學習儀表板在學習回饋上的設計與應用

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習回饋資訊，藉以讓每位學習者都能夠深入的瞭解自身的學習狀況，進而提升學 習者的學習成效與效能。

第二節 學習儀表板在學習回饋上的設計與應用

因應資訊時代的來臨，採用科技輔助教學，不只能提升學生學習的興趣與熱 忱，也可透過數位化的科技技術蒐集學習者的學習歷程相關數據資料，透過學習 分析提供更多元的學習回饋，以促進學生的學習成效(Vieiraa, Parsons,& Byrd, 2018)。近幾年來數位學習儀表板(Digital Learning Dashboard)的發展與應用逐漸 受到重視，許多研究將儀表板視為提供「個人化學習回饋」的工具，並探究其對 於學習成效的影響(吳瑞源、吳慧敏，2008；陳彙芳、范懿文，2000；Li, Dey, &

Forlizzi, 2010)，以下依序說明數位學習儀表板的設計概念，以及數位學習儀表板 在學習應用上的相關研究。

數位學習儀表板源自於飛行儀表板和汽車儀表板的設計概念(Park & Jo, 2015)，透過儀表板上的數值、顏色和圖形反應當下的飛行或行車狀況，運用這 個概念，數位學習儀表板則是將學習歷程與成果的量化數據資料，轉換成為視覺 化的資訊回饋給學習者，讓學習者了解自身的學習情況，可以幫助學習者掌握、

追蹤與反思自身的學習狀況(Bajzek, Brown, Lovett, &Rule, 2007；Park&Jo, 2015；

Verbert, Duval, Klerkx,Govaerts, & Santos, 2013；Verbert et al., 2014)。此外，學習 儀表板所記錄之學習者的學習情況，亦可提供給教學者作為參考，以瞭解每位學 習者的學習歷程與進度，因此學習儀表板可作為學習者自我監督或教學者監督學 習者之用(Schwendimann et al., 2016；Yu, 2017)。

過去研究指出，基於文字的資訊回饋，學習者往往需要花費比較多時間去理 解資訊，而視覺化的資料呈現方式，能夠將抽象的資料轉換成為視覺化的具體圖 形，讓學習者快速瞭解重要的資訊，換句話說，視覺化回饋呈現為最直接有效傳 遞知識的方式之一，亦為學習儀表板的主要特點(陳榮章、王琦正、譚醒鴻，2010；

Ellis, 2003；Schwendimann et al., 2016)。就現在的學科而言，科學相關的概念最

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為抽象，例如物理、化學、自然等科目，較難以透過文字就能夠直接觀察或理解，

所以在理化課程中，常設計實驗課程讓學習者可以親自實際操作演練，觀察實驗 結果的變化，增進學習者對於理化科目中談及的理論與知識的理解(陳信廷、鍾 崇燊，2003；劉嘉茹、侯依伶，2011；Kastens, Agrawal, & Liben, 2009)，其中又 因光單元內容較為複雜，學習者常會出現較多的學習迷思(柏昱丞，2014；翁靖 婷，2011)，故本研究採用理化學科當中的光單元為例。

數位化輔具教材的視覺化設計，可藉由文字(text)、顏色(color)、影像(image)、

視訊(video)、圖形(graphic)及聲音(audio)等，增添資訊呈現的豐富性與風格(陳彙 芳、范懿文，2000)。過去研究學者將資訊視覺化的過程分為四個步驟(如圖 2-1 所示)：其一為蒐集資料；其二為資料的處理與轉換；其三為將彙整後的資料圖 像化；其四為儀表板使用者藉由視覺化的介面回饋，提升資訊吸收效率，或讓學 習更加有效率(謝青恩，2017；Ware2012)。

圖 2-1 視覺化流程圖

資料來源：謝青恩(2017)。互動式視覺化災情資訊儀表板設計與開發(未出版 之碩士論文)。國立台北教育大學，台北市。

此外，Mayer(2001)提出的多媒體學習認知模型架構(圖 2-2)指出，學習者透 過數位多媒體的文字和圖像的呈現，可同時激發視覺和聽覺的感官刺激，將接收 到的資訊轉換並重新組織，轉換為工作記憶，再與先備知識結合，形成長期記憶。

