第三章 研究方法
第四節 資料分析
圖 3-3.1 施測流程圖
第四節 資料分析
本研究之目的是希望能透過眼球追蹤技術了解先備知識、閱讀歷程和閱讀理 解之間的關係，根據研究目的和研究設計，在資料分析時依據進行四個步驟：首
閱讀理 解測驗 閱讀施
測材料 眼動儀
器校正 先備知
識測驗
開始施測 施測結束
通過
未通過
施測結束
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先，進行先備知識測驗結果的分析，並且依評分結果區分受詴者的先備知識程度，
進行分組；第二，分析閱讀理解測驗結果，並針對此結果，依據先備知識的分組 進行統計分析；第三，先備知識與閱讀歷程的分析，即比較不同先備知識之組別 間，其眼動資料的差異；最後，分析閱讀歷程對閱讀理解的影響。以下分別詳細 描述這四部份的分析方法：
一、先備知識測驗之結果與分組
為了能夠適當地從先備知識測驗將受詴者以先備知識的程度進行分組，研究 者將依據受詴者的答題情況進行四等第的評分，並為評分進行三角校正。每一道 題目皆會發展出一套評分規準，並依據規準給予對應的分數，評分規準會由研究 者與專家、指導教授共同討論後發展、確立，在此以其中一題為例，其評分規準 如表3-4.1所示。完整之評分規準列於附錄三。
表 3-4.1 先備知識測驗評分規準
題目 得分 評分標準
2.假如大氣中過多的二氧化 碳溶於海水之中，將會如何 影響生態?(可繪圖解釋)
+3 寫出會造成海水酸鹼值降低(海洋酸化)，溶 於水中的碳酸會解離使得碳酸鈣補償深度 上升，並且會影響外殼為碳酸鈣之海洋生 物，造成碳酸鈣溶解，以及不易製造碳酸 鈣外殼。
+2 寫 出 會 造 成 「 海 水 酸 鹼 值 降 低 ( 海 洋 酸 化)」，以及溶於水中的碳酸會解離使得「碳 酸鈣補償深度上升」， 或 「影響外殼為碳 酸鈣之海洋生物」，造成「碳酸鈣溶解」 或
「不易製造碳酸鈣外殼」。
+1 寫出造成海水酸鹼值降低，會危害部分海 洋生物，影響食物鏈。
+0 未寫出海水酸鹼值降低、空白或其他描述。
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先備知識測驗共4道題目，每題最高得3分，滿分為12分，各題得分的加總即 為先備知識測驗的分數。將每位受詴者之先備知識的評分確立後，對此分數進行 描述性統計，並且將受詴者進行分組，分為高（得分高於帄均數加上半個標準差 以上者）、中、低（得分低於帄均數減去半個標準差者）三個組別，分完組別後，
利用SPSS 22統計軟體對此三組進行同質性檢定與單因子變異數分析（one-way ANOVA）與事後比較（Scheffe法)，以確定此三組具有先備知識上的差異。
二、先備知識與閱讀理解測驗之分析
首先，研究者會依據評分規準評量受詴者在每一道題目的答題狀況，評分規 準由研究者發展，並與指導教授、專家共同討論後確立，其形式與先備知識測驗 評分規準相同，在此以一題為例，如表 3-4.2 所示，完整之評分規準詳見於附錄 四。閱讀理解測驗共 6 題，每題最高得 3 分，滿分為 18 分，研究者與專家根據 評分規準對所有受詴者的閱讀理解測驗給予評分且進行三角校正後，加總 6 道題 目之得分作為閱讀理解測驗總分，前 4 道題目分數之加總為文本題得分，後 2 道題目之加總為情境題得分，並分別對此三種分數進行描述性的統計。
表 3-4.2 閱讀理解測驗評分規準
題目 得分 答案
1. 過去與現在的海洋酸鹼值有何 不同？此不同是如何造成的？請詳 細描述。
+3 完整寫出海洋酸鹼值降低（約 0.1 左 右）；是因為（化石燃料燃燒產生的）
二氧化碳被海水吸收，二氧化碳溶 於水後會形成碳酸，碳酸解離形成 碳酸氫根與氫離子，也可繼續解離 成碳酸根與氫離子，導致氫離子增 加，降低海洋的酸鹼值。
+2 寫出海洋酸鹼值降低；因為二氧化 碳溶於水形成碳酸，並解離出氫離 子造成酸鹼值降低。(較不完整解釋) +1 僅寫出海洋酸鹼值降低；二氧化碳
