校外真實且有意義的情境相連結。该研究以一個關於交通與出行的博物館展覽為情境，考察學生的學習策略知識、已有知識、先前興趣，以及課堂中的參觀前準備與參觀後延伸活動，是否能預測其參觀期間的學習感受，以及三個月後的學習結果。

本研究採用前測—後測—追蹤測量設計，對德國 12 所高中的 21 個班級共 409 名十年級學生進行研究。學生參觀了慕尼黑德意志博物館，並參與一個由平板電腦支援的展覽學習項目，主題為「出行轉型——未來如何移動？21 世紀的交通與出行挑戰」。在 90 分鐘的參觀過程中，學生以小組形式進行自我導向的展品探索（self-guided exploration）。研究分別於參觀前一週、參觀後即時，以及約三個月後收集問卷資料，以測量學生的學習策略知識、課堂準備與延伸活動、情境興趣、基本心理需求、內容相關性感知、學習投入、知識水平與個人興趣。

研究結果顯示，大多數學生並未經歷系統性的課堂整合（systematic classroom integration）：75% 的學生表示參觀前沒有在課堂中進行相關準備，60.4% 的學生表示參觀後沒有進行課堂延伸活動。學生的元認知與動機性學習策略知識，能正向預測多項學習感受指標，包括內容相關性感知、基本心理需求滿足、情境興趣與學習投入。然而，當模型納入學生的先前個人興趣後，先前興趣成為預測學習感受變量的最重要因素，顯示學生既有興趣在博物館 STEM 學習中具有關鍵作用。

就中期學習結果而言，參觀後的在課堂中的延伸活動尤為重要。博物館參觀三個月後，有參與課堂延伸活動的學生，在自我感知知識與客觀知識方面均表現更好。學習策略知識亦有助於提升學生的自我感知知識，而學生後續的個人興趣則主要由其先前個人興趣所預測。整體而言，本研究指出，博物館參觀不應被視為孤立的校外活動；其教育價值取決於課堂教學與校外學習之間更緊密的連結，尤其是幫助學生發展自主調節學習策略，並在參觀後提供有意義的課堂延伸活動。

文獻來源（開放取用）：Lewalter, D., Neubauer, K., & Moser, S. (2025). Self-regulated STEM learning in museums—the role of learner characteristics and visit-related activities in school. International Journal of STEM Education, 12(1), 56.

https://doi.org/10.1186/s40594-025-00577-9… Read the rest

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語言發展 小學教育 中學教育

四至十二年級閱讀困難學生介入的效果

Killingly 及其團隊採用系統性回顧與統合分析方法，整理2011至2023年間針對四至十二年級閱讀困難學生的校本介入研究，評估其整體效果，並進一步檢驗研究特徵、樣本特徵與介入特徵是否會調節介入成效。研究納入104篇文獻、586個效果量，總樣本達97,114人。方法上，作者採用Correlated and Hierarchical Effects模型結合Robust variance estimation，以處理同一研究中多個依變項與多重效果量的依賴問題，並同時評估整體閱讀結果與不同閱讀向度的成效。

研究結果顯示，整體而言，閱讀介入對四至十二年級閱讀困難學生具有小幅但顯著的正向效果，整體效果量為 g = 0.212（95% CI [0.163, 0.261], p < .001），顯示這類介入雖非大幅改善，但確實能穩定提升學生的閱讀表現。若以不同閱讀向度區分，效果最強的是詞彙（g = 0.422），其次為解碼／詞辨識（g = 0.199）與閱讀理解（g = 0.187）；流暢性僅呈現很小但顯著的效果（g = 0.080），拼字則未達顯著（g = 0.015），而音韻處理雖表面效果量較大（g = 0.531），但未達顯著，結果並不穩定。整體異質性很高（I² = 89.71%），顯示不同研究之間的設計與樣本條件對介入效果有明顯影響。GRADE 評估亦指出，整體證據品質為中度至高度，其中流暢性證據品質最高，詞彙為中度，音韻處理則降為中低。

