研究目的與待答問題

本研究之研究目的有二，其一為透過眼球追蹤的技術探討高中學生於閱讀生 物教科書時，對於教科書內容的整體視覺注意力分配的歷程，亦即本文所謂的閱

讀歷程；其二，探討這樣的閱讀歷程與高中學生閱讀後對閱讀內容中概念的理解 是否具有相關性。由於所選取之生物教科書內容包含了文字內容與圖片之呈現，

因此在學生的閱讀歷程中，本研究主要著重於探討中學生視覺注意力分配於教科 書內的圖、文的狀況。

根據前述的研究目的可知，「了解高中學生在閱讀教科書時的圖、文閱讀歷 程為何」，並且針對「這樣的圖、文閱讀歷程與概念理解的關係」做探討，是為 本研究中的兩大主要目的，因此本研究針對此兩個目的提出三個研究問題，敘述 如下：

1. 學生於閱讀生物教科書時，其視覺注意力於圖、文的分配狀況為何？

2. 學生於閱讀生物教科書時，其視覺注意力於圖、文間是否有交叉來回的部 份？

3. 學生的生物概念理解和其教科書圖文閱讀過程中的視覺注意力分配是否 有關？

根據上述的研究問題，本研究提出的研究假設如下：

1. 學生於閱讀自然科目教科書時，其視覺注意力於圖片較少、於文字較多。

先前的研究者在研究受試者的閱讀歷程中，大多發現若圖片與文字共存於一 個閱讀材料中時，受試者多半會將視覺注意力集中於文字。如 Hegarty (1992) 利 用眼動儀紀錄受試者觀看搭配說明文字的滑輪機械圖形，發現受試者普遍會對文 字部份有較多的視覺注意力時間。Hughes、Wilkens、Wildemuth 和 Marchionni (2003) 利用眼動儀的研究也發現，在閱讀時受試者看文字的時間明顯高於看圖 片的時間。因此，針對「學生於閱讀生物教科書時，其視覺注意力於圖、文的分 配狀況為何？」的問題，根據前人的研究，我們做出「學生於閱讀自然科目教科 書時，其視覺注意力於圖片較少、於文字較多」的假設。

2. 視覺注意力於自然科目教科書上圖、文間交叉閱讀次數較多的學生，有較 好的概念理解表現。

Hegarty 和 Just (1993) 利用物理中定滑輪與動滑輪的題目測試學生，發現同 時閱讀文字與圖示的學生，並且整合文字與圖片中意義的學生，其表現較單單閱 讀文字或圖示其中一種的學生優秀。Hannus 與 Hyönä (1999) 也經由研究學生閱 讀生物文章的過程得知，高能力的學生對於圖文的整合較低能力學生好。其他的 研究者 (Mayer and Gallini, 1990; Holsanova, Holmberg, and Holmqvist, 2008) 也 經由各種不同的研究方式，發現圖片與文字共存時，受試者會有較好的閱讀理解 表現。而在眼動資料中，視覺注意力在圖片與文字間交叉出現的歷程被認為和整 合圖片與文字間的意義有關。因此，針對「學生於閱讀生物教科書時，其視覺注 意力於圖、文間是否有交叉來回的部份？」的問題，根據前人的研究，我們做出

「視覺注意力於自然科目教科書上圖、文間交叉閱讀次數較多的學生，有較好的 概念理解表現」的假設。

3. 學生教科書圖文閱讀過程中，單以圖的比較時，視覺注意力分配於圖上較 多者，生物概念理解較好。

PaivioPaivio (1986) 提出的雙代碼理論（dual-code theory）認為我們會將理 解的資訊以處理文字的語文系統（verbal system）和與處理圖片、動畫的視覺系 統（visual system）兩個系統相互交錯來儲存意義。他的實驗研究證明：當學習 者回想之前的內容時，對文字加圖片的回想能力優於只有文字的回想。隨後，

Hannus 和 Hyönä (1999) 使用眼球追蹤技術對國小學生在科學教科書的學習進行 研究，結果發現當教科書的內容圖文並茂時，圖片常具有可以幫助學生學習的特 性。因此，針對「學生的生物概念理解和其教科書圖文閱讀過程中的視覺注意力 分配是否有關？」的問題，根據前人的研究，我們做出「學生教科書圖文閱讀過 程中，單以圖的比較時，視覺注意力分配較高者，生物概念理解較好」的假設。

第三節 研究範圍與研究限制

由於受到研究對象以及所設計之研究工具與研究方法的限制，本研究之研究 成果在推論上將受到某些條件的影響。茲將本研究的限制範圍列舉如下：

1. 本研究的眼球追蹤方法是指以眼動儀紀錄眼球凝視點的軌跡，本研究所使用 的眼動儀為雙攝影機、單紅外光源器並搭配 FaceLab 4.5 作校正、眼動資 料蒐集軟體 GazeTracker 呈現文本資料並紀錄，因此若要重複驗證此研究 的結果，在儀器上需侷限於相似的儀器設定與操作流程。

2. 本研究是以新北市某國立高級中學一年級學生為研究對象。考量不同地區學 生由於城鄉差距，以及入學時經過各種篩選，因此閱讀能力與習慣恐有 不同，故此研究成果不宜推論至在不同閱讀理解能力階段的受試者。

