國立交通大學
理學院科技與數位學習學程
碩 士 論 文
不同思考風格與遊戲經驗的玩家眼動分析
—以數獨為例
Eye movement analysis of players with different thinking style
and game experience – Taking Sudoku as an example
研 究 生：張玉秀
指導教授：孫春在 教授
不同思考風格與遊戲經驗的玩家眼動分析—以數獨為例
Eye movement analysis of players with different thinking style and game
experience – Taking Sudoku as an example
研 究 生：張玉秀 Student：Yu-Hsiu Chang
指導教授：孫春在 Advisor：Dr. Chuen-Tsai Sun
國 立 交 通 大 學
理學院科技與數位學習學程
碩 士 論 文
A Thesis
Submitted to Degree Program of E-Learning College of Science
National Chiao Tung University In partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master
In
Degree Program of E-Learning
June 2013
Hsinchu, Taiwan, Republic of China
不同思考風格與遊戲經驗的玩家眼動分析—以數獨為例
學生：張玉秀 指導教授：孫春在 教授
國立交通大學理學院科技與數位學習學程碩士班
摘 要
人們的學習過程，主要是依賴經由眼球所進入大腦的訊息，透過眼動行為的觀察， 將提供我們瞭解人們學習歷程及注意力分佈。數位式遊戲學習不僅對個人心智成長有幫 助也提升學習至更深層的階段。遊戲過程中，開始的時段為玩家學習歷程的重要關鍵， 本研究主題在探討不同思考風格與遊戲經驗是否影響此時段的眼動行為。 研究對象為北部高三學生共五十九名。用眼動儀蒐集在數獨遊戲情境中的眼動資料， 並以思考風格量表及自編問卷來測量玩家思考風格及遊戲經驗。本研究分析的眼動指標 是不同興趣區的總凝視時間( Dwell Time )、凝視次數( Fixation Count )及返回次數( Run Count )。將數獨遊戲畫面分成七個興趣區域( Area of Interest )，研究時間區間為遊戲開 始後一分鐘內，每十秒分成一個時段。以單因子變異數及迴歸進行統計分析，主要研究 目的在探討不同興趣區及不同時段的眼動行為是否受玩家個人特質(思考風格與遊戲經 驗)的影響。 研究結果如下: 一. 玩家而言:眼動行為中的「凝視時間」、「凝視次數」和「返回次數」會因興趣 區域不同，有顯著差異。玩家在「遊戲主畫面」的眼動指標顯著高於其他區域。 可知數獨遊戲是玩家的主要任務。不重要的訊息比較容易被忽略，如:「標題 區」、「提示區」及「計時區」。「規則區」在不同時段的眼動行為不同，遊戲初 期的「返回次數」顯著高於其他時段。結果顯示玩家在遊戲開始時會傾向先建 立規則。 二. 思考風格而言:分析發現，行政型玩家在「規則區」的「返回次數」較少，而 司法型的返回次數較高，行政型玩家由於規則建立後即不再懷疑，故較少返回 看此區域 ，而司法型玩家仍不斷多元思考分析規則，因此重複返回此區域。 至於「立法型」對「返回次數」無影響，因其具有創新的特質，但是數獨遊戲 較嚴謹，可能導致沒有創新的空間可發揮。 三. 遊戲經驗而言:結果發現，在遊戲初期有經驗的玩家凝視整個畫面的頻率較高， 顯示有遊戲經驗玩家搜尋時間較少，可能原因是較早進入遊戲分析思考階段。， 有遊戲經驗玩家在「提示區」的「返回次數」較高。因為遊戲經驗豐富的玩家 在遊戲初期即已進入遊戲，所以在「提示區」有訊息出現，且有遊戲經驗玩家 對介面變化較敏感，故在玩家遊戲經驗可能會影響「提示區」的「返回次數」。 關鍵字： 注意力、眼動儀、眼動指標、興趣區域、思考風格、遊戲經驗Eye movement analysis of players with different thinking style and game
experience – Taking Sudoku as an example
Student : Yu-Hsiu Chang Advisor: Dr. Chuen-Tsai Sun Degree Program of E-Learning
National Chiao Tung University
Abstract
People learn mainly through acquiring information with visual organs. A thorough observation on eye movement behaviors may gain our comprehension on how the attenation is distributed in learning processes. Learning by playing digital games can improve individual mental progress, and elevate learning to a higher stage as well. During gaming, the initial stage serves as a predominate role relating to players' learning process. The present research aims to investigate whether different thinking styles and game experience may have impact on eye movement behaviors.
Fifty-nine third-grade senior high school students from northern Taiwan participated in the study. Eye movement data in sudoku games were collected using an eye tracker. Thinking style and game experience were measured using questionnaires. The eye movement indicators include DWELL TIME,FIXATION COUNT, and RUN COUNT. The screen of sudoku game is split into 7 areas of interest and the interest of period is one minute after players started playing, by each ten seconds. We conducted a series of one-way ANOVAs and regression alalysis to analyze the eye movement data. The results are as follows:
1. As far as the players are concerned, we revealed significant difference on the DWELL TIME, FIXATION COUNT, and RUN COUNTwith respect to different areas of interest between players. In addition, we found significantly higher DWELL TIME,FIXATION COUNT, and RUN COUNT on the 9 square areas than all the other areas, which suggested that the sudoku game should be the players' major mission. Minor information, such as the title area, icon area, and the timer tends to be ignored. Regarding the rule area, RUN COUNT in the first period was significantly higher than all the other periods of interest, which indicated that the players would set up the rules at the initial stage of the game.
2. In the aspect of thinking styles, we found that executive players had lower RUN COUNT, while implied that judicial players had higher RUN COUNT. The executive players returned to check the rule area less often because they were less likely to doubt after the rules were set; by contrast the judicial players keeped focusing on analyzing the rules from different
perspectives, resulting in repeatedly returning to check the area. In addition, the legislate players performed little reaction to RUN COUNT, for their property of innovation might not be properly elaborated in a closed-system sudoku game.
3. Within the criteria of game experience, the regression analysis indicated that in the first period of interest, experienced players gazed at the whole screen with a higher frequency, inferring that game experience and search time could be negatively correlated; one of the possible causes might be that experienced players were able totapped in the analytical thinking stage sooner. As to the second period of interest, experienced players had higher RUN COUNT in the icon area, owing that they might have to make proper responses to the information in the icon area so that they tendedto perform better in the game.
誌謝
近兩年的研究之旅，雖然辛苦但很美好。一路走來，遇到瓶頸時，很幸運有許多 貴人相助，時而指點迷津時而給我鼓勵，這些助力彷彿陣陣暖流，鼓勵著我不斷前行， 終於我完成論文了。 首先要感謝指導教授孫春在博士，孫博士豐富的學養及學術熱忱，都給予學生深刻 的啟發和影響，不管是論文上的指導，或是德行上的修為，都一路給予後學提攜，後學 真的是受益良多，在此致上深深的謝意。 另外，要感恩的是林珊如教授和袁賢銘教授在口試時給予寶貴的意見，使我的論文 能更加完整，感激您們的指導。 其次，學長、同事、朋友給予的協助，是我點滴甜在心頭的動力。志鴻學長，非常 感激您幫我解決有關研究的問題，沒有您，我的論文恐怕還在雜亂無緒的狀態；立先 學長及書豪學長謝謝您們的協助；興華，非常感謝您幫我解決資訊問題；婉玲、文媛 謝謝您們幫我修飾文辭；大裕謝謝您協助我完成英文摘要，在此衷心的謝謝您們。還有 我最可愛的 603、604 的學生們，謝謝您們的全力配合讓老師能順利完成眼動實驗； 當然我還要感恩的是家人的包容和支持。 最後再次向孫教授及志鴻學長致上我深深的謝意，沒有您們， 「不同思考風格與 遊戲經驗的玩家眼動分析-以數獨為例」就不可能完成。 張玉秀 謹識 102 年 6 月目 錄
摘 要 ... I
Abstract ...
