研究結論

一、評估動畫圖文／圖文教材對國中學生學習月相盈虧概念之影響。

研究目的希望透過呈現日地月的模型教學動畫，能夠提升學生學習成效，

但研究結果發現，接受多媒體月相盈虧成因課程動畫圖文版本的學生在月相盈虧 成因學習成效測驗上的表現與接受圖文版本的學生之表現沒有顯著差異。

研究結果和預期動畫能夠提升學生的學習成效不同，研究者認為可能的原 因是圖文教材提供的資訊量非常充足的關係。本研究設計之多媒體月相盈虧成因 教材的圖文部分，提供學生在月相盈虧成因單元所需的資訊量很足夠，例如在呈 現月相盈虧的月相變化與日地月相對位置時，圖文畫面中清楚呈現一個月之內日 地月的相對位置變化與其對應的月相形狀，搭配簡要的文字說明，等同於將動畫 的關鍵畫面整合在一張圖中。雖然有部分日期的月相畫面沒有呈現，但是由於呈 現的日期很接近，學生能夠自行想像補足缺少的畫面，因此不會影響學生的學習。

在呈現月相與農曆日期之關係時，圖文畫面也是清楚呈現各月相形狀之名稱與對 應之農曆日期，方便學生做重點式的內容統整。由於整合式的圖文資訊量充足，

導致動畫的有無對學生學習此單元並不會造成太大的影響，因此學生在使用動畫 圖文教材與圖文教材的學習成效表現上沒有差異。

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研究結束後與學生的晤談結果也有類似的發現，無論是動畫圖文組或圖文 組的學生，都有學生認為整合式的圖文呈現，學習過程中的感受不會過於複雜而 難以理解，認為整合過的圖文重點很清楚，方便閱讀也比較好複習，甚至可以再 加入方位等其他資訊。

另外一個影響的因素可能是月相盈虧成因學習成效測驗的內容不能完全反 應出動畫對學習成效的影響，本研究在進行學習成效測驗時，各組別是使用相同 的圖文測驗問卷，但是各組在學習時是有分動畫圖文組跟圖文組兩種形式的多媒 體學習，若是於測驗時以不同的呈現方式測驗，如都使用動畫試題評量，或是動 畫圖文組用動畫試題、圖文組用圖文試題，都有可能會影響研究的結果。因此是 否本研究使用的測驗型式無法真實的反應出各組學生的學習成效，亦或是有其他 的因素，而導致研究結果未達顯著值得未來研究進一步探討。

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二、評估空間能力對學生學習動畫圖文／圖文教材的學習成效與認知負荷之影 響。

（一）空間能力與學習成效呈現正相關、認知負荷與學習成效呈現負相關 過去研究發現，雖然空間能力對多媒體學習的影響仍不明確，但是可以肯 定的是空間能力在多媒體學習中扮演一個至關重要的角色（Blake, 1977; Hays, 1996;Large, Beheshti, Breuleux, & Renaud, 1996; Yang et al., 2003）。

且邱美虹、陳英嫻（1995）研究提出空間能力也是影響學生學習月相概念的重要 因素之一。Blake（2005）的研究也提出地球科學中許多的概念（包含月相與潮 汐、日地月系統運動）都與空間能力有高度的相關性。本研究結果發現空間能力 與學習成效呈現正相關，表示高空間能力的學生使用月相盈虧成因單元的多媒體 教材學習成效較好，低空間能力的學生學習成效較差。和先前的研究有一致的結 果。

認知負荷與學習成效呈現負相關，表示高認知負荷量會有較差的學習成效，

低認知負荷量會有較好的學習成效。也與 Sweller 的認知負荷理論有一致的結果，

認知負荷感受較低的學生，學習的效果會比較好，當學生感受到較高的認知負荷 時，學生的工作記憶在處理訊息時耗費較多心力，由於工作記憶有限，因此無法 有效整合接收到的資訊並建構知識基模於長期記憶之中，導致學習效果不佳。

（二）高空間能力程度的學生使用動畫圖文／圖文教材學習後，在學習成效上皆 顯著優於低空間能力程度的學生。

研究結果顯示高空間能力的學生使用多媒體教材學習的成效顯著優於低空 間能力的學生，結果符合 Mayer（2001）提出的個別差異原則中：由於高空間能 力學習者擁有較好的心智整合視覺及語文表徵的能力，低空間學習者則否，認知 能力多用於在記憶中保留影像，導致缺乏能力用於心智組織與整合。因此高空間

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能力者在多媒體學習的表現上皆優於低空間能力者。

另一個結果顯示，多媒體教材的呈現方式與學生的空間能力沒有交互作用，

無論是高空間能力學習者或是低空間能力的學習者，在使用動畫圖文教材與圖文 教材的學習成效上皆沒有顯著差異。表示空間能力對不同的教材呈現方式在學習 成效上沒有發揮效果，因此高空間能力學習者在動畫圖文教材與圖文教材的呈現 方式在學習成效上沒有顯著差異，低空間能力學習者也是如此。

