科普多媒體電子書呈現型式之研究

全文

(1)國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系碩士論文. 科普多媒體電子書呈現型式之研究. 研究生：卓君龍指導教授：簡佑宏. 中華民國一 ○ 二年六月.

(2)

(3) 科普多媒體電子書呈現型式之探討研究生：卓君龍指導教授：簡佑宏. 中文摘要科普教育（科學普及教育）有助於學生延續科學的學習及興趣。科普電子書以不同多媒體型式，輔助抽象科學概念並整合邏輯與知識內容，成為推廣科學閱讀之良好媒介。而如何有效透過多媒體電子書傳播學習內容與提升學習動機，為近年來科普、科學教育所關注的議題。. 職是之故，本研究旨在探討適合閱讀之多媒體電子書呈現型式，並測量個體處理訊息的偏好差異對閱讀效益與學習動機之影響，提供教學設計與配合未來十二年國教差異化教學實施之參考。實驗藉由量化的研究方法探討「科普多媒體電子書呈現型式」與學生個體之「認知偏好」對「閱讀效益」及「學習動機」的影響，並使用紙本型式呈現進行對照實驗。實驗除了量化數據之外，將收集實驗結束後之晤談資料納入研究分析。. 科普電子書讀本以「好奇寶寶登陸火星」為學習主題，針對台北市四所公立學校共計 545 名七年級學生，進行不同多媒體呈現型式（文字引導、圖片引導及影片引導）閱讀實驗。並量測不同認知偏好（視覺型、語文型）學生在閱讀效益及學習動機的影響。本實驗結果如下：一、文字及圖片引導呈現型式在記憶學習關鍵字有較佳的效益；影片引導型式對整合邏輯性、理解性學習內容有較佳效益。二、影片及圖片引導呈現型式在學習動機上較優於文字引導型式。三、認知偏好對閱讀效益與學習動機之影響較小。 i.

(4) 四、視覺型認知偏好學生在閱讀影片引導型式時，邏輯性題目的表現較優於語文型認知偏好學生。五、考量視覺型學生在回顧學習關鍵字的效益，影片引導較優於圖片引導型式；若考量語文型學生在邏輯性、理解性題型的效益，則文字引導較影片引導合適。六、多媒體型式在學習動機上較優於紙本型式型式。. 關鍵詞：電子書、科普教育、認知偏好、多媒體呈現. ii.

(5) Effects of Different Multimedia Forms on Reading Popular Science e-Books Author: Chun-lung, Cho Adviser: Dr. Yu-Hung, Chien. Abstract Popular science education can offer the assist to expound the scientific knowledge and increase the interest of news and features on science issues. Popular science e-book has now developed different forms of multimedia to improve the learning efficiency on some abstract concepts, and integrate the logic content in science. Therefore, research and study are recently focusing on how to improve a better reading and learning experience with e-books.. This study investigated the correlations between the trait of different multimedia forms and student’s cognitive preference (visualizer and verbalizer) when reading from multimedia and from printed materials. Finding of this study can be used as references for teaching material design and for the Differentiated Instruction in upcoming Twelve-Year Public Education Program. By the quantitative research methods, the experiments are to discuss through different multimedia forms and different cognitive preferences effects on the reading efficiency and learning motivation. Besides, this study also implemented the printed material experiments as the comparison and the analysis of interview data is included as well.. In this study, the learning topic for popular science e-book is the story of “Curiosity Rover on Mars”. Participants are 545 seventh grades students from 4 public junior high schools in Taipei city. The experiment investigated the correlations between student’s cognitive preference (visualizer and iii.

(6) verbalizer) and three different multimedia forms (text-based, image-based and video-based) towards the reading efficiency and learning motivations. The results and finding are as followed: The results and finding are followed : (1)Text-based and image-based e-book can be use when considering an efficient way to memorized the learning keywords, and video-based material were performed well in comprehension the science content. (2)Video and image based e-book got stronger learning motivation than text based e-book. (3)The cognitive preference were found no significant effect in this study. (4)When visualizer reading from video based e-book, they performed better than verbalizer in comprehension the logical science content. (5)Video based e-book is suitable to assist visualizer memorized the learning keywords than verbalizer. Text based e-book is suitable for verbalizer to comprehensive the logical content. (6)Students have stronger learning motivation in reading multimedia e-book than printed material.. Keywords: e-book, popular science education, cognitive preference, multimedia presentation. iv.

(7) 目錄中文摘要 .......................................................................................................... i 英文摘要 ........................................................................................................ iii 目錄 ................................................................................................................. v 圖次 ............................................................................................................... vii 表次 ................................................................................................................ ix 第一章緒論 ................................................................................................... 1 第一節研究背景與動機 ....................................................................... 1 第二節研究目的與待答問題 ............................................................... 4 第三節研究方法與流程 ....................................................................... 5 第四節研究範圍與限制 ....................................................................... 6 第五節名詞解釋 ................................................................................... 7 第二章文獻探討 ........................................................................................... 9 第一節何謂科普傳播 ........................................................................... 9 第二節多媒體閱讀 ............................................................................. 12 第三節認知偏好的影響 ..................................................................... 17 第四節學習動機的影響 ..................................................................... 24 第五節科普電子書分析 ..................................................................... 25 第三章研究方法與步驟 ............................................................................. 29 第一節研究架構 ................................................................................. 29 第二節研究對象 ................................................................................. 30 第三節研究流程 ................................................................................. 31 第四節研究工具 ................................................................................. 32 第五節實驗設計 ................................................................................. 37 第六節資料分析方法 ......................................................................... 40 v.

(8) 第四章實驗數據分析與討論 ..................................................................... 41 第一節實驗資料整理 ......................................................................... 42 第二節呈現型式對科普閱讀效益與學習動機之影響..................... 44 第三節認知偏好對科普閱讀效益與學習動機之影響..................... 50 第四節呈現型式與認知偏好對科普閱讀效益與學習動機之交互作用影響 ................................................................................... 53 第五節多媒體電子書與紙本型式之差異 ......................................... 59 第六節綜合討論 ................................................................................. 61 第五章結論與建議 ..................................................................................... 71 第一節研究結論 ................................................................................. 71 第二節研究建議 ................................................................................. 72 一、中文部分 ....................................................................................... 74 二、外文部分 ....................................................................................... 81 附錄 ............................................................................................................... 85 認知偏好問卷 ....................................................................................... 87 學習動機量表 ....................................................................................... 89. vi.

(9) 圖次圖 1-1 研究流程圖 ......................................................................................... 5 圖 2-1 多媒體學習認知模式 ....................................................................... 15 圖 2-2 訊息處理心理歷程圖 ....................................................................... 19 圖 3-1 研究架構圖 ....................................................................................... 29 圖 3-2 研究流程圖 ....................................................................................... 31 圖 3-3 實驗時實施程序圖 ........................................................................... 39 圖 3-4 統計分析架構圖 ............................................................................... 40. vii.

(10)

(11) 表次表 1-1 國內外科普電子書分析 ................................................................... 26 表 3-1 多媒體呈現引導方式說明 ............................................................... 33 表 3-2 學習動機量表與 ARCS 構面之信度分析表 .................................. 37 表 4-1 閱讀文本之有效樣本數 ................................................................... 42 表 4-2 性別在有效樣本分布情況 ............................................................... 42 表 4-3 有效樣本依變項之描述統計摘要表 ............................................... 44 表 4-4 呈現型式對閱讀效益之描述性統計 ............................................... 45 表 4-5 呈現型式對閱讀效益之變異數檢定 ............................................... 46 表 4-6 呈現型式對閱讀效益之多重比較 ................................................... 46 表 4-7 呈現型式在學習動機之描述性統計 ............................................... 48 表 4-8 呈現型式在學習動機之變異數檢定 ............................................... 48 表 4-9 呈現型式在學習動機之多重比較 ................................................... 49 表 4-10 認知偏好對閱讀效益之描述性統計 ............................................. 50 表 4-11 認知偏好對閱讀效益之變異數檢定 ............................................. 51 表 4-12 認知偏好對學習動機之描述性統計 ............................................. 51 表 4-13 認知偏好對學習動機之變異數檢定 ............................................. 52 表 4-14 交互作用檢定-閱讀效益 ............................................................... 53 表 4-15 交互作用受試者間效應-閱讀效益 ............................................... 53 表 4-16 事後比較-以呈現型式分析 ........................................................... 55 表 4-17 平均數分布-以呈現型式分析 ....................................................... 55 表 4-18 交互作用受試者間檢定-認知偏好 ............................................... 57 表 4-19 多重比較-語文型認知偏好 ........................................................... 57 表 4-20 多重比較-視覺型認知偏好 ........................................................... 58 表 4-21 平均數分布-以認知偏好分析 ....................................................... 58 ix.

