第貳章 文獻探討
一、多媒體定義
「建置在電腦上且結合文字、圖片、聲音、動畫及視訊等元素的互動溝通 過程」(吳東光、周士祺&柳百郁譯，民 87)4。「多媒體為一種利用電腦作交 談式的溝通系統，能夠產生、儲存、傳送、圖形、聲音、動畫、影像等資 訊。」
多媒體彼此間的關聯(Blatterner and Dannenberg,1992)5
圖 2.1.1
茲將本教材所運用的多媒體種類分述如下 :
(一)文字(Text):用以說明或敘述單元教材的重點。除了中文外，也可用一些 特殊符號(例如:ρ 鍵)或其他國家的文字(例如:sigma bond) 來表示，希望學習者可以了解原文用語，培養國際觀。
Maps (圖片) Pictures
(影像)
Sounds (聲音)
Video (視訊) Text
(文字)
Tours (漫遊)
(二)圖片(Graphic):展示原子模擬結構或分子實際形狀。主要為影像或模型 相片，影像可來自掃描、畫面擷取、或自行繪圖，而模型相 片則以原子與原子的實際結合情形，用模型組合後再以數位 相機拍攝。
(三)聲音(Sound):主要為錄製的旁白以便輔助文字說明。為使多媒體的呈現 更具彈性性化，學習者可自行決定文字與聲音是否並行，若 只觀看視訊，則文字說明可選擇以聲音代替，使影片內容的 重點直接透過聲音傳達，期望更適合每一階段的學習。
(四)動畫(Animation):由動畫軟體(FLASH MX)製作出的連續性圖片，以快 速播放方式呈現出如同影片的效果。目的是在以虛擬過程代 替 難 以 解 釋 或 敘 述 的 教 材 單 元 內 容 ( 例 如 原 子 軌 域 的 形 狀)，藉由畫面的模擬來將抽象的概念具體展現，使學習者 更易進入狀況。
(五)視訊(Video):將實際實驗操作以數位攝影機拍攝，經剪輯、畫面轉換、
轉檔成可播放的影片。一般實驗學生可親自動手操作，以 使課堂所學與實地操作互相印證，但部份實驗牽涉的學理 較深，所需的藥品不易取得，操作的時間也較耗時，因此 拍成視訊可以讓學習者重複觀看，排除了以上的不便。
綜合以上，本研究所用多媒體可簡單表示如下:
音訊 聲音(旁白) 音效
多 視訊 數位影片 動畫轉檔
媒 圖片 點陣圖 向量圖
體 文字 中文 符號 英文
動畫 逐格 漸變
圖 2.1.2
二、多媒體教材的特性
「將聲音、文字、圖片、視訊及動畫等不同的訊息，經電腦整合將資訊 傳達出來，並透過視覺與聽覺兩種以上的感官接受訊息，與使用者達 到互動的效果」(周景平&侯延卿，民 87)6。由於科技一日千里，電腦 數位化的能力突飛猛進，所製作出的多媒體教材更有下列特性:
(一)同時用影像、聲音、文字呈現教材內容。
利用數位化將多種訊息(文字、視訊、影像、音訊等)轉成電腦可以 接受的過信號，在經過整合後，將教材以螢幕、光碟、或網際網路 等傳佈，並利用視覺、聽覺、觸覺等感官做互動，使各種符號及媒 體特性得以呈現，提供多重管道的學習方式。
(二)容易儲存、複製、修改、重組及傳送。
經數位化的資料，可以儲存在光碟內，體積小且攜帶方便，其中視
訊或聲音不因拷貝或時間久遠而影響品質，以前傳統的錄影帶則有 影像畫面模糊或聲音不清楚的狀況，即使資料要重先編排，也較傳 統的影片剪輯便捷多了。
(四)具超本文(Hypertext)能力。
