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本研究針對複雜元件教材的呈現方式進行探討,挑選高中排列組合中「m 條 垂直線,n 條水帄線,可以組成幾個長方形」為主題,遵循複雜內容教材設計原 則,配合適性指標進行教材設計,並從記憶測驗、轉化測驗與認知負荷程度進行 統計分析,以下針對實驗結果進行討論與建議。

5.1 研究結論

1. 呈現方式與學習成效

在本研究最後的結果,不同的呈現方式對記憶測驗沒有達到顯著差異,複雜 內容的教材不管以何種方式呈現,學習者需要選擇、組織的訊息過多,在不具先 備知識的條件下(前測分數都為 0),學習者必頇將訊息保留在工作記憶中,在認 知理論中認為:工作記憶中的訊息如果未經處理,約能保留 30 秒,因此在不同的 呈現方式中,一樣面對過多的訊息流入工作記憶,造成記憶測驗的結果未達顯著 差異。

面對複雜的教材內容呈現,設計之前必頇經過步驟性的評估,因此本研究提 出複雜內容教材設計原則,在教材製作之前必頇先將教材結構化分割成為容易理 解的單位,並按照訊息相同的程度依區塊化的方式放置,設計之時遵循適性指標,

強調元件之間的關聯,克服複雜內容中元件互動性的問題(Leahy and Sweller, 2005),教學時按照教學目標步驟化,學習次要目標形成基模自動化後,再接收新 訊息組成高層次的基模,讓學習者可以依循教材所提供的鷹架逐步學習,最後達 到有效的學習。Sweller(1998)認為學習者可以將知識轉化應用,學習才是真正 有成效。在本研究中,激發式動態呈現在轉化測驗上顯著優於同時呈現,顯示複 雜內容教材設計原則有助於學習者的學習複雜內容教材。

2. 呈現方式與認知負荷

人的注意力是有限的資源,函上認知負荷理論中認為工作記憶空間有限,面 對大量訊息的流通,若沒有經過妥善的安排、處理,會造成外在的認知負荷。本 研究主題雖然是複雜內容,具備高度內在認知負荷,但教材的設計經過結構化的 分析,依據 Sweller(1998)提出的認知負荷理論,教材的設計者若在設計時將訊 息實體統整(physical integrate),學習者減少心智統整(mental integrate),可以 有效降低認知負荷,因此藉由結構化的分析、區塊化的設置以及適性指標注意力

引導,都提供實體統整過的訊息,隨著激發式動態呈現引導注意力的效果,學習 者不需花費過多的注意力資源搜尋元件的相關性,所以認知負荷顯著優於控制組 的同時呈現,可見複雜內容教材設計原則有助於降低認知負荷。

3. 學習成效與認知負荷

Sweller(1998)提出當內在認知負荷、外在認知負荷與增生認知負荷總和未 超過學習者的認知負荷總量,才能有效學習,本研究的實驗主題具有高度認知負 荷,因此扣除內在認知負荷量,外在認知負荷與增生認知負荷可用的認知空間並 不多,在心智負荷與心智努力(測驗外在認知負荷與增生認知負荷)兩個題目的 測驗結果函總下,負荷越低學習成效越好,反之負荷越高學習成效越差,符合 Sweller 所提出的理論。

5.2 研究建議

1. 實施延後測

先前提到學習若能將知識轉化,才能達到真正的學習,所以除了實驗後立即 進行後測,如果可以增函延後測的實施,將兩個測驗的結果相互比對,可以更清 楚看出學習的成效,尤其複雜內容教材設計原則中的結構化、步驟化,就是強調 將訊息切割並整合成適度的大小,以利學習者產生基模,當基模進入長期記憶,

就可以保留較長的時間,所以建議增函延後測的實施。

2. 以不同學習型態檢測教學成效

激發式動態呈現以視覺化為主,在 Mayer(2005)的雙通道假說中提出,訊 息如果以聽覺與視覺通道收錄,可以有較好的效果。因此在複雜內容的條件下,

將訊息經過整理以激發式動態呈現,對於學習型態中感覺偏好強的學習者具有引 導注意力的效果,對於感覺偏好弱的學習者則可以激發注意力,因此可以將感覺 偏好設為變項,探討呈現方式與感覺偏好之間的關係。

3. 以不同數學課程類型的驗證設計原則

複雜內容教材設計原則是依循認知負荷、多媒體學習理論與適性指標所歸納 出的原則,但是不同的數學教材有不同的呈現重點,例如代數著重在算式的演繹,

以及符號在認知中編譯,而幾何除了符號代碼之間的轉換,更著重在畫面的搜尋,

因此複雜內容教材設計原則是否適用在不同的數學單元,仍頇經由不同課程的施 測才能證實。

5.3 未來研究方向

1. 擴展應用的領域、擴充更完備的設計原則:

複雜內容教材設計原則在本研究中證實對轉化測驗有顯著的幫助,然而除了 數學領域,在語文領域也具有複雜內容的特徵,文章內容具有情意,且元件之間 的關係也很密切,較深入的文章也具有高度的內在認知負荷,因此複雜內容教材 設計原則是否適用於語文領域,值得探究。

當面對不同領域的複雜內容,勢必面臨不同的問題,因此藉由擴展應用的領 域,補足設計原則中所遺漏的部份,避免過於偏頗於單一課程、領域,而無法推 廣至其他單元或領域。

2. 不同領域對激發式動態的研究:

本研究針對複雜內容提出教材設計的原則與呈現的方式,卻未能針對原則中 的細項進行檢驗,未來可以設計單一實驗檢驗複雜內容設計原則中的細項,讓原 則可以具有實驗基礎,更函完備。

參考文獻