(12) 表 4-22 交互作用檢定-學習動機 ............................................................... 59 表 4-23 多媒體電子書與紙本型式在閱讀效益之描述性統計 ................ 59 表 4-24 多媒體電子書與紙本型式在閱讀效益之變異數檢定 ................. 60 表 4-25 多媒體電子書與紙本型式在學習動機之描述性統計 ................. 60 表 4-26 多媒體電子書與紙本型式在閱讀效益之變異數檢定 ................. 61. x.

(13) 第一章緒論本章介紹本研究之研究背景與動機、研究目的，並提出研究待答問題、國內外科普多媒體電子書分析、研究流程與重要名詞解釋進行詳細探討：. 第一節. 研究背景與動機. 九年一貫課程的實施，強調培養學生帶著走的基本能力。然而台灣學生離開校園之後，並沒有持續閱讀或談論科學的習慣（黃俊儒，2010）。有鑑於科普教育對社會發展的重要性，透過多媒體電子書推廣科學相關議題或知識是未來的趨勢。國內推動科普教育的學者高涌泉（2010）表示：「科學教育必須注重閱讀與敘事能力。」；文中也提及目前的問題：「美國加州大學柏克萊分校教育研究院院長皮爾森（David Pearson）等學者認為，目前仍缺乏高品質、適合閱讀的科學教科書提供老師教學，尤其透過閱讀來理解抽象概念是非常不容易的」。因此，為了重新引起大眾對於科普閱讀的重視，如何發揮多媒體傳播的特質製作出優質的科普多媒體電子書，皆為當前科普教育所重視的研究議題。. 一、多媒體閱讀成為教育主流現代社會對多媒體資訊並不陌生，然而，教育資訊需要考量嚴謹的學習目標與策略，才能達到學習效益並延續學習態度。因此對大部分的學校或學術單位而言，多媒體閱讀應用於教學推廣的效益仍需要累積更多研究。由於許多兒童在閱讀與寫作能力尚未成熟前，就已經接觸、瀏覽許多數位媒體，也保持對科技的正向態度，因此若設計吸引學生閱讀的電子書介面，將對學童發展閱讀興趣有很大的潛力（Landoni, 2010）。 1.

(14) 當資訊以文字、圖片、影片、聲音等多媒體方式呈現，使閱讀不再侷限於文字的敘述，高解析度的圖片及生動的影片都帶給閱讀者不同的感受。根據遠見雜誌 2012 年台灣數位閱讀調查的結果發現，在優先選擇書本種類時，台灣有 23.3％的民眾會優先選擇使用電子書。台灣教育單位也逐漸重視數位閱讀對學生的影響，台北市將於 2014 年內，將電子書包、雲端學習服務推廣至 150 所國中小學校；新北市府與台灣微軟共同舉辦「2012 教育高峰論壇-擁抱數位閱讀新革命」，邀請國內外專家學者，以閱讀的角度探討數位科技對未來教育的影響。皆顯示推廣多媒體電子書閱讀為大眾普及教育的關鍵。. 二、科普多媒體電子書的研究重要性行政院國家科學委員會自 2012 年起推廣公民科技素養傳播與教育，取代原科普教育與傳播學門，並鼓勵各級學校辦理科學相關講座或研習活動。而一般民眾對科技知識的認知及印象大多來自於廣義科學普及媒介，如科普書籍、科普雜誌、科教影片等（陳恆安，2007）。藉由多媒體輔助的科普電子書可透過圖片或影片呈現抽象的概念，因此自然科學為適合開發數位教材的內容性質（林巧敏，2010）。然而，台灣於 2004 年加入國際閱讀素養研究（Progress in International Reading Literacy Study，簡稱 PIRLS）計畫，在調查中的 45 個國家地區裡，台灣小學四年級學生每天課外閱讀比率排名是倒數第一，鄰近的香港卻是全球第二。研究者認為，若發展適於閱讀的科普電子書，透過多媒體的媒介及多樣化的呈現型式將提升民眾接觸科普閱讀的興趣，對推廣科普教育具有正向的影響力。觀察國內探討科普閱讀的研究，主要在探討紙本型式的閱讀（林靖淑，2008；吳宛真，2007；黃瑞琪，2006；曾雅苹，2005；邱月玲，2002；. 2.

(15) 謝添裕，2002），較少針對多媒體電子書閱讀行為作探討。而過去已經有研究指出多媒體教材可提升學習效益（Genuchten, Scheiter, & Schüler, 2012；李金鈴，2008；陳姚真、吳宇穎，2008；黃巧妮，2005；郭璟諭， 2003），但鮮少針對科普教育內容進行探討。並且，在相關研究結果也提到多媒體型式可能無法顯著提升學習成就（邱惠芬，2003；許秋瑾， 2003），甚至發現若資訊量過高反而造成認知負荷（翁嘉鴻，2001）。此外，在文獻探討的過程中觀察到相關研究以教學軟體或課程演示為主，較少針對個人之閱讀行為作探討。職此，本研究將考驗學生使用科普電子書時，多媒體呈現型式對其閱讀效益的影響，提供科普電子書設計之參考。. 三、認知偏好對多媒體學習的影響學生的電子書閱讀成效，是否因資訊處理的認知偏好不同而影響？假如平時喜歡觀賞影片，透過影片方式學習科普就會提升閱讀效益嗎？對教育工作者而言，重視每一位學生的學習狀況是重要的職責。以認知為主的教育，強調提供學生適性的教育方式，有助於學習上的吸收並發展有效的學習策略。因此，納入學生認知偏好考量的科普多媒體電子書，不僅可以降低學習上的認知負荷，也影響了學生對閱讀的興趣。觀察國外支持多媒體提升學習成效的理論文獻（Mayer & Moreno, 2003；Schnotz & Bannert, 2003；Mayer, 2001；Mousavi, Low, & Sweller, 1995），皆指出認知偏好對學習上有顯著影響。然而，近年來延伸認知偏好的研究結果卻不一致；學者 Sun 與 Chen（2010）以視覺型、語文型的認知偏好探討多媒體學習的態度，結果顯示不同認知偏好對多媒體組合（靜態文字、圖形引導式、影片引導式）有明顯的偏好。陳姚真、吳宇穎（2008）探討視覺型與聽覺型的研究發現，雖然多媒體組合方式對知覺偏好無交互作用影響，但對學習成效有影響。 3.

(16) 職此，根據上述研究背景與動機，研究者探討多媒體呈現型式與不同認知偏好學習者，在閱讀效益上的影響，並與紙本型式閱讀進行比較，藉以探討實施多媒體閱讀在中小學的現況與表現，以提供未來實施或設計科普多媒體電子書之參考。. 第二節. 研究目的與待答問題. 依據前述研究動機，本研究目的在探討不同認知偏好七年級學生（視覺型、語文型）對科普多媒體呈現型式（文字引導、圖片引導、影片引導），對閱讀效益及學習動機的影響，並且觀察多媒體電子書與紙本型式的差異。職是之故，本節提出的研究目的為：一、探討不同多媒體呈現型式與學生認知偏好對科普閱讀效益與學習動機之間的影響。二、觀察多媒體電子書與紙本型式在閱讀效益與學習動機之差異。. 根據上述研究目的，本研究以準實驗法考驗並回答下列待答問題：一、不同多媒體呈現型式，對閱讀效益與學習動機之影響？二、不同認知偏好學習者，對閱讀效益與學習動機之影響？三、多媒體呈現型式與學習者認知偏好是否對閱讀效益與學習動機之間有交互作用影響？四、多媒體電子書與紙本型式是否在閱讀效益與學習動機具有差異？. 4.

(17) 第三節. 研究方法與流程. 本研究為準實驗研究，以實驗教材考驗不同認知偏好七年級學生在閱讀不同媒體呈現型式時，閱讀效益、學習動機之間的關係。本研究流程如圖 1-1：. 圖 1-1 研究流程圖. 5.

(18) 第四節. 研究範圍與限制. 一、研究範圍本研究採用研究者自編之科普多媒體閱讀文本，以「好奇寶寶登陸火星」為科普閱讀主題，目的在於觀察學生閱讀科普電子書之閱讀效益與學習動機，並整合實驗結果與晤談的資訊，提出設計科普多媒體電子書的參考與未來研究建議。. 二、研究限制（一）研究對象的限制本研究以大台北地區，七年級學生為研究對象，因北部地區使用電腦與上網的普及率較其他縣市高，並且考量國際評量學生能力性質之組織 PISA 以及 PIRLS 關注年齡為 10-15 歲。職此，研究者以七年級學生為科普閱讀實驗對象，故研究結果較不適合推論至其他地區或其他年級學生。. （二）研究工具的限制因本研究針對學習者對圖文的處理訊息偏好探討，故採用的認知風格量表分類為「視覺型」與「語文型」處理者，其他認知風格則不列入研究範圍。. （三）研究器材限制本研究採用個人電腦搭配 15 吋 LCD 螢幕作為閱讀載具，故本研究不適合推論至平版電腦或智慧型手機上的閱讀情形。. 6.