所謂 Hypertext 即是指資料鏈結的流程，「利用連結過程將儲存在網 路結構的資料串聯而形成相關的資訊」(楊家興，民 82)7。使用於多 媒 體 則 可 以 Hypermedia( 超 媒 體 ) 表 示 Hypertext( 超 本 文 ) 與 Multimedia(多媒體)的結合。主要是利用文件中的關鍵字或畫面結 構，點選後直接連結到另一文件或畫面，使用者在閱讀超媒體資料 時，不一定要循序閱讀，而可依自己需要做跳躍選擇，使學習流程 更彈性，搜尋的範圍更廣。
超文件/超媒體系統，主要由資訊、軟體、硬體及通訊四大系統構成，
架構如下圖:(王梅玲，民 80)8
影碟資料 CD-ROM 資料
磁碟片資 料
微電腦
視訊螢幕
介面設備
資料庫 樹狀索引
資料庫 圖畫索引
資料庫
連結 視訊索引
控制
音訊索引 特色製作 控制
音訊輸出 網路索引
資料系統
硬體系統
軟體系統
通訊系統
圖 2.2.1
關於媒體、多媒體、超媒體彼此間的差異性，可以下表做說明:
媒體 (Media)
多媒體 (Ｍultimedia)
超媒體
(Hypermedia) 書籍(一般紙上文字)
圖片 錄影帶 音響
電視(含有線電視) CAI 軟體
網路(WWW)資源
使用一種以上的媒體來傳 遞訊息
將不同媒體文件資料儲存 與擷取都須在同一電腦環 境，每一媒體文件資料為一 節點(Node)，節點與節點之 間則透過鏈結(Link)將其結 合 在 一 起 , 資 訊 是 以 結 構 化，非線性的方式來呈現。
表 2.1(李珀，民 89)9
(四)可利用其他外接裝置(例如鍵盤、滑鼠等)與電腦產生互動，創造主動學 習環境。
以電腦為中心架構的多媒體系統簡圖如下:
圖 2.2.2
軟體配置主要含下列幾項:(陳明溥，民 81)10 掃 描 器 叭
錄(放)影機
數位攝影機
觸控式螢幕
電腦主機
鍵盤
喇
CD/DVD 光碟機 麥克風
滑鼠
(1).編輯系統:可以提供文字、圖形、語音、動畫的輸入、 儲存、轉檔等 功能。
(2).光碟:包括一般雷射光碟、唯讀光碟、交談式光碟，可呈現電子資料 檢索或壓縮及解壓縮影像資料系統，均利用電腦程式來控制影 像的播放及資料的讀取，處理後的大量資料也可存入可寫式光 碟、可擦拭式光碟、可寫式影碟中以供教學使用。
由於教材的呈現屬於交談式的資訊，就是利用使用者介面使一段文 字、動畫、影片、聲音或圖像之間互相連結成網狀架構，讓學習者 主動參與學習，獲得更多選擇的資訊。
(五)可快速查詢及處理資料。
由於科技的高度發展，透過電腦快速的處理，學習者可以在很短時 間內找尋及過濾大量的資料，在搜尋的過程中，可以快速跳到所需 的文件瀏覽，而不需像傳統的錄影帶一樣，還要倒帶或回帶才能看 到所需的內容，這是多媒體發展最大的優勢。
(六)符合經濟效益。
設計良好的多媒體學習系統，可以達到與傳統教學系統相同的學習 目標，或表達出相同教學資訊，在教學情境上也締造良性互動。但 就人力與物力上，其學習費用的成本卻相對比傳統教學的費用較 低，因此多媒體學習系統是相當可以考慮使用的輔助教材。
三、多媒體學習與教學優點
「多媒體學習的定義:是經由文字和圖片的學習」，「多媒體教學法的 定義:利用文字和圖片的呈現進行教學」(高維華，民 93)11。學習者 可在已製作好的多媒體教材中，按照自己的學習狀況控制進度與調 整內容，而教師則可透過多媒體教材，以輔助學生達精熟的學習。
其優點可分為下列三項:
(一)學習者自行掌控 : 傳統式教學法施行時，學生多為被動式聆聽，受限 於時間、空間與學習者的個別差異。而多媒體則可由學習者主動控 制，藉由索引資料庫，學生可隨心所欲選取想觀看的教材影片或教 材影片中的某些片段，也可重複瀏覽教材內容。
