第三章 研究方法與實驗設計
第四節 研究工具
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第三節 研究對象
本研究以國立自然科學博物館所屬之「自然與人文數位博物館」為支援數位 學習學習活動之數位博物館，主要係考量該數位博物館為國家級單位所建置，已 具有一定程度優良之資訊架構設計，可避免因為資訊架構設計不良而影響本研究 之 結 果 。 再 則 ， 由 「 高 中 課 程 教 育 資 源 網 」 (http://wise.edu.tw/highschool/outline.php)可看出高中教育擁有較完整的 自然科學課程，並且使用國立自然科學博物館所屬之「自然與人文數位博物館」
的大多數學生族群為高中生。考量本研究的學習任務與高中課程的搭配，將其學 習活動融入於課堂教學，因此本研究擬以國立政治大學附屬高級中學高一學生為 研究對象。
第四節 研究工具
本 研 究 以 國 立 自 然 科 學 博 物 館 所 屬 之 「 自 然 與 人 文 數 位 博 物 館 」 和 TechSmith 所發展的 Morae 人機互動分析軟體為研究工具，利用「自然與人文 數位博物館」進行數位博物館支援數位學習之學習任務設計，並以 Morae 人機 互動分析軟體觀察學習者使用數位博物館支援數位學習之學習歷程，據此探究數 位博物館資訊架構設計之組織系統是否影響學習者的學習成效、學習效率、認知 負荷與學習歷程。
一、自然與人文數位博物館
本研究選擇國立自然科學博物館所建置之「自然與人文數位博物館」作為研 究所需之學習環境，該數位博物館典藏內容包含了動物（昆蟲，鳥獸，兩棲爬蟲，
無脊椎）、植物（維管束，非維管束）、地質（岩心，岩礦，古生物化石）菌類、
藻類及人類（考古，民族）等六大主題，典藏內容非常多元豐富，並且部分內容 以多媒體方式呈現。此外，該數位博物館也建立各主題典藏內容之資訊鏈結關係，
以建立具相互關聯之數位典藏內容。整體而言，「自然與人文數位博物館」典藏
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內容同時兼具科學知性與文化內涵。再則，該數位博物館除了典藏內容多元豐富 外，其網站的資訊架構設計亦十分完善，包括採用多種不同型態組織系統呈現典 藏內容、功能完整的資訊檢索系統、引導讀者避免迷失的導航系統，以及清楚的 標籤系統設計，除了數位典藏區外，也擁有良好規劃的數位學習區以及許多加值 應用服務，符合本研究所需，因此本研究選擇此數位博物館為研究工具。
本研究進行資料分析編碼時，會按照此一位圖書館資訊架構的「組織系統」
以及「搜尋系統」作為編碼依據，以利於分析學習者使用該數位博物館資訊架構 之次數及停留時間。以下詳細介紹「自然與人文數位博物館」資訊架構的設計狀 況。
(一) 搜尋系統分類－搜尋(Search)
1. 全文檢索－能以任意關鍵字檢索該數位博物館所典藏之所有內容，如圖 3-3 所示。
圖 3- 3 全文檢索界面
2. 進階檢索－可設定多項檢索條件，以得到更為精確之搜尋結果，如圖 3-4 所示。
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圖 3- 4 進階檢索界面
(二) 組織系統分類－組織體系、組織結構 1. 組織體系(Organization Scheme)
組織體系係以典藏內容項目的共同特徵進行邏輯性的分類呈現，精確 性組織體系(Exact schemes)會將資訊分成定義明確區域和互斥區域，而 模糊性組織體系(Ambiguous schemes) 則會將資訊以有意義的方式群集 在一起，可以幫助使用者進行聯想式學習，使得使用者可以做新的聯想，
得到更滿意的答案。「自然與人文數位博物館」網站的組織體系包括主題、
任務以及觀眾的模糊性組織體系設計。
(1) 依主題(Topic)
根據「自然與人文數位博物館」網站的內容依主題做分類。如圖 3-5 所示。
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圖 3- 5 組織體系依主題分類
(2) 依任務(Task)
「自然與人文數位博物館」依據任務需求將相近的內容歸納在一起，
讓學習者可以學習任務需求使用相關資源，如圖 3-6 所示。
圖 3- 6 組織體系依任務分類
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(3) 依觀眾(Audience)
請使用者先表明身分，再根據不同的使用者提供不一樣的內容與使 用介面，如圖 3-7 所示。
圖 3- 7 組織體系依觀眾分類
2. 組織結構(Organization Structures)
「自然與人文數位博物館」採用由上而下(A Top-Down Approach) 階層式的方式將資訊進行組織呈現，上下有從屬關係，左右有互斥 性。此一種階層式組織結構兼具資料組織的包容性與互斥性，如圖 3-8 所示。
圖 3- 8 組織結構依階層式分類
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二、Morae 人機互動分析軟體
Morae 為 美 國 TechSmith 公 司 所 開 發 的 人 機 互 動 軟 體 (Morae,http://www.linksoft.com.tw/Products.asp?seq=150)，它能錄製使用 者在測試環節中實際操作資訊系統行為的完整過程，包括記錄使用者的語言、臉 部表情、現場問答、測試問卷等。並可透過及時觀察和後期分析，獲得客觀的行 為分析結果，也可將資料分析結果以輸出圖表形式產生報告。此一人機互動分析 軟體系統係由三個獨立的組件構成，分別是 Morae Recorder、Morae Observer 與 Morae Manager，分別說明如下。
