基於學習專注力發展自律學習機制提升網路學習成效

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(1)國立臺灣師範大學應用電子科技學系(所) 碩士論文指導教授：陳志銘博士、洪欽銘博士. 基於學習專注力發展自律學習機制提升網路學習成效 Developing a Self-regulated Learning System based on Attention for Promoting Web-based Learning Performance. 研究生：黃勝輝撰中華民國一百零一年七月.

(2) 基於學習專注力發展自律學習機制提升網路學習成效. 學生：黃勝輝. 指導教授：陳志銘博士洪欽銘博士. 國立台灣師範大學應電子科技學系碩士班. 摘. 要. 由於科技迅速發展，網路學習已成為新的發展趨勢，透過網路學習可以營造一個不受時間與空間限制的學習環境，學習者可以依據自己的規劃，隨時隨地進行學習。而基於網路學習環境進行數位閱讀學習時，學習者常常需要進行自主學習，所以學習者個人的自律學習能力成為影響數位閱讀學習成效的關鍵因素。而在閱讀學習過程中，「注意力」為影響學習成效的關鍵因素，因此，如何讓學生在學習時能專注於課堂學習內容，是數位學習需要面對的挑戰。本研究針對輔助數位閱讀標註學習設計一基於注意力發展之自律學習機制，以提供閱讀學習者一個具自我學習管理的機制，以提升學習者的閱讀學習專注力，進而提昇閱讀學習成效。本研究以新北市某國中七年級四個班級合計 126 位學生為實驗對象，將其以班級為單位隨機分派為實驗組與控制組，實驗組學習者採用「具注意力為基礎之自律學習機制」支援線上閱讀標註學習；而控制組學習者則未採用「具注意力為基礎之自律學習機制」支援線上閱讀標註學習。結果顯示採用「具注意力為基礎之自律學習機制」，確實可以有效提升學習者線上英文閱讀標註學習的學習專注力及學習成效，並且本研究發現「具注意力為基礎之自律學習機制」對於提升女性學習者的線上英文閱讀標註學習專注力及學習成效，顯著優於男性學習者。此外，採用「具注意力為基礎之自律學習機制」支援線上英文閱讀標註學習的高 i.

(3) 自律能力實驗組學習者，其閱讀學習專注力與學習成效均優於低自律能力學習者。並且採用「具注意力為基礎之自律學習機制」支援線上英文閱讀標註學習的實驗組學習者的專注力與閱讀學習成效具有顯著正相關性，並且注意力可一定程度有效預測學習成效。. 關鍵字：注意力、自律學習、數位閱讀、閱讀學習成效. ii.

(4) Developing a Self-regulated Learning System based on Attention for Promoting Web-based Learning Performance. Student：Sheng-hui Huang. Advisors：Dr.Chih-Ming Chen Dr.Chin-Ming Hong. Institute of Applied Electronics Technology National Taiwan Normal University. ABSTRACT. Thanks to quickly development of technology, Internet learning has become a new developing trend that can create a learning place without the limit of time and space through Internet learning. Learners can do it all the time according to their plans. Learners need to do it automatically based on Internet learning space to study digital reading. So learners’ autonomic learning becomes the main factor that affects digital reading’s result. And “attention” is the main factor that influences learning performance in the process of reading. Therefore, how to make students concentrate on the class when studying is the challenge that digital learners need to face. This research aims to assist digital reading to margin learning design developing a self-regulated learning system based on attention. It can provide reading learners a self-control system to learn and raise learners’ attentions when reading and then heighten the reading performance. This research subjects are 126 seventh-grade students of four. iii.

(5) classes from in a junior high school in New Taipei City. The subjects are randomly divided into the experimental group and control group. The experimental group takes “self-regulated learning system on the basis of having attention” to support on-line reading margin. The control group don’t take “self-regulated learning system on the basis of having attention” to support on-line reading margin. The result show that taking “self-regulated learning system on the basis of having attention” can effectively heighten on-line English reading margin learners’ learning concentration and learning performance. Also, this research find that “self-regulated learning system on the basis of having attention” are better for female learners than male learners in heightening on-line English reading margin learners’ learning concentration and learning performance. Besides, taking “self-regulated learning system on the basis of having attention” to support on-line English reading margin’s reading concentration and learning performance of high self-regulated ability experimental learners are better than low self-regulated ability learners. Also, taking “self-regulated learning system on the basis of having attention” to support on-line English reading margin’s concentration and reading performance of experimental learners are significant correlation, and the concentration can effectively predict learning performance.. Keywords: Attention, Self-regulated Learning, Digital Reading, Learning Performance. iv.

(6) 誌. 謝. 從大學畢業後到進入師大應電所，短短兩年的研究生涯一下子就過去了，讓我留下許多深刻的回憶，首先要感謝我的指導教授洪欽銘博士，在研究所這段日子對我的指導和照顧，除了學業方面更教導我做人處事的態度，並且不斷地給予鼓勵和協助，著實使本人獲益良多。本論文承蒙指導教授陳志銘博士的指導，對於研究的方向、觀念的啟迪、架構的匡正、資料的提供與求學的態度逐一斧正與細細關懷，兩位老師在這兩年用心的指導與諄諄教誨，在此亦致上對兩位教授的謝意。此外亦得感謝口試委員國立政治大學蔡介立教授與東吳大學郭育政教授在口試當天對於本論文提供寶貴的指教與建議，使本論文不完美之處得以更加完善。感謝在碩士期間，一路互相支持與鼓勵的好友兼夥伴建成，也感謝琇文與瓊姿給予莫大的幫助，在此致上最誠摯的謝意。感謝實驗室的士恆學長、惠平學姊幫我解決在學期間的許多問題。謝謝詩靜、智名、林宓、承洲、克勤、志宇以及政大的夥伴、應電所的同學們，這兩年有你們的陪伴和砥礪讓我在學習上克服了許多困難，很高興我認識了你們，讓我的生活增添許多回憶，在此一併致上由衷的感謝。最後，將此論文獻給我最親愛的家人，感謝雙親與兩位姊姊在這段時間對我的關懷與照顧，讓我能專注於課業研究中，使我能無後顧之憂地順利完成學業，僅以此篇論文表達內心最誠摯的感激。. 黃勝輝. 謹誌. 2012 年 8 月 9 日 v.

(7) 目. 錄. 中文摘要..........................................................................................................................i ABSTRACT..................................................................................................................iii 誌. 謝.........................................................................................................................v. 圖目錄......................................................................................................................viii 表目錄........................................................................................................................ix 第一章緒論...................................................................................................................1 1.1 研究動機及背景....................................................................................................1 1.2 研究目的................................................................................................................3 1.3 研究問題................................................................................................................3 1.4 研究範圍與研究限制............................................................................................4 1.5 重要名詞釋義........................................................................................................5 1.6 論文架構................................................................................................................7 第二章文獻探討.........................................................................................................10 2.1 數位學習及閱讀學習..........................................................................................10 2.2 自律學習..............................................................................................................19 2.3 腦波及專注力......................................................................................................25 第三章研究方法.........................................................................................................30 3.1 研究架構..............................................................................................................30 3.2 實驗設計..............................................................................................................31 3.3 研究對象..............................................................................................................33 3.4 研究工具..............................................................................................................34 3.5 資料分析方法......................................................................................................48. vi.

(8) 第四章實驗結果與分析.............................................................................................50 4.1 研究對象基本資料分析......................................................................................50 4.2 兩組學習者初始英文能力分析..........................................................................51 4.3 以注意力為基礎發展之自律學習系統對於學習成效及注意力影響分析…..53 4.4 實驗組學習者之學習滿意度回饋問卷分析......................................................66 4.5 综合討論..............................................................................................................69 第五章結論與未來研究方向.....................................................................................73 5.1 結論......................................................................................................................73 5.2 未來研究方向......................................................................................................76 參考文獻.......................................................................................................................79 附錄一前、後測學習單...............................................................................................86 附錄二數位閱讀回饋問卷.........................................................................................89 附錄三實驗照片—新北市三峽國中.........................................................................90. vii.

(9) 圖目錄. 圖 1-1 研究流程圖...........................................................................................................9 圖 2-1 學習類型關係圖.................................................................................................11 圖 2-2 自律學習循環模式.............................................................................................20 圖 3-1 研究架構圖.........................................................................................................30 圖 3-2 實驗組與控制組之實驗流程圖.........................................................................33 圖 3-3 閱讀標註系統使用介面.....................................................................................36 圖 3-4 標註呈現方式.....................................................................................................37 圖 3-5 瀏覽所有標註.....................................................................................................37 圖 3-6 自律學習表單設定.............................................................................................38 圖 3-7 自律學習紀錄參考.............................................................................................39 圖 3-8 自律雷達模組.....................................................................................................39 圖 3-9 注意力提醒機制.................................................................................................40 圖 3-10 自我監控模組...................................................................................................41 圖 3-11 自我評鑑模組...................................................................................................41 圖 3-12 自律學習能力指標模組...................................................................................42 圖 3-13 NeuroSky MindSet 耳機...................................................................................44 圖 3-14 Zigbee 無線感測網路傳輸器...........................................................................44 圖 3-15 Birdwatching 遊戲畫面....................................................................................45 圖 4-1 實驗組學習成效與注意力線性迴歸關係圖.....................................................65. viii.

