第二階段研究結果討論

本節描述第二階段生手透過上節熟手之關鍵策略，目的為強化生手於 腦海中建構心像圖的能力的空間能力訓練，之後實施第二次「空間能力測 驗」。本節分三部陳述討論，第一部分為答題表現紀錄。第二部分為眼動 軌跡分析紀錄，包含眼動相關數據資料、以及凝視落點分布、視線路徑和 凝視時間分配熱區圖等質性資料。第三部份為綜合第二階段結果之小結。

壹、 答題表現紀錄

本階段以 12 位生手進行 15 題空間能力測驗，答題表現描述性統計如 表 4-2-1 所示。本次生手最低分為 6，最高分為 15，平均數為 10.75，標 準差為 2.86；表 4-2-2 為兩次分數成對樣本間的相關統計量。生手第一次 與第二次空間能力測驗的積差相關係數為.752，顯著性考驗的機率值 p=0.008<0.05 達到顯著水準，表示這兩次空間能力測驗有顯著相關存在，

第二次分數較第一次提升。

表 4-2-1 生手兩次空間能力測驗敘述性統計表

組別 人數 最低分 最高分 平均數 標準差 第一次 12 5 11 8.16 1.99 第二次 12 6 15 10.75 2.86

表 4-2-2 兩次各題型答題成對樣本間的相關統計量

一、各題型答題表現

本研究採用之空間能力測驗試題，主要分成三種類型題目。 生手兩 次表現如表 4-2-3 所示，包含該題的答對次數和答對率，答對率定義為該 題答對次數在總人數答對次數之百分比。其中生手在「空間幾何辨識」該 題型的答對率為 87，與第一次無差異，而「立體與平面展開圖型」的答對 率分別為 70，較第一次提升。「空間旋轉與推理」的答對率分別為 58，較 第一次小幅提升。由兩次數據可先大致上得知，透過「空間能力訓練」，

此兩種空間能力概念有相對提升，接下來研究者繼續根據其眼動記錄中的 各項數據資料，來進一步說明分析。

表 4-2-3 生手兩次各題型答題表現分析表

題型 第一階段題型答對率(%) 第二階段題型答對率(%)

幾何圖型的辨識 88 87

立體與平面展開 43 70

空間旋轉與推理 32 58

個數 相關 顯著性

兩次答題表現 12 .725 .008

貳、 眼動軌跡分析紀錄

本研究於進行空間能力測驗試題過程中，透過專門儀器，紀錄生 手與熟手在觀看空間能力試題時的:一、眼動相關數據資料，以及二、凝 視落點位置和視線軌跡質性分析。前者眼動相關數據資料，目的幫助研究 者研判受試者典型的視線軌跡圖，根據(1)凝視次數，找出落點分布情形，

(2)平均凝視時間(average fixation duration)，找出凝視深度和落點區 域情況。 (3)掃視次數，找出視線軌跡呈現大致狀況，而最後採取(4)平 均掃視幅度(average saccade amplitude)，目的為找出受試者注視所獲 得的訊息多少。

一、眼動相關數據資料

由眼動分析軟體Data Viewer所得之實驗報告資料(Trial Report)，

可獲得本研究各題中眼動凝視的之相關數據，本研究主要選擇凝視次數、

平均凝視時間以及掃視的相關數據，包含總掃視次數、平均掃視幅度。由 於每位樣本看完15題之後，最後產生大量原始數據(row data)，為方便理 解，本研究僅選取較具差異性的相關統計數據或是特定題目來做說明。附 錄四為第一階段眼動追蹤敘述性統計資料。

接下來研究者可根據其數據來找出其典型表現之眼動凝視落點分布 圖、眼動運動視線軌跡示意圖和凝視時間分配熱區圖，進一步分析生手於 本次空間能力測驗後，答題錯誤和正確之題型眼動特徵。

二、訓練後之凝視落點位置和視線軌跡分析

生手於「空間能力訓練」眼動表現

本部分 生手經由「空間能力訓練」之策略指導後，研究者根據前述量 化研究結果，選出生手於本題型的主要典型視線軌跡。如一位代號A1 的生 手，能成功回答空間能力測驗中的「立體與平面展開圖型」某題之凝視時 間分配熱區圖，如圖 4-2-1 所示。而其視線軌跡圖，如 4-2-2 所示。

圖 4-2-1 生手 A1 成功回答「立體與平面展開圖型」

之凝視時間分配熱區圖

圖 4-2-2 生手 A1 成功回答「立體與平面展開圖型」

之眼動運動視線軌跡示意圖

由上頁兩圖可看出，圖 4-2-1 其主要凝視區域主要在題幹上方和正確 選項，再透過 4-2-2 可得知，其順序為題幹凝視後，在於各個選項之間找 出答案，此部分可看出該位生手運用熟手於閱題剖析之策略後，能夠在腦 海中操作一連串影像折疊與移動。