(19) 第五節. 名詞解釋. 一、科普教育科學普及教育，簡稱科普教育，又名大眾科學。推廣科學新發現或科技創新的內容，並非以推導理論或數理計算為主的學科。本研究之科普閱讀主題「好奇寶寶登陸火星」，內容涵蓋科技、物理以及地球科學的概念，以理解其科學及科技運用內涵為目的。二、認知偏好個體處理訊息時的知覺偏好，是為個體特徵。根據 Richardson （1977）的解釋：視覺型（Visualizer），擅長閱讀圖片或插圖，思考型態較具體、主觀。語文型（Verbalizer），擅長透過閱讀或聽取語文訊息來理解資訊，思考型態較客觀，並以抽象思考為主。三、多媒體呈現型式將學習資訊數位化整合後，呈現在電子媒體介面上。本研究共發展出文字引導（純文字描述）、圖片引導（圖片與文字內容整合）及影片引導（包含旁白音效、字幕及動態影像的內容）呈現型式。四、科普多媒體電子書推廣科學新知或科技發展動態為目的，以一般大眾為對象出版之大眾科學類電子書，將內容以多媒體型式呈現在個人電腦、平版電腦或智慧型手機上閱讀。. 7.

(20)

(21) 第二章文獻探討本章針對科普教育、傳播型式與認知偏好相關理論與研究文獻進行整理與分析。共分五節，第一節解釋科普傳播的意涵，第二節說明多媒體閱讀在學習上的影響，第三節探討認知偏好的學習特質，第四節解釋學習動機的概念，最後在第五節分析國內外出版之科普電子書多媒體呈現型式。. 第一節. 何謂科普傳播. 科普亦即科學普及教育，又稱為大眾科學，科普傳播係指透過淺顯的方式讓社會大眾瞭解科學如何進行（呂智惠，2009）。國內科學課程發展的目標，已逐漸由精英式教育轉向培養全民科學素養為取向（劉俊庚、邱美虹，2012）。然而，傳統科普讀本面臨內容過於艱澀、學習興趣降低等問題，使科普傳播無法真正達到大眾科學的效果（趙又慈， 2010）。因此，讓科普傳播更符合學習者需求，是發展科普閱讀文本不可忽略的理念。本節首先介紹科普傳播對教育的意涵，進一步討論在七年級學習階段推廣科普教育的重要性，並分析近期相關研究。. 一、科普的教育意涵學生在科學、科技課程中，能連結科學概念、理解與知識的相關應用，甚至在課程結束後，仍持續關注相關議題並統整所學，是為科普的教育意涵。薛昭雄（1974）解釋普及科學：即為發展科學並使科學生根最主要的工作，事實上這也是最後的目標，唯有科學普及了，方能促進科學的全面發展。尤其國內科技與工業出口導向的現況，為了培養學生良好的科學認知及關注科學動態的能力，科普教育需要進入學校家庭，讓科學普及的概念得以發展。 9.

(22) 科普教育的傳播可以透過展覽、演講、閱讀活動等大眾媒介推廣（呂智惠，2010），而在科學及科技知識的傳播上，大眾媒體不僅於提供科學相關的新聞資料，它其實也引導我們如何去理解它及關注它（黃俊儒、簡妙如，2010）。因此有越來越多的研究單位或教育機構選擇以網路、電子書、電視等大眾媒體製作節目或書刊，希望可以利用大眾媒體達到傳播的效果。以科學傳播的觀點：科學訊息必須傳播得正確、廣泛、快速、深入且有效，實現科學知識普及、民智（指對科學的認知）發達的理想（謝瀛春，1988），不應單純只是「將科學寫得大家都看得懂」，而應具有更深刻的社會文化意義（陳恆安，2007）。陳政宏（2002）指出推廣科普之動機與間接的目的在於：（一）大眾能肯定科學研究、科學方法、科學精神與重要性，並能接受及推廣這些方法與價值。（二）吸引更多民眾投入相關活動。（三）促進專業與非專業領域的溝通瞭解，激發跨領域新研究。職是之故，科普傳播的目的不僅於學習科學知識，更重要的是協助對科學的瞭解，並提升科普議題的關注與學習。科學知識是透過不斷辯證，建基數據以評估不同解釋而發展的（吳木嘉，2013）。職此，藉由科普教育輔助及整合科學知識內容，有助於延續學生在科學的發展。. 二、科普閱讀活動在中小學推廣的重要性為何需要在中小學推廣科普教育？劉俊庚與邱美虹（2012）整理我國中學科學課程發展，並在回顧中指出：科學課程雖歷經多次修訂，但仍以分科知識為課程架構之依據，教學強調知識的獲得。科學教育因偏重於科學知識的記憶與計算，較缺乏中學生對科學統整性思考和探究原理的訓練。依照我國目前自然與生活科技課綱，國小五至六年級以上需要具備學習資料整理、提出假設並運用科學知識來做推論與合理的解釋， 10.

(23) 因此科普教科書的設計是否幫助學生的理解是需要關注的。有鑑於多媒體電子書已成為教材設計上的趨勢，透過多媒體電子書輔助學習的方式，學生可以隨時取得相關學習資源，幫助科學抽象概念的釐清或科學知識的整合。此外，有別於教科書介紹各種科學概念及內容，科普類讀本通常較聚焦在某種科學現象或議題，並且提供各種多媒體資源給不同學習偏好學生，既使是對科學興趣不高的學生，都可以透過適合自己的教材輕易地理解內容（Crowson & Hopper, 2009）。黃俊儒（2010）探討台灣中學生在 PISA 的表現，閱讀能力遠低於科學能力的現象，提出永續的科學教育觀點，必須建立在良善之閱讀理解能力上。職此，推廣科普閱讀教材對中小學科學教育有重要的意涵。 Bentley 與 Kyvik（2011）進行 13 個國家的科普閱讀調查，發現目前的科普讀本以科學專業領域居多，建議應該由學術及科學領域學者共同開發。Rice、Dudley 與 Williams（2001）指出科普讀本可以協助教科書當作統整科學的補充資料來源（引自呂智惠，2010）。尤其科普讀本探討的內容議題新穎，並專注在單一概念上的教學，讓學生的接受度較高（Rice, 2002）。職是之故，顯示出學校推廣科普教材有正向的影響。. 三、科普教育相關研究如何引起學生對科學教育的興趣與學習動機，是近年來科學教育最關注的議題之一（Rannikmäe, Teppo, & Holbrook, 2010）。過去科普或科教領域的研究專注於學習效益的提升，或改變教學策略對成就表現的影響。然而，推廣科普教育的目的是引起學生對科學的學習興趣， PISA 於 2006 年將科學態度列入科學表現之觀察項目，皆顯示了學習態度的影響性。國內探討科學、科普讀物研究成果皆顯示對科學的學習有正向相關（王郁昭、鄭英耀、王靜如，2003；吳毓儒、熊召弟，2003）。李如偉等人（2012）以各型式科學議題教材導入教學，結果顯示可具體提 11.

(24) 升學生科學論證能力。王啓祥（2011）觀察大專及高中職學生以及教師參與科工館科普系列講座的調查，發現聽眾在演講後對於本身在科學知識與理解、態度及價值觀上皆有所提升。科普教育因內容議題廣泛，不僅於科學教育的學習效益研究，對科學態度、學習動機、論證思考或科學/科技素養等相關議題皆有所影響。蔡懿萱（2009）探討國小學生閱讀科學文提示（插圖、摘要）對記憶與理解力之影響發現，有插圖提示對理解力有顯著提升，記憶力僅對高閱讀能力者有助益，而摘要提示對低閱讀能力學生可能導致認知負荷加重的缺點。代表我們在觀察科普閱讀效益時，除了多媒體型式對學習記憶力的效益之外，還需要探討學生對科普內容的理解與推理能力的影響。. 第二節. 多媒體閱讀. 在個人電腦與可攜式裝置普及的數位時代，科技帶來傳遞文件之便利性確實影響數位閱讀的行為（林珊如，2002）。容易存取、管理以及更新的數位教材，對日新月異的科普教育而言，是良好的發展媒介。以下將探討多媒體學習之相關理論：. 一、多媒體閱讀對教育的影響隨著教育資訊數位化的趨勢，多媒體電子書成為了閱讀的新名詞。多媒體電子書的製作，是將文字、語音、視訊、圖片、影像、動畫及連結等資訊與技術整合而成（何榮桂，2012）。科普多媒體教材為了吸引讀者的目光，經常會增加圖片或動畫等數位內容，期待讀者以風趣、趣味的心態主動閱讀，並且減少對科學的陌生。然而，林菁與李曉媛（2003）認為，雖然多媒體提供教師呈現多元教材，如文字、聲音、圖片、影像、動畫等，但內容之呈現型式應如何配合學生學習特質以達有效的輔助，仍是許多數位教學設計者面臨的困境。因此，為了提升使用電子書閱讀 12.