(10) 表目錄. 表 2-1 學習類型及特性分析表.....................................................................................12 表 2-2 數位學習之優點.................................................................................................13 表 3-1 有無採用以注意力為基礎發展之自律學習機制支援線上英語閱讀學習之準實驗設計模式表................................................................................................32 表 3-2 研究對象之基本資料表.....................................................................................34 表 3-3 已具閱讀標註內容之線上英語閱讀教材內容.................................................34 表 3-4 在注意力訓練遊戲 Birdwatching 得分高中低學習者在 Neurosky 測得之注意力數值敘述統計結果........................................................................................46 表 3-5「Birdwatching」遊戲注意力 One-way ANOVA 檢定結果...............................46 表 3-6「Birdwatching」遊戲得分高中低三組實驗對象之注意力 Scheffe 多重比較果........................................................................................................................47 表 3-7「Birdwatching」遊戲得分與注意力之 Pearson 積差相關分析結果................48 表 4-1 研究對象基本資料表.........................................................................................51 表 4-2 實驗組與控制組前測英文成績獨立樣本 t 檢定分析摘要表...........................51 表 4-3 實驗組與控制組男生前測英文成績獨立樣本 t 檢定分析摘要表...................52 表 4-4 實驗組與控制組女生前測英文成績獨立樣本 t 檢定分析摘要表...................52 表 4-5 實驗組組內不同性別前測英文成績獨立樣本 t 檢定分析摘要表……….......53 表 4-6 實驗組與控制組學習者之學習成效獨立樣本 t 檢定差異分析摘要表...........54 表 4-7 實驗組與控制組男性學習者之學習成效獨立樣本 t 檢定差異分析摘要表...55 表 4-8 實驗組與控制組女性學習者之學習成效獨立樣本 t 檢定差異分析摘要表...55 表 4-9 實驗組與控制組學習者學習成效差異之整理摘要表.....................................56 表 4-10 實驗組與控制組學習者注意力獨立樣本 t 檢定差異分析摘要表.................57 表 4-11 實驗組與控制組男性學習者注意力獨立樣本 t 檢定差異分析摘要表….....57. ix.

(11) 表 4-12 實驗組與控制組女性學習者注意力獨立樣本 t 檢定差異分析摘要表….....58 表 4-13 實驗組與控制組學習者注意力差異之整理摘要表.......................................58 表 4-14 實驗組不同性別學習者學習成效獨立樣本 t 檢定差異分析摘要表….…....59 表 4-15 實驗組性別差異對學習成效影響之整理摘要表...........................................59 表 4-16 實驗組不同性別學習者注意力獨立樣本 t 檢定差異分析摘要表….…........60 表 4-17 實驗組性別差異對注意力影響結果之整理摘要表.......................................60 表 4-18 實驗組不同自律能力學習者學習成效獨立樣本 t 檢定差異分析摘要表.....61 表 4-19 實驗組不同自律能力學習者學習成效差異之整理摘要表...........................61 表 4-20 實驗組不同自律能力學習者注意力獨立樣本 t 檢定差異分析摘要表.........62 表 4-21 實驗組不同自律能力學習者注意力差異整理摘要表...................................63 表 4-22 實驗組學習成效與注意力及自律指標相關分析表.......................................64 表 4-23 實驗組學習成效與注意力迴歸係數...............................................................64 表 4-24 控制組學習者學習成效與注意力相關分析表...............................................66 表 4-25 實驗組學習者對於自律學習表單設定滿意度之敘述統計結果...................67 表 4-26 實驗組學習者對於注意力為基礎發展的自律學習機制滿意度之敘述統計結果..................................................................................................................68 表 4-27 實驗組學習者對於整體系統滿意度之敘述統計結果...................................69. x.

(12) 第一章緒論. 1.1 研究動機及背景由於科技迅速發展，網路的發達使得教學與學習方式產生了重大的改變，網路學習已成為新的發展趨勢。透過網路學習可以營造一個不受時間與空間限制的學習環境，學習者可以依據自己的規劃，隨時隨地進行學習。而身處資訊科技發達的時代，網際網路所蘊藏的巨量資訊已成為大部分人獲取知識的主要來源之ㄧ，利用電子書或其他數位閱讀工具來進行數位文本閱讀或瀏覽，已經成為非常普遍的閱讀模式。因此，許多研究正在著手發展相關的閱讀系統或設備來輔助學習者進行閱讀學習(Patrick Rau, Chen, & Chin,2004；劉力仁,2006)，足見數位閱讀已經成為數位學習領域中極受關注的發展方向。. 在閱讀學習過程中，「注意力」為影響學習成效的關鍵因素。特別是認知心理學中將注意力視為非常重要的研究議題，因為注意力與學習成效的關係非常密切，簡單的說，在學習過程中若沒有注意力，就沒有有效的辨識、學習與記憶 (鄭昭明，2006)。注意力在心理學上被認為是個體對於情境中的眾多刺激，只選擇其中一個或一部分來做反應，並從而獲得知覺經驗的一項心理活動能力(張春興， 1990)。由此可見，有效學習的前提是學習者必須在學習過程中，對課程內容學習具有相當程度的注意力，而數位學習也不例外（陳年興，2003）。因此，如何讓學生在學習時能專注於課堂學習內容是數位學習需要面對的嚴肅議題，惟有學生集中注意力於學習的情況下，才能將學習成果顯現出來。. 此外，許多研究指出學生在運用網路環境進行學習時，沒有能力進行自我學. 1.

(13) 習策略調整的學習者，將無法針對複雜的主題產生深入的理解(Hannafin & Land, 1997; Jacobson & Archodidou, 2000)。也有研究指出學生在運用超媒體環境進行學習時，若沒有針對自我調整歷程採取有效的後設認知策略，將無法有效獲得知識 (Azevedo & Cromley, 2004)。由此可見要在網路學習環境下獲得良好的學習成效，不能忽視學習者的自律學習能力。. Zimmerman(1996)融合了目標設定、策略使用、自我監控和自我調整，提出了自律學習的循環機制，使學生知道如何自律的管理自己的學習。Pintrich及 DeGroot(1990)的研究發現，高學習成就的學生往往較低學習成就的學生更懂得安排自己的時間，作明確的學習目標設定，並會採用更多的策略進行學習；並且高成就學習者在學習的過程中，通常也較能體會自己的自我效能，在學習中獲得成就，作更有效的自我學習監控。反之，低學習成就者，往往不懂得如何學習，處於被動的學習方式，並且無法在學習中得到成就，形成惡性循環，漸漸失去學習動力與目標。Bandura (1986, 1991) 提出了自我觀察、自我評鑑及自我反思的自律學習循環歷程，透過這三個自律學習循環歷程可提供充分的回饋給學習者，幫助學習者進行自我調節學習和成效反思。. 因此，基於注意力及自律學習能力對於閱讀學習的重要性，本研究透過腦波意念耳機（MindSet）檢測儀於網路學習環境下，發展一套基於注意力監測，可以讓學習者針對自我的注意力進行設定、監控與反思調整的自律學習機制，希望透過注意力監測系統具有記錄、快速分析及多樣化的呈現自律狀態等特性，讓學習者經由此一注意力為基礎之自律學習機制系統的輔助，提升自主專注閱讀學習能力。據此，本研究將針對所發展之基於注意力自律學習機制，對於不同自律能力學習者在閱讀學習成效及學習注意力提昇上的助益進行深入探討。. 2.

(14) 1.2 研究目的基於以上研究動機與背景，本研究之目的在於基於腦波感測技術，發展一套基於注意力的自律學習機制，據此能讓學習者設定及監控自我的自律學習目標，並探討在數位閱讀環境下，採用基於注意力的自律學習機制進行閱讀學習，不同性別或不同自律能力的學習者，在閱讀注意力及閱讀學習成效提昇上產生的效益及差異。本研究主要的研究目的如下：. 一、以腦波感測技術發展一套基於注意力的自律學習機制，促進學習者的數位閱讀學習成效。二、探討學習者在數位閱讀學習環境下，學習者採用基於注意力發展的自律學習機制進行閱讀學習，不同自律能力的學習者，在閱讀學習成效上的差異。三、探討學習者在數位閱讀環境下，學習者採用基於注意力發展的自律學習機制進行閱讀學習，男女不同性別的學習者，在閱讀學習成效上的差異。. 1.3 研究問題基於以上研究目的，本研究之研究問題如下:. (1) 學習者有無採用注意力為基礎的自律學習機制進行閱讀學習，其閱讀學習成效是否具有顯著差異。 (2) 學習者有無採用注意力為基礎的自律學習機制進行閱讀學習，其注意力是否具有顯著差異。 (3) 不同性別學習者採用注意力為基礎的自律學習機制進行閱讀學習，其閱讀學習成效是否具有顯著差異。 3.

