不同學科背景大學生觀看「細胞滲透作用」教學動畫一、動畫二與動畫

與概念建構分析

一、眼球追蹤資料動畫與文字區之範圍與統計資料

「細胞滲透作用」動畫一、動畫二與動畫三的網路學習課程，其動畫與文 字區計算範圍，如圖 4­4­1。關鍵區範圍，則如圖 4­4­2。「細胞滲透作用」動 畫二的網路學習課程，其動畫與文字區計算範圍，如圖 4­4­3；關鍵區範圍，

則如圖 4­4­4。「細胞滲透作用」動畫三的網路學習課程，其動畫與文字區計

算範圍，如圖 4­4­5；關鍵區範圍，則如圖 4­4­6。

示，生物和理工相關學科背景大學生花較多的時間注視關鍵區。

進行 F 考驗的結果，發現「動畫區的凝視點次數與凝視時間」、「凝視 總時間」及「關鍵區的凝視點次數與凝視時間」項目的 Effect size 值低度效 果。表示不同學科背景大學生「細胞滲透作用」動畫一、動畫二與動畫三之和 的眼球追蹤資料中，其「動畫區的凝視點次數與凝視時間」、「凝視總時間」

及「關鍵區的凝視點次數與凝視時間」項目達低度差異。

表 4­4­1「細胞滲透作用」動畫一、動畫二與動畫三之和的眼球追蹤資料敘述

生物相關  25  1617.88  1224.45  1.305  .278  .035(s)  理工相關  25  2251.60  2055.77 

動畫區凝視

生物相關  25  1091.80  1350.43  .028  .973  .001  理工相關  25  1168.20  1272.73 

文字區凝視

生物相關  25  2709.68  2183.47  .563  .572  .016(s)  理工相關  25  3419.80  3112.45 

凝視總時間

人文相關  24  2854.08  2039.03 

生物相關  25  12.52  11.14  .922  .402  .025(s)  理工相關  25  17.40  13.73 

關鍵區凝視

點次數 人文相關  24  12.83  9.96 

生物相關  25  1346.28  1209.28  .912  .407  .025(s)  理工相關  25  1968.64  1823.51 

關鍵區凝視

時間 人文相關  24  1465.46  1355.14

生物相關  25  104.87  30.78  .045  .956  .001  理工相關  25  105.57  19.75 

關鍵區凝視 點平均時間

人文相關  24  104.43  38.60  註：1. ^＊ p<0.05 , ^{＊ ＊} p<0.01,  ^{＊ ＊ ＊} p<0.001 

2. partial eta square 值中，0.01 <η ² < 0.0588, partial eta square =small(s); 

0.0589 <η ² < 0.1379, partial eta square =medium(m);  η ² >0.1380, partial eta  square =large(l) 

三、不同學科背景大學生之視線軌跡分析 

一位代號 M 的生物學科相關背景大學生觀看「細胞滲透作用」動畫一之 視線軌跡，如圖 4­4­7。一位代號 N 的生物學科相關背景大學生觀看「細胞滲 透作用」動畫二之視線軌跡，如圖 4­4­8。一位代號 O 的人文學科相關背景大 學生觀看「細胞滲透作用」動畫三之視線軌跡，如圖 4­4­9。選擇的依據為找 該組大部分學習者有類似軌跡之典型學習者其視線軌跡。

圖 4­4­7 生物學科背景大 學生在「細胞滲透作 用」動畫一的凝視路徑 示意圖

圖 4­4­8 生物學科背景大 學生在「細胞滲透作 用」動畫二的凝視路徑 示意圖

圖 4­4­9 生物學科背景大 學生在「細胞滲透作 用」動畫三的凝視路徑 示意圖

由圖可以得知生物學科相關背景大學生在圖 4­4­7 的文字區和動畫區都有 較多的凝視點次數，而且關鍵區的文字和動畫部分也都有較多的凝視點次數；

在圖 4­4­8 的文字區有較多的凝視點次數，而且在關鍵區的動畫部分和文字部 分也都有較多的凝視點次數；在圖 4­4­9 的文字區和動畫區都有較多的凝視點 次數，關鍵區文字和動畫部分凝視點次數明顯有比較多(圓圈越大表示停留時 間越久)。 

