本研究的目的在設計與實作素養導向對數單元教材，並探討素養導向教材與傳統知識與能力導向教材對於學習者的學習成效及學習感受度有何差異。操弄變項分為兩個維度，分別為教材版本（實驗組、對照組）以及數學程度（高分組、低分組）。研究結果主要分為素養教材設計與實作成品及學習成效與學習感受度的量化分析。

一、素養教材設計與實作
素養導向教材設計結合PISA數學化架構、“知用觀學“數學素養模式、APOS學習理論且以三層次設計與實作出素養導向對數單元教材。本教材利用地震情境引入教學，透過指數將具體世界轉換至數學世界，利用解決問題的過程理解對數的由來。最後則是利用對數的正式定義，將數學世界轉換至具體世界並解決相關應用問題。

二、學習成效與學習感受度的量化分析
(1) 實驗組在對數定義及限制條件的相關試題中，學習成效顯著低於對照組。對數的基本運算及相關應用，實驗組與對照組則無顯著差異。
(2) 實驗組使用教材後的認知負荷明顯高於對照組。實驗組學生認為素養教材較為困難且花費許多時間在沒有效率的學習過程上。
(3) 對照組對於學習自信、學習目標及學習步調的掌握顯著高於實驗組。
由上述結果得知，本研究設計的素養導向對數單元教材會造成學生的認知負荷過高以及對數學定義的不熟悉。未來可以針對不同的教學策略及引入數位工具，探討如何幫助學生降低素養導向教材的認知負荷以及提高學習成效。

王幸鵑（2013）。高一學生的對數概念發展層次之研究。
張鎮華（2017）。數學學科知識也是數學素養-數學素養系列之3。
左台益、陳埩淑、林原宏、劉祥通、林素微、楊凱琳（2015）。提升臺灣K-12學生數學素養之研究（科技部研究計畫編號：MOST 104-2511-S-003-005-MY3）。臺北：科技部。
左台益、李健恆（2018）。素養導向之數學教材設計與發展。教育科學研究期刊。
左台益、呂鳳琳、曾士綺、吳慧敏、陳明璋、譚寧君（2011）。以分段方式降低任務複雜度對專家與生手閱讀幾何證明的影響。國立台灣師範大學教育心理與輔導學系教育心理學報,2011,43卷，閱讀專刊。
林素微（2008）。數學素養的定義.台灣參加PISA2006成果報告。
林福來、單維彰、李源順、鄭章華 (2013)。 「十二年國民基本教育領域綱要內容前導研究」整合型研究子計畫三「十二年國民基本教育數學領域綱要內容之前導研究」研究報告。新北市:國家教育研究院。
林方馨（2018）。華人地區國中數學教科書數學素養內涵之比較分析。
呂鳳琳（2010）。幾何證明不同文本呈現方式對學生認知負荷與閱讀理解影響之研究。
李國偉、黃文璋、楊德清、劉柏宏（2013）。教育部提升國民素養實施方案-數學素養研究計畫結案報告。台北市：教育部。
教育部（2008）。普通高級中學必修科目數學課程綱要。台北市：作者。
教育部（2016）。十二年國民基本教育課程綱要數學領域。台北市：作者。
游自達（2016）。數學素養之意涵與變遷。國家教育研究院脈動電子期刊，2016年3月，第5期。
單維彰（2016）。以知行識作為數學素養培育架構的課程綱要內涵。
陳建蒼（2001）。高一學生對數函數概念層次教學成效研究。
謝育博（2012）。高一學生在“對數與對數運算”單元中之錯誤類型分析。
鍾琪（2018）。台南地區高中學生在對數單元之錯誤類型分析。
Chandler, P., & Sweller, J.（1991）. Cognitive Load Theory and the Format of Instruction
Clark, R. C., Nguyen, F., & Sweller, J. （2006）. Efficiency in learning: evidence- based guidelines to manage cognitive load. San Francisco, CA: Pfeiffer.
Dubinsky, E.（1991）. Reflective abstraction in advanced Mathematical thinking. In D. Tall（Eds）, Advanced mathematical thinking（p.95-123）. Dordrecht, The Netherland: Kluwer.
Dubinsky, E. Weller, K. McDonald, M. A & Brown, A. （2005）. Some Historical Issues and Paradoxes Regarding the Concept of Infinity: An APOS-Based Analysis: Part 1. Educational Studies in Mathematics, 58, （p335-359）
Schoenfeld, A. H. （1992）. Learn to think mathematical: Problem solving, metacognition, and sense-making in mathematics. In D. A. Grouws （Ed.）, Handbook of research on mathematics teaching and learning.
Sweller, J., van Merrienboer, J. J. G., & Paas, F. G. W. C. （1998）. Cognitive architecture and instructional design. Educational Psychology Review, 10（3）, 251–296.
Sweller, J.（2010）. Article Element Interactivity And Intrinsic, Extraneous, and Germane Cognitive Load.