認知負荷

本節主要於第一部分分析不同表徵的配置方式對於受試者所感到的認知負 荷有無影響，而第二部分將討論不同表徵配置的教材所造成的認知負荷和學習成 效是否相關；再來分別於第三部分、第四部分討論在教材中含有相同表徵的組 別，其認知負荷的程度有無差別；最後一部分則為本節之小結與討論。

一、 各組認知負荷之比較

本部分之分析依據各組填寫認知負荷量表的選答所得分數而來，但本研究之 認知負荷量表，不若其他研究者（如宋曜廷，2000；徐易稜，2001；郭璟諭，2003）

是以整體教材作為評斷其認知負荷高低的單位，而是以各單元之各概念為單位，

希望能更細緻的將學生們的認知負荷之差異區分開來，之後再加以總計而得。

首先將各組總和後的成績輸入SPSS，經Kruscal Wallis Test考驗顯示四組未達 顯著差異（X²（3）=4.67，見表 4-4-2）。但從表 4-4-1 可以看到，雖然四組未達 顯著差異，但圖文組的認知負荷量乃為四組中最低的，再來由低至高依序為圖格 文組、格文組和文組。

表 4-4-1 四組學生認知負荷之平均值及標準差

組別 平均值 標準差

文組 155.50 21.72

格文組 142.63 21.31

圖文組 129.13 19.92

圖格文組 139.13 20.95

表 4-4-2 四組學生認知負荷之 Kruscal Wallis Test 比較

人數 中數 Mean Rank Chi-Square

文組 8 150 22 4.67

格文組 8 140.5 16.94

圖文組 8 132.5 12.25

圖格文組 8 142.5 14.81

根據此結果，再比照四組的後測和延宕測之表現，可以發現若學生在學習時 感知到較高的認知負荷，其將會有較差的學習成效（見下圖 4-4-1、圖 4-4-2）；

反之若持有較低的認知負荷則會有較佳的學習成效，從認知負荷理論的角度來看 亦是如此（Paas & van Merrienboer, 1994; Sweller et al., 1998; van Merrienboer &

Sweller, 2005）。

文組 格文組 圖文組 圖格文組

得 分 平 均

0 20 40 100 120 140 160 180

認知負荷平均 後測平均

圖 4-4-1 認知負荷與後測得分平均比較圖

文組 格文組 圖文組 圖格文組 得分

平 均

0 20 40 100 120 140 160 180

認知負荷平均 延宕測平均

圖 4-4-2 認知負荷與延宕測得分平均比較圖

總括來說，文組和其他三組相較之下，之所以認知負荷量會最高，研究者認 為僅由單一表徵欲瞭解新學習的概念，或許有些難度，更甚者有些詞彙如授粉、

子房、胚珠等，受試者有些根本沒聽過，因此要在文字敘述中瞭解他們的涵義不 禁讓他們有些困難，以至於在學習時所感到的認知負荷最高。

再來，圖格文組的認知負荷量大於圖文組，在學習成效上也不若圖文組好。

若從認知負荷的理論來看，會有這樣的結果，研究者認為此乃分散注意力效果 (Split-attention effect)，分散注意力發生的原因是學習者在學習時有不同資訊的來 源，導致學習者需要將他們的注意力分開，得花較多的心力才能將不同來源的資 訊整合起來而瞭解文章內容（Sweller et al., 1998）。

此研究結果也和 Chandler 及 Sweller (1991)一致，其認為圖形和文字整合恰 當與否，會影響學習者的認知負荷。況且文字、圖片、表格三者皆屬視覺模態，

就認知負荷理論而言，任一知覺的工作記憶區若負擔過重，在學習時都會增加多 餘的認知負荷而導致學習成效較為不佳（Paas & van Merrienboer, 1994; Sweller et al., 1998; van Merrienboer & Sweller, 2005）。

二、 認知負荷與學習成效之相關

從上述的分析結果可以知道認知負荷量越高者，其學習成就便越差，但兩者 之間的相關性為何呢？有鑑於此，研究者便將 32 名學生的認知負荷量表得分和 後測及延宕測作皮爾遜相關考驗，所得結果如下表 4-4-3 所示：認知負荷和後測 之相關係數為- .326；而其和延宕測之相關係數為- .368，兩者均為負相關且皆達 顯著差異，至於相關程度則為中等程度相關。

由此可知認知負荷量越低者，其學習成就就越佳，反之則越差。此結果乃和 Baddeley(1992)所提出的工作記憶理論一致，因為工作記憶區的容量有限，所以 當學習者需要用到大量工作記憶區的認知資源才能理解教材內容時，記憶區的容 量又無法一次容納，乃至於個體感受到壓力與負荷以致學習效果不彰。

表 4-4-3 認知負荷和學習成效之皮爾遜相關

後測 延宕測

認知負荷 - 0.326* - 0.368*

後測 -- 0.645**

延宕測 -- --

*P<.05；**P＜.01

三、 格文組與圖格文組對表格的認知負荷之比較

由下圖 4-4-3 的比較可看出格文組認為表格的容易程度較圖格文組高（格文 組：62.96％＞圖格文組：27.96％），且兩者相差近 35％，顯然地圖格文組對於 表格的認知負荷遠大於格文組，之前的整體比較中有提過圖格文組可能因呈現的 資訊來源太多，而造成較多的認知負荷（分散注意力效果），現在再從格文組和 圖格文組對表格的認知負荷來看，便可以明顯的說明在教材中放置同一種表徵

（表格），倘若提供的資訊已充足，再加入其他的表徵便會使得學生增加認知負

荷了。 組：29.63％；圖格文組：21.78％），但兩者相差的情形不若表格的差值那麼多，

顯然地圖格文組對於圖片的認知負荷大於圖文組，由此結果觀之，倘若一種表徵

0%

20%

40%

60%

80%

100%

圖文組 圖格文組

負 荷 度

％

非常困難 困難 有點困難 難易適中 還算容易 容易 非常容易

圖 4-4-4 圖文組與圖格文組之圖片認知負荷比較