行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
適性化學習環境中多媒體教材的媒體呈現型態與學習者的
認知能力對認知負荷與學習成效的影響
計畫類別： 個別型計畫 計畫編號： NSC94-2520-S-110-001- 執行期間： 94 年 08 月 01 日至 95 年 07 月 31 日 執行單位： 國立中山大學資訊管理學系(所) 計畫主持人： 陳年興 計畫參與人員： 謝盛文、魏春旺、謝財旺、葉筱蘋、陳怡如、鄭百勝、楊秀珍 報告類型： 精簡報告 處理方式： 本計畫可公開查詢中 華 民 國 95 年 9 月 18 日
行政院國家科學委員會補助專題研究計畫
成 果 報 告
□期中進度報告
適性化學習環境中多媒體教材的媒體呈現型態與學習者的認
知能力對認知負荷與學習成效的影響
計畫類別：個別型計畫
計畫編號：NSC 94－2520－S－100－001－
執行期間：
94 年 08 月 01 日至 95 年 07 月 31 日
計畫主持人：陳年興
計畫參與人員： 謝盛文、魏春旺、謝財旺、葉筱蘋、陳怡如、鄭百勝、
楊秀珍
成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：精簡報告
處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、
列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢
□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢
執行單位：國立中山大學 資訊管理學系
中
華
民
國
95 年
08 月
01 日
摘要
隨著網際網路的普及與資訊科技的進步，愈來愈多人利用 e-Learning 來進行教學活動， 網路教學環境也更臻完善。e-Learning 的教材從單純的文字與圖像，發展至目前的多媒體。 然而是否運用大量的多媒體來輔助學習就能提高學習成效是一個值得深入探討的問題？因 此本研究試圖藉由訊息處理理論的角度出發，以實地實驗法來探討不同訊息處理能力及內 容媒體型態的交互作用對認知負荷與學習成效的影響。實驗對象為台灣的各大學生及研究 生，共計 222 人，以隨機的方式分配到八組中來探討。研究結果發現學習者個別訊息處理 能力差異對於認知負荷沒有顯著影響。其次，在媒體內容的資訊量相等的情況下，不同的 內容媒體型態對認知負荷沒有顯著影響。但文字導向學習者搭配文字教材或是聲音導向學 習者搭配聲音教材，則可以有效的降低認知負荷，進而提高學習成效。因此本研究建議針 對不同的學習者，應先利用訊息處理能力分析系統來區分學習者訊息處理能力導向，再依 照學習者的訊息處理能力導向給與不同的教材內容媒體型態以提高學習成效。 關鍵詞：認知負荷理論、訊息處理理論、內容媒體型態、學習成效ABSTRACT
By the catholicity of Internet and the advances of information technology, more and more people use e-Learning to do teaching and learning activities. However, whether using the abundant multimedia learning content can really achieve better learning performance? This study tries to use the information processing theory to discuss the impact of fitness between learner’s different information processing abilities and content’smedium types on cognitive load and learning performance. That is if learner’s information processing abilities can fit with content medium types would result better learning performance. We found that firstly, the diversity of learners’individual information processing abilities has no impact to the cognitive load. Secondly, the different content medium types with the same quantity of media content also have no impact to the cognitive load. Lastly, the wordy ability learners with wordy content medium type or the phonic ability learners with audio content medium type can lower learner’scognitive load. It is suggested that educators can apply the results for the adaptive learning. By using information processing ability analysis system to classify learners into wordy ability and phonic ability learners and then give them adaptive content materials according to their own information processing abilities.