II
誌謝 ... IV
目 錄 ... V
表目錄 ... VII
圖目錄 ... IX
第一章 緒論 ... 1
1.1 研究背景與動機 ... 1 1.2 研究目的 ... 3 1.3 研究問題 ... 4 1.4 名詞解釋 ... 5第二章 文獻探討 ... 8
2.1 注意力 ... 8 2.1.1 注意機制 ... 8 2.1.2 注意力理論 ... 9 2.1.3 訊息處理方式 ... 12 2.1.4 注意力在教育上的意義 ... 13 2.2 眼動行為 ... 14 2.2.1 眼睛的構造 ... 14 2.2.2 眼動儀 ... 18 2.3 思考風格（Thinking Style） ... 21 2.3.1 思考風格的定義 ... 21 2.3.2 思考風格的類型 ... 22 2.3.3 思考風格的十五條通則(Sternberg, 1997) ... 25 2.4 數位遊戲 ... 25 2.4.1 數位遊戲的特徵 ... 26 2.4.2 遊戲式數位學習的特色與目標 ... 26 2.4.3 數位遊戲學習新契機 ... 28 2.4.4 數獨遊戲 ... 30第三章 研究方法與設計 ... 38
3.1 研究設計 ... 38 3.2 研究流程 ... 38 3.3 實驗方法 ... 40 3.3.1 實驗對象 ... 403.3.2 實驗材料 ... 40 3.3.3 實驗設計 ... 40 3.3.4 實驗流程 ... 40 3.4 研究工具 ... 43 3.4.1 眼動儀(Eye-tracker) ... 43 3.4.2 數獨教授 ... 44 3.4.3 問卷內容 ... 46 3.4.4 思考風格量表 ... 46 3.5 資料蒐集與分析 ... 48 3.5.1 資料蒐集 ... 48 3.5.2 資料分析 ... 50
第四章 資料分析與討論 ... 51
4.1 眼動資料描述性統計 ... 52 4.1.1 六個時段各興趣區域「凝視時間」 ... 52 4.1.2 六個時段「凝視時間」 ... 57 4.1.3 六個時段各興趣區域 「凝視次數」 ... 58 4.1.4 六個時段「凝視次數」 ... 60 4.1.5 六個時段各興趣區域「返回次數」 ... 63 4.1.6 在六個時段看「規則區」的返回次數 ... 67 4.2 玩家個人特質描述性統計 ... 70 4.2.1 樣本描述性統計 ... 70 4.2.2 思考風格描述性統計 ... 70 4.3 整合玩家眼動模式及個人特質 ... 71 4.3.1 思考風格對「眼動行為」的影響 ... 72 4.3.2 遊戲經驗對「眼動行為」的影響 ... 78 4.3.3 在規則區三個時段思考風格對「眼動行為」的影響 ... 84 4.3.4 在提示區三個時段思考風格對「眼動行為」的影響 ... 90第五章 結論與建議 ... 95
5.1 結論 ... 95 5.2 研究限制 ... 96 5.3 未來研究建議 ... 97參考文獻 ... 98
附 錄 ... 105
表目錄
表 1 本研究七個興趣區(AOI)說明 ... 4 表 2 本研究興趣時段 ( POI) 說明 ... 4 表 3 注意力理論說明一 ... 9 表 4 注意力理論說明二 ... 10 表 5 訊息處理方式 ... 12 表 6 注意力在教育上的意義 ... 13 表 7 眼球構造與照相機相對部位做比照 ... 14 表 8 思考風格十三類型的特色說明 ... 23 表 9 書面指導語 ... 41 表 10 實驗指導語 ... 43 表 11 本研究七個興趣區說明 ... 45 表 12 思考風格量表中所屬思考風格類型的題號表 ... 47 表 13 本研究使用之眼動指標 ... 49 表 14 資料分析時段說明 ... 49 表 15 遊戲經驗的自製問卷內容 ... 50 表 16 六個時段七個興趣區域凝視時間描述性統計表 ... 54 表 17 六個時段在各興趣區域「凝視時間」變異數分析結果摘要表 ... 56 表 18 六個時段「凝視時間」描述性統計 ... 57 表 19 六個時段「凝視時間」的變異數分析結果摘要表 ... 58 表 20 六個時段七個興趣區域「凝視次數」描述性統計 ... 59 表 21 六個時段在各興趣區域「凝視次數」之變異數分析摘要表 ... 62 表 22 六個時段「凝視次數」描述性統計 ... 62 表 23 六個時段「凝視次數」的變異數分析結果摘要表 ... 63 表 24 六個時段七個興趣區域「返回次數」描述性統計 ... 65 表 25 六個時段在個興趣區域「返回次數」變異數分析結果摘要表 ... 68 表 26 六個時段規則區「返回次數」描述性統計表 ... 68 表 27 在六個時段規則區的「返回次數」變異數分析結果摘要表 ... 69 表 28 樣本描述性統計 ... 70 表 29 思考風格描述性統計表 ... 71 表 30 迴歸分析的預測變項說明 ... 71 表 31 六個時段凝視時間與思考風格相關情形 ... 73 表 32 六個時段思考風格對「凝視時間」迴歸分析摘要表 ... 75 表 33 六個時段凝視次數與思考風格的相關情形 ... 76 表 34 六個時段思考風格對凝視次數迴歸分析摘要表 ... 78 表 35 六個時段「凝視時間」與遊戲經驗的相關情形 ... 79 表 36 六個時段遊戲經驗對「凝視時間」迴歸分析摘要表 ... 81表 37 六個時段「凝視次數」與遊戲經驗的相關情形 ... 82 表 38 六個時段遊戲經驗對「凝視次數」迴歸分析摘要表 ... 84 表 39 規則區三個時段凝視時間與思考風格的相關情形 ... 85 表 40 「規則區」三個時段思考風格對凝視時間迴歸分析摘要表 ... 86 表 41 「規則區」三個時段凝視次數與思考風格的相關情形 ... 87 表 42 「規則區」三個時段思考風格對凝視次數迴歸分析摘要表 ... 88 表 43 「規則區」三個時段返回次數與思考風格的相關情形 ... 89 表 44「規則區」三個時段思考風格對返回次數迴歸分析摘要表 ... 90 表 45 提示區三個時段返回次數與思考風格的相關情形 ... 91 表 46 「提示區」三個時段思考風格對返回次數迴歸分析摘要表 ... 92 表 47 「提示區」三個時段返回次數與遊戲經驗的相關情形 ... 93 表 48 「提示區」三個時段遊戲經驗對返回次數迴歸分析摘要表 ... 94
圖目錄
圖 1 七個興趣區說明 ... 4 圖 2 眼動儀 ... 6 圖 3 本研究七個興趣區域名稱及範圍說明 ... 7 圖 4 數獨遊戲主畫面 ... 7 圖 5 過濾器模式 ... 10 圖 6 減弱模式 ... 11圖 7 盲點位置說明 轉自 Sensation and Perception. E.Bruce Goldstein 8th edition ... 14 圖 8 眼球外部肌肉說明 轉自 http://yixue.qeqeqe.com/2013/201301/366376.shtml ... 16 圖 9 眼球構造一 轉自 http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQkxJd06uHhpN2tO7_OX9s8HS Rsjc-RE-WNH2XkOFNdaPlgYk2A2Q ... 18 圖 10 數獨謎題轉自尤怪之家 ... 31 圖 11 九宮格位置表示圖 ... 31 圖 12 行位置表示 ... 32 圖 13 位置表示法 ... 32 圖 14 方格位置表示法轉自尤怪之家 ... 33 圖 15 唯一法圖解 ... 34 圖 16 餘數法 ... 34 圖 17 基礎摒餘法 ... 35 圖 18 區塊摒除法 ... 36 圖 19 單元摒除法 ... 37 圖 20 研究架構圖 ... 38 圖 21 研究流程圖 ... 39 圖 22 實驗流程圖 ... 39 圖 23 實驗設備圖 ... 42 圖 24 受測者螢幕及眼動儀 ... 42 圖 25 眼動儀 ... 42 圖 26 受測者貼標籤貼紙 ... 42 圖 27 數獨遊戲畫面 ... 44 圖 28 說明本研究七個興趣區範圍 ... 45 圖 29 說明本研究七個興趣區之名稱 ... 46 圖 30 凝視點圖示 ... 48 圖 31 返回次數 說明 ... 49 圖 32 分析架構一 ... 51
