激發式動態呈現的教學法精神：1.透過激發吸引注意力，2.訊息呈現隨意性。
激發式動態呈現是一連串的動態呈現交由學習者進行主動學習，其訊息可以隨意 的或選擇性的或者預定的順序呈現。本研究涉及了下列相關知識的探討：多媒體 教學理論、知覺理論、多媒體學習理論之設計原則、數學簡報教材設計原則等，
我們將分別於各節中敘述。
2-1 多媒體學習理論
本領域研究日益廣泛，包含互動式課程（interactive lessons）、線上教學呈現
（online instructional presentations）、e 化課程（e-courses）、模擬遊戲（simulation games ）、 虛 擬 實 境 （ virtual reality ）、 電 腦 支 援 之 課 堂 授 課 教 材 呈 現
（computer-supported in-class presentations）（Mayer, 2005）。接下來的探討將以「電 腦支援之課堂授課教材呈現」及「激發式動態呈現」關係較密切的研究為主。
2-1-1 Multimedia Learning 的定義
Multimedia指的是教材內容採用「文」與「圖」兩者兼用的呈現方式（Mayer, 2001）。「文」指的是教材以語言文字型態（verbal form）呈現，包含口述文字
（spoken text）及印刷文字（printed text）。「圖」指的是教材以圖像型態（pictorial form）呈現，包含動態圖片：如動畫（animation）或錄影（video）；靜態圖片：
如插圖（illustrations）、圖片（graphics）、地圖（maps）、照片（photos）（Mayer, 2001）。Multimedia learning指的就是利用「文」與「圖」的學習方式（Mayer, 2001）。
2-1-2 Multimedia Learning 的三個認知假設
多媒體學習理論在其發展過程中基於三個認知假設：
1.「雙通道假設」（Dual-channel Assumption）
2.「有限容量假設」（Limited-capacity Assumption）
3.「主動處理假設」（Active-processing Assumption）
1. 雙通道假設（Dual-channel Assumption）
從感官形式（sensory modality）的角度來看，雙通道假設是指人類對於以 視覺呈現的教材（視覺訊息）及以聽覺呈現的教材（聽覺訊息）有不同的訊息 處理通道。當視覺訊息（如動畫、影片、插圖、螢幕文字等）被呈現到眼睛時，
人類以視覺通道（visual channel）處理這類訊息（如圖2-1）；當聽覺訊息（如 口述講解或非語文相關的聲音）被呈現到耳朵時，人類以聽覺通道（auditory channel）處理這訊息（如圖2-2）（Mayer, 2001）。
圖 2-1 視覺/圖像通道示意圖(引自 R. E. Mayer, 2001)
圖 2-2 聽覺/文字通道示意圖(引自 R. E. Mayer, 2001)
「感官形式」著重於區別訊息是從視覺通道或聽覺通道進入認知系統。
而「呈現模式」（presentation mode）則是著重於區別進入的訊息是「文字型態」
（verbal），如口述文字或印刷文字；或是「非文字型態」（nonverbal），如動 畫、影片、圖片、背景音樂。此區分方式是基礎於Paivio的雙碼理論（dual-coding theory）(Eysenck & Keane, 2000; Mayer, 2001; Sternberg, 2003)。從「呈現模式」
的角度來看，雙通道假設關注的是訊息進入工作記憶時是採用文字型態
（verbally based）或圖像型態（pictorially based）（Mayer, 2001）。