在調節效果方面，研究發現介入成效會隨研究與樣本條件而變化。整體而言，發表年份越晚，效果越高（β = 0.015），且期刊論文的效果（g = 0.268）顯著高於研究報告（g = 0.062）。在樣本特徵上，低社經背景與整體效果無顯著關聯，但學習障礙學生比例越高，介入效果略高（β = 0.006）；對非英語背景學生而言，整體差異雖不明顯，但在詞彙向度上，其比例越高，效果越強（β = 0.016），顯示詞彙教學對此類學生尤其重要。就介入設計而言，介入焦點、時數與測量工具皆為顯著調節變項。理解介入的整體效果較佳（g = 0.313），多成分介入為 g = 0.178，字詞研究為 g = 0.096，而詞彙介入雖研究較少，但效果最高（g = 0.716）。在時數方面，較短介入反而效果更大，0–5 小時與 6–15 小時的效果量分別為 g = 0.405 與 g = 0.409。此外，研究者自編測量所得效果（g = 0.542）顯著高於標準化測量（g = 0.127）。雖然整體而言由教師或研究者執行介入的差異不顯著，但在詞彙介入中，教師執行的效果（g = 0.733）高於研究者執行（g = 0.249），顯示課堂教師在詞彙支持上可能更具優勢。

整體而言，本研究指出，針對高年級與中學階段閱讀困難學生的閱讀介入確實有效，但效果大小會依閱讀向度與介入設計而有所不同。其中，詞彙與閱讀理解是最具潛力的介入焦點，多成分介入亦有穩定效果，而流暢性、拼字與音韻處理則仍需更多高品質研究支持。研究同時顯示，這類介入在不同年級與不同教學場域中皆可實施，且對學習障礙學生與非英語背景學生尤其有幫助。作者因此主張，學校在設計高年級閱讀支持方案時，不應假定年紀較大的學生已錯過關鍵介入時機，而應根據具體閱讀困難類型，選擇更聚焦的理解、詞彙、字詞研究或多成分介入，並持續累積更高品質的研究證據，以支持中學階段的閱讀補救實踐。

 

文獻來源（開放取用）：Killingly, C., Matheson, S., Bentley, L., & Swanson, E. (2025). Interventions for students with reading difficulties in Grades 4-12: A systematic review and meta-analysis. Educational Research Review, 100758.

https://doi.org/10.1016/j.edurev.2025.100758.… Read the rest

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有效教學法 中學教育

面向中學生的創意視覺化程式設計：學習樂趣、自我效能感與性別差異

Smit 等人（2025）探討學生在視覺化程式設計任務中的學習樂趣，如何與學生的自我效能感及程式設計信心的性別差異相關。該研究以 Pekrun 的成就情緒控制-價值理論（control-value theory）為基礎，關注學生在程式設計學習中的正向情緒體驗（positive emotional experiences），以及是否能增強其對自身程式設計能力的信念（beliefs in their ability to program）。研究在一個為期一天、題為「科學與科技中的創意：智能紡織品」的視覺化程式設計工作坊中進行。參與的中學生在工作坊中為連接至 micro:bit 裝置（此為STEM與編程教育中常用的小型可編程電腦）的 LED 矩陣進行編程，並將其應用於智能襯衫、自行車運動襯衫等具有創意且貼近生活的任務。

該研究從16個七至九年級的初中班級中招募了269 名學生，學生在參與工作坊的前後分別完成問卷，以測量其對視覺化程式設計的自我效能感；同時，研究透過經驗取樣法，在工作坊過程中四次測量學生的即時學習樂趣（momentary enjoyment）。課程設計由上午較具引導性的任務逐步過渡至下午更開放、更具創意的任務：上午包括摩斯密碼學習與程式糾錯練習，下午則包括設計應用於智能紡織品的程式。研究採用結構方程模型進行分析，使用潛在狀態-特質理論（latent state-trait theory）與潛在成長曲線模型（latent growth curve models），以考察學生在一天課程中的學習樂趣與自我效能感的變化。