Keywords: Cognitive Load Theory, Information Processing Theory, Content Medium Type, Learning Performance
前言
隨著網際網路的普及與資訊科技的進步，愈來愈多的人利用網路學習來進行教學的活 動，網路教學環境也越來越完善。線上教學的教材也從簡單的文字與圖像，到目前的多媒 體。多媒體是文字、圖形、聲音、動畫和由電腦所傳送影像的任意組合(Vaughan, 1993)，因 此使得資訊的呈現方式也變得更加的多元化與多樣性，這也是進一步導致多媒體教材的呈 現方式越來越重要的原因。 影響學習成效的因素不僅僅只是來自教材的呈現方式，更受限於使用者本身的特質(如 短期記憶能力)及學習環境的互動(Hede, 2002; Smith & Woody, 2000)。學習者的短期記憶能 力與教學內容呈現方式的適配可以提高學習成效(謝盛文，民 95)。因此，個人短期記憶能 力上的差異是影響多媒體成效的重要因素，例如：視覺短期記憶能力或語文短期記憶能力 可能對結合文字、圖形、動畫等的多媒體教材教學效果有不同的影響。目前 Podcast 與 RSS 是非常熱門新的學習方式，Podcast 是一種網路錄音或是類似的網路音訊軟體。這些錄音內 容可以讓人在網路上下載到數位行動設備中，以供人離線或是在其他時間播放這些錄音內 容。目前在美國已經超過 600 萬人使用 Podcast(Lee & Mary, 2005)，許多的廣播電台開始將 部分的廣播節目，透過 Podcast 的方式來進行播出(Wallys, 2005)，在學術領域上，己經有許 多學校把演講、上課內容錄製成聲音媒體，讓學生能不用到校既可隨時聆聽演講與上課內 容；ENP 播客學術網路提供上百個學校的各式數位錄音內容進行分享與學習。學習者可以 Podcast 下載聲音內容教材，也可以訂閱 RSS 的文字內容教材，再透過 iPod 來學習，將可 隨時隨地可以聽或看到教材的內容，所以本研究的內容媒體型態將分成文字內容媒體型態 與聲音內容媒體型態。 學習者若能處於適合其短期記憶能力的環境下，其學習表現應該會較佳、訊息吸收將 比較好。而在講求個人化、客製化的今天，一個符合個人使用與短期記憶能力的多媒體系 統應更能夠受到大家的歡迎。所以本研究嘗試以訊息處理理論的角度出發，結合多媒體學 習理論與認知負荷的觀點，探討學習者的訊息處理能力搭配不同內容媒體型態對認知負荷 與學習成效的影響。研究目的
依據上述的研究背景與動機，本研究目的是分析學習者的訊息處理能力，針對訊息處 理能力特性給予適當的內容媒體型態教材，以降低學習者的認知負荷，進而增進學習成效， 所以本研究主要探討訊息處理能力與內容媒體型態的適配性對認知負荷與學習成效的影 響。研究問題有下列四點： 1. 探討不同類型的訊息處理能力是否會影響認知負荷量？ 2. 探討不同的內容媒體型態是否會影響認知負荷量？ 3. 探討訊息處理能力與內容媒體型態之交互作用是否會影響認知負荷量？ 4. 探討認知負荷量與學習成效之間是否存在相關性？文獻探討
一、認知負荷理論 認知心理學的主要理論架構是訊息處理理論。這個理論將人類視為主動的訊息處 理者，探討人類憑感官接受訊息、貯存訊息、提取訊息以及運用訊息等不同階段所發生的事，所以認知心理學也常被稱做「訊息處理心理學」。訊息處理理論主要在解釋 人類在自然環境中，如何經由感官察覺、注意、辨識、轉換、記憶等等的心理活動， 吸收並且運用知識的歷程(Atkinson & Shiffrin, 1968)。訊息處理理論認為，外來環境的 刺激經由感官系統進入人體之後，會引發個體的注意、編碼、詮釋、組織、儲存及提 取等一連串複雜的處理程序(Lindsay & Norman, 1977)，這個運作程序決定人們對外來 刺激的吸收情形。個體覺得重要的訊息會被納入組織並儲存入長期記憶之中而成為知 識的一部份，其它的訊息則被丟棄不進一步處理。上述心理歷程可區分為三個階段， 依序是：感官收錄、短期記憶、與長期記憶 (Atkinson & Shiffrin, 1968)。
感官收錄是指個體透過視、聽、嗅、味…等感覺器官感受到外界刺激時所引起的 短暫(三秒鐘以內)記憶(Atkinson & Shiffrin, 1968)。也就是說這些來自環境中的訊息， 以感覺刺激的形式經由感官接收，做短暫的停留。感官信號的貯存為訊息處理的最初 一步。感覺刺激必須達到一定的量才能被知覺到。假若沒有引起個體的注意，很快就 會消失。