(25) 的動機，並盡量降低學習上的負荷，設計上必須考量各種多媒體的組合、呈現方式，學習者的閱讀偏好等影響。劉仕偉與徐新逸（2003）探討多媒體課程在教育的影響性，研究者整理其中支持多媒體閱讀的特性詳述如下：（一）個別性：多媒體將課堂的教學轉換為個別化學習，並提供更多學習資源的可能性。（二）選擇性：多媒體教材將學習自主權交由學習者，學生可以根據自己的程度與興趣發展選擇。（三）參與性：學生的參與程度將決定學習的發生和效益。（四）創新性：多媒體課程的創新性不僅是課程內容的創新，也是課程形式、學習方式的創新性表現。職是之故，發展多媒體教材需要注重學生的學習需求與期望，教材呈現型式和內容設計也要有創新性，才能達到多媒體教學的優勢。. 貳、多媒體學習認知理論多媒體閱讀是如何影響學習效益？國內、外以認知理論架構的多媒體學習研究，其概念主要來自 Mayer（2001）結合了認知負荷、雙碼理論、工作記憶模式、訊息處理理論、雙重處理理論以及多媒體衍生學習等理論的觀點，所提出的多媒體學習認知理論（Cognitive theory of multimedia learning）。Mayer（2001）根據理解性的準則，認為多媒體的學習環境必須與學習者處理資訊的方式一致。為了修正以往認為學習是單通道（Single-channel）的方式解讀資訊，提出該理論的三項假定：一、雙通道假設（Dual channels）當開始閱讀時，會先以感官通道（視覺、聽覺）收錄資訊（聲音資訊或圖像資訊），接下來，經過篩選的資訊會進入所謂工作記憶（Working memory）的組織過程，例如當我們利用視覺收錄的資訊（文字、圖像、 13.

(26) 影像等），將會進入視覺模式的工作記憶中。同樣的，耳朵所聽到的資訊（旁白或聲音）將會進入聽覺的工作記憶模式，而二個通道間的訊息互為表裡的連接運作。此理論是延伸 Baddeley（1999）的工作記憶模式以及 Paivio（1990）的雙碼理論，概念為閱讀圖片或影像時，資訊會同時收錄到語音及影像區，因此增加了工作記憶的容量，學習效果會比純文字閱讀還要好。二、有限容量假設（Limited capacity）當閱讀圖像或是影像時，學習者當下只能擷取片段的影像資訊到工作記憶區，無法將完整的影像記下來。聽取旁白口述時，學習者也只能記得大略的關鍵字或是形容詞，無法逐字的記住所有內容，因此我們假定通道處理資訊的容量是有限的。那一次能處理多少資訊呢？以認知能力（Cognitive ability）的觀點來看，一般人的認知容量約為五至七個區塊（chunks），因此當個體處理訊息時，因資訊處理的容量有限，我們必須選擇哪些內容是我們要專注的，而透過後設認知策略，則可以協助個體調整、協調和控制有限的認知資源。職是之故，多媒體設計必須要盡量降低教材外在認知負荷的干擾，以減少學習者對於大量資訊產生的認知負荷影響閱讀成效。三、主動處理假設（Active processing）學習者為了要理解閱讀的內容，會主動將新的資訊進行認知處理，並連貫內在的心智表徵的整體過程，也就是知識建構的處理模式。主動處理假設認為，多媒體設計必須注意教材內容的架構連貫性，相關的圖文、相關的影像等，並且在多媒體訊息中要提供足夠的引導，讓學習者可以藉由引導建構知識的概念。. 14.

(27) 圖 2-1 多媒體學習認知模式資料來源：修改自 Mayer（2001）. 參、多媒體教材設計原則 Mayer（2001）基於前述多媒體學習認知理論的觀點，提出多媒體教材的設計原則，本研究採用的設計原則如下： 1. 多媒體（Multimedia）：文字若能搭配圖片的呈現，學習效果較單純文字好。 2. 空間連續（Spatial contiguity）：文字緊鄰相關的圖片，學習效果較好。 3. 時間連續（Temporal contiguity）：相關的文字與圖片同步呈現。 4. 連貫性（Coherence）：與內容無關的文字或聲音須排除。 5. 冗餘（Redundancy）：動畫+語音效果最好，避免過多資訊如：動畫+語音+文字。 Sweller(1998)彙整認知負荷相關理論，提出多媒體教材的設計原則。其中包含七種效應，分別為：開放目標效應（Goal-Free effect）、示例效應（Worked Example effect）、完成問題效應（Completion Problem effect）、分散注意力效應（Split-Attention effect）、形態效應（Modality effect）、 15.

(28) 重複效應（Redundancy effect）、變化效應（Variability effect）。以下針對多媒體教材相關的效應做進一步的敘述：一、分散注意力效應（Split-Attention effect）學習者面對多重訊息時，教材的呈現方式若過於分散，則必須分散注意於搜尋相關的資訊。因此，若多媒體設計能有效整合資訊的呈現方式，將使學習者專注於資訊內容，提升學習效果。例如適當的文字說明與圖形整合，或是影片內容有旁白的解說，將可改善分散注意力所帶來的負面效果。二、形態效應（Modality effect）學習者同時藉由不同感官（視覺與聽覺）收錄資訊，將可有效增加工作記憶的空間，降低認知負荷。三、重複效應（Redundancy effect）若教材內將相同的資訊，同時以其他多媒體方式呈現時，則會產生重複效應降低學習的效果。. 因此，當研究者在設計多媒體閱讀教材時，需要避免增加學生的認知負荷。故本研究將參考上述 Mayer（2001）與 Sweller (1998)的多媒體教材設計原則，並將科普學習內容依多媒體呈現型式設計出：文字引導、圖片引導與影片引導教材，以探討不同多媒體型式的影響。. 16.

(29) 第三節. 認知偏好的影響. 有意義的學習必須配合學習者的訊息處理流程，從文字及圖片中建構知識的內容（Wittrock, 1989）。尤其近年來訊息處理心理學的發展，以研究學科知識學習為主的應用認知心理學（Applied cognitive psychology）、認知科學、認知神經心理學及實驗認知心理學四大領域為主（張春興，2004）。而多媒體認知學習理論（Mayer, 2001），是以整體描述個體於多媒體學習的認知過程（陳姚真、吳宇穎，2008），並未詳細測試學生個體差異的影響。因此，若以 Mayer 的理論架構討論個體差異程度是有限的，尚需要針對學生的其他特質做進一步的分析（Grimley, 2007）。職此，本研究進一步觀察學生個體認知偏好上的差異，是否影響閱讀效益與學習動機。以下將認知偏好的理論與文獻做詳細的探討。. 壹、何謂認知偏好認知偏好是個體組織、處理訊息時的偏好及習慣（Kollöffel, 2012）。 Riding 與 Rayner（1998）定義這樣的特徵為「內化之自然反應」。 Peterson、 Rayner 與 Armstrong（2009）分析歐洲教育與心理學者近年來關於認知風格的文獻，歸納出認知偏好普遍的四個定義：（一）認知偏好的模式具備個體差異，與個人的認知系統相關。更具體的解釋，使用者偏向以自然的腦部認知結構方式，於資訊的處理過程（理解、組織或分析），所以認知偏好同時也是一種天生的、內在的偏好。（二）認知偏好的影響非常複雜，有許多心理因素的變數會影響個人的資訊處理模式。通常代表個體解決問題、決策處理和執行任務時的特徵。同樣的，認知偏好不依賴於任何的認知機制或結構，大部分是出於天生且相對穩定的特徵。. 17.