(15) (4) 不同性別學習者採用注意力為基礎的自律學習機制進行閱讀學習，其注意力是否具有顯著差異。 (5) 不同自律能力學習者採用注意力為基礎的自律學習機制進行閱讀學習，其閱讀學習成效是否具有顯著差異。 (6) 不同自律能力學習者採用注意力為基礎的自律學習機制進行閱讀學習，其注意力是否具有顯著差異。 (7) 學習者採用注意力為基礎的自律學習機制進行閱讀學習，其注意力與其閱讀學習成效是否具有顯著相關。 (8) 學習者未採用注意力為基礎的自律學習機制進行閱讀學習，其注意力與其閱讀學習成效是否具有顯著相關。. 1.4 研究範圍與研究限制 1.研究對象範圍與限制本研究以新北市某國中七年級四個班級學生為研究對象，進行具注意力為基礎自律學習機制支援之英語數位閱讀學習，其他不同年齡層研究對象不在本研究的探討範圍，因此研究結果能否類推至其他年齡層學習者，需要進一步的探討。此外，受限於原班級的建制，無法將班級打散進行隨機分派，實驗的結果可能受到班級差異性的影響；再則，本研究依據準實驗研究設計，隨機將兩個受試班級分派為實驗組與控制組，因此本研究在母群參數的推論上受到限制。. 2.閱讀教材內容範圍與限制本研究之實驗所使用的課程教材為翰林出版社出版的國中「英文閱讀測驗」文章，共有八個學習單元。其他不同學科學習教材是否產生相同的學習結果與注意力反應，本研究不作過度推論。. 4.

(16) 3.研究工具限制為使前、後測學習成效測驗試卷具有相同之難易度，本研究之前、後測學習成效檢測皆使用相同之測驗試卷，雖然實驗過程所需經歷之前測、閱讀學習及後測皆為接續之學習過程，可將使用相同測驗試卷對於學習成效評估之影響降到最低，但仍可能對於測驗結果造成些微影響。. 1.5 重要名詞釋義 1.自律學習自律學習具有「自動、主動」的學習意涵，希望學生能自己規劃自己的讀書時間、方法與策略，因此自律學習涵蓋目標的設定、策略的使用、自我的監控以及為習得某項能力或知識所作的自我調整(Zimmerman, 1996)。Wolters(2003)指出能夠於學習過程中進行自我調整的學習者，即具有動機信念、認知策略運用及後設認知能力，這些能力會驅使個體保有動力及意志力完成任務。自律學習強調自我調整學習是學習者在學習情境中，運用各種學習策略掌控進度，並透過不斷的內外在回饋，以達到學習目標的一種循環學習歷程。. 2.注意力 Sohlberg 和 Mateer(1989)認為注意力是多向度的結構，並非單一概念，注意力向度包含以下定義: 1、集中度集中度係指學習者注意力的專注和聚焦程度，也就是個體在諸多刺激來源中，得以選擇其中一種刺激來源進行聚焦之能力。當學習者無法將注意力集中在學習的訊息上時，學習便無法出現成效;只有在學習時專注於學習訊息上，才會有. 5.

(17) 事半功倍的學習效果出現。 2、持續度持續度係指個體能夠將注意力聚焦於特定作業上，並且持續一段時間的能力，也就是學習者注意力集中所持續的時距長短。當學習者注意力持續度太短時，便無法進行較長時間的學習，對於長時間的學習訊息呈現，也容易顯現不耐煩、分心的現象。. 此外，注意力與學習有著密切的關係，由於人藉由感官接受的訊息只有被學習者注意到時，才能進一步處理與保留。換句話說，沒有注意，就沒有辨識、學習和記憶（Broadbent, 1958；鄭昭明，1993）。因此，本研究所指學習者於閱讀學習過程中的注意力，係指學習者能長時間專注聚焦於閱讀學習的程度。. 3.腦波腦波為大腦神經細胞及神經纖維在傳導神經脈衝時，所產生的節律性微弱電位變化，最早是由英國利物浦大學教授 Richard Carton(1875 年)，由動物(兔子或猴子)的大腦皮質表面紀錄而來。而人類的腦波最早是由德國精神科醫師漢斯‧伯格(Hans Berger)於 1924 經由頭部外傷或顱骨破損患者的部份頭皮下，以插入兩支白金電極，用大型正弦型電流計把人體的腦電波記錄下來而得。當時由腦所發出的電氣活動叫做 Electrenkephalogram，英文為 Electronencephalogram，簡稱為 EEG，至今 EEG 仍是神經科學研究使用的重要工具之一。. 4.學習成效王宗斌（1999）認為學習成效是衡量學生學習成果的具體指標，目前數位學習的相關研究大多利用學習指標來衡量學習者在數位環境下的學習成效，以下分別說明這些指標的意義：一、學習績效：指學習者在學習測驗中所得之成績，並採用作為評估學習成 6.

(18) 效的因素之一。二、學習自我評估：指學習者對於學習程度的自我衡量。三、滿意度：指學生在學習過程中，對於學習期望與學習績效達成程度之評估。四、學習評估：指學生對於課堂教學之評估。五、學習參與程度：指學生對於學習課程的參與和涉入程度之評估。六、電腦自我效能：指學習者對於自己能夠使用電腦的自信評估。七、學習態度：指學習者對於個人應培養積極的學習心態，並熱愛學習、享受學習，進而養成時時、處處、事事學習的習慣之評估。本研究之學習成效係指學習者在閱讀學習後，透過後測測驗卷所評量出的成績，此一測驗卷係由課程專家命題，得分越高者，顯示學習成效越佳。. 1.6 論文架構本論文共分為緒論、文獻探討、研究方法、實驗結果與分析、結論與未來研究方向等五章，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、研究問題、研究範圍與研究限制、重要名詞釋義及論文架構。第二章文獻探討：介紹與本研究相關的文獻內容，包括閱讀學習、自律學習、腦波與專注力等與本研究相關的理論。第三章研究方法：說明本研究的研究架構、實驗設計、研究對象、研究工具、資料分析方法。第四章實驗結果與分析：針對實驗過程所蒐集的學習成效及學習歷程資料，以統計方法分析檢定本研究提出的研究假設。. 7.

(19) 第五章結論與未來研究方向：說明本研究的研究結果，並提出後續的研究建議與方向。. 本研究的研究流程，如圖 1-1 所示，說明如下： 1. 經文獻探討尋找研究方向，並確定研究主題、範圍與目的。 2. 蒐集相關文獻進行探討，建立研究架構並提出研究問題。 3. 依據研究目的蒐集相關的實驗教材。 4. 設計實驗平台及建立資料庫，並依據教材內容邀請課程專家，進行前、後測學習成效測驗卷的設計。 5. 選定實驗對象，協調實驗學校及實驗實施時間。 6. 進行實驗並蒐集學習者之學習成效及學習歷程資料。 7. 利用統計軟體分析資料，並檢定研究假設。 8. 根據統計分析結果撰寫研究結果，完成本研究。. 8.

(20) 尋找問題及文獻探討. 建立研究目的與範圍. 建立研究架構與問題. 研究設計. 設計系統平台. 設計實驗流程. 進行實驗與資料蒐集. 資料分析. 研究發現與撰寫論文. 圖 1-1 研究流程圖. 9.

(21) 第二章文獻探討. 本章將依據研究目的進行相關文獻探討，並依此作為本研究發展的理論基礎。本章共分為三節，第一節探討網路學習及閱讀學習相關理論與研究；第二節探討自律學習的相關理論與研究；第三節探討腦波及專注力的相關理論與研究，作為第三章研究設計之基礎。. 2.1 數位學習及閱讀學習 2.1.1 數位學習定義美國訓練與發展協會(American Society for Training and Development,簡稱 ASTD)定義數位學習係以電子化科技作為傳遞資訊的中介，以學習目的之學習方式；簡單地說，數位學習即是應用電腦或資訊通信科技 ( I nf o r ma t i o n a n d Communication Technology, ICT)達到學習之意。ASTD 認為數位學習包含了網路化學習(web-based learning)、電腦化學習(computer-based learning)、虛擬教室 (virtual classrooms)，以及數位式合作(digital collaboration)等廣泛相關應用。數位學習的教學內容傳遞媒介包含了網際網路、企業內部與外部網路、錄音帶與錄影帶、衛星廣播、互動電視、以及光碟等。美國 WR Hambrecht 公司的研究報告中，將數位學習由狹義至廣義分成以下的定義，依序為：電腦輔助學習 (Computer-assisted Learning)、線上學習(Online Learning)、電子化學習(e-Learning) 與遠距學習(Distance Learning)(劉譬儀，2003)。其定義與範圍如圖 2-1 之關係圖所示，分別說明如下： (一) 電腦輔助學習(Computer-assisted Learning)：電腦輔助學習是線上學習的一個子集合，方法為將傳播內容縮小為光碟片或軟碟片。. 10.

