第一章 緒論
1.1 研究動機與背景
近年來隨著電腦技術以及網路的發達，促使傳統教室學習模式逐漸產 生改變，數位學習擁有多元及彈性的資訊、充分共享的知識庫、高度互動 性的學習環境以及不受任何時間和地點限制等優點，對於教與學均產生重 大的影響，也越來越受到重視。在數位學習環境中，多媒體教材已成為數 位教材的主流，因此多媒體教材對於學習產生的影響值得進行深入的探 究。多媒體教材係由文字、圖形、聲音及影像任兩種以上組合而成，許多 研究指出，相較於純文字教材，多媒體教材較容易引發學習者之學習情緒 (王惠平，2010)，多媒體教材傳達的學習內容難度過高或不當設計，將可 能引發學習者的認知負荷(Chanlin & Lih-Juan,1998; Large, Beheshti, Breuleux
& Renaud,1994; Mousavi, Low & Sweller,1995)。在目前常用的多媒體教材類 型中，動畫互動型多媒體教材可促使學習者和教材間產生對話及互動，提 供較佳的視覺效果，也有助於提升學習者的學習興趣(Chang & Chang, 2004;
Jonassen,1998; Lowe, 2003)，因此目前動畫互動型多媒體教材已是多媒體教
材設計的主流。因此本研究選擇動畫互動型多媒體教材作為主要探討的多 媒體教材類型。
過去有許多探討學習情緒和學習成效關聯的研究均指出，學習情緒的 變化會影響學習成效。其中Piaget (1989)的研究指出，情緒可以促進學習或 干擾學習。Kort、Reilly及Picard(2001) 也指出情緒和學習會互相影響，並據 此提出基於情緒的學習模式。此外，學習者在學習時也會因為教材的設計 不當而產生認知負荷，過去許多研究指出，認知負荷會影響學習成效。Paas 及Van Merriënboer(1993,1994)利用難易度量表來預測認知負荷量，後續也
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有 許 多 學 者 發 現 其 他 諸 如 學 習 動 機 、 努 力 程 度 也 會 影 響 認 知 負 荷 (Moray,1982; Marsh&Yeung,1997)。此外，Eija Haapalainen等人(2010)利用 各種生理感測器測量認知負荷。
此外，不同認知風格之學習者在使用多媒體教材進行學習時，也可能 因個人對於多媒體教材型式的偏好，產生不同的學習成效、學習情緒及認 知負荷。因此，若能提供學習者適當偏好認知風格的多媒體教材型態，學 習者的學習成效會有顯著提升之效(Dunn&Dunn,1993)。
綜合以上，本研究使用認知負荷量表，並結合情緒壓力感測儀器 emWave，探討學習者使用動畫互動型多媒體教材時之認知負荷、學習成 效及學習情緒彼此之間是否具有顯著的關聯，同時也探討不同性別、圖像 型(Visualizer)與文字型(Verbalizer)不同認知風格學習者在以動畫互動型多 媒體教材進行學習時，認知負荷是否具有顯著差異。本研究之研究結果有 助於根據學習情緒、認知負荷狀況，掌握學習者以動畫互動型多媒體教材 進行學習時之可能學習成效；進一步則可作為發展基於認知負荷及學習情 緒之多媒體網路適性化學習系統基礎。此外，本研究有關於動畫互動型多 媒體教材所產生認知負荷之研究結果，也有助於調整動畫互動型多媒體教 材的設計，進而降低學習者的認知負荷。
1.2 研究目的
基於上述研究動機，本研究之目的在於探討使用動畫互動型多媒體教 材進行學習時，對於學習者在學習成效、認知負荷及學習情緒上的影響及 關聯，作為改善動畫互動型多媒體教材設計及選擇合適學習之多媒體教材
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輔助教學之依據，以提升學習者的學習成效，以及降低學習者的負面情緒 及認知負荷。具體而言，本研究主要目的如下：
1. 探究學習者使用動畫互動型多媒體學習教材進行學習時，其學習 情緒對於認知負荷的影響。
2. 探究學習者使用動畫互動型多媒體學習教材進行學習時，其學習 情緒對於學習成效的影響。
3. 探究學習者使用動畫互動型多媒體學習教材進行學習時，其認知 負荷對於學習成效的影響。
4. 基於上述研究結果，探討如何基於學習情緒及認知負荷，設計有 有效支援個人化學習之動畫互動型多媒體教材。
