利用眼動追蹤技術分析學生物理標準化試題之解題歷程

全文

(1)國立臺灣師範大學科學教育研究所碩士學位論文指導教授：楊芳瑩博士. 利用眼動追蹤技術分析學生物理標準化試題之解題歷程 Using eye-tracking technology to analyze visual attention during problem solving for physics standardized test.. 研究生：郭育廷撰中華民國一○九年二月 0.

(2) 感念致謝. 人生選擇一件事，不退讓不改變是件幸福的事。進入科教所之前，我已經完成應物所碩士學位，當時畢業後進入到母校的奈米中心工作，因在工作中接觸許多國外學者，深覺自己的語言能力不足，也想在年輕的時候增廣見聞，提升眼界，之後就前往英國打工度假。在英國時，我給自己兩個目標：英文能力提升、體驗國外生活，更加認識自己。這兩個目標在完成一年多的英倫旅程，我達到了我的目標，也發現我人生想要做的事，教學。回台灣就報考台師大科教所，我給自己兩個目標：更了解教育、工作能力提升。感謝芳瑩老師，跟隨楊老師多年，老師對研究專精的態度，指導學生的能力都讓我佩服不已。與老師的相處感覺相當舒服與欣賞，也讓我察覺自身的不足之處，加以補足，謝謝老師的耐心指導。接著，感謝家人的支持，讓我可以繼續做自己想做、想探索的事。感謝科教所認識的俐陵學姊、實驗室靜文姊。也謝謝口試委員邱國力老師與許衷源老師提供寶貴的學術建議與支持。同時感謝所有受試者、審題老師、幫忙找受試者的朋友、高中老師的協助。這些都讓這本論文更加完善，精進。這篇論文所經過的時間非常漫長，除了科教所修課時間、高中代理兼課的時間、教程與 IB 學程修課，這段時間所認識的同學、學長姐、學弟妹，室友們，與大家共同生活、努力學習的回憶，因篇幅關係無法將人名一一羅列，但這些感動點滴在心頭。特別是多場的讀書會、共同修課的討論，每一場切磋都激發對教學的火花、對教育的熱情。這樣深度的交流，暢談內心的疑惑及同時得到支持與鼓勵，都是我繼續往前進的動力。誠摯將此篇論文獻給所有關心教育的人。. 郭育廷 2020.2.20. I.

(3) 目次第一章. 緒論 ................................................................................................................................... 1. 第一節研究背景與動機 ............................................................................................................................................... 1 第二節研究價值 ........................................................................................................................................................... 2 第三節研究目的與研究問題 ....................................................................................................................................... 3 第四節研究限制 ........................................................................................................................................................... 4 第五節名詞釋義 ........................................................................................................................................................... 5. 第二章. 文獻探討 ........................................................................................................................... 7. 第一節問題解決歷程與物理解題步驟 ....................................................................................................................... 7 第二節眼球追蹤法於問題解決議題之研究應用 ..................................................................................................... 10. 第三章. 研究方法 ......................................................................................................................... 13. 第一節研究設計與施測流程 ..................................................................................................................................... 13 第二節研究對象 ........................................................................................................................................................ 15 第三節研究工具 ........................................................................................................................................................ 15 第四節資料處理與分析............................................................................................................................................. 17. 第四章. 研究資料分析 ................................................................................................................. 25. 第一節物理測驗成績資料分析 ................................................................................................................................. 25 第二節物理解題之眼動資料結果 ............................................................................................................................. 28 第三節不同測驗成就學生於各層次物理試題之解題注意力分析 ......................................................................... 29 第四節不同學科背景與測驗成就學生於各認知層次物理試題之解題注意力分析 ............................................ 37 第五節依解題成功組之學生於各層次物理試題之解題注意力分析 ..................................................................... 48. 第五章. 綜合討論與展望 ............................................................................................................. 63. 第一節研究結果與討論 ............................................................................................................................................. 63 第二節教育上的意涵 ................................................................................................................................................. 67 II.