(22) (二) 線上學習(Online Learning)：線上學習也是電子化學習的一個子集合，方法為將傳播內容縮小為網際網路與公司內部網路。 (三) 電子化學習(e-Learning)：電子化學習是遠距教學中的一個子集合，泛指一切經由電子媒體傳送內容的學習方式，傳送的方式包括網際網路、公司內部網路、衛星傳送、錄音帶、錄影帶與互動式電視與光碟。 (四) 遠距學習(Distance Learning)：遠距學習係指由於時間或空間的限制，因此導致教師和學生被彼此分隔的一種教育情境。其教育或訓練的課程皆經由同步或非同步的方法傳遞到遠處，包括郵件、文字、圖形、聲音、錄影帶、光碟片、線上學習、視訊會議、互動式電視以及傳真等。. 圖 2-1 數位學習類型關係圖資料來源：WR Hambrecht Co.，2000. 11.

(23) 林榮彬(2001) 依據美國 WR Ha mberch t 公司在 20 00年對電腦化學習 (Computer-based learning, CBL)、線上學習(on line learning)、電子化學習 (e-learning)、網路化學習WBL(Web-based learning)及遠距學習(Distance learning) 做明確定義與範圍釐清，整理如表 2-1 所示。. 表 2-1 學習類型及特性分析表(林榮彬，2001) 類別. 定義使用媒介學習者透過獨立的電電腦化學習(CBL) 光碟、軟碟腦來進行學習網路化學習(WBL) 與線上學習 ( o n l i n e 網際網路、企業即網路化訓練 learning)同義，學習者內網路透過電腦網來學習 (WBT) 電子學習網際網路、企業 (e-learning)與科技內網路、電腦、學習者透過電子媒介化學習衛星廣播、錄音而進行的學習方式帶、錄影帶、互 (Technology-based learning)同義動式電視及光碟學習者透過電子媒介除前項外亦包含遠距學習或函授來進行教學函授. 特性沒有互動，不需要與網路連結網路連結，範圍較電腦化學習大範圍較網路化學習大. 範圍較電子學習大. 2.1.2 數位學習的優點數位學習已成為現今學習的一股潮流，相對於傳統的教學方式，數位學習最大的特色與優點，在於學習時間與地點上的彈性、學生可自行控制學習時間、多媒體教學、易於追蹤學習成效等(張基成、莊智明，1997；Rovai，2000；黃秀鳳， 2004)。而數位學習的主要特色如下： 1. 互動多元化：網路上的互動讓學習不再處於被動、單向狀態，藉由多媒體教學的設定提供多元互動，甚至是彈性的、有選擇性的互動，進而提高學習的樂趣與效果。 2. 協同學習：藉由網路，可以突破時空障礙，使分散不同地區的學習者可 12.

(24) 以交換資料、經驗，或是針對某個主題進行研討，在線上合作完成專案。 3. 教材多樣化：由於全球資訊網支援各類多媒體教材格式，透過網路能扮演線上資料庫的角色，提供各式各樣的資料。 4. 平等溝通：網路提供一個非強迫性與無階級的學習環境，所有參與者可同時扮演教與學的角色，打破教授者與學習者的對應關係，提供平等的溝通。. 謝雅青(2006)統整許多國內外學者提及之數位學習優點，如表 2-2 所示。表 2-2 數位學習之優點(謝雅青，2006). 研究者. Hall (1997). Noe (1998). 田耐青、洪明洲 (1998) 莊智明、張基成. 數位學習之優點 1. 教材內容多元化，且傳遞、更新迅速。 2. 可提升學習者自我學習的效能。 3. 學習過程中學習者之間或與講師具有高度互動性與回饋性，並可進行雙向溝通、知識共享。 4. 可進行跨組織之資源流通。 5. 節省訓練成本。 1. 學員可依自己的步調來學習。 2. 學習內容具一致性。 3. 無區域性的限制。 4. 內建指導系統。 5. 能測試並證明學員專精程度。 6. 具隱私權。 1. 非同步：師生可以不必同時在線上。 2. 多方向：師生都可以有群體且雙向的溝通。 3. 個別化：學生可以依其需要選擇合適之進度或教材來學習。 4. 自動記錄：網路的各種行為或溝通都可以留下資料，利於查索與追蹤。 1. 促進訓練者與受訓者之間的雙向互動與溝通。 2. 促進受訓人員之間的多元互動與溝通。 3. 促進不同單位的訓練講師之合作與交流。 13.

(25) 4. 提供經常性更新的資訊。 5. 訓練教� 的傳遞與實施更加容易且便宜。 6. 透過超連結與超媒體的教材內容，可以與其他訓練網路的資源相互交流與共享。 7. 教材內容豐富且多元化。 8. 課程軟體可在不同的作業系統和平台上使用。數位學習具有彈性、跨平台、訓練內容更新容易、以及節省訓練時鄒景平的交通成本的優點，所以對於知識汰換快速、員工流動頻繁、連鎖企業、訓練業務量大、公司網路化程度高、以及全球性的公司來說， (2000) 更適合採用數位學習來做培訓。 1. 充足多元訊息。 2. 具備許多原始資料可供使用。 Resta 3. 提供科學、計算工具。 (2000) 4. 作為一創意、出版、合作工具。 1. 成本降低，因為可以減少差旅支出、縮短訓練時間，還能免去或大幅減低對課堂/講師基礎設施的需求。 2. 強化業務反應能力，因為數位學習能同時接觸無限多的人數。 3. 可照需求製作一致性或客製化內容，每個人獲得同樣的內容，以同樣的方式呈現� 也能根據不同學習需求或不同群體來量身訂做教材。 4. 透過網路更新內容，使內容即時可靠。 5. 全年無休，人們可以隨時隨地進入線上學習。 Rosenberg 6. 已有數以千萬的人使用網路，因此學習如何取用線上學習已不是 (2001) 個問題。 7. 已有通用之網路協定和瀏覽器，每個人在網上幾乎都能以同樣的方式取得同樣的材料。 8. 可以建構社群，進行知識分享。 9. 網路學習解決方案具高度可調整性。 10.線上學習為企業網路之應用方式之一，因此能讓企業對網路的投資能符合槓桿原理。 11.提供更有價值的顧客服務。 1. 節省成本。 2. 提供一個標準化的訊息。 3. 提供與專家接觸的機會。 Rossett 4. 內容容易更新。 (2001) 5. 方便且情境的。 6. 具人性化與互動。 7. 促使組織更有效的使用其資源。 (1998). 14.

(26) Piccoli et al. (2001). Jung (2001). 林幸華、連麗真 (2002). Kruse (2002). 陳沁怡 (2004). 8. 9. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1.. 2.. 1. 2. 3. 4.. 整合的績效系統。能夠呈現及考慮多元的觀點。參與者的時間、地點由固定到彈性。提供學習者有用的教材和資源，存取更寬廣範圍資源。搜尋工具的運用，傳送學習教材和促進參與者間的通訊。開放系統容許學習經驗在技術協助下相互交流。學習者能控制學習範圍、進度。內容可擴充性。內容可改編性。多元的視覺版面。學員隨時隨地容易取得學習內容。學習者對於學習內容與學習進度，具有控制權。節省訓練成本。數位教材更新容易，也不會浪費紙張與郵寄成本。學員可有效安排訓練時間。幫助學員即學即用，迅速因應環境的需求。學員可建立學習社群。就訓練者或組織而言：數位學習能減少全部的成本、學習的時間減少、增加記憶、內容傳遞的一致性、能與專家溝通。就學習者而言：可以不受時空限制的學習、自我控制學習的速度、與其他學習者或使用者互動、有充足豐富的參考文獻。時間：可以全天候進修。空間：可以讓身處不同國家的人共同學習。師生互動：可以多對多進行，而學生也可以是主動者。學習進度與內容的掌控：可以根據自己需求調整最適合的狀況。. 2.1.3 閱讀理解的定義閱讀是一項複雜的心理歷程，學者們從不同觀點對閱讀下定義：Goodman認為閱讀是心理語言的猜測遊戲，強調閱讀者為主動、積極地運用背景知識及經驗去做猜測，並推論文章的發展，整個閱讀的進行乃是建構理解意義的過程(洪月女譯，1998)。在1960年代以前，行為主義的心理學家對閱讀理解的觀點，並不探討其複雜的心理歷程層面，而是將閱讀視為不同的技巧來教導學生，學生能在熟練. 15.

