多媒體教材在行動載具上不同呈現方式之學習成效探討-以高一生活科技為例

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(1)國立交通大學理學院碩士在職專班網路學習組碩士論文. 多媒體教材在行動載具上不同呈現方式之學習成效探討 -以高一生活科技為例 The Study of Learning Achievement of Multimedia Courseware with Different Displaying Methods on Mobile Devices - in Senior High School “Living Technology＂ Classes as an Example. 研究生：何詩欽指導教授：陳登吉. 教授. 中華民國九十八年六月.

(2) 多媒體教材在行動載具上不同呈現方式之學習成效探討與評估 -以高一生活科技為例研究生：何詩欽 Student： Shih-Chin Ho 指導教授：陳登吉博士 Advisor：Dr. Deng-Jyi Chen. 國立交通大學理學院網路學習碩士在職專班碩士論文 A Thesis Submitted to Degree Program of E-Learning Collage of Science National Chiao Tung University in partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master in Degree Program of E-Learning June 2009 Hsinchu, Taiwan, Republic of China. 中華民國九十八年六月. II.

(3) 多媒體教材在行動載具上不同呈現方式之學習成效探討與評估 -以高一生活科技為例. 學生：何詩欽. 指導教授：陳登吉教授. 國立交通大學理學院網路學習碩士在職專班摘要科技發展日新月異，無線寬頻技術日趨成熟，行動載具價格廣受一般民眾接受，現今正邁入行動學習的時代，行動化學習，應更強調個人化學習，並更重視個人學習風格以及適合個人化的多媒體呈現方式，而多媒體教材該如何設計，先前已有許多文獻探討『多媒體不同呈現方式』對於提高學習有顯著成效;例如:多媒體實驗(文字、文字+圖片、文字+動畫)，所得結果為文字+動畫的組合成效最好(Szabo、Poohkay，1996)，而另一個多媒體實驗(文字、文字+圖片、文字+動畫)，所得結果為文字+圖片的組合成效最好(Lai， 1998)，但文獻中並未將『多媒體呈現方式』與『學習風格』作兩因子之實驗設計，是否因此得出結果並不統一，仍值得繼續研究。行動學習之學習工具-行動載具，其可呈現『資訊量』有限，而行動化學習更須重視個人化學習及個人『學習風格』與適合個人化之『多媒體呈現方式』，現今仍極缺乏文獻針對探討行動載具『資訊量』、『Felder & Silverman學習風格』、『多媒體呈現方 I.

(4) 式』三者的關聯。且因行動載具的螢幕較小，究竟何種多媒體呈現順序組合，才是對不同學習類型學習者是最好的方式？本研究採準實驗設計方法，實驗對象為新竹縣某所高中一年級 4 個班級學生共 154 人，實驗教材為高一生活科技「能源與動力科技」單元，探討行動載具上教材設計時『資訊量』數多少最佳，且『不同種類』的『多媒體呈現順序組合』之教材，透過實驗找出何種組合方式，對於視覺型、語言型學生，其學習成效最佳，並作為未來行動載具上製作多媒體教材設計之參考依據。國際數據資訊機構(IDC)預測未來智慧型手機將成為未來的主流，而 3.5 吋為其主流規格，故本研究實驗之設計控制螢幕大小於 3.5 吋下進行實驗，收集數據統計分析的結果發現如下： (1)搭配資訊量 4 的多媒體教材，其認知負荷最低。 (2)最適合在不分學習風格，整體考量下之行動載具上學習之多媒體呈現順序為(AP) (先聲音後圖像) (3)最適合語言型學生於行動載具上學習之多媒體呈現順序多媒體呈現順序為(TA) (先文字後聲音) (4)最適合視覺型學生於行動載具上學習之多媒體呈現順序之多媒體呈現順序為(AP) (先聲音後圖像) (5) 行動載具上學習多媒體教材其『認知負荷』與『學習成效』呈現高度相關。本研究的結果，將可提供教師在往後教導「能源與動力科技」主題教學時，製作行動學習之多媒體教材之參考。關鍵字：資訊量、學習類型、媒體呈現方式、認知負荷、行動載具. II.

(5) Student： Shih-Chin Ho. Advisor：Dr. Deng-Jyi Chen. Degree Program of E-Learning Collage of Science National Chiao Tung University. Abstract With the rapid development in technology, the technique of wireless broadband has been more and more sophisticated, and the price of mobile devices has been broadly accepted by customers. Even though the era of mobile learning is approaching nowadays, the importance of personalized learning shouldn’t be ignored. Many researches show different displaying methods can help students get greater achievement. For example, One research shows the team combining texts and animations got higher achievement(Szabo、Poohkay，1996). However, another research shows the team combining texts and pictures got higher achievement(Lai，1998).Because those two researches did not have same result,we need to do deeper research on the topic. This thesis is designed to do a research on the relationship among the amount of information carried by the mobile devices, different learning styles of student and the different displaying methods on mobile devices The method of the thesis is Quasi-Experimental Designs on 4 classes of 1st graders in a senior high school in Hsin Chu County in Taiwan; the teaching material is “Technology of Power and Motion” in the course of “Living Technology.” The thesis is intended to analyze:. (1) How much amount of information carried by mobile devices is the optimized terms of students of visual learning and verbal learning respectively? III. in.

(6) (2) What displaying method on mobile devices work best for students of visual learning and verbal learning respectively? The results of the thesis are presented as the following: (1) When the amount of information carried by mobile devices lies in 4, the cognitive load is the lowest for both students of visual learning and verbal learning. (2) The most optimized displaying methods on mobile devices is AP (Audio first and then Pictures). (3) The most optimized displaying methods on mobile devices for the students of verbal learning is TA( Text first and then Audio). (4) The most optimized o displaying methods on mobile devices for the students of visual learning is AP (Audio first and then Pictures). (5) The cognitive load of learning on mobile devices is highly related with the learning achievement. Hopefully, the results of the thesis can be widely used as a reference for teachers when implementing mobile learning in the near future.. Key words: Elements of Information、The Different Displaying Methods of Multimedia 、 Learning Styles、Cognitive Load、 Mobile Device. IV.

(7) 誌謝本論文能夠順利完成，首先要感謝指導教授陳登吉博士，感謝他為我的研究所求學旅程生涯上開創一條康莊大道，同時更感謝孔崇旭教授每星期從台中舟車勞頓北上來進行指導，其無論在論文上的寫作、及心靈上的鼓舞給予我莫大的鼓勵與支持，在學術研究領域中給予我許多啟發，讓我有許多學習的機會，因自己本身工作上的繁忙，常致使進度落後，感謝孔教授總是有耐心地指導，且鼓勵著我，與教授討論完，總是又讓我再度充滿信心，調整方向，繼續前進。且對於我投入許多時間與精神來指導，讓我學習到了許多在學術研究上所應堅持的嚴謹和審慎的態度，在此誠摯致上無限的謝意與感激。在交大學習的兩年，體會到同時扮演好多個角色，確實蠻不容易，身為一位老師、先生、父親、同時又是學校組長、也是交大的學生；家庭、工作、學業希望都能均衡照顧好，在職進修的期間，所有時間都被排滿，『充實的』過日子，但總算是一直堅持到最後論文的完成。感謝我的大學同學楊青山，是他鼓勵我來報考，我才有此機會進入到此一學習殿堂，另外感謝口試委員給予我珍貴的建議，讓我的論文更加充實，且完善，也很感謝實驗室的同學，郁雯學姊、哲維、秉文、鈺群、俊呈同學，感謝您們不論在論文的寫作、統計分析等方面指導我甚多，這兩年來相互鼓舞、打氣、並陪伴著我成長，還有我任教學校的同仁郭慧蘭、陳翠英老師您們的協助，以及我任教的學校教務處同仁在我這兩年來的協助、包容體諒，最後要感謝老婆及小孩在此段期間給予我全力的支持與體諒，使我能全心全意完成論文。非常感謝您們！同時也謝謝我最親愛的爸爸、媽媽及我的親友們對我的關懷與協助，是背後支撐我的最大力量，我才能一路有衝勁，順利拿到學位! 謹將此論文獻給我最親愛的家人及協助、關心本論文完成的師長、朋友及親友們。何詩欽. 謹誌. 中華民國九十八年七月. V.