1.3 待答問題
根據前述之研究目的，本研究之待答問題如下：
1. 學習者使用動畫互動多媒體教材學習時，其學習情緒與認知負荷 是否具有顯著關聯？
2. 學習者使用動畫互動多媒體學習教材學習時，其學習情緒是否與 學習成效具有顯著關聯？
3. 學習者使用動畫互動多媒體學習教材學習，其認知負荷與學習成 效是否具有顯著關聯？
4. 不同性別及圖像型(Visualizer)與文字型(Verbalizer)認知風格學習 者在以動畫互動型多媒體教材進行學習時，學習成效、學習情緒 及認知負荷是否具有顯著差異？
5. 在區分不同性別及認知風格學習者的前提下，學習者彼此之間的
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學習情緒、認知負荷及學習成效是否具有關聯。
1.4 研究範圍與限制
1.4.1研究範圍
1. 研究對象
本研究以國民小學三年級的學生為研究對象，合計有154位學習者 參與正式實驗，其他年齡層學生不在本研究的研究範圍內。
2. 實驗教材
本研究使用教材係自行開發之國小數學科「分數」單元之動畫互 動型多媒體教材，其他教材型態不在本研究的探討範圍之內。
1.4.2研究限制
1. 研究對象
本研究以國民小學三年級學生作為研究對象，研究結果是否可推論 至其他群體有待進一步研究。
2. 教材內容
在確保能夠精確利用情緒感知儀器量測學習者情緒的前提下，對 於學習者進行長時間的精確情緒量測有其實施上的困難度。因此，本 研究只設計在25分鐘以內可以完成學習的動畫互動型多媒體教材內 容，讓學習者進行學習，並同時量測其對應之學習情緒。因此，是否 在更長時間的學習下，仍然具有相同之學習成效及學習情緒反應，不
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宜做過度的推論。
3. 研究工具
為使前、後測之測驗試卷維持相同之難易度，本研究前、後測之 測驗試卷採用相同問題，但更改測驗題目數字，且修改題目順序以及 選項順序，以避免受測者記憶答案。因此，可能對於測驗結果造成些 微影響。
1.5 名詞解釋
1. 學習情緒
學習情緒是指學習者在學習歷程中的情緒變化(李俊青，2007)，而 本研究的學習情緒量測所使用的情緒感測儀器為HeartMath所開發的 情 緒 壓 力 檢 測 儀 emWave (Timothy,Culbert, Howard & Rollin;
HeartMath, http://www.heartmath.com/)
此方法是直接在學習者進行學習時，利用生理感測儀器對學習者 進行生理反應檢測，以得知學習者的情緒變化。優點是學習者的情緒 能夠直接透過生理訊號紀錄下來，也能夠瞭解學習者在學習過程中，
各個時間點的情緒反應；缺點則是生理狀況容易受到各種外在因素的 影響，導致量測上的誤差，影響情緒識別之正確性。
2. 認知負荷
認知負荷是指學習者在學習時，認知系統所形成的負荷量，也就 是工作記憶之負荷。認知負荷的類型可分為三種：第一種為內在認知 負荷，是由教材本身產生的認知負荷；第二種為外在認知負荷，是由
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於教材設計和內容編排方式產生之認知負荷量；第三種為增生認知負 荷，藉由教材適當設計產生而降低認知負荷，因此增生認知負荷是一 種有效的認知負荷，能夠幫助學習，而非干擾學習(Sweller,1998; Van Merrienboe & Paas,1998)。本研究使用Yueng(2000)所發展的認知負荷量 表作為學習者學習時的認知負荷。
3. 認知風格
認知風格是指人在感知、記憶、思考、解決問題以及做決定時的特 有模式 (Messick,1978,1984)。因此，認知風格也就是訊息處理的傾向 偏好，學習過程會反應出學習者認知與情感的行為，認知風格包含許 多構面，例如:圖像／文字型、場地相依／場地獨立型。本研究探討圖 像型和文字型認知風格，使用SOP 量表以了解學習者之認知風格。
1.6 論文架構
本論文共分為五個章節，包括緒論、文獻探討、研究方法與實驗設計、
實驗結果、結論與未來研究方向，各章內容簡要陳述如下：
第一章：「緒論」說明研究背景與動機、研究目的、待答問題、研究範圍 及限制、名詞釋義及論文架構。