具閱讀導覽地圖之合作式閱讀標註系統對於提升文章結構理解的影響研究

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(1)國立臺灣師範大學應用電子科技學系碩士論文. 指導教授：陳志銘博士、洪欽銘博士. 具閱讀導覽地圖之合作式閱讀標註系統對於提升文章結構理解的影響研究 Effects of collaborative reading annotation system with reading navigation map on enhancing text structure comprehension. 研究生：呂婷芸撰. 中華民國一百零三年八月.

(2) 具閱讀導覽地圖之合作式閱讀標註系統對於提升文章結構理解的影響研究. 學生：呂婷芸. 指導教授：陳志銘博士洪欽銘博士. 國立台灣師範大學應電子科技學系碩士班. 摘. 要. 隨著數位閱讀的興起，近年來用於輔助數位閱讀的合作式閱讀標註系統已成為研究的焦點。但是過去的研究指出，學習者在進行數位閱讀時，時常難以掌握閱讀數位文本的文章結構。此外，在利用合作式閱讀標註系統進行線上閱讀學習時，由閱讀者進行合作閱讀標註產生之複雜且分散的閱讀標註，會讓閱讀數位文本上的閱讀資訊變得更為複雜，也更難以掌握。因此，本研究針對輔助數位閱讀的合作式閱讀標註系統設計閱讀導覽地圖，以幫助學習者掌握閱讀數位文本的文章結構及各類別標註在文章中各章節的分布位置與數量，以提升學習者的文章結構理解成效，幫助學習者掌握整篇文章閱讀標註的狀況，進而希望提升學習者的閱讀理解成效與降低認知負荷。本研究以桃園縣石門國小五年級三個班級合計 73 名學生為研究對象，將其以班級為單位隨機分派為實驗組一、實驗組二與控制組，實驗組一採用具閱讀導覽地圖功能之合作式閱讀標註系統，搭配全階段合作閱讀標註輔以學習者進行線上閱讀學習；實驗組二採用具閱讀導覽地圖功能之合作式閱讀標註系統，搭配二階段個人閱讀及合作閱讀標註輔以學習者進行線上閱讀學習；控制組採用不具閱讀導覽地圖功能之合作式閱讀標註系統，搭配全階段合作 i.

(3) 閱讀標註輔以學習者進行線上閱讀學習。結果顯示採用具閱讀導覽地圖功能之合作式閱讀標註系統，搭配全階段合作閱讀標註輔以學習者進行線上閱讀學習，可以有效降低男性學習者的認知負荷。而採用具閱讀導覽地圖功能之合作式閱讀標註系統，搭配二階段個人閱讀及合作閱讀輔以學習者進行線上閱讀學習，可有效提升學習者的文章結構理解，特別是對於提升女性學習者的文章結構理解成效，顯著優於男性學習者；而對於提升場地相依學習者的文章結構理解成效，則顯著優於場地獨立學習者。. 關鍵字：數位閱讀、合作式閱讀標註系統、閱讀導覽地圖、文章結構理解成效. ii.

(4) Effects of collaborative reading annotation system with reading navigation map on enhancing text structure comprehension. Student: Ting-Yun Lu. Advisors: Dr. Chih-Ming Chen Dr. Chin-Ming Hong. Department of Applied of Electronics Technology National Taiwan Normal University. ABSTRACT. As digital reading is becoming more and more important in the digital age, many studies pay attention on developing collaborative reading annotation systems to assist digital reading for promoting reading comprehension performance. However, learners easily, generate cognitive load when they navigate a large amount of generated annotations and frequently suffer difficulties in understanding the text structure while reading digital texts with the support of the collaborative reading annotation system. To promote the text structure comprehension and reduce cognitive load while performing digital reading activity with the support of the collaborative reading annotation system, this study develops a reading navigation map on a collaborative reading annotation system for helping learners to understand text structure easily and knowing the positions and the amount of different types of annotations. Seventy-three Grade 5 students were recruited from three classes of an elementary school in Taoyuan County, Taiwan to participate in the instruction experiment and three classes were iii.

(5) randomly assigned to experimental group 1, experimental group 2, and control group. The experimental group 1 and experimental group 2 used the collaborative reading annotation system with reading navigation map and the control group used the collaborative reading annotation system without the reading navigation map. During the instruction experiment, the learners of experimental group 1 and control group could fully access their own private annotations and peers’ annotations, while the experimental group 2 performed a two-stage reading activity that could only access their own private annotations in the first stage and could fully access their own private annotations and peers’ annotations in the second stage. Analytical results show that, the use of reading navigation map with fully access of collaborative reading function could reduce the cognitive load of male learners. And the use of reading navigation map with two steps of reading activity could enhance text structure comprehension, especially for the female learners and the field dependent learners.. Keywords: Digital Reading, Collaborative Reading Annotation System, Reading Navigation Map, Text Structure Comprehension. iv.

(6) 誌謝. 回顧這兩年的研究生活，雖然遇到了許多困難，幸而能得到許多人的幫助，讓我得以順利完成研究。衷心感謝我的指導教授洪欽銘博士這兩年來的照顧與指點，使我在這兩年中除了研究外，也學到了很多做人處事的哲學。衷心感謝我的共同指導教授陳志銘博士對我的細心指導與耐心包容，使我的實驗與論文能夠順利完成。另外也感謝口試委員銘傳大學王豐緒博士與東華大學賴志宏博士給我的建議與指教，使我的論文能更加完整。感謝實驗室士恆學長的照顧、鼓勵與督促，和星巴克的小 meeting，讓我能夠順利渡過許多難關。感謝智名學長，學長總是非常熱心地幫助我們，給予我們意見和協助。感謝我的同學林宓和逸翔，因為有你們的鼓勵、幫助和陪伴，我才能堅持到最後。感謝學弟智琨、同學仕勳、典融、苹源、柏彰和助理穎盈的陪伴與幫助，你們讓我這兩年的生活中充滿了樂趣與歡笑。感謝政大實驗室布丁學長，很幸運的能有你的幫助與吐槽，我才能完成這篇論文。也感謝政大實驗室助理維媛、cos、志帆、芋頭、小雞和胖胖的協助與陪伴，窩在政大實驗室的這段日子裡我覺得十分開心，真的非常謝謝大家的照顧與餵食。這一路上，我受到太多人的幫助，感謝我身邊所有的師長與親友們。因為有你們，我才能夠走完這段旅程，再多的話語也不足以表達對你們的感謝之意，希望所有我身邊的人們都能身體健康、平安順遂。. 呂婷芸謹誌 2014 年 8 月. v.

(7) 目摘. 錄. 要 ..................................................................................................................i. ABSTRACT .................................................................................................................. iii 誌謝 ................................................................................................................................. v 目. 錄.........................................................vi. 圖目. 錄 ....................................................................................................................ix. 表目. 錄 ..................................................................................................................... x. 第一章. 緒論 ................................................................................................................. 1. 1.1 研究背景與動機 ...................................................................................................1 1.2 研究目的 ...............................................................................................................4 1.3 研究問題 ...............................................................................................................4 1.4 研究範圍與研究限制 ...........................................................................................5 1.5 名詞解釋 ...............................................................................................................6 1.6 論文架構 ...............................................................................................................8 第二章. 文獻探討 ....................................................................................................... 11. 2.1 數位閱讀 .............................................................................................................11 2.1.1 數位閱讀的定義 ..........................................................................................11 2.1.2 數位閱讀的問題 ..........................................................................................11 2.2 合作式閱讀標註系統 .........................................................................................12 2.2.1 閱讀標註的意義 ..........................................................................................12 2.2.2 合作式閱讀標註系統相關研究 ..................................................................13 2.3 文章標題對於閱讀的影響 .................................................................................14 2.4 文章結構理解 .....................................................................................................16 2.4.1 文章結構的定義 ..........................................................................................16 2.4.2 文章結構理解成效測量 ..............................................................................16 vi.

