研究工具

壹、 魏氏兒童智力量表（WSIC–IV）

WISC-Ⅳ共有十項核心分測驗和四項交替分測驗。這些分測驗分別 屬於四種不同的指數分數，分別為：語文理解指數（VCI）、知覺推理指 數（PRI）、工作記憶指數（WMI）和處理速度指數（PSI）。

本研究的空間能力乃採魏氏兒童智力量表（WSIC–IV 中文版）的知 覺推理（PRI）指數對照常模後的百分等級，此分數乃是針對學生的知覺 和流體的推理、空間訊息處理，以及視動整合能力的量化描述。本研究 將會針對每位學生進行空間能力的數據收集，分別施測圖形設計、圖畫 概念、矩陣推理此三個分測驗，匯集而成每位學生的知覺推理指數（PRI）。 三個分測驗的簡述如下：

一、 圖形設計(Block Design) - 讓學生觀看目標圖像，並使用有紅白面的 方塊，在規定的時限內將立體方塊拼成與目標圖像相同的樣子。此 分測驗主要測量學生視覺空間推理、視覺結構能力、分析，綜合的 抽象設計、邏輯和推理的能力。

二、 圖畫概念(Picture Concepts) - 讓學生需多個目標圖像中，分別選出 具有共同特性的圖像。此分測驗主要測量學生圖畫概念、抽象推理、

類別推理、流體推理、知覺組織的能力。

三、 矩陣推理(Matrix Reasoning) - 學生觀察不完整的矩陣圖後，從答案 選項中選出能填補其缺少部分的圖像。其矩陣類型分別有：類推和 系列推理、連續與分離的花樣填補、歸類。此分測驗主要測量矩陣 推理、非言語推理、概念的形成、視覺處理的能力。

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本研究參考常態分配的原則及魏氏兒童智力量表（WSIC–IV）的常 模及本研究的樣本數分布情形，為了讓本研究的結果更具信效度，以知 覺推理指數（PRI）中平均數以上 0.5 個標準差的學生當作本研究的「知 覺推理能力高組」； 介於平均數上下 0.5 個標準差的學生當作本研究的

「知覺推理能力中組」； 而平均數以下 0.5 個標準差的學生當作本研究 的「知覺推理能力低組」。

而每位法定資優生在取得資優的正式身份時，皆已通過魏氏兒童智 力量表（WSIC–IV）的篩選，故本研究不再重複施測，僅以立意取樣的 方式招募有意願參與研究的學生。

針對普通生，為了瞭解其知覺推理能力，在招募且經家長及導師同 意後，會在心智旋轉測驗前先進行魏氏兒童智力量表中代表知覺推理指 數（PRI）的三項分測驗，作為本研究「知覺推理能力高組」、「知覺推理 能力中組」、「知覺推理能力低組」的分組依據。

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貳、 眼動儀（Tobii）

一、 機型及設置簡介

由於 Tobii X120 eye tracker 具備方便移動攜帶的優勢，因此本研究 採用 Tobii X120 eye tracker 眼動儀來收集學生進行心智旋轉測驗的眼動 數據，此儀器的取樣率為 120Hz，所使用的軟體為 Tobii Studio 程式，除 了眼動儀外，研究器材包含筆記型電腦一臺、外接電腦螢幕一臺、滑鼠 兩個、頭部固定架一組、延長線一條，相關擺設位置如下圖 3-4 所示。

圖 3-4 眼動歷程研究示意圖 二、 眼動儀操作程序

學生由螢幕中觀看測驗材料，並利用滑鼠作答，另一台筆記型電腦 則會記錄眼動資料，並讓研究者及時監看學生的作答歷程。操作程序如 下：

(一) 進行測驗前先將設計好的心智旋轉測驗存入筆記型電腦中，並 在 tobii studio 軟體中輸入電腦螢幕長寬、眼動儀與電腦螢幕間 的距離和角度設定，本測驗採用 41cm^*25cm 的電腦螢幕供學生 觀看。

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(二) 在距離調整的部分，調整眼動儀與電腦螢幕的距離，使其相距 大約 6 公分，學生與電腦螢幕的距離則約 60 公分。

(三) 在角度調整的部分，眼動儀的仰角設定為 30 度、螢幕仰角約 100 度。

(四) 使學生正對筆記型電腦的外接螢幕前方坐下，並調整學生的座 椅高度，使學生的眼睛能夠直視電腦螢幕，並達到最舒服的坐 姿。

(五) 固定學生頭部於固定架上，並調整至適當高度，使學生的眼睛 能舒服的看向正前方，並指導學生頭部移動的機率達到最低。

(六) 進行九點校正技術，若校正過程中學生過於緊張，可先中斷休 息一下，或提早先給予測驗後的小禮物。

(七) 開始呈現測驗圖片，並說明指導語。

三、 眼動數據的計算方式

採用 tobii studio 的軟體，分析不同能力及不同性別學生在不同區域 的凝視時間、凝視次數，並利用 tobii 眼動儀偵測到的眼動數據畫成凝視 路徑圖以及凝視熱區圖。

