研究工具

本節將針對研究者所使用的研究工具分為三個部份做詳細介紹：第一部份為 硬體部份，介紹本研究所使用的硬體設備；第二部份為閱讀材料部份，介紹本研 究在研究過程中所使用的閱讀材料；第三部份為測驗部份，介紹本研究所使用的 研究者自編測驗。

一、硬體部份

硬體方面使用兩台 Dell 筆記型電腦、一台眼動儀、一台受試者使用螢幕與 滑鼠以及螢幕切換器。筆記型電腦中，一台作為眼動資料收集端，與眼動儀連接，

利用 FackLab 4.5 作校正；另一台為文本資料展示端，利用網頁與眼動資料蒐集 軟體 GazeTracker 呈現文本資料，並以 GazeTracker 紀錄，兩台筆記型電腦以網 路跳線連接以便資料傳輸，如圖 3-2.1 所示。

圖 3-2.1 硬體儀器架設示意圖

FaceLab 取樣率為 60Hz（每秒取樣 60 次），其具有紅外線裝置精靈，讓攝 影機（Sony FCB-EX480B）於三個不同方式下設定，能提供精確凝視的紅外線裝 置位置控制，以提高凝視追蹤的精確度。FaceLab 使用焦點成像技術，在研究中 可以容許受試者頭部做垂直及平行的移動+/- 25 mm，仍保持凝視追蹤能力；瞳 孔角膜模式，在採樣率 60 Hz 下達 0.01 度的高解析度。

二、閱讀材料部份

閱讀材料取自通過教育部審定，符合高級中學九九課程綱要之市售普通高級 中學基礎生物（上）課本共兩個版本的「3-2 生命樹」單元之圖與文。

研究者發現在高中基礎生物課本中第三章中「生命樹」的內容具有以下三項 優點。其一，生命樹的名詞雖然在前一個學習階段國中並未提到，但是其銜接上 所須的基本內容包含拉馬克的用進廢退說、達爾文的天擇說、林奈建立的生物學 名與生物的「界、門、綱、目、科、屬、種」分類階層…等皆於國中已經教授完 畢。高中學生通過國內基本學力測驗，可以預期學生對於國中所教授的內容有一 定程度的理解與認識，如此一來可以簡化學生理解「生命樹」這個新名詞上的困 難度，以適合高中生的理解能力。其二，在圖片的分類上，各版本在此章節的圖 片皆呈現較多元化的趨勢，所用於教科書上的圖也較多變化，方便研究者做教科 書內容的搭配。其三，「生命樹」的內容著重讓學生有連貫性的觀念理解，較少 新名詞的出現，學生不需要背誦太多的新名詞，只憑觀念的理解就可以對生命樹 的概念有所理解，因此適合讓研究者設計於短時間便可讀完一個完整概念的教科 書內容。基於以上三點，研究者選擇以「生命樹」為教科書內容素材進行研究。

確定以「生命樹」作為主題後，研究者隨即對於各版本的生命樹內容做統整 分析，歸納出各版本皆有的五個主題，包含「林奈的分類系統」、「生物的分類和 演化」、「以化石為證據建構生命樹」、「以生物地理學為證據建構生命樹」、「以蛋 白質核酸序列為證據建構生命樹」，確定此五個主題後，便由教科書內選擇所欲 截取的教科書圖文內容。此五個概念依序為「林奈的分類系統」、「生物的分類和 演化」、「以化石為證據建構生命樹」、「以生物地理學為證據建構生命樹」、「以蛋 白質核酸序列為證據建構生命樹」。以此順序呈現主要原因有二：其一，九九課 綱高中基礎生物的內容大多由整體而局部，亦即先敘述大範圍整體觀念，再解釋 大觀念下的細節內容。因此研究者在此五個觀念的順序排列上也傾向此方向，以 符合「了解高中學生在閱讀教科書時的圖、文閱讀歷程為何」的研究目的。此五