(8) 2.5 認知負荷 .............................................................................................................17 2.5.1 認知負荷的定義 ..........................................................................................17 2.5.2 認知負荷與數位閱讀 ..................................................................................18 2.6 認知風格 .............................................................................................................18 2.6.1 認知風格的定義 ..........................................................................................18 2.6.2 場地獨立與場地相依認知風格 ..................................................................19 2.7 性別差異 ...........................................................................................................20 第三章. 研究方法 ....................................................................................................... 21. 3.1 研究架構 .............................................................................................................21 3.2 研究對象 .............................................................................................................24 3.3 研究方法 .............................................................................................................25 3.3.1 文獻分析法 ..................................................................................................25 3.3.2 準實驗研究法 ..............................................................................................25 3.4 研究工具 .............................................................................................................26 3.4.1 合作式知識標註學習系統 ..........................................................................26 3.4.2 閱讀導覽地圖 ..............................................................................................28 3.4.3 閱讀文本、閱讀理解成效評量與文章結構理解成效評量 ......................31 3.4.4 認知風格量表 ..............................................................................................31 3.4.5 認知負荷量表 ..............................................................................................32 3.5 實驗設計 .............................................................................................................32 3.5.1 實驗設備 ......................................................................................................32 3.5.2 實驗流程 ......................................................................................................33 第四章. 實驗結果與分析 ........................................................................................... 35. 4.1 研究對象基本資料分析 .....................................................................................35 4.2 研究對象國語文基本能力分析 .........................................................................35 4.3 三組組間學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷差異分析 ................................................................................................................37 vii.

(9) 4.3.1 三組全部學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷差異分析 ........................................................................................................37 4.3.2 三組場地獨立與場地相依不同認知風格學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷差異分析 ....................................................39 4.3.3 三組不同性別學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷差異分析 ................................................................................................42 4.4 三組組內不同性別、不同認知風格學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷差異分析 ....................................................................44 4.4.1 控制組不同性別、不同認知風格學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷差異分析 ................................................................44 4.4.2 實驗組一不同性別、不同認知風格學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷差異分析 ............................................................46 4.4.3 實驗組二不同性別、不同認知風格學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷差異分析 ............................................................47 4.5 三組學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷相關分析 ........................................................................................................................49 第五章. 結論與未來研究方向 ................................................................................... 51. 5.1 結論 .....................................................................................................................51 5.2 未來研究方向 .....................................................................................................52 參考文獻 ....................................................................................................................... 55 附錄一：黑夜的獵殺高手──貓頭鷹 ....................................................................... 63 附錄二：閱讀理解成效評量試卷 ............................................................................... 67 附錄三：團體嵌圖測驗 ............................................................................................... 69 附錄四：認知負荷量表 ............................................................................................... 71 自. 傳 ....................................................................................................................... 72. viii.

(10) 圖. 目. 錄. 圖 3-1 研究架構圖 ........................................................................................................ 21 圖 3-2 CKALS 合作式知識標註學習系統使用介面 ................................................. 27 圖 3-3 CKALS 合作式知識標註學習系統標註類別選擇介面 ................................. 28 圖 3-4 閱讀導覽地圖介面 ........................................................................................... 29 圖 3-5 標註類別切換功能 ............................................................................................ 30 圖 3-6 標註類別搜尋功能 ............................................................................................ 30 圖 3-7 本研究實際實施照片 ........................................................................................ 33 圖 3-8 實驗流程圖 ........................................................................................................ 34. ix.

(11) 表目. 錄. 表 3-1 研究對象基本資料表 ....................................................................................... 24 表 4-1 研究對象基本資料表 ....................................................................................... 35 表 4-2 三組研究對象校內國語月考成績敘述統計結果 ........................................... 36 表 4-3 三組研究對象校內國語月考成績單因子變異數分析結果........................... 36 表 4-4 三組研究對象校內國語月考成績與閱讀理解成效皮爾森積差相關分析結果 ................................................................................................................................... 36 表 4-5 三組學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷敘述統計結果 ................................................................................................................... 37 表 4-6 三組學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷單因子變異數分析結果 ................................................................................................... 38 表 4-7 三組學習者標註回應數量敘述統計結果 ....................................................... 38 表 4-8 三組學習者標註回應數量單因子變異數分析結果....................................... 38 表 4-9 三組場地獨立學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷敘述統計結果 ................................................................................................... 39 表 4-10 三組場地獨立學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷單因子變異數分析結果 ............................................................................... 40 表 4-11 三組場地相依學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷敘述統計結果 ............................................................................................... 41 表 4-12 三組場地相依學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷單因子變異數分析結果 ............................................................................... 41 表 4-13 三組男性學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷敘述統計結果 ....................................................................................................... 42 表 4-14 三組男性學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷單因子變異數分析結果 ....................................................................................... 43 表 4-15 三組女性學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷敘述統計結果 ....................................................................................................... 44 x.

(12) 表 4-16 三組女性學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷單因子變異數分析結果 ....................................................................................... 44 表 4-17 控制組不同性別學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷獨立樣本 t 檢定結果 ............................................................................... 45 表 4-18 控制組不同認知風格學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷獨立樣本 t 檢定結果 ....................................................................... 45 表 4-19 實驗組一不同性別學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷獨立樣本 t 檢定結果 ........................................................................... 46 表 4-20 實驗組一不同認知風格學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷獨立樣本 t 檢定結果 ................................................................... 47 表 4-21 實驗組二不同性別學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷獨立樣本 t 檢定結果 ........................................................................... 48 表 4-22 實驗組二不同認知風格學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷獨立樣本 t 檢定結果 ................................................................... 48 表 4-23 實驗組一學習者的閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷相關分析 ............................................................................................................... 49 表 4-24 實驗組二學習者的閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷相關分析 ............................................................................................................... 49 表 4-25 控制組學習者的閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷相關分析 ................................................................................................................... 50. xi.

(13) 第一章. 緒論. 1.1 研究背景與動機閱讀是獲取知識的重要途徑，也是各種學習的基礎。閱讀能力的提升是促進個人與國家競爭力的重要途徑，因此世界各國無不致力於提升國民的閱讀素養與能力。美國 2002 年頒佈「帶起每個孩子法案」（No Child Left Behind Act），該法案對於美國教育帶來重大的衝擊與影響，而閱讀運動就是其中相當重要的一環。而教育部也從民國 90 年起推動為期 3 年的「全國兒童閱讀計畫」，致力於充實學校的圖書資源、營造優良的閱讀環境、培育師資及補助地方政府與民間單位舉辦各種相關的閱讀活動。此外，近年來教育部也於國民中小學推動「悅讀 101」計畫(教育部綜合規畫司, 2013)，此一計劃除了延續先前的政策外，也推動閱讀研究與精進閱讀教學，希望透過此一計畫的推動加強培育閱讀種子師資與增置圖書館閱讀教師，以協助推動閱讀教育，提升國內學生的整體閱讀素養與能力。儘管如此，在定期舉行評比的促進國際閱讀素養研究（Progress in International Reading Literacy Study, PIRLS），以及學生能力國際評量計劃（Programme for International Student Assessment, PISA）等國際性的學生學習成就評量結果都顯示，國內的閱讀教育仍有待加強。在 2011 年的 PIRLS 評比中，臺灣的學生在閱讀動機與閱讀自信心的調查結果，遠遠落後於國際平均值之下，顯示臺灣學生的閱讀素養不足。因此如何增加閱讀動機，讓閱讀在學生的日常生活中紮根，仍是許多研究者積極探究的議題。另一方面，閱讀的概念也在資訊時代中面臨了快速的變遷，網際網路以及各種新興的閱讀載具出現，讓傳統印刷紙本上進行的閱讀活動逐漸朝向數位閱讀的形式轉變。PISA 2009 的評比結果發現較常於網路上閱讀的學生，具有較佳的閱讀理解能力表現（OECD, 2010）。這種轉變顯示傳統在教室進行的閱讀教學有必要與數位閱讀進行結合。 1.

