視覺表徵與語文的連結

以下分述視覺表徵與語文間的關係、視覺表徵與語文間的連結、2D 視覺表 徵與語文間的連結和 3D 視覺表徵與語文間的連結。

一、視覺表徵與語文間的關係

Mayer 與 Moreno (2003)提到有意義的學習包括從語文和圖表兩個系統作出 更深的理解，學習者能以現有知識，在其心智上對語文與圖表進行組織與整合。

Carney 與 Levin (2002)提出圖表提供給文本有五個常見功能，分別是裝飾

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(decoration)：文字內容只有些微關係或沒有關係，視覺表徵與文字間連結性較弱 的；表徵(representation)：反映部分或全部語文內容，最常使用的是圖解形式，視 覺表徵與語文間出現多且強的連結；組織(organization)：圖表提供文字上有用的 架構，如路線圖，視覺表徵與語文間出現多且強的連結；詮釋(interpretation)：幫 助去澄清語文中困難的概念(如用幫浦系統來表徵血壓)，需要學習者去創造視覺 表徵與語文間的連結，雖然連結少但都非常強；轉換(transformation)：使用圖表 符號提升對語文訊息的提取。

二、視覺表徵與語文間的連結

Tippett (2011)指出學習是伴隨著表徵而來，若能在視覺表徵創作的同時，發 展具解釋力的語文表徵，學習者把語文訊息與視覺表徵間相互做詮釋與轉換，其 研究中提出裝飾性視覺表徵提供較少機會讓人去創造連結，且連結較弱如圖 2-2-1 左所示；表徵性或組織性的視覺表徵提供具目的性資訊的連結為中連結如圖 2-2-1 中所示；詮釋性表徵為學習者創造出自己的連結，為強連結如圖 2-2-1 右所示。

由上可知學習者在視覺表徵與語文間會有不同連結程度的整合，連結程度愈高，

不僅兩者間可以互相整合對照，而且有助於澄清困難的概念或是日後訊息的提 取。綜合上述，學習者在視覺與語文間發展出的連結可能包括強連結到弱連結之 情形，不同程度的連結顯示出學習者能做不同程度的組織與整合。

圖 2-2-1 視覺表徵與語文連結（修改自 Tippett, 2011, p. 71）

另外，Schnotz (2002)以圖畫和文字間的學習整合觀點來看描述性文字和陳述 性圖畫間的互動，文字與命題表徵間互動是基於符號處理，圖畫與心智模式間互 動是基於表徵間結構的相似性類比，圖畫與文字在兩個不同系統中互相建構與互 相檢驗如圖 2-2-2。

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圖 2-2-2 文字和圖畫理解的整合模式(引自 Schnotz, 2002, p. 109)

圖 2-2-2 左側是文字系統，以符號形式經口語組織與分支語意處理形成文字 表面表徵，向上再經語意處理形成命題表徵(包含所讀取的資訊，並以命題格式被 編碼，為語文上符號處理所產生)，右側是視覺系統，基於類比結構之相似性，由 圖畫、圖表經知覺以及視覺組織形成視覺形象，向上經過主題選擇形成心智模式 (即圖片之間共同的特徵及內容，表徵圖形上的主題事件，基於圖形類比所產生)，

學習者藉由命題組織與心智模式形成概念圖，左側文字系統與右側視覺系統會進 行由下到上以及由上到下的互動，同時在命題表徵、心智模式、視覺形象、文字 表面表徵四者間進行交叉互動。本研究基於文字與語文間的相似性，圖畫與視覺 形象之相似性而擴展此架構之應用範疇，將文字延伸為語言和文字之語文表徵，

