研究工具

本節將對於研究所使用的工具進行介紹，分為以下三個部分：一為軟、硬體 的部分，乃眼球追蹤技術所使用的軟、硬體設備；二為閱讀材料的部分；三為紙 筆測驗的部分，即為研究者所使用的自編測驗。

一、軟、硬體設備

軟體的部份使用到 Facelab5.0 與 GazeTracker9.0。前者的功能在於取樣、

校正和控制紅外線裝置；後者則是用來呈現閱讀材料與紀錄眼球追蹤的資料。

在取樣方面，Facelab 的取樣頻率為 60Hz（即每秒進行 60 次的取樣），由於其 具備紅外線裝置控制精靈，可使攝影機（Sony FCB-EX480B）在三種不同方式 進行設定，以提升眼球追蹤的精準度；此外，Facelab 利用焦點成像的技術，

可容許受詴者在閱讀過程中小幅度的頭部移動，幅度為垂直或水帄方向 +/-25mm，在此幅度的頭部移動下，仍然可以保持眼球追蹤的能力；另外，瞳 孔角膜模式提供在取樣頻率 60Hz 下，能具有 0.01 度的高度解析度。

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在硬體方面，使用一部眼動儀、一個外接給受詴者用以閱讀的螢幕（解析 度為 1024*768）、鍵盤、滑鼠、螢幕切換器、下巴架，以及兩台品牌為 Dell 的高階筆電，其中一台電腦裝載 Facelab5.0 之軟體以進行校正，並連接眼動儀 以收集眼動資料；另一電腦則裝載 GazeTracker9.0，除了呈現文本外，亦用以 記錄與儲存眼動資料，兩台電腦間用網路線連接以傳輸資料。如圖 3-1.1 所示。

下巴架則是讓受詴者能夠大略固定頭部位置，減少過大的頭部移動，以確保眼 球追蹤的穩定性。

圖 3-1.1 硬體設備與接線示意圖

二、閱讀材料

本研究閱讀材料取自於 2006 年 4 月出版之《科學人》雜誌，其文章的原著 為 Scott C. Doney，由林筱雯翻譯，文章的標題為「海洋酸化的危機」。

研究者選用此文章之原因為《科學人》雜誌是科普傳播的重要媒介，不論是 學生、教師、一般大眾皆可透過閱讀此類雜誌獲得科學知識，或是藉此了解新興 的科學議題，然而，不論是教科書或是此類科普雜誌皆無法在有限的篇幅中記載 所有相關的科學概念，特別是描述科學議題的文章；加上，科學議題的文章往往 不只包含了單一個學科的內容，而是自然科目的綜合應用。

GazeTracker FaceLab

受詴者用螢幕

眼動儀 紅外線發射器

螢幕切換器

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研究者選用「海洋酸化的危機」作為本研究的閱讀材料，該文內容主要描述 科學家如何透過觀察、實驗假設、實驗、數據分析……等科學過程驗證海洋酸化 的事實，以及海洋酸化可能造成的影響，其內容涵蓋了地球科學和化學科目的科 學概念，地科方面的概念主要為全球暖化、海洋酸化、碳酸鈣補償深度；而化學 方面則為化學帄衡中的勒沙特略原理、氣體溶解度，其中化學的概念已在國中階 段有初淺的教授，而地科概念則會因人而異，尤其是海洋酸化和碳酸鈣補償深度 之概念在學校課程中較少提及，需要額外涉獵。

確定使用此篇科學文章後，研究者開始著手分析文章中提及的科學概念，並 且依據文章本身的描述方式與順序改寫文章以能用電腦呈現文本內容，主要改寫 的方式為將文章中與海洋酸化議題較無相關的故事描述去除，保留研究脈絡與主 要數據、發現、推論等內容，並且留下科學文章中的圖片與圖說，若圖片較大，

則用一頁呈現圖片與圖說，不再外加其他敘述，用最接近科普文章的寫作方式作 為改寫原則，改寫後版本經專家審查確認內容無誤。改寫後的內容與次序如下：

「大氣中二氧化碳含量的觀察與研究假設、方法和研究發現」、「造成二氧化碳大 量增加的原因與證據」、「海洋吸收二氧化碳的實證」、「海洋酸化的情況與程度」、

「二氧化碳造成海洋酸化的成因」、「碳酸鈣補償深度的意涵」、「海洋酸化對水中 生物的影響」。

三、紙筆測驗

本研究對受詴者進行的測驗分為前、後測，前測為先備知識之測驗，後測為 閱讀研究材料後，對於文本內容的理解測驗。

在先備知識測驗的部分，Shapiro（2004）認為與議題相關之先備知識為讀 者本身已經建立、存在與文本內容相關的知識，通常利用開放式問答或多重選擇 題進行評量。因此，研究者利用開放式問答的形式，請受詴者針對「全球暖化對 海洋的影響以及海中二氧化碳濃度的變化」、「過多二氧化碳溶入水中會帶來的影

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響」、「利於鐘乳石形成的因素與條件」以及「深度大於 5000 公尺之海水中沒有 鈣質沉積物之原因」進行回答，前兩題可用以觀察受詴者對於海洋酸化議題了解 的程度，後兩題分別為化學帄衡與碳酸鈣補償深度的概念，其中，「過多二氧化 碳溶入水中會帶來的影響」由研究者與指導教授、臺北市某公立高中正式地科教 師共同討論後完成，其他問答題則是由臺北市某公立高中現職之正式地科與化學 教師(共兩名)共同出題。

閱讀理解測驗部份，是在受詴者閱讀完施測材料且離開施測儀器後進行。研 究者依據施測材料的內容設計了六道開放式問答題，題目可對應到 Kintsch（1998）

的閱讀理解分類，此六道題目中有四道題目的答案可直接從閱讀材料中獲得，定 義為文本題，另外的兩道題目為不同情境之應用題，此類題目的設計是讓受詴者 利用閱讀施測材料後而得之概念應用在不同情境中的推論與解釋，因此受詴者需 要運用先備知識並整合閱讀材料內容後才能完整回答，此兩道題定義為情境題。

此六道題目同樣地與指導教授、前述之公立高中地科教師進行充分討論後而確 立。