(4) III.

(5) 表目錄表 2-1.1 問題解決之整理 ........................................................ 9 表 2-2.1 專家與生手之判斷標準 ................................................. 10 表 2-3.1 眼球移動的類型與指標的規準 ........................................... 11 表 3-2.1 受試者分組人數統計 ................................................... 15 表 3-3.1 BLOOM 認知分類修訂版(KRATHWOHL, 2002) ................................ 16 表 3-4.2 本研究分析使用之眼動指標 ............................................. 21 表 4-1.1 各層次成績分析 ....................................................... 25 表 4-1.2 依成績分組之成績分析 ................................................. 26 表 4-1.3 依背景與成績分組之成績分析 ........................................... 27 表 4-2.1 所有測驗題依不同層次分類之整體眼動資料縱覽 ........................... 28 表 4-3.1 不同成就分組在不同層次題目下之眼動資料分析 ........................... 29 表 4-3.2 依成就分組之學生，在記憶層次之物理題目的眼動指標 ..................... 31 表 4-3.3 依成就分組之學生，在理解層次之物理題目的眼動指標 ..................... 32 表 4-3.4 依成就分組之學生，在應用層次之物理題目的眼動指標 ..................... 33 表 4-3.5 依成就分組之學生，在分析層次之物理題目的眼動指標 ..................... 35 表 4-3.6 依成就分組之學生，在不同層次之物理題目的眼動指標包含回視與交互閱讀 .. 36 表 4-4.1 依背景與成就分組之學生，在不同層次題目下之眼動資料分析 ............... 37 表 4-4.2 依背景與成就交互分組之學生，在記憶層次之物理題目的眼動指標 ........... 39 表 4-4.3 依背景與成就分組之學生，在理解層次之物理題目的眼動指標 ............... 41 表 4-4.4 依背景與成就分組之學生，在應用層次之物理題目的眼動指標 ............... 43 表 4-4.5 依背景與成就分組之學生，在分析層次之物理題目的眼動指標 ............... 45 表 4-5.6 依背景與成就分組之學生，在四個層次之物理題目的眼動指標，包含回視與交互閱讀 ....................................................................... 47 表 4-5.1 各層次之解題成功與不成功人次(人次) ................................... 48 表 4-5.2 依得分表現分組，在不同層次題目下之眼動資料分析 ....................... 48 表 4-5.3 依得分表現分組，學生對於記憶層次之題目的眼動指標 ..................... 50 表 4-5.4 依得分表現分組，學生對於理解層次之物理題目的眼動指標 ................. 52 表 4-5.5 依得分表現分組，學生對於應用層次之物理題目的眼動指標 ................. 54 IV.

(6) 表 4-5.6 依得分表現分組，學生對於分析層次之物理題目的眼動指標 ................. 56 表 4-5.7 依得分表現分組，在不同層次之物理題目的眼動指標，回視與交互閱讀次數 ... 58 表 4-5.8 綜合分析比較(僅列顯著差異與接近顯著差異) ............................. 60 附錄表 1 BLOOM 認知層次分類表 ................................................. 71 附錄表 2 本研究試題之試題來源、大考中心提供得分率與鑑別度、相關表徵與專家分析之 BLOOM 認知分類 ............................................................ 74 附錄表 3 所有測驗題之眼動指標數值除以字數平均值與標準差 ....................... 75 附錄表 4 所有測驗題之題目與興趣區域 ........................................... 76. V.

(7) 圖目錄. 圖 3-1.1 研究設計…………………………………………………………………………………..13 圖 3-3.1 眼球追蹤器之相關設置配置圖…………………………………………………………..16 圖 3-3.2 以眼就追蹤儀器進行施測情境圖（右圖為眼球追蹤儀器全貌）……………………..17 圖 3-4.1 記憶層級題目範例………………………………………………………………………..18 圖 3-4.2 理解層級題目範例………………………………………………………………………..18 圖 3-4.3 應用層級題目範例………………………………………………………………………..19 圖 3-4.4 分析層級題目範例………………………………………………………………………..19 圖 3-4.5 受測試題之興趣區域說明圖 …...………………………………………………………..20 圖 3-4.6 各組眼動指標數據處理分析流程………………………………………………………..22. VI.

