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研究生： 廖墨剛
Mo-Gang Liao
論文名稱： 聊天機器人對國小學生英語閱讀興趣的影響
The Impact of Chatbot on Elementary School Students' Interest in English Reading
指導教授： 劉晨鐘
Chen-Chung Liu
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 資訊電機學院 - 網路學習科技研究所
Graduate Institute of Network Learning Technology
論文出版年： 2021
畢業學年度： 109
語文別： 中文
論文頁數： 324
中文關鍵詞： 英語閱讀 、聊天機器人 、GODSPEED 量表 、感知 、心流 、情境興趣 、對話式閱讀 、聊書
外文關鍵詞： English reading, chatbot, godspeed scales, perception, flow, situational interest, dialogic reading, book talk
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    • 在學習英語能力的歷程上，無論是發展讀寫、口說或是閱讀理解，孩童必定會與「學習對象」一起學習，其中「聊書」活動（Book talk）具備了這樣的性質，學生分享書本的內容，以及自身的看法，而聽眾也能夠從中解析書本的內容。但是現今，教師因課程壓力，會選擇捨棄這樣的活動，學生被動地吸收教材，很少能回顧自身學習狀況，因此本研究提出「聊天機器人」（Chatbot），在英語閱讀活動中，陪伴學生一同聊書，並觀察在機器人引導的聊書活動下，學生的閱讀興趣有何影響。
    本研究將英語閱讀活動分為：「閱讀課活動」與「聊書活動」，研究對象為臺灣某國民小學68名五年級學生，分配到實驗組與控制組，實驗組搭配機器人於「聊書活動」下一同聊書，控制組則無機器人「聊書活動」。實驗組下，每週先進行「閱讀課」活動，讓學生自由選書，靜下來閱讀，與小組聊書中內容，再上台分享，「閱讀課」活動後隔天開始「聊書活動」，邀請學生與「聊天機器人」分享故事書內容和感想。在活動中觀察學生與機器人對話狀況、對機器人的「觀感」、在閱讀課「投入」狀況、學生對英語閱讀的「情境興趣」，以及各變數間存在的關聯性。
    對話方面，研究結果發現，學生多以「敘事」的方式跟機器人分享書的內容；在「觀感」方面，機器人給予學生的回饋與互動，會影響學生對機器人的「觀感」，進而影響他們在聊書時分享的內容量，也影響他們在「閱讀課」的「投入」狀況；在閱讀課「投入」方面顯示，實驗組與控制組無顯著差異，顯示學生沒有因為隔天要跟機器人分享，而更投入在閱讀課活動當中，但是學生在「閱讀課」的「心流」狀態，會影響隔天聊書的狀況；在學生對英語閱讀的「情境興趣」方面，則發現實驗組與控制組「維持-價值」有顯著差異，顯示搭配機器人的英語閱讀活動可以維持學生對英語閱讀的重視，且這樣的效果多作用在中成就學生身上。

    On the path of developing English skills regardless of literacy, oral skill, or reading comprehension, children will learn with their partners. An Activity like book talk possesses such property, students sharing the content and their reflection about the books which also helps the audience to analyze the text of the book. Nowadays, due to the course schedule, educators would rather teach all the content than held this activity. Students may absorb knowledge passively and hard to review what they learn. Thus, this study conducts a chatbot method to talk about storybooks together in English reading activity. And during the experiments, we observe students’ reading interest.
    This study divided English reading activity into two activities: reading activity and storytelling activity. 68 students in 5th grade in elementary school in Taiwan participate in this study. We distributed students into experimental group and control group. In the experimental group, students firstly took part in reading activity where they pick books freely, read alone, talk about the books with peers, and share with everyone. After the reading activity, students participate storytelling activity where they shared the story content and thoughts to the chatbot. In the control group, students only participate reading activity. This study examined students’ dialogue with the chatbot, their perception about the chatbot, flow status in reading activity, situational interest (SI) in English reading, and correlations between each variable.