濃度增加。(兩者或兩者之一) +0 空白或不相關敘述。
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為了解先備知識對閱讀理解的影響，研究者會依據先備知識的分組，以 SPSS 22 統計軟體針對各先備知識分組之閱讀理解測驗的總分、文本題得分、情境題 得分進行描述性統計、同質性檢定、單因子變異數分析（one-way ANOVA）以 及事後比較（Scheffe 法)，若未通過同質性檢定，則進行帄均值等式穩健測詴
（Welch 及 Brown-Forsythe(B)考驗），及事後比較（Games-Howell 檢定），統計分 析之流程如圖 3-4.1。
圖 3-4.1 先備知識分組之閱讀理解測驗分數統計流程圖
三、先備知識與閱讀歷程之分析
在進行眼動資料分析之前，研究者必頇先對施測材料之內容進行分類，在科 學文本中包含許多不同屬性的內容，例如：研究假設、研究方法、研究數據、結 果等，因此，研究者依照 Duschl（1990）所歸納之形成科學解釋或論述的要素以 單因子變異數分析 Welch 及 Brown-Forsythe(B)考驗
Scheffe 法事後比較 Games-Howell 檢定事後比較 未達顯著，p>0.05
各組之閱讀理解測驗分數
描述性統計
同質性檢定
達顯著，p<0.05
達顯著，p<0.05 達顯著，p<0.05
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及科學實驗過程進行文本分類，且因圖片與文字之表徵不同而分開歸類，文字部 份分為「研究目的」、「研究方法」、「數據趨勢」、「根據資料而形成的科學推論與 解釋」、「預測模式」、「背景知識」六個區域；而圖片部份分為「數據趨勢圖」、「數 據趨勢圖標」、「數據趨勢之空間圖標」、「預測模式全圖區」、「預測模式關鍵圖區」、
「預測模式圖標」、「背景知識圖」七個區域，各區域之主要闡述內容與定義如表 3-4.3 所示。
表 3-4.3 各區域類別之主要闡述內容與定義
區域類別 主要闡述內容與定義
研究目的 以純文字描述科學家進行實驗研究的目的。
研究方法 以純文字說明科學家為了研究目的而使用的實驗方法與 選用方法的原因。
數據趨勢 以純文字說明科學家經過實驗後所得之數據，以及數據所 呈現的變化趨勢。
根據資料而形成的科 學推論與解釋
以純文字描述透過數據趨勢的觀察，科學家對於造成此趨 勢原因的解釋，以及此狀況將產生影響的推論。
預測模式 以純文字闡述由已知的數據趨勢預估未來的狀況。
背景知識 以純文字描述研究中科學推論與解釋所用的科學概念。
數據趨勢圖 以圖片呈現實驗所得的數據，並顯示數據趨勢。
數據趨勢圖標 以圖片或文字標示數據趨勢圖中顏色與座標代表的意涵。
數據趨勢之空間圖標 以圖片的方式標示數據趨勢圖中的空間位置。
預測模式全圖區 以圖片的方式呈現科學家對未來所預測的情況。
預測模式關鍵圖區 預測模式圖中主要變化的區域。
預測模式圖標 以圖片、文字標示預測模式圖中顏色深淺代表的意涵。
背景知識圖 以圖片顯示此研究中科學推論與解釋所需的科學概念。
在確立施測材料各頁面內容之區域後（各頁面之區域劃分詳見於附錄五，並 以圖 3-4.2 為例），研究者將區域的劃分方法輸入眼動資料儲存與分析軟體 GazeTracker9.0 中，並設定凝視時間的長度為 100ms，而後進行資料的輸出與分 析。
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圖 3-4.2 各文本區域劃分之範例
從 GazeTracker9.0 輸出的資料中包含了許多眼動資料的分析指標，在本研究 中將使用十一項眼動指標，包含：總閱讀時間（total time tracked）、總凝視時間
（total fixation duration）、凝視時間百分比（percent time fixated）、帄均凝視時間