(14) 過去已有許多研究發展合作式閱讀標註系統，讓學習者可以在數位文本上進行重點標註、撰寫筆記、並分享給其他學習者，希望在數位環境下發展出有效輔助數位文本閱讀模式。例如 Hwang 等人（2007）發展的 VPen 閱讀標註系統中提供了標示重點、劃底線、文字標註、語音紀錄及共享機制等功能。Su 等人(2010) 設計了個人化標註管理系統，讓使用者能管理、分享、重複利用個人與合作標註內容，並提供共享機制讓使用者彼此之間能進行互動與討論。Chen 等人(2012)則在學習管理系統（learning management system, LMS）系統上開發出 MyNote，讓使用者能撰寫、分享筆記，並和其他使用者進行討論，以滿足 Web2.0 讓使用者參與、分享內容與具集體智慧的特點。陳勇汀（2011）也發展一套合作式知識標註學習系統，並設計閱讀標註鷹架與互動討論鷹架，引導使用者利用不同的閱讀標註鷹架撰寫標註來進行合作閱讀活動，並可讓使用者彼此分享標註內容、基於互動討論鷹架引導使用者進行閱讀標註討論，以提升閱讀的深度與廣度。. 然而，相較於紙本閱讀，數位閱讀具有互動性高、複雜的超文本結構，以及非線性閱讀等特性，致使數位閱讀容易讓使用者迷失於閱讀文本空間，並且容易引發瀏覽與跳躍性的淺層閱讀（Conklin, 1987；Amadieueet et al., 2009）。Coiro 與 Dobler（2007）指出，相較於紙本允許閱讀者進行快速翻頁的略讀策略，有助於讓閱讀者了解文章內容結構，數位文本卻往往因為資訊被分割在文本中的不同層次，或是超連結與圖示缺乏足夠的語意與情境指引，導致閱讀者容易在複雜的數位文本結構之中迷失。此外，在網際網路的數位閱讀情境中，Nielsen（2002）發現閱讀者會有略過前段章節，而以各種不同管道跳到數位文本的部分章節閱讀行為，這種跳躍性閱讀讓閱讀者難以掌握閱讀的資訊結構，容易導致迷失於數位文本空間問題，因而提升閱讀者的閱讀認知負荷。Sung 與 Mayer（2012）也指出若閱讀者難以分辨閱讀位置與文章結構的話，閱讀者將無法專注在文章重點上。 2.

(15) 同樣的，閱讀標註系統在允許閱讀者撰寫閱讀標註的同時，也讓數位閱讀的非線性閱讀資訊變得更為複雜。Gao （2012）將 Diigo 閱讀標註系統應用在閱讀學習活動之後，認為系統需要為複雜的、分散的標註筆記提供更有效的導覽介面，讓使用者可以透過多種途徑來閱讀他人撰寫的閱讀標註。Madrid、Oostendrop 與 Melguizo(2009)也提出數位閱讀需要有效的導覽指引，否則將會導致資訊迷失與認知負荷的上升。. 基於上述數位文本閱讀以及閱讀標註系統所面臨的問題，本研究基於陳勇汀（2011）的合作式知識標註學習系統，發展閱讀導覽地圖模組，讓學習者可以更容易地掌握閱讀數位文本架構與文章中各段落的閱讀標註分佈。本研究於合作式知識標註學習系統上所發展的閱讀導覽地圖具有以下功能：（1）自動偵測數位文本的標題，並顯示出文章中的所有章節段落的標題結構；（2）呈現出不同閱讀標註類型在各個章節段落的使用分布；（3）透過超連結讓學習者藉由點選標註導覽地圖上的標題或標註類別按鈕，系統即會立刻將閱覽畫面捲動至被點選段落，並將被點選段落的類別標註文字以高亮度顏色顯示。本研究希望藉由發展的閱讀導覽地圖，可以讓學習者更直覺性地理解整篇文章的架構，觀察其他學習者針對文章內容撰寫的各類別標註，以及各類別標註在各個章節中的位置與分佈，幫助學習者掌握各種類型閱讀標註的使用頻率狀況，以及促進學習者對於閱讀標註內容的瀏覽與互動討論。本研究探討於合作式知識標註學習系統上所發展的閱讀導覽地圖是否可以有效提升學習者對於閱讀文本的閱讀理解成效與文章結構理解成效，並降低認知負荷，以及是否能促使學習者進行更有效的閱讀標註與互動討論，並增加學習者在數位文本上的閱讀標註數量。. 3.

(16) 1.2 研究目的基於上述研究背景與動機，本研究之目的在於基於陳勇汀的合作式知識標註學習系統發展閱讀導覽地圖模組，藉此幫助學習者掌握文章結構與各類別標註在文章中各章節的分布位置，並探討使用具閱讀導覽地圖功能之合作式知識標註學習系統對於不同性別及場地獨立與場地相依不同認知風格學習者的閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量及認知負荷的影響。本研究之研究目的如下：. 一、基於陳勇汀的合作式知識標註學習系統發展一套具有文章結構導覽與閱讀標註導覽功能的閱讀導覽地圖模組，以幫助學習者掌握文章結構與各類別標註在文章中各章節的分布位置。二、探討學習者使用具閱讀導覽地圖模組的合作式知識標註學習系統進行合作閱讀標註學習，是否有助於提升學習者的閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量，以及降低認知負荷。三、探討不同性別及不同認知風格學習者使用具閱讀導覽地圖模組的合作式知識標註學習系統進行合作閱讀標註學習，其閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量，以及認知負荷是否有顯著差異。. 1.3 研究問題基於上述研究目的，本研究的研究問題如下：學習者在使用有／無閱讀導覽地圖的合作式知識標註學習系統進行閱讀學習時，其閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量及認知負荷是否具有顯著差異。二、不同性別學習者在使用有／無閱讀導覽地圖的合作式知識標註學習系統進行 4.

(17) 閱讀學習時，其閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量及認知負荷是否具有顯著差異。三、不同認知風格（場地獨立／場地相依）學習者在使用有／無閱讀導覽地圖的合作式知識標註學習系統進行閱讀學習時，其閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量及認知負荷是否具有顯著差異。四、學習者在使用有／無閱讀導覽地圖的合作式知識標註學習系統進行閱讀學習時，其閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量及認知負荷是否具有顯著關聯。. 1.4 研究範圍與研究限制一、研究對象範圍與限制本研究以桃園縣石門國小五年級三個班級的學生為研究對象，使用有無閱讀導覽地圖的合作式知識標註學習系統進行閱讀學習活動，其他年齡層之研究對象不在本研究的探討範圍。因此本研究之研究結果不宜過度推論至其他年齡層之學習者。在實驗設計部分，本研究以班級為單位進行實驗分組，因此本研究之實驗結果可能會受到各班級差異的影響。. 二、閱讀文本內容範圍與限制本研究所採用之閱讀文本為遠見天下所出版的「未來少年」月刊第 39 期中的「黑夜的獵殺高手──貓頭鷹」，此篇文章為自然科學類的說明文，具有明確的章節段落標題。因此，對於其他不同學科、不同文體或不具明顯章節段落標題之閱讀文本是否產生相同的研究結果，本研究不作過度推論。. 5.

(18) 1.5 名詞解釋一、合作式閱讀標註系統合作式閱讀標註系統提供學習者在數位文本上做筆記、標示重點與畫底線等功能，讓學習者能與其他學習者進行合作閱讀學習（Huang 等人, 2008 ; Kawase 等人, 2009）。透過合作式閱讀標註系統學習者可以互相分享他們的閱讀標註或找尋的線上資源並加以討論，藉由這樣的互動與資訊的彙整來促進學習者對於閱讀文本的理解層次提昇（Novak 等人, 2012）。本研究所使用的合作式閱讀標註學習系統係由國立政治大學圖書資訊與檔案研究所數位圖書館暨數位學習實驗室所開發的 CKALS 合作式知識標註學習系統（Collaborative Knowledge Annotation Learning System, CKALS）。CKALS 系統具有一般合作式閱讀標註系統的基本功能（如標註撰寫、分享、討論等）和其他多樣化的功能（如搜尋、導讀、獎章、閱讀進度等）。而 CKALS 系統支援功能模組化的設定，使用者可以每個頁面的 HTML 檔案進行開啟或關閉之使用功能設定，因此每個頁面都能視不同的教學目標進行個別功能的調整。本研究即利用 CKALS 系統的特點，在 CKALS 系統上驗證閱讀導覽地圖單一功能對於閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量及認知負荷的影響。. 二、閱讀理解成效一般而言，閱讀理解包含字面理解、推論理解，以及批判理解（林怡君等人， 2013）。PIRLS 將閱讀理解歷程分為「直接理解歷程」及「解釋理解歷程」(柯華葳、詹益綾、張建妤、游婷雅，2008)，「直接理解歷程」包含直接提取與直接推論，「解釋理解歷程」包含詮釋、整合觀點和訊息與檢驗、評估內容、語言和文章的元素。而本研究所指的閱讀理解成效為字面理解與推論理解兩個層面，字面理解指的是學習者對文章表層意義的理解，而推論理解指的是學習者對文章整體 6.

