研究工具

本節將就研究所使用的工具進行介紹，分為以下三個部分：一為眼動儀之軟、

硬體介紹；二為閱讀材料，分別為受測者於前測作答的題目、題目含答案，以及 後測閱讀活動之文章；三為實驗結束後的問卷，包含學習成效測驗以及受測者對 前測題目困難度的自我評估。

一、眼動儀軟、硬體設備

本研究硬體使用為 faceLAB 5.0 眼球追蹤系統，以及 GazeTracker9.0 眼動資 料分析軟體。faceLAB 5.0 的取樣頻率為 60Hz（即每秒 60 次的取樣）；其設備包 含 Sony FCB-EX480B 類比式攝影機、12 ㎜紅外線鏡頭、紅外線光源輔助器、

校正板等。faceLAB 能夠將注視方向、頭部位置和眨眼信號輸出等訊息自動輸出，

使受測者進行眼動實驗時不受螢幕限制並且處於真實三維環境中。另外，利用焦 點成像技術，容許受測者施測過程中小範圍的頭部晃動，並全程收集眼球移動資 料。 而 Gaze Tracker9.0 呈現作答問題與閱讀材料並記錄眼球追蹤的數據資料。

整個眼球追蹤系統包含一對高速攝影機、一個外接桌上型電腦螢幕呈現給受 測者閱讀材料（解析度為1024*768）、鍵盤、滑鼠、螢幕切換器、下巴架、以及 兩台筆記型電腦，其中一台筆記型電腦以GazeTracker 9.0 呈現作答問題與閱讀 材料並記錄眼球追蹤的數據資料。另一台筆電則含有faceLAB5.0 的軟體進行校 正，連接眼動儀收集眼動資料。

兩台電腦間以網路線連接以傳輸資料。並搭配下巴架的使用，固定受測者額 頭和下巴的位置，減少頭部晃動的不穩定性，提高所收集的眼動資料的準確度。

19 圖3-2.1 硬體設備與軟體示意圖

二、閱讀材料

（一）前測題目

本研究前測題目主題為生物的細胞分裂。Dikmenli（2010）使用繪圖以及訪 談的研究方法，發現即使是生物實習老師在有絲分裂、減數分裂以及步驟等單元 皆存有迷思概念。因此，本研究挑選此一主題。整個實驗過程分為兩個階段。第 一個階段是迷思概念的測驗（前測），由Dikmenli (2010) 的研究所列出生物教師 在細胞分裂單元存有的迷思概念中，挑出迷思概念出現頻率最高的七個概念作為 此次測驗的題目，並將概念改變成是非題的敘述形式。

研究者選擇此一主題進行迷思概念測驗的原因如下所述：過去的研究指出此 一單元為學生容易產生迷思概念的單元；根據研究者本身的教學經驗也發現學生 容易對此一單元的概念有不易理解的現象。

表 3-2.1 呈現各題目之概念名稱，此七個題目的敘述分別如下：

1.Interphase is the preparation phase of mitosis.

>細胞間期是有絲分裂的準備時期

2.Sister chromatids these structures usually appear as X-shaped bodies when viewed under a microscope.

>在顯微鏡下觀察時，姊妹染色分體通常是以 X 形狀呈現

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3.The chromosome number is doubled in the prophase of mitosis and halved in the anaphase of mitosis.

>在有絲分裂前期染色體數目是成倍的，而在有絲分裂後期染色體數目是減半的 4.DNA replication occurs in interphase during the process of cell division.

>DNA 複製發生在細胞分裂過程中的分裂間期

5.In mitosis, homologous chromosomes separate in the anaphase.

>在有絲分裂過程中，同源染色體會在後期分離 6.Sister chromatids do not separate in mitosis.

>姊妹染色分體不會在有絲分裂過程中分離

7.Chromosomes and chromatids are essentially the same thing.

>染色體和染色分體是同樣的物質

表3-2.1 題目辨識名稱

題目編號 題目辨識名稱

題目一 分裂間期

題目二 姊妹染色分體形狀

題目三 染色體數目

題目四 DNA 複製

題目五 同源染色體

題目六 姊妹染色分體分離

題目七 染色體和染色分體

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（二）題目-答案

實驗組的受測者在前測作答完畢後會立即給予答案閱讀，答案的呈現方式如 同題目呈現的頁面，唯在題目前面的括號中加入圈或叉，除此之外，沒有加入其 餘的解說或說明此題錯誤相關訊息。這樣的設計目的是要檢驗受測者是否可以藉 由發現自己作答錯誤而產生認知衝突，並在調解衝突後，降低認知負荷，進而在 後續文章閱讀時，反映認知衝突的作用。圖 3-2.2 呈現出前測材料在電腦螢幕上 的畫面。