圖 33 分析架構二 ... 52 圖 34 各時段七個興趣區域的「凝視時間」 ... 55 圖 35 六個時段不含「遊戲主畫面」六個興趣區域的凝視時間 ... 55 圖 36 六個時段凝視時間長條圖 ... 57 圖 37 不同時段各興趣區域的「凝視次數」 ... 61 圖 38 不含遊戲主畫面，六個時段各興趣區域的「凝視次數」 ... 61 圖 39 六個時段「凝視次數」長條圖 ... 63 圖 40 六個時段七個興趣區域「返回次數」 ... 66 圖 41 不含遊戲主畫面，六個時段各興趣區域「返回次數」 ... 66 圖 42 六個時段在規則區「返回次數」長條圖 ... 69 圖 43 受測學生性別分佈 ... 70 圖 44 分析架構三 ... 71 圖 45 結論架構圖 ... 95
第一章 緒論
本研究係用眼動儀作為研究工具，探討在「數獨教授」遊戲情境中，玩家個人特 質包括思考風格與遊戲經驗，對眼動行為的影響。本章共分成四節:第一節研究背景與 研究動機;第二節研究目的;第三節研究問題;第四節名詞解釋等。1.1 研究背景與動機
隨著資訊時代的快速演變，網路化使得人們的資訊能夠無遠弗屆，快速的傳遞， 數位化的浪潮下，使得資料變得容易處理和儲存，人們生活型態與人溝通的方式、休閒 娛樂的模式，記錄生活點滴的任務，都產生莫大改變。這個多元化、生活化、數位學習 主流發展逐漸成為人們生活的一部分。數位原民生活模式與過去社會的巨大轉變，使其 思考、行為模式大受影響。過去的思惟，已不足以作為未來之借鏡。 數位原民思想快速，做為數位移民的老師，需多花些技術去配合數位原民而非固 守傳統的方法。例如教授也改變教學方法，使用電玩遊戲作為教具使學生在短暫時間達 最快學習( Prensky, 2001)。換言之，數位移民的教學者更須了解數位原民的想法及行為。 眼睛是靈魂之窗，也是人類最重要的知覺器官。正常人的學習過程，主要是依賴 經由眼球所進入大腦的訊息，故而眼球的移動軌跡提供教育者瞭解學生學習歷程及困難 的一個重要的途徑。從一個世紀以前，科學家便對人類的眼球移動產生高度的好奇。多 數人從一出生，視覺就支配主要知覺來源，接收來自周圍的訊息，使我們能夠與環境有 良好互動關係。眼睛及眼球移動是人們臉部最顯著的特徵之一，藉由它們可以表達一個 人的認知過程、情緒狀態，在人們的互動方面扮演重要的角色 (Underwood, 2005)。有 研究提到眼睛和眼動提供了重要的視覺線索( Viola & Jones,2001)。注意力是學習過程中第一個重要的因素，我們必須先注意到某事，才會產生學習。 專心注意看、聽是學習有效的首要條件。唯有注意才會產生有效學習(Simon,1986)，注 意力是否產生於關鍵處，影響學習的效果(Chi, Feltovich, & Glaser, 1981)。可見注意力在 人類訊息處理方面是相當重要的一環。
對於人機交互的發展，使用者對介面的注意力及理解人類的情感狀態，非侵入性 且不受干擾的眼動儀是很重要選擇(Hansen & Qiang, 2010)。Duchowski 也提到隨著眼動 儀越來越普及技術越熟練時，眼動追蹤技術將會是一門主流科學(Duchowski, 2007)。 近來，國外透過眼動追蹤的技術，在各個領域已累積相當多的成果。學者(陳學志, 賴 惠德, & 邱發忠, 2010)認為國內研究者，若能將眼動追蹤技術應用在學習與教育各主題 上，將對教育與學習相關領域理論與實務的發展有相當多的貢獻。鼓勵更多的研究者共 同參與研究，提升我國的學習與教育品質。 鄭昭明(1996)提到過去認知心理學的研究方法有潛在的問題，其缺失包括主觀，實 驗時無法及時且真實呈現行為資料，不易觀察受測者的行為內在歷程。使用眼動儀作為 研究工具，正好解決上述問題。Nisbett & Wilson (1977)也提到眼動儀可在一個自然的使
用環境下，是一項客觀的影像偏好評估工具，眼動追蹤技術之所以漸受研究者之歡迎， 主要是因為它能讓研究者在最自然的狀態下蒐集眼動軌跡，不會干擾到受測者的實驗。 遊戲不需要被教才會玩，也不需要逼迫去玩。遊戲乃是自然而發，充滿愉悅，自 願且無特定目的的活動。Green 提到遊戲使玩家的視野擴大，以致能注意到更多東西， 而且加快視覺資訊處理的速度(Green, 2003)。Gee(2007)也認為有關電玩，必須從孩子身 上學習，以新的方式去思考，學習技能。遊戲會強迫玩家作決定、選擇及安排順序，藉 由電玩過程中，對個人心智成長是有幫助。遊戲式數位學習提升學生解題技巧(Yang, 2009)及較好的學習動機，更重要是提升學習層次，由過關與否，進入更深層階段發現 規則、創造規則以得到探索學習的樂趣（孫春在，2013）。 Hutt(1971)提到遊戲與探索行為類似，都是自動自發的行為，不需外在的誘因來激 發。James Paul Gee(2003)和 Steven Johnson(2005)在一片擔憂電玩對個人與社會造成負面 影響的浪潮中，特別強調電玩增強個人認知能力的優點與對大眾流行文化的影響。類似 說法的學者（孫春在，2013）也提到遊戲的學習遷移是非常關鍵且需要深入研究的議題。 Frank(1982)認為兒童從遊戲中可學到一些別人無法教給他們的東西。那是他們探 索及學習真實世界裡，時間與空間及人、事、物的一種方法。在參與遊戲過程中，兒童 學會生存在一種充滿象徵意義的世界，同時也用自己獨特的方式去探索、經驗及學習。 快樂是人生追求的目標，玩家在遊戲時，表情歡愉、專注、手腦並用、主動、積極。 在多人遊戲中，更發揮了主動參與、互助合作的特質。可見遊戲中的學習是玩家樂趣的 主要來源。遊戲最核心、最基本的元素是樂趣。遊戲的樂趣來源不是獲得高分，玩家之 間是合作非競爭對手。大多數玩家都肯定主流遊戲所創造出的樂趣。這些主流遊戲本身 即負有豐富的學習內容與方法。英國曾經在中小學實施大規模的遊戲教學實驗計畫，同 時也邀請家長共同參與、研究、評估。2006 年，Futurelab 的研究調查報告指出，參與 活動的師長認為遊戲對策略思考、數字應用、溝通、談判技巧、群體決策、規劃、資料 掌握等技能發展有幫助(Kirriemuir & McFarlane,2006)。
Green 和 Bavelier(2003)指出動作遊戲的玩家，其處理視覺資訊的速度比未玩遊戲者 快。他們同時認為動作遊戲會增進空間注意力的能力，玩家的空間注意力比非玩家更好。 Squire(2008)等多位學者也發現玩電玩的年輕醫生比不玩遊戲者手術技巧較佳，遊戲經驗 對外科醫生來說其手術成功的影響力比年資重要。可見遊戲經驗是會有學習遷移的正面 效果。另外也有研究結果顯示，不論是瀏覽圖片或閱讀文字，一個人閱讀策略與知識經 驗背景是會影響其凝視時間及凝視位置(Hyona et al., 2002)。本研究是在遊戲情境中探討 眼動模式，因此是否遊戲經驗影響其眼動模式這是值得探討的議題。基於以上的看法， 本研究希望透過數位遊戲情境探討玩家眼動行為，是否受玩家的遊戲經驗影響。 數獨遊戲(Sudoku)的規則雖然簡單，數字排列方式卻變化無窮極富挑戰性，無論男 女老少，人人都可以玩。在極少花費下，不受場地限制，隨處隨時都可進行的遊戲。有 股使人上癮的魅力。遊戲中不需數學運算能力，透過遊戲過程可培養及提昇邏輯推理能 力，填滿空格中的正確數字後令人滿足，且樂趣無窮，是個排解時間的最佳遊戲 (巫光 禎,2005)。 由於這個有趣的推理遊戲，不受時空及人數限制，不論國內外都有時報，定 期刊登遊戲版面以提供讀者挑戰。數獨遊戲不但風迷全球且極受歡迎（吳明瑄、葉茂淳、
王思懿, 2006）。 數獨遊戲普遍又容易進入謎題，更重要可在歡愉的情緒中，享受推敲的樂趣。本 研究選擇數獨遊戲作為研究的工具。一來達到學者（孫春在，2013）強調數位遊戲的核 心元素-遊戲樂趣（fun）。而且遊戲畫面簡單，固定，不會更動，不消失。遊戲開始至結 束皆穩定存在，遊戲中沒有太多干擾物，可簡化研究變項。 Sternberg ( 1997) 提到思考風格，不是一種能力，沒有優劣之別。只是一個運用既 有才智的慣用方法。雖然聰明才智相當，也可能有不同的行事作風。如果與環境配合， 則 能 適 才 適 所 ， 相 得 益 彰 。 思 考 風 格 隨 情 境 而 變 。 不 同 事 務 表 現 不 同 風 格 (Sternberg ,1994,1997)。它是多面向的，也可能同時具有多種思考風格特質，隨著環境的 改變，做出不同的因應。風格形式也會因時間、場合而調整改變。思考風格是由社會化 所形成的，Sternberg 強調學習者會因老師的教法而有不同的反應。教師針對不同思考風 格要有不同的教法(Sternberg, Robert J.; Martin, Marie.1988b)。
本研究是在數位遊戲情境中，探討玩家的特質(思考風格與遊戲經驗)對眼動行為的 影響，研究預測變項包括行政型(executive)、立法型(legislate)、司法型(judicial) 三種類 型思考風格與玩家遊戲經驗。其中行政型思考風格著重執行，喜歡遵循規則做事；立法 型思考風格較重創新，擁有個人的做事方法；司法型思考風格著重批判，喜歡判斷、分 析及評估。遊戲經驗指玩家高中時期投入的時間，數獨遊戲失敗率及數位介面經驗。 本研究想要觀察不同思考風格與遊戲經驗的玩家對眼動行為的影響，藉此瞭解學生 對新介面的探索行為。選擇思考風格是因思考風格是可測量(Sternberg, 1997)，透過思考 風格問卷量表的數據，界定玩家的風格。