一位代號 A2 的生手，成功回答空間能力測驗中的「立體與平面展開圖 型」某題之眼動凝視落點分布圖，如圖 4-2-3 所示。而其視線軌跡圖，如 4-2-4 所示，其結果相似於上述生手 A1 的表現，同樣採取運用熟手於閱題 剖析之策略來後，所呈現的眼動軌跡結果。

圖 4-2-3 生手 A2 成功回答「立體與平面展開圖型」

之凝視落點分布圖

圖 4-2-4 生手 A2 成功回答「立體與平面展開圖型」

眼動運動視線軌跡示意圖

生手於「空間旋轉與推理」眼動表現

本部分 生手經由「空間旋轉與推理」之策略指導後，研究者根據前述 量化研究結果，選出生手於本題型的主要典型視線軌跡。如一位代號A3 的 生手，能成功回答空間能力測驗中的「空間旋轉與推理 」某題之凝視時間 分配熱區圖，如圖 4-2-5 所示。而其眼動運動視線軌跡示意圖，如 4-2-6 所示。綜合兩者可得知，凝視區域主要落於各選項對應之參照點之上，掃 視路線主要出現在三個同樣的選項之間。於此可說明該名生手有效掌握到 關鍵凝視點的選策略。

圖 4-2-5 生手A3 成功回答「空間旋轉與推理 」 之凝視時間分配熱區圖

圖 4-2-6 生手A3 成功回答「空間旋轉與推理 」 眼動運動視線軌跡示意圖

一位代號A4 的生手，成功回答空間能力測驗中的「空間旋轉與推理 」 某題之眼動凝視落點分布圖，如圖 4-2-7 所示。而其眼動運動視線軌跡示 意圖，如 4-2-8 所示。

圖 4-2-7 生手A4 成功回答「空間旋轉與推理 」 之眼動凝視落點分布圖

圖 4-2-8 生手A4 成功回答「空間旋轉與推理 」 眼動運動視線軌跡示意圖

由上兩圖可看出，圖 4-2-7 其主要凝視區域主要分布於題目和選項之 上，再透過圖 4-2-8 發現，凝視點於各選項之間相互連結，此部分馬上看 出該位生手運用熟手於關鍵區域選擇策略，以其為支點，選轉後逐一比對 出吻合旋轉後的形體，達到在心中操弄、旋轉、扭轉或翻轉以視覺呈現的 物體的心智旋轉能力。

然而，實驗中發現代號為A5 的生手，不成功「空間旋轉與推理 」中 的凝視時間分配熱區圖，如圖 4-2-9 所示，其眼動運動視線軌跡如圖 4-2-10 所示。

圖 4-2-9 生手A5 不成功回答「空間旋轉與推理 」 凝視時間分配熱區圖

圖 4-2-10 生手A5 不成功回答「空間旋轉與推理 」 眼動運動視線軌跡

由上兩圖可發現，其軌跡和凝視位置，類似成功作答者之表現，但卻 無法透過參照點，有效找出正確旋轉後之形體。顯示該位生手經由策略指 導後，仍無法在空間圖形的位置進行改變或旋轉後，辨認原圖形。同樣另 一位生手A6，於「空間旋轉與推理 」答題錯誤的視線軌跡圖，如下頁圖 4-2-11 所示，也呈現出無法從參照點位置找出解題線索，無法有效在腦海 中形成新像圖來協助尋找正確選項。

圖 4-2-11 生手A6 不成功回答「空間旋轉與推理 」 眼動運動視線軌跡

參、 小結

本階段研究於進行空間能力訓練，主要強化生手於於腦海中建構心像 圖的能力，包含在心中操弄旋轉、翻轉、扭轉等視覺呈現的物體之「空間 視覺」（spatial visualization），以及腦海中產生並操作一連串複雜的 影像折疊與移位的「心智旋轉」（mental rotation）能力。並再次進行第 二次空間能力測驗。由答題表現可得知 12 位生手於「立體與平面展開圖 型」表現相對第一次提升；「空間旋轉與推理」部分，8 位生手於答題表現 相對第一次提升，4 位生手表現無提升。

在眼動軌跡紀錄中，發現有效提升之生手，其視線軌跡首先於題目上 凝視後，在於各個選項之間找出答案，此部分可看出生手運用訓練中，熟 手於閱題剖析策略，因此能夠閱讀題目過程中，在心中模擬旋轉或翻轉形 體。另外，成功答題之生手於「空間旋轉與推理」中產生的凝視區域，主 要落於各選項對應之參照點之上，可說明生手掌握到關鍵參考點的選擇。

另外，在眼動軌跡紀錄中，不成功解題之生手，發現其軌跡和凝視位 置，類似成功作答者之表現，但卻無法透過參照點，有效找出正確翻轉後 之形體。顯示該位生手經由策略指導後，仍無法在空間圖形的位置進行改 變或旋轉。於「空間旋轉與推理」答題錯誤的視線軌跡圖也顯示出生手無 法有效在腦海中形成心像圖來協助尋找正確選項。

接者，下一章節中，研究者將對此兩階段之結果，進行綜合討論，並 對照文獻中理論的支持，來解釋說明本章節中各項研究結果中，所代表的 意義並解釋，最後統整出本研究主要結論。