    In students’ dialogue, we found that students mostly narrate story content to share with the chatbot. In students’ perception, the results show that chatbot’s interaction and its feedback to the students will influence their perception of the chatbot, in turn, had an impact on the amount of content they share and their flow status in the reading activity. In flow status, there is no significant difference between the experimental group and control group which means students didn’t increase their engagement in reading activity because of the activity with the chatbot on the second day, however, students’ flow status will influence their dialogue with the chatbot. In situational interest, we found that there is a significant difference in maintained-SI-value between experimental group and control group which means embedding chatbot in English reading activity will maintain the importance of English reading to the students, this effect mostly has an impact on medium-achievement students.

    目錄 摘要 I Abstract II 致謝 IV 目錄 V 圖目錄 X 表目錄 XII 第一章 續論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的與問題 3 1.3 名詞解釋 4 1.3.1 心流 4 1.3.2 Godspeed 4 1.3.3 情境興趣 4 1.3.4 聊書 4 1.4 研究範圍與限制 5 1.5 論文架構 6 第二章 文獻探討 7 2.1 心流 7 2.2 Godspeed 9 2.3 情境興趣 12 2.4 對話閱讀 14 2.5 聊天機器人相關研究 16 2.5.1 機器人應用於聊書活動 16 第三章 系統設計 18 3.1 系統特色 18 3.2 系統概念 19 3.2.1 調整前 19 3.2.2 調整後 21 3.3 系統工具與書本內容解析 22 3.4 系統架構 23 3.3.1 後端資料庫 23 3.3.2 前端函式 25 3.5 對話測略 28 3.5.1 調整前 28 3.5.2 調整後 30 第四章 研究方法 31 4.1 研究對象 31 4.2 研究流程 33 4.3 實驗設計 35 4.4 「英語閱讀」活動設計 37 4.4.1 英語書籍 37 4.4.2 閱讀課活動 37 4.4.3 「魚姐姐」聊書活動 40 4.5 研究工具 42 4.5.1 對話紀錄與答對狀況擷取 42 4.5.2 心流量表 42 4.5.3 Godspeed 43 4.5.4 情境興趣 44 4.6 資料收集與分析 46 4.6.1 學生與「魚姐姐」對話分析 46 4.6.2 「英語閱讀」活動實驗後訪談分析 50 4.6.3 Godspeed變化分析 52 4.6.4 心流變化分析 52 4.6.5 情境興趣分析 52 4.6.6 聊書對話與Godspeed相關性 52 4.6.7 聊書對話與心流相關性 52 4.6.8 聊書對話與情境興趣相關性 52 4.6.9 Godspeed與心流相關性 53 4.6.10 Godspeed與情境興趣相關性 53 4.6.11 心流與情境興趣相關性 53 第五章 研究結果與討論 54 5.1 學生與機器人對話的狀況 54 5.2 學生對「魚姐姐」的感受 66 5.3 學生在閱讀課活動投入狀況分析 75 5.4 學生英語閱讀之「情境興趣」分析 88 5.5 聊書對話與學生對「魚姐姐」的「感受」相關性 104 5.6 聊書對話與學生在閱讀課活動的「心流」相關性 151 5.7 聊書對話與學生英語閱讀之「情境興趣」相關性 213 5.8 學生對「魚姐姐」的「感受」與學生在閱讀課活動的「心流」相關性 245 5.9 學生對「魚姐姐」的「感受」與學生「英語閱讀」之「情境興趣」相關性 259 5.10 學生在閱讀課活動的「心流」與學生「英語閱讀」之「情境興趣」相關性 261 5.11 事後訪談和總結 267 第六章 結論與建議 271 6.1 搭配機器人的「英語閱讀」活動，學生如何與機器人對話？ 