本研究為探討問答嵌入於觀念說明後對學習的影響，設計實驗了解學生在不同嵌入 機制下學生在學習態度及學習表現的不同，本節將針對實驗課程設計、研究對象、研究 工具及實驗流程進行說明。
3.2.1 實驗課程設計
以「資訊安全」課程進行實驗，課程分為三大主題：「程式安全」、「密碼學」和「網 頁安全」，程式安全部分課程說明緩衝區溢位發生的原因和攻擊；密碼學主要說明何為
「完善保密性(perfect secrecy)」和常見加密演算法的應用；網頁安全以跨網域指令碼攻 擊(Cross-Site Scripting, 簡稱 XSS)及 SQL 注入(SQL injection)兩種常見攻擊為例說明網
教學單元
觀念說明
問答測驗
觀念說明
問答測驗
答錯 答錯
頁的攻擊方法與防護。三個主題分別對應三種類型的課程，密碼學課程為單純理論的課 程設計，網頁安全則為操作及應用為主的課程，程式安全課程則為理論和操作應用兼具，
利用三種類型的課程探討問答機制在不同設計類型課程中對於學習的影響，並瞭解嵌入 於觀念後的問答機制是否較適合何種類型的課程。
3.2.2 研究對象
一般大學中將資訊安全課程設計為資訊工程碩士班課程，因此本研究以大學資訊工 程研究所碩士班學生為研究對象，志願形式招募 10 人，每位參與者皆具備足夠的數學 及程式能力，並對於程式的運行有足夠的了解，其中女性六人、男性四人。藉由招募表 單背景調查「是否修習至少八小時以上資訊安全相關課程或講座」以及「對於線上影片 教學熟悉程度」兩問題回答將學生平均分為實驗組與控制組兩組，使兩組成員背景大致 相當，每組五人，兩組女性皆為三人、男性皆為兩人。
3.2.3 研究工具
本小節將介紹實驗中各項研究工具：
一、可嵌入問答機制之影片教學系統
為瞭解學生在不同嵌入機制的影片教學對學習的影響，本研究設計一影片教學系統 來實作上述影片教學問答及複習機制，當教學影片播放到相關觀念教學片段時嵌入該觀 念的問答，在本研究的教學系統中會在問題的進度位置給予箭頭提示，如圖2 所示，而 問答題目指示也能協助定位重點，問答會在同一畫面中跳出並暫停影片播放（圖3），學 生必須立即回答題目，以此方式達成問答和學習內容的直接連結，並且達到統合教材之 目的，學生不需切換畫面即能直接觀看。
圖 2 教學影片系統截圖
圖 3 問答題目截圖
學生回答後會立即給予問題解說及相關回饋（圖4），若為實驗組之學生回答錯誤後 會強迫學生回到問題相關的影片片段重新複習，學生必須重複此流程直到回答正確才能 繼續觀看後續教學，藉由此方式確認學生對於學習內容能正確理解課程內容，並能使學 生確實完成教材學習。
圖 4 問答回饋截圖
二、認知負荷問卷
為瞭解學生在嵌入問答教學的適應度，在每次教學後會讓學生回答量表問卷了解當 周單元學習時的認知負荷，問卷改編自 2013 年 Hwang, Yang 和 Wang [9]根據 Sweller, VanMerrienboer 和 Paas [18]提出的認知負荷概念所制定的認知負荷問卷，問卷有七個測 量項目，其中包含四個心智負荷(Mental Load)測量項目及三個心智努力(Mental Effort)測 量項目，如表1 所示，問卷為六點李克特量表，6 為非常同意，1 為非常不同意。
表 1 認知負荷問卷 心智負荷(Mental Load)
ML1 學習的內容對我來說是困難而不容易學會的 ML2 我需要很努力才能回答教學影片中的問題 ML3 我覺得回答教學影片中的問題是麻煩的 ML4 回答教學影片中的問題讓我感到挫折 心智努力(Mental Effort)
ME1 影片的呈現方式讓我在觀看時需要高度的專注及思考 ME2 我需要投入許多心力來理解教學內容以回答系統內的問題 ME3 影片教學的方式讓我感到難以執行
三、課程學習單
用於了解學生課程學習成果，利用 Google 線上表單方式發放，學生在作答時可以 用任何方式來搜尋資料以回答問題。學習單成績由研究者與另一位協助研究者逐題根據 成績標準給予成績，在雙方評分完成後進行討論直到各題成績一致，成績標準由分為五 級，標準如表2 所示，各題詳細內容與成績標準則如附錄一所示。
表 2 學習單各題成績標準 級分 評分標準
四級分 回答到所有問題且答案完全正確
三級分 幾乎回答到所有問題且問題答案大致正確，但有小部分錯誤 二級分 答案部分正確或只回答正確部分問題
一級分 雖依據問題回答但答案或觀念皆錯誤 零級分 無作答或答非所問
四、作答情形螢幕錄影
參與者被要求在作答學習單時需進行螢幕錄影紀錄其操作行為，利用作答時的行為 了解不同影片問答機制下學習表現的不同。螢幕錄影蒐集後，由研究協助者進行行為時 間編碼，編碼表如附錄二，
五、訪談紀錄
課程結束後對參與者進行訪談，訪談內容為了解參與者在實驗中對於影片問答機制 的感受以及對於自主學習造成的影響。
3.2.4 實驗流程
實驗課程為期六周，如圖5 所示，第一周課程僅作為熟悉實驗流程，實驗資料僅在 後續五周蒐集，第二周為程式安全主題課程，第三周和第四周為密碼學主題，而第五周 和第六周則為網頁安全課程。課程採取類似翻轉教室方式進行，分為線上影片教學和面 對面課程兩階段，如圖6 所示，第一階段為線上影片教學，會先給予學生教學影片網站，
並要求學生在面對面課程前先觀看網站中課程主題相應的教學影片自主學習，每周的課 程影片約為20 ~ 40 分鐘。實驗組與控制組的不同如圖 7 所示，每周影片會依照教學內 容分為一至三個觀念，實驗組教學影片在觀念教學片段後立刻提供該觀念之問答問題，
並且必須回答正確才能進行後續課程，而控制組則是在影片最後獲得相同的問題，但僅 包含問題題目及答題回饋，答錯也不會要求重新觀看教學片段。
第二階段為面對面課程，在面對面課堂上參與者必須作答課程學習單以及認知負荷 問卷，作答期間參與者皆被要求進行錄影紀錄作答時的操作，作答結束後會進行當周課 程內容及學習單題目的講解確保每位參與者無論影片學習成果如何都能對當周課程知 識足夠熟悉。六周課程節結束後則安排訪談了解學生對於學習及問答機制的觀感。
圖 5 實驗流程
教學影片
學習資源 學習單
線上影片教學 面對面課程
圖 6 翻轉教室兩階段示意圖
問答 問答 XXX OOO
……..
XXX OOO
……..
實驗組 控制組
圖 7 實驗組與控制組教學影片嵌入問答位置比較示意圖