(27) 技巧後自動產生閱讀的理解(林建平, 1994）；1960 年代以後，隨著認知心理學的興起，開始有學者研究閱讀心理歷程，以解釋閱讀者如何進行閱讀理解。. 由於學者們對閱讀理解的定義繁多，以下分別從傳統的觀點和認知心理學的觀點來說明閱讀理解的定義。 (一) 傳統的觀點採傳統觀點的學者認為閱讀理解即是讀者在閱讀時的技能表現 (Swaby, 1989)，而這些技能有程度之別，以下分述不同層次的閱讀理解，說明如下： 1. 字義的理解：指讀者可從字句中的語意理解文章內容陳述之主旨，其相關的技能包括回憶事實、細節、次序及知道字的意義。 2. 推論的理解：指讀者根據文章中所描述的訊息，再以自己的經驗直覺推論其隱含的意義，其相關的技能包括推論主要旨意、做適當的解釋、預測、比較及因果對照等。 3. 評鑑的理解：指依據文章所陳述的訊息而產生自己的觀點，其相關的技能包括價值評斷、決定主張、支持或拒絕某些意見等。 4. 批評的理解：指分析閱讀材料的格式內容，其相關的技能包含了解文章思想的邏輯性和一致性、區別文章字句的形式和語態。 (二) 認知心理學的觀點此派學者認為理解乃是已知事物和未知事物的橋樑，閱讀者若要達到閱讀理解，需藉由既有的先備知識來處理接收到的文意訊息(Pearson & Johnson,1978)。採認知心理學觀點的學者如Lamberg 與Lamb(1980)，以及Lerner(2000)以閱讀理解所需具備的條件和過程，說明閱讀理解的概念如下： 1. 閱讀理解端賴閱讀者所具備的知識和經驗─閱讀者需具備經驗、語言知識、文章句法結構的辨識才能理解文章的意涵。 2. 閱讀理解是一種語言的運作過程─閱讀理解是透過語言而獲得意義的過程。 16.

(28) 3. 閱讀理解是一種思考的運作過程─閱讀就如同問題解決的過程，為了達到閱讀的理解，閱讀者運用概念、發展並考驗假設，接著修正這些假設。 4. 閱讀理解需由閱讀者主動涉入文章內容─閱讀者必須是位主動的參與者，將既有的知識基模與內文所呈現的訊息結合，以貫通文章的內容，達到理解的目的。綜合以上所述，閱讀係以識字為基礎，最終的目的在於理解。持傳統觀點者強調文字的學習與辨識的結果，認為閱讀為技能的表現，不免過於簡化閱讀的活動，也忽略讀者本身在進行閱讀文章時的複雜心理歷程；而認知心理學觀點者則深入探討閱讀者與閱讀材料之間的互動，強化閱讀者的主動性，視閱讀為猜測、假設、考驗的歷程(Goodman, 1993)。也就是說，讀者在理解之前會先猜測文章內容的意義，再運用讀者本身所具備的知識來加以驗證，經由不斷地循環歷程，以累積對文章意義的理解程度。由此可見，閱讀理解並非僅是所學閱讀技能的表現，也是一種高度複雜的心智運作歷程，包括思考語言的活動在內，且需涉及到讀者先備知識的運用，以及讀者對寫作者欲傳達意義的詮釋能力。. 2.1.4 閱讀策略閱讀策略因其功能、使用對象及運用時機等而有不同的分類方法，以下針對學者們對於閱讀理解所提出不同的閱讀理解策略之分類，加以說明。 1. Armbruster, Echols 及 Brown(1983)認為成功的閱讀理解需運用兩種性質的策略： (1) 研讀策略(study strategies): 使讀者能快速明白文章的思想及隱含的意義，並強化記憶所使用的策略。例如：做筆記、劃重點、自問自答等。 (2) 修整策略(fix-up strategies): 讀者根據閱讀時所產生的問題，使用可以解決理解失敗的策略，包含重讀文章、放慢閱讀速度、回想文章內容，以及將未理解的部分記起來，以便於閱讀下一段文章時進行驗證等。 2. Brown, Capione及Day(1981) 綜合相關文獻提出閱讀理解策略包含三種知 17.

(29) 識： (1) 內容知識：指有關文章主題領域的訊息，讀者運用先前知識搜尋與文章主題有關的訊息。 (2) 策略知識：指明瞭有效理解的程序知識，如運用文章結構找出重要訊息、劃重點、做摘要。 (3) 後設認知知識：指讀者對自己的認知歷程以及是否成功地符合作業要求的瞭解情形，包括理解監控、自我檢核及依不同目標調整。 3. 從不同的閱讀階段劃分閱讀者所使用的閱讀策略，說明如下： (1) 解碼階段：當讀者無法辨識生字時，使用的策略包括查字典、請教別人、利用上下文猜測及跳過不管等。 (2) 文意理解階段：當讀者無法瞭解字句的意義時，使用的方法包括在困難的字句劃線、分析字句結構、統整單字組合後的意義、由上下文推敲字句的意義及跳過不管等；不瞭解文章意義時，使用的策略包括重新瀏覽全文、劃重點、分段閱讀、自問自答、做筆記、做摘要及分析文章架構等。 (3) 推論理解階段：讀者使用的策略包括運用舊經驗及知識以促進理解、檢討文章立論的正確性及一貫性、批判文章的內涵、做新的聯想及推論等。 (4) 理解監控階段：當讀者要瞭解自己是否理解文章意義時，使用的策略包括評定自己的正確度為多少，以及根據評鑑結果採用自我調適的學習方式。 4. 程炳林(2001)，將閱讀策略歸納成以下五類： (1) 計畫策略：指閱讀者在開始閱讀之前，注意文章標題、根據標題預測文章內容、閱讀文章開頭或結尾的前一兩句以便瞭解文章的大綱內容、先設定閱讀目標、規劃閱讀步驟、提醒自己把握重點等思考行為。 (2) 訊息選擇策略：指閱讀者能在閱讀時，於重要地方做記號或劃線、針對不同的重點做不同的記號並找出每一段的重點、選擇文章重要的地方、 18.

(30) 做文章摘要或大綱的思考與行為等。 (3) 精緻化策略：指閱讀者在閱讀時或閱讀後，為求理解文章的內容，以自己的先備知識來統整文章內容的思考與行為。 (4) 監控策略：指閱讀者在閱讀時，透過自我提問、查核閱讀步驟和方法、找出難以理解的地方、檢查閱讀目標等來檢核自己是否瞭解文章內容。 (5) 調整修正策略：指閱讀者在閱讀中改變閱讀方法、回頭重讀不懂的地方、改變閱讀速度、改變閱讀方法、把疑惑的地方弄清楚等的思考與行為。綜合上述，閱讀策略可於讀者在閱讀文章的前後階段加以運用，實施策略如下： (1) 閱讀前的計畫策略，能讓讀者先設定閱讀的目標以規劃閱讀的進行流程； (2) 閱讀時劃重點，由上下文推敲字句讓讀者明瞭文章意涵； (3) 閱讀時或閱讀後運用先備知識與文章內容作連結、統整文章內容，同時自我檢核、調整修正閱讀速度與方法，將疑惑的地方弄清楚。. 2.2 自律學習 2.2.1 自律學習的理論基礎為了使學生能夠積極為自己的學習進行規劃，許多學者提出了自律學習架構，定義自律學習是一種學習方法，包括目標的設定、策略的使用、自我的監控，以及為學習某項技巧所做的自我調整 (Boekaerts, 1997; Pintrich, 2000; Zimmerman, 2001)。過去的研究發現，高學習成就的學生對於自己的學習有較明確的目標，在學習過程中會使用較多的策略來幫助自己，同時也會更頻繁的監控自己的學習歷程，並依照學習結果來調整學習步調。Zimmerman 等人(1996) 提出了自律學習的循環模式，定義自律學習是一種學習方法，包含了自我評鑑與監控、目標設定與策略計劃、策略的實行與監控和策略結果的監控四個步驟，其. 19.