271 6.2 搭配機器人的「英語閱讀」活動，學生對機器人的感受為何？ 272 6.3 搭配機器人的「英語閱讀」活動，是否能對是否能對學生在閱讀課活動的投入狀況有所影響？ 273 6.4 搭配機器人的「英語閱讀」活動，是否能對學生英語閱讀的「情境興趣」有所影響？ 274 6.5 學生跟機器人的對話與學生對機器人的「感受」是否具關聯性？ 275 6.6 學生跟機器人的對話與學生閱讀課活動的「心流」是否具關聯性？ 276 6.7 學生跟機器人的對話與學生英語閱讀的「情境興趣」是否具關聯性？ 277 6.8 學生對機器人的「感受」與學生在閱讀課活動的「心流」變化是否具關聯性？ 278 6.9 學生對機器人的「感受」與學生英語閱讀活動的「情境興趣」是否具關聯性？ 279 6.10 學生在閱讀課活動的「心流」與學生英語閱讀的「情境興趣」是否具關聯性？ 280 參考文獻 281 中文文獻 281 英文文獻 282 附錄A 書目列表 287 附錄B 心流量表問卷 293 附錄C Godspeed量表 294 你覺得這次「魚姐姐」跟你的對話... 294 我覺得「魚姐姐」... 294 我覺得「魚姐姐」... 295 附錄D 情境興趣量表 296   圖目錄 圖 1 Csíkszentmihályi心流模型 7 圖 2 系統概念（調整前） 20 圖 3 系統概念（調整後） 21 圖 4 Dependency Parsing模型預測資料 22 圖 5 Coreference Resolution模型預測資料 22 圖 6 後端資料庫架構 24 圖 7 系統概念圖（調整前） 29 圖 8 系統概念圖（調整後） 30 圖 9研究流程 34 圖 10整體活動流程圖 36 圖 11學生進行閱讀 38 圖 12學生小組念書 38 圖 13學生上台分享 38 圖 14學生收集獎章 38 圖 15老師向學生推薦書本 38 圖 16閱讀課活動流程 39 圖 17「魚姐姐」聊書活動 40 圖 18學生跟「魚姐姐」對話 40 圖 19「魚姐姐」給予學生稱讚 40 圖 20「魚姐姐」聊書活動流程 41 圖 21 資料分析架構圖 46 圖 22 實驗組與控制組「心流」重複量數圖 77 圖 23 控制組與實驗組「維持-價值」重複量數圖 89 圖 24高成就學生，控制組與實驗組「維持－價值」重複量數圖 96 圖 25 中成就學生，控制組與實驗組「情境興趣」重複量數圖 97 圖 26 低成就學生，控制組與實驗組「情境興趣」重複量數圖 99 圖 27 控制組學生，先備成就「情境興趣」重複量數圖 101 圖 28 實驗組學生，先備成就「情境興趣」重複量數圖 103   表目錄 表 1 「書本資料庫」下，各資料表用途 23 表 2 「機器人資料庫」下，各資料表用途 24 表 3 聊書前函式 25 表 4 系統調整前，對話相關函示 26 表 5 系統調整前，對話相關函示 27 表 6 實驗組和控制組男女分配 31 表 7 實驗組和控制組先備知識分配 32 表 8 心流各向度定義 42 表 9 「心流」信效度 43 表 10 Godspeed量表各向度定義 43 表 11 情境興趣量表各項度定義 44 表 12 「情境興趣」信效度 45 表 13 各問卷施測時間 45 表 14 「學生對話結構內容」各向度定義 47 表 15 學生對話結構內容「評分者間信度」 47 表 16 個人感受評分標準 48 表 17 個人感受「評分者間信度」 48 表 18 「機器人對話動作」各項定義 48 表 19 對話案例類型定義 50 表 20 對話案例分類的「評分者間信度」 50 表 21 訪談問題 51 表 22 實驗組「學生對話內容統計量」 54 表 23 實驗組「學生對話結構內容」 55 表 24 實驗組「學生對話結構內容」（個人感受） 55 表 25 實驗組「機器人對話動作」 55 表 26 U（E2, F, High）對話紀錄 56 表 27 I（E1, M, Low）對話紀錄 58 表 28 C（E2, M, Medium）對話紀錄 60 表 29 B（E1, M, Medium）對話紀錄 62 表 30 A（E1, M, Low）對話紀錄 64 表 31 案例個數統計 65 