短期記憶是指在感官記憶中，經過注意、感官之辨識、編碼等處理程序後而能將 訊息保存三十秒以內的記憶(Atkinson & Shiffrin, 1968)。三十秒若沒有加以處理或覆 誦，記憶很快就會消失。短期記憶不只是對傳入的訊息暫時保存而已，它更具有心理 運作功能。當短期記憶的訊息經過處理或覆誦以後，會轉移到持續時間更長的「長期 記憶」裡面儲存。工作記憶的研究，在教學上具有重要的意義：呈現教材(刺激)時， 需先引起學習者的動機與注意，以引導學習者使用舊經驗對新的資訊思維運作。此外 因為工作記憶中有資料數目的限制而無資料大小的限制，因此教學設計者若能事先將 教材以較有結構的方式呈現，將能有效降低學習者短期記憶的負荷，使學習更有成效。 長期記憶區是指保存的訊息能夠長期的存在，所以又被稱為永久記憶區。長期記 憶和短期記憶有兩點最主要的差異，短期記憶有約三十秒的時限，而長期記憶是長時 間不會被遺忘的永久記憶；短期記憶的容量有限制的，而長期記憶的容量卻是無限的 (Atkinson & Shiffrin, 1968)。訊息能否有效的進入長期記憶區儲存，與訊息本身被處理 的深淺程度有關。當短期記憶的訊息經複雜的轉換後有兩種結果，一是停止處理，且 經過一段時間後將會被遺忘丟棄，二是經由重複不斷的複習而進入長期記憶區中被儲 存，供日後檢索之用(Atkinson & Shiffrin, 1968)。當訊息在短期記憶的階段經過有意義 的覆誦、運用心象等深度處理的策略，將可強化新訊息與既存知識間的連結，增加未 來提取時的容易程度(Wortman, Loftus & Marshall, 1992)。而訊息被處理的深淺，除與 個體的經驗、能力、興趣等有關外，更受訊息本身所提供的線索影響，例如若同時將 訊息編為語文與非語文的、或同時具有視覺與聽覺的訊息型態，將可促使人們以不同 方式重複將訊息編入長期記憶中(Kulhavy, Stock & Kealy, 1993)。
二、雙碼理論
在電腦輔助學習的領域中，一般以「雙碼理論」來闡述多媒體教材如何幫助學習 (Bagui, 1998; Mayer & Sims, 1994; Iding, 2000)。雙碼理論是 Paivio 提出來解釋人類對 訊息接收和處理的理論(Paivio, 1971, 1986; Paivio & Begg, 1981)，雙碼理論對人類的認 知系統有幾項重要的假說。
雙碼理論認為人類的認知系統包含兩個子系統，一個是語言子系統，另一個是非 語言子系統。語言子系統處理包含視覺的、聽覺的及其他形式的語文編碼，人類面對 語文刺激是以循序的方式處理。非語文子系統處理語言刺激外的所有刺激，包含了圖
像、環境的聲音、情緒動作…等，在電腦輔助學習領域中常使用的非語文刺激為圖形。 人類面對非語文資訊是以平行的方式處理，語文子系統主要負責和語文有關的訊息， 如語言、文字等資訊經過處理、編碼、然後儲存在文字記憶區中；而圖像系統則負責 處理非語文的訊息，將資訊處理後編碼、儲存在圖像記憶區中(圖 1)。 資料來源：Paivio(1986) 圖 1 雙碼理論結構圖 兩個子系統對於訊息的處理及組織各有不同的方式，語文系統內的訊息偏向個別 的、循序的、語法的方式來處理和組織，這些訊息在處理或儲存時的基本單元為語文 元。例如一個詞或片語都可能是一個語文元；圖像系統偏向以整體的、並行的、或集 合方式來處理及組織資訊，這些訊息在處理或儲存時的基本單位為意象元。一個物 體、物體的部份、或一組相同物體都可以是一個意象元。此兩大系統中的元素有三種 連結關係，分別是表徵性連結，參照性連結，以及關聯性連結。 三、認知負荷理論
根據 Paas 與 Van Merriënboer(1994)的定義，認知負荷是將一特定工作加諸於學習 者的認知系統時所產生的負荷。認知負荷因素主要包括了學習者本身的特性，例如： 認知能力與先備經驗等，以及學習環境，例如：學習內容、資訊展現方式、教材編排 方式、學習程序與時間壓力等。認知負荷是將一特定工作加諸於學習者認知系統 時所產生的負荷。也就是工作記憶的負荷。進一步指出，認知負荷可視為一個 多層次的構念，包括了因果要素與評估要素。 因果要素是造成認知負荷的來源，包括了以下三個要素：1. 任務／環境的特性： 例如任務結構、任務新鮮感、報酬系統與時間壓力、噪音、與溫度等。2. 學習者的特 性：例如認知能力、認知型態、先備知識與經驗等。3. 