(19) 意義及隱含意義的理解。本研究邀請兩位教授閱讀課程經驗相當豐富的資深國小教師，針對本研究之閱讀文本設計閱讀理解成效評量試卷，以測驗學習者的閱讀理解成效。. 三、文章結構理解成效文章結構指的是文字訊息的組織系統，也就是文中各個概念的組織方式（柯華葳、陳冠銘，2004），文章作者可以利用標題和其他組織信號來強調文章結構（Lorch, 1996）。而透過對於文章結構的理解，可以幫助學習者更快掌握文章內容及作者想要傳達的訊息，進而提升閱讀理解成效。本研究採用一篇文章結構分明之說明文作為本研究教學實驗所需之數位文本，讓學習者可以透過本研究於合作式知識標註學習系統所發展的閱讀導覽地圖解析文章的章節架構。為了評估本研究所發展的閱讀導覽地圖是否有助於學習者掌握文章的章節架構，本研究透過讓學習者自行回憶並寫出文章章節標題或段落大意的方式，來了解學習者對於文章結構的理解成效。. 四、認知負荷認知負荷是一種多維度的概念，它代表了學習者在執行特定任務時，加諸在學習者認知系統上的負荷（Paas & Van Merriënboer, 1994）。Marcus 等人（1996）指出學習者的認知負荷會被學習者的先備經驗及教材的內容與組織所影響，而本研究則探討學習者在利用數位閱讀標註系統進行閱讀學習時，是否會因為閱讀導覽地圖的輔助而增進對於文章架構，以及對閱讀標註資訊的分佈位置掌握，進而有效降低閱讀數位文本時的認知負荷。本研究採用 Sweller, Pasa 與 Merrienboer (1998)所提出的認知負荷量表來測量學習者的認知負荷，該量表包含心智負荷（Mental Load）與心智努力（Mental Effort）兩個面向的測量。. 7.

(20) 1.6 論文架構本論文共分為緒論、文獻探討、研究方法、實驗結果與分析、結論與未來研究方向等五章，各章內容簡述如下：. 第一章緒論：說明研究背景與動機、研究目的、研究問題、研究範圍與研究限制、名詞解釋及論文架構。第二章文獻探討：介紹與本研究相關的文獻內容，包括數位閱讀、數位閱讀標註系統、認知風格等與本研究相關的理論。第三章研究方法：說明本研究的研究架構、研究對象、研究工具、實驗設計。第四章實驗結果與分析：說明本研究之實驗結果，並針對實驗數據以統計方法加以分析。第五章結論與未來展望：說明本研究之研究結果，並提出後續建議與未來研究方向。. 本研究之研究流程如圖 1-1 所示，說明如下： 1.. 蒐集相關文獻以確定研究方向、研究主題、研究範圍與研究目的。. 2.. 針對研究方向進行文獻蒐集與探討，建立研究架構並提出研究問題。. 3.. 依據研究目的設計實驗系統功能。. 4.. 蒐集相關實驗教材並邀請相關領域資深教師進行閱讀理解成效評量的題目設計。. 5.. 選定實驗對象，訂定實驗時間。. 6.. 進行實驗並蒐集學習者之閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量及認知負荷資料。. 7.. 針對實驗數據進行統計分析與討論。 8.

(21) 8.. 根據實驗數據之統計分析結果撰寫研究論文。. 9.

(22) 文獻探討與訂定研究主題. 確定研究範圍與目的. 建立研究架構與問題. 研究設計. 設計系統功能. 進行實驗與資料蒐集. 實驗結果分析. 撰寫研究論文. 圖 1-1 研究流程圖. 10.

(23) 第二章文獻探討. 2.1 數位閱讀. 2.1.1 數位閱讀的定義廣泛來說，當我們閱讀的介面為「數位的」，就可以稱作數位閱讀（周暐達， 2008）。也就是說，數位閱讀是一種透過「螢幕」來進行的閱讀模式。數位閱讀所使用的閱讀數位文本包含諸如文字、圖片、影片以及聲音等多媒體內容（Jin, 2013）。數位閱讀具有互動性（interactivity）、非線性（non-linearity）、即時性（immediacy），以及能同時包含文字、圖片與影音等多媒體特性（Liu, 2005）。而數位閱讀的閱讀模式比紙本閱讀更加多元，當閱讀者進行數位閱讀時，除了閱讀數位文本外，也可以利用網路與搜尋引擎進行資料檢索，找尋其他有助於瞭解閱讀數位文本的補充資訊；亦或是在線上不受時空限制與其他閱讀者進行互動、分享；也能很容易的將文件、閱讀歷程、討論紀錄等保存（周暐達，2008；Qayyum, 2008）。因此，近年來許多研究利用數位閱讀的特性，設計輔助閱讀者進行更有效進行數位閱讀的系統工具或介面，並探討促進閱讀者閱讀理解的因素（Jin, 2013； Mercieca, 2004；Yang et al., 2013）。換句話說，相較於傳統紙本閱讀，數位閱讀具有更多發展不同閱讀模式的可能與潛力。. 2.1.2 數位閱讀的問題雖然數位文本的媒體呈現與功能性豐富，但是也衍生許多閱讀上的問題。數位文本的超連結、非線性瀏覽等特性，容易讓閱讀者迷失於數位文本空間（Conklin, 11.

(24) 1987），因而增加額外的工作記憶（working memory），讓閱讀者的認知負荷增加（Wright, 1991）。受限於數位閱讀透過螢幕閱讀的特性，閱讀者對於數位文本的長度篇幅容忍度有限。因為在數位閱讀時，螢幕一次只能顯示出有限的資訊，若數位文本的篇幅太長，閱讀者就必須大量的利用滑鼠捲動頁面，因而造成閱讀上的負擔（Girill et al., 1988；Abanomey 2013）。也因為這樣，閱讀者在閱讀數位文本時通常不易掌握數位文本的結構，也難以分辨究竟目前閱讀到文章中的哪一個段落（Jin, 2013）。此外，閱讀數位文本容易導致難以持續專注進行閱讀的問題（Liu, 2005）。因此，如何針對數位閱讀的不足進行閱讀介面或數位文本的設計是很重要的。. 本研究為了提升學習者在閱讀數位文本時對於章節架構的掌握度，以及降低學習者在閱讀數位文本時的迷失感，因此在合作式閱讀標註系統上發展閱讀導覽地圖功能，希望有助於讀者掌握數位文本結構、降低迷失感，進而提升閱讀理解成效，以及降低認知負荷。. 2.2 合作式閱讀標註系統. 2.2.1 閱讀標註的意義閱讀標註是閱讀者在閱讀時所做的筆記（Hwang et al., 2007），這些筆記可以是文字、底線、圖像等不同形式。Slotte 與 Lonka（1999）探討在閱讀時所撰寫的閱讀標註質量與閱讀理解成效之間的關聯，結果發現閱讀者撰寫閱讀標註的質或是量越高，其閱讀理解成效就越好。而閱讀者在閱讀時自行撰寫的閱讀標註，也可以促進閱讀的深度理解以及自我推論。也就是說，閱讀者透過閱讀標註的撰寫，可以提升閱讀時的思考層次，進而提升學習成效與閱讀理解。相 12.

