多媒體學習理論

2.2.1 多媒體學習理論的基本假設

所謂的多媒體學習（multimedia learning），是利用文字(words)與圖像(pictures)交 互使用的學習方式，其中文字包含了視覺上的印刷文字（printed words）與聽覺上的 口述文字（spoken words）；圖像包含了靜態的插圖（illustrations）、圖片（graphics）、

照片（photos）、地圖（maps），以及動態的動畫（animation）和錄影（video）等(Mayer, 2005)。

Mayer 與多位學者提出多媒體學習的認知理論(Mayer, 2005)，說明多媒體學習時，

人類的認知系統如何分配與處理多媒體訊息。多媒體學習的認知理論有三個重要的認 知假設：「雙通道假設」（Dual-Channel Assumption）、「有限容量假設」（Limited-Capacity Assumption）和「主動處理假設」（Active-Processing Assumption），分別說明如下：

1. 雙通道 (Dual channels)

人類在處理訊息時有兩種，分別是聽覺通道 (auditory/verbal channel)和視覺通道 (visual/pictorial channel)，當訊息以聲音的形式出現，耳朵會將訊息接收至聽覺通道；

若訊息以印刷文字或圖像的形式呈現，眼睛會將訊息接收至聽覺通道；學習者可以將 兩個管道接收到的訊息相互轉換。如圖 1

圖 1 多媒體學習理論的雙通道模型

資料來源：修改自 Mayer (2009). Multimedia Learning (2nd ed.). New York: Cambridge University Press.

2. 有限容量 (Limited capacity)

人類在每一個通道所能夠同時處理的訊息量是有限的(Clark & Mayer, 2008)。因此 若有訊息大量湧入時，適度的切割、分段與控制訊息量，使學習者進行較有效的學習，

3. 主動處理 (Active processing)

一個主動處理訊息的歷程包含「選擇相關訊息」、「組織已選擇的訊息」及「將新 訊息與先備知識整合」三階段(Clark & Mayer, 2008)，藉以形成一個新的知識，進入長 期記憶區（Long-term memory）。

2.2.2 多媒體設計原則

Mayer(2008)認為「少就是多（less is more）」。

5. 空間接近原則 (Spatial Contiguity Principle)

空間接近原則指的是當相關的文字和圖像訊息，在空間上接近地呈現時，能產生 較好的學習效果。當學習者在接收視覺訊息時，若文字說明與圖像在空間上的距離太 遠，學習者必頇使用較多的認知資源 (mental resources) 進行視覺搜尋，而在工作記憶 區容量有限的情況下，較不可能同時將文字與圖像訊息容納於工作記憶中。因此在教 材設計中上，應注意到相關文字、圖像的配置，尤其是高度複雜的畫面，應盡可能的 將相關訊息接近，以減少認知資源的耗費，進而提高學習效果。在本研究中的教材部 分，有不少較長敘述的數學文字型應用問題，如圖 2，因此將與題意對應的符號用表 格的方式排在同一列，方便學生左右搜尋、比對相關訊息，容易建立訊息的關聯性。

圖 2 空間接近原則範例

6. 時間接近原則 (Temporal Contiguity Principle)

時間接近原則指的是相關的文字和圖像同時呈現時，比間隔時間出現的效果好。

當文字和圖形整合呈現時，學習者能將整合的訊息在工作記憶中暫存，結合視覺表徵 與聽覺表徵的關聯性。

7. 個人化原則 (Personalization Principle)

個人化原則指的是在教學時採用對話式 (conversational style) 的效果優於形式化 (formal style) 。教學過程中對話式用語盡量使用第一、二人稱，避免使用第三人稱，

並增加與學習者的對話。

8. 信號原則 (Signaling Principle)

信號原則指的是教材中若含有可強調教材內容組織結構與重點的「提示」

(cues) ，學習效果較好。因為適當的提示可引導學習者的注意力，使其將注意力投注 在重要的訊息上，避免學習者的注意力被轉移至不相關或不重要的訊息，而造成認知 資源不必要的浪費。信號原則常用的方式為「突顯標題」 (heading) 與「強調關鍵訊 息」 (key information)(Mayer, 2005)；實際的呈現手法包括了標題、粗體、斜體、底線、

放大、顏色、反白、箭號……等，如圖 3，標題部分用較大的自與粗體突顯，聯集與 交集比較之相異處用紅色粗體凸顯。

圖 3 信號原則範例 9. 分割原則 (Segmentation Principle)

分割原則指的是當教材被分割成數個小「片段」，並且能讓學習者自己控制片段的 呈現，效果會優於連續播放的方式。因為當教材被分割成數個小片段時，學習者擁有 較充裕的時間及能力，從每一個片段中選擇文字及影像，並加以組織及整合後，再進 入下一片段。如圖 4，針對文字敘述較長的應用問題，可將每一個句子分開，建立訊 息的獨立性，教師在講述過程中可以突破循序的藩籬，由淺入深的講解，避免串流式 冗長的敘述，在解題列式時，可減少搜尋訊息所耗費的心力。

圖 4 分割原則範例 10. 事先訓練原則 (Pre-training Principle)

事先訓練原則指的是學習者若能在學習前，事先知道主要概念的名字和特徵，學 習效果較佳。例如在應用問題中，要確定學生了解題目的專有名詞，如「且」、「或」、

「至少」等；以及使用語法的一般性，情境要是學生所熟悉的。

11. 聲音原則(Voice Principle)

聲音原則指的是講述的聲音對學習者而言，採用「人聲」的方式優於「機器音」

的方式。

12. 圖像原則 (Image Principle)

圖像原則指的是當螢幕上有出現演講者的圖像時，不見得會得到較好的學習效 果。因為學習者可能會分散注意力到演講者的圖像，而浪費部分認知資源。

基於多媒體學習理論的基本假設與教材設計原則，學習者在短時間之內只能處理 有限的訊息，並且主動處理有感覺的訊息，因此在教材展演的過程中，必頇將大量的 訊息作切割、分段處理，達到空間接近與分割原則，以免因訊息量過大而耗費太多認 知資源於視覺搜尋上，並且要利用信號原則，快速引導學習者的注意力到主要傳達之 訊息上。而本研究實驗組的教材設計，便是應用空間接近與分割原則，改善應用問題 串流式的敘述，以幫助學習者進行更有效的學習。