任務／環境與學習者的交互作 用：例如透過績效、動機、激勵等因子影響認知負荷。 認 知 負 荷 在 過 去 的 研 究 中 並 沒 有 一 個 標 準 的 衡 量 方 法 。 Wierwille 與 Eggemeier(1993)二位學者對心智努力的測量提出三種分類方法，分別為主觀測量方 法、生理測量方法、任務和績效測量方法。主觀測量方法：主觀測量方法假說學習者 有能力回顧、內省他們的學習認知過程，並且能明確指出心智努力所花費的程度。通 常以量表方式將自己所感到的負荷量化來測量學習者的心智努力。由於利用主觀量表 可以很方便、快速地測量學習者的認知負荷，所以常被普遍的使用。過去的研究顯示 (Sweller, Van Merrienboer & Paas, 1998; Paas & Van Merriënboer, 1994)，主觀測量方法對 衡量相對較小的認知負荷差異較靈敏且具有信度、效度和不受干擾的特性。而生理測 量方法雖然不受干擾，但較不具信度、效度，且只對衡量相對較大的認知負荷差異較 靈敏。另外，生理測量方法測量一些生理反應變化所需要的機器設備，亦會花費較高
的研究成本，而主觀測量方法不需大量的儀器來輔助測量較為方便與經濟，因此他們 認為主觀測量方法是測量認知負荷最可行的方法。所以主觀測量方法是最被廣泛使用 來衡量認知負荷的方法。
研究方法
一、研究架構 經過上章文獻探討後，本研究將以Atkinson與Shiffrin(1968)所提出的訊息處理理 論，與Mayer(1997)提出的多媒體學習衍生理論為基礎、結合認知負荷理論，探討訊息 處理能力與內容媒體型態的交互作用對認知負荷的影響，及認知負荷與學習成效的相 關係。研究架構如圖 2。 圖 2 研究架構圖 二、訊息處理能力分析系統 訊息處理能力的衡量方式則採用日常生活工具性語文工作記憶量表(杜家興，民 92)修改成網路上使用的多媒體形式的訊息處理能力分析系統，系統在一開始會先提醒 使用者使用本系統的注意事項，接著系統主要分成兩部份進行，第一部份是用聽覺量 表製作聲音訊息處理能力分析系統；第二部份是用視覺量表製作文字訊息處理能力分 析系統，系統呈現畫面如圖 3。 圖 3 訊息處理能力分析系統呈現畫面 認知負荷 適配 訊息處理能 力 內容媒體型 態 學習成效１．聲音訊息處理能力分析系統 聲音訊息處理能力分析系統題目共有六題，聲音內容是委請具備有聲書錄製經驗 的人員錄製，原則上是一字一秒、流暢地唸完題目，以學習學可以清楚聽到完整的題 目為原則，系統會先用聲音唸出題目，使用者先聽完題目後立即選擇答案來回答問題。 ２．文字訊息處理能力分析系統 第二部份是用視覺量表製作文字訊息處理能力分析系統，此部份共有六題，系統 會把題目用文字呈現在電腦螢幕上，播放的時間與原量表相同，使用者先看完題目後 立即選擇答案來回答問題。 本研究應考慮測驗時間過長而導致學習者在填寫答案時亂輸入，所以將回答問題 部份，從學習者填寫答案修改成點選答案的方式，將可避免學習者因時間過長與填寫 的不便而亂輸入答案。每一題都有七個選項，回答依內容與相對位子給不同的分數， 為了減少與原量表的誤差，每一題的答案分數將依各題的答案分數平均分配於各選 項，各選項將以亂數的方式出現排列順序。視覺總分大於聽覺總分者，屬文字導向； 聽覺總分大於視覺總分者，屬聲音導向，所以本系統可以自動將分析出學習者的訊息 處理能力導向是文字還是聲音導向。 三、實驗設計 本實驗在探討不同訊息處理能力學習者，學習不同的內容媒體型態對認知負荷及 學習成效之影響。本研究決定以大學生及研究生作為實驗對象，不限年級及性別，但 聽覺及視覺感官功能上為無障礙者。為避免受測者的先備知識影響本實驗所探討變數 間的因果關係，實驗中亦將排除對學習內容具有先備知識的受測者，本研究對象為台 灣的各大學生及研究生，本實驗之樣本共計 222 人，以隨機的方式分配到八組中。因 實驗系統分析，訊息處理能力分析結果非研究者所能控制，因此各組的樣本數不一， 受測者的訊息處理能力是由本研究自行開發的訊息處理能力評估以之支援適性化教 學呈現系統對受測者進行測驗，自動將分析受測者為文字導向及聲音導向兩種訊息處 理能力，並隨機分配到四種不同內容媒體型能的組別中，如表 1。 表 1 各組人數分配表 內容媒體型態 小計 訊息處理 能力 單一文字 型態教材 單一聲音 型態教材 文字先聲音後之混 合型態教材 聲音先文字後之混 合型態教材 (人) 文字導向 18 23 30 16 87 聲音導向 33 35 31 36 135 小計 51 58 61 52 222 本研究探討不同訊息處理能力搭配不同內容媒體型態對認知負荷與學習成效的 影響，本研究分六組的實驗設計，實驗中的兩個應變項分別為訊息處理能力與內容媒 體型態。