(30) （三）認知偏好的上層整合和資訊處理的特徵是相對穩定的。代表認知風格為一個人思維的運作模式，屬於一種天生的心理機能。（四）認知偏好與人的思維方式具有個體差異，因此與人格特質是密切相關，或部分相關的。因此藉由判斷認知偏好，可以觀察出學習者在處理學習資訊時的習慣，協助教學者設計教材學習資訊之多媒體型式，如語文型認知偏好輔以文字、語音引導學習；視覺型認知偏好輔以靜態圖片、動態影像引導學習。. 貳、認知偏好對學習的影響強調認知取向的教育，認為每一位學生都是有能力主動處理外界訊息的獨立個體。而為了瞭解學習者特性（Learner characteristics），教師需要分析學生帶著甚麼學習風格（Learning style）、先前知識（Prior knowledge）等進行學習，並隨時了解這些特性如何影響學習和教學的效果（林清山，1997）。張春興（2004）進一步解釋認知心理學主要運用訊息處理理論，該理論將個人的訊息處理順序分為三階段：感官收錄、短期記憶與長期記憶，如圖 2-2。與多媒體學習認知的理論概念相同，皆以資訊處理過程來解釋知識建構的流程。並且，有別於以往採用考試或測驗來判斷學生的學習效益，其理論進行的步驟，首先考慮學習者的認知風格有個別差異，進行測量認知風格的個別差異，最後進配對認知風格的方式進行教學（陳木金，2009），以學生個別化學習為基礎建構的教育內容，才能達到適性教育的發展理念（游進年，2009）。綜合以上觀點，協助教師設計適性的教材不僅協助學生提升學習效益，更有助於教學者瞭解學生的學習偏好與態度。而科普多媒體閱讀教材通常包含語文(如文字或數字)以及非語文(如圖片或影片)的材料，學生 18.

(31) 在閱讀這些多媒體內容時，直覺性的認知偏好會直接影響閱讀成效以及使用動機。因此，研究者以認知取向設計多媒體內容的組合，讓不同認知偏好的學生選擇適合自己的多媒體呈現型式。. 圖 2-2. 訊息處理心理歷程圖. 資料來源：出自張春興（2004）. 參、認知偏好的分類認知偏好的相關研究發展至今，已廣泛運用並延伸至許多領域。 Witkin（1949）將受試者分為「場地獨立」、「場地依賴」以探討個體知覺差異，並定義場地獨立型學習者有高度專注力，能不受環境影響的進行判斷與分析。而場地依賴型易受外在環境或知覺架構所支配，偏好情境方式進行學習。 Cronbach 與 Snow（1977）將認知風格分為「視覺處理型」及「語文處理型」，並在回顧文獻時指出，視覺處理者在給予圖像教材(如照片或圖片)時成績較好，而語文處理者則給予文字或口述教學時成績較好。 Riding 與 Cheema（1991）將認知風格分為：整體-分析型（Wholist-Analytic），以及語文-圖像型（Verbal-Imagery），並發展認知風格分析（Cognitive Style Analysis, CSA）軟體，可以透過電腦快速地評量出受測者在表徵和組織訊息時的偏好程度，也因此被普遍應用於相關 19.

(32) 研究認知偏好的衡鑑工具（羅豪章，2005）。整體-分析型代表內在認知處裡的過程，「整體」型受測者感官知覺易受外界環境（視覺架構）的影響，對訊息處理採同化的方式，傾向於整體性解題策略而非按照，喜歡嘗試新的方法解決問題，並偏好接受創造性任務，以直覺來理解事物，以直覺快速地下決策（反應速度快，但易誤判），「分析」型者則剛好相反（引自羅豪章，2005）。若受測者分類為語文-圖像型，「語文」型則表示該受測者傾向於用文字來回應所接收到的資訊，「圖像」型代表當受測者吸收資訊時，會將資訊內容與內心的心智圖像做判斷，反映出對於圖形理解的認知偏好方式。 Felder 與 Silverman（1987）探討工程教育學習風格時指出：每一位學生皆有各自的學習風格，因此可定義認知偏好為學生接受和處理訊息的方式。該理論並將學習風格分為：「積極的-Active / 反思的-Reflective」、「感覺的-Sensing ∕ 直覺的-Intuitive」、「視覺的-Visual ∕ 口語的-Verbal」、「循序的-Sequential / 整體的-Global」。Felder 與 Spurlin（2005）進一步指出視覺維度為內化的訊息處理方式，並非憑感覺所選擇。 Jonassen 與 Grabowski（1993）依照認知偏好的不同，將個體分為「語文型」（Verbalizer）和「視覺型」（Visualizer）處理者。「語文型」風格的學生在接收、處理訊息時，會偏好選擇語音、文字的內容；「視覺型」風格的學生則是偏好擷取圖形、影像資訊。以神經科學的觀點，Gevins 與 Smith（2000）測試語文（Verbal）及非語文（Noneverbal）認知風格處理者的腦波，實驗證實大腦進行工作記憶與注意力控制的過程中，是具有個體差異的。因此我們得知，多媒體教材若是能夠配合學習者的認知風格，對於學習成效及學習態度會有很大的幫助。本研究因教材內容屬於科普領域，此外，研究者考量閱讀教材並未. 20.

(33) 涵蓋課程引導或互動之教學策略，學生單純以個人知覺偏好反應教材的接受程度，固採用 Felder 與 Silverman（1987）之學習風格理論中，「視覺型」、「語文型」認知偏好維度之定義。肆、認知偏好與多媒體教材應用相關研究郭璟諭（2003）探討視覺、語文導向學習者在多媒體教材組合（文字、圖形＋文字、影片＋文字）中，研究結果發現不同媒體組合方式與認知型態，其交互作用對學習成效有顯著影響。何詩欽（2009）觀察不同認知偏好高一學生在生活科技課程中，多媒體教材呈現在智慧手機之學習成效與認知負荷的關係，研究結果顯示教材呈現的順序上，語言型學生適合先文字後聲音，視覺型學生適合先聲音後圖像，顯示出小螢幕閱讀下認知偏好與教材型式具有差異影響。 Sun 與 Chen（2010）在能源教育的研究結果也顯示：視覺型及語文型認知偏好在不同教材呈現（靜態文字、圖片教材、影片教材、動畫教材）有顯著差異。並觀察到視覺型學習者較排斥接受靜態文字或圖片為主的教材，但是同樣情況也發生在語文型學習者，因此在討論中建議能源教育不適合使用靜態文字與圖片教材。 Lee（2007）觀察視覺隱喻的圖像解讀方式在多媒體學習環境下的心智發展，結果顯示學生的認知風格對架構心智概念上有顯著的影響，並觀察到語文型學生對視覺隱喻教材有顯著的適應能力，反而在語文類型教材沒有顯著的影響，因此認為視覺隱喻教材較適合不同認知偏好學生。而該研究也提出視覺隱喻教材雖然對不同認知偏好學習者皆會產生認知負荷，但是學生在過程中會不斷整合知識，顯著影響學習效益。因此設計教材時，不能只關心學生對教材的接受程度，因為不同認知偏好的學生對教材會產生不同學習策略，職此，設計教材時需要加強內容對整合學習的影響性。 21.

(34) 然而有些研究顯示不同的結果與建議，提出多媒體認知學習理論的 Mayer 與 Massa（2006）驗證 ATI 假設（Aptitude treatment interaction hypothesis）的實驗中卻發現語文型、視覺型學習者之間在多媒體教材的配對上沒有顯著的相關性。Kollöffel（2012）設計大學生數學教材以「文字敘述+數學式」以及「圖解描述+數學式」二種型式，觀察視覺型及語文型學習者在閱讀效益的表現，發現學習效益並不會因為認知偏好與其對應的教材型式而影響。只在學習效益與數學的認知能力有相關，並且建議教材設計上要注重學生對主題的學習興趣。李金鈴（2008）探討國小二年級在動植物學習上，也發現多媒體教學的呈現和學習風格沒有顯著影響，但學生反映教學評價上有正向積極的態度。許秋瑾（2003）探討化學課程對國小四年級視覺、聽覺學習風格在教材呈現上的影響，發現不同教材呈現對學習成效沒有顯著差異，但是學習風格對學習成效有顯著影響，並建議媒體選擇上要考慮媒體的特性及學生的學習風格。多媒體型式與認知偏好沒有顯著交互作用的研究中，陳姚真、吳宇穎雖然並未發現視覺型與聽覺型學習者在教材型式上學習效益有所差異，但其研究驗證了多媒體學習認知理論中，不同多媒體組合會影響學習成效，效益高低依序為動畫+旁白、動畫+文字、動畫+旁白+文字。並在討論中提到：需要進一步觀察學生個人偏好或學習型態等面向，建議未來應加入知識結構、學習態度、學習動機等研究變項。以眼動儀進行數據上的觀察，Tsianos、Germanakos、Lekkas、Mourlas 與 Samaras（2009）的實驗發現視覺型學習者會專注（Concentrate）於視覺資訊，語文型學習者專注在文字資訊。此外，Cantoni、Perez、Porta 與 Ricotti（2012）觀察數學多媒體學習者的研究證實，學習者對有疑惑的選項處，瞳孔會頻繁的在相關文字、圖形處注視（Fixations）。因此我. 22.