(8) 目錄目錄.......................................................................................................................................................................VI 表目錄...................................................................................................................................................................IX 圖目錄...................................................................................................................................................................XI 一、緒論................................................................................................................................................................. 1 1.1 研究背景與動機 .......................................................................................................................................... 1 1.2 研究目的與問題 .......................................................................................................................................... 5 1.3 名詞解釋 ...................................................................................................................................................... 5 1.3.1 學習風格 .............................................................................................................................................. 5 1.3.2 行動載具 .............................................................................................................................................. 5 1.3.3 行動學習(Mobile Learning) ................................................................................................................. 6 1.3.3 學習成就（Learning Achievement） ................................................................................................... 7 1.4 研究範圍與限制 .......................................................................................................................................... 7 二、文獻探討......................................................................................................................................................... 8 2.1 學習風格...................................................................................................................................................... 8 2.1.2 學習風格與學習成效關係................................................................................................................ 13 2.1.2 Felder & Silverman學習風格量表 ..................................................................................................... 14 2.2 訊息處理理論............................................................................................................................................ 16 2.2.1 短期記憶之初始收錄本質為聽覺形式 ............................................................................................ 18 2.2.2 短期記憶與工作記憶之關係 ............................................................................................................ 19 2.3 多媒體呈現方式 ........................................................................................................................................ 20 2.3.1 多媒體的定義 .................................................................................................................................... 20 2.3.2 多媒體學習認知理論......................................................................................................................... 21 2.4 相關研究 .................................................................................................................................................... 25 2.4.1 學習風格對學習成效影響................................................................................................................. 25 VI.

(9) 2.4.2 多媒體呈現方式對學習成效影響 ..................................................................................................... 27 三、研究架構與方法 ........................................................................................................................................... 29 3.1 研究流程及架構 ........................................................................................................................................ 29 3.1.1 研究流程 ............................................................................................................................................ 30 3.1.2 研究架構 ............................................................................................................................................ 31 3.2 實驗設計 .................................................................................................................................................... 32 3.2.1 實驗步驟 ............................................................................................................................................ 32 3.2.2 實驗設計 ............................................................................................................................................ 34 3.2.3 實驗對象 ............................................................................................................................................ 40 3.2.4 取樣方法 ............................................................................................................................................ 41 3.3 研究工具 .................................................................................................................................................... 41 3.3.1 Felder 和Silverman學習風格量表 .................................................................................................... 41 3.3.2 多媒體教材 ........................................................................................................................................ 42 3.3.3 生活科技學習成效後測試卷 ............................................................................................................. 44 3.3.4 認知負荷量表 .................................................................................................................................... 45 3.4 資料處理 .................................................................................................................................................... 45 3.5 多媒體教材編輯製作 ................................................................................................................................ 46 3.5.1 多媒體教材編輯製作軟體─智勝編輯手 ......................................................................................... 46 3.5.2 多媒體教材畫面設計......................................................................................................................... 48 3.5.3 多媒體教材編輯................................................................................................................................ 49 四、結果與討論 ................................................................................................................................................... 54 4.1 探討適合行動載具畫面大小單面教材資訊量......................................................................................... 54 4.1.1 進行階段一實驗前的前測分析 ......................................................................................................... 54 4.1.2 階段一實驗後測成績單因子變異數分析的結果 ............................................................................. 55 4.1.3 階段一實驗認知負荷量統計表 ......................................................................................................... 55. VII.

(10) 4.1.4 階段一實驗結果摘要......................................................................................................................... 57 4.2 教材類型對「語言型」四組學生在學習成效上的差異......................................................................... 58 4.2.1 前測分析-[語言型]學生的同質性檢定 ............................................................................................ 58 4.2.2 [語言型學生]與教材類型之變異數分析 .......................................................................................... 59 4.2.3 [語言型學生]與教材類型之學習成就比較 ...................................................................................... 61 4.3 教材類型對「視覺型」四組學生在學習成效上的差異......................................................................... 62 4.3.1 前測分析-[視覺型]學生的同質性檢定 ............................................................................................ 62 4.3.2 [視覺型學生]與教材類型之變異數分析 .......................................................................................... 63 4.3.3 [視覺型學生]與教材類型之學習成就比較 ...................................................................................... 65 4.4 教材類型對整體學生(所有樣本)在學習成效上的差異 .......................................................................... 66 4.4.1 前測分析-[視覺+語言型]八組學生的同質性檢定 .......................................................................... 66 4.3.2 [視覺+語言型]八組學生與教材類型之變異數分析 ....................................................................... 66 4.4.3[視覺+語言型]八組學生與教材類型之學習成就比較 .................................................................... 68 4.5 認知負荷與學習成效相關性分析............................................................................................................. 69 4.6 結果摘要 .................................................................................................................................................... 69 參考文獻............................................................................................................................................................... 74 附錄一學習風格量表 ......................................................................................................................................... 78 附錄二學習成就測驗試卷 ................................................................................................................................. 84 附錄三認知負荷問卷 ......................................................................................................................................... 89. VIII.

(11) 表目錄表 1 國內外學者對學習風格之定義.................................................................................................................... 9 表 2 學習風格歸類表 ......................................................................................................................................... 13 表 3. FELDER. 和SILVERMAN 的學習風格四個學習面向.................................................................................... 15. 表 4 多媒體的定義參考MAYER(2001)後自行整理 ......................................................................................... 21 表 5 多媒體學習認知理論三項重要假設.......................................................................................................... 22 表 6 階段一實驗分組之觀看教材順序方式(*註 5:為避免次序效應) ............................................................. 38 表 7 階段一實驗分組方式.................................................................................................................................. 38 表 8 階段二的實驗設計分組.............................................................................................................................. 40 表 9 多媒體教材教學活動設計.......................................................................................................................... 42 表 10 專家學、經歷及年資表............................................................................................................................. 44 表 11 試題預試之統計表 .................................................................................................................................... 44 表 12 階段一實驗-不同資訊量之語言型教材 ................................................................................................... 50 表 13 階段一實驗-不同資訊量之視覺型教材 ................................................................................................... 51 表 14 階段二實驗-四種教材(不同多媒體呈現順序)-1...................................................................................... 52 表 15 階段二實驗-四種教材(不同多媒體呈現順序)-2...................................................................................... 53 表 16 階段一實驗前測成績分析結果................................................................................................................. 54 表 17 階段一實驗學生分組同質性檢定 ......................................................................................................... 55 表 18『學習類型』與『階段一實驗後測成績』之單因子共變數分析摘要表 .............................................. 55 表 19 階段一實驗認知負荷統計表..................................................................................................................... 56 表 20 階段二實驗前測分析-同質性考驗 ........................................................................................................... 58 表 21[語言型]學生的同質性檢定 ....................................................................................................................... 59 表 22[語言型學生]與[四種教材類型] 之變異數分析摘要表 ........................................................................... 59 IX.

(12) 表 23[語言型學生]與[四種教材類型]之成對比較 ............................................................................................ 60 表 24[語言型學生]與[四種教材類型] 之學習成就比較表 ............................................................................... 61 表 25 實驗二之 4 種教材 .................................................................................................................................... 61 表 26[視覺型]學生的同質性檢定 ....................................................................................................................... 63 表 27[視覺型學生]與[四種教材類型] 之變異數分析摘要表 ........................................................................... 63 表 28 視覺型學生]與[四種教材類型]之成對比較............................................................................................. 64 表 29[視覺型學生]與[四種教材類型] 之學習成就比較表 ............................................................................... 65 表 30[視覺+語言型]八組學生 * [四種教材類別]與誤差變異量的 LEVENE 檢定等式................................ 66 表 31[語言+視覺型學生]與[四種教材類型] 之變異數分析摘要表................................................................. 67 表 32[所有樣本學生]與[四種教材類型]之成對比較......................................................................................... 67 表 33 所有學生與[四種教材類型] 之學習成就比較表 .................................................................................... 68 表 34 認知負荷與學習成效之相關係數檢定摘要表 ........................................................................................ 69. X.