訊息處理能力分為：文字與聲音導向。內容媒體型態分兩個構面去分析，第 一個構面依照內容媒體型態的類型來分，可分為文字教材與聲音教材；第二個構面依 照內容媒體型態的媒體資訊量來分，可分為：單一型態教材與混合型態教材。本研究 將訊息處理能力與內容媒體型態的交互作用分為八個群組，依內容媒體型態的類型可 分成四個群組，依內容媒體型態的媒體資訊量可分成四個群組。本研究探討訊息處理 能力與內容媒體型態的適配性對認知負荷與學習成效的影響，所以以上八個群組依照 訊息處理能力與內容媒體型態的適配性定義是否為有適配群組，如下表 2。
表 2 實驗群組適配表 是否適配 文字導向學習者搭配文字教材 適配 文字導向學習者搭配聲音教材 非適配 聲音導向學習者搭配聲音教材 適配 聲音導向學習者搭配文字教材 非適配 適配單一型態教材群組 適配 非適配單一型態教材群組 非適配 適配混合型態教材群組 適配 非適配混合型態教材群組 非適配 四、資料分析 １．訊息處理能力與內容媒體型態對認知負荷影響之檢定 文字導向學習者搭配文字教材與文字導向學習者搭配聲音教材的認知負荷量平 均數分別為 11.93、14.58，而 t=-2.102，p=0.039*，p<0.05，到達顯著水準。聲音導向 學習者搭配聲音教材與聲音導向學習者搭配文字教材的認知負荷量平均數分別為 13.27、15.55，而 t=-2.205，p=0.029*，p<0.05，到達顯著水準。適配單一型態教材群 組與非適配單一型態教材群組的認知負荷量平均數分別為 13.76、16.15，而 t=-2.053， p=0.043*，p<0.05，到達顯著水準。適配混合型態教材群組與非適配混合型態教材群 組的認知負荷量平均數分別為 11.63、14.30，而 t=-2.486，p=0.015*，p<0.05，到達顯 著水準，如表 3。 表 3 訊息處理能力與內容媒體型態的適配性對認知負荷量差異的獨立樣本 t 檢定 各組 人數 平均數 平均 標準誤 T 值 自由度 顯著性 文字導向學習者搭配文字教材 44 11.93 .923 文字導向學習者搭配聲音教材 36 14.58 .859 -2.102 77.924 .039* 聲音導向學習者搭配聲音教材 60 13.27 .685 聲音導向學習者搭配文字教材 60 15.55 .777 -2.205 116.165 .029* 適配單一型態教材群組 45 13.76 .843 非適配單一型態教材群組 53 16.15 .807 -2.053 94.443 .043* 適配混合型態教材群組 59 11.63 .688 非適配混合型態教材群組 43 14.30 .827 -2.486 89.321 .015* *p<.05, **p<.001 由實驗結果顯示，訊息處理能力與內容媒體型態的適配性確實會影響學習者的認 知負荷程度，其中當學習者學習與自己本身的訊息處理能力相適配的內容媒體型態， 他所衍生的的認知負荷量會低於他學習與自己本身的訊息處理能力不相適配內容媒 體型態的認知負荷量。 ２．認知負荷量對學習成效影響之檢定 認知負荷程度會影響學習成效。認知負荷與再認能力存在線性關係，常數項為 24.028，t 統計量為-3.767，達顯著之水準 (p=0.000***)，如表 4，認知負荷與回憶能 力存在線性關係，常數項為 16.306，t 統計量為-5.130，達顯著之水準 (p=0.000***)，
如表 5。 表 4 再認能力與認知負荷量直線迴歸分析 未標準化係數 標準化係數 模式 B 之估計值 標準誤 Beta 分配 t 顯著性 1 (常數) 7.718 .321 24.028 .000 認知負荷量 -.081 .506 -.259 -3.767 .000** a.依變數：再認能力 b.*p<.05, **p<.001 表 5 回憶能力與認知負荷量直線迴歸分析 未標準化係數 標準化係數 模式 B 之估計值 標準誤 Beta 分配 t 顯著性 1 (常數) 7.508 .460 16.306 .000 認知負荷量 -.158 .031 -.343 -5.130 .000** a.依變數：再認能力 b.*p<.05, **p<.001 學習者的認知負荷量與再認能力是呈負相關的，表示當學習者的認知負荷程度越 大，其再認能力就愈低；學習者的認知負荷量也是與回憶能力是呈負相關的，表示當 學習者的認知負荷程度越大，其回憶能力就愈低。所以表示學習者的認知負荷程度愈 高，學習者的學習成效愈差；認知負荷程度愈低，學習者的學習成效愈好。