1.2 研究目的
本研究選擇以數位版「數獨教授」為遊戲介面，觀察玩家在遊戲情境中，注意力 的分佈，藉由玩家的眼動行為分析，研究玩家的個人特質是否影響其眼動行為。學者 (Rayner, 1998)眼動研究中提到知覺與語言特性會影響眼動對於何處(where)與何時(when) 的決定。透過眼動儀用科學的方法擷取、蒐集眼動資料，實驗後利用眼動資料及問卷資 料分析，試圖觀察及了解玩家在遊戲過程中眼動模式，看何處( Where )、何時看( When )、 如何看( How )以及看多久(How long)。依據研究的主要方向。研究目的有以下三點： 一. 在數獨遊戲情境中，研究玩家不同興趣區域與時段的眼動指標變化。 二. 在數獨遊戲情境中，研究不同思考風格的玩家不同興趣區域與時段的眼動指標變 化。 三. 在數獨遊戲情境中，研究不同遊戲經驗的玩家不同興趣區域與時段的眼動指標變 化。
1.3 研究問題
本研究將遊戲畫面劃分為七個興趣區域 ( AOI ) ，實驗的前一分鐘分成六個時段， 作為分析依據。說明如表 1、表 2 及圖 1。 表 1 本研究七個興趣區(AOI)說明 編號 命名 說明 1. 標題區 Title 數獨教授 2. 規則區 Rule 遊戲規則說明 3. 提示區 Hint 遊戲填數字錯誤提示或過關提示 4. 計時區 Timer 計時器 5. 工具列 Icon 輔助工具區 6. 數字候選區 Candidate 候選數計次 7. 遊戲主畫面 9*9 遊戲主畫面 圖 1 七個興趣區說明 表 2 本研究興趣時段 ( POI) 說明 興趣時段 實驗時段 時段一 實驗開始 0 -10 秒 時段二 實驗開始 10 -20 秒 時段三 實驗開始 20 -30 秒 時段四 實驗開始 30 -40 秒 時段五 實驗開始 40 -50 秒 時段六 實驗開始 50 -60 秒有眼動研究( Henderson & Hollingworth，1999；Duchowski，2003 )提到，凝視時間 ( Dwell Time )及凝視次數( Fixation Count )是最常被探討的眼動指標，本研究採用凝視時 間、凝視次數與返回次數(Run Count)作為研究變項。 Sternberg (1997)提到行政型思考風格的玩家較守規則，依法辦事。而立法型思考風格 則較創新，至於司法型思考風格適合從事分析工作，這些特質是否會影響其眼動模式， 不同興趣區域有不同訊息來源，是否會受玩家的個人特質影響其眼動差異。玩家的遊戲 經驗是否會影響其視覺搜尋。希望在本研究中釐清玩家的個人特質對眼動行為的影響。 玩家的凝視時間、凝視次數以及返回次數是否因不同興趣區域或不同時段有差異，不同 思考風格、遊戲經驗的玩家是否會影響其凝視時間、凝視次數及返回次數。不同興趣區 域在某時段是否因玩家的思考風格與遊戲經驗對凝視時間、凝視次數及返回次數有影響。 這些都是令人好奇且值得探討的有趣議題。而本研究利用眼動儀做科學客觀的分析，真 實記錄玩家遊戲時的眼動行為。 本研究以「數獨教授」為實驗環境，玩家的眼動行為「凝視時間」、「凝視次數」、 返回次數」為依變項，根據研究目的，提出之具體研究問題如下: 1. 觀察所有玩家眼動行為 (1) 分別在六個時段中觀察玩家在不同興趣區域的眼動行為有何差異? (2) 在六個時段間觀察玩家的眼動行為有何差異? (3) 相同興趣區域，在不同時段玩家的眼動行為有何差異? 2. 不同思考風格的玩家眼動行為 (1) 在六個時段中，不同思考風格的玩家對眼動行為有何影響? (2) 相同興趣區域在不同時段，不同思考風格的玩家對眼動行為有何影響? 3. 不同遊戲經驗的玩家眼動行為 (1) 在六個時段中，不同遊戲經驗的玩家對眼動行為有何影響?
(2)
相同興趣區域在不同時段，不同遊戲經驗的玩家對眼動行為有何影響?1.4 名詞解釋
以下解釋本文重要相關名詞:眼動儀 ( Eye Tracker ) ; 興趣區域 ( AOI ; Area of Interest ) ; 興趣時段 ( POI ; Period of Interest ) ; 思考風格 ( Thinking Style）; 數獨遊戲 ( Sudoku ) ;
眼動儀(Eye Tracker) 二十世紀後，學界利用眼睛的各種特性來記錄眼球運動的方式。隨著科學的進步及 發展，眼球運動的追蹤技術先進且更多元化。當今眼球追蹤技術是利用圖像處理技術， 使用能夠鎖定眼睛的特殊迷你攝影機，透過捕捉從人的眼角膜和瞳孔反射出來的紅外線， 連續記錄眼球變化，並分析眼球追蹤過程。由於運用科學方法，不但能準確、客觀、即 時掌握眼動細微的變化，提升研究的價值。近幾十年來眼動研究發展，累積相當可觀的
成果(Duchowski, 2007; Rayner, 1998)。目前眼動儀被廣泛使用在神經科學、心理學、工 業工程、人因工程、行銷與廣告、電腦科學等領域（ Duchowski, 2002），其中在心理學 領域中，最主要是用在閱讀方面( Rayner, 1998)。透過眼動儀我們可以知道關於學生注意 的訊息型態、順序及注意的時間（Holsanova, Holmberg, & Holmqvist, 2009; Louwerse, Graesser, McNamara, & Lu, 2009; Schwonke, Berthold, & Renkl, 2009 ）。本研究實驗利用 EyeLink 1000 桌上型眼動儀，蒐集受測者在「數獨教授」遊戲中眼動行為，藉由眼動儀 可以全程即時、客觀、忠實及精確地記錄注意力分配的時間及位置（Henderson et al., 2003; Rayner, 1998），探討玩家遊戲情境中的注意力差異。眼動儀圖片說明如圖 2。
圖 2 眼動儀
興趣區域( AOI ; Area of Interest )
興趣區域:使用眼動儀研究者，除了以整體角度觀看眼球移動資料外，也會從理論或
假設出發，事先在觀看的刺激內容中定義出幾個「興趣區域」，以區域為單位，分析眼
球行為的資料。可探討受測者「偏好觀看的位置」(preferred viewing position)的研究 ( McConkie, Kerr, Reddix, & Zola, 1988; Rayner, 1979)。興趣區域大小範圍可依需求設定 ( White, 2008; Yang, Wang, Chen, & Rayner, 2009)。設定後，研究觀察不同興趣區域的眼 動資料差異。本研究將數獨遊戲畫面劃分成七個 AOI 區，作為研究變項。本研究興趣區 域說明如圖 3 所示。
興趣時段(POI;Period Of Interest)
興趣時段:眼動儀研究者利用觀察的時間分析不同的眼動資料，此稱為興趣時段。參 考前人將實驗時間切割成前、中、後三個興趣時段(Knoblich, Ohlsson, & Raney, 2001) ， Grant 與 Spivey （2003）研究實驗開始的 30 秒與結束的前 30 秒的眼動行為。本研 究將玩家探索數獨遊戲介面實驗開始後 1 分鐘平均分成六個興趣時段，觀察玩家眼動行 為的差異。 思考風格(Thinking Style） Sternberg（1997, 1995, 1994, 1993,1990, 1988）的「心智自我管理理論」（mental self-government），將思考風格依五大面向，分成十三種類型，認為人民心智思考如同政 府的運作，將每個人能力偏好使用的方式比喻為各種政府型態，個人在每一向度中，都
傾向於一種類型。「心智自我管理理論」中提到老師依照學生思考風格不同採不同教學 方法，藉此可找到提升教學效率的方法。Sternberg (1997)強調學習者思考風格不同，需 用不同方式栽培。針對不同的思考風格，教師的變通性是必要的(Sternberg, 1990)。本研 究利用功能型思考風格中行政型、立法型及司法型等三種類型作為玩家個人特質的變項， 希望透過研究，分析探討思考風格是否改變玩家的注意力。 圖 3 本研究七個興趣區域名稱及範圍說明 數獨遊戲(sudoku) 數獨遊戲容易使人著迷且隨處可玩沒有太多限制，不論出題或解題皆有成就感。數 獨遊戲主畫面(如圖 3)包括九行，九列，九宮格(3*3)共 81 個小格。數獨謎題中會預先填 入一些數字，其他宮位則留白。遊戲的規則是在九個宮格裡，填入 1 到 9 的數字，每 個數字在每行、每列及每個宮格裡都只恰出現一次，不可重複。玩家必須依照謎題中的 數字分佈情況，解出剩下空格裡的數字。本研究數獨遊戲工具是由巫光禎先生提供的數 獨教授數位版程式，作為研究工具。如圖 4 所示。 圖 4 數獨遊戲主畫面
第二章 文獻探討