(35) 們得知，進行實驗教材的設計時，需要注意閱讀效益的測驗選項和教材型式（文字、圖片或影片）上的引導必須有高度相關性，才能確定認知偏好與教材型式在閱讀或學習效益上的影響。職是之故，研究者觀察上述相關研究，發現學習者認知偏好對不同教材型式上的學習效益結果並不一致。然而，在多媒體學習認知理論與雙碼理論中，皆以雙重表徵的編碼有助於學習者心智模型的建構為基礎，亦即若教材同時提供文字、口語上的表徵與圖像、視覺上的表徵，則有助於學習者將知覺刺激做雙重編碼與統整，形成連貫性的心智表徵，有利於閱讀記憶或提取所編碼的訊息（簡郁芩、吳昭容，2012）。綜合上述教育心理學解釋與生理測試結果（眼動儀），得知認知偏好對學習效益具有影響，但其影響的結果仍需要進行實證研究的累積。. 23.

(36) 第四節. 學習動機的影響. 有效學習的前提是建構於學習動機的考量（Lepper, Iyengar, & Corpus, 2005）。學生的學科成就屬於客觀的科學表現指標，而是否願意以科學作為未來興趣甚至生涯選擇，主觀信心比客觀表現重要許多（簡晉龍、任宗浩，2011）。綜合前述多媒體教材對設計教材上的助益，發展科普多媒體閱讀文本可吸引更多學生對科學的關注，進而改善學習效益。然而，影響學習動機的因素很多，觀察目前中小學多媒體教材，大量運用影音特效希望引發學習動機，但往往忽略其他重要屬性的思考，而誤以為特效的呈現越多、操作介面越新穎，則學習動機就會變高而增加學習效益（劉仕偉、徐新逸，2003）。尤其培養科普閱讀習慣是推廣科普教育的重點，學習動機是支持學生願意持續關注科普的因素之一，因此需要更全面性的觀察，學生對教材型式、教學內容、學習需求等影響學習動機的因素。 Logan 與 Skamp（2012）進行四年的教學追蹤研究，發現國小學童對「真實情境（Real-world）」的科學有較高的學習興趣，顯示中小學教師在課堂上補充的科普教材議題內容，可以間接影響學生對學習科學的態度。設計優良的科普讀本，能拓寬學生的閱讀層面和生活視野，增加學生對科學的興趣（陳少芳、陳倩雯、黃玉瑩、黃寶山、孫夢琦，2013），因此探討學生對學習材料的學習動機是不可忽略的因素。職是之故，本研究並觀察多媒體是如何影響閱讀動機與主動學習興趣的態度，並配合晤談方式取得更多研究成果上的支持。為了詳細觀察學生對電子書閱讀的接受與感受程度，本研究採用 Keller（1987）以 ARCS 模型(Attention-注意、Relevance-相關、Confidant信心、Satisfaction-滿足)所發展之學習動機量表。從 ARCS 模型的四個要素觀察，可以提醒教學者在進行多媒體電子書設計時，需要思考兩個 24.

(37) 核心問題。第一，教學者必須注意到如何引起學習者的興趣，讓學生認為這個多媒體教材值得學，並激發學習者主動學習的意願，其內容應符合他們的需求。第二點，藉由多媒體的特質來提升學習效益，並且讓學生感覺到掌握學習的自信與學習成就的滿足（劉仕偉、徐新逸，2003；鄭孟芳，2006）。而 ARCS 的過程發生順序：（一）引起注意：「先引起你對一件事的注意和興趣」，再讓你發現（二）切身相關：「文本內容和你的學習興趣、學習認知等切身的關係」，掌握住文本的架構和內容後，（三）建立信心：「認為自己有能力以及產生信心去處理學到的資訊」，最後在回答測驗或回顧學習上（四）得到滿足：「測驗完成後的成就感與學習新知識的滿足」。而建立學習信心以及得到滿足是本研究觀察的重點之一，當學生覺得有信心學好科學或解決科學相關問題(科學自我效能)，便會預期從事科學活動會帶來正向結果(結果期待)，而在科學自我效能與結果期待共同作用下，學生會對科學產生興趣(科學興趣)，進而以科學作為其生涯或升學的選擇(簡晉龍、任宗浩，2011)。職此，本研究將採用 Keller （1987）由 ARCS 模型發展之 IMMS 量表（Instructional materials motivation survey）觀察學生對閱讀文本的學習動機影響。. 第五節. 科普電子書分析. 研究者觀察國內、外適合中小學學生閱讀的科普多媒體書刊，雖然國內出版的科普雜誌數量不多，但是與國外的科普電子書大致包括：文字敘述配合圖片、影片、動畫、語音描述等多媒體型式。因此研究者將上述的多媒體型式，融入教學概念設計實驗閱讀文本，以探討不同多媒體型式的引導下，哪一種型式較適合學生閱讀。相關說明如下：一、小牛頓多媒體電子書（台灣）：適讀年齡為六年級以上程度。多媒體型式主要以圖片引導居多，影 25.

(38) 片內容較少。二、科學人雜誌（台灣）: 美國科學人雜誌中文語版，報導新科學、技術發展及產業趨勢。適讀年齡為國高中以上，電子書僅提供純文字及圖片引導型式，影片內容僅刊於網頁。三、BBC Knowledge Magazine（英國）：英國廣播公司出版之網頁版電子雜誌，多媒體型式包括文字、圖片及影片引導。四、TIME for KIDS（美國）：美國時代雜誌出版之網頁版科普電子雜誌，以文字引導為主，圖片並無內容引導。五、Science News for KIDS（美國）：美國科學新聞雜誌的青年版刊物，以推廣科普為主的非營利組織，提供的多媒體型式主要為文字及圖片引導型，影片引導較少。表 1-1 國內外科普電子書分析. （a）小牛頓多媒體電子書. （b）科學人雜誌. 26.

(39) 表 1-1 國內外科普電子書分析(續). （c）BBC Knowledge Magazine. （d）TIME for KIDS. （e）Science News for KIDS. 27.

(40)

(41) 第三章研究方法與步驟本研究旨在探討適合中小學閱讀之科普多媒體呈現型式，並觀察不同認知偏好學生在閱讀時，其對多媒體呈現型式的閱讀效益與學習動機上的變化，故本研究除了採實驗研究法進行量化的趨勢觀察，亦安排實驗後對部分學生進行晤談，作為整合及詮釋多媒體閱讀相關影響之參考。根據前述研究背景及相關文獻分析，本章將研究方法的設計與步驟分為六節進行說明，茲將本研究實驗內容詳述如後，分別為：研究架構、研究對象、研究流程、研究工具、實驗設計與資料分析方法。. 第一節. 研究架構. 本研究屬於準實驗研究，自變項為呈現型式與認知偏好，其中認知偏好以「認知偏好問卷」來測量。依變項包括閱讀效益（以閱讀效益測驗測量），以及學習動機（採用「學習動機量表」測量）。探討自變項、依變項間之關係。研究架構如圖 3-1 所示。. 圖 3-1 研究架構圖. 29.

(42) 第二節. 研究對象. 本實驗目的在於觀察科普類電子書閱讀，在中小學階段的接受程度，並且參考 Kim（2001）的研究：認知型態的差異以剛接觸網路，或網路知識較少的使用者較明顯。職此，本研究選取之研究對象以台北市、新北市修習自然科之七年級學生，15 個班共計 566 人，所有研究班級皆為常態分班。本研究並將研究對象依班級隨機分配為實驗組（13 個班）與紙本對照組（二個班），實驗組學生於自然科課程時間至該校電腦教室進行，紙本對照組則於自然科課程原教室進行，實施程序皆相同。實驗時間經導師時間安排在段考後進行，受測學生在進行實驗前一周已告知將進行科普閱讀活動，盡量安排在上午時段，避免課程與壓力等干擾影響受測學生之閱讀狀態。. 30.

(43) 第三節. 研究流程. 依據前述研究動機與目的，本研究以量化方式觀察學生閱讀多媒體電子書的現況，並輔以晤談方式深入探討科普閱讀效益與學習動機相關之影響。研究流程將依程序設計如圖 3-2 所示。. 圖 3-2. 研究流程圖. 31.