(25) 較於紙本閱讀標註，在閱讀數位文本時所做的閱讀標註類型更為廣泛，可能包括諸如超連結、評論或是閱讀後所闡述的意見想法紀錄等（Marshall, 1997； Marshall 1998）。而合作式閱讀標註系統則是可以讓學習者在數位閱讀的過程中，任意的在數位文本上進行諸如做筆記、畫重點、附加補充資料等閱讀標註，進而與其他學習者互相分享標註，以及進行討論互動的輔助閱讀工具（Rau, 2003）。透過合作式閱讀標註系統功能的輔助，得以在不改變數位文本內容的前提下，為數位文本增加許多額外補充的有用閱讀資訊，並且透過標註分享與標註討論，有助於增加閱讀理解的深度與廣度（Chen & Chen, 2014）。. 2.2.2 合作式閱讀標註系統相關研究合作式閱讀標註系統是為了提升學習者的閱讀理解以及學習成效所開發的數位閱讀輔助系統，許多研究指出合作式閱讀標註系統有助於提升學習者的閱讀理解成效（陳芳雅，2013；Nokelainen et al., 2005）、閱讀學習動機（Hwang et al., 2007）、閱讀理解層次（Yang et al., 2011），以及促進合作討論（Hwang et al., 2007）。 Nokelainen 等人（2005）發現，當學習者使用合作式閱讀標註系統的意願越高時，其撰寫的標註品質越好，學習成效也越好。Novak 等人（2011）則針對合作式閱讀標註系統在教學上的應用提出建議：（1）使用合作式閱讀標註系統在課堂中輔助教學時，應該要有足夠的時間讓學習者學習並熟悉系統的操作；（2）除了系統教學訓練外，在實際使用系統進行閱讀教學活動時，應該提供學習者足夠的適應系統時間；（3）在教學活動期間要適當的引導學習者並給予教學輔助；（4）使用合作式閱讀標註系統進行合作學習時，應採小組討論；（5）應採用易用性高的合作式閱讀標註系統；（6）確認所使用的系統能支援各種不同的電子格式。. 此外，也有許多研究針對合作式閱讀標註系統的功能設計提出建議。Glover 13.

(26) 等人（2007）發現閱讀標註的內容會影響學習者對於閱讀文本的看法，因此提出三點設計閱讀標註系統的建議：（1）設計可讓學習者檢索閱讀文本中標註的功能；（2）提供可分類正面或負面標註的功能；（3）提供學習者對於閱讀文本中特定主題或內文看法的資料。Gao（2012）則利用 Diigo 系統，探討學習者在使用合作式閱讀標註系統進行線上閱讀學習時，學習者參與討論，以及與其他學習者互動的情形。結果發現雖然學習者對於利用合作式閱讀標註系統學習都抱持著正面的態度，但是合作式閱讀標註系統也可能會因產生過多的閱讀標註數量，導致閱讀的過程被干擾。因此 Gao（2012）認為合作式閱讀標註系統需要為複雜的、分散的閱讀標註提供更有效的導覽介面，讓使用者可以沒有負擔的閱讀他人撰寫的閱讀標註。. 然而，綜觀現有的合作式閱讀標註系統功能，大多僅是具備讓學習者在數位文本上撰寫筆記、畫重點，以及進行互動討論等功能，還未有系統針對合作閱讀標註過程中產生的龐大閱讀標註數量可能造成學習干擾的問題進行解決。因此，本研究在合作式閱讀標註系統上開發閱讀導覽地圖功能，透過閱讀導覽地圖能顯示不同類別的標註在各個章節段落中的分布情形，並且可將系統上龐大的閱讀標註彙整分類，並在文章章節架構中呈現。透過此一功能，數位文本上的閱讀標註就不再是複雜且分散的資訊內容，而是經過系統整理過的結構化資訊。此外，透過閱讀導覽地圖學習者除了可快速掌握每一種類別閱讀標註分布的狀況外，也希望幫助學習者更有效率地與其他學習者進行閱讀標註的互動討論。. 2.3 文章標題對於閱讀的影響在閱讀文章時，理解文章內容、文章架構及文章主題是十分重要的。Lorch （1989）認為文章中的主標題與副標題扮演輔助讀者理解文章的重要角色，作者 14.

(27) 可以利用主標題與副標題等信號（signal）來幫助讀者分辨及記憶文章的主題，也藉此幫助讀者更有效率地進入文章內文段落的主題。此外，讀者可以透過標題預先對於文章接下來要講述的主題有所了解，並利用標題在腦中建構出文章的主題架構，進而增加文章的理解（Lorch & Lorch, 1996）。在認知及教育心理學領域中，標題在文字處理（text processing）的過程中扮演著重要的角色，標題能提升學習者對於文章組織的記憶力，學習者還能透過標題掌握文章結構大意，預先將先備知識與文章做連結，並藉此提升文章的理解能力（Lemarie et al., 2012）。. Ritchey 等人(2008)認為標題會吸引讀者的注意力，讓讀者將注意力放在與標題相關的內容上，並且可促使讀者更容易回憶起與標題相關的文章內容。Hyönä 與 Lorch（2004）利用眼動儀來觀察讀者閱讀時的眼動路徑，發現標題可以幫助讀者理解主題句，減少讀者重複閱讀主題句的時間，並且增進對於文章主題的記憶。Kools 等人（2008）的研究指出，閱讀具有章節架構標題文章的學習者，找到資訊的速度會比閱讀不具章節架構標題文章的學習者來得快。而比較閱讀兩種標題出現頻率不同文章的結果則顯示，標題出現頻率不同的文章，對於學習者找尋資訊的速度不具顯著的影響。換句話說，使用過多的標題不見得會對學習者的閱讀有所幫助。Lemarie 等人（2012）則為標題在閱讀中的影響作了很好的總結，他們認為在具有良好章節架構的文本中，標題可被視為是文章主題的重點提示，而經由標題的提示，可以提升學習者對於文章組織的記憶力，進而提升學習者對於文章整體的記憶力。在閱讀時，學習者會透過標題預先對於將要閱讀的內文有初步的想法，因此標題會促進學習者使用自己已知的相關背景知識，進而影響學習者對於文章內文的解讀，並引導學習者的閱讀理解過程。. 綜合上述，標題已被視為是文章內容的提示信號及導引指標，並且已被證明有助於閱讀學習。相較於沒有標題的文章，具有良好章節架構標題的文章能有效 15.

(28) 提升學習者對於文章內容的閱讀理解，並促使學習者掌握文章內文大意，以及加快找尋資訊的速度，進而提升學習者的閱讀理解能力。本研究開發之閱讀導覽地圖具有自動偵測文章章節標題結構，並即時顯示的功能，透過閱讀導覽地圖能加速學習者對於文章章節標題結構的理解，並凸顯標題所具有的提示及引導功能。. 2.4 文章結構理解. 2.4.1 文章結構的定義文章結構指的是文字訊息的組織系統，也就是文中各個概念的組織方式（Cook & Mayer, 1988）。認知心理學中的基模理論是文章結構與閱讀理解關係的研究基礎（陳麗華，1988）。學習者在閱讀時會透過自身所學經驗與閱讀文本的內容進行比對，當學習者的先備知識不足以與文章邏輯相符時就會影響閱讀理解成效（Owings et al., 1980；柯華葳、陳冠銘，2004）。所以閱讀時對於文章結構的理解是很重要的，若能掌握文章結構，理解文章內文的脈絡邏輯，就能幫助學習者增進閱讀理解能力。而文章結構又可依照時間、地點、特性來呈現，或針對諸如歷史時間軸、場景描述等不同學習者的閱讀目標與技巧進行分類（Geiger & Millis, 2004；Mayer, 1984；Linderholm et al., 2008）。. 2.4.2 文章結構理解成效測量閱讀理解成效可經由是非、選擇或簡答題來評量，而因文章結構理解是測驗學習者對於文章內容脈絡的理解，因此針對文章標題及文章結構理解或記憶能力的評量通常以非選擇題的形式呈現，讓學習者自行回想文章標題或畫出文章概念圖（Robinson, 1993；Lemarie et al., 2012；Jin, 2013）。如此才能知道，在經由學 16.