本章針對本研究相關理論進行探討，共分四節。依序討論注意力理論、眼動行為、 思考風格及數位遊戲。2.1 注意力
2.1.1 注意機制
人類利用有限過濾訊息的能力，嘗試以有意義的方式貯存有關的訊息。由外界的事 物刺激我們的感覺系統是訊息傳遞的第一步驟，隨之產生神經興奮的作用。從過程看， 刺激消失後，感覺系統的神經興奮仍然會保留一段時間，而成為訊息。這類訊息稱為感 覺的訊息(sensory information)。這些未經詮釋與歸類的(Precategorical)訊息，就是尚未辨 識的訊息。感覺訊息發生在極短暫的時間，以秒或毫秒為單位。感官訊息的貯存研究較 多集中在視覺與聽覺方面，嗅覺、觸覺、運動知覺的探討則較少。這些訊息需要透過「注 意」，才能進一步受到中央系統的詮釋或辨識後保留下來。不過人類的注意力資源非常 有限，因此在瞬間被注意到的訊息數量也是有限的，這是人類能力的限制之一，許多學 習與記憶問題由此引起。 我們知道外界的訊息是經由五官傳到大腦，再經大腦的詮釋，產生辨識作用。就視 覺而言，視覺的邊緣器官是視網膜(retina),當外界的訊息投射到眼睛時，這些訊息經眼球 幾何光學的折射，在網膜形成了影像，此過程稱感覺登錄。(sensory register)經登錄後的 訊息，才可能進一步受到知覺的分析，而產生意義。我們的眼球隨外界的刺激在變化及 轉動，然而這些短暫的訊息出現後，可能尚未處理就消失，，也可能暫時保留這些訊息， 使中央系統有機會進一步分析。Sperling (1960) 發現視網膜的訊息保留量相當大，但卻 以很快的速度消失。而保留在視網膜的訊息稱為影像記憶(Neisser,1967)，它被保留是因 為訊息被歸類或被中央系統辨識過。在快速的呈現下，注意廣度(attention span)是中央系 統能繼續處理外界訊息的一個非常重要的機制;廣度越大，則能處理的訊息也越多。但是， 人類注意的廣度很少，使得人類能力有限，必須找出克服之道。 所謂注意(attention)是指，在從事某種作業時心智活動的分配。美國著名的心理學 家 William James(1890)，百年前就提出「注意」的問題。他說，注意的關鍵是「犧牲 某些事務的處理，以便能有效的處理其他的事物」。Baars(1997)主張未經過注意是不可 能意識到，沒有意識到的東西，是不會被歸類的，由注意的機制控制是否產生意識。注 意是一種內部機制，藉以實現對刺激選擇的控制並調節行為(Kahneman,1973),也就是捨 棄一部份資訊，以便有效處理重要的資訊。 注意包括三方面的意義。第一方面指它的選擇性(selectivity)，在外界的許多事 物 中 ， 只 注 意 某 些 事 物 ， 而 不 注 意 其 他 的 事 物 。 (Cherry,1953; Miller&Bigi,1979;Miller & Weiss,1982)。第二方面的意義是持續性(persistence)，依照意願，不 受其他刺激的干擾，持續的注意某件事物。第三方面是注意的轉移(attention shift)， 根據需求，從對某件事物的注意轉移到另一件事情的注意。
假設參加一個酒會，我們發現，不可能同時聽兩個人說話，換句話說一次只能注意 一個人的話。這就是有名的雞尾酒會現象(cocktail- party phenomenon)由此說明，我 們的注意廣度非常有限，只能選擇性地去注意。
2.1.2 注意力理論
注意力理論說明如表 3 及表 4 所示: 表 3 注意力理論說明一 一. 注意力理論 感官記憶可貯存大量的訊息，但若不注意，訊息很快會消失 Sperling (1960)。所以 「注意」在選擇感官訊息做進一步的處理上扮演重要的角色。 瓶頸理論(Bottleneck theories) 從感官記憶的研究顯示，似乎在感官訊息貯存和口頭 報告間存在一個瓶頸。研究者利用雙耳分聽不同訊息的實驗，發現受試者很難同時注意 兩個訊息，因此有瓶頸理論的提出。Brodbent(1958)提出的過濾模型、Treisman(1960)的 減 弱 模 型 (a attenuation model) 及 Deutsch –Norman)(1963,1968) 的 記 憶 選 擇 模 型 (a memory selection model )。屬於此類。其中過濾器理論及減弱理論屬於早期選擇理論 (early –selection theory)。Deutsch &Deutsch(1963)及 Norman(1968)提出的記憶選擇模型 屬於後期選擇理論 (late-selection theory)。 注意力理論 瓶頸理論 過濾模式 不受注意的訊息完全被過濾器排除在外，沒有處理。 減弱模式 不受注意的訊息被減弱，非完全被過濾器排除在外，沒 有處理。 選擇模式 注意發生在兩組訊息的知覺分析之後，然後選擇重要的 訊息做進一步處理 容量理論 容量模式 注意力的容量有限，工作難 的需較多處理，工作容易則 較少資源處理 多元模式 人有選擇將瓶頸置於何處的彈性，後期處理需耗費較多 容量表 4 注意力理論說明二 注意力的理論
1. 瓶頸理論(bottleneck theories)
(1)過濾器模式: Brodbent(1958) 屬早期選擇理論 (2)減弱模式:Treisman(1960) 屬早期選擇理論
(3)選擇模式: Deutsch &Deutsch(1963)及 Norman(1968)屬後期選擇理論 早期選擇理論(early-selection theory):
注意的選擇發生在訊息處理的早期，在刺激未獲辨識前。 後期選擇理論(late-selection theory):
注意的選擇發生在訊息處理的後期，在刺激未獲辨識後。 2. 容量理論(capacity theories)
(1)容量模式(a capacity model): Kahneman(1973)
(2)多元模式(a multimode theory): Johnston &Heinz(1978) 綜合瓶頸理論及容量理論的模式。 1. 過濾模型:
Brodbent(1958)提出注意模式包括一個選擇式過濾器(a selective filter)、一個有限的 容量通道(a limited-capacity channel)及一個偵測器(a detection device)。Brodbent 的過濾模 型(a filter model)，「注意」充當為一個過濾器，只有讓有限的訊息通過，不被注意的訊 息則完全排除在外。不被注意的訊息，只有再從感官消失前獲得注意，才有可能被認出。 後來此理論受質疑(Moray,1959)。 早期雙耳分聽的實驗(受試者透過耳機，一邊耳朵聽一種訊息。)，支持 Brodbent 的 過濾模型，受試者只能釘住(shadow)受注意耳朵那邊播放的訊息報告，而對不受注意的 耳朵那邊播放的訊息內容完全不清楚(Cherry，1953)。不過後來 Moray(1959)發現受試者 有時也會從不注意的耳朵聽到自己的名字。這個發現推翻了前者，受試者有時也會報告 不受注意耳朵訊息。Treisman(1960)發現語言的上下文效果有時會出現受試者報告不受 注意耳朵邊的詞語，以致使得報告不正確的詞語。過濾器模式如圖 5 所示。 修改自 Shiffrin、Craig 與 Cohen,1973 圖 5 過濾器模式 短期記憶 偵測器 感覺登錄 選擇的過濾器 過濾器模式 刺 激 反 應
2. 減弱模型
Treisman(1960)提出的減弱模型(a attenuation model)，認為過濾器並不完全排除不 受注意的訊息，而是將訊息減弱，使其較不可能被聽到。但是有些詞的閾值 (threshold) 永遠比其他詞低，因此比較容易辨識，例如:自己的名字，或危險信號「火」，另一可能 是受聽者的期望而一時降低，使該字極易被辨認。 Mckay(1973)發現不受注意的訊息雖然不立刻探測，很快會消失，但對個體是有影 響的。換言之，不受注意的訊息並非完全被過濾器排除在外，它對受注意訊息有影響。 減弱模式如圖 6 所示。 3. 記憶選擇模型 Brodbent 和 Treisman 的模式是將瓶頸放在型態辨認前，也就是未加注意的訊息被過 濾器阻擋在外，或者減弱，不易辨認。Deutsch &Deutsch(1963)及 Norman(1968)提出的 記憶選擇模型則是將瓶頸放在型態辨認之後，注意相當於訊息的選擇階段，是發生於知 覺發生之後。兩組訊息都被聽到，只是不重要訊息很快就被忘記。受注意耳朵邊的訊息 是重要的，因受試者必須報告它們。不受注意耳朵邊的訊息通常不重要，因為不需被辨 認，所以很快被忘記，除非很重要，如自己的名字。
支持後期選擇理論的學者(Neely, 1977; Posner & Snyder, 1975; Shiffrin, Pisoni & Castaneda- Mendz, 1974)他們主張，注意的投入與作用是相對的緩慢，並不是在刺激出 現的瞬間。