表 32 實驗組 Godspeed 敘述統計（每週平均） 66 表 33 實驗組與控制組「心流」獨立樣本t檢定 75 表 34 實驗組與控制組 心流 重複量數 76 表 35 控制組與實驗組「情境興趣」重複量數 88 表 36 高成就學生，控制組與實驗組「情境興趣」重複量數 95 表 37 中成就學生，控制組與實驗組「情境興趣」重複量數 97 表 38 低成就學生，控制組與實驗組「情境興趣」重複量數 98 表 39 控制組學生，先備成就「情境興趣」重複量數 100 表 40 實驗組學生，先備成就「情境興趣」重複量數 102 表 41 「對話統計量」跟學生「Godspeed」整體相關性，N=45 104 表 42 「對話統計量」跟學生「Godspeed」第二週相關性，N=45 105 表 43 「對話統計量」跟學生「Godspeed」第三週相關性，N=45 106 表 44 「對話統計量」跟學生「Godspeed」第四週相關性，N=45 107 表 45 「對話統計量」跟學生「Godspeed」第六週相關性，N=45 108 表 46 「對話統計量」跟學生「Godspeed」第七週相關性，N=45 109 表 47 「學生對話結構內容」跟「Godspeed」整體相關性，N=45 110 表 48 「學生對話結構內容」跟「Godspeed」第二週相關性，N=45 111 表 49 「學生對話結構內容」跟「Godspeed」第三週相關性，N=45 112 表 50 「學生對話結構內容」跟「Godspeed」第四週相關性，N=45 113 表 51 「學生對話結構內容」跟「Godspeed」第六週相關性，N=45 114 表 52 「學生對話結構內容」跟「Godspeed」第七週相關性，N=45 115 表 53 F（E2, M, Medium, 敘事型）第七週對話紀錄 116 表 54 F（E2, M, Medium, 敘事型）第七週「Godspeed」 118 表 55 F（E2, M, Medium, 敘事型）第七週「學生對話結構內容」 118 表 56 E（E1, M, Medium, 簡要型）第七週對話紀錄 119 表 57 E（E1, M, Medium, 簡要型）第七週「Godspeed」 120 表 58 E（E1, M, Medium, 簡要型）第七週「學生對話結構內容」 121 表 59 「機器人對話」跟「Godspeed」整體相關性，N=45 122 表 60 「機器人對話」跟「Godspeed」第二週相關性，N=45 124 表 61 「機器人對話」跟「Godspeed」第三週相關性，N=45 126 表 62 「機器人對話」跟「Godspeed」第四週相關性，N=45 128 表 63 「機器人對話」跟「Godspeed」第六週相關性，N=45 130 表 64 「機器人對話」跟「Godspeed」第七週相關性，N=45 132 表 65 Q（E2, F, Medium, 簡要型）第二週「對話紀錄」 134 表 66 Q（E2, F, Medium, 簡要型）第二週「Godspeed」 135 表 67 Q（E2, F, Medium, 簡要型）第二週「機器人對話」 136 表 68 R（E2, F, Low, 簡要型）第二週對話紀錄 136 表 69 R（E2, F, Low, 簡要型）第二週「Godspeed」 138 表 70 R（E2, F, Low, 簡要型）第二週「機器人對話」 138 表 71 C（E1, M, High, 動作敘述型）第七週對話紀錄 139 表 72 C（E1, M, High, 動作敘述型）第七週「Godspeed」 141 表 73 C（E1, M, High, 動作敘述型）第七週「機器人對話」 141 表 74 H（E1, M, Medium, 原文敘述型）第七週對話紀錄 142 表 75 H（E1, M, Medium, 原文敘述型）第七週「Godspeed」 144 表 76 H（E1, M, Medium, 原文敘述型）第七週「機器人對話」 144 表 77 J（E1, M, Medium, 敘事型）第七週對話紀錄 145 表 78 J（E1, M, Medium, 敘事型）第七週「Godspeed」 146 表 79 J（E1, M, Medium, 敘事型）第七週「機器人對話」 147 表 80 G（E2, M, Medium, 敘事型）第七週對話紀錄 147 表 81 G（E2, M, Medium, 敘事型）第七週「Godspeed」 149 表 82 G（E2, M, Medium, 敘事型）第七週「機器人對話」 150 表 83 「對話統計量」跟學生「心流」整體相關性，N=42 151 表 84 「對話統計量」跟學生「心流」第二週相關性，N=45 