(8) 摘要. 本研究以物理學為範疇，篩選具鑑別度之學科能力測驗試題，根據Bloom認知分類為記憶、理解、應用、分析等四層次問題，透過眼動，呈現選擇題型標準化測驗解題歷程，探討其與解題表現之間的關係。本研究將30名大專生以上受測者依四種分組方式比較組間差異，分析各組於各層次問題的眼動資料與解題表現。研究結果發現(1)透過試題分析與視覺注意力分配了解，物理解題中認知層次越高的題目，難度越高，受測者所花費的時間也越多。(2)依測驗成就分組發現在分析層次中，高分組較低分組在問題區有更多回視，及較多在問題與說明、問題與圖片間之交互閱讀次數，推論兩組之間的差異與分析層次之題目理解及問題與圖片區域間資訊整合的能力有關；(3)在學科背景與測驗成就之交互分組中，理工低分組較非理工低分組有較多的眼動模式差異。(4) 在解題成功與不成功分組中，可以發現在低層次（記憶、理解、應用），成功組較不成功組花費較少閱讀時間，推論這些層次中成功組已達自動化程序，能夠較快搜尋解題關鍵資訊以解題。特別是分析層次題目，成功組較不成功組在正解區之眼動指標數據多達顯著差異，而在解題關鍵區也是成功組高於不成功組，可推測Bloom認知層次分類之分析層次的確與其他三層次題目不同，分析層次之題目多為物理課程中相關但不相似的題目，所以在解題成功組來看，的確有較佳的閱讀理解能力。研究結果可作為標準化測驗試題設計參考，並提示教師進行學科知能教學時，應著重於基本知識理解與應用。. 關鍵字：認知層次、解題歷程、物理解題、專家生手、眼球追蹤. VII.

(9) ABSTRACT The main goal of this study was to investigate how students’ visual attention distribution during problem-solving for physics standardized test. A total of 30 undergraduate students voluntarily participated in the study. They were given 12 questions which includes four cognitive levels classify by Bloom taxonomies about kinematics while their eye movements while doing the test were recorded by FaceLAB eye-tracking system. The result first showed that when solving high-level questions, student tended to spend more time on those questions. Second, when solving analysis level questions, higher-level students of test achievement grouping had more regressions and inter-scanning count. It showed that analysis-level understanding is related to the ability to integrate information between picture areas and questions. In the interactive grouping of subject background and test achievement, the lower polytechnic group has more differences in eye movement patterns than the non-technical low group. Furthermore, in the group of successful and unsuccessful problem solving, it could be found that at the lower levels (memory, understanding, and application), the successful group spends less time reading than the unsuccessful group. It is inferred that the successful group in these levels has reached an automated program and can search for solutions faster. In particular, in the analysis problems, the eye movement in the correct answer area with the successful group is significantly different from that of the unsuccessful group, and the successful group is higher than the unsuccessful group in the key area. The other three levels of questions are different from this level. Most of the questions at the analysis level are related but not similar topics in the physics curriculum. Therefore, in the successful problem-solving group, they do have better reading comprehension skills. The research results can be used as a reference for the design of standardized test questions, and it is suggested that teachers should focus on the understanding and application of basic knowledge when teaching subject knowledge. Key words: physics problem solving; eye movement; visual attention; physicis standardized test. VIII.