修改自 Shiffrin、Craig 與 Cohen,1973 圖 6 減弱模式
二. 容量理論(capacity theories) 1. 容量模式(a capacity model)
由於瓶頸理論對瓶頸置於何處難有定論，心理學家轉為研究不同工作對容量需求。 Kahneman(1973) 提出容量模式，認為注意力的容量有限，人類以相當有限的資源去處 理訊息。依工作難易程度去分配資源來處理訊息。較難的工作需全神貫注，花費較多的 資源，所以沒有餘力處理其他事情。較簡單容易的工作不需花費太多資源，因此有餘力 處理其他事情。例如新手開車，較全神貫注，不易分心。熟練的駕駛則可邊開車邊聊天。 短期記憶 偵測器 有限的 容量 減弱控制 感覺登錄 反 應 刺 激 減弱模式
2.多元模式(a multimode theory)
Johnston &Heinz(1978)提出一個綜合瓶頸理論及容量理論的模式。他們認為個體可 選擇將瓶頸置於何處。前期選擇(an early mode of selection)是將瓶頸置於辨認之前，如 Brodbent 的過濾模型;後期選擇(a late mode of selection)是將瓶頸置於語意分析之後，如 Deutsch &Deutsch 的模式。其中後期選擇是需付出代價，個體必須同時處理兩種或兩種 以上訊息，因此需花較多的心理資源。 Johnston &Heinz 用雙耳分聽實驗支持理論。他們分兩組受試者，一組分聽一邊為 男生聲音一邊為女生聲音，同時指定釘住男生或女生聲音報告。這屬於「前選擇」的情 況。另一組受試者分聽為不同類別的訊息，同時指定報告其中一類。這屬於「後選擇」 情況。為了分類，必須先對訊息語意分析，(即知道詞的意思。)除了報告外，兩組受試 者見到閃光燈，還需做按鈕的動作。研究結果顯示後選擇按鈕較慢且報告較多錯誤，這 支持，後選擇需要使用較多的容量(資源)，以致較少剩餘資源去從事另一件工作。 多元模式的意義是個體有選擇的彈性，視情況對注意力做最佳使用。當個體必須同 時注意幾件事時，心理學家(Stroop,1935;Posner&Snyder,1975; LaBerge &Samuels ,1974) 發現可透過不斷練習，達到自動化，以致不需耗費任何寶貴資源。
2.1.3 訊息處理方式
訊息處理取向包括由上而下的處理(top-down processing)與由下而上的處理 (data-driven)說明如表 5 所示。 表 5 訊息處理方式 上行的處理系統(bottom-up processing) 由下而上的處理(data-driven)又稱資料導向的處理，由低層次訊息開始處 理，其結果供高層次的輸入，進行處理，如此逐步向上，最後辨認出該輸入刺 激。 外界的訊息是從周邊的器官傳至中央的大腦，這種訊息處理的方式稱為上 行處理的方式。訊息的收錄(information coding);透過一套規則，把外來的消息 刺激轉變成為某種錄碼(code)的形式，以便能讓人的系統能夠傳送與保存，另 一概念為管道容量(channel capacity);在固定的時間內，一個管道所能傳送的訊 息量或能力。其他的概念如序列處理(serial processing)與平行處理(parallel processing)都是借自於傳送科學。下行的處理系統(top-down processing) 由上而下的處理(top-down processing)又稱概念導向的處理，是依據期望或 標籤，幫助我們詮釋不完整的感官輸入。個人的知識與經驗，在這方面扮演一 個相當重要的角色，其過程是下行處理的方式。 個人的心智能力與新知識的吸收，受制於其既存的觀念與知識是非常明顯 的。外來的感覺訊息，必須被中央的經驗與知識詮釋後，才能達到辨識 (recognition) 的目的，辨識後的訊息才具有意義，進而轉換成另一種訊息的 形式，為記憶系統(memory system)所貯存與使用。由上而下、主動的詮釋外來 訊息的看法即為下行的處理系統。
2.1.4 注意力在教育上的意義
注意力與學習關係密切，注意力在教育上的意義，分四個層次說明如表 6 所示 表 6 注意力在教育上的意義 最低層次 沒有注意力就沒有辨識、學習與記憶。 外來的訊息一經登錄後，若未經注意則很快消失，無法記住。 第二層次 Simon(1986)提出，對一個記憶單位給於 8 秒鐘的注意，則必定能 長久的保存在記憶中。(引自鄭昭明,1996) 第三層次 注意事物的關鍵所在，才能有效的學習。許多學者提到專家與生手 在注意問題上的不同，專家著重於深入的整體結構性及原理原則， 而生手只注意到詞句表面解釋.(Chi et al., 1981)，基於這類的 研究，能否注意問題的關鍵所在，決定學習與解題是否有效的主 因。因此，由教學觀點而言，老師訓練學生注意與把握問題重心有 助於學生的學習、記憶、解題。 第四層次 如何提升學生注意的動機，以增進學習。由於中、小學學生容易分 心，因此這個問題對中小學生的學習特別重要。 前兩層次的關係指出，要學習某些東西前，必須先注意到這些東西的存在。因此如 何讓人注意到學習的事物，是屬於增進學習的技巧。(Berlyne, 1966)曾指出，人與動物 常對不太簡單，也不太複雜的事物最感興趣，這些事物也是最能引起注意與投入注意的 事物。對過去經驗及智力而言太簡單的事物，沒有新成分可學，不會引人注意，太過複 雜的事物，個體不知該注意哪些部分。這就是有趣事物的理論(a theory of things interesting)，只有比個人經驗與能力稍微困難或複雜一點的事物，才能引起注意與感到 興趣。進而稍加努力就能發現新事物或解決問題，這是最容易引起學生注意及感興趣 的。2.2 眼動行為
本節主要說明眼睛的構造及眼動儀發展階段、眼動技術和眼動現象。分別說明如下:2.2.1 眼睛的構造
我們的靈魂之窗―眼睛，體積小但構造精巧且機能獨特。只要張開眼睛，便不斷地 收集及處理周遭的訊息。眼球的正常運動，是所有眼肌協同作用的結果。人類的雙眼就 像照相機一樣，將見到的事物一一「拍攝」下來，再以傳遞電子訊號的方式，把圖像送 到大腦辨識。眼球構造與照相機相對部位做比照如表 7 所示。 表 7 眼球構造與照相機相對部位做比照 眼球的構造 照相機相對部位 眼角膜 第一組透鏡 鞏膜 外殼 虹膜 快門 瞳孔 光圈 水晶體 透鏡 視網膜 底片 眼球壁的構造。眼球壁有三層膜，外層的纖維膜包括鞏膜、角膜。中層的血管膜包 括虹膜、脈絡膜、睫狀體。內層為視網膜包括桿狀細胞、錐狀細胞。 視網膜上有兩個視覺接受器依其外型命名錐狀細胞(cones)及桿狀細胞(rods)，只有 在視網膜的一小部分(中央小窩)，可以意識到細部和色彩其他只維持眼動但沒有顏色及 細部(Kandel et al., 2000)，在視網膜上，不含任何視覺接受器的位置，稱為盲點(blind spot) 亦即視神經盤(optic disc)，此為視神經的輸出處，參考圖 7 說明盲點。圖 7 盲點位置說明 轉自 Sensation and Perception. E.Bruce Goldstein 8th edition 盲點
雖然盲點存在我們的視野中，但是我們並未察覺它的存在，可能的原因為：(1)由於 盲點位於視野的外緣，該處的視覺解析度不佳，使我們不易偵測到盲點的發生。(2)我們 用雙眼來接受外界刺激，因此來自左眼的訊息，可以用來彌補右眼盲點所產生的視覺消 失。(3)最重要的原因是，大腦對盲點進行「填補」(Filling in)的機制，使我們在知覺上 並不因為盲點而感覺到黑色的空洞。 我們人類的眼睛是成圓球體，約 2.5 公分長。眼睛的構造分為眼球外部構造及細部 構造說明。
2.2.1.1 眼球外部構造
眼球外部構造包括眼外肌、眼瞼、眉毛、結膜、淚腺、睫毛。眼外肌在眼球後方共 六條，是骨骼肌的一種。能使眼球作上、下、左、右轉動。控制眼球外肌肉收縮和放鬆 活動的神經，包括：第三對腦神經（動眼神經）、第四對腦神經（滑車神經）及第六對 腦神經（外展神經），由上述腦神經支配每個運動神經元的軸突所支配的眼外肌肌纖維 數目很少，故可進行精細的調整。控制眼球運動的肌肉有 : 內在肌肉及外在肌肉。內在 肌肉包括括約肌和睫狀肌。括約肌用來調節瞳孔的大小。睫狀肌能改變水晶體的形狀， 調節水晶體的焦距。看近時，睫狀肌收縮使水晶體懸韌帶鬆弛，水晶體表面凸起，屈光 能力增加，使眼前目標成像在視網膜上，獲得清楚的視力以便看近。反之，眺望遠方時， 進入眼睛的平行光線正好成像在視網膜上，睫狀肌放鬆使水晶體懸韌帶保持一定張力， 不需再收縮，水晶體較扁平，以便看遠。外在肌肉有提上瞼肌及眼球運動肌六條。提上 瞼肌能提上眼瞼。眼球運動肌六條包括上直肌(superior rectus)使眼球上轉。下直肌 (inferior rectus)使眼球下轉。外直肌(lateral rectus):使眼球外轉。內直肌(medial rectus)使 眼球內轉。上斜肌(superior oblique)使眼球在它的軸上旋轉，角膜向下外側方做斜向運動。 下斜肌(inferior oblique)使眼球在它的軸上旋轉，角膜向上外側方做斜向運動。說明如圖 8。 眼瞼在眼球上方。可阻擋強光或外界刺激對眼球的傷害。由眨眼，可以使淚液分佈 均勻、滋潤眼球表面，保持角膜之光澤。眉毛在眼睛上方，能保護眼球。睫毛位在上下 眼瞼，能保護眼球。淚腺在眼球外上側，能分泌眼淚滋潤眼球和殺菌的功能。當人哭泣 時，副交感神經傳到淚腺的衝動增強，使淚腺分泌增加，經由眼瞼內角的淚點到鼻淚管 而流入鼻腔，所以嚎啕大哭時通常都會涕泗縱橫。結膜眼瞼內側與眼白的鞏膜外，具有 分泌黏液和淚液作用，可以幫助滑潤以保護眼球。覆蓋在眼白處的結膜較薄且透明無色， 只有在結膜發炎時血管才會明顯可見,而覆蓋在眼瞼處的結膜較厚且呈紅色。角膜外沒有 結膜覆蓋。圖 8 眼球外部肌肉說明 轉自 http://yixue.qeqeqe.com/2013/201301/366376.shtml
