系統模擬實驗設計與分析之電腦輔助教學環境郭幸民陶幼慧義守大學工業工程與管理學系義守大學資訊管理學系摘要系統模擬涵蓋之知識領域廣泛，且需要相當的經驗累積，方能成功解決不同實驗階段之問題。基於時空之限制，目前模擬課程之教學內容多半侷限於介紹基本概念或程式寫作，致使學習者容易忽略實驗設計與資料分析等關鍵課題。因此本研究探討系統模擬之理想教學環境，蒐集整理專家學者教學與實際應用之經驗，以範例教學的方式引導學習者參與解題，並實際運用全球資訊網構建一芻型系統，教導與協助學習者使能有效運用系統模擬解決問題。構建完成後由專家進行操作評估，並對修習模擬課程之學生以問卷調查進行實用性評估，統計結果驗證本系統明顯提昇學習者之瞭解程度。關鍵詞：系統模擬、電腦輔助教學、全球資訊網壹、緒論O'Keefe[19]指出以模擬解決問題時須具備四項知識：問題領域的知識、模擬系統模型建構知識、模擬程式語言知識及統計知識，由此可見模擬的學習門檻較高。一般的模擬教學基於教室教學時間的限制，教學內容往往侷限於模擬觀念、模擬模式建構或模擬軟體應用之教導，而後半段的模擬統計知識與技術在學習者的認知中淪為次要的角色。實際上，成功的模擬應用常取決於有效的實驗設計與統計分析，所以相關的教學是一個值得加強的方向。相對於模擬模式與語言發展而言，模擬統計分析在研究文獻或應用工具的開發上較居於弱勢MellichampandPark[14]、Ramachandranetal.[16]、TaylorandHurrion[18]與TaoandNelson[20]對模擬實驗設計與分析問題都曾深入探討，並提供理論架構或芻型系統；在模擬分析的應用上Goldsmanetal.[11]用三種不同的比較方法解析同一問題。這些模擬分析過程之知識與經驗，仍需以有限的課堂時數，有效地教導予初學者。教室教學還有空間上的限制，Leary[12]討論教室教學空間日趨不足的問題，一人一機的小班制環境更是難得。電腦輔助教學(CAI)隨著個人電腦的普及，已被廣泛地應用。Chenetal.[5]與CognitionandTechnologyGroupatVanderbilt[6]都以互動多媒體方式設計CAI軟體。根據WhitehouseandPellegrin[19]調查顯示，利用個人電腦與軟體來提昇學生的知識或教導技能可減少約70%的訓練時間，相關研究如Antaoetal.[3]驗證CAI教學的確有效。而網際網路的演進，更有助於CAI的推廣與全天候的師生間互動，可部分解決教學空間不足的問題。國內外已有許多大學推動非同步教學課程，例如台大管理論壇之網路教學已頗具規模。另一方面，模擬統計分析對很多學生而言相當艱澀枯燥，教育理論之建構主義強調『善用學習工具』以激發學習動機，Gragnéetal.[9]與Bayer[4]認為電腦教學的教學設計應包含：引起注意、提供學習者課程的資訊、重要學習的刺激回憶、呈現區別性特色的刺激、引導學習、引導學習者動作、提供消息的回饋、評估執行與加強保留。也就是課程的設計要掌握與學習者間的角色與互動關係，才能在有限時間與不同的空間差異中發揮功能。適當的人機介面設計能發揮系統內在的人機互動角色，讓使用者可專心於教學內容的學習，增加學習效果。但是網際網路介面的設計有別於一般傳統的介面設計，故應於介面設計時特別考量。綜合上述的討論，本研究將著重於兩個重要議題：模擬統計分析的簡易經驗模式及教學輔助系統與介面設計原則之應用。換言之，研究重點在搜集專家經驗，整理出模擬解決問題之經驗原則，並設計一個知識與經驗並重之教學環境，進而建構一套網路輔助教學系統使學習者可以適時適地適當地學習。以下分為四個部分：第貳部分是研究設計與範圍；第參部分是芻型系統設計與構建；第四部分是系統評估；第五部分是研究成果的自我評量。貳、研究設計與範圍本研究之目的為設計一網路輔助教學系統以教導系統模擬初學者有效的模擬統計分析技能。由於系統模擬的學習範圍甚廣，本研究僅針對實驗設計與分析部分，也就是表1中的模擬程式測試、實驗設計、實驗執行與模擬資料分析等部分進行探討。表1系統模擬程序表(LawandKelton[11])鎖定的學習對象應具備基礎統計概念，並為正在學習系統模擬的初學者或甫完成學習之使用者。本研究理想的輔助教學環境並非取代教師之授課，也有別於...