（average fixation duration）、區域中時間百分比（total time in zone）、區域中閱讀 時間百分比（percent time spent in zone）、凝視時間對總凝視時間的百分比（percent time fixated related to total fixation duration）、回視次數（times of regression）、圖 文交互閱讀（inter-scanning count between picture and text）、再閱讀凝視時間
（re-reading fixation duration）、第一次閱讀凝視時間（first-pass fixation duration）， 以上眼動指標的意義與計算方式如表 3-4.4 所示。此外，因為各區域之字數並不 一致，因此，在去除眼動資料遺失率超過 40%的頁面資料時，會因字數差異影響 眼動資料的分析，故研究者將會受到字數影響的指標進行字數處理，如：總凝視 時間、區域中總閱讀時間、再閱讀凝視時間、第一次閱讀凝視時間等。
數據趨勢 預測模式
背景知識 預測模式關
鍵圖區
預測模式全圖 預測模式圖標
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表 3-4.4 本研究所使用之眼動指標說明
中文名稱 英文名稱 意義 計算方式
總閱讀時間 total time tracked
在一頁面中所有的閱讀 時間
該頁面中所有閱讀 時間的總和 總凝視時間 total fixation
duration
在一頁面或區域中所有
percent time fixated
在一頁面中，總凝視時 間與總閱讀時間之比值
該頁總凝視時間／
該頁總閱讀時間 帄均凝視時間 average fixation
duration
在一頁面或區域中，所
percent time spent in zone
percent time fixated related to total fixation duration
在一區域中總凝視時間
first-pass
fixation duration
第一次閱讀此區域的總
regression
閱讀完此文字區域至下 圖文交互閱讀 inter-scanning
count between picture and text
圖片區域與文字區域間
re-reading fixation duration
第一次閱讀此文字區域
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從 GazeTracker9.0 輸出資料並進行字數處理後，研究者依據先備知識測驗的 分組，對全頁面、各文本區域與眼動指標以 SPSS 22 統計軟體進行描述性統計、
同質性檢定、單因子變異數分析（one-way ANOVA）以及事後比較（Scheffe 法)，
若發現三組之帄均數未通過同質性檢定，則進行帄均值等式穩健測詴（Welch 及 Brown-Forsythe(B)考驗），及事後比較（Games-Howell 檢定），統計分析之流程 與閱讀理解測驗之分析相仿，如圖 3-4.1 所示。
四、閱讀歷程與閱讀理解之分析
為了解閱讀歷程是否與科學文本閱讀理解之間存在相關性，研究者針對閱讀 理解測驗總分、文本題得分、情境題得分與所有頁面、各區域的眼動資料進行皮 爾森（Pearson）相關分析，透過此分析探討閱讀理解較佳者的眼動特徵，在此 分析中的文本分類、眼動資料之指標和先備知識與閱讀歷程分析相同，分別如表
為了解閱讀歷程是否與科學文本閱讀理解之間存在相關性，研究者針對閱讀 理解測驗總分、文本題得分、情境題得分與所有頁面、各區域的眼動資料進行皮 爾森（Pearson）相關分析，透過此分析探討閱讀理解較佳者的眼動特徵，在此 分析中的文本分類、眼動資料之指標和先備知識與閱讀歷程分析相同，分別如表