資料

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誠如 Mayer(2001)整合過去研究對於多媒體學習之觀點和概念，提出三個多 媒體學習的基本假設，一、雙重管道學習(dual-channel learning)：學習者可同時 擁有視覺和聽覺的多重資訊管道；二、有限的容量：每個管道接受資訊的容量有

Few, 2006；Few, 2013)，其中視覺化呈現的內容與資訊，為事前蒐集與儲存的資

眼睛 影像 圖像模型

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料，進行統整與轉換後以圖像化的資料形式呈現。此外，學習儀表板除了可提供 視覺化資訊幫助學習者快速獲得與理解回饋資訊之外，亦可提供個別化的即時回 饋資訊給學習者，以利學習者修正與調整學習的內容與方向，以達到良好的學習 成效(Corbett & Anderson, 2001；Wager &Wager,1986)。

Bajzek、Brown、Lovett 與 Rule(2007)提出學習儀表板須要具備五項要素：(1) 提供學習者即時性的反饋；(2) 提供的學習資訊需與學習者學習的單元有關，提 供明確的學習目標；(3) 具備數據蒐集的能力；(4) 可進行資料運算；(5) 教學者 與學習者均可透過學習儀表板瞭解學習者的學習情況，並進行資訊的交流互動，

基本上本研究提及之數位儀表板均有採用此五項設計要素。

Verbert 等人(2013)回顧學習儀表板相關研究，整理出 15 個學習儀表板的工 具，包含 TeacherADVisor、CALMsystem、Classroomview、CourseVis、GLASS、

LOCOAnalyst、Moodledashboard、OLIdashboard、SAM、Course Signals、SNAPP、

StepUp、StudentInspector、Tell Me More 和 TUT Circledashboard，其中 7 個學習 儀表板係專為教學者設計，4 個學習儀表板專為學習者設計，4 個學習儀板專為 教學者和學習者設計，此一結果顯示過去多數的學習儀表板主要是提供給教學者 作為教學參考使用。此外，學習儀表板通常會依據所蒐集學習者所花費的學習時 間、社交互動、成品製作(如部落格)以及練習/測驗的結果進行視覺化顯示，提供 給教學者或學習者作為教學或學習過程的參考(Verbert et al., 2013)。

另外，Park 與 Jo(2015)的研究則進一步將學習儀表板的類型依據 X 軸和 Y 軸進行分類，其中 X 軸為資料探勘(data mining)，並可分為兩種資料探勘的形式，

其一為描述學習者使用系統的行為資料，例如操作系統的時間、次數頻率等；其 二為依據每位學習者使用系統後，分析其使用數據，給予學習者相關學習上的提 醒與建議，並提供高風險學習者適當的反饋和警訊。Y 軸為追蹤資料(data tracking) 的類別，同樣包含兩種形式，其一為資料蒐集的方式乃是透過 LMS 的平台(例如：

Moodle)；其二為公開可攜式的追蹤程式(如：StepUp!)。

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本研究所提出之測驗回饋機制儀表板設計，乃奠基於上述文獻的基礎概念，

並參考 Verbert 等人(2013)以及 Schwendimann 等人(2017)的研究，根據其中的儀 表板相關應用及視覺化範本去設計本研究之儀表板。本研究根據 Verbert 等人 (2013)提及的 Learning analytics process model，針對學生對問題的覺察、知覺以 及反思上去設計儀表板，並參考該研究中提到的花費時間(time spent)以及答題結 果(result)去建構儀表板的呈現。此外，在 UI 介面的呈現上，本研究也參考 Schwendimann 等人(2017)研究中的圖案配置，以知覺性較高的色彩及圓形當作主 要的設計元素，透過追蹤學習者參與測驗過程中的歷程與答題結果，分析其作答 時間及準確性，並據此提供學習者使用複習系統的原始及綜合處理過後的學習回 饋資訊。