結論與建議
一、研究結論 本研究根據歸納出以下主要兩點結論，包含訊息處理能力與內容媒體型態的適配 性對認知負荷的影響及認知負荷量對學習成效的影響。 １．訊息處理能力與內容媒體型態的適配性對認知負荷的影響 本研究依據分析結果發現訊息處理能力與內容媒體型態的適配性對認知負荷有 顯著影響。認知負荷因素主要包括了學習者本身的特性及學習環境(Paas & Van Merriënboer, 1994) ，在學習者本身的特性方面，本研究用訊息處理能力來表示，在學 習環境方面，本研究則以不同內容媒體型態來表示。文字導向學習者搭配文字教材的 認知負荷程度顯著低於文字導向學習者搭配聲音教材；聲音導向學習者搭配聲音教材 的認知負荷程度顯著低於聲音導向學習者搭配文字教材。此結果顯示出：學習教材若 能與學習者本身的訊息處理能力有適配性，就可以降低學習者的認知負荷程度。 ２．認知負荷量對學習成效的影響 在認知負荷與學習成效的關係上，本研究發現在不同訊息處理能力與內容媒體型 態下，學習者的認知負荷對學習成效有顯著的負相關。即認知負荷程度愈高，學習者 的學習成效愈差；認知負荷程度愈低，學習者的學習成效愈好。此結果與先前學者(Pass & Van Merriënboer, 1994; Sweller, Van Merrienboer & Paas, 1998)研究一致。二、研究建議
１．本研究結果顯示學習者的訊息處理能力與不同內容媒體型態之交互作用對學 習成效與認知負荷皆有顯著的影響。文字導向學習者搭配文字內容媒體型態比搭配聲 音內容媒體型態的認知負荷程度較低，而聲音導向學習者搭配聲音內容媒體型態比搭
配文字內容媒體型態的認知負荷程度較低。學習教材內容的媒體型態若無法和學習者 的訊息處理能力相配合，不僅無法增加教材的理解度，反而會干擾學習者的學習，降 低學習成效或延緩學習時間。此結果提供多教學者一個重要的設計方針：內容媒體型 態應包含文字或聲音…等兩種以上媒體組合，並且可以讓學習者依照自己訊息處理能 力而去選擇適合自己的學習教材。 ２．針對不同訊息處理能力的學習者提供策略，以增進其學習成效。根據本研究 的結果，由於文字導向型的學習者容易在視覺感官刺激，可以接收到更多的資訊，在 短期記憶體中對文字訊息的編碼、處理及容量更好，而聲音導向型的學習者容易在視 覺感官刺激，可以接收到更多的資訊，藉由聽與說來保存、擷取記憶。對文字導向者 而言，本研究建議：讓他們學習文字內容媒體型態的教材，包含單一文字型態教材或 文字先聲音後之混合型態教材等。對聲音導向者而言，本研究建議：讓他們學習聲音 內容媒體型態的教材，包含單一聲音型態教材或聲音先文字後之混合型態教材等。 ３．本研究也發現學習者的認知負荷與學習成效之間呈現負相關，因為認知負荷 的衡量有一定的複雜度：例如利用主觀的評量方法，研究者需要自行發展評量問卷； 而利用生理測量的評量方法需要額外的儀器輔助，對一般的研究而言不僅成本高而且 也比較不方便。而本研究發現學習者的認知負荷與學習成效有相關性存在，使後續研 究的學者在衡量學習者認知負荷時，可經由衡量學習者的學習成效而得知學習者的認 知負荷程度。 ４．本研究提供出一套訊息處理能力分析系統，本系統可以有效的分析學習者的 訊息處理能力導向，可將區分出文字導向與聲音導向兩種，教學者可以依據學習者的 訊息處理能力給予相適配的內容媒體型態的學習教材，進而提供不同的教學策略，可 以降低學習者在學習上的認知負荷程式，進而提高學習成效。
參考文獻
[1] 杜家興(民92)。精緻性複誦技巧訓練對慢性精神分裂症住院病人之語文工作記憶效果。 私立中原大學心理學系碩士論文。 [2] 謝盛文（民95)。植基於短期記憶能力導向之適性化行動學習之研究。國立中山大學資 訊管理學系博士論文。[3] Atkinson, R. C. & Shiffrin, R. M.(1968). Human memory: A proposed system and its control processes, In K.W. Spence & J.T. Spence(Eds.), The psychology of learning and motivation. London: Academic Press.