(10) 第一章緒論本章共五節，將以「研究背景與動機」、「研究價值」、「研究目的與研究問題」、「研究限制」與「名詞解釋」。接著進行下一章的文獻回顧。. 第一節研究背景與動機教育部在十二年國教政策中提倡科學素養(Scientific literacy)，其中提到問題解決 (Problem solving)能力的培養，問題解決的能力不僅是新課綱的內容，同時也是國際數學與科學教育成就調查(Trends in International Mathematics and Science Study, TIMSS)所強調的重點之一。本實驗研究動機起始於看論文時對於物理解題與眼動追蹤技術之應用。想了解學生在面對物理解題時之視覺注意力之分配。在正式施測之前的前測，使用過力學慨念評量(Force Concept Inventory, FCI)作為研究內容，但因國內大規模測驗標準化試題，仍未有相關研究，所以最後採用標準化試題以學測歷屆題目為材料進行研究內容。過去問題解決的研究方法多用放聲思考(think aloud)以及晤談(interview)等研究方法進行分析、推論，然而以上兩種方式，受試者需將自己的思考歷程說出，以便研究者紀錄，但一般大眾並無放聲思考的習慣，此研究法可能干擾受試者的思考與作答，或易受到受試者口語表達或記憶偏誤而影響，進而無法真實反映解題歷程(van Gompel, R. P. G., Fischer, M. H., Murray, W. S., & Hill, R. L., 2007)。根據 Just 與 Carpenter(1980)提出心眼假設(eye-mind assumption)，提出視覺凝視位置即是注意力集中與訊息處理所在，因此透過眼球追蹤技術偵測並紀錄受測者在進行物理解題過程中的凝視點資料，可在自然而真實情況，進一步暸解問題解決者的解題歷程。本研究以物理之力學部分作為研究範疇，篩選具有難易度(0.38>P>0.59)鑑別度(D>0.17) 之學測、指考體目，以及國中會考題目。透過固定式眼動儀紀錄解題歷程，本研究分析探討不同背景與成就之受試者在解題閱讀歷程之差異，最終期望可透過本研究來了解專家與生手學生的解題歷程之差異，進而可將研究結果提供給教師做教學實務與指導答題方案之參考、提升學生之解題能力及命題者設計測驗題目之參考。. 1.

(11) 第二節研究價值大多數學生認為物理是一個困難的學科，即便在物理考題中獲得高分的學生，腦中仍存有許多錯誤的迷思概念（Reif, 1995）。過去物理解題之研究，多用放聲思考或試後晤談。我們將結合眼球追蹤技術與物理解題，發揮眼動儀可以較少干擾的優點來觀察學生在解決物理題目時之解題過程。我們採用物理題目作為本次施測的材料，且使用大考中心所提供之考題。此種考題為標準化試題，以選擇題型作為標準化測驗的評量，是國內、外重要大型測驗主要的施測方式，透過眼動資料、晤談內容與問卷結果，探討不同解題成就之受測者在各種類型試題測驗過程中的解題歷程與策略運用，瞭解解題成就、解題策略、科學認識觀之間的關聯性，有助於診斷受測者解題成敗之影響因素，提示命題或教學者改善相關設計以增進學生學習成效。受測者在物理學知識領域，面對記憶、理解、應用或分析等不同層次的試題時，展現的讀題歷程、解題策略與認知技能，可作為教師教授問題解決過程之參考，提升學生在各種問題情境下的因應成效；此外，亦可作為命題者設計評量時，文本或圖表資訊提供內容的參考，提升測驗試題的品質與預期成效，完整發揮診斷測驗的功能與效果。. 2.

