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系統識別號 U0002-2601201012360700
中文論文名稱 國小四年級魔術方塊教學與空間能力及推理能力之實證研究
英文論文名稱 The Effect of Rubik's Cube Teaching on Reasoning and Spatial Ability—An Empirical Study on the Fourth Graders
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 教育科技學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Educational Technology
學年度 98
學期 1
出版年 99
研究生中文姓名 李岳峰
研究生英文姓名 Yueh-Fong Lee
學號 796740230
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2010-01-15
論文頁數 101頁
口試委員 指導教授-徐新逸
委員-沈俊毅
委員-陳光勳
中文關鍵字 魔術方塊  空間能力  推理能力 
英文關鍵字 Rubik's Cube  Spatial Ability  Reasoning Ability 
學科別分類 學科別社會科學教育學
中文摘要 本研究旨在探討魔術方塊教學對國小學童的空間能力及推理能力之影響。研究對象為台北市國小四年級68名學生,以魔術方塊為主題進行八週實驗教學課程,教學前後對實驗組與控制組進行空間能力和推理能力的測驗,以檢視魔術方塊教學是否可增進學生的空間能力和推理能力。
相依樣本t檢定和共變數分析之結果分析顯示,有接受魔術方塊教學的實驗組其推理能力有顯著進步(p < .05);以及有接受魔術方塊教學的實驗組其推理能力有顯著進步(p < .05)。本研究發現魔術方塊學習成效與學童的喜愛度皆十分良好,因此建議未來國小可以加入類似的課程活動,協助學童增進其空間學習、體驗及推理能力的養成。
英文摘要 The aim of the study was to investigate the change of the fourth graders’ spatial and reasoning ability after the experimental teaching design. Using Rubik’s cube as teaching material, the course lasted for eight weeks. Both the experimental and control group took the pre and post tests on spatial and reasoning ability. By comparing the grades of pre and post tests, the study tried to see if the experiment teaching design can improve the students’ spatial and reasoning ability.

After dependent sample t-test and covariance analysis of the pre and post test, the study concluded that the experimental group which took the Rubik’s cube teaching had improved significantly on reasoning ability and spatial ability(p<.05). The study found that the effect of the Rubik’s cube teaching was great and students all enjoyed it. Therefore the suggestion was that there should be added more courses like this to the elementary curriculum so that the students can develop their spatial and reasoning ability.
論文目次 第一章 緒論........................................... 1
第一節 研究背景與動機................................. 1
第二節 研究目的與研究問題............................. 3
第三節 研究範圍與限制................................. 4
第四節 名詞解釋....................................... 5
第五節 研究貢獻....................................... 5

第二章 文獻探討....................................... 6
第一節 空間能力....................................... 6
第二節 推理能力....................................... 20
第三節 魔術方塊....................................... 36
第四節 九年一貫數學課程相關能力指標................... 45

第三章 研究方法與設計................................. 49
第一節 研究對象....................................... 49
第二節 研究設計....................................... 49
第三節 研究架構與流程................................. 68
第四節 研究工具....................................... 73
第五節 資料分析的方法................................. 75

第四章 結果與討論..................................... 76
第一節 魔術方塊教學對於推理能力的影響................. 76
第二節 魔術方塊教學對於空間能力的影響................. 83

第五章 結論與建議..................................... 90
第一節 結論........................................... 90
第二節 建議............................................93

參考文獻 ............................................... 96
中文部分....................................... 96
外文部分....................................... 99