(13) 圖目錄圖 1 (2002~2007 年)手機裝置整體出貨量......................................................................................................... 2 圖 2 行動載具定義圖 ........................................................................................................................................... 6 圖 3 訊息處理的歷程資料來源：ATKINSON & SHIFFRIN (1968)...................................................................... 17 圖 4 圖像(圖片或動畫)的認知處理歷程；資料來源: (MAYER, 2001） ......................................................... 23 圖 5 語音(旁白)的認知處理歷程；資料來源: (MAYER, 2001） ..................................................................... 23 圖 6 文字(視覺的)認知處理歷程；資料來源: (MAYER, 2001） ..................................................................... 24 圖 7 研究步驟及流程 ......................................................................................................................................... 30 圖 8 研究架構 ..................................................................................................................................................... 31 圖 9 實驗流程圖 ................................................................................................................................................. 32 圖 10 不可切割資訊量-採用遮罩...................................................................................................................... 35 圖 11 「能源與動力科技」課程SCORM AGGREGATION 架構 ........................................................................ 43 圖 12 智勝編輯手的教學理念............................................................................................................................ 46 圖 13 電腦模擬行動載具之視窗畫面 ................................................................................................................ 48 圖 14 電腦模擬 3.5 吋行動載具之操作說明 .................................................................................................. 49. XI.

(14) 一、緒論 1.1 研究背景與動機無線網路普及，行動載具推陳出新，除通訊便利之外，亦使得行動學習日益蓬勃發展，而行動載具有許多優點，如行動性高、手握式(高可攜性)、且可無線上網等.，但同時也有許多其先天上的限制，如畫面小、可容納資訊少、下載速度慢等缺點，在現今提倡 E 化教學之教育環境下，行動載具已普遍應用於學習上(Motiwalla，2007；Virvou、 Alepis，2005；宋曜廷、張國恩、于文正，2006；許耀升、羅希哲，2007；陳祺祐、林弘昌，2007；楊舒婷、彭心儀、周倩，2004)，教師是否能結合其行動載具之優點，同時利用多媒體設計理論，期能克服行動載具先天缺點及限制，設計出搭配小畫面，同時又能有效提升學習成效之教材。教育部（2001）「大學學術追求卓越計畫」提出影響未來學習環境的主要技術有二：（1）無線網路與寬頻技術的發展，藉由無線寬頻網路，可隨時提供學習者進行各類型之學習活動；（2）行動載具的發展，例如 PDA、筆記型電腦、EPC、還有近兩年所引進的智慧型手機 iphone 等，都普遍地被大眾所應用。因此，無線寬頻技術成熟，行動載具價格廣為大眾接受，行動學習的時代已經來臨(陳祺祐、林弘昌，2007)。一、無線網路普及 Desmond, K. 在 2004 年亞洲開放大學協會第 18 屆年會論文中曾提及到「從來沒有一項技術在人類歷史上像行動電話那樣被大眾百姓應用到如此普遍的地步」，同時提到了「行動電話是大家到哪裡都會随身携带的物品。」(Desmond，2004)，而統計資料指出，台灣 2009 年第一季行動電話用戶數為 2567 萬戶，手機門號人口普及率為 111.3%；其中，手機開通行動上網功能之行動上網用戶約 1617 萬戶，占行動通信用戶比例提昇至 63.0%(資策會 FIND 中心，2009)。現今無線環境趨於成熟，只要可利用手機進行通訊之地區，皆可行動上網進行資訊 1.

(15) 交換(如收發 MAIL，查詢所需資訊…等)，此外還可進行「行動學習」，隨時隨地提供學習者進行各類型之學習活動(楊舒婷、彭心儀、周倩，2004) 二、行動載具發展成熟-智慧型手機成為未來主流行動裝置的推陳出新，教學者可結合線上學習平台及無線通信設備，產生「行動學習」新型態學習 (陳祺祐、林弘昌，2007)，根據國際數據資訊機構(IDC)數據指出，預測未來整合式手機 (智慧型手機)將成為未來的主流，如圖 1 所示. 單位：萬手持式手機. 智慧型手機. 圖 1 (2002~2007 年)手機裝置整體出貨量資料來源： IDC 網站. 國際數據資訊機構(IDC)預測，全球整體智慧型手持式裝置產量逐年增加，顯示現今全球智慧型手機市場正於高速成長，一般傳統手機將漸被取代(林玉婷，2008;國際數據資訊 IDC，2009)，而智慧型手機結合多功能優點，加強了無線上網與 iPod 等.功能. 2.

(16) （Jobs,2006），而 iPod 早已被拿人來當作成學習英文工具之ㄧ，且當 iphone 推出後， 3.5 吋面板確立智慧型手機面板主流規格，且中小尺寸面板業者表示，3.2~3.5 吋已經差不多是手機面板的極限(資訊工業發展推動計畫服務網，2009)，智慧型手機推出後，對於行動學習的教材設計上，增加更大的發展空間(張偉杰、林弘昌，2007)，同時，經國際市場調研機構 Canalys 數據指出，iPhone 在美國智能手機市場的佔有率為 28%(Canalys 網站,2008)，且由於智慧手機功能愈來愈強，微軟執行長巴摩（Steve Ballmer）預估，未來智慧型手機市占率將達全部手機市場的五成(經濟日報，2009)，所以作者在編製行動載具多媒體實驗教材時，決定以 3.5 吋面板之螢幕大小作為實驗之控制變數。. 三、工作記憶有數目的限制人的工作記憶容量有資料數目(Chunks)的限制而無資料大小(the size Chunk)限制 (Cowan，2001；Miller，1956)，語言記憶容量的能力大約是 7±2 (Miller，1956)，圖像記憶容量的能力約能記憶個 4±1 圖形資料項目(Cowan，2001)，但是這一些經過無數次實驗所得到的數字，卻都是在桌上型電腦的之下所得到的，至今，仍相當缺乏於行動載具之小螢幕尺寸實驗相關的文獻，故本研究希望針對行動載具之小螢幕尺寸進行實驗，有效解決行動載具呈現資訊量有限問題，先前研究指出行動載具(例如 PDA 、智慧型手機)，螢幕小，呈現資訊有限。(陳祺祐、林弘昌，2007)，但探討適合行動載具上的多媒體教材的『資訊量』文獻很少，而智慧型手機將成為未來行動載具的主流，故想探討若螢幕大小控制為 3.5 吋時，教材設計之最佳資訊量為何（本實驗教材設計依據）四、學習風格會影響學習成效學習風格可定義出學生接收和處理資訊的方式。每一個學生都有自己獨特的學習風格。(Felder、Silverman，1988)，而學生的學習風格會顯著影響到學生學習成就表現 (Chou、Wang，1999)。. 3.