(12) 第三節研究目的與研究問題本研究主要目的乃探討受測者在解決物理試題時，專家與生手之眼動指標異同。本研究利用眼動資料、物理試題等工具，分析學生背景與試題成就之關聯性。研究問題分述如下：一、受測者的物理測驗成績為何? 1.. 不分背景，受試者在不同認知層次的解題表現為何?. 2.. 不同學習成就之受試者在不同認知層次的解題表現為何?. 3.. 考量學科背景與測驗成就進行分組後，不同組別受測者之解題表現有何差異?. 二、整體而言，受測者在不同認知層次之物理解題的眼動模式為何? 三、不同學習成就分組之學生（高成就組、低成就組）在進行不同認知層次之物理解題時，其視覺注意力分佈為何？ 1.. 兩組學生在各認知層次的題目之眼動指標之差異為何？. 2.. 兩組學生在各認知層次題目中之不同興趣區域之間，其眼動指標之差異為何？. 四、不同學科背景與學習成就的學生（即理工組高成就、非理工組高成就、理工組低成就、非理工組低成就）在進行不同認知層次之物理解題時，其視覺注意力分佈為何？ 1.. 四組學生在各認知層次的題目之眼動指標之差異為何？. 2.. 四組學生在各認知層次題目中之不同興趣區域之間，其眼動指標之差異為何？. 五、解題成功與不成功學生在解決不同認知層次之物理試題時的視覺注意力分佈為何？ 1.. 兩組學生在各認知層次的題目之眼動指標之差異為何？. 2.. 兩組學生在各認知層次題目中之不同興趣區域之間，其眼動指標之差異為何？. 3.

(13) 第四節. 研究限制. 限於研究工具、方法，以及研究對象、測驗試題等等之限制，本研究結果在推論時必有其侷限。. 一、研究對象之研究限制本研究對象為大專院校學生。由於高中或大學等不同學習階段之受測者，在測驗試題的表現亦有差異，因此本研究結果推論到其他階段的學生時需謹慎。本實驗取方便取樣，主要分由兩個階段，第一階段由 2016 年 8 月搜集，第二階段於 2017 年 8 月。來源自台灣師範大學學生，網路徵求。由於自願做物理題目的大學生，大部分對自己的物理解題有信心，或是不排斥解物理題目，使得即使是非理工學院學生也有比預期好的解題表現。. 二、研究內容之研究限制本研究材料為100~104學年度學測試題中物理學科測驗試題，共篩選10題進行施測。根據Bloom認知分類，討論記憶、瞭解、應用、分析等各類型的解題歷程，分析試題後，希望客層次之題目數量相同，所以增加會考題目1題與指考題目1題，使得本次物理試題共12題。歷屆大考試題在學生求學階段皆被作為範例講授，使得學生在進行試題測驗時，可能受到高度練習的影響，使得實驗結果可能無法反應台灣學生之學習成效。但本研究著眼於學生在學習過高中物理之解題策略與歷程。. 三、研究方法之研究限制眼動資料詮釋乃根據Just和Carpernter(1980)的心眼假設，眼球停留落點即為視覺注意力分配位置，但仍有小部分其他因素影響注意力分配，不在本研究討論之列。透過觀察發現受測者有時會因思考而將視線停在某處，這點是視覺習慣也可能造成研究限制。. 4.

(14) 第五節一、. 名詞釋義. 解題歷程學生面對問題時，運用其先備知識與解題策略，達以問題解決目的之思維活動，通常. 包含定義問題、尋找資訊與擬訂解決策略、執行與評估檢查之階段。以眼動資料分析時，則是藉由視覺注意力分配於不同興趣區(題幹說明區、問題區、圖表區、選項區、正確答案區) 的變動與之詮釋。二、. 視覺注意力 James(1890)提出注意力是從許多同時存在的事物或思維中，以清晰而鮮明的方式顯現. 於心智者。視覺注意力則是將注意力聚焦在視覺範圍內出現的某個物件上。三、. 凝視點凝視為閱讀過程的短暫停留，凝視點則為雙眼於閱讀時的注意力位置，根據心眼假設，. 即為認知處理的位置。Rayner(2009)指出，凝視點時間長度平均在100~500毫秒間，為避免忽略凝視點，本研究採100毫秒作為凝視點之基準。四、. 標準化測驗標準化測驗需根據測驗目標、遵守規範、注重評分程序、具備信度、效度。常用於大. 規模團體測驗。本研究之標準化測驗來自大考中心公布之學測題目。五、. 認知層級根據 Bloom 的認知層級將題目進行分類。分別為記憶、理解、應用與分析。記憶層. 級是在國高中物理課內容，受測者需要提取記憶。理解則需要物理原理原則來判斷。應用層級屬於執行，受測者可直接套用公式解題。分析層級之內容與過去物理原理原則不直接相關，但可以藉由過去所學遷移到新的題目。. 5.