(二)理工學科相關背景大學生之視線軌跡分析

一位代號 P 的理工學科相關背景大學生觀看「細胞滲透作用」動畫一之 視線軌跡，如圖 4­4­10。一位代號 Q 的人文學科相關背景大學生觀看「細胞 滲透作用」動畫二之視線軌跡，如圖 4­4­11。一位代號 R 的人文學科相關背 景大學生觀看「細胞滲透作用」動畫三之視線軌跡，如圖 4­4­12。選擇的依據 為找該組大部分學習者有類似軌跡之典型學習者其視線軌跡。

圖 4­4­10 理工學科背景 大學生在「細胞滲透作 用」動畫一的凝視路徑 示意圖

圖 4­4­11 理工學科背景 大學生在「細胞滲透作 用」動畫二的凝視路徑 示意圖

圖 4­4­12 理工學科背景 大學生在「細胞滲透作 用」動畫三的凝視路徑 示意圖

由圖可以得知理工學科相關背景大學生在圖 4­4­10 的關鍵區的動畫部分 和文字部分都有較多的凝視點次數；在圖 4­4­11 的關鍵區文字和動畫部分都 有較多的凝視點次數；在圖 4­4­12 的關鍵區文字和動畫部分有較多的凝視點 次數(圓圈越大表示停留時間越久)。 

(三)人文學科相關背景大學生之視線軌跡分析

一位代號 S 的人文學科相關背景大學生觀看「細胞滲透作用」動畫一之 視線軌跡，如圖 4­4­13。一位代號 T 的人文學科相關背景大學生觀看「細胞 滲透作用」動畫二之視線軌跡，如圖 4­4­14。一位代號 U 的人文學科相關背 景大學生觀看「細胞滲透作用」動畫三之視線軌跡，如圖 4­4­15。選擇的依據 為找該組大部分學習者有類似軌跡之典型學習者其視線軌跡。

圖 4­4­13 人文學科背景 大學生在「細胞滲透作 用」動畫一的凝視路徑 示意圖

圖 4­4­14 人文學科背景 大學生在「細胞滲透作 用」動畫二的凝視路徑 示意圖

圖 4­4­15 人文學科背景 大學生在「細胞滲透作 用」動畫三的凝視路徑 示意圖

由圖可以得知人文學科相關背景大學生在圖 4­4­13 的文字區和關鍵區的 文字部分有較多的凝視點次數；在圖 4­4­14 的文字區和關鍵區的文字部分有 較多的凝視點次數，文字區平均凝視點時間也較長；在圖 4­4­15 的文字區和 關鍵區的文字部分有較多的凝視點次數，文字區平均凝視點時間也較長(圓圈 越大表示停留時間越久)。

由以上的視線軌跡可以發現，生物與理工大學生在觀看「細胞滲透作 用」動畫一、動畫二與動畫三時的凝視區相似，兩者的注意力分佈是相似的。

四 不同學科背景大學生細胞滲透作用之概念建構分析

「細胞滲透作用」動畫教學主要是讓學習者能具備水的擴散稱為滲透作用 的概念、滲透作用需要半透膜的概念和高張、低張、等張名詞的概念。細胞擴

散和滲透作用開放式問題的第 6 題「請您分別說明何謂低張溶液、高張溶液、

等張溶液，並分別說明紅血球在這三種溶液下會發生什麼樣的情形？」主要探 討學習者是否有滲透作用需要半透膜的概念和高張、低張、等張名詞的概念是 屬於抽象、微觀、物質與過程的心智架構，概念建構分析，如表 4­4­2。

表 4­4­2 不同學科背景大學生是否有細胞滲透作用概念的概念建構分析表

總分  4.16  5.60  4.92  5.88  3.17  4.50 

由表 4­4­2 顯示，生物相關、理工相關與人文相關學科背景大學生在每一 個概念類別的平均分數皆有增加，其中大部分生物與理工相關學科背景的大學 生，對於科學概念已經有較長時間的學習，因此在動畫教學前對水的擴散稱為 滲透作用的概念、滲透作用需要半透膜的概念和高張、低張、等張名詞的概念 等有較完整的心智表徵，所以生物與理工相關學科背景的大學生前測答對的平 均分數，比人文相關學科背景的大學生來的高。生物相關、理工相關和人文相 關學科背景大學生在概念類別的後測成績平均分數皆有明顯增加，表示許多學 習者在細胞擴散作用動畫教學後概念產生改變，所擁有科學概念的比例增加，

