多媒體學習理論

Mayer (2009) 將其相關研究的多媒體定義為文字 (words) 及圖像(pictures) 兩類；文字包含書寫或印刷的視覺文字 (printed words) 及口述的文字 (spoken words) 二種；圖像包含靜態圖（插圖、圖片、照片、地圖）與動態圖（動畫、

影像）二種。

一、 多媒體學習理論的基本假設

聲音

（一）雙通道 (Dual channels)

人類擁有兩種分開的通道處理外來的視覺訊息 (visual information) 和語文 訊息 (auditory information) (Paivio,1986; Baddeley,1992) ，不同呈現方式的訊息 會從各自的通道進入工作記憶，學習者可以將兩個管道接收到的訊息相互轉換。

圖2 多媒體學習理論的雙通道模型 資料來源：修改自Mayer, 2005

（二）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, 2003;

Mayer, 2009) 。

（三）主動處理 (Active processing)

有意義的學習是在於學習者能主動建構知識。一個主動處理歷程包含選擇相 關訊息、組織已選擇的訊息及將新訊息與既有知識整合 (Clark & Mayer, 2003;

Mayer, 2009) 。

二、 多媒體學習理論的教學設計原則

Mayer (2005) 以多項教學實驗歸納出多媒體教材教學設計的一些原則，整理

如下：

（一）多媒體原則 (Multimedia Principle)

從文字加圖像學習的效果比單獨從文字學習的效果好。當文字與圖像一起呈 現時，學習者有機會去建構語文與與圖像的心智模式及兩者之間的關連。雖然語 文管道和圖像管道是不同的知識表徵系統，同時呈現時有互補的效果，但不能彼 此取代。

（二）空間接近原則 (Spatial Contiguity Principle)

當相關的文字和圖像訊息呈現在空間上接近時，能產生較好的學習效果。學 習者在接收視覺訊息時，若文字的說明和圖像在空間上的距離太遠，學習者必須 使用認知資源 (mental resources) 進行視覺搜尋，較不可能同時將相關訊息容納 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。或利用

（三）時間接近原則 (Temporal Contiguity Principle)

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。

（四）連貫原則 (Coherence Principle)

當無關的訊息或資料 (material) 被排除時，會有較佳的學習效果。因此在教 學設計中加入不相關的文字、插圖、音樂或聲音時反而對學習有害。

Mayer (2009) 指出無關的訊息或資料可能會造成：

1. 在工作記憶中競爭認知資源；

2. 將學習者從重要的訊息或資料中分散注意力；

3. 分裂組織中的訊息或資料處理；

4. 可能使學習者繞著不適當的主題組織訊息或資料。

（五）形式原則 (Modality Principle)

動畫搭配口述文字的效果比動畫搭配印刷文字效果好。因為動畫和印刷文字 都經由視覺管道進工作記憶中，而這兩種訊息在視覺管道中彼此競爭認知資源，

而聽覺管道的資源沒有使用；反之，若口述文字經由聽覺管道、而動畫經由視覺 管道，兩者便可達成平衡。

（六）多餘（重覆）原則 (Redundancy Principle)

動畫搭配口述文字的效果優於動畫同時搭配口述文字與印刷文字。當動畫與 印刷文字同時呈現時，會造成視覺管道的超載。若文字以口述方式呈現，被聽覺 管道接收，則視覺管道的負荷減少，更多的認知資源可用於建立動畫與相對應文 字之間的連結。因此在本研究的教學實驗中，教師對教材內容不作過多的詮釋，

以引導方式說明畫面上的訊息。

（七）個人化原則 (Personalization Principle)

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。

（八）信號原則 (Signaling Principle)

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) 。

（九）分割原則 (Segmentation Principle)

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，會 比連續播放的方式有更好的學習效果。因為當教材被分割成數個小片段時，學習 者有足夠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，將應用問題的每一個句子分開，建立訊息獨立性，教師 在講述過程中可以突破循序的藩籬，由淺入深的講解。

例4 y+16 y+16

圖4 分割原則範例

（十）事先訓練原則 (Pre-training Principle)

學習者若能夠在學習之前，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「打折」、「加薪」

等；以及使用語法的一般性，情境要是學生所熟悉的。

（十一）聲音原則 (Voice Principle)

講述的聲音採用「人聲」的方式會比「機器音」的方式有更好的學習效果。

（十二）圖像原則 (Image Principle)

當螢幕上有出現演講者的圖像時，並不會得到較好的學習效果。

多媒體學習理論所提多針對平面的教學媒體設計，面對課堂授課的教學環 境，以及缺乏視覺情境、想像空間的代數問題，在運用上仍有不足之處。因此本 研究以注意力引導的角度出發，結合認知負荷理論與多媒體學習的觀點，探討代 數教材設計對低學習成就者的影響，並希望能歸納出設計原則供往後教學使用。