(29) 習者閱讀文本吸收資訊後，學習者在自己的腦中建構出怎樣的文章結構。而為了驗證本研究於合作式閱讀標註系統所發展之閱讀導覽地圖所呈現的文章結構地圖功能，是否能顯著提升學習者對於文章標題結構的理解與記憶力，本研究之文章結構理解成效評量為填空題。經由題幹引導以及給予文章中的第一個標題做為指引，讓學習者嘗試回想所閱讀的文章內容，以及章節標題架構。. 2.5 認知負荷. 2.5.1 認知負荷的定義認知負荷（cognitive load）是一種多維度的構念（construct），當在執行特定任務時，加在特定學習者的認知系統上的負荷就稱為認知負荷（Paas & Van Merrienboer, 1994）。認知負荷可分為內在認知負荷（intrinsic cognitive load）、外在認知負荷（extraneous cognitive load）與增生認知負荷（germane cognitive load）。內在認知負荷和所要學習內容的元素互動性有關，當教材中的元素互動性高，無法被獨立學習與理解時，工作記憶就必須一次處理多個元素，內在認知負荷也會較高。內在認知負荷會因為教材難易度的不同而有所變化，且無法因教學設計而改變。而外在認知負荷則是與教學設計有關，不合適的教材呈現方式與學習活動的不良設計都會造成外在認知負荷產生，當外在認知負荷較高時，如何透過教學設計降低外在認知負荷就成為首要目標。最後是增生認知負荷，增生認知負荷和外在認知負荷一樣會受教材不同呈現方式影響，但內在認知負荷會干擾學習，而增生認知負荷則是可以促進基模建構，進而增進學習（Paas & Van Merrienboer, 1994；Kirschner, 2002；Pass, Renkl & Sweller, 2003；Pass, Tuovinen, Tabbers & Van Gerven, 2003）。. 17.

(30) 2.5.2 認知負荷與數位閱讀 Mayer 與 Moreno（2003）認為，有意義的學習需要大量的認知處理（cognitive processing），但認知資源卻是很有限的，所以在數位教學設計中最大的挑戰就是要透過多媒體教學設計來盡量降低任何不必要的認知負荷。而在數位閱讀時，學習者常常難以掌握文章結構，也無法分辨自己閱讀到文章中的哪一個位置，因而產生迷失感（Conklin, 1987；Amadieueet et al., 2009；Jin, 2013）。為了降低學習者在閱讀數位文本時的認知負荷，應該利用不同的介面功能來幫助學習者了解他們在數位文本中的閱讀位置。最普遍的設計是提供圖像式或結構式的導覽，讓學習者可以了解數位文本各段落的主題，並可以藉由超連結連結到各個段落。一般而言，在數位閱讀時有數位文本階層結構輔助的學習者，其學習成效會比較好（DeStefano & LeFevre, 2007）。本研究所開發之閱讀導覽地圖功能，提供學習者結構式的文章段落標題導覽功能，幫助學習者在閱讀數位文本時能掌握文章結構，並探討閱讀導覽地圖功能是否對於學習者在閱讀數位文本時的認知負荷有所影響。. 2.6 認知風格. 2.6.1 認知風格的定義認知風格是一種心理學上的概念，指的是學習者在認知活動中所產生的差異性（吳裕益，1987）。也可以說是個體在學習時慣於處理或組織資訊的方法（Riding & Sadler-Smith, 1997）。亦或者是個體感知、記憶、思考，以及批判的習慣（Messick, 1984）。認知風格的建立與學習者自身的學習經驗有關，學習者因在學習過程中的經驗累積，使得個體發展出各自的認知風格。不同認知風格的學習者，在處理 18.

(31) 與組織訊息及面對學習環境的反應具有不同的模式（Shuell, 1981）。Kolb（1984）認為，認知風格會影響個體調整自我學習的步調，依照認知型態的不同，個體就會產生不同的學習方式。換句話說，在學習的過程中，學習者的學習歷程會因認知風格不同而有所差異。但是認知風格並沒有好壞之分，也不容易被改變（Felder & Silverman, 1988）。也因此，為了達到學習效果，提供學習者符合其認知風格的教學方法、情境與教材組織是很重要的（吳裕益，1987）。. 2.6.2 場地獨立與場地相依認知風格 Witkin 提出學習者的認知風格可被區分為場地獨立型（field independence）與場地相依型（field dependence）（Liu, 2003），這兩種認知風格類型學習者的差別在於個體處理資訊的過程（McKenna, 1990）。當學習環境中出現干擾或有高度的訊息負荷時，場地獨立型學習者較不會被環境中的干擾所影響，並且場地獨立型學習者易於吸收學習的內容，並加以組織與重新建構。當學習教材的結構性較低時，也較能將學習材料的結構加以內化；而相反的，場地相依型學習者因為容易受到學習環境的干擾，也較無法忍受高度的訊息負荷，因而短期記憶的回憶力較差。場地相依型學習者較難以將學習內容加以組織與重新建構，也較依賴結構性的教材，所以當教材結構性較差時，場地相依型學習者將難以將學習教材的結構加以內化（Davis & Frank, 1979；Goodenough, 1976；吳裕益，1987）。而本研究於合作閱讀標註系統所發展之閱讀導覽地圖，具有將閱讀文本章節結構呈現的功能，能清楚呈現閱讀文本的結構性。因此，本研究探討閱讀導覽地圖是否對於場地獨立與場地相依認知風格學習者產生不同的影響，故本研究以此作為背景變項，進行閱讀導覽地圖對於場地獨立與場地相依認知風格學習者之文章結構理解成效差異的探討。. 19.

(32) 2.7 性別差異一般而言，女性學習者的閱讀能力比男性學習者好。女性學習者對於閱讀的態度較正面，閱讀習慣也較佳（Finn, 1980）。而由於同齡的女性較男性成熟，女性學習者會較早學習如何閱讀，在閱讀測驗的表現上也會優於男性學習者（Dwyer, 1973）。不同性別的使用者在數位閱讀時也有不同的行為模式，比如說在瀏覽網路時，男性較喜歡隨意在網路上瀏覽，較沒有一定的目標或計畫，即使在瀏覽過程中，他們需要很費力地在不相干的內容中找尋他們感興趣的文章，他們也會感到很開心；而相較之下，女性則是較容易在瀏覽過程中迷失而對於網路失去興趣，她們通常會感覺自己無法有效地找到瀏覽的方向（Ford & Miller, 1996）。Large 等人（2002）則發現，相較於女性學習者，男性學習者在瀏覽的過程中會點擊較多的超連結，在頁面與頁面之間進行非線性式的閱讀，使用搜尋引擎功能的頻率較高，也會蒐集較多的資訊。相反的，女性的閱讀模式則是比較線性，她們較會從頭到尾、認真地閱讀文章（Liu & Huang, 2008）。由此可知，學習者的學習成效與數位閱讀時的使用行為皆會因學習者的不同性別而有所差異，因此本研究將性別列入背景變項，探討不同性別學習者採用具閱讀導覽地圖功能之數位閱讀標註系統進行線上閱讀學習時，其閱讀理解成效與文章結構理解成效是否具有顯著差異。. 20.

(33) 第三章研究方法. 3.1 研究架構本研究探討學習者在數位閱讀標註系統上進行線上閱讀標註學習時，有無採用閱讀導覽地圖對於學習者的閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷的影響。另外，也探討不同認知風格與不同性別學習者在數位閱讀標註系統上進行線上閱讀標註學習時，有無採用閱讀導覽地圖對於學習者的閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷上是否有顯著差異。也進一步分析有無採用閱讀導覽地圖之學習者的閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷之間是否具有顯著相關。本研究的研究架構如圖 3-1 所示。. 依變項閱讀理解成效. 自變項. 文章結構理解成效有無採用閱讀導覽地圖支援線上閱讀標註學習. 標註數量. 背景變項性別. 認知風格. 圖 3-1 研究架構圖 21. 認知負荷.

(34) 接下來詳細說明本研究探討之研究變項之間的關係： 1. 自變項本研究之自變項為有無採用具閱讀導覽地圖功能之數位閱讀標註系統進行線上閱讀標註學習，其實驗組一、二與控制組分別採用之學習系統如下： (1) 實驗組一採用具閱讀導覽地圖功能之數位閱讀標註系統進行線上閱讀標註學習，並且在整個閱讀活動期間皆可自由地與其他學習者進行合作閱讀標註與互動討論。 (2) 實驗組二採用具閱讀導覽地圖功能之數位閱讀標註系統進行線上閱讀標註學習，並且採二階段閱讀標註學習，第一階段採個人閱讀標註，然後第二階段再開放合作閱讀標註，在個人閱讀期間學習者只能看到自己的標註，並且無法與他人討論，待進入第二階段開放合作閱讀後才能看到其他學習者的標註，並與其他學習者進行互動討論。 (3) 控制組採用不具閱讀導覽地圖功能之數位閱讀標註系統進行線上閱讀標註學習，並且在整個閱讀活動期間皆可自由地與其他學習者進行合作閱讀標註與互動討論。. 2. 背景變項本研究以性別及認知風格作為背景變項，探討三組不同性別以及場地獨立與場地相依型不同認知風格學習者，分別採用有無具閱讀導覽地圖功能之數位閱讀標註系統進行線上閱讀標註學習，其閱讀理解成效、文章結構理解成效、 22.