(17) 五、多媒體資訊呈現方式會影響學習成效 Mayer研究指出，認為利用雙通道處理訊息能增加工作記憶容量，提升處理資訊能力，但也避免學習者必須同時注意兩種相同形式的訊息(R. E. Mayer，2001)，不同資訊呈現方式，將影響學習者外在認知負荷，進而影響學習成效(R. Mayer、Moreno、Boire、 Vagge，1999)，同時不當的感官刺激非但不能幫助了解，反而降低學習成效，例如同時呈現文字(視覺的)與旁白(聽覺的)之多媒體模式會導致分散注意力效果(Mousavi、 Low、Sweller，1995)，即同時呈現相同文字(視覺的)與旁白(聽覺的)對學習成效有負面的影響(Kalyuga，2000)，而謝財旺之研究中，利用不同之多媒體呈現順序進行實驗後，結果指出，『聲音導向』之學習者，其在多媒體呈現順序為（聲音先文字後）學習效果最佳，而『文字導向』則在（文字先聲音後）之多媒體呈現下學習成效最好(謝財旺，2005) ，同時解釋了壆生之『學習風格』將影響學生『接收與處理資訊』方式，及同一種多媒體教材並非適合所有學習者；學習者之訊息處理能力與教學內容呈現方式的適配方可提高學習成效(謝盛文，2006)，換句話說，不同學習風格的學習者須搭配合適的多媒體教材才可提高學習動機及成效。現今正邁入行動學習的時代，行動化學習，應更強調個人化學習，並更重視個人學習風格以及適合個人化的多媒體呈現方式，而多媒體教材該如何設計，先前已有許多文獻探討多媒體如何呈現方式對於提高學習有顯著成效，但文獻中鮮少將多媒體呈現方式與學習風格合併做交互作用之討論，故結果並不統一，查閱後中外論文後，發現現今仍極缺乏文獻針對探討行動載具『資訊量』、『學習風格』、『多媒體呈現方式』三者的關聯。且因行動載具的螢幕較小，究竟何種多媒體呈現順序組合，才是對不同學習類型學習者是最好的方式？本論文研究動機旨在探討行動載具之教材設計，其資訊量數多少為最佳，且針對視覺型、語言型學生，其觀看不同類型之多媒體呈現順序組合教材，何種學習成效最佳，並嘗試找出較好的組合方式，作為未來於行動載具上製作多媒體教材設計之參考依據。 4.

(18) 1.2 研究目的與問題根據以上的研究動機，本研究擬提出如下的研究目的： 1.探討利用行動載具學習時，最適合 3.5 吋畫面大小之單面教材資訊量為何。 2.探討不同類型學習者與不同呈現方式教材之學習成就表現與其差異情形視覺型學生Î較適合之教材呈現方式及順序為何種語言型學生Î較適合之教材呈現方式及順序為何種 3.探討於行動載具上不同呈現方式教材下，認知負荷對學習成效是否有相關性。. 1.3 名詞解釋 1.3.1 學習風格學習風格是（Learning Style）是指個人對訊息處理（Information processing）的習慣，亦即學習者在知覺、思考、解決問題、和記憶方面的典型表現，也就是在訊息處理的過程中，個體在感覺偏好、資訊編組、及記憶保留方面的特殊屬性，與不易改變的習慣性(劉信雄，1992) 。. 1.3.2 行動載具行動載具指的是具有：行動性高、手握式(高可攜性)、且可無線上網，並可讓學習者在任何時間、地點，使用無線通訊，進行行動學習的電子資訊產品，例如：行動 3G 手機（Mobile Phone）、個人數位助理(PDA)、、智慧型手機 Smartphone 等…可透過無線網路，進行存取數位資訊內容的裝置或設備。在 Seppälä, & Alamaki(2003)所提出的行動載具定義圖（圖 2 ），明確地點出了行動載具所應有的幾個重要特性: 行動性強（Mobile）、手握（Handheld）、無線上網 Wireless。. 5.

(19) 標準筆記型電腦. 可攜性行動可無線上網之筆記型電腦. 無線上網. 標準 PDA 智慧手機. 可無線上網之桌上電腦. 圖 2 行動載具定義圖資料來源:Seppälä, & Alamäki (2003). 1.3.3 行動學習(Mobile Learning) 行動學習的定義，可透過以下兩點進行簡單定義: 一、使用行動載具和無線網路傳輸工具與媒體進行行動學習。 (Hoppe、Joiner、Milrad、 Sharples，2003) 二、無處不在的連結與溝通，可隨時隨地提供學習者進行各類型之學習活動(楊舒婷、彭心儀、周倩，2004) 。綜上所述，可知由於行動通訊技術的快速發展與普及，行動學習已漸漸成為重要的學習管道之一。由於線上學習的蓬勃發展、無線網路設備的快速普及、行動裝置的推陳出新，讓教學者有機會結合線上學習平台及無線通信設備，產生了「行動學習」這種新型態學習。(陳祺祐、林弘昌，2007)，而行動學習是一種全新的學習方式，學習者藉由可輕便攜帶、同時可隨時上網之行動載具，使學習不再受時空與場地限制。. 6.

(20) 1.3.3 學習成就（Learning Achievement）學習成就係指學生在學科學習之後所做的測驗之成果表現。本研究中的學習成就指的是受試者在接受研究者所設計之高一生活科技「能源與動力科技」多媒體教材課程後，於成就測驗中所得到的分數，分數越高代表學習成就越大。. 1.3.4 多媒體教材本研究中的多媒體教材指的是依據華興出版社之『生活科技』課程「-能源與動力科技」單元，透過智勝國際開發的「編輯手6.0」重新設計編輯之教材，以高一生活科技『能源與動力科技』為學習內容進行編輯，並將教材依實驗一及實驗二之自變項共編輯成十種不同教材，分別進行兩階段實驗，實驗一教材;共做六種不同學習類型與資訊量[學習風格(2種)×資訊量(3種)=6種]，而實驗二教材；自變項為『學習類型』與『不同多媒體呈現順序』，共做四種不同種類教材 [A(TA)、B(AT)、C (PA)、D(AP)]，將在3.2節實驗設計單元中詳細介紹。. 1.4 研究範圍與限制本研究以高一生活科技「能源與動力科技」為多媒體教材，準實驗設計，以新竹縣某高中一年級學生為實驗對象。所得之結果僅能推論高一生活科技「能源與動力科技」之教學參考，是否能推論至其他的教學內容，有待進一步的研究。. 7.

(21) 二、文獻探討 2.1 學習風格學習風格（learning style）一詞最早於1976年，由Kolb 提出，其學習理論乃是根據他自己所提出的經驗學習模式(Experiential Learning Model)而發展出來的。所謂的學習風格是（Learning Style）是指個人對訊息處理（Information processing）的習慣，亦即學習者在知覺、思考、解決問題、和記憶方面的典型表現，也就是在訊息處理的過程中，個體在感覺偏好、資訊編組、及記憶保留方面的特殊屬性，與不易改變的習慣性。(劉信雄，1992)。學習風格可定義出學生接收和處理資訊的方式。每一個學生都有自己獨特的的學習風格，而學習風格它本身沒有好壞的分別，所以有其獨特性存在，教師除具備教學技能外，能瞭解學生的個別差異，因才施教，學生才能獲得最大的學習成就(Felder、Silverman，1988)，「學習風格」指的是學生在學習情境中所表現出來的個人偏好(黃玉枝，1991)。就在學習風格一詞（learning style）於 1976 年被提出後，受到美國廣泛研究與討論，國內外許多學者對學習風格也都提出各自看法學習風格是每位學習者，其獨特喜愛之學習偏好，然而更值得我們去重視的是，『學習風格』與『學習成效』具極高相關性，而善用風格量表，進而了解每一位學生的獨特學習類型，教學者能依其偏好之訊息處理方式，給予適性化的教材或教學方式的得調整，學習者之學習風格會顯著地影響到學生學習成就表現 (Chou、Wang，1999)，也學習者要達成有效學習之重要因素之ㄧ現代無線網路技術成熟，行動載具普及，未來行動學習，數位學習網站若能分析每位學習者獨特學習偏好後，並給予最佳適性化(為每位學習者量身訂造之多媒體呈現教材)數位學習教材，應能提升學習者學習動機與學習效果。但『學習風格歸類方式』多元化，多媒體教材之研發設計者必須考慮到，依據每種教材其特殊屬性，及使用時機， 8.