因「感官形式」與「呈現模式」這兩個觀點都很重要，於是Mayer將雙通 道假設的兩個通道定為「聽覺/文字通道」（auditory / verbal channel）與「視覺 /圖像通道」（visual / pictorial channel）（Mayer, 2001; Mayer & Anderson, 1991）。特別的是，「文字」不一定從聽覺通道進入；「圖像」也不一定從視覺 通道進入。在雙通道內的運作方式（如圖2-3）可以發現口述文字（spoken words）、印刷文字（printed words）以及圖片（pictures）的訊息可能在運作的 過程中保持在原來的通道，也可能穿越到另一個通道，如印刷文字一開始從 視覺通道進入，但經過影像選擇（selecting image）的程序後，轉換成語言型 態的訊息，進而穿越到文字通道。
（A）Spoken words
（B）Printed words
（C）Pictures
圖 2-3 口述文字、印刷文字、圖片在雙通道內的運作方式(引自 R. E. Mayer, 2001)
2. 有限容量假設（Limited-capacity Assumption）
有限容量假設指的是視覺通道或聽覺通道中一次所能處理的訊息量是有限 的。如視覺通道，當圖像訊息進入到視覺通道時，只有一部份被注意到的圖像 通過視像記憶（iconic memory），並經過運作後保留在工作記憶中(Baddeley, 1997)，但心理學家John Anderson指出視像記憶保存的時間只約一秒的時間 (Byrnes, 2004)；再以聽覺通道為例，當一段口述文字或聲音進入聽覺通道時，
也只有少部分的文字被注意到後通過回聲記憶（echoic memory），然後經過運 作保留在工作記憶中，而回聲記憶能維持的時間大約只有兩秒(Eysenck &
Keane, 2000)。聽覺短期記憶的容量非常有限，約只能維持七個項目，能保留的 時間通常也不到30秒(Squire & Kandel, 2001)。
有限容量假設讓我們瞭解教材設計的重要性：如何讓學習者將注意力投注 在重要的訊息上，使其能有效率的進行認知程序是我們要探討的重點。
3. 主動處理假設（Active-processing Assumption）
主動處理假設認為學習者會主動從事認知處理並以過往的學習經驗為基礎 建構一連串的學習歷程。主動認知處理包括三種功能，並且學習者在瞭解教材 內容的過程涉及了五種知識結構型態，這也突顯了多媒體學習在設計上的兩個 重要精神（如表2-1）：
表 2-1 主動處理假設歷程
多媒體學習在設計上的重要精神（教學者）
1.教材內容的呈現應該具有一致與連貫的結構
2.教材的訊息應該提供學習者建立知識結構的相關指引
（Mayer, 2001）
主動認知處理的三種功能（學習者）
1.投注注意力（paying attention）
2.組織進入訊息（organizing incoming information）
3.整合進入訊息與現存知識（integrating incoming information with other knowledge）
實際運作型態 五種知識結構型態（學習者）
1.因果程序（Process）
2.比較對照（comparison）
3.綜合歸納（generalization）
4.列舉項目（enumeration）
5.階層分類（classification）
(Cook & Mayer, 1988; Mayer, 2001)
2-2 知覺理論
2-2-1 注意力
教學者的教學設計是從吸引學習者的注意力到進入學習的知覺歷程，因此 如何吸引學生的注意力是很重要的一環。William（1890）提出注意的本義是其 對心的支配，以明確而鮮明的形式呈現，在許多幾乎是同時出現的物件中，或
（concentration）、意識（consciousness）（李素卿譯，2003）。Zimbardo指出 注意力的功能之一是選擇某部分的感覺輸入，以供進一步處理，並整理出關於 注意力的三個不同理論（如表2-2）：
1.過濾器理論 2.減弱理論 3.後期選擇理論
表 2-2 關於注意力的三個不同理論
理論 說明
過濾器理論