(44) 第四節. 研究工具. 為了觀察研究對象閱讀各多媒體型式之科普電子書的閱讀效益與學習動機的影響，本研究以自行發展之科普閱讀文本「好奇寶寶登陸火星」作為科普閱讀材料，並採用：「閱讀效益測驗」、「認知偏好問卷」、「學習動機量表」作為研究考驗工具。實驗閱讀文本、閱讀效益測驗之編制與問卷說明如下：. 壹、科普多媒體閱讀文本本研究以前述文獻探討中的科普及多媒體教材設計原則為理論基礎，選擇涵蓋自然與生活科技內容之火星探勘系列題材，並參考相關學術性質網站(如 NASA 官方網站、國科會網站、PanSci 泛科學網站)、文章及影片，設計實驗閱讀文本「好奇寶寶登陸火星」。內容敘述火星探測車之任務與登陸火星之過程，以及實驗設備介紹。實驗閱讀文本發展完成之初，為確認內容與文意敘述適合七年級學生閱讀，研究者請三位現職七年級學自然科老師對實驗文本之學習內容、呈現型式等進行評估，經建議與修正後再讓 12 位七年級學生分別閱讀三種類型文本進行測試，並透過晤談方式進行最後調整。多媒體呈現型式依據實驗需求發展三種引導型式：文字引導、圖片引導、影片引導，以及紙本型式閱讀。各版本內容之教學邏輯、順序、字彙皆相同，唯教學重點之多媒體引導型式不同，各型式文本之引導方式說明如表 3-1。. 32.

(45) 表 3-1. 多媒體呈現引導方式說明. 文字引導型內容呈現與敘述方式以文字為主，標題或關鍵字以字體加大、加粗或改變顏色來提示。. 圖片引導型與內容主題相關之實物照片或模擬圖片為主，並透過標示(圓圈處、箭頭指向等)引導學習內容。. 影片引導型剪輯來源自 NASA 網站提供之教學短片、模擬動畫，以英文發音加上中文字幕，影片長度為 10 分鐘。. 紙本型式對照組參考科普雜誌的排版方式，以文字內容為主並加入相關圖片，尺寸為 A4 黑白影印。. 33.

(46) 為符合研究之需求，實驗文本內容的編撰原則：（一）內容與主題必須符合實驗對象認知程度。（二）實驗閱讀文本內容以科學的現況及新知為主，盡量避免與常態課程內容重疊。（三）實驗閱讀文本在不同多媒體型式下，要傳達的教育內容必須相同。（四）多媒體呈現的文字內容必須與圖片、影片或旁白內容相關，盡量避免文字上或文意的重複。（五）文本內容以輕鬆、淺顯易懂的敘述，避免學生產生學習上的焦慮。. 貳、閱讀效益測驗本閱讀效益測驗試卷屬於研究者自編之非標準化測驗，主要為紙筆測驗，用以進行實驗處理閱讀效益之觀察，以瞭解受測學生是否會因實驗處理不同而有差異。實驗過程中共有二次閱讀，測驗內容與題號順序皆相同，唯施測時間不同；總題數共 16 題，題型包括 5 題是非題、11 題選擇題，測驗內容涵蓋需要透過閱讀理解、統整及分析之「邏輯題項」計 8 題，與考驗閱讀專注或回憶能力之「記憶題項」計 8 題，測驗編製與說明如下：一、第一次閱讀效益測驗於第一次閱讀後發放，測驗目的為學生對實驗文本之閱讀效益。本測驗目的除了考驗學生對閱讀文本知識內容吸收程度外，並觀察受測學生是否因多媒體呈現型式或認知偏好影響其閱讀效益以及學習動機等因素。. 34.

(47) 二、第二次閱讀效益測驗於第二次閱讀時發放，並在閱讀的同時進行填答，時間限制五分鐘。本測驗目的在觀察學生回顧與搜尋學習內容的效益，是否因多媒體呈現型式或認知偏好影響科普閱讀效益以及學習動機等因素。三、邏輯題項、記憶題項考驗目的在二次閱讀效益測驗中均包含邏輯與記憶題項之設計，也是本研究考驗學生對科普閱讀效益之重點。測驗設計說明如下：（一）邏輯題項：學生需要理解、推理與分析文本內容，觀察多媒體的呈現在文本中是否提供足夠的引導、提示以輔助學生學習邏輯性、理解性內容。例如：探測儀器的功能及目的、降落火星所運用的科技實施步驟等。（二）記憶題項：考驗文本在引導學習關鍵字、重要數據或名詞時，學生所反應出的閱讀效益。例如：好奇號的正式名稱、登陸火星歷時多久以及儀器的規格與特性等。. 參、認知偏好問卷本研究目的在於觀察科普知識在多媒體傳達時，是否受到學生認知偏好的影響，故根據前述文獻之整理，主要探討「視覺型」及「語文型」認知偏好對科普多媒體閱讀上的影響。職是之故，本研究採用之認知偏好問卷，係取自蔡智文（2008）所編製之「學習風格問卷-認知偏好部分」。該問卷內容取自 Felder 與 Silverman（1987）所發展的「學習風格問卷索引」（Index of Learning Styles Questionnaire：ILS）進行翻譯與修正以符合國內自然科學的教學型態，再將此二部份的題目整理成 11 題選擇題，題目詳細內容請見附錄。. 35.

(48) 該問卷可診斷學習者的學習方式屬於視覺或語文的學習偏好；根據蔡智文（2008）進一步解釋：視覺型的學習者較為偏好圖表、圖片、動態影像等學習方式，語文型的學習者較為偏好文字或口語敘述及引導的方式來學習。認知偏好之分組以問卷所測得的分數而定，選取視覺型之答案者得 1 分，選取語文型答案者得-1 分，總分為正數者分類為視覺型偏好學習者，總分為負數者分類為語文型偏好學習者。該問卷經蔡智文（2008）驗證自然科國中生實驗後信度分析 α 值為 0.65（註：信度分析 Cronbach's α 值大於 0.5 表示有一定程度的信度）達可接受之標準。. 肆、學習動機量表根據本研究文獻探討，為了觀察學生對於實驗閱讀文本的學習動機，本研究參考孫琇瑩（2000）改編自 Keller（1987）依照 ARCS 動機模式（Attention：注意、Relevance：相關、Confidence：信心、Satisfaction：滿足）所發展之教材評量量表（Instructional Materials Motivational Scale）。該量表除了測得學生對整體文本學習動機外，並根據 ARCS 模式可分別測出四個構面：引起注意、切身相關性、建立學習信心與感到滿足。量表題目共 36 題，引起注意 12 題、切身相關 9 題、建立信心 9 題、感到滿足 6 題。計分方式採用李克特量表（Likert-type Scale）之五點量表，凡填答「非常同意」者得 5 分；「同意」者得 4 分；「普通」者得 3 分；「不同意」者得 2 分；「非常不同意」者得 1 分。信度驗證如表 3-2 所示；信度評量代表該測驗討論變項的能力，目前廣泛使用的信度估計方法是 Cronbach（1951）所發展的 α 係數（引自邱皓政，2011），故本研究以 Crobach’s α 係數檢驗。研究上普遍認為 Cronbach's α 數值愈大，表示信度愈高，量表愈是穩定，一般來說. 36.

(49) Cronbach's α 值至少要大於 0.5，實務上大於 0.7 以上為最佳。由檢驗結果可以觀察到，學習動機量表信度皆達到標準。. 表 3-2. 學習動機量表與 ARCS 構面之信度分析表構面名稱 Cronbach's α 值動機量表總分. 0.951. 動機量表-引起注意. 0.895. 動機量表-切身相關. 0.815. 動機量表-建立信心. 0.798. 動機量表-感到滿足. 0.878. 註：Cronbach's α 值大於 0.7 表示有良好信度. 第五節. 實驗設計. 本實驗多媒體呈現型式採實驗組（文字引導、圖片引導、影片引導）與對照組（紙本型式）進行，實驗組學生皆使用個人電腦作為閱讀媒介，紙本對照組學生則使用 A4 頁面尺寸閱讀材料。開始前由該班級自然科老師控制網路的使用限制，讓學生得以專心聽取研究者進行實驗介紹。實驗時間約為 50 分鐘，實驗進行二次的閱讀，學生在實驗前並未得知程序包含第二次閱讀，為第一次閱讀測驗結束後，方以「再給大家一次機會閱讀」的引導方式告知學生。以下敘述實驗流程：一、實驗介紹、填寫基本資料實驗進行前，先由班級導師進行實驗說明與填答注意事項。每次實驗人數約為 50 人。受測學生進行實驗前，由研究者介紹實驗的內容，並指引硬體操作及作答方式。實驗開始後，受測學生首先填寫基本資料，內容包含學生座號、性別等，填卷時間為五分鐘。二、實施認知偏好問卷 37.