表 次
表2-1-1 空間能力分類及類型內涵..................................................................... 13
表2-2-1 推理能力的發展.................................................................................... 30
表2-3-1 魔術方塊的組成-中心塊、邊塊和角塊............................................. 37
表2-3-2 常見的魔術方塊種類............................................................................. 38
表2-4-1 九年一貫數學課程幾何部份能力指標................................................ 45
表2-4-2 九年一貫數學課程各版本一到六年級幾何部分的課程單元............. 46
表3-2-1 實驗設計................................................................................................. 50
表3-2-2 專家名單列表......................................................................................... 67
表3-3-1 研究時程規劃表..................................................................................... 72
表4-1-1 推理能力測驗前測、後測成績統計..................................................... 77
表4-1-2 成對樣本統計量..................................................................................... 77
表4-1-3 成對樣本相關......................................................................................... 78
表4-1-4 成對樣本檢定……………..................................................................... 78
表4-1-5 成對樣本統計量..................................................................................... 79
表4-1-6 成對樣本相關......................................................................................... 79
表4-1-7 成對樣本檢定……................................................................................. 79
表4-1-8 受試者間效應項的檢定......................................................................... 80
表4-1-9 受試者間效應項的檢定......................................................................... 81
表4-1-10 估計邊際平均數..................................................................................... 81
表4-2-1 空間能力測驗前測、後測成績統計....................................................... 83
表4-2-2 成對樣本統計量..................................................................................... 84
表4-2-3 成對樣本相關......................................................................................... 84
表4-2-4 成對樣本檢定......................................................................................... 84
表4-2-5 成對樣本統計量..................................................................................... 85
表4-2-6 成對樣本相關......................................................................................... 85
表4-2-7 成對樣本檢定......................................................................................... 86
表4-2-8 受試者間效應項的檢定......................................................................... 87
表4-2-9 詹森內曼法............................................................................................. 87
圖 次
圖2-2-1 皮亞傑「保留作用」實驗..................................................................... 27
圖2-3-1 LBL解法流程圖..................................................................................... 40
圖2-3-2 CFOP 解法流程圖.................................................................................. 41
圖2-3-3 8355 解法流程圖.................................................................................... 42
圖3-2-1 課程架構圖............................................................................................. 53
圖3-2-2 課程流程圖............................................................................................. 55
圖3-2-3 8355 之個人進度卡設計........................................................................ 64
圖3-2-4 8355 之專屬魔術方塊............................................................................ 65
圖3-2-5 魔術方塊認證小卡驗收........................................................................ 66
圖3-3-1 研究架構圖............................................................................................. 68
圖3-3-2 研究流程圖……………......................................................................... 71
圖3-4-1 魔術方塊認證小卡通過........................................................................ 74
圖4-2-1 詹森內曼法............................................................................................. 88
參考文獻 中文部份
今古庸龍魔方網。線上檢索日期:2009年11月1日。網址:http://ten10.myweb.hinet.net/
朱敬先(1997)。教育心理學。(70-77頁)。台北:五南
宋嘉恩(2007)。臺北縣國小學童空間能力與推理能力相關因素研究。台北市立教育大學自然科學習碩士班碩士論文。
邱文鈞(2006)。OTHELLO遊戲積分與國小中年級學童推理能力、創造力與問題解決能力之相關研究。台北市立教育大學科學教育研究所自然科學教學碩士班碩士論文。
吳煥昌(2001)。高工機械製圖科學生空間能力與展開圖學習成就之相關研究。國立台灣師範大學工業教育研究所碩士論文。
吳文如(2004)。國中生空間能力與數學成就相關因素之研究。國立台北師範學院數理教育研究所碩士論文。
吳明郁(2004)。國小四年級學童空間能力學習的研究:以立體幾何展開圖為例。國立台北師範學院數理教育研究所碩士論文。
林佳蓉(2004)。幾何空間教學對國小二年級學童空間能力學習之研究。國立台北師範學院數理教育研究所碩士論文。
林逸農(2006)。五連方幾何積木課程對國小學童視覺空間能力的影響。國立台灣科技大學技術及職業教育研究所碩士論文。
李琛玫(1996)。國中一般能力資優生、美術資優生與普通生之視覺空間認知能力研究。國立彰化師範大學特殊教育學系碩士論文。
李佳蓉(1996)。電腦益智遊戲對國小高年級學童的推理能力、問題解決能力及電腦態度之影響。國立台南師範學院國民教育研究所碩士論文。
李岳勳(2004)。國小電腦化空間感測驗難度來源之成份分析。國立台南師範學院測驗統計研究所。
洪志盈(2004)。國小學童空間能力量表建構之研究。國立彰化師範大學工業教育學系碩士論文。
莊學文(2007)魔術方塊游藝學習系統之開發。國立臺北教育大學玩具與遊戲設計研究所碩士論文。
魚‧方塊達人鋪-魔術方塊教學。線上檢索日期:2009年11月1日。網址: http://www.unicube.tw/
許技江的魔術方塊網頁。線上檢索日期:2009年11月1日。網址:http://teach.ymhs.tyc.edu.tw/t1086/R-C.htm
教育部(1993),國民小學課程標準。台北,教育部。
教育部(2001),國民小中小學九年一貫課程暫行綱要。台北,教育部。
教育部(1993),國民小中小學九年一貫課程正式綱要。台北,教育部
許秀薇(2003)。類比推理教學對國小學童類比推理能力之影響。國立屏東師範學院教育科技研究所碩士論文。
陳鎮潦(2003)。高工製圖科學生學習立體圖與與提昇空間能力相關之研究。國立彰化師範大學工業教育教學碩士班論文。
陳世玉(2007)。空間能力性向測驗之建模與驗證。國立台灣科技大學技術及職業教育研究所碩士論文。
陳穎瑤(2008)。國小學童空間概念能力表現之研究。臺北市立教育大學數學資訊教育研究所碩士論文。
蔡松男(1998)。問題導向式與電腦遊戲式教學策略對於國小學生電腦課之學習動機與推理能力成效之研究。國立台中教育大學數位內容科技學系碩士論文。
黃秀青(2005)。電腦益智遊戲嶼國小學童推理思考過程之研究。國立屏東師範學院數理教育研究所碩士論文。
黃惠薇(2008)。資訊科技融入教學對國小六年級學童在空間旋轉能力之研究。國立台北教育大學數理教育研究所碩士論文。
彭逸賢(2007)基於魔術方塊編碼法之影像資料庫安全管理。私立大葉大學資訊管理學系碩士論文 。
張春興(1991):現代心理學。(326-331頁)。台北:東華。
劉屾垚(2007)。國小高年級學童空間旋轉能力之調查-以宜蘭縣為例。國立台北教育大學數理教育研究所碩士論文。
蔡秋霞(2002)。以多元智力為理論基礎的教學對高年級學生自然科學習成就與推理能力之影響。國立屏東師範學院數理教育研究所碩士論文。
蔣家唐(1995)。資優生視覺空間認知能力研究。國科會研究計畫成果報告,計畫編號:NSC83-0111-S-018-019。
鄭仲哲(1993)魔術方塊式立體停車系統設計。國立交通大學機械工程研究所碩士論文。
歐陽鍾玲(1982)。學童空間概念的發展。國立台灣師範大學地理研究所碩士論文。
戴文雄(1994)。高工學生空間觀念對機械製圖學習成效與態度之研究。國科會研究計畫成果報告,計畫編號:NSC83-0111-S-018-023。
簡慶郎(1990)。學習正投影對提升高工學生空間能力之研究。國立台灣師範大學工業教育研究所碩士論文。