2.2.1.2 眼球細部構造
光線是視覺刺激的來源。人眼可見的光線( visible light )波長為 400 至 700 nm，僅 佔廣大電磁波範圍的一小部份。眼睛為視覺訊息處理的第一站。光穿過眼睛表面角膜、 瞳孔、水晶體、聚焦於視網膜上的感光細胞，由視網膜節細胞的軸突在視神經盤處會聚， 產生一個上下顛倒的影像，再穿過鞏膜而構成視神經，視神經是傳導視覺衝動的。網膜 上有兩種視覺接受器：錐狀細胞(cones)及桿狀細胞(rods)視網膜所得到的視覺信息，經 由視神經傳達到大腦。眼球構造如圖 9。 以下依光線進入眼球路徑介紹眼球構造。 1. 角膜(cornea):眼球最表面的透明組織，是光線進入眼球之起點，在此產生折射現象。 角膜是負責屈光功能的最主要構造。但細部的調節則依賴水晶體。 2. 鞏膜(sclera): 「眼白」的部份。不透明，質地堅韌，能保護眼球，維持眼球的形狀。 3. 前房(anterior chamber): 內含清澈透明的水狀液(aqueous humor)流動不止。具循環代謝及散熱功能。 4. 瞳孔(pupil): 虹膜中央的開口，角膜後面的中央圓洞。由虹膜的擴張肌及括約肌負 責控制調節進入眼內的光線大小。 5. 虹膜(iris): 為環狀有色膜，位於水晶體與角膜間，中央為瞳孔。虹膜色彩取決於黑 色素的濃度及位置，基因遺傳也會影響。根據光量的高低控制瞳孔的收縮與放大。 有遮光效果。 6. 水晶體(lens): 水晶體是一種黏稠而透明的蛋白質類纖維之強力彈性囊構成（隨年齡 增長透明度會降低）。由環狀的水晶體韌帶( zonules)固定，水晶體將光線折射使其 聚集在眼球後方的視網膜上，具有調整屈光能力變焦的功能。眼睛利用水晶體形狀 的改變，準確而又迅速自動調節焦距，使呈現在眼前的遠山近水，都能在視網膜上， 1 上直肌 3 外直肌 1 上直肌 視神經 2 下直肌 提上瞼肌 5 上斜肌 4 內直肌 提上瞼肌
形成清晰的影像。
7. 後房玻璃體(vitreous humor): 內充滿透明凝膠狀的玻璃液(vitreous humor)，主要成分 為水。有屈光作用及用來支撐眼球壁、維持眼球形狀。 視覺接受器錐狀細胞與桿狀細胞比較如下: 1. 分佈 錐狀細胞主要集中於中央小窩(fovea)，只有少量在中央小窩以外的邊緣區域。 桿狀細胞分佈在中央小窩以外的邊緣區域(peripheral)。 2. 影像解析度 錐狀細胞對於影像解析度非常敏銳。 桿狀細胞影像解析度比較低，無法分辨顏色。 3. 負責視覺的時段 錐狀細胞負責白天的視覺，只能在適當光線下作用，能明確分辨物體的輪廓及色 彩。 桿狀細胞負責晚上的視覺，對弱光敏感，在微光或昏暗時發生作用。 4. 對光敏感度 錐狀細胞對光敏感度較弱。 桿狀細胞對光敏感度較強。 視網膜是接收視覺刺激的第一站，由眼底往外分別包含了五層細胞。光感受器、水 平細胞、雙極細胞、無軸突細胞、神經節細胞。光訊號在視覺接受器轉為電訊號。連結 水平細胞、雙極細胞又再與節細胞形成連結，中間穿插一些以水平方式聯絡的無軸突細 胞連結，而整個網膜由節細胞的軸突匯聚形成視神經從兩極細胞收集訊息，由盲點離開， 這些軸突在送出眼睛之前集結成束，形成視神經(optic nerve)。傳到大腦的視皮質枕葉區 。 枕葉(occipital lobe)為視覺訊息的主要處理區域 ( primary receiving areas)。
圖 9 眼球構造一 轉自 http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQkxJd06uHhpN2tO7_OX9s8HSRsjc-RE-WNH2XkOFNdaPlgYk2 A2Q
2.2.2 眼動儀
2.2.2.1 眼球追蹤研究發展的四個階段
Rayner (1998)概述眼動特徵的前三個階段。 第一階段為 1879-1920 年代。 發現許多基本眼球移動事實。包括閱讀中的「凝視」 （fixation） 及「跳視」 （saccade） 的現象，跳視抑制 (saccadic suppression),跳視潛伏期 ( saccade latency),和知覺廣度大小 ( the size of the perceptual span)。第二階段為 1930-1958 年代。 由於行為主義學派盛行，許多應用研究崛起。大多數的研究都聚焦在探討眼球移動 現象的本質。並未嘗試去推論內在的學習與認知的歷程，因此有關此類研究的數量很 少。 第三階段為 1970-1998 年代。 主要是改進眼動紀錄系統，使眼動資料蒐集更準確、更容易。由於當時認知心理學 2虹膜 3 瞳孔 虹膜 4角膜 5 鞏膜 虹膜 1 眼皮
開始發展，使得眼動行為成為探索大腦及認知系統的有力證據，因此出現大量的相關研 究。 第四階段是指 1999 至現在。 眼動追蹤應用研究，從系統分析的角度來看，大致分成二部分，作為診斷或互動功 能。
2.2.2.2 眼動技術
由於電腦處理速度越來越快，使得眼動技術改進，製造商已研發四代的眼動技術 (Duchowski, 2007)。 第一代是接觸式的眼球追蹤技術，受試者必須配戴特殊設計的軟式隱形眼鏡又稱搜 尋線圈法(search coil)或眼電圖法(electro-oculography)。這種侵入性量測方式易傷害受測 者不適合大眾使用。第二代是利用光和影像圖法(photo- and video-oculography)
第 三 代 利 用 類 比 式 瞳 孔 中 心 角 膜 反 光 點 法 (analog video-based combined pupil/corneal reflection)將紅外線 LED 光源置於攝影機的鏡頭中心，利用 LED 光源在眼 球角膜外圍反射出來的反光點(glint)，與從視網膜反射的亮點(bright-eye)之間相對位置的 改變來檢測視線。此法稱為瞳孔中心角膜反光點法。 第四代是將第三代改成數位式的瞳孔中心角膜反光點法。 第三代眼動技術儀已經發展為能夠即時計算出眼動位置。然而第四代眼動儀結合數位化 技術提升使用率、準確性及快速性同時也降低成本。最新的眼動儀結合數位影音的技術， 校正方法不同於 5 至 9 點校正而是發展到由使用者需求決定任何點數皆可校正。攝影鏡 頭進步為自動對焦。 最先進的眼動儀不但比較便宜、處理速度更快、準確率提高，而且使用者更容易操 作。因此有關眼球移動行為追蹤研究大為增加。雖然眼動儀提供一個觀察人類視覺行為 與注意力過程的獨特目標。但是眼動儀仍然 無法廣泛使用於不同領域的實驗室。 Duchowski(2007)認為有兩點理由。第一點是眼動儀在使用上並未廣泛被指導，缺乏一套 訓練用的手冊。第二點是設備的設定及使用很複雜又需電腦技能整合。如何使其操作及 分析使用時困難度降低是當務之急。
2.2.2.3 眼動現象
眼動現象包括與認知學習有關的眼動現象 (Rayner,1998)及與認知學習關聯性較低 的眼動現象。與認知學習有關的眼動現象
1. 凝視 ( fixation )是介於跳視間( saccades )的眼球相對穩定靜止的狀態(Javal,1906; Huey,1908)。眼動訊息來自凝視期間然而跳視是無法獲得有用訊息的(Wolverton & Zola, 1983)，凝視的時間與作業的種類有關，在閱讀時約需 225-250 毫秒，在知覺 圖片時則平均為 260-330 毫秒 (Rayner,1998)。 凝視時眼球並非完全靜止不動，而 是包含了眼震以及微跳視（ microsaccades ）等細微的眼部活動。在連續的眼球追 蹤過程中，研究者所觀察到的凝視時間，除了包含分析判斷當下刺激所需的時間， 也包含了判斷及決定下一個凝視點的位置並且啟動下一個跳視所需的時間，此稱之 為「跳視潛伏期」（ saccade latency ）。簡言之，除非使用特別的實驗策略，否則觀 察到的凝視時間包含處理當下刺激所需時間以及跳視潛伏期。 2. 跳視 ( saccade ) :當眼球快速且短暫的移動稱為跳視。跳視運動是為了調整此新的 目標物於中央小窩上。兩個凝視位置間的快速移動距離則稱之為跳視的距離 (saccade length) ，sccade 每秒高達 500 度 的速度移動;閱讀時跳視 2 度需 30 ms。 3. 跳視抑制( saccadic suppression): 眼球在快速「跳視」的過程中難以知覺到訊息的現