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參、 心智旋轉測驗

研究者參閱國內外相關心智旋轉測驗，並考量國小學生的年齡、國 內外常模不同、正式出版之測驗不能再製或複製之版權問題，決定參考 國內研究者經過信度考驗、效度考驗之未出版心智旋轉相關測驗，並篩 選鑑別度在 0.25 以上及難度接近 0.5 的心智旋轉測驗，重新自編一套心 智旋轉測驗。研究者參考四套國內外測驗，經原作者授權後，擷取積木 旋轉（Block Rotation）的心智旋轉題型進行編製。

在測驗信效度的部分，本研究在題目設計階段，另找一批學生，進 行全校國小六年級的全面普測（共計 143 人），進行測驗材料的鑑別度、

難度及信效度調查，統計分析後將心智旋轉測驗依題型難度及複雜度分 五層次由低而高呈現題目序，共計 50 題，相關說明如下：

一、 測驗題型（積木旋轉）

積木旋轉主要是測量 3D 圖像的旋轉能力，也就是立體旋轉能力，

學生需藉由抽象思考的立體心智旋轉，將圖像以 X、Y、Z 方向的座標軸 為軸心，進行順時針或逆時針旋轉 90 度、180 度、270 度，以尋找到旋 轉後的正確立體積木。

此分測驗參考「平面視覺空間能力測驗」之”圖像旋轉”分測驗（林 浚傑，2007）、「心智旋轉能力測驗」之”三度空間積木旋轉能力”分測驗

（劉屾垚，2007）及「國小六年級學生心智旋轉能力暨立體幾何截面測 驗」之”心智旋轉能力”分測驗（李建璋，2011）及 Hyangsook Lee 在 2013 年參考 Peters 心智旋轉測驗和范德堡測驗所編製的測驗題型，測驗題目 的立體積木，皆是以不同數量的正六面體所組成，題型中利用不同數量、

觀看角度及不同相鄰位置的三種出題向度當作圖形複雜度的依據，建構 出不同的立體圖形，測驗試題範例如下表 3-4：

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表 3-13

不同難度測驗試題範例表

題型 a. 題型 b. 題型 c. 題型 d. 題型 e.

4 塊積木 5 塊積木 7 塊積木 10 塊積木 14 塊積木

二、 測驗的信效度檢驗

在信度的部分，各題目的內部一致性 Cronbach's alpha 值介 於.631~.669，全量表的內部一致性 Cronbach's alpha 值為.655，信度 符合 Fornell and Larcker (1981)建議之.60 理想標準。

在效度方面，以因素分析進行建構效度，本測驗的因素負荷量 為.544，符合 Fornell and Larcker(1981)建議之標準值.50。

在難度的部分，經過 143 份樣本的測試後，發現題目難度大於.70 佔本測驗 22%、的題目難度小於.30 佔本測驗 20%、而題目難度在 0.3~0.7 之間則佔本測驗 58%，除了第 50 題有重新設計題目外，其餘 的題目皆依紙本的題目設計成電腦化的心智旋轉測驗，詳見表 3-5。

在鑑別度方面，以得分佔前後 27%的學生做為高分組、低分組 的學生，得分在中間 46%的學生為中間組學生，發現低分組學生的 答對率為 28%、中間組學生的答對率為 46%、高分組學生的答對率 為 67%，經過計算後本測驗的鑑別度為.38。

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三、 測驗呈現方式

所有的心智旋轉測驗，將以是 Tobii Studio 軟體編輯成電腦化的測驗，

並用此軟體在 window XP 環境下執行測驗及記錄數據。相關的測驗程序 如下：

（一） 測驗進行時，螢幕正中央距離受試者眼睛約 60cm。

（二） 受試者以右手的滑鼠左鍵做反應，每一題將會有五個選項，分 別為選項 A、B、C、D、E，受試者需根據選項 A、B、C、D 四個圖像，去判斷哪一個圖像與題目是同一個圖像，而後進入 下一頁點選選正確答案，若不知道答案，點選 E 選項”我不知 道”的答案。

（三） 測驗過程中，每個題目開始前，會先呈現一個”十”字的提醒符 號 500 毫秒，告知受試者測驗圖像即將出現，”十”字符號消失 後，接著呈現第一張圖（題目），題目圖在螢幕呈現時間無限 制，受試者必須在這段期間內找出正確選項的圖像，若已經找 到答案時，就按滑鼠左鍵，接著呈現第二張圖（答案），答案 圖在螢幕上呈現的時間無限制，受試者必須在這個畫面中點選 正確選項，第二張圖像會一直在螢幕上呈現，直到試者做出答 題反應後，開始進入下一個循環，出現順序說明如下圖 3-5：

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No limit No limit

A

「RT」表示學生的答題反應時間（reaction time）。「題目」表示心 智旋轉測驗之試題畫面，畫面上方會呈現題目圖案，畫面下方則呈

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