研究結果顯示，學生在不同任務中的學習樂趣相對穩定，主要受到其對程式設計的一般性樂趣影響，而非由特定任務情境所決定。不過，初始學習樂趣較低的學生，在後期較具創意的任務中呈現出更明顯的學習樂趣提升。女生在工作坊開始時的學習樂趣低於男生，但其樂趣隨時間增加的幅度更大，從而縮小了性別差距。到課程結束時，男生與女生對視覺化程式設計的自我效能感均有所提升，特別是雖然女生在課程開始時的自我效能感明顯低於男生，但在工作坊結束後的最終模型中，性別差異已不再顯著。

整體而言，研究結果表明，面向實際應用且富有創意的視覺化程式設計活動，有助於提升學生的程式設計信心，尤其能支持女生建立更為積極的能力信念。智能紡織品、視覺化編程、程式糾錯練習與開放式設計任務的結合，營造出一個具有激勵性的學習環境，有助於促進學生正向情緒與自我效能感的發展。研究強調，程式設計教學不應僅被視為抽象或純技術性的訓練，而應圍繞真實、有創意且對學生更具個人意義的任務進行設計。

 

文獻來源（開放取用）：Smit, R., Schmid, R., & Robin, N. (2025). Experiencing enjoyment in visual programming tasks promotes self‐efficacy and reduces the gender gap. British Journal of Educational Technology, 56(3), 1231-1247.

https://doi.org/10.1111/bjet.13523… Read the rest

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計劃評鑑 中學教育

STEM 拔尖培育計畫中的教學質量：資優學生對校內與校外學習環境的感知

Jaggy 等人（2025）探討資優學生（gifted students）如何評價專門化 STEM 拔尖培育計畫中的教學質量，並將其評價與常規學校課堂評價進行比較。既有研究顯示，高能力學生往往對學習環境具有不同於一般學生的感知，但目前對於課外拔尖培育計畫是否會影響學生對校內教學質量的評價仍缺乏實證證據。為填補此研究空白，本研究以德國面向資優中學生的 STEM 拔尖培育項目 Hector Seminar 為研究情境，比較參與該計畫的學生在校外專項課程與校內常規課堂中的教學質量感知差異。

研究使用來自德國巴登－符騰堡州（Baden-Württemberg）一項大規模資優學生培養追蹤研究的橫斷面數據，樣本為六至七年級學術軌（academic track）學生。教學質量透過學生問卷進行測量，涵蓋教學質量三維度模型下的六個指標：有效課堂管理、認知激活、學生支持、適應性教學、課程趣味性以及學習動機氛圍。研究主要關注兩個問題：第一，資優學生是否對拔尖培育計畫中的教學質量給予高於常規課堂的評價；第二，參與該計畫的學生在評價常規課堂時，是否與未參與計畫的學生存在差異。

結果顯示，參與 STEM 拔尖培育計畫的學生在大多數指標上，對該計畫的教學質量評價顯著高於其對常規課堂的評價，特別是在課程趣味性、學習動機氛圍及教學適應性方面差異最為明顯。這表明專門化的拔尖培育計畫能夠為資優學生提供更具挑戰性與支持性的高質量學習環境。與此同時，研究並未發現參與計畫會導致學生對校內教學產生更負面的評價，顯示不同學習情境之間的比較效應（reference effects）相對有限。

整體而言，本研究指出，專項 STEM 拔尖培育計畫可作為提升資優學生學習體驗的重要高質量學習環境，且不會削弱學生對常規課堂教學的評價。研究結果強調，在宏觀層面進行課程與學習環境的結構性調整（如設立專門培育計畫）能有效提升教學質量感知，同時避免產生負向比較效應。此外，研究亦指出教師專業發展與個別化教學能力仍有提升空間，以更好地回應學生多樣化的學習需求。

文獻來源（開放取用）：Jaggy, A. K., Wagner, W., Fütterer, T., Göllner, R., & Trautwein, U. (2025). Teaching quality in STEM education: Differences between in-and out-of-school contexts from the perspective of gifted students. International Journal of STEM Education, 12(1), 53.

https://doi.org/10.1186/s40594-025-00576-w… Read the rest