(35) 標註數量與認知負荷是否具有顯著的差異。. 3. 依變項本研究探討學習者使用有無閱讀導覽地圖功能之閱讀標註系統進行線上閱讀標註學習，對於學習者的閱讀理解成效、文章結構理解成效、標註數量與認知負荷是否具有顯著的影響。說明如下： (1) 閱讀理解成效：閱讀理解包含字面理解、推論理解以及批判理解（林怡君等人，2013）。本研究利用 10 題是非題與 10 題選擇題，測驗學習者字面理解與推論理解成效。 (2) 文章結構理解成效：文章結構理解成效係指學習者對於文章章節段落的理解記憶能力。本研究利用填空題，讓學習者自由回想文章內容及章節段落架構，將段落標題或該段大意寫出，以此作為文章結構理解成效評估之依據。 (3) 標註數量：當學習者利用合作式閱讀標註系統進行閱讀標註時，系統會記錄所有學習者的各種閱讀標註數量、類別及內容。本研究在實驗結束後蒐集資料庫中每個學習者的標註數量，以此作為資料分析之依據。 (4) 認知負荷：當學習者在執行特定任務時，所接收的資訊超出學習者的認知能力，就會產生認知負荷。本研究利用 Sweller 等人（1998）所編製的認知負荷量表來測量學習者心智負荷（Mental Load）與心智努力（Mental Effort）兩個面向的認知負荷量。. 4.. 控制變項本研究的控制變項包括三組學習者均使用相同的學習設備、閱讀相同的數位文本，以及控制相同的閱讀時間。. 23.

(36) 3.2 研究對象本研究的研究對象為桃園縣石門國小三個五年級班級合計共 73 位學生，所有的研究對象皆熟悉電腦與網路相關技能操作，在經過閱讀標註系統使用教學後可流暢地使用閱讀標註系統進行閱讀標註與合作討論。本研究將三個班級隨機分派為控制組、實驗組一與實驗組二，實驗組一與實驗組二採用具閱讀導覽地圖功能之數位閱讀標註系統輔助線上閱讀標註學習。實驗組一和實驗組二在閱讀活動中的差別為，實驗組一的閱讀活動全程為合作閱讀，學習者在整個閱讀活動中可以自由地與其他學習者進行合作閱讀標註與互動討論；而實驗組二的閱讀活動則分為個人閱讀與合作閱讀兩個階段，在個人閱讀階段中，學習者只能看到自己的標註，並且無法與他人進行互動討論，等到第二階段開放合作閱讀時，學習者才能看到其他學習者的閱讀標註，並與他人進行互動討論；控制組採用不具閱讀導覽地圖功能之數位閱讀標註系統輔助線上閱讀標註學習，控制組的閱讀活動與實驗組一相同，全程為合作閱讀。三個組別人數與男女、認知風格比例如表 3-2 所示。. 表 3-1 研究對象基本資料表組別. 性別. 認知風格. 合計. 男生. 女生. 場地獨立. 場地相依. 控制組. 10. 13. 14. 9. 23. 實驗組一. 14. 12. 17. 9. 26. 實驗組二. 12. 12. 10. 14. 24. 24.

(37) 3.3 研究方法. 3.3.1 文獻分析法本研究以文獻分析法，針對數位閱讀與合作式閱讀標註系統研究之現況進行探討，進一步深入了解影響閱讀理解成效、文章結構理解成效、認知負荷以及標註數量的變因，以作為本研究發展的基礎。透過文獻探討整理歸納，作為本研究在合作式閱讀標註系統中發展出閱讀導覽地圖，以改善數位閱讀時，學習者容易迷失且無法理解文章結構的問題依據。本研究探討學習者利用閱讀導覽地圖進行合作閱讀標註學習時，對於本研究各個依變項的影響，研究結果可以作為未來設計合作式閱讀標註系統功能之參考。. 3.3.2 準實驗研究法為了驗證在合作式閱讀標註系統上發展閱讀導覽地圖對於閱讀理解成效、文章結構理解成效、認知負荷以及標註數量的影響，本研究採準實驗研究法在實際課堂環境中蒐集學習歷程與學習成效資料，以分析閱讀導覽地圖的使用對於學習者閱讀理解成效、文章結構理解成效、認知負荷以及標註數量的影響。此外，也進一步探究採用有無閱讀導覽地圖之合作式閱讀標註系統支援閱讀標註學習下，學習者的閱讀理解成效、文章結構理解成效、認知負荷以及標註數量彼此之間是否具有關聯。. 在閱讀學習實驗進行之前，本研究先利用團體嵌圖測驗來蒐集受試者的認知風格資料。接著再詳細說明合作式閱讀標註系統與閱讀導覽地圖的操作方式，以確保學習者能夠順利地使用系統功能。然後讓三組學習者以合作式閱讀標註系統 25.

(38) 進行閱讀學習。在合作式閱讀標註系統中，學習者所有閱讀文章、撰寫標註，以及與其他學習者進行討論互動的閱讀過程，都會被詳細記錄在合作式閱讀標註系統的資料庫中，可作為後續分析學習者閱讀行為的參考依據。閱讀活動結束後即立即進行閱讀理解測成效評量及文章結構理解成效評量，以評鑑學習者的學習成效。最後則是以認知負荷量表蒐集學習者認知負荷量高低的資料作為分析依據。. 3.4 研究工具 3.4.1 合作式知識標註學習系統本研究所採用的合作式數位閱讀標註系統係由國立政治大學圖書資訊與檔案研究所數位圖書館暨數位學習實驗室所開發的合作式知識標註學習系統（Collaborative Knowledge Annotation Learning System, CKALS），系統使用畫面如圖 3-2 所示。CKALS 系統支援個別與合作式閱讀標註，學習者可在閱讀文本中任意選取文章中的文字並撰寫標註，以補充文章內文內容，也可瀏覽、回應其他學習者的閱讀標註，以進行合作式閱讀討論。CKALS 系統除了提供閱讀標註與標註類別選取功能外，還有搜尋、導讀、獎章等其他多樣化的功能。而透過 CKALS 的模組化設定，使用者可以每個頁面的 HTML 檔案進行開啟使用功能設定。本研究為驗證有無閱讀導覽地圖的成效，將所有其它不相干的功能設定為關閉，僅設定有無閱讀導覽地圖功能，以避免其他功能影響實驗結果。. 26.

(39) 圖 3-2 CKALS 合作式知識標註學習系統使用介面. 學習者在撰寫標註時，可選取包括經驗連結、重點、困惑、質疑、補充舉例、討論等六種標註類別進行文本內容補充。因本研究之研究對象為國小五年級的學童，為了讓研究對象能更充份理解這六個標註類別的意義，因此本研究以更口語且容易理解的語彙將上述六種標註類別的名稱調整如下： (1) 我知道(經驗連結)：針對文章內容回想自己以前所學或自身經驗，嘗試將文章內容與已知知識或經驗做連結。 (2) 沒看過(重點)：從來沒有學過或不知道的訊息，並且自己認為是文章中重點的部分。 (3) 看不懂(困惑)：對於文章內容或其他學習者的標註無法理解的部分提出問題。 (4) 很奇怪(質疑)：針對文章內容或其他學習者的閱讀標註提出質疑，並表達自己的看法。 (5) 補充資料(補充舉例)：跟其他學習者分享自己在網路上找到的補充資料。 (6) 我想說(討論)：針對其他學習者所發佈的閱讀標註內容進行討論、回答問題或發表自己的心得。. 27.