同時呈現的刺激或訊息平行進入一個感覺緩衝 區裡，在這短暫的儲存時間裡，訊息受到物理屬 性的分析，利用這些屬性分析的結果，過濾器過 濾無需進一步處理的訊息，只有經由受到注意的 管道所傳遞的訊息，才能被偵測器所偵測，進行 深一層的處理。
減弱理論
注意的過濾並不像一個簡單的開關器一樣截然 關閉無需注意的訊息。注意的過濾作用應該只是 使未受注意的訊息處在不完全或減弱的處理狀 態，以利有限容量之管道傳遞必須注意的訊息。
在此理論下，受注意的頻道遠比不受注意的頻道 得到較多的處理，但被忽略的訊息仍會得到一定 水平且有意義的分析。
後期選擇理論
此理論指出早期訊息的處理是沒有選擇性的，所 有的刺激都能自動的受到分析而達到辨識的效 果，亦即達到刺激辨識之前的訊息處理是相當自 動化的，注意力的機制是發生在刺激辨識之後。
學習者從被引起注意到利用視覺搜尋教學訊息然後進入知覺歷程，而這一連 串知覺歷程我們將於下節探討。
2-2-2 知覺歷程
Zimbardo和Gerrig（1996）認為廣泛層面而言，知覺（perception）意味著 理解外在環境中的物體和事件的整體歷程（游恆山譯，1997）。並將這個歷程區 分為感覺、知覺組織、對物體的檢定/辨認三個階段：
1. 感覺（sensation）：
外在的物理能量（如光線或聲波）依照感覺接受器所受的刺激轉化成大 腦的神經活動。此階段已出現刺激選擇和變換，以視覺為例，視網膜細胞重 視邊線、稜角和光度差異，然而不會被恆定、不變動的刺激所激發。在此同 時，大腦皮質細胞則從它們得自視網膜神經細胞的輸入中抽取有關特徵和空 間頻率的訊息。
2. 知覺組織（perceptual organization）：
將簡單的感覺特徵（如顏色、稜端和線條）綜合（統合與組合）成事後 可以辨認的物體之知覺表象，亦即來自感覺偵測器的訊息被大腦處理器所組 織、修正，將刺激形象和元素轉變成可被認識的形體。此階段可能涉及對物 體的可能大小、形狀、移動、距離和方位的估計，此估計合了我們過去的知 識、接收自感官的現存證據及知覺背景內的刺激。
3. 檢定/辨認（identification/recognition）：
作用在於指派意義給知覺表象。「物體看起來像什麼？」的知覺問題轉換 為檢定的問題—「這物體是什麼？」，也轉換為辨認問題—「該物體有什麼功 能？」。為了檢定和辨認某物為何、名稱及如何適當的應對它，便涉及認知歷 程—包括有關該物體的記憶、價值觀、信念與態度。
對於知覺的歷程，有學者主張所有外界的知識都是直接來自感官，沒有 任何內在表徵涉入，知覺是從下往上的歷程所驅動；另有學者主張知覺仰賴 內在歷程，是由上行歷程及下行歷程所驅動（如表2-3）。
表 2-3 關於知覺歷程的兩種不同理論
理論 說明
Helmholtz傳統理論
強調「經驗」在知覺中的重要性，主張感官 所提供不足的訊息可以藉由無意識推論而增 加，因為這些推論會對感覺訊息加添意義。
並指出知覺是所呈現的刺激跟內在假設、期 望、知識、動機與情緒方面的因素之間交互 影響所得到的最終產物，是一種主動建構的 過程。
Gibson生態視覺
抵達眼睛的光型態是一種光的配列，此種有 結構的光包含了來自環境並照射到眼睛的視 覺訊息，提供關於空間內物件佈局的明確或 不變訊息，知覺牽涉到直接透過共振作用揀 取由光的配列所提供的豐富訊息，幾乎沒有 訊息處理涉入其中（李素卿譯，2003）。因此，
沒有必要去考慮原始的感覺，亦不需要去尋 找較高水平的知覺推論系統，簡言之，知覺 是直接的。
此外，Zimbardo和Gerrig（1996）認為「資料引導的歷程」以物理現實為 基礎，處理片段的訊息，然後把刺激之具體的、物理的特徵轉換為生理譯碼，
最終成為抽象的表徵；同時產生了對立的歷程，當在解釋知覺物體時，「概念 引導的歷程」涉及知覺者的過去經驗、知識、預期、記憶、動機、文化背景 和語言。當我們知覺自己的環境時，這兩種歷程經常交互作用（游恆山譯，
1997）（如圖2-4）。Eysenck和Keane（2000）指出當觀看的情境良好時，視知
1997）（如圖2-4）。Eysenck和Keane（2000）指出當觀看的情境良好時，視知