(二)適應個別差異 : 學習者可按照自己程度來選擇多媒體教材呈現的 方式，例如只觀看視訊部分，以加深具體印象；或只觀看文字部分，
以便更了解章節重點。(宋倩如，民 89)12
(三)簡化原本複雜的內容 : 透過示範實驗的拍攝，將較危險、繁瑣、費時 的實驗，以影像傳送，可解決場地不足及配合環境安全減少藥品用量 的環保需求。
四、電腦輔助學習的相關學習理論
(一)電腦輔助教學意義
電腦輔助教學簡稱 CAI，即 Computer Assisted Instruction 的縮寫(王 立行，民 81)13。主要過程是將選擇的教材主題，利用多媒體元素做 適當的安排，透過訊息指引，以電腦螢幕呈現，並可重複瀏覽，以 最生動、正確、及有效率的視聽教學環境來刺激學習，引發學習興
趣，進而達到教學效果。多媒體動畫教材則以電腦輔助教學為基礎, 茲將電腦輔助教學的特性陳述如下:
1.電腦可提供的功能 (1)檔案及資料管理 (2)動畫轉換
(3)圖形修飾 (4)聲音特效 (5)系統功能切換 (6)單位換算 (7)數學運算
2.電腦輔助教學的特性(杜日富，民 80)14
CIA 特性
交談 式
適應個 別差異
自行決定 課程順序
知識性 教學
學習 追蹤
隨時 性
圖 2.4.1
(二)電腦輔助教學設計的理論主要如下: (洪榮昭等著民 86)15
(1)Piaget(皮亞傑)---認知發展論(cognitive development)
由於人類自出生後，受到社會刺激，面對問題處理的能力及思考 模式，會有逐漸改變的情形，因此每個人各階段的發展速度不同。
認知發展論在電腦輔助教學的設計上，則是應用於學習者本身的 個別差異，按照一般邏輯思考模式，將教材單元章節做妥善的安 排，以其適合不同程度的學習。
(2)Bruner(布魯納)---建構學習論(Construction)(Bruner，1964)16
「由學習者主動參與與處理訊息並將訊息加以組織與建構，以納 入學習者心中真實的模型」(Bruner，1960)17。學習是建立在先前 已具備的知識上，學習者會將外在環境的資訊，透過感官處理予 以組織和建構，並轉換成內在的心理認知。建構學習論在電腦輔 助教學的設計上，則是應用於學習教材次序的安排上，因此需了 解學習者具備那些先前的知識概念，及目前欲學習的知識概念，
藉妥善的規劃教材順序，由易至難，由淺入深，以使學習者更易 架構出自己的認知體系。
(3)Bloom(布魯姆)---精熟學習論(Mastery Learning)
「給予每個學生最佳品質的教學和所需的學習時間，則大部分的 學生可能達到精熟的程度」 (洪榮昭等著，民 86)15。教師將教材
分成若干個小單元，並訂立學習目標，學習者依序學習某單元後 進行測驗，測驗的目的用來顯示學習者是否達到本單元的教學目 標，若已達到則可進行下一單元學習內容，若未達到則須再給以 足夠的時間學習，以達熟練的程度。因此應用於多媒體教學上，
可利用電腦重複觀看的優勢，讓學習者不受課堂上有限時間的壓 力，依自己學習狀況做調整，更能將教材內容融會貫通。
(4)Skinner(斯肯納)—操作制約論(operant conditioning)18
操作制約就是「個體的反應與環境刺激原來只是互不相干的獨立 事件，他們之間的連結關係完全建立在後來所呈現的增強刺激上」
(黃光雄，民 77)19。只要可以強化學習者反應的刺激均可視為增強 物。因此，我們將教材依序編成數個單元，利用多媒體的優勢，