另有概念的比例也相對減少。

在概念類別「請您分別說明何謂低張溶液、高張溶液與等張溶液，並分別 說明紅血球在這三種溶液下會發生什麼樣的情形」方面，生物學科背景大學生 後測總分的平均是 5.60，理工學科背景大學生後測總分的平均是 5.88，生物 和理工學科背景大學生都高於人文學科背景大學生總分的平均 4.50，表示擁 有正確概念平均數較高。同時從關鍵區凝視點平均時間顯示生物：理工：人文

＝104.87：105.57：104.43。由以上結果，我們可推論，理工和生物相關學科 背景大學生的關鍵區凝視點平均時間較長，而且從視線軌跡也可以發現，關鍵 區有較多的注視，因此獲得較多正確的科學概念。

當觀看「細胞滲透作用」動畫一、動畫二與動畫三時，學習者的注意力分 佈不同，科學概念成績也不同，顯示在動畫教學中注意力分佈區不同確實會影 響學習者的概念建構。研究顯示，不同受試者間視線軌跡所呈現的注意力分佈 點和眼球在關鍵區凝視點平均時間與概念獲得的平均分數，三者之間的關係能 清楚顯示注意力的分佈與概念建構有密切的關係。

第五節 不同學科背景大學生觀看「細胞滲透作用」教學動 畫四之眼球追蹤資料、視線軌跡與概念建構分析

一、眼球追蹤資料動畫與文字區之範圍與統計資料

「細胞滲透作用」動畫四的網路學習課程，其動畫與文字區計算範圍，如 圖 4­5­1；關鍵區範圍，則如圖 4­5­2。

圖  4­5­1「細胞滲透作用」動畫四的 動畫與文字區範圍

圖  4­5­2「細胞滲透作用」動畫四的 關鍵區範圍

二、不同學科背景大學生眼球追蹤資料之敘述性統計與變異數分析 分析

表 4­5­1 可發現，在「動畫區的凝視點次數、凝視時間與凝視時間百分 比」及「凝視總時間」項目，生物相關學科背景大學生的平均數都大於理工和 人文相關學科背景大學生；而在「動畫區凝視點平均時間」及「關鍵區的凝視 點次數、凝視時間與凝視點平均時間」項目，理工相關背景大學生的平均數大 於生物和人文相關學科背景大學生；「文字區的凝視點次數、凝視時間、凝視 時間百分比與凝視點平均時間」項目，人文相關學科背景大學生的平均數都大 於理工和生物相關學科背景大學生。由關鍵區凝視點平均時間顯示，理工和生 物相關學科背景大學生花較多的時間注視關鍵區。

進行 F 考驗的結果除了「動畫區凝視時間百分比」及「文字區凝視時間 百分比」項目的 P 值達顯著，而且 Effect size 值達中度效果外，「動畫區的凝

動畫區

文字區

關鍵區

關鍵區 關鍵區 文字區

動畫區

視點次數、凝視時間與凝視點平均時間」、「文字區的凝視點次數、凝視時間 與凝視點平均時間」、「關鍵區的凝視時間與凝視點平均時間」項目的 Effect  size 值都達低度效果。表示不同學科背景大學生在細胞滲透作用動畫之五的眼 球追蹤資料中，其「動畫區的凝視點次數、凝視時間與凝視點平均時間」、

「文字區的凝視點次數、凝視時間與凝視點平均時間」及「關鍵區的凝視時間 與凝視點平均時間」項目達低度差異；「動畫區凝視時間百分比」與「文字區 凝視時間百分比」項目達中度差異。

表 4­5­1「細胞滲透作用」動畫四的眼球追蹤資料敘述性統計與變異數分析表

表 4­5­1「細胞滲透作用」動畫四的眼球追蹤資料敘述性統計與變異數分析表