(31) 模式如圖2-2所示。這個模式有四個相互密切關係的歷程，說明如下： 1. 自我評鑑與監控(Self-evaluation and monitoring)：評鑑學習者在某項學習任務上的現有水準，並根據先前表現與結果的觀察及記錄，來判斷個人的效能。 2. 目標設定與策略計劃(Goal setting and strategies planning)：學習者分析學習的任務、設定特定的學習目標，並計劃或斟酌策略來達成目標。 3. 策略的實行與監控(Strategy implementation and monitoring)：學習者在一個結構化的情境中，嘗試執行某個策略，並且在實行時監控其精確性。 4. 策略結果的監控(Strategy outcome monitoring)：學習者將注意力集中於『學習的結果』與『策略的歷程』兩者的相關上，以決定策略的效用。. 圖 2‐ 2 自律學習循環模式. 上述四個自律學習的循環模式，主要是要協助學生作『自我觀察』及『自我評鑑』，並學會『設定目標』及『使用學習策略』，並且監控自己的學習歷程，藉此循環模式也可讓學習者有自我反思的機會，並據此調整自己的學習方式，提昇學習成效。Guzdial(1996)研究指出自律學習策略確實可以提高學生的學 20.

(32) 習意願與成效。. 2.2.2 自律監控學習代理人學習代理人是在學習活動中，設計來輔助學習者完成學習目標的代理人軟體系統，學習代理人的導入可以協助學習者獲得更完整的學習成效(林政斌， 2001)，教學活動中教師往往也扮演學習代理人的角色。教師在培養學生的自律學習能力時，會在過程中重視學科內容目標、督導學生的學習情形，並且依照全班的學習情形，調整班級的學習進度(Zimmerman et al. 1996)。並可藉由以下幾種方式達成有效的自律學習： (1) 教學生作自我的監控； (2) 協助學生以個人或小組的方式分析自我的學習狀態； (3) 幫助學生設定目標，並以自我監控的結果作為策略的選擇依據，讓學生負起學習的責任； (4) 展示學生所使用的自我監控表格； (5) 假設某一種策略被選用，並評鑑實施的效果； (6) 根據所得的結果來修正策略。最後，也可能是最重要的是，老師應鼓勵學生親自去實行自我監控，因而學生可以實地操作，並加強他們的自律學習策略。當學生的策略無法奏效時，老師可以提供較好的學習策略。研究指出，當學習者在學習過程中，若能得到外在的協助或回饋，將會影響其自我反思的效果(Butler & Winne, 1995; Ley & Young, 2001)。在教育環境中，回饋是一種加強學習的過程，並且也已經被證實可以改善學生的學習成效(Chi, 1999; Mory, 2003)。也有許多研究提出適當地給予外部的回饋，確實可以促進學生自律學習(Bulter, 1995; Mory, 2003; Winne,1998)。因此本研究中的學習代理人提供了幾項功能： 1. 測驗及自律監控機制：透過網頁方式進行學習及隨堂測驗，以及線上自律監控表單的填寫，自動儲存學習者的學習歷程，解決傳統教師在建立學 21.

(33) 生學習歷程檔案時的困擾。 2. 學習目標及回饋機制：學習者在每次開始學習前都要先設定好自律學習表單，系統會將自律學習表單以藍色線在雷達圖上呈現出來，同時也會將正在學習的各項指數以紅色線在雷達圖上呈現出來，讓學習者可以很清楚了解目前的學習狀況，如果學習注意力偏低時，會有警示文字出現。 3. 學習歷程的呈現：教師可以據此快速掌握學習者的學習情況給予適當的回饋，學習者本身也可以隨時觀看自己的學習情況，作為下次學習時的參考依據。以上代理人的功能對照自律學習機制，可分為三個部分： 1. 學生（使用者）登入系統進行當週作業及自律監控表單的填寫，即進行「自我監控與評鑑」及「計畫與目標設定」階段。 2. 學生透過歷程追蹤來觀察自己的學習歷程，即進行「策略的實行與監控」及「策略的結果監控」階段。 3. 教師透過管理者介面來管理學生資料、試題資料與策略資料，同時經由歷程追蹤來檢視學生的學習狀況，並給予回饋。. 綜合上述，此本研究為教學者設計一個友善的使用介面，使教學者可以透過網路在遠端取得學習者個別的自律學習歷程狀態，並進行自律學習歷程追蹤，並依據每個學習者的自律學習表現，適時的給予學習者鼓勵或提示(Nelson & Richard,1997)。. 具有自動監控及智慧型回饋的智慧型學習代理人機制，對於網路學習系統的發展具有極高的助益，也可以彌補教師無法隨時監控及回應學習者學習狀況的問題，提供學習者更快速且便利的學習環境。因此在網路學習系統上發展自律監控學習代理人機制，將會是一個相當具有發展潛力與值得研究的議題。. 22.

(34) 2.2.3 自律學習的相關研究近年來國內外有許多相關於自律學習的研究，分別歸納說明如下。 1. Wolters(1998)認為許多研究多半著重於驗證學生如何產生自我調整的學習，亦即僅以學生如何使用監控等認知性策略的窄化觀點，來看待自我調整學習，卻很少有研究探討學生如何調整其學習意願，以持續努力於學習？此動機性的調整與自我調整學習之間的關係為何？當學生動機低落時，會使用何種策略來維持其努力？針對上述的疑問， Wolters使用開放式的問卷及李克特氏量表（Likertstylesurvey）來取得自我描述的資料，發現學生會使用不同的認知性、意志性以及動機性的策略，來調整其對學業的努力程度。並且學生動機的調整與其目標導向、認知策略的使用以及學業成績具有正面的相關。 2. Pintrich(1998)以數學、英文及社會科來檢視學生在不同情境之下，其學習動機與自我調整學習之間的關係，研究結果顯示不同的科目與年級在動機與認知策略的使用上有顯著的差異，在數學、英文以及社會這三科學生的自我效能、考試焦慮、學業價值及興趣上也均有所差異。因此研究結果支持自我調整學習的動機部份，存在著情境差異性。 3. 林桑瑜(2000)的研究旨在瞭解高中生自我調整學習的歷程，研究結果顯示高中生自我調整策略的運用是多面向的，其外在動機調整、內在動機調整、訊息處理、後設認知及行動控制五種策略的使用具有顯著差異，使用最多的是行動控制策略，使用最少的則是內在動機調整策略。 4. Mcmanus(2000)利用MSLQ自律學習量表，針對個人化網路學習環境進行學習者的自律學習成效研究，研究結果指出自律學習策略並不影響學習者的學習成效。 5. Joo等人(2000)利用MSLQ(Motivated Strategies for Learning Questionnaire) 自律學習量表，針對自律學習自我效能、網路學習自我效能及傳統教學的自我效能進行研究。研究結果指出網路學習的自我效能比傳統教學的自我效能來得好，該研究又再針對不同性別的差異性進行研究分析，結果指出女性在自律學習的自 23.

(35) 我效能上優於男性，但是在網路學習的自我效能上，男女兩性是沒有差異的。 6. 王順興(2001)以網路目標設定的環境建置閱讀網站為例，研究學習者透過網路目標學習環境來設定閱讀課外讀物的閱讀歷程，以觀察學習者的閱讀效率。根據實驗結果及問卷調查顯示，此系統能有效的幫助學習者設定閱讀目標及幫助學習者達成閱讀目標。 7. 廖聖傑(2003)利用學生的學習歷程檔案，用決策樹分析學習困難的學生，提供教學者施予教學輔助的網路學習機制。研究結果顯示教師能夠藉由及時觀察學習者的學習狀況與學習行為，預測出可能落入低分群的學習者，並據此資訊及早給予教學輔助。 8. Niemi (2003)，建置一個IQ FORM的網路互動工具，透過此工具可以檢驗學習者的學習動機、學習效能及自律學習能力等，提供一個輔助自律學習的線上工具。該研究發現對於學習有困擾或沒有良好學習策略與技巧的學習者是有益的。 9. 高台茜(2003)提出非同步網路教學中自律學習的鷹架輔助研究，透過東華大學非同步網路教學之通識課程為實驗背景，運用學習目標設定的技巧，研究大學生自律學習能力的變化。結果顯示在非同步網路學習環境中，提供自律學習的輔助機制，有助於學習者在學習的規律性、學習的情境及學習的品質三個方面的有顯著改善。 10. Shih等人(2005)發展自律學習系統支援行動學習，提供學習者一個可以安排學習行程表的學習環境，讓學習者可以利用行動載具進行學習時間管理。此系統不僅可協助學生培養個人自律學習行為，也提供學習者一個行動可攜的個人化學習環境。 11. Chang (2005)，利用MSLQ自律學習量表進行學習者在網路學習環境的動機研究，研究結果指出，自律學習的策略有助於增進學習動機。 12. Chen(2009)，建置了一套支援個人化學習系統的自律學習機制PELS。此系統除了可以估算學習者的能力值，根據系統估算出的能力推薦適合學習者的教 24.