(15) 6.

(16) 第二章文獻探討本章節將依序將先前研究與論文發表做探討「問題解決與策略」、「專家與生手」、「眼動研究」之研究發展，最後提出本研究之研究架構與研究假設。. 第一節問題解決歷程與物理解題步驟一、. 問題解決(Problem solving) 由字源意來看，「問題」(Problem)一字源自於古希臘文 problema，意旨阻礙(obsracle)，. 而從牛津字典來看，一般而言的問題與數學或物理上的問題有些不同。在數學或物理上的問題則是「在一個條件下去查究或者證明事情的真相、結果與定律的探究過程」。 John Dewey 在 1910 年出版「我們如何思考」(How we think)提出分析反省思維 (reflection)，同時被推舉為解決問題教學法創始人。其書中針對三個生活中的例子，從基本到複雜，指出人因面對問題而感到困難，還有定義困難而有的觀察，此概念揭開問題解決的序幕(Dewey,1910)。 Newell 與 Simon(1972)，根據認知心理學理論，主張無論一個問題的問題空間之特性為何，其問題解決歷程都是相同的。在初始階段，問題解決者會對該問題形成一個表徵(forms a representation)，此表徵的組成可能包含在工作記憶中活化的訊息，以及其它外在表徵。接下來這些表徵會活化長期記憶中與問題有關的知識，並且形成可用來找出該問題解決方法的線索(建立問題空間 Problem Space)，而這些解決方法會被應用在當前的情境中，此階段稱為搜尋問題空間。最後，人們還會評估(Evaluation)所使用的解決辦法是否成功，上述歷程序列在解決一個問題時可能會反覆發生好幾次。. 二、. 物理解題歷程前面論述的問題解決歷程也會反映在物理解題步驟上。根據先前的研究，物理解題在. 物理教育與教學上有很長的一段歷史。國外研究以非常多篇著作， John Dewey 在 1910 年出版「我們如何思考」(How we think)在書中針對三個生活中的例子，分別為從起始點到目的地、位置不尋常的旗竿、用熱肥皂洗杯子，指出在人類思考及問題解決的過程中而產生的五個步驟，包括：(1)遇到困難：個體遭遇困難產生認知困惑;(2)辨識和定義問題：確認問題的已知與未知; (3)聯想可能解決的方法：分析問題情境，提出可能解決的策略; (4)經由推論而. 7.

(17) 發展的聯想與其意義：為各方案進行推理與選擇合適者; (5)進一步觀察與驗證：執行方案並檢核執行結果，也指出第一步驟與第二步驟常常融合成一個步驟(Dewey,1910)。 Reif, Larkin & Brackett (1976)在「學習與問題解決技巧的教學」論文中，應用一本數學解題的書，提出物理解題的解題步驟，例如 ma=F，分為(1)描述(Description):列出題目的條件，依題意做圖同時應有清楚的方程式。(2)計畫(Planning):選擇基本的解題關聯，以及這些資訊如何被使用。(3)執行(Implementation):執行上述計畫並計算出答案(4)檢查(Check)：檢查每一條方程式是否有誤，以及最後的答案是否有意義。 Bransford & Stein (1984)對一般領域問題解決提出 IDEAL 模型，包括(1)確認問題 (Identify)、(2)定義與表徵問題(Define)、(3)探索可能策略(Explore)、(4)執行策略(Act)、(5)回顧與評估活動成效(Look back)。 Hestenes(1987)提出力學的問題解決模式，此問題解決過程按順序分成以下四個階段： (1)描述階段(Description Stage)：清楚的描述問題，此階段會大大的影響接下來的解題選擇。 (2)形成階段(Formulation Stage)：應用物理定律來建立解題的方程式。(3)分枝階段 (Ramification Stage) ：解出上階段中建立的方程式。(4)確認階段(Validation Stage)：利用舊有經驗評估所得的答案是否合理。 Gok(2014)將解題三步驟(three problem-solving strategy steps, PSSS)應用在物理解題上： (1)理解基本定理(Identifying the Fundamental Principle):此步驟包含計畫與描述。學生應理解概念或原理，在自己的知識中將問題視覺化，若有需要可以做圖出來。用生活經驗的幫助理解問題。用自己的語言重述問題; (2)解決問題(Solving)：此步驟包含執行解題，學生應該考慮問題中有關的方程式或定理，如有需要將問題切成幾個小問題。在定性與定量上解決問題; (3)確認(checking)：檢查上個步驟所得的答案是否正確。檢查單位、正負號、變數的量值是否正確。尋求另解。國內研究方面，陳章正與江新合於 2006 年發表高中學生物理解題歷程之研究提到，高二自然組學生在物理解題之解題歷程上，分為四個階層：(1)理解題意(Understanding Problem)、(2)形成階段(Formulation)、(3)選擇概念(Option Conception)、(4)反思(Reflection。上述研究整理於表 2-1.1，我們可以了解學生面對問題時的重點有：了解問題、搜尋有幫助的定理或方程式、執行與檢視。. 8.