(22) 地點不同，需透過選擇適當之學習風格分類工具，方能真正達到讓每位學習者感覺到正在學習中之『多媒體呈現教材』正是為己量身訂造，同時進而達成不受時間地點限制，又可增加學習動機，有效提升學習成效之『行動學習』具體目標。學習風格的模式與分類法繁多，茲將國內、外學者對學習風格所下定義整理如表 1 : 表 1 國內外學者對學習風格之定義 Kolb(1976). 學習者在具體經驗、觀察和反應、形成抽象概念、行動以產生新經驗等四個學習階段的行為表現。. Dunn &Dunn(1978). 主張學習類型是學生達到最佳成就之學習方式，而自我覺知是學習類型之指標。他們提出十八種學習類型之要素，分屬四個類別即環境的、情感的、社會的與身體的。. Hunt(1979). 學習者最有可能學習成功的教育條件或情境。描述學生如何學習，而非學到些什麼。. NASSP(1979). 界定學習類型是個人獨特之認知、情意與生理之行為，是個人知覺與學習環境之交互作用，並加以反應相當穩定之指標。學習者與其學習環境相互影響之知覺中，培養出一種具穩定性的反應方式，通常包含個人的認知風格、情意特徵與習慣的特性。. Butler(1982). 學習風格顯示出一個人所用之最容易、最有效率、最有成效地了解自己、外界以及兩者間關係的方法或策略. Schemeck(1982). 學生在不同情境中，慣用某一特殊學習策略的傾向。. Garger & Guild(1984) 學習者致力於一項學習任務時，經由其行為和人格的交互作用而表現出來之穩定而普通的特徵。 McDermott(1984). 是學生在學習過程中所表現出來的獨特方式，包括了可觀察的解. 9.

(23) 決問題的策略、下決策的行為以及學生對於在學校情境中所碰到的限制和他人期望所產生的反應。林生傳(1985). 學習風格是個人所喜愛的學習方式，它代表影響個人如何去接受刺激、記憶、思考與解決問題的人格與心理特性。. 郭重吉(1987). 學生在學習過程中所表現出來的個人方式或作風；此種方式或作風是個人在影響學習成果的變因(包括個人與環境，或是認知、情意和社會的變因)，以及學習過程和策略方面所表現出來相當穩定的一些特徵. Felder. 指學習者接收和處理資訊的方式，具有獨特性、多樣化的面向，. &Silverman(1988). 沒有好壞的分別，教師應依學習者的風格來互動。. Keefe(1988). 學習者與其學習環境交互影響中，培養出的一種具有相當穩定的反應方式，通常包含了個人的認知型態、情意特徵與生理習慣等特性。. Canfield(1988). 學生在學習環境中的班級氣氛、團體人際關係、動機因素，對學科的興趣、感覺輸入及對成功或失敗的預期。. Curry,L. (1991). 個人經由學習或經驗以獲取知識和技能時，獨特而慣用的方式。. 劉信雄(1992). 個人對訊息處理（Information processing）的習慣，個體在訊息處理的過程中，在感覺偏好、資訊編組、及記憶保留方面的特殊屬性，與不易改變的習慣性。. 林麗琳(1995). 學習風格包含認知、情意、社會、生理的因素，且具有獨特性、穩定性及一致性。簡言之，學習風格是指個人在學習過程中的學習偏好，也就是達成有效學習的習慣性反應傾向。. Reid(1995). 學習風格指個體在瞭解與汲取新訊息的過程中所呈現內在特質。. Heineman(1995). 學習風格是探討學習過程以便了解學習環境中之互動關係 10.

(24) 張春興(1995). 學習風格是指學生在變化不居的環境中從事學習活動時，經由其知覺、記憶、思惟等心理歷程，在外顯行為上表現出帶有認知、情意、生理三種性質的習慣性特徵。. 許靜霙(1998). 個人在不同的學習情境中所表現出來的一種喜好、習慣或傾向，它包括對某種學習材料的喜好，習慣採用某種解決問題的學習策略或傾向採用某種反應的方式，這些喜好、習慣或傾向係受生理、認知、情感、環境諸方面的影響，且具有獨特和一致性。. Hanson &Silver(1998) 學習風格是指個體吸收資訊與處理所吸收資訊的方式，包含個體的認知習慣及情意方面的個人偏好。學習者可透過感官或直覺來吸收資訊，以及透過邏輯性思考或主觀感受來判斷處理個人所吸收的資訊。吳百薰(1998). 學習風格是指學生在學習情境的交互影響中，對於環境、情緒、社會、生理和心理等多方面刺激，所產生的特殊偏好及對刺激慣用的反應方式，是一種相當穩定的心理傾向。. 郭玉婷（2001）. 係指個別學生在教師教學和自身學習的過程中，因為認知、情感、生理、環境、社會、文化等因素的影響，產生不同的學習行為、學習偏好、學習策略與學習態度。而這種特定的學習風格，在個體的表現上具有穩定性、在時間上具有持續性. 賴苑玲（2001）. 學習風格是指學習者對學習環境的理解及其個體與環境交互作用下的產物，因為每個人有自己的學習方式，為了促進學業成就，最好的方式是配合學生的學習方式. 伍賢龍（2002）. 學習風格是指個體專心處理、內化與記憶新的與困難的資訊之方式；它也是個體對於環境、情緒、社會、生理與心理等五項基本刺激，做出反應以熟練於新的及困難的學術資訊與技能的方式。 11.

(25) 學習風格不是能力，而是使用能力的偏好方式；是社會化的結果，在大部分情境中，具有某種程度的一致性。施瀛欽（2002）. 學習風格是指學習者在不同學習情境中所慣用的學習作風，其作風會受到認知、情意、社會、生理等因素交互之影響，是一種相當穩定的反應方式。. 廖啟男（2002）. 學習風格為學生在其學習過程與學習情境之間的交互影響下，經由知覺、記憶、思維等心理歷程，對環境、情緒、物理、社會等刺激，在外顯行為上表現出帶有認知、情意、生理三種性質的習慣性特質和特殊偏好以及反應方式，是一種相當穩定且一致性的個人心理傾向。. 張銘棋（2003）. 學習風格包含認知、情緒、社會、生理的因素，具有獨特性、穩定性和一致性，是個人在學習過程中慣用的方式，也是達成有效學習的獨特性反應傾向。. (管怡婷，2004). 學習風格並不代表學習能力的好壞，沒有哪一種學習風格就是最好的，或者是比較差的，而是需要依據當時的學習活動與學習情況，作進一步的輔導與探究。. (王昌傑，2005). 學習者在感官和直覺上，受到認知、情緒、社會、生理等因素的影響，經由知覺、記憶、思維等心理歷程，透過思考與感受的判斷，表現出具有認知、情意等習慣性的行為特質以及特有、穩定和一致性處理的反應方式，學習時喜好運用的行為策略及學習過程中慣用的學習模式來源:部分參考(管怡婷，2004) ，與作者自行整理過. 12.

(26) 雖然學習風格定義繁多，但 Claxton與Murrell於1987年根據四個層面將各種學習風格歸類(Claxton、Murrell，1987)，如表 2 ：表 2 學習風格歸類表. 學習風格歸類方式一、多面向與教學偏好學習者較為偏好的學習環境。. 學習風格代表. Dunn & Dunn(1978). (multidimensional and instructional Preference ) 二、訊息處理方式. 學習者處理資訊時，較偏好利用 Felder & ilverman(1988)、. （information. 何種認知方法來處理資訊。. Gregorc(1979)、Kolb(1985). processing）三、社會互動方式. 學習者與學習環境之互動方式。 Reichman &Grasha(1974)。. （social interaction）四、個人化面向. 由於學習者的個人獨特化，採取 Myers &McCaulleey(1985). （personality. 自己的方式來學習。. dimension）表格內容參考自(Claxton、Murrell，1987)，作者自行整理. 2.1.2 學習風格與學習成效關係學習風格是指個人在學習過程中的學習偏好，即為『能夠構成有效學習』的習慣性反應傾向(林麗琳，1995)。而了解學習風格的目的，主要是用於改善學校教學(張春興， 1995)，希望透過了解個別學習者偏好學習方式的不同需求，有助改進學校之教學活動，提升學生之學習效果，而運用 Kolb 的分類方式後，發現大學生的學習風格會顯著影響到學生學習成就，而學習風格與訓練方式的交互作用也會影響到學習的成效(Chou、 Wang，1999)。不同學習風格學習者，其偏好學習方式不同，但只要網路教學課程同時兼顧到不同學習風格者的需求，即可讓不同學習風格之學習者得到相近且較佳之學習成效(Kraus、 13.