(36) 材外，也提出一個輔助學習者學習的自律學習機制。該研究實驗證明所建構的自律學習機制能幫助學習者增加自律學習的能力及提高學習成效。由上述相關研究發現，自律學習相關研究大多是以非同步網路學習環境輔助傳統教學為主，並根據學習歷程進行自律學習能力的研究，或是利用李克特氏量表或MSLQ量表及開放式問卷進行自律學習的研究；目前還少有研究在網路學習系統上發展能即時監控與偵測學習者自律學習表現的研究。因此，本研究發展以注意力為基礎的自律學習機制支援線上閱讀標學習，並探究其對於學習者注意力及學習成效提升上的影響。. 2.3 腦波及專注力 2.3.1 腦電波簡介腦波為大腦內神經纖維及神經細胞在傳遞神經脈衝時，所引發出的微弱電位變化，腦神經細胞的活動，可用神經電生理的方法偵測而得到腦波。早在 1875 年，英國利物浦的生理學教授李察卡通首度從兔子的大腦皮質表面紀錄到記錄到一種電波，此電波與呼吸或心跳無關，是一種腦部的生理變化，隨著動物受麻醉或缺氧而破壞，且動物在死亡後消失。後來他又發現刺激動物的身體能使腦波發生變化，他利用這種變化來研究身體之部位與大腦皮質區的關係，並探討大腦皮質區的功能，成為後來神經診斷學中誘發電位（evoked potential）發展的基礎。但因當時儀器靈敏度的問題，所以無法做出較準確的腦波紀錄。直到 1929 年，從李查克通發現腦波以後經過了 50 多年，一位德國精神柯醫師漢斯伯格（Hans Berger），經過多年潛心研究，在人類完整的頭蓋骨上紀錄到相同的電氣活動，這是首次發表人類的腦波記錄，並命名為腦電波圖(electroencephalogram)簡稱 EEG，此後腦波即開始被應用在醫學的領域。從字義上來看 electro－electrical－電的；encephalo－brain－大腦的；gram(ma)－picture－圖像。所指的就是記錄大. 25.

(37) 腦活動時的電波變化。EEG 在臨床上的應用其實已經非常廣泛，它據有經濟、安全、方便的特性。可以用於篩檢病患，以及昏迷、中風、癲癇、腦炎、和其他腦疾病病人的追蹤檢查。目前量測腦波記錄可分為兩種，一是腦電波（electroencephalogram, EEG），測量大腦皮質的電流，大腦皮質的電流是發生在細胞外的電流，是由細胞群與其他細胞群之間的電位差形成的。另一是腦磁波（magnetoencephalographic, MEG），此乃根據法拉第定律─電生磁，當腦神經活化時所產生的電訊號會引發磁場變化，所偵測到訊號的大小即為腦磁波。. 2.3.2 腦波的產生一般所謂的腦波是指腦部神經活動所產生出的電磁訊號。此電磁訊號，在大腦皮層或在頭皮表層所記錄到的，則被稱為腦電圖(Electroencephalogram,EEG)。一般在大腦皮層可以量測到腦波約在 10mV 大小。事實上，人體腦電圖量測大多是在頭皮測得，因而 EEG 所記錄到的活動多數為表層皮質的電位變化，是由皮質細胞樹突和細胞體形成之波動電偶間的電流形成的。而原本就很小的訊號，再經過腦脊液、蜘蛛膜、硬腦膜、顱骨和頭皮的衰減後，使得此在頭皮量測到的正常腦波，訊號大小更是小到約 0.5-100μV，而其頻率範圍約在 0.5-100Hz 之間(J.G. Webster, 1988)。. 2.3.3 腦電圖的分類腦電圖儀與臨床生理學會國際聯盟(International Federation of Societies for Electroencephalography and Clinical Neurophysiology)依據頻率不同，將腦波分為四個主要的波段，分別介紹如下： 1. Alpha activity(α 波)：最早發現者為 Berger, H (1929)，α 波頻率為 8-12Hz，振幅約 20-200 μV。一般在正常人清醒並處在安靜、休息的大腦活動狀態之下，最明顯會在大腦頂葉部 (parietal region)及枕葉部(occipital region)出現這樣的週期波，其電 26.

(38) 位約為 50 μV。在這種狀態下，受測者的身心能量耗費最少，並且當有思考、睜眼或有其它刺激時，α 波就會消失。此一現象稱為 α 波的阻斷，當受試者重新安靜閉目時， α 波才會再重新出現。 2. Beta activity(β 波)：最早發現者為 Berger, H (1931)，β 波頻率為 13Hz 以上，但一般很少高於 50Hz。在清醒而警覺的狀態下，較常出現在頂葉部及額葉部(frontal region)，尤其當大腦思考或接受感官刺激時，此波段會較明顯，因為此時身體是處於緊張狀態，準備隨時對外界作反應。此狀態下人的體力和精神能量耗費較劇烈，電位約為 5-20 μV。 3. Theta activity(θ 波)：最早發現者為 Walter, W & Dovey, VJ(1944)，θ 波頻率為 4-7Hz，一般而言其振幅較小。主要在小孩的頂葉部及顳葉部(temporal region)會出現，成人情緒受到壓力時也會出現，亦或是在人的意識中斷或身體深沉放鬆時，此波段也會很明顯，另外許多腦疾病患者，亦可以找到 θ 波。 4. Delta activity(δ 波)：最早發現者為 Walter, W & Dovey, VJ(1936) ，δ 波為頻率低於 4Hz 以下的腦波波段，振幅約 20-200 μV。正常成人在清醒狀態下沒有 δ 波，通常發生在沉睡且不易喚醒、深度麻醉、缺氧或有大腦器官性疾病變患者身上。. 2.3.4 何謂注意力「注意力」相關探討與研究涵蓋範圍相當的廣泛，學者們對於注意力定義均有些許差異。在認知心理學中，襲充文(2007)認為大腦的容量雖說不龐大，卻能快速處理外在所接收到的訊息，這是因為具備訊息過濾及關注機制，讓有限制的 27.

(39) 大腦在面對外在環境時，可以有效處理所選擇的訊息。因此，注意力是透過有選擇的訊息處理系統，才能同時處理多樣性的資訊。鄭麗玉(2006)提出注意力在選擇訊息處理上扮演重要角色。彭聃齡、張必隱(2000)提到注意具備指向性和集中性，對於所指向的事物具有高度的緊張，並有意識與受控制的歷程。鍾聖校(1990) 強調注意是專一醒覺(Awareness)的狀態，並且伴隨清楚的感覺、知覺與中樞神經系統對刺激反應的預備情形，將外在環境某部分，帶入我們意識的主觀世界，使我們調整自我行為。 John B. Best 提到注意力有三大特點：選擇性、焦點的轉移與分成眾多部分(黃秀瑄譯，2009)。鄭昭明(1993、2006)表示注意力是人們從事各種活動的心智配置，並且含有三方面含意：其一是選擇性(selectivity)，對外界各式各類事件，有些會被注意，有些並不會被注意；其二是持續性(persistence)，能依循自我的意願，不間斷地注意物件，而不受外在刺激干擾；其三是注意的轉移(attention shift)，依據自我需求，將注意從某物件轉移至另一物件上。. 2.3.5 注意力的運作訊息要進行傳遞的首要步驟，是從外界物件刺激感覺神經系統，引起興奮效果，過程中一旦刺激消失，感覺神經系統的興奮依然會保留些許時間，進而成為訊息(鄭昭明，2006)。當特定的訊息引起大家注意目光時，便會把全副精神集中於所注視的物件上，並對此事件產生認知需求，採取行動的判斷準則(武星曄， 2008)。視覺在同一時間內接收訊息，感官對進入的事情或意念並非全有反應，只有將精神集中，且有「注意」到和清楚察覺的訊息才會被留下來，進而加以詮釋理解，另一段被忽略的訊息則會逐漸消失。因此，訊息的接觸中，注意力是有選擇性(張媛媛，2002、陳資韻，2008)。然而，陳資韻(2008)彙整各注意力理論指出，以個體而言，注意力是有限能力或局部性的展現，唯有熟悉、強眼、特別等資訊，才能讓個體產生注意，進而促進大腦做出判斷。簡單來說，注意力的刺激反應獲得，係來自於知覺經驗的瞭 28.

(40) 解，選取當中部份給予反應，也是一種心智活動的分配過程。雖說個體所能保留的資訊有限，但是若個體本身的認知容量夠多，所接收到的資訊量相對也會有所提升(鄭美萱，2010)。. 29.