(40) 圖 3-3 CKALS 合作式知識標註學習系統標註類別選擇介面. 3.4.2 閱讀導覽地圖 1. 閱讀導覽地圖功能閱讀導覽地圖功能乃基於以下目的設計：（1）改善學習者在閱讀數位文本時，難以理解文章章節架構的問題；（2）針對閱讀標註系統中複雜且分散的標註進行分類整理，提供更好的導覽介面。本研究利用 JavaScript 在 CKALS 系統中撰寫具有文章結構導覽及閱讀標註導覽功能的閱讀導覽地圖。文章結構導覽功能提供學習者可隨時檢視的文章章節架構標題列表；而閱讀標註導覽功能則提供學習者不同類別標註在各個段落中分布狀況的即時資訊。學習者也能透過閱讀導覽地圖中的超連結，讓頁面捲動至想閱讀的段落或讓系統自動搜尋顯示想看的類別標註。. 2. 閱讀導覽地圖介面本研究在 CKALS 合作式知識標註學習系統上開發閱讀導覽地圖（reading navigation map），以協助學習者掌握閱讀文章的章節結構，以及六種不同閱讀標註類型於文章各段落的分佈狀況，以利學習者更有效進行合作式閱讀標註與互動 28.

(41) 討論，說明如下：. (1) 閱讀導覽地圖介面：如圖 3-4 所示，學習者在進入閱讀頁面後，可藉由右上方工具列上的按鈕將閱讀導覽地圖打開。而閱讀導覽地圖會自動偵測數位文本中的所有段落標題，並依序編號顯示在閱讀導覽地圖上，讓學習者對於數位文本的文章章節架構一目了然。. 圖 3-4 閱讀導覽地圖介面. (2) 標註類別切換功能：如圖 3-5 所示，在閱讀導覽地圖中，每個標註類別都有一個對應的按鈕可以讓學習者自由選取想要觀看的標註類別分佈狀況，在點選類別按鈕後，閱讀導覽地圖即會顯示出在每個段落中共有幾個該類別的標註。. 29.

(42) 標註類別切換按鈕顯示在該標題段落中共有幾個該類別的標註. 圖 3-5 標註類別切換功能. (3) 標註類別搜尋功能：學習者在透過閱讀導覽地圖掌握數位文本章節架構和不同類別標註在文章段落的分布狀況後，可經由點選閱讀導覽地圖中的標題名稱或標題後方的按鈕，系統即會立即將閱覽畫面自動捲動至該標題段落，並將有被點選類別標註的文字用高亮度之顏色標示，如圖 3-6 所示。透過這樣的功能，學習者除了可以非常方便掌握文章架構中不同類型的標註分布外，亦可以非常快速的瀏覽這些標註的內容，進而回應這些閱讀標註內容。. 跳至被點選之標題段落. 圖 3-6 標註類別搜尋功能 30.

(43) 3.4.3 閱讀文本、閱讀理解成效評量與文章結構理解成效評量本研究採用遠見天下所出版的「未來少年」月刊第 39 期中的「黑夜的獵殺高手──貓頭鷹」作為閱讀文本(如附錄一所示)，「未來少年」月刊是針對 9~14 歲的學童所編寫之閱讀訓練教材，非常適合本研究之研究對象閱讀。為了驗證閱讀導覽地圖對於學習者的閱讀理解、文章結構理解成效、標註數量及認知負荷之影響，本研究所選用之閱讀文本必須有明確的章節段落標題，並且文章要有一定程度數量的段落結構，這樣才能讓閱讀導覽地圖的功能得以發揮。「黑夜的獵殺高手──貓頭鷹」共有 8 個段落標題，透過閱讀導覽地圖有助於學習者在閱讀過程中掌握數位文本的章節架構，避免迷失，並能利用閱讀導覽地圖瀏覽不同類別的標註在各個段落中的分布情形。. 本研究邀請兩位教授閱讀課程經驗相當豐富的資深國小教師，針對「黑夜的獵殺高手──貓頭鷹」一文設計閱讀理解成效評量測驗，作為閱讀理解成效評量之用 (如附錄二所示)。評量的第一大題為 10 題是非題、第二大題則為 10 題選擇題，計分方式為一題一分，答錯不予扣分，滿分為 20 分；評量第三大題則為文章結構題，文本中的第一個標題已做為題目引導提示用，因此學習者必須回想文本之章節段落，並將剩餘 7 個標題或該段落大意寫出，完整寫出每一個段落標題可得 2 分，只有寫出大意者得 1 分，未正確寫出者在該段落得 0 分，滿分為 14 分。. 3.4.4 認知風格量表本研究採用國內學者吳裕益修訂 WitKin 等人編制的團體嵌圖測驗（Group Embedded Figures Test, GEFT）為研究工具（如附錄三所示），將三組研究對象區 31.

(44) 分為場地獨立或場地相依認知風格學習者。此一測驗的信度達 0.82，測驗中共有十八個複雜的圖形，學習者必須在複雜的圖形中找出題目所指定的簡單圖形。題目共分為三個部分：第一部分共七題，限時兩分鐘，題目較為簡單，供學習者練習不計分；第二、三部分各有九題，各限時五分鐘，每答對一題可得一分，得分越高者其認知風格越接近場地獨立，反之則偏向於場地相依。本研究分析時將分數高於全體平均分數的學習者歸類為場地獨立認知風格，而分數低於平均值者則歸類為場地相依認知風格學習者。. 3.4.5 認知負荷量表本研究採用 Sweller, Pasa 與 Merrienboer (1998)所提出的認知負荷量表來測量學習者的認知負荷，該量表包含心智負荷（Mental Load）與心智努力（Mental Effort）兩個面向的測量，每個面向各有兩個題目，每道題目都是以李克特七點尺度評量，四道題目的總分即為學習者之認知負荷量。此認知負荷量表中，心智負荷面向的信度達 0.85；心智努力面向的信度達 0.86；整體量表信度達 0.92。. 3.5 實驗設計. 3.5.1 實驗設備本研究在桃園縣石門國小的電腦教室內實施教學實驗，每位學習者皆配有一台可以連上網路的電腦（如圖 3-7 所示）。因 CKALS 系統不是應用程式，可嵌入在任何 HTML 頁面中，學習者只需簡單地透過網路瀏覽器連結，就可帶入 CKALS 合作式閱讀標註系統的頁面，針對 HTML 格式之閱讀數位文本進行閱讀標註學習。而在閱讀活動進行期間，學習者皆可自由利用網路進行資料檢搜，並將文字或圖 32.

(45) 片、影音連結等標註到閱讀之數位文本上。. 圖 3-7 本研究實際實施照片. 3.5.2 實驗流程為了驗證閱讀導覽地圖在合作數位閱讀標註系統上對於學習者的閱讀理解、文章結構理解成效、標註數量及認知負荷影響，本研究採用準實驗研究法在實際課堂環境中蒐集實證資料，將研究對象以班級為單位隨機分派為實驗組一、實驗組二及控制組。實驗組一與實驗組二皆使用具有閱讀導覽地圖功能的數位閱讀標註系統輔以閱讀學習，實驗組一在整個閱讀活動期間皆可自由地與其他學習者進行合作閱讀標註與互動討論，而實驗組二則分為二階段進行，先是個人閱讀然後再開放合作閱讀，在個人閱讀期間學習者只能看到自己的標註，並且無法與他人進行互動討論，待進入第二階段開放合作閱讀後才能看到其他學習者的標註，並進行互動討論。控制組則使用無閱讀導覽地圖的數位閱讀標註系統輔以閱讀學習， 33.

(46) 在整個閱讀活動期間皆可自由地與其他學習者進行合作閱讀標註與互動討論。三個組別之閱讀活動時間皆相等，實驗流程如圖 3-8 所示。. 學習者人數 73 名. 實驗組一（26 名）. 使用具閱讀導覽地圖功能之標註系統. 實驗組二（24 名）. 控制組（23 名）. 團體嵌圖測驗. 15 分鐘. 合作式數位閱讀標註系統使用教學. 10 分鐘. 合作閱讀. 使用具閱讀導覽地圖功能之標註系統. 個人閱讀. 合作閱讀. 使用不具閱讀導覽地圖功能之標註系統. 填寫評量測驗與認知負荷量表. 圖 3-8 實驗流程圖. 34. 15 分鐘. 合作閱讀. 30 分鐘. 20 分鐘.