圖表修改為包含 2D 和 3D 視覺表徵，以修改過後的架構進行學生在蝴蝶各階段 之視覺表徵與語文整合之討論。

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三、2D 視覺表徵與語文間的連結

2D 視覺表徵和語文的連結方面，Zhang 與 Linn (2011)於化學上以動態的視覺 表徵進行研究，研究中指出繪畫形式的 2D 視覺表徵可以提供學習者以另一種新 的方式去解決較複雜的問題與作出整合。使用 2D 視覺化的工具可以使語文符號 與迷思想法從表徵中浮現出來，學生可以更積極的投入討論，彼此從互動中產生 更豐富的語文符號，並提升理解(Wu, Krajcik, & Soloway, 2001)。不過 Zhang 與 Linn 研究中也指出，2D 視覺表徵也不一定都是有效的教學利器，視覺表徵可能 會讓學生面對一堆挑戰性的問題，或是加重認知系統的負荷，謹慎的設計、適當 的引導式教學，且經過多次的循環練習過程，學生始有可能在 2D 視覺表徵上展 現出精緻化的應用與理解。左台益與蔡志仁（2001）提到多重表徵中 2D 圖形表 徵能讓學生抓取關鍵概念，學生的語意表徵往往需要靠圖形表徵的輔助，並且其 研究中強調能使用圖形表徵與多重表徵，學生可從中調和其間的關係，靠著輔助 圖形學生可以增加連結，掌握關鍵概念。另外，林靜雯與邱美虹（2005）以 2D 圖形之多重表徵在兒童電學概念學習上開發合適的多重類比(一種特殊形式的視 覺表徵)教材，藉由 2D 圖形和多重類比促進兒童的概念學習，學生經由圖形類比，

與語文互動，2D 圖形與語文間有較強的連結，且學生可以由語文中溝通自己對 不同類比的喜好及理由。

由上可知自行發展 2D 視覺表徵可以輔助複雜的問題，透過語文間的互動，

增強視覺表徵與語文間的連結強度，不過教學者須事前做出謹慎的活動設計，避 免學生陷入太多挑戰性任務或是認知負荷過大。

四、3D 視覺表徵與語文間的連結

3D 視覺表徵和語文的連結方面，鍾曉蘭與邱美虹（2012）在學生建構理想 氣體的多重表徵模型(包括 2D 和 3D)的研究中，採用具體 3D 模型和 2D 形式之影 像、圖形繪製等，3D 模型如粒子運動的動態模型(在箱子裝保麗龍球，觀察氣流 在裡面的運動方式)，研究結果支持多重表徵模型教學有助於學生持續建構更正確 的氣體粒子觀。Tytler 等(2009)以多重表徵方式進行學生科學探索、推理與解釋，

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過程中含括了 2D 繪圖、海報、筆記、統計圖、3D 模型等，讓學習者對其校園棲 地內的小動物做調查，並做出動物之多樣性報告，包括動物具有何特徵能適合存 活於此棲地，這些生物間的相互依存關係為何？過程中教師讓學生建構 3D 模 型，以表徵動物之運動方式或是禦敵方式，學生最後被要求在課堂中報告特定之 動物其身體構造、行為以及適應棲地之生存策略。Danish 與 Enyedy (2007)的花朵 授粉研究，讓學生以雕刻、黏土、繪畫等 2D 和 3D 視覺表徵進行花朵的授粉表 徵活動，研究中提出學生的表徵活動歷經小組過程的社會建構與發展後設表徵能 力，並由表徵過程探討可能介入學生表徵作品的表徵協商機制。由上可知，不管 物理或是生物方面的科學學習，3D 視覺表徵與語文間能相互協商整合，學生可 以據此展現推理與科學溝通、評論等語文之整合。

綜合以上文獻所提，3D 視覺表徵與語文之整合可以解決科學上較複雜的問 題並對科學內容有更深的理解，科學課室中的科學社群透過 3D 視覺表徵與語文 間的互動，能彼此檢驗可能存有的迷思想法，而小組間對作品的批判與評論，可 以促其語文組織得更豐富，並對命題表徵做出修正與重新建構，以達成視覺表徵 與語文間的整合。3D 視覺表徵與語文間不斷的互動，使學生有機會更深入的學 習科學與說出其理解的科學內容。

本研究參酌 Tippet (2011)提出之連結方式，增加「無連結」以配合部分個案 學生在前測蝴蝶生活史中未做出蛹或卵作品，並把「更強連結」改為對關鍵特徵 之「關鍵連結」，提出視覺作品與語文間的連結為「無連結」、「弱連結」、「中連 結」和「關鍵連結」，接著以 Schnotz (2002)之圖畫與文字的學習整合觀點，檢視 個案學生在蝴蝶各階段身體特徵與生活史之視覺表徵和語文整合歷程，提出「關 鍵整合」、「持續整合為關鍵」、「提升後維持或略退」之主張。