資料處理與分析

本研究主要採用量化的資料分析，研究者在「空間能力測驗」「月相盈虧成 因學習成效測驗」、「認知負荷量表」施測結束後，將蒐集之資料整理輸入電腦以 IBM SPSS Statistics 19 軟體進行統計分析，並針對本研究之研究問題進行分 析與考驗，本節將依據各研究問題所使用的分析方法及統計分析的考驗與原則分 別說明如下：

一、各研究問題使用的分析方法

（一）學生使用動畫圖文／圖文教材學習後，在學習成效上是否有顯著差異？

將動畫圖文組與圖文組學生的「月相盈虧成因學習成效測驗」分數進行獨 立樣本的平均數考驗（t-test, independent samples），比較兩組學生的學習成 效是否有顯著差異。

（二）空間能力與認知負荷是否會對學生的學習成效產生影響？

將學生於「空間能力測驗」、「認知負荷量表」與「月相盈虧成因學習成效 測驗」中的分數，進行皮爾森積差相關統計（Pearson’s Correlation），求得 積差相關係數 r，以瞭解學生的空間能力、認知負荷與學習成效之間的相關性。

（三）不同空間能力程度的學生使用動畫圖文／圖文教材學習後，在學習成效上 是否有顯著差異？

依學生在「空間能力測驗」成績表現分類學生的空間程度，前百分之二十 七為高空間能力者，後百分之二十七為低空間能力者，然後依學生的使用多媒體 教材的組別分成四組：高空間能力者使用動畫圖文組、高空間能力者使用圖文組、

低空間能力者使用動畫圖文組與低空間能力者使用圖文組，將學生於「月相盈虧 成因學習成效測驗」中的分數，進行單因子變異數分析（Analysis of Variance,

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ANOVA），以瞭解不同空間能力程度的學生使用動畫圖文／圖文教材學習後，在學 習成效上是否有顯著差異？

（四）不同空間能力程度的學生使用動畫圖文／圖文教材學習後，在認知負荷上 是否有顯著差異？

依學生在「空間能力測驗」成績表現分類學生的空間程度，前百分之二十 七為高空間能力者，後百分之二十七為低空間能力者，然後依學生的使用多媒體 教材的組別分成四組：高空間能力者使用動畫圖文組、高空間能力者使用圖文組、

低空間能力者使用動畫圖文組與低空間能力者使用圖文組，將學生於「認知負荷 量表」中的分數，進行單因子變異數分析（Analysis of Variance, ANOVA），以 瞭解不同空間能力程度的學生使用動畫圖文／圖文教材學習後，在認知負荷上是 否有顯著差異？

（五）不同空間能力程度的學生使用動畫圖文／圖文教材，教材的效果是否有顯 著差異？

為了瞭解多媒體學習教材對學生的認知負荷與學習成效之影響，應同時考 慮學習者認知負荷與學習成效的表現，根據 Paas and van Merrienboer （1993）

提出的方法，將學生的認知負荷與學習成效原始分數轉換成標準化分數（Z 分數）， 可以得到每個學生的標準化學習成效 Z 分數與認知負荷 Z 分數，便可以根據下列 公式計算出每個學生的相對教材效果分數（relative instructional Efficiency scores, E）：

學習成效 認知負荷

本研究將分別計算出學生的學習成效 Z 分數與認知負荷 Z 分數，求出教材 效果分數 E 值後，進行單因子變異數分析（Analysis of Variance, ANOVA），比 較不同空間能力程度的學生使用動畫圖文／圖文教材的效果。

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二、統計分析的考驗與原則

進行統計分析前，資料須滿足平均數考驗方法與變異數分析方法的基本假 定：常態性檢定與變異數同質性檢定，故資料分析的步驟如下：

（一）常態性檢定：

使用「月相盈虧成因學習成效測驗」、「認知負荷量表」所測得的分數，檢 驗兩組受試者之成績是否達常態的標準。根據 Stevens（1996, p.217）所述：

未達常態分佈時僅對 Type I error 有影響（robustto Type I error），而即 使是非常歪斜（skewed）的分佈，也僅使 Type I error 高估為.055 或.06。故 若樣本無法滿足常態分布的條件時，則降低研究之顯著水準由p < .05 降低成 為p < .04。

（二）變異數同質性檢定：

使用「月相盈虧成因學習成效測驗」、「認知負荷量表」所測得的分數進行 變異數同質性檢定，檢驗兩組成績是否可代表同一母群。若無法滿足時，則將原 始的數據資料加以轉換（transform），使之符合變異數同質性的假定。

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三、空間能力分組

將學生在「空間能力測驗」成績排序，前百分之二十七的學生成績介於 38~49 分之間，共 27 人為高空間能力者；後百分之二十七的學生成績介於 9~27 分之間，

共 27 人為低空間能力者。

表 3.4.1

空間能力分組人數表

動畫圖文組 圖文組 總人數

高空間能力 15 12 27

低空間能力 15 12 27

總人數 30 24 54

四、先備知識

進行實驗前，取得學生 100 學年度上學期地球科學的段考成績當作學生的 先備知識程度，分成動畫圖文組與圖文組進行平均數考驗，發現兩組學生的先備 知識未達顯著差異，因此視為兩組學生具備相似的先備知識程度。

表 3.4.1

動畫圖文組與圖文組學生先備知識的平均數分析

Group n M S.D. t p Cohen’s d 動畫圖文組 53 80.7 10.3 4.14 .68 0.08 圖文組 45 79.9 9.8

*p<.05

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