可能的原因是對高空間能力者而言，無論是用動畫圖文呈現，或是僅用圖 文呈現教材內容，高空間能力者都能夠處理與建構呈現的資訊，因此使用不同的 教材時學習成效沒有差異。而對低空間能力者而言，增加動畫的呈現沒有辦法幫 助學生更容易理解內容，因此學生在使用動畫圖文教材或圖文教材時的學習成效 沒有差異。研究結束後與學生的晤談結果發現，低空間能力的學生表示自己的方 向感不好，無法理解「由地球北極上空往下看」的敘述意義，因此雖然有動畫輔 助也無法幫助想像。

也有可能是因為本研究實驗樣本過小，經空間能力分組後每組樣本不到 30 人，導致樣本不能有效反應母體，而產生交互作用不顯著的情形。

（三）高空間能力程度的學生使用動畫圖文／圖文教材學習後，其認知負荷與低 空間能力程度的學生相比沒有顯著差異。

研究結果發現，高空間能力學生與低空間能力學生使用動畫圖文教材與動 畫教材後的認知負荷沒有顯著差異。

但是高空間能力學生感受到的認知負荷皆低於低空間能力學生，在動畫圖 文組的差異則接近顯著（p=.065），表示使用動畫教材學習時，對高空間能力發 揮增強的作用（Ability-as-enhancer Effect），高空間能力的學習者感受到的 認知負荷較低，而對低空間能力的學習者而言，動畫對低空間能力的學習者造成

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過大的認知負荷，因此低空間能力學習者無法在多媒體學習中獲取有效的助益

（Mayer & Sims, 1994; Hegarty, 2005）。

研究結束後與學生的晤談結果也有類似的發現，動畫圖文組低空間能力的 學生覺得自己要花較多心力跟時間看才能看懂動畫，如果要看的太多，看完一遍 就不會想再看。不過可能因為研究實驗樣本過小，經空間能力分組後每組樣本不 到 30 人，導致樣本不能有效反應母體，因此差異未達顯著。

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三、不同空間能力程度的學生使用動畫圖文／圖文的教材效果有顯著差異。

結果發現四組學生在使用多媒體教材的教材效果上有顯著差異，無論是使 用動畫圖文教材或是圖文教材，高空間能力學生的教材效果皆顯著優於低空間能 力的學生。而動畫圖文教材與圖文教材的教材效果對高空間能力學習者而言沒有 顯著差異，對低空間能力學習者也是如此。

圖 5.1.1 各組學生使用多媒題教材之教材效果示意圖

綜合學生的學習成效與認知負荷的程度來評估本研究設計之教材效果，圖 表示座標為不同空間能力使用多媒體動畫圖文或圖文教材的效果，X 軸為學生感 受的認知負荷，Y 軸為學生的學習成效，E 值表示教材的效果，座標越靠近左上

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角表示教材效果越高，座標越靠近右下角表示教材效果越低。

本研究設計之多媒體月相盈虧成因課程的動畫圖文教材對高空間能力學生 而言，有較高的學習成效表現與較低的認知負荷；對低空間能力的學生則有較高 的認知負荷與較低的學習成效表現。表示高空間的能力學生在使用本研究開發設 計之教材時，感受到較低的認知負荷，在學習成效的表現上較好；而低空間能力 的學生在使用時便會產生較高的認知負荷，學習成效的表現較差。這樣的結果符 合 Mayer（2001）多媒體設計原則中提出的個別差異原則，高空間能力的學習者 在設計良好的教材效果優於低空間能力學習者，由於高空間能力學習者擁有較好 的心智整合視覺及語文表徵的能力，低空間學習者則否，認知能力多用於在記憶 中保留影像，導致缺乏能力用於心智組織與整合。當呈現良好設計的教材時，高 空間能力的學習者比較容易建構對應的圖形表徵和語文表徵，並形成合適的整合 與聯結導致學習成效提升；而低空間能力學習者耗費較多的時間及認知資源在建 構和保持圖形表徵上，而沒有足夠的資源用於形成圖形表徵和語文表徵之間的聯 結，因此，高空間能力的學習者比低空間能力的學習者更能從良好的教學訊息中 獲益，空間能力增強了好的多媒體設計效果（Mayer & Sims, 1994）。

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四、結論

本研究以參考 Mayer 的多媒體設計原則與 Sweller 的認知負荷理論在教學 設計上的效應發展月相盈虧概念的多媒體教材，比較動畫圖文教材與圖文教材對

本研究以參考 Mayer 的多媒體設計原則與 Sweller 的認知負荷理論在教學 設計上的效應發展月相盈虧概念的多媒體教材，比較動畫圖文教材與圖文教材對