3. 本研究所使用之教科書是以坊間流通，通過國立編譯館審定，符合教育部於 民國九十七年頒布，九十九年正式施行之「普通高級中學課程綱要」的 高中基礎生物（上）兩個版本的教科書中，「3-2 生命樹」之內容為材料，

故此研究成果不宜過度推論至不同學科、不同內容屬性之教科書上。

4. 本研究所使用的閱讀材料為生物科教科書，而科學文章的敘述、解釋自然現 象和有關事物的方式和一般文學作品、小說、故事的敘述方式不同 (Yore and Shymansky, 1991) ，因此本研究的結果並不適合推論到其他形式閱讀 材料。

5. 本研究所指稱的圖為通過教科書中，扣除各章節的習題、補充知識、實驗活 動、科學家小傳、討論教室外的圖片，不包含表格部份。

第四節 研究的重要性

本節中將針對研究所使用的文本內容、文本形式、施測對象等方面探討本研 究之重要性。

1. Hodson (1998) 認為，學生藉由說、讀、寫來學習科學。同時，學生也需 要藉由觀摩他人「由說、讀、寫來學習科學」的過程來學習如何改善自 己「由說、讀、寫來學習科學」的過程。本篇研究旨在理解學生對於科 學文本的圖文閱讀歷程，藉由這樣的理解，能夠提供學生他人如何「讀」

科學文本學習科學的範例。

2. 現行九九課綱的「基礎生物（上）」的教材綱要主題，大部分均與九五 課程暫綱之「基礎生物」和必修科目「生物」之主要內容相同。但是本 研究所使用的概念「生命樹」為新加入的新興主題，因此研究受試者對 於此部份的教科書閱讀歷程，應該有助於教師瞭解學生的閱讀困難處與 可著力的方向。

3. 本研究主要針對符合現行高中九九課綱的市售教科書高一基礎生物版本 內容進行研究，研究對象也選擇一個國立高中未學習高一基礎生物的高 一學生進行研究，因此在教育上極有可能可以反應高一學生真實閱讀教 科書的閱讀歷程。因此本研究的研究結果若能夠應用在教育現場上，應 該對未來的科學教育有所助益。

4. 本研究對於受試者的閱讀歷程有眾多的探討與比較，在教育現場中的教 師與學生若能夠對高分組的閱讀歷程有所理解，應該對課室中科學課程 的教與學有所幫助。

第五節 名詞解釋

1. 視覺注意力

注意力是一種可以將有限的心理資源在某一個時間點上專注於某個訊息的 能力，其中視覺注意力是專指當眼睛自主移動時，將注意力集中於視野中出現的 物體上 (Findlay & Gilchrist, 2003) 。

2. 生物教科書

本研究所指的生物教科書，系指通過教育部於民國九十七年頒布，九十九年 正式施行之「普通高級中學課程綱要」（又稱九九課綱）的高中基礎生物（上）

的教科書。本研究中為了呈現教科書內容的敘述一致性且顧及所附圖片之內容，

僅選則市售七個版本（南一書局、翰林出版、龍騰文化、康熹文化、三民書局、

全華圖書、泰宇出版）之其中兩個版本搭配作為給受試者閱讀之生物教科書內容 與圖片來源。

3. 圖（片）

圖可以泛指各種的圖像，包含實際照片、繪圖、簡圖、示意圖、插圖、圖解、

圖表、曲線圖、數據圖甚至地圖…等。本研究中所指稱的圖為通過教育部於民國 九十七年頒布，九十九年正式施行之「普通高級中學課程綱要」（又稱九九課綱）

的高中基礎生物（上）的教科書中，扣除各章節的習題、補充知識、實驗活動、

科學家小傳、討論教室外的圖片，不包含表格部份。

4. 閱讀理解

閱讀理解可以分為三個層面 (Pearson and Johnson, 1978) ：字義理解、推論 理解、綜合理解。第一層面的字義理解主要是直接閱讀文章所陳述的內容，根據 文字上陳述的字義內容而取得資料；第二層面的推論理解，指讀者除了理解文章 字義外，需由文章提示的線索進行更深層的推論，經由推論過後對文章的整體理 解；第三層為綜合理解，此部份必須就個人的先備知識與經驗和閱讀文章後的推 論理解做整合，理解的內容在文章中並不會明確提到。本研究所指稱的閱讀理 解，限於所研發之測驗工具的內含，著重於前兩個層次，意即字義理解與推論理

解的層次，並不包含綜合理解的層次。

5. 閱讀歷程

本研究所探討的閱讀歷程是指受試者在閱讀研究者由市售通過教育部於民 國九十七年頒布，九十九年正式施行之「普通高級中學課程綱要」的高中基礎生 物（上）的教科書中所節錄編列的文本時，經過本研究架設之雙攝影機、單紅外 光源器並搭配 FaceLab 4.5 作校正的眼動儀所紀錄下來的視覺注意力於不同圖文 區域的時間與分配狀況。

6. 凝視點

雙眼在閱讀時的注意力位置，便稱為凝視點。蔡介立（2006）認為紀錄眼球

雙眼在閱讀時的注意力位置，便稱為凝視點。蔡介立（2006）認為紀錄眼球