[4] Bagui, S.(1998). Reasons for increased learning using multimedia. Journal of educational multimedia and hypermedia, 7(1), 3-18.
[5] Hede, A.(2002). An integrated model of multimedia effects on learning. Journal of Educational Multimedia and Hypermedia, 11(2), 177-191.
[6] Iding, M.(2000). Is seeing believing? Features of effective multimedia for learning science. International Journal of Instructional Media, 27(4), 403-415.
[7] Kulhavy, R. W., Stock, W .A. & Kealy, W. A.(1993). How geographic maps increase recall of instructional text. Educational Technology Research & Development, 41(4), 47-62. [8] Lee, R. & Mary M.(2005). Podcasting catches on, Pew Internet & American Life Project,
[9] Lindsay, P. H. & Norman, D. A.(1977). Human Information Processing: An Introduction to Psychology(2nded.). New York: Academic Press. Inc.
[10] Mayer, R. E. & Sims, K.(1994). For whom is a picture worth a thousand words? Extensions of a dual-coding theory of multimedia learning. Journal of Educational Psychology, 86(3), 389-401.
[11] Paas, F. G. W. C.(1992). Training strategies for attaining transfer of problem-solving skill in statistics: A cognitive load approach. Journal of Educational Psychology, 84(4), 429-434.
[12] Paas, F. & Van Merriënboer, J. J. G.(1994). Instructional control of cognitive load in the training of complex cognitive tasks. Educational Psychology Review, 6, 51-71.
[13] Paivio, A.(1971). Imagery and Verbal Processes. New York: Holt, Rinehart & Winston. [14] Paivio, A.(1986). Mental Representations: A Dual Coding Approach. Oxford, England:
Oxford University Press.
[15] Paivio, A. & Begg, I.(1981). Psychology of Language. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall, Inc.
[16] Sadoski, M. & Paivio, A.(2001). Imagery and Text: A Dual Coding Theory of Reading and Writing, New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates.
[17] Smith, S. M. & Woody, P. C(2000). Interactive effect of multimedia instruction and learning styles. Teaching of Psychology, 27(3), 220-223.
[18] Sweller, J., Van Merrienboer, J. J. G. & Paas, F. G. W, C.(1998). Cognitive architecture and instructional design. Educational Psychology Review, 10(3), 251-297.
[19] Vaughan, T.(1993).Multimedia: Making it Work, New York: McGraw-Hill.
[20] Wallys, W. C.(2005). IPod Sprouts Successful Changes in Media Landscape. Information Today, , 22(3), 25-26.
[21] Wierwille, W. W. & Eggmeier, F. L.(1993). Recommendations for mental workload measurement in a test and evaluation environment. Human Factor, 35, 263-281. [22] Wortman, C. B., Loftus, E. F. & Marshall, ME.(1992). Psychology(4th ed.). New York:
McGraw-Hill, Inc.