(50) 當受測者對實驗流程熟悉後，首先進行認知偏好的調查，題項共 22 題，填卷時間 15 分鐘。三、進行第一次閱讀依照實驗分配實施多媒體文本，閱讀文章事先已備妥於系統共享資料夾，受測學生以 15 吋電腦螢幕閱讀電子書，可自行調整閱讀版面大小及閱讀速度。文章閱讀時間 15 分鐘。四、實施第一次閱讀效益測驗第一次閱讀結束短暫休息一分鐘後，限制學生使用電腦，實施第一次閱讀效益測驗，測驗共 16 題，作答時間為 5 分鐘。五、進行第二次閱讀並實施第二次閱讀效益測驗第一次閱讀測驗完成且試卷回收後，即告知學生再給予五分鐘閱讀相同文本，並在閱讀的同時作答第二次閱讀效益測驗，題型與第一次閱讀測驗皆相同，唯填答方式可同時閱讀及作答。六、實施學習動機量表第二次閱讀測驗完成及回收後，即實施學習動機量表，填寫時間五分鐘，完成後即宣布實驗結束。七、選取受測學生進行個別晤談研究者在每一次實驗中觀察並選取 10 位受測學生進行個別訪談，以瞭解學生對於文本閱讀與測驗成就的想法，晤談時間每次約為 15 分鐘，並於結束後向該導師詢問晤談學生在學習態度上的主動程度、科學課程表現等以提供研究參考。. 實驗實施流程如下頁圖 3-3 所示。. 38.

(51) 實驗介紹、填寫基本資料. 實施認知偏好問卷. 進行第一次閱讀. 實施第一次閱讀效益測驗. 進行第二次閱讀、實施第二次閱讀效益測驗實施教材學習動機量表. 選取受測學生進行個別晤談. 圖 3-3 實驗實施程序圖. 39.

(52) 第六節. 資料分析方法. 本研究採用實驗研究法取得相關數據資料，待實驗完成後即進行資料篩選以剔除無法辨識或不完整之無效量表，再將資料以 SPSS 統計軟體作為統計分析的工具，並針對本研究之研究問題進行資料分析與考驗。使用之統計方法如下：一、描述統計分析：觀察認知偏好、多媒體呈現型式在閱讀效益、學習動機上在平均數、標準差分布情況。二、變異數分析：驗證認知偏好、多媒體呈現型式對閱讀效益、學習動機之間的影響；並觀察是否有交互作用，再針對有交互作用部分進行單純主要效果分析。上述變異數分析若有顯著差異或交互作用，則採用雪費法（Scheffé method）進行多重比較。三、獨立樣本 T 檢定：驗證多媒體電子書與紙本型式在閱讀效益與學習動機之差異。. 圖 3-4. 統計分析架構圖. 40.

(53) 第四章實驗數據分析與討論本章說明實驗之樣本結構與數據資料，藉由統計方法進行分析與研究結果討論。主要探討多媒體型式對不同認知偏好學習者在閱讀科普電子書時的閱讀效益與學習動機之影響，此單元呈現資料分析結果，首先將問卷與量表之基本資料、結構分佈整理於第一節；第二節探討自變項（認知偏好、呈現型式）對依變項（閱讀效益、學習動機）是否具有交互作用之影響，並使用 SPSS 統計軟體套件第 20 版作為統計分析工具；最後整理統計數據，並將結果驗證探討於第三節。. 41.

(54) 第一節. 實驗資料整理. 本節將呈現實驗資料之結構分佈，提供後續統計分析時參考。. 壹、有效樣本數本研究以七年級學生為實驗對象，於 2012 年十月至 2013 年二月期間，分別於大台北地區四所公立國中進行實驗。包含實驗組與對照組，共計有 566 名學生參與實驗，剔除作答不完全、未填答之無效問卷 21 份，有效問卷共計 545 份。各版本科普閱讀文本之有效樣本數如表 4-1。. 表 4-1 閱讀文本之有效樣本數文字引導有效樣本數. 186. 呈現型式圖片引導影片引導 154. 146. 紙本組. 合計. 59. 545. 貳、受測學生認知偏好的調查結果實驗統計如表 4-2 所示，語文型認知偏好總人數為 160 人，視覺型為 385 人。表示在本實驗實施下，大部分學生較傾向於視覺型認知偏好（佔總數 71%）。然而兩類型認知偏好人數比例相差較大，需要再進行探討。. 表 4-2 性別在有效樣本分布情況認知偏好語文型視覺型. 性別文字引導. 有效樣本數圖片引導影片引導. 紙本組. 合計. 百分比. 160. 19%. 385. 71%. 男女. 29 28. 19 26. 18 21. 8 11. 男. 66. 55. 67. 23. 女. 63. 54. 40. 17. 42.

(55) 參、實驗樣本在依變項之描述統計閱讀效益測驗構面包括：第一次閱讀測驗之邏輯、記憶題，與第二次閱讀測驗之邏輯、記憶題，學習動機量表構面包括：總分、引起注意、切身相關以及感到滿足。各構面計分方式為滿分 100，閱讀效益分數越趨近 100 分則閱讀效益越高；學習動機分數越趨近 100 亦代表正向相關動機越高。由表 4-3 描述統計觀察閱讀效益部分，考驗文本內容理解、推理之邏輯題項總平均數在二次閱讀中由 60.80 進步至 72.51（提升 11.71）；考驗學習關鍵字掌握能力之記憶題總平均數在二次閱讀中由 65.32 進步至 82.89（提升 17.57）。由上述結果與研究者批改試卷發現，大部分學生較少在第二次閱讀測驗時修正邏輯題項，顯示學生在科普閱讀時，邏輯性、理解性題目還需要再加強。學習動機部分，實驗樣本在學習動機總分之總平均為 68.20；其他構面參考劉又瑄（2008）整合學習動機之定義並探討如下： ARCS 模式認為引起注意是學習動機的首要條件，學習者是否關注文本內容，通常與學習興趣或好奇心相關。因此，文本必須引發學生尋找額外資訊以解決問題的情境，在本實驗中總平均為 72.26；切身相關構面，考驗文本內容是否與學生的學習經驗或生活經驗產生關聯，使學生相信文本有助於達成對科普學習的目標，本實驗中總平均為 65.43；建立信心構面，考驗文本對學生完成學習工作（閱讀效益測驗）的信心與自我效能有關，亦即學生使用本實驗閱讀文本時，是否認為文本有助於理解好奇號火星探測車的內容，實驗結果總平均為 66.40；感到滿足構面，考驗文本的整體效果在閱讀效益測驗後，是否達到學生對學習科普內容之滿足與期待，實驗結果總平均為 66.96。. 43.

(56) 表4-3 有效樣本依變項之描述統計摘要表依變項閱讀效益. 個數. 最小值. 最大值. 平均數. 標準差. 第一次閱讀邏輯題. 486. 0. 100. 60.80. 19.88. 第一次閱讀記憶題. 486. 12.50. 100. 65.32. 17.31. 第二次閱讀邏輯題. 486. 12.50. 100. 72.51. 18.59. 第二次閱讀記憶題. 486. 12.50. 100. 82.89. 14.37. 學習動機總分. 486. 24.44. 100. 68.20. 12.08. 引起注意. 486. 26.67. 100. 72.26. 13.50. 切身相關. 486. 28.89. 100. 65.43. 12.81. 建立信心. 486. 20. 100. 66.40. 12.18. 感到滿足. 486. 20. 100. 66.96. 15.44. 學習動機. 第二節. 呈現型式對科普閱讀效益與學習動機之影響. 本節以多變量統計分析：自變項「呈現型式：文字引導、圖片引導、影片引導」對依變項「閱讀效益：第一次閱讀邏輯題、記憶題；第二次閱讀邏輯題、記憶題」與「學習動機：引起注意、切身相關、建立信心、感到滿足」之差異情形。分析結果如下:. 壹、多媒體呈現型式對閱讀效益的影響根據表 4-4、4-5、4-6，實驗結果呈現如下：（一）「第一次閱讀邏輯題」有顯著影響（F = 1.834, P = 0.029, η2 = 0.015）。以雪費法（Scheffé method）進行多重比較結果顯示：圖片（M = 62.74, SD = 18.21）與文字（M = 61.08, SD = 20.02）較優於影片（M = 58.39, SD = 21.22）。（二）「第一次閱讀記憶題」有顯著影響（F = 13.112, P < 0.05, η2 = 0.043）。以雪費法（Scheffé method）進行多重比較結果顯示：文字（M = 69.01, SD = 16.50）與圖片（M = 66.31, SD = 17.92）皆顯著優於影片（M = 59.58, SD = 16.28）。 44.