152 表 85 「對話統計量」跟學生「心流」第三週相關性，N=44 153 表 86 「對話統計量」跟學生「心流」第四週相關性，N=45 154 表 87 「對話統計量」跟學生「心流」第六週相關性，N=43 155 表 88 「對話統計量」跟學生「心流」第七週相關性，N=45 156 表 89 「學生對話結構內容」跟「心流」整體相關性，N=42 157 表 90 「學生對話結構內容」跟「心流」第二週相關性，N=45 158 表 91 「學生對話結構內容」跟「心流」第三週相關性，N=44 159 表 92 「學生對話結構內容」跟「心流」第四週相關性，N=45 160 表 93 「學生對話結構內容」跟「心流」第六週相關性，N=43 161 表 94 「學生對話結構內容」跟「心流」第七週相關性，N=45 162 表 95 A（E2, M, High, 敘事型）第七週「對話紀錄」 163 表 96 A（E2, M, High, 敘事型）第七週「心流」 165 表 97 A（E2, M, High, 敘事型）第七週「學生對話結構內容」 165 表 98 E（E2, M, Low, 簡要型）第七週「對話紀錄」 167 表 99 E（E2, M, Low, 簡要型）第七週「心流」 169 表 100 E（E2, M, Low, 簡要型）第七週「學生對話結構內容」 169 表 101 D（E1, M, Medium, 敘事型）第七週「對話紀錄」 170 表 102 D（E1, M, Medium, 敘事型）第七週「心流」 172 表 103 D（E1, M, Medium, 敘事型）第七週「學生對話結構內容」 172 表 104 F（E1, M, Medium, 敘事型）第七週「對話紀錄」 173 表 105 F（E1, M, Medium, 敘事型）第七週「心流」 175 表 106 F（E1, M, Medium, 敘事型）第七週「學生對話結構內容」 175 表 107 P（E2, F, High, 敘事型）第七週「對話紀錄」 176 表 108 P（E2, F, High, 敘事型）第七週「心流」 177 表 109 P（E2, F, High, 敘事型）第七週「學生對話結構內容」 178 表 110 D（E2, M, Medium, 敘事型）第七週「對話紀錄」 178 表 111 D（E2, M, Medium, 敘事型）第七週「心流」 180 表 112 D（E2, M, Medium, 敘事型）第七週「學生對話結構內容」 181 表 113 「機器人對話」跟「心流」整體相關性，N=42 182 表 114 「機器人對話」跟「心流」第二週相關性，N=45 184 表 115 「機器人對話」跟「心流」第三週相關性，N=44 186 表 116 「機器人對話」跟「心流」第四週相關性，N=45 188 表 117 「機器人對話」跟「心流」第六週相關性，N=43 190 表 118 「機器人對話」跟「心流」第七週相關性，N=45 192 表 119 N（E2, F, Medium, 敘事型）第二週「對話紀錄」 194 表 120 N（E2, F, Medium, 敘事型）第二週「心流」 196 表 121 N（E2, F, Medium, 敘事型）第二週「機器人對話」 197 表 122 E（E2, M, Low, 簡要型）第二週「對話紀錄」 197 表 123 E（E2, M, Low, 簡要型）第二週「心流」 198 表 124 E（E2, M, Low, 簡要型）第二週「機器人對話」 199 表 125 J（E2, M, Low, 敘事型）第六週「對話紀錄」 199 表 126 J（E2, M, Low, 敘事型）第六週「心流」 201 表 127 J（E2, M, Low, 敘事型）第六週「機器人對話」 202 表 128 O（E2, F, Medium, 敘述型）第六週「對話紀錄」 202 表 129 O（E2, F, Medium, 敘述型）第六週「心流」 204 表 130 O（E2, F, Medium, 敘述型）第六週「機器人對話」 204 表 131 Q（E2, F, Medium, 敘事型）第七週「對話紀錄」 206 表 132 Q（E2, F, Medium, 敘事型）第七週「心流」 208 表 133 Q（E2, F, Medium, 敘事型）第七週「機器人對話」 208 表 134 I（E1, M, Low, 敘事型）第六週「對話紀錄」 209 表 135 I（E1, M, Low, 敘事型）第六週「心流」 211 表 136 I（E1, M, Low, 敘事型）第六週「機器人對話」 212 表 137 整體「學生對話結構內容」跟「情境興趣」後測相關性，N=45 