(27) Reed、Fitzgerald，2001)，而大多數的教師都知道，針對於缺乏動機、持續性或責任感的學習者，應該給予不同的教學方式，不過觀察的結果顯示教師都以相同的方法，教導不同學習風格的學生(簡紅珠，1992)；其實教師可針對教材內容，多設計幾種不同類型的引起動機方式，來引起學習者的興趣(蔡秉燁、許智豪，2004)。在無線寬頻技術日趨成熟的今日，行動載具普及，正邁入行動學習的時代，而行動化學習，則更強調個人化學習，並更重視個人學習風格，而教學者也該用心思考，了解學生之獨特且不同的學習與處理資訊的方式後，如何設計出融入不同學習偏好策略以配合不同學習風格的學生，引導學習者做最適當之學習，提升學習成效至最佳狀態，是每位教學者的心願。由上述討論，瞭解學習風格是影響學習之重要因素，故本研究加入學習風格因素作為本研究自變項，但觀看完以上參考文獻發現，文獻討論訊息處理能力與多媒體呈現方式之交互作用人相當缺乏，作者找的幾篇，也都是在一般閱讀及個人電腦所進行之實驗，在行動載具小螢幕上探討訊息處理能力與多媒體呈現方式之交互作用，就更少了，也因此更確定朝這方向研究的動機。. 2.1.2 Felder & Silverman學習風格量表探討了不同學習風格類型與對於不同學習類型之學習者該如何調整教學方法之後，我們利用學習風格量表來確認學生每位學生之學習風格。學習風格所包含因素種類繁多，因而教師難以單從自身的觀察來了解每個學生的學習風格(吳百薰，1998) 學習風格的評量工具，幾乎都以學生自陳方式來設計，主要是因為每個學生的學習風格可能都不盡相同，因此教學者若想認識每位學習者之個別學習風格，可採用學習風格評量之量表，同時教學者亦可加入本身觀察，以檢核確認，更確定學習者之學習風格。本研究所採用的是Felder 和Silverman 所定義的學習風格量表，Felder 和Silverman. 14.

(28) 的學習風格量表定義出不同程度的學習風格，其中包含四個面向的訊息處理資訊分類方式（1）主動的/反思的（2）感覺的/直覺的（3）視覺的/口語的（4）循序的/總體的。茲將Felder 和Silverman 的學習風格四個學習面向整理如表 3 ：表3 學習風格面向 1. 主動的（active）/ 反思的（reflective）. FELDER. 和 SILVERMAN 的學習風格四個學習面向. 測量面向測量主動學習或是反覆思考學習的喜愛程度。. 2. 感覺的測量以感覺學（sensing）/直覺習或是直覺式的（intuitive）學習的喜愛程度。. 3. 視覺的（visual）/口語的（verbal）. 測量以視覺化學習或是口語學習的喜愛程度. 4. 循序的測量以循序式（sequential）/ 學習或是總體總體的（global）式學習的喜愛程度。. 解釋說明『主動的』學習者: 喜歡親身體會、與他人一同合作的主動學習方式，對於新的資訊會利用方法去討論、解釋、測試它『反思的』學習者: 習慣於透過徹底的思考、單獨工作的學習方式，對於新的資訊會去反思的調查、運用它。『感覺的』學習者: 擅於記憶，對細微事物有耐心，不喜與現實無關之課程，學習者藉感官的途徑來察覺，並經過感覺來蒐集資料，例如：觀察『直覺的』學習者: 擅於掌握新觀念，對於抽象公式更能理解，不喜常規計算與需要記憶之課程，學習者是在自己本身無特別意識的情況下，來發覺、觀察其可能性，是由間接的去感覺，例如：推測、預感、想像。『視覺的』學習者擅長於記住所看見之事物，在學習上最適合的記憶方式是透過圖畫、圖表、曲線圖、實地的示範『口語的』學習者: 學習上是較喜歡書寫或口語述說的學習方式。『循序的』學習者線性式思考方式來解決問題，擅長聚斂式的思考和分析，在充分瞭解學習過程所提供的素材、準備相當完善、複雜且困難的情況下，學習效果會較高。『總體的』學習者運用跳躍式的思考模式來解決問題，擅長的是擴散性的思考方式，擁有創造力較寬廣的視野。. 資料來源 (Felder、Silverman，1988) 15.

(29) 而本研究採用(Felder、Silverman，1988)所提出學習風格量表 ILS，屬 Claxton 與 Murrellru 將學習風格所分四類之第二類:訊息處理方式（information processing）學習風格之ㄧ，其適合用來定義學習者接收和處理資訊的方式。而本研究選擇此學習風格量表的原因如下： 1. 本學習風格量表適合定義學習者接收和處理資訊的方式 2. 多媒體教材，主要由圖片、動畫、影片、文字、聲音所組成，而此量表剛好可利用(視覺/語言)面向，將學習者分成兩類不同接收與處理資訊偏好之學習者類型。採用學習風格量表中的視覺的（visual）/口語的（verbal）面向來進行實驗中的自變項(學習者類型)的研究分組，原因為多媒體的呈現方式即為結合圖片、動畫、影片、文字、聲音等多種的媒體素材，而視覺型學習者在學習上最適合的記憶方式是透過圖片、動畫，符合視覺型的學習者需求；而語言型學習者在學習上最適合的記憶方式是文字或語言來呈現的教材，故採用此學習風格量表作為學習者類型之分類工具。 3. 此學習風格量表，具有良好的信度與效度。. 2.2 訊息處理理論前一小節中已經有提及到，學習風格是（Learning Style）是指個人對訊息處理（Information processing）的習慣，亦即學習者在在訊息處理的過程中，個體在感覺偏好、資訊編組、及記憶保留方面的特殊屬性，與不易改變的習慣性(劉信雄，1992)，所以我們由此可知，個人對訊息處理（Information processing）的習慣是關學習風格有極大的關係，接下來來了解我們是如何將訊息接收後，經處理程序轉化成知識的過程。訊息處理理論(InformationProcessingTheory)將人類視為主動的訊息處理者，探討人類透過感官接受訊息、儲存訊息、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」(Atkinson、Shiffrin，1968)。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. 16.

(30) 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)，訊息處理整個運作程序決定了人對外來刺激之吸收狀態，圖 2 顯示人類訊息處理的基本歷程。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。以上之心理歷程可分成三個階段如圖 3 ，依序是：感官收錄(SensoryRegister)、短期記憶Short-TermMemory)、與長期記憶 (Long-TermMemory) (Atkinson、Shiffrin，1968)。複習. 訊息進入. 感官記憶. 短期記憶編碼. （聽覺、視. 長期記憶. 工作記憶覺、觸覺）. 提取. 資訊沒有被注意圖 3 訊息處理的歷程. 遺忘. 遺忘. 資料來源：Atkinson & Shiffrin (1968). 現在我們來了解訊息處理的三個階段歷程：一、感官記憶 (Sensory Register)是指個體透過視、聽、嗅、味…等感覺器官感受到外在刺激時所引起的短暫 (三秒鐘以內)記憶(Atkinson、Shiffrin，1968))。而感覺刺激須達到一定的量才能被知覺到，但此時若無引起個體之注意，很快就會消失。感官記憶之異於其他階段記憶，除了時間極短之外，它的特色是在記憶中仍保持著刺激原本的形式。如果個體決定進一步處理時，就加以注意，並給予編碼，轉換成另一種形式，否則就放棄而遺忘。 17.