(41) 第三章研究方法. 3.1 研究架構本研究旨在探究有無採用注意力為基礎的自律學習機制支援線上英文閱讀標注學習，對於學習者的注意力及學習成效影響。本研究之研究架構如圖 3-1 所示。背景變項性別自律能力高低. 依變項. 自變項實驗組-以具注意力為基礎之自律學習機制支援閱讀標註學習控制組-以不具注意力為基礎之自律學習機制支援閱讀標註學習. 注意力. 依變項學習成效. 背景變項性別自律能力高低. 圖 3-1 研究架構圖 30.

(42) 根據圖 3-1 的研究架構圖，分別說明本研究探討之研究變項之間的關係： 1. 自變項本研究自變項為有無注意力為基礎之自律學習機制，其實驗組與控制組分別採用之學習系統如下: (1). 實驗組以注意力為基礎發展之自律學習機制支援線上英語閱讀標註學習。. (2). 控制組以無注意力為基礎發展之自律學習機制支援線上英語閱讀標註學習。. 2. 依變項主要探討學習者進行英文文章之閱讀標註學習後，實驗組與控制組學習者在注意力與學習成效上的表現差異。依變項說明如下： (1). 注意力：以 NeuroSky 的 Mindset 腦波偵測耳機所偵測到的注意力數值，其值介於 0 到 100 之間。. (2). 學習成效：在前測成績無顯著差異下的「英文閱讀測驗」後測分數。. 3.2 實驗設計相較於傳統的教室學習，透過網路的學習環境希望培養學生能夠進行自主學習的自律學習能力，進而增加學習者對自我的督促能力，以增進其學習成效。而學習者在網路學習環境中的專注力是影響學習成效的關鍵因素之一，因此本研究基於腦波感測技術於數位閱讀學習環境下，發展一套基於注意力的自律學習機制，希望透過本研究所發展的自律學習機制，幫助學習者掌握自己的自律學習狀態，並希望藉此督促自律能力較低的學習者改善自律學習能力，進而提昇閱讀學習成效。本研究採用準實驗研究法中的不相等控制組設計，將實驗對象以班級為單位. 31.

(43) 隨機分派為實驗組與控制組，以進行已具閱讀標註內容之線上英語閱讀學習。其中實驗組採用具注意力為基礎發展的自律學習機制支援線上英語閱讀學習；控制組未採用具注意力為基礎發展的自律學習機制支援線上英語閱讀學習，僅進行線上自我閱讀學習，並於課程結束後進行學習成效後測。在分別取得實驗組與控制組的後測分數後，進行獨立樣本 t 檢定比較兩組後測成績平均分數差異，並檢定採用本研究所提出具注意力為基礎發展的自律學習機制支援線上英語閱讀學習的實驗組，是否在提升學習者的閱讀學習成效上優於採用不具有注意力為基礎發展的自律學習機制進行線上英語閱讀學習的控制組，並且達到顯著的差異。本研究之實驗設計模式如表 3-1 所示，實驗流程如圖 3-2 所示。. 表 3-1 有無採用以注意力為基礎發展之自律學習機制支援線上英語閱讀學習之準實驗設計模式表. 前測. 實驗處理. 後測. 實驗組. O1. X1. O3. 控制組. O2. X2. O4. O1：表示實驗處理前，實施英文閱讀測驗前測。 O2：表示實驗處理前，實施英文閱讀測驗前測。 O3：表示實驗處理後，實施英文閱讀測驗後測。 O4：表示實驗處理後，實施英文閱讀測驗後測。 X1：學習者使用具注意力為基礎發展的自律學習機制支援線上英語閱讀學習。 X2：學習者使用不具注意力為基礎發展的自律學習機制支援線上英語閱讀學習。. 32.

(44) 實驗組. 控制組. 學習平台說明. 學習平台說明. 學習者以班級座號登入系統. 學習者以班級座號登入系統. 學習者設定自律學習目標. 閱讀學習完成閱讀學習. 自律監控的閱讀學習學習資訊存入資料庫. 完成自律閱讀學習學習資訊存入資料庫. 進行英文閱讀學習測驗. 進行英文閱讀學習測驗. 圖 3-2 實驗組與控制組之實驗流程圖. 3.3 研究對象在研究對象選取方面，基於人力、物力及時間等因素考量，本研究以有意願配合的學校為主要考量，經多次協調，獲得新北市立三峽國中给予實驗教學上的協助，故以該校七年級四個班級合計 126 位學生為研究對象。其中隨機選取兩個班級為實驗組；另外兩個班級為控制組。研究對象之基本資料如表 3-2 所示。. 33.

(45) 表 3-2 研究對象之基本資料表組別. 男生. 女生. 合計. 實驗組. 33. 30. 63. 控制組. 33. 30. 63. 3.4 研究工具 3.4.1 閱讀教材與學習成效試題設計本研究以國中七年級英文科的「英文閱讀測驗」課程內容，進行線上英語閱讀教材的選擇，總計選擇八篇英語閱讀教材，這些英語閱讀教材均已經具有閱讀標註內容，非常適合學習者進行自我閱讀學習，教材內容如表 3-3 所示。學習者在閱讀每一篇文章進行學習時，以注意力為基礎發展之自律學習機制支援之線上英語閱讀學習系統，會隨機自測驗題庫中挑選一道與閱讀文章內容相關之試題作為隨堂測驗，學習者可進行重複閱讀與測驗。本研究所選用的英語閱讀教材、隨堂測驗試題與學習成效測驗試題，皆由國中英文領域資深教師所設計。. 表 3‐ 3 已具閱讀標註內容之線上英語閱讀教材內容課程編號. 1. 課程單元. Unit1 動物園. 課程時間 (sec). 120. 概念描述 1.表示「那裡有 / 沒有…… 人 / 事 / 物」的用法 2.“me＂表「我」的受格。當「我」為動作事件的接受者時，須以“me＂（受格）表示。. 34.

(46) 2. Unit2 朋友對話. 3. 4. 5. 120. Unit3 在 Crystal 的家. 120. Unit4. 120. 蔬菜. Unit5 我的表哥. 120. Unit6 6. 朋友對話. 120. Unit7 7. E-mail. 120. Unit8 8. 暑假假期. 120. 1. look forward to 是「期待；盼望」的意思，其用法： (1)look forward to + N (2)look forward to + Ving 1.動詞改變成現在分詞“V＋ing＂的規則 2.現在進行式：表示現在正在做的動作。肯定句公式：主詞＋be 動詞 (＋not)＋Ving 疑問句公式：be 動詞＋主詞＋Ving? 中文雖有「雖然…但是…」的句型，而英文中兩個子句只能用一個連接詞，所以 thouth 和 but 只能擇其一，不能同時使用。 1. for + 一段時間：表示某件事、某種狀態或動作持續的期間。 2. during + 一段時間：表示某件事在某個特定期間內發生或某種狀態的延續。 hope 及 wish 都可以接動詞不定詞「hope / wish to do sth.」，但 wish to do sth.所表達的願望是最容易實現的。 and so on 是指「等等」當前面要舉例卻又不說太多個例子時最後一個字的後面可以寫上 and so on 也可以說 etc,and so forth 等。 1.形容詞last 有「最後過去的」意思 2.fish指「魚肉」時，為不可數名詞；指「魚」時，則為可數名詞，但單複數同型，皆為fish，除非要特別指不同種的魚類時才會加es。. 3.4.2 閱讀標註學習本研究發展具有下列功能之數位閱讀標註系統，來協助讀者對於以HTML網頁呈現之數位文本內容進行閱讀標註學習：. (1) 功能畫面：基於習慣，數位閱讀標註功能選單將出現於網頁右上方，因此在匯入一篇數位文章進行數位閱讀後，會於右上方出現數位閱讀標註的使用介面，如圖 3-3 所示。. 35.

(47) ↓標註功能選單. 圖 3‐ 3 閱讀標註系統使用介面. (2) 劃重點：如圖 3-4 所示，讀者可以利用滑鼠框下一段讀者認為是本篇文章重要段落的字句後，按下【Underline】即可，此功能有助於讀者掌握文章的重點段落。 (3) 標註呈現方式：對於想要得知文章中有那些地方被標註，可以選用高亮度的方式標示文章中所有被標註的地方，如圖 3-4 示。而點選該標註文字則可以顯示出所有該標註文字所有的註解內容。. 36.

(48) 圖 3‐ 4 標註呈現方式. (4) 瀏覽所有標註：如圖 3-5 所示，透過瀏覽所有標註功能可以讓讀者瞭解別人在整篇數位文本上進行了那些內容標註。. 圖 3‐ 5 瀏覽所有標註. 3.4.3 以注意力為基礎發展之自律學習機制支援線上閱讀標註學習本研究針對輔助數位閱讀標註學習設計一基於注意力發展之自律學習機制，以提供閱讀學習者一個具自我學習管理的機制，並可根據系統所記錄的學習 37.