給予學習者重複觀看及解說，利用影像、聲音等來增強學習者的 相關概念連結與保留學習內容的記憶，以達學習的效果。
(5)Gagne(蓋聶)—學習階層論(learning hierarchy)
「學習活動有其合理的次序存在，簡單的學習為較複雜學習的先 備條件」(Gagne，1962)20。
圖 2.4.2 學習與記憶模式(Gagne，1985) 環
境
動 作 器
接 受 器
發生反應
紀錄感覺 短期記憶
長 期 記 憶
媒體呈現
感官刺激
短程記憶
長程記憶
在學習歷程與教學活動設計可引起學習者注意，告知其學習目 標，喚醒舊有知識記憶，引導新的學習，以增進教學效果。
(6)Ausubel(奧蘇貝爾)—意義學習論(meaningful learning)
「學習只有配合學生先前的概念與先備知識才算有意義」。要創造 有意義的學習情境，使學習者認為有意義的學習，就要配合學習 者的背景知識。因此使用多媒體呈現教材時，需規劃成有組織、
有系統、流程清楚且架構具體的知識，讓學習者的舊有知識能與 所要學習的新知識產生連結，將分化的內容再逐漸統合成有意義 的知識整體。
綜合以上學說，多媒體的學理架構簡單表示如下圖:
文字(text) 圖像(image)
聲音(sound) 影片(video)
眼 耳
文字整合 影像整合
知識累積 手
學習分析
成果評估 設計製作
圖 2.4.3
五、電腦輔助教學發展的過程
圖 2.5.1
六、電腦輔助教學的優點
電腦輔助教學在目前已成為非常普遍的教學方式，其教學成效也 隨著硬體設備的改進與軟體程式的開發而日益顯著。學習者的成
教學內容 教學目標 學習者背景
視訊處理
腳本製作 音訊剪輯
課程完整性 課程正確性 目標明確性
媒體運用 課程形式
美工圖案 動畫轉換
適用場合 回饋方式
螢幕編排
構圖呈現
(1).認知:包含了解、分析、綜合、應用知識的能力。
(2).情感:表現於人生態度、感情、興趣、性格上的能力。
(3).技能:顯示出技術、操作、動作、肢體運動上的能力。
圖 2.6.1
因此，電腦輔助教學希望綜合這三者的特質，其優點簡述如下:(杜 榮珠&王美智，民 83)21
(1).引起學習者的注意。
(2).適合個別化教學。
(3).激發學習動機。
認知
技能 情感
(4).虛擬實際經驗。
(5).提供重複練習機會。
(6).運用時省時省力。
(7).不受人性情緒干擾。
(8).品質固定如一。
(9).課程隨選教學。
(10).遠距教學系統。
(11).方便資料查詢。
(12).提供多種學習型態。
(13).促進人與人、人與社會互動。
七、電腦輔助教學的缺點
(1).易造成學習隔離。
(2).師生互動不易。
(3).不適用於被動學習者。
(4).部分學科或單元無法使用。
八、教師與多媒體 CIA 的關係
使用多媒體電腦輔助教學，只是教學方式的一種運用，無法完全取代 傳統教學過程中教師的地位。教師應調整自己的角色，將傳統教學方式的 單向教學轉而以”促進學習者學習”或”協助學習者一同學習”為主。以下為教 師使用傳統教學方式輔以多媒體電腦輔助教學系統的流程:
圖 2.8.1
由以上多媒體及電腦輔助教學的相關學理、教學特色與社會應用，研究者 希望利用相關理論實際應用在「高中化學多媒體動畫教材」之研發，以提
教師 多媒體 CIA 學生
講述內容 提示大綱 動畫模擬 課後複習
補救教學 重點學習
透過
利用
實驗操作 課程練習 成就測驗
課程講解
供學習者輔助學習，也利用網路科技的發達，在不受限於時間、地點及資 源的環境下，使學習更開放及有效率。