個概念中，「林奈的分類系統」、「生物的分類和演化」是為較整體的觀念，也是 國中教科書便已經提及的內容；而「以化石為證據建構生命樹」、「以生物地理學 為證據建構生命樹」、「以蛋白質核酸序列為證據建構生命樹」則分別是三個可以 用來建構生命樹的方法。其二，本研究所採用的教科書內容主要來自於高中九九 課綱審核通過的兩本教科書，而此兩本教科書的這五個概念安排順序皆同。因此 研究者便遵循這五個概念在原本教科書的出現順序做安排。

閱讀材料中的文字部份，在概念呈現上以上述「林奈的分類系統」、「生物的 分類和演化」、「以化石為證據建構生命樹」、「以生物地理學為證據建構生命樹」、

「以蛋白質核酸序列為證據建構生命樹」的順序呈現。每個概念大致為一個頁 面，唯獨「生物的分類和演化」此概念所包含的文字太多（本文內容共 373 字），

為了避免呈現的字體太小不易學生閱讀而影響閱讀歷程，因此將此概念分為兩個 頁面呈現。在每個概念中的文字內容上，研究者依據 Duschl (1990) 所提出的科 學目的階層，再將文字內容進行分類。此部份於本章本節不再深入敘述，詳細分 類請參閱本章第四節資料分析部份。

閱讀材料的圖片部份，於呈現順序上搭配文字，亦以「林奈的分類系統」、「生 物的分類和演化」、「以化石為證據建構生命樹」、「以生物地理學為證據建構生命 樹」、「以蛋白質核酸序列為證據建構生命樹」的順序呈現。每個閱讀頁面中只會 出現一張圖片，並且可以示意一段課文內含的概念。其中「生物的分類和演化」

頁面因為文字過多分為兩頁，但搭配的圖片為同一張，因此圖片部份維持每個概 念各有一張圖片搭配。在圖片形式上，研究者根據 Chen & Yang (2011) 的圖表類 型再深入分類。此部份於本章本節不再深入敘述，詳細分類請參閱本章第四節資 料分析部份。

三、測驗部份

本研究針對學生的閱讀理解結果設計兩項測驗來調查。其一為理解測驗、其

二為綜合情境測驗。

理解測驗方面，研究者針對五個圖文搭配的概念，設計了十題測驗題（每個 概念各兩題）。理解測驗是測試每閱讀所選擇的「生命樹」主題下的五大概念中 的其中一個概念後，學生對於此概念的理解狀況。因此理解測驗的設計是在受試 者每讀完一個概念的教科書內容後隨即測驗。五大概念「林奈的分類系統」、「生 物的分類和演化」、「以化石為證據建構生命樹」、「以生物地理學為證據建構生命 樹」、「以蛋白質核酸序列為證據建構生命樹」各有兩題和該概念的理解相關的測 驗題，題型為四擇一的選擇題，五個概念合計有十題選擇題。由於每個概念只含 兩道題目，因此測驗卷的信效度檢驗以效度檢驗為主。此十道測驗題皆經過一位 現職台北市私立高中正式生物教師做專家審查，確認其表面效度（附件一）。

此外，研究者針對閱讀多個概念後的統整能力亦設計了綜合情境測驗（附件 二），以情境敘述的題幹搭配兩題簡答題測驗高一學生閱讀完此五概念後，是否 能理解並統整後綜合應用。因此在施測時機上，綜合情境測驗的實施是在五個概 念皆呈現完後，受試者離開施測電腦才進行測驗。綜合情境測驗題內容包含情境 陳述的題幹與兩題問答題，希望透過問答題型得知受試者閱讀五個概念後所獲得 的整體「生命樹」概念理解。此兩題綜合情境簡答題的內容亦經同一位專家審查 其表面效度（附件一）。

本研究所使用的理解測驗題與綜合情境測驗題皆由取得中等教育生物科教 師檢定資格的研究者編寫，除了與指導教授討論外，並與一位時任台北市私立高 中一年級之正式生物教師共同審查修訂，以求符合高一學生的理解能力與測得教 科書所欲傳達之內容。