外文部分
Bishop, A. J.(1980). Spatial abilities and mathematics education—A review. Educational Studies in Mathematics, 11,257-269.
Bjorklund, D. F.(1989).Children’s thinking:Developmental functions and individual differences, Pacific Grove, CA: Brooks/Cole.
Clements, D.H.& Battista, M.T.(1992).Geometry and spatial reasoning. Handbook of research on mathematics teaching and learning (pp. 420-464) .New York: Simon and Schuster Macmillan.
French, J.W.(1951).The description of Aptitude and Achievement Tests in terms of Rotated Factors. Psychometric Monograph,5.
Fennema, E.(1974).Mathematics learning and sexes:A review. Journal for Research in Mathematics Education, 5, 126-139.
Guilford, J.P.(1967).The nature of human intelligences. New York: McGraw-Hill.
Gardner, H.(1983).Frames of mind: the theory of multiple intelligences. New York:Basic Books.
Ginsburg, H., & Opper, S. (1988). Piaget’s theory of intellectual development (3rd ed.) ,Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall.
Gick, M. L., & Holyoak, K. J.(1980). Analogical problem solving. Cognitive Psychology, 12,306-355.
Golomb, S. W.(1982). Rubik’s cube and quark. American Scientist, 70(3), 257-259.
Guay, R.B., & McDaniel, E.D.(1977). The relationship between mathematics achievement and spatial abilities among elementary school children. Journal for Research in Mathematics Education, 8 ,211-215.
Holyoak, K. J., Junn, E. N., & Billmn, D. O.(1984). Development of analogical transfer. Memory & Cognition,15(4), 332-340.
Feng, J., Spence, I., & Pratt, J.(2007). Playing an action video game reduces gender differences in spatial cognition. Association for Psychological Science, 18(10), 850-854.
Lim, K. Y. T.(2005).Augmenting spatial intelligence in the geography classroom. International Research in Geographical and Environmental Education, 14(3),187-198.
Korf, R E.(1997). Finding optimal solution to Rubik’s cube: Using pattern databases. Fourteenth National Conference on Artificial Intelligence, Providence, R.I. AAAI Press.
Lohman, D.F.(1979).Spatial ability: A Review and re-analysis of the corelational literature. Aptitude Research Project, Report #8, Stanford, CA: Stanford University.
Lord, T. R.(1987).Spatial teaching. The Science Teacher, 52(2),32-34.
Wason, P. C., & Johnson-Laird, P. N.(1972).Psychology of reasoning: Structure and content. London: Batsford.
McGee, M.G.(1979).Human spatial abilities: Environmental, genetic, hormonal, and neurological influences. Psychological Bulletin,86(5),889-918.
National Council of Teachers of Mathematics(1989). Curriculum and evaluation standard for school mathematics. Reston, VA: Author.
National Council of Teachers of Mathematics (2000). Principles and standard for school mathematics. Reston, VA: Author.
Redmond, P. (2006,October). Rubot Π robots solves rubik’s cube with gusto.Retrieved March 20,2009,from http://www.technovelgy.com/ct/Science-Fiction-News.asp?NewsNum=764
Seng, S. & Chan, B.(2000).Spatial ability and mathematical performance: Gender differences in elementary school. ERIC/SMEAC(ERIC No ED438937).
Thurstone, L.L.(1938). Primary mental abilities. Chicago, IL: University of Chicago Press.
Huk, T.(2006). Who benefits from learning with 3D models? the case of spatial ability. Journal of Computer Assisted Learning, 22, 392-404.
Vigil, P. J. (1988). Online retrieval:Analysis and strategy. NY ,NY: John Wiley & Sons.
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