(31) 二、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)，在這時間內，訊息若沒有加以處理或覆誦，記憶很快就會消失。三、長期記憶區是指保存的訊息能夠長期的存在，又稱為永久記憶區。長期記憶和短期記憶有兩點最主要的差異一、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二、短期記憶的容量有限，而長期記憶的容量卻是無限(Atkinson、Shiffrin，1968)。. 2.2.1 短期記憶之初始收錄本質為聽覺形式先前已提過，訊息處理歷程，是先有外在刺激，再透過感官接收，同時經『注意』，才進入之短期記憶（短暫30秒），而短期記憶主要依賴聽覺編碼(非語意編碼). (AD. Baddeley，1966) Conrad(1964)的實驗也提出結論：短期記憶是以聽覺來進行收錄與編碼。其所進行以聽覺混淆的實驗，為此結論提供有力之證據。其實驗中，將B、C、P、T、 B、C、P、 T、V、F、M、N、S、X等10個字母,從中隨機取出6個組成字母序列,以視覺方式一個個地呈現給受試者,要求他們記住。之後受試者嚴格地按字母呈現的順序進行回憶,並對回憶中出現的錯誤進行分析。實驗結果為,在回憶時所出現的錯誤，其主要原因之特徵為聲音混淆。即發音近似的字母混淆程度較高,如將B誤為P,將V誤為B,而發音不相似的字母間則較少發生混淆。而這結果證明了,即使刺激以『視覺形式』（無聲的）呈現,短期記憶的資訊代碼仍然具有聽覺的本質。而人看到的視覺圖象仍須轉成聲音碼,方能在記憶保存下來。不管是看到的視覺文字或是圖片、動畫，都會在我們工作記憶之語音迴路中進行重覆複誦，這時若同時有聲音進來，則會造成干擾，而在先前文獻也有人提出，同時呈現文字（視覺的）與旁白(聽覺的)之多媒體模式會導致分散注意力效果（Split-attention 18.

(32) effect） (Mousavi、Low、Sweller，1995)，『分散注意力效果』的發生原因是學習者需將其注意力分開，以獲得不同呈現來源的資訊，需花費更多心力將不同來源資訊整合起來，而另一學者指出，同時呈現相同的文字(視覺的)與旁白(聽覺的)對學習成效有負面的影響(Kalyuga，2000)，而圖片、文字都是屬於視覺感官(視覺的)，聲音(旁白) 屬於聽覺感官(聽覺的)，但若多媒體加入兩種感官訊息，將可有效提升工作記憶大小，增加學習效果，故在本研究實驗教材中，即將聲音當作控制變項，但先前之文獻提及到，在觀看視覺性之訊息，同時有聲音進來，則會造成干擾，但教材中融入雙通道概念又可提升工作記憶量，故在本研究中多媒體教材設計利用兩種訊息（視/聽覺）延遲時間差，避免此種『分散注意力效果』。故本人在設計階段二實驗之自變項『(不同之多媒體呈現順序) 教材』時，設計視覺型教材時，成圖片先，聲音後(圖片先出現，隔 3 秒後聲音再出現)或是聲音先，圖片後(聲音先出現，隔 3 秒後圖片再出現)，為的就是避免導致『分散注意力效果』。. 2.2.2 短期記憶與工作記憶之關係短期記憶另具工作記憶 (Working Memory)的功能(Atkinson、Shiffrin，1968)，舉例來說，當短期記憶進來後，約可在腦中保存30秒，就如同打電話前在心中默念電話號碼時的那段時間，即是運用著我們的工作記憶。工作記憶是個體對訊息性質的深一層認識與了解，同時也可看作為個人之意識。工作記憶功用主要為組織、建構、比較及處理資訊，當學生寫考卷時，學生須把長期記憶的資料(知識)提取出來回答問題，而介於長期記憶跟提取資料動作間所運用的記憶就是工作記憶。而當資訊間之交互關係越複雜時，工作記憶所能處理的量將越少(Sweller、Van Merrienboer、Paas，1998) 。 Baddeley 提出的工作記憶模式(Alan Baddeley，1992)，是一個同時對訊息進行暫時性儲存及操弄的系統，由一個中央執行系統 (Central Executive, CE)及兩大子系統組成，包含聲韻迴圈 (Phonological Loop, PL) 以及視覺空間畫板 (Visuo-Spatial Sketch Pad, 19.

(33) VSSP)。CE 是一個注意力控制系統，而PL 負責為將口語性的文字訊息維持住(利用不斷的隱含複誦)，VSSP 則專司圖像訊息之儲存記憶。而之後有人對工作記憶提出需多補充之說明，點出『工作記憶容量』有資料數目(chunks)的限制而無資料大小限制(Miller， 1956)，而語言記憶容量（PL）的能力大約是7±2(Miller，1956；Simon，1974)，而圖像記憶容量(VSSP)的能力約能記憶4±1個圖形資料項目(Cowan，2001)。上述所提及，這一些研究是先前以一般閱讀或PC上之平台上進行的實驗所得到之數據，目前針對小螢幕上進行實驗之文獻相當缺乏，故引起想要研究之動機，是否在小螢幕3.5吋之下，工作記憶容量大小還是維持不變嗎，因此想透過實驗之設計，來進行探討螢幕大小控制為3.5吋時，行動載具之多媒體教材設計之最佳資訊量為何。而因（PL）語言記憶容量約是7±2，（VSSP）圖像記憶容量的約是4±1個，本階段一實驗之多媒體教材設計(教材資料量之控制為3、4、5個)乃是參考7±2與4±1兩者間之交集。. 2.3 多媒體呈現方式 2.3.1 多媒體的定義多媒體是結合多種不同的媒體，故包含許多不同之呈現方式，就在(R. E. Mayer，2001) 提出多媒體學習認知理論(Cognitive Theory of Multimedia Learning, CTML)將「多媒體」所包括的媒體物件，進行定義成兩大概括型態:文字類(words)、與圖片類(pictures)，其中又將其細分成以下幾種:如表 4 所示. 20.

(34) 表 4 多媒體的定義多媒體. 種類. 說明. 文字類(words). 語言文字(verbal form）. 包含口語表達的文字 (spoken words），如教材中旁白配音。. 視覺文字(printed words）. 包含書寫的視覺文字，，如教材中文字敘述。. 圖片類(pictures）. 靜態圖片. 包含插圖、座標圖、圖解說明、照片、地圖. 動態圖片. 包含動畫、影片兩種。. 資料來源：參考 Mayer(2001)後自行整理. 2.3.2 多媒體學習認知理論 R. E. Mayer(1997)在多媒體衍生學習理論（Generative theory of multimedia learning）提出，良好多媒體輔助學習系統，能協助學習者建立三種處理過程，分述如下： 1. 選擇：當教材兼具語文與圖像資訊時，學習者可先選擇相關的圖像建立圖像資料庫，並儲存於圖像工作記憶區中；而同理，亦可先選擇相關文字建立文字資料庫，並儲存於語文工作記憶區。而實驗二教材設計及依此原則進行設計，如視覺型教材C(PA)，為圖片先，聲音後(圖片先出現，隔3秒後聲音再出現)，即可幫助學習者可先選擇相關的圖像建立圖像資料庫，而語言型教材A(TA)文字先，聲音後，則可幫助學習者先選擇相關文字建立文字資料庫。 2. 組織：學習者可於語文工作記憶區中組織相關的文字資料庫，也能在圖像工作記憶區中組織相關的圖像資料庫。 3.整合：在學習者建立情境模型後，最後須建立語文與圖像兩者間的關聯。而以上之處理過程都於工作記憶區進行運作，而受工作記憶之容量有限，故若要有 21.