213 表 138 「學生對話結構內容」跟「情境興趣」前測相關性，N=45 214 表 139 O（E1, F, Low, 敘事型）第七週「對話紀錄」 215 表 140 O（E1, F, Low, 敘事型）「情境興趣」 217 表 141 O（E1, F, Low, 敘事型）第七週「學生對話結構內容」 217 表 142 N（E2, F, Medium, 敘事型）第七週「對話紀錄」 218 表 143 N（E2, F, Medium, 敘事型）「情境興趣」 219 表 144 N（E2, F, Medium, 敘事型）第七週「學生對話結構內容」 219 表 145 整體「機器人對話」與學生英語閱讀的「情境興趣」後測相關性，N = 45 221 表 146 「機器人對話」與學生英語閱讀的「情境興趣」前測相關性，N = 45 223 表 147 G（E2, M, Medium, 敘事型）第二週「對話紀錄」 225 表 148 G（E2, M, Medium, 敘事型）「情境興趣」 228 表 149 G（E2, M, Medium, 敘事型）第二週「機器人對話」 228 表 150 B（E2, M, Low, 角色敘述型）第二週「對話紀錄」 229 表 151 B（E2, M, Low, 角色敘述型）「情境興趣」 231 表 152 B（E2, M, Low, 角色敘述型）第二週「機器人對話」 231 表 153 F（E2, M, Medium, 敘事型）第二週「對話紀錄」 232 表 154 F（E2, M, Medium, 敘事型）「情境興趣」 234 表 155 F（E2, M, Medium, 敘事型）第二週「機器人對話」 234 表 156 F（E1, M, Medium, 敘事型）第二週「對話紀錄」 235 表 157 F（E1, M, Medium, 敘事型）「情境興趣」 237 表 158 F（E1, M, Medium, 敘事型）第二週「機器人對話」 238 表 159 T（E2, F, Medium, 敘事型）第七週「對話紀錄」 239 表 160 T（E2, F, Medium, 敘事型）「情境興趣」 241 表 161 T（E2, F, Medium, 敘事型）第七週「機器人對話」 241 表 162 L（E2, M, Medium, 敘事型）第七週「對話紀錄」 242 表 163 L（E2, M, Medium, 敘事型）「情境興趣」 243 表 164 L（E2, M, Medium, 敘事型）第七週「機器人對話」 244 表 165 學生「心流」跟「Godspeed」整體相關性，N=42 245 表 166 學生「心流」跟「Godspeed」第二週相關性，N=45 246 表 167 學生「心流」跟「Godspeed」第三週相關性，N=44 247 表 168 學生「心流」跟「Godspeed」第四週相關性，N=45 248 表 169 學生「心流」跟「Godspeed」第六週相關性，N=43 249 表 170 學生「心流」跟「Godspeed」第七週相關性，N=45 250 表 171 D（E1, M, Medium, 敘事型）整體「心流」 251 表 172 D（E1, M, Medium, 敘事型）整體「Godspeed」 251 表 173 G（E1, M, High, 簡要型）整體「心流」 253 表 174 G（E1, M, High, 簡要型）整體「Godspeed」 253 表 175 T（E1, F, Medium, 敘事型）整體「心流」 254 表 176 T（E1, F, Medium, 敘事型）整體「Godspeed」 254 表 177 E（E1, M , Medium, 簡要型）整體「心流」 256 表 178 E（E1, M , Medium, 簡要型）整體「Godspeed」 256 表 179 學生的整體「Godspeed」跟「情境興趣」後測相關性，N=45 259 表 180 學生的整體「Godspeed」跟「情境興趣」前測相關性，N=45 260 表 181 學生在閱讀課的整體「心流」跟「情境興趣」後測相關性，N=41 261 表 182 學生在閱讀課的整體「心流」跟「情境興趣」前測相關性，N=41 262 表 183 N（E2, F, Medium, 敘事型）整體「心流」 263 表 184 N（E2, F, Medium, 敘事型）整體「情境興趣」 263 表 185 O（E1, F, Low, 敘事型）整體「心流」 264 表 186 O（E1, F, Low, 敘事型）整體「Godspeed」 265

    中文文獻
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