(一) Morae Recorder
可記錄使用者任務過程的系統操作畫面、影像與聲音、滑鼠點擊，以及鍵盤 使用狀況，也可定義研究所需的標籤類型(Define the Study Markers)，本 研究定義的標籤類型包括依主題、依任務、依觀眾與階層式組織結構之組織 系統使用類型，並利用此一功能來標記、計算學習者使用自然與人文數位博 物館資訊架構的情形。
(二) Morae Observer
透過 Morae Observer，研究者可觀察受測者使用資訊系統過程中的操作動 作，也可透過聲音與影像即時檢視過程，記錄任務的開始點與結束點、錯誤 操作行為，以及利用即時筆記記錄錯誤操作行為引發的原因。
(三) Morae Manager
在 Morae Recorder 錄影和 Morae Observer 監控資料蒐集的基礎上，Morae Manager 提供進行後期分析和統計的工具。
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三、 學習單
本研究利用學習單的方式指派學習者使用數位圖書館支援數位學習之學習 任務，學習者依照學習單上的指示完成任務後，學習單評量成績將作為與前測比 較驗證學習成效的依據。學習單包含 10 題選擇題，滿分 10 分，其答案皆可於「自 然與人文數位博物館」網站中的組織系統與搜尋系統查找得到。學習單為自行設 計再邀請任教政大附中地球科學的專任教師進行修改，經過反覆修正後才讓學習 者進行主題任務之學習。
四、 訪談大綱
本研究為使研究結果更為客觀，除採用量化統計分析外，也輔以訪談蒐集質 化資料，並進行歸納，並與量化資料進行相互驗證。本研究擬採自編的「訪談大 綱」進行訪談，主要目的在於詢問研究對象對於單獨使用組織系統、搜尋系統，
以及搭配使用組織系統與搜尋系統完成學習任務後的想法與感受，也進一步了解 採用上述三種不同資訊架構支援學習活動，對於學習成效、學習效率，以及認知 負荷等面向的影響。
五、 學習風格量表
為了深入了解學習者多面向的學習風格對於組織系統、搜尋系統的單一與搭 配使用對於數位學習成效的影響，本研究挑選 Felder 與 Silverman 的 Index of Learning Style（ILS）學習風格量表來分析學習者之學習風格類型，作為探討 不同學習風格學習者學習成效、學習效率，以及認知負荷差異之依據。
此 一 學 習 風 格 量 表 依 據 學 習 的 處 理 過 程 (Processing) 、 感 知 能 力 (Perception)、輸入方式(Input)、瞭解方式(Understanding)等四大面向區分學 習風格類型，每個面向之間為獨立關係，各面向所包含的學習風格均是對立的兩 個類型，而各類型之間具有明顯的差異性(顧潔心、顧大維，2010)，如表 3-1 所 示。
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圖表 3- 1 Felder & Silverman 的 Index of Learning Style（ILS）學習風格類 型之特性
面向 類型 特性
處理過程 (Processing)
主動型(Active) 1.偏好透過團體討論、主動的試驗 和向他人解釋來處理外在的訊息。
2.在學習情境中，提供動手做的機 會將會使他們學得比較好。
反思型 (Reflective)
1.偏好透過內省的觀察及思考來處 理外在的訊息。喜愛獨立學習。
2.在學習情境中，提供思考訊息的 機會將會使他們學得比較好。
感知能力 (Perception)
感受型(Sensing) 偏好透過觀察與感覺來蒐集訊息。
喜歡具體的資料及事實。
慣用既定的程序來進行問題解決。
直覺型 (Intuitive)
偏好直接的、無意識的蒐集訊息，
例如：進行思索、幻想或利用直覺 的方式。
喜歡事物的原則、理論與概念。
輸入方式(Input) 圖像視覺型 (Visual)
慣於記住所看到的，例如圖片、圖 表、流程圖、實物等。
口語聽覺型 (Verbal)
慣於透過文字或口語解釋及討論來 進行學習。
瞭解方式 (Understanding)
循序型 (Sequential)
1.慣用線性步驟的方式理解訊息，
資料來源：顧潔心、顧大維整理 Felder-Silverman 八種學習風格類型特性 六、 認知負荷量表
Sweller 等人(1998)提出認知負荷量表，以作為測量學習者認知負荷之工具，
Hwang 及 Chang(2011)所提出的認知負荷量表為其改良版，此量表由四題七點量 表所構成，分為成「心理負荷(mental load)」和「心智努力(mental effort)」
兩個構面，每個構面各有兩個問題，相較於其他認知負荷量表題數較少，但題意
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簡短且明確，有利於受試者正確作答。認知負荷量表中心智負荷構面的信度為 0.85；心智努力構面的信度為 0.86，而整體量表的信度為 0.92，顯示其信度良 好。故本研究以此量表作為測量學習者認知負荷高低的工具。本研究探討數位博 物館支援數位學習過程中，學習者單獨以數位博物館資訊架構中的組織系統、搜 尋系統，以及利用組織系統搭配搜尋系統輔助完成學習任務，是否會因此影響學 習者的外在認知負荷。
七、 資訊焦慮量表
本研究以崔斐韻(2003)自編之資訊焦慮量表來測量學習者的資訊焦慮程度，
量表內容包含五個層面的焦慮感覺與行為，分別為尋求與運用資訊的焦慮、篩選 資訊的焦慮、無法面對自身資訊的焦慮、日常生活行為中資訊焦慮及資訊安全焦
量表內容包含五個層面的焦慮感覺與行為，分別為尋求與運用資訊的焦慮、篩選 資訊的焦慮、無法面對自身資訊的焦慮、日常生活行為中資訊焦慮及資訊安全焦