圖3-2.2 左圖為題目呈現頁面，右圖為答案以及題目的呈現方式

（三）閱讀活動的文章內容

前測結束後，所有的受測者皆會被要求閱讀關於細胞分裂的一篇描述性文章。

文章取自於由Nature Education 所架設的 Scitable 網站。此一網站的主要內容是 由Nature 期刊的團隊編寫，提供給高中生以及大學生相關的生物學資訊以及知 識內容。研究者將文章中和前測題目相關的部分進行擷取，並且作適當的段落以 及頁面編排以利受測者閱讀。

在資料分析階段，將各頁面文章根據不同的細胞分裂階段畫分成不同的AOI

（Area of Interest），並對應前測題目，然後針對不同的AOI 進行眼動指標數據的 分析，因而 AOI 以前測各題目相關概念命名，例如，與前測題目一相關的第一 個概念，命名為Q1R1（Question 1 Related 1），以此類推。

22 以下為文章中各題目相關的概念敘述：

題目一 相關概念敘述一

Prophase is the first stage in mitosis, occurring after the conclusion of the G2 portion of interphase. During prophase, the parent cell chromosomes — which were

duplicated during S phase — condense and become thousands of times more compact than they were during interphase.

前期是有絲分裂的第一階段，在間期的 G2 階段結束後發生。在此期間，在 S 階段已複製完畢的母細胞染色體會濃縮成間期的千倍

題目二 相關概念敘述一

sister chromatids joined at a point called the centromere, these structures now appear as X-shaped bodies when viewed under a microscope.

姊妹染色分體會以中節作連結，在顯微鏡底下觀察這些構造會呈現 X 形狀

題目三 相關概念敘述一

Prophase is the first stage in mitosis, occurring after the conclusion of the G2 portion of interphase.

前期是有絲分裂的第一個階段，發生在分裂間期的 G2 結束之後

23 題目三 相關概念敘述二

the parent cell chromosomes — which were duplicated during S phase 母細胞染色體會在 S 階段進行複製

相關概念敘述三

anaphase, during which each chromosome's sister chromatids separate and move to opposite poles of the cell.

在後期，姊妹染色分體會分離並且往細胞的兩極移動 題目四

相關概念敘述一

condense and become thousands of times more compact than they were during interphase.

在 S 階段已複製完畢的細胞染色體會濃縮成間期的千倍 題目七

相關概念敘述一

Upon separation, every chromatid becomes an independent chromosome.

分離之後，每個染色分體會變成獨立的染色體

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表 3-2.2 為文章中各 AOI 的編號與相關概念辨識名稱。

表3-2.2 閱讀之文章所含之 AOI 編號與相關概念與名稱

AOI 編號 概念辨識名稱

Q1R1 前期發生時間與事件

Q2R1 姊妹染色分體介紹

Q3R1 前期發生時間

Q3R2 母細胞染色體複製

Q3R3/Q5R1/Q6R1 後期發生事件

Q4R1 S 階段發生事件

Q7R1 染色分體與染色體

三、後測問卷

文章閱讀活動結束後，進行後測問卷之施測，問卷分為兩個部分，其一為學 習成效問卷，另一為題目困難度的自我評估問卷。

學習成效的檢驗包括兩個開放式的問答題目，第一題是請受測者根據過去的 學習經驗以及測驗過程中的文章閱讀等，寫下細胞分裂這個單元的相關專有名詞 並進行解釋。第二題則是請受測者根據閱讀的文章所提到的細胞分裂各個過程分 別進行描述。兩個題目的評分標準皆是將一個概念、一個名詞敘述或一句敘述視 為一個評分單位，若一評分單位敘述完全正確則可得到兩分；若不完全正確則可 以獲得一分；若是完全錯誤則為零分。將兩個題目的分數分別進行加總作為學習

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成效的分數。後測得評分方式是邀請兩位生物資深教師針對答案進行評分，兩位 教師對於題目一的評分結果相關係數 r=0.829(p<0.01)，題目二的評分結果相關係 數 r=0.528(p<0.01)。由於題目二的答案相較於題目一更為開放，因此兩位教師對 於一評分單位的定義並不盡相同。然而，兩位教師對於每位同學的評分都是依照 同一標準進行，仍能作為學習成效的依據，這也是兩位教師針對題目二的評分相 關性較低的原因。

題目困難度的自我評估則是請受測者寫下其對於題目主觀感受的困難度，運 用李克氏五點量表，由五分到一分依次遞減困難度。並請受測者寫下其主要的評 分依據，了解其對於每個題目困難度的不同看法。

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