象為跳視抑制。
4. 回視 ( regression) :眼球的移動依文字書寫的方向，又可分為順向移動(forward saccade)與逆向移動(regressive saccade)兩種，其中逆向的移動在眼動研究中又稱之 為回視。
5. 跳視潛伏期 ( saccade latency): 因為想移動需時間去計畫及執行，所以 saccade 有潛 伏期約 150~175ms。有許多研究關於了解跳視有潛伏期及訊息處理工作與眼動的關 聯性(Becker & JUrgens, 1979; Crawford, 1996; Findlay, 1992; Heywood & Churcher, 1980)
與認知學習關聯性較低的眼動現象
1. 平滑追蹤 ( pursuit movement): 平滑追蹤是一種慢速盯住移動目標物的現象。負責 監視著目標物的移動且產生追蹤式（tracking）的運動，使眼睛盯住目標物，保持目 標物落在中央小窩上。
2. 前 庭 運 動 ( vestibular movement): 前 庭 運 動 是 因 刺 激 前 庭 器 (vestibular apparatus) 而引起的，因為前庭核與腦幹內管眼球運動的神經核間有直接的連絡， 所以只要頭部往任何一個方向加速時，眼球就會往另外一個方向做補償性的運動。 前庭運動使得眼球在身體或頭部快速運動時，仍可維持其視線於目標物上的眼動反 應。 3. 視運動 ( optokinetic):校正頭部平衡運動，負責保持目標物落在中央小窩上。它與前 庭運動各自負責工作，而聯合起來時，產生一種代償性的眼球運動，以使眼睛能盯 住目標。 4. 輻輳作用 (vergence ): 輻輳作用是指看遠方物體時，兩眼視線近乎平行；但是在看 近物時，兩眼球會向中間聚合，使視線焦點投在物體上。輻輳作用為的是取得立體 知覺，為深度知覺的重要線索。
5. 眼震 ( nystagmus): 眼震是為了避免視細胞習慣化所產生的細微移動。
當我們在凝視目標，接收訊息時，眼球將聚焦於中央小窩(foveal)、窩邊(parafoveal) 及週邊(peripheral)等三個區域。中央小窩是眼球敏銳度(acuity)最高的區域，凝視的範圍 是 2 度視角，1 度視角大約 3-4 個字母，窩邊範圍是 5 度視角約 15-20 字母，窩邊範圍 以外者為周邊區域。因為離開敏銳度較高的中央小窩範圍，若凝視在窩邊區的文字，將 很難被準確辨識出來(Henderson, Dixon, Petersen, Twilley & Ferreira, 1995)。學者 們 (McConkie & Rayner, 1975; Rayner, Well, Pollatsek & Bertera, 1982)發現，在閱讀時中 央小窩與周邊區域的擷取訊息的方式是不同的。
閱讀中眼球凝視時，由近窩區的訊息傳達有二種方法，第一是提供閱讀者決定下一 步驟將看何處。McConkie & Rayner (1975)發現在窩邊區域閱讀時，利用字的長度的 訊息，來計劃下一個跳視的位置。相關的研究非常多(Liversedge & Underwood, 1998; Pollatsek & Rayner, 1982; Rayner, Fischer & Pollatsek, 1998; Vonk, Radach & van Rijn, 2000)同時結果也是被肯定。第二，窩邊訊息可作為辨識字的根據。窩邊的字，因為先 被讀取，當它變成下一個凝視目標時，會縮短凝視時間(Rayner, 1975)。窩邊預覽使眼動 前產生注意力行為，逐字連續的轉移注意力，也可能不只一個字串。學者發現(Inhoff & Rayner ,1986)窩邊預覽時，若字的出現頻率越多，其第一次凝視時間就越短。可是發生 在中央小窩時就無此現象。
2.3 思考風格（Thinking Style）
2.3.1 思考風格的定義
Sternberg(1997,1994)提到風格的特徵，包括:風格是行事作風的偏好，個人慣用發揮 才智的方式，但不是能力。喜歡創造(此為風格)與有能力創造(此為能力)是兩回事。風 格沒有好或壞之分，只是不同而已，只要配合風格去適應環境就會適才適所。風格是變 通的，面對不同任務或環境會有不同的風格表現出來，它的強弱程度因人而異。風格是 可隨時變動的，其彈性大小也會因人而異。風格可被社會化的。在不同時期有不同類型 風格呈現。風格型態可以被測量出來。風格因時間地點不同有不同效果。 如果教學者針對學生的思考風格設計教材，這種因材施教方式，將使教學達最高效 果(Sternberg, 1997; Sternberg & Grigorenko, 1997)。事實上，學習是需要配合思考風格 (Zhang, 2000)，而且思考風格是從小學(Sternberg & Grigorenko, 1995)到大學(Cilliers & Sternberg, 2001)各種階段都適用。思考風格會影響學習但不是學習風格。思考風格在教育上是佔非常重要的角色。我 們知道人類的的能力，只有少部分被檢驗出但更多潛在能力未被測量出(Gardner, 1993; Sternberg, 1985)。換言之，只有少部分的能力被發現。如果配合思考風格可提供發掘更
多才能。某些人在學校表現很成功，成績很好，但在工作上就未必順利。能力是一種技 能不是偏好。有創造能力的人不一定喜歡創造，享受從事創造者本身不一定非常有創造 力(Sternberg & Lubart, 1995)。因無法配合他的思考風格行事導致無法發揮最大能力。教 師幫助學生依照思考風格行事去發揮最大效益。符合因材施教的說法。
2.3.2 思考風格的類型
思考風格共有五大面向，十三種類型，沒有好壞之別。面對不同事物，可能流露出 不同類型的習性(Sternberg,1995,1994). 如表 8 為思考風格十三類型的特色說明。
Sternberg（1997, 1995, 1993, 1994,1993, 1990, 1988a）的「心智自我管理理論」（mental self-government），認為人民心智思考如同政府的運作，將每個人能力偏好使用的方式比 喻為各種政府型態，個人在每一向度中，都傾向於一種類型。 思考風格中功能(functions)面向是指個人的思考與行事作風如政府的管理。包括行 政型、立法型、司法型。 行政型風格者較守規矩-行政型的人喜歡守規矩，願意處理預先設定的問題。此種 風格的人往往喜歡填入有架構之內的空格。不喜歡自己設計架構。套公式去解疑難問題， 以別人意見來發表演說，將已定的規則付諸實施。 行政型適合做律師、巡邏警察、軍人、行政助理、沿用他人設計者。學校和企業都 歡迎行政型的作風。聽命行事且樂於接受指示，完成上級交代的任務，天資聰穎的行政 型極受師長們喜愛是典型的模範生。學生傾向行政型作風乃壓力所致。 立法型風格有創意-立法型的人喜歡依照自己意見去設計行事方法，由自己決定做 甚麼，怎麼做。喜歡用自己制定的規則、較願意處理非預先設定的問題。 立法型適合創作性寫作、科學研究發明、美術、雕刻、投資、建築等。立法型的人 特別擅長表現創意。但學校環境比較不鼓勵立法型的作風。天資聰穎的立法型被指不乖 不守規矩且叛逆。 司法型風格擅長評析-喜歡評估規則與程序，比較願意處理可分析的問題，喜歡寫 評論，發表意見，批評他人的表現與成績等。 司法型適合做法官、評論家、顧問、人事考核、方案審查，系統分析者。此作風在 學校施展不開。雖研究歷史適合司法型解析歷史事件但許多學生認知的歷史卻是偏重記 憶方面的行政型東西。此風格的人在學校比較無法發揮，事業上也如此。學校事業機構 喜歡行政型作風的人擔任低階主管。雖高階主管需立法及司法型風格但這兩種類型的人 在低階主管時即被淘汰掉。
表 8 思考風格十三類型的特色說明 心理自治的型態是指個人自我治理的態度，面對人、事、物時以何種心態對待、處 理。 君主型風格者心無旁鶩-君主型風格的人態度專心一意、迫切的完成事情。做起事 來不容他人或任何事構成妨礙。事情託付此人可以放心。因一旦決定做的事，就盡力做 到，老闆若是君主型風格，屬下須將他交辦的事辦好，不可有藉口。君主型孩子在學校 有時會比較麻煩因容易一意孤行。若老師讓孩子一心想做的事與正做的事情連結起來， 對孩子十分有利。例如此風格孩子若喜愛運動卻不愛看書時，若鼓勵他看與運動為題材 的書籍，將會引發興趣。