計畫成果自評
預期完成之工作項目 實際狀態 研究時程規劃 本計畫的執行，皆依預定的時間流 程進行。 研究成果發表 本研究成果已發表共計十篇國內外 期刊及研討會論文，如附錄一。 1 篇期刊 4 篇國際研討會 5 篇國內研討會 其中 3 篇為 EI-Index 所收錄的 文章。 對 1. 瞭解不同短期記憶能力的學習者在 訊息處理能力分析系統建置完成，於 學 術 研 究 預 期 之 貢 獻 不同媒體的資訊呈現方式下是否會影響 其認知負荷量與學習績效，以及其影響 程度。 2. 自動化分析出學習者的短期記憶能 力。 3. 針對不同短期記憶能力的學習者提 供學習策略，以增進其學習效果。 系統主要分成兩部份 第一部份是用聽覺量表製作聲音訊 息處理能力分析系統； 第二部份是用視覺量表製作文字訊 息處理能力分析系統，系統呈現畫 面如圖 3。 本研究在今年 5 月對大學生及研究生 進行實驗，實驗之樣本共計 222 人，以 隨機的方式分配到八組中。 結果顯示學習者的訊息處理能力與 不同內容媒體型態之交互作用對學 習 成 效 與 認 知 負 荷 皆 有 顯 著 的 影 響。 對 於 參 與 之 工 作 人 員 ， 預 期 可 獲 之 訓 練 1. 參與之相關工作人員，可藉此可學 習適性化教學的過程、短期記憶能力與 電腦網路結合的相關專業知識。 2. 「適性化」研究方面的人才，可在 本計畫中得到訓練與實踐。 3. 可藉此訓練參與工作的人員或學生 之適性化教學能力，以進一步培養進行 「適性化」研究的人才。 整個過程中，共有 2 位博士班學生、 10 位碩士班學生參與計劃的相關 規劃執行與推動。 參與整個研究計畫的相關研究生， 對於如何運用適性化技術於教學活 動中，皆有深刻的認知。
附錄一、已發表論文列表
期刊文章
1. 陳年興, 謝盛文(2006). 成人學習者與網路學習科目之適配性研究. 教學科技與媒 體, 75, 86-102. Grant No. NSC-94-2520-S-110-001.國際研討會文章
2. Chen, N.S., Kinshuk, Hsieh, S.W., Yang, Stephen J.H.(2006, July). Interaction Comparison between Traditional Classroom and Cyber Classroom Using Transactional Distance. The 6th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT2006), Kerkrade, The Netherlands, 626-628. Grant No. NSC94-2520-S-110-001. (EI)
3. Chen, N.S., Kinshuk, Wang, C.W., Chen, H. J.(2006, July). Mining e-Learning Domain Concept Map from Academic Articles. The 6th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT2006), Kerkrade, The Netherlands, 694-698. Grant No. NSC94-2520-S-110-001. (EI)
4. Chen, N.S., Hsieh, S.W., Kinshuk (2006, July). Adaptive Language Learning based on Learner's STM ability in M-learning Environment. The 6th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT2006), Kerkrade, The Netherlands, 1174-1175. Grant No. NSC94-2520-S-110-001. (EI)
5. Chen, N.S., Hsieh, S.W.(2005, December). Evaluation of Mobile Advertisement Effect Using Information Processing Theory. The 14th International Conference on Comparative Management: New Challenges in Asia Pacific Economy (ICCM2005), Kaohsiung-Taiwan, MIS3-1-27~41. Grant No. NSC94-2520-S-110-001.
一般研討會文章
6. 陳年興, 魏春旺, 陳弘哲(2006, May). Automatic Concept Map Construction for e-Learning Domain. 第二屆台灣數位學習發展研討會, 台南:國立臺南大學, 81. 國 科會 NSC94-2520-S-110-001. 7. 陳年興, 魏春旺, 許峰銜(2006, April). 網路學習之適性化教學設計與學習成效評 估. 第八屆全國資訊管理博士生學術交流研討會, 苗栗, 西湖渡假村. 國科會 NSC94-2520-S-110-001. 8. 郭順賢, 謝盛文, 陳年興(2005, December). 起落航線數位視聽教材發展應用之研 究. 全國計算機會議(National Computer Symposium 2005, NCS'05), 台南:崑山科 技大學, 1-20. 國科會 NSC 94-2520-S-110-001. 9. 陳年興, 謝盛文, 黃盟升(2005, October). 以互動性距離理論來探討傳統教室、遠 距教室與網路同步教室之學習滿意度差異., TANET 2005 台灣網際網路研討會, 台中:中興大學, 74. 國科會 NSC 94-2520-S-110-001. 10. 陳年興, 葉筱蘋, 林甘敏(2005, October). 以結構化觀察法解析混成教學與網路教 學對學生之學習成效與問題解決能力之影響., TANET 2005 台灣網際網路研討會, 台中:中興大學, 74. 國科會 NSC 94-2520-S-110-001. 11. 陳年興, 謝盛文, 謝財旺(2005, ) 手機上行動廣告表現方式與個人短期記 憶能力導向對廣告溝通效果之影響., IMP 2005 資訊管理暨實務研討會, 台 北:實踐大學, 國科會 NSC 94-2520-S-110-001.