(35) 效進行學習，更需透過良好的多媒體教材設計方式，來協助學習者，善用工作記憶區進行『選擇』、『組織』及『整合』資訊。多媒體學習認知理論(Cognitive Theory of Multimedia Learning, CTML）是由(R. E. Mayer，2001) 基於雙種管道學習(dual-channel learning)將原本的多媒體衍生學習理論（Generative theory of multimedia learning）加以擴充修正後..所提出，並以圖示描繪出個體進行多媒體學習時訊息處理之過程。說明多媒體呈現乃是訊息以文字 (words)和圖片(pictures)呈現之模式，同時整合多位學者理論與觀點後，根據雙通道 (dual channels)、有限容量(limited capacity)及主動處理(active processing)三項重要假設，如表 5 ，解釋人在進行多媒體學習時，其認知系統分配與處理多媒體訊息之過程，並用以輔助說明所提出之多媒體學習認知理論。表 5 多媒體學習認知理論三項重要假設假設雙通道假設（Dual channel）. 有限容量假設. 解釋人類對處理視覺訊息及聽覺訊息. （Active processing）. Paivio, 1986; Baddeley, 1992. 擁有不同的管道人類每一個管道中，一次所能處理 Baddeley, 1992; Chandler &. （Limited capacity）的訊息量有限. 主動處理假設. 相關文獻. Sweller, 1991. 人類藉注意相關訊息、組織被選擇 Mayer, 1999c; Wittrock, 的訊息成一致的心理表徵，並將其 1989 合其它知識整合來進行主動學習資料來源：(Mayer, 2001, p44 figure3.1). 多媒體學習認知理論解釋人進行多媒體學習時，針對不同多媒體呈現方式其認知系統分配與處理多媒體訊息之過程，並以圖表說明，不同訊息呈現處理流程，如圖 4 四個框框(box)由左至右分別代表多媒體呈現方式(Multimedia presentation)、記憶儲存(memory store)，包含感官記憶、工作記憶(working memory)及長期記憶(long-term memory)等四部分，其整體架構與先前文獻所探討之訊息處理理論是完全相同，只是 Atkinson & Shiffrin (1968) 提出訊息處理理論時，並未提出雙通道假設（Dual channel）之假設，接著，我們繼續了解人如何透過聽覺、視覺兩種認知感官，進行不同多媒體呈 22.

(36) 現形式，其認知處理之歷程。 1.圖像(圖片或動畫)的認知處理歷程，如圖 4 當學習者的眼睛接收刺激，並經選擇後進入工作記憶的影像區，經組織後成為圖像模式，最後會將其與相關的先備知識整合。. 圖 4 圖像(圖片或動畫)的認知處理歷程；資料來源: (Mayer, 2001） 2.語音(旁白)的認知處理歷程，如圖 5 當學習者的的耳朵接收刺激，並經選擇後進入工作記憶的語音區，經過組織後成為語文模式，最後會將其與相關的先備知識整合。. 圖 5 語音(旁白)的認知處理歷程；資料來源: (Mayer, 2001）. 23.

(37) 3.文字(視覺的)認知處理歷程，如圖 6 當學習者的眼睛接收刺激，並經選擇後進入工作記憶的影像區，再由影像轉化為語音，經組織後成為語文模式，最後會將其與相關的先備知識整合。. 圖 6 文字(視覺的)認知處理歷程；資料來源: (Mayer, 2001）承上所述，透過良好多媒體教材設計可藉由教材不同呈現方式，幫助學習者進行：（1）選擇（2）組織（3）整合；故在製作本實驗用之多媒體教材時，依不同學習風格其偏好之訊息處理方式，將 Mayer(2001)定義中三種多媒體文字（視覺的）、旁白(聽覺的)、與圖像(圖片、動畫)，分別融入並做出語言型（A(TA)、B(AT)）與視覺型教材（C(PA)、 D(AP)）。而多媒體不同呈現順序，及依據 Mayer(2001)所指出『良好多媒體教材能協助學習者進行”選擇”』處理，本實驗教材設計時，採用兩種訊息（視/聽覺）延遲時間差，來避免此種『分散注意力效果』（Split-attention effect），教材設計原則將在 3.2.2 實驗設計單元. 近一步詳細說明。. 24.

(38) 2.4 相關研究 2.4.1 學習風格對學習成效影響巫靜宜(2000)在其研究中發現不同學習風格學生，接受網路教學後，不同類型學習風格學生，在後測學科成績，有顯著差異。而陳志欣(2003)主要透過兩點進行改善影片式教學之缺點：（1）利用適性化技術將教學輔助元件配合Felder & Silverman（1998）學習風格量表 (ILS)，根據每位學習者不同的學習風格，提供給每一位學習者（2）透過『課程流程控制』，根據學習者的學習目標，系統會自動為學習者建立一個建議之學習路徑。其實驗過程中經過了12 位學習者填寫學習風格量表回饋後，確認每位學習者之學習風格，結果發現系統能順利的挑選出適合學習者學習風格的學習元件，同時補強了影片教學所欠缺的訊息量不足及不適性缺點，實驗結果顯示此套系統優點為可辨別學習者學習偏好故能給予學習者適當教材，使學習成效有效提升。而陳志欣(2003)實驗中與本研究相同在於將學習者之學習類型分類之工具皆為Felder &Silverman(ILS)學習量表，最大相異點其自變項部分採用影片作實驗，而本實驗則定義自變項為『不同多媒體之呈現順序』。不同學習風格學習者，其偏好學習方式不同，只要網路教學課程同時兼顧到不同學習風格者的需求，即可讓不同學習風格之學習者得到相同學習成效(Kraus、Reed、 Fitzgerald，2001)，而Nor Azan(2002)年之研究內容為設計一套智慧型的教學輔助系統 (CAI)，並透過cognitive learning style風格量表，將學生依數學能力分級及學習風格分類，給予適合學習者個人化(induvidualised) 之適性化教材，結果證明能提升學習之成效 (Azan，2002)。郭璟瑜(2006)所設計之實驗與本研究類似，都是在探討並找出在不同學習類型學習者，是否具有特定且最適合學習之多媒體呈現方式之教材類型，相異之處在於本研究中教材設計加入不同『資訊量』與『多媒體呈現順序』，且『學生分類』部分；工具是採 25.

(39) Felder&Silverman（1998）學習風格量表 (ILS)，郭璟瑜其實驗設計為兩個自變項:學習類型兩種(視覺、語文) 、多媒體呈現方式三種(純文字、圖片+文字、影片+文字)，依變項是學習成績，共分為6個實驗組別。每個實驗組隨機分配15人，共90位受測者，而其學習類型乃根據(Childers、Houston、Heckler，1985)發展的SOP量表區分出來，分成語文與、視覺導向兩類，其實驗結果指出視覺導向學習者，（圖片+文字）呈現方式較好的學習效果最好，語文導向學習者，（圖片+文字）呈現方式較好的成效但效果不顯著。在其研究結果中，舉出了建議:『多媒體教材設計應提供兩種以上的資訊呈現方式』。那麼多媒体教材資訊呈現方式應要如何設計才會是最好的呢?先後有許多學者「不同多媒體呈現方式」與「學習成效」進行討論與相關實驗，在 1995 年 Mousavi & Sweller 所進行的實驗，其實驗自變項為多媒體教材呈現方式(圖形+文字+聲音、圖形+文字、圖形+聲音)，經過實驗之結果發現，其多媒體呈現方式組合以「圖形+聲音」學習成效最好(Mousavi、Low、Sweller，1995)，而過兩年 Tindall-Ford,Chandler &Sweller 又做了類似的實驗，此次結果得出「圖形+聲音」之學習成效明顯優於「圖形+文字」(Tindall-Ford、 Chandler、Sweller，1997)，繼續仍有人對於該問題，有高度興趣，進行不同的多媒體呈現方式（文字、圖片+文字、動畫+文字）探討學習者學習成效之相關實驗，實驗結果是「圖形搭配文字」的呈現方式，皆比「純文字」敘述的呈現方式有較好的學習效果(Lai， 1998),同一時期 ChanLin, & Lih-Juan(1998)做的實驗也證明「文字+動畫+旁白」的多媒體呈現組合優於「圖形+文字」之學習成效，而進行相關『不同多媒體呈現方式』實驗也得到了「圖形+文字」>「純文字」 >「影片+文字」之學習成效之研究結果(徐易稜，2001)。參考許多文獻之後，發現同時將『學習風格』與多媒體『先後呈現順序』進行討論鮮少，而參考郭璟瑜(2006)與本研究相異處後（實驗教材並未將多媒體『先後呈現順序』納入其自變項設計，同時並無加入聲音(旁白)）(郭璟瑜，2006)，本研究想要探討針對不同『學習類型』之找出最適之『多媒體先後呈現順序』，而著手進行本實驗教材設計 26.