(18) 表 2-1.1 問題解決之整理 A 階段. B 階段. C 階段. D 階段. E 階段. 描述問題. 計劃. 執行. 檢視. 確認問題. 定義問題. 探索. 執行. 回顧. 讀題. 描述物理. 計劃解題. 執行解題. 檢視. 陳章正(2007). 理解. 提取概念. Gok(2014). 定義問題. Reif et al.(1976) Bransford et al.. F 階段. (1984) Heller et al. (1992). 三、. 反思解題. 應用. 檢視. 物理解題歷程過去許多研究均指出專家與生手在解題歷程的表現具有明顯差異。從物理解題研究的. 結果顯示，專家具有較豐富且較完整的知識體系，其事實知識的建立以大單位組塊(chunking) 為知識記憶方式，並以型態(pattern)方式進一步學習，因此在長期記憶上，專家能夠有系統的組成回憶的結構，概念性知識以結構的相似性作為分類依據，具較周延的程序性知識與基模之整合，因此能以更自動化的程序，又快又準的解決問題；解題時，專家不僅會注意到試題表面的特徵，而且也會瞭解試題的深層意涵，並採取已知項往未知項的順向解決策略 (working forward strategies) ，同時具有較佳的自我監控能力 (Anderson, 2009; Larkin, McDermott, Simon & Simon, 1980; Chi, Feltovich & Glaser, 1981; Chi, Glaser & Farr, 1988)。綜上所述，整理為表2-2.1。學科專家與生手在解題歷程的各階段均有明顯差異，在定義問題、形成表徵(或確認關係與資訊)階段，與受測者的長期記憶、知識架構有關；在執行解題階段與解決策略、自動化程序有關；在評估確認階段，則與後設認知有關。本研究透過眼動資料，嘗試呈現不同表現的受測者在地球科學標準化測驗的各階段解題表現，進而探討受試者面對不同層次題型的解題歷程與可能的影響因素。. 9.

(19) 表 2-2.1 專家與生手之判斷標準判斷標準. 專家 Experts. 生手 Novices. 經驗. 10 年物理學習與教學經驗. 只修過一學期的古典物理. 至少取得物理學學士學位. 主修物理學之學生. 表現. 解題無失誤且有好的概念理. 解題時錯誤百出且有較差的. Perfoemances. 解. 概念理解. Experences 知識 Background knowledge. 第二節一、. 眼球追蹤技術介紹. 1.. 眼球追蹤技術原理. 眼球追蹤法於問題解決議題之研究應用. 在科學教育上眼動的研究可以用來幫助了解科學學習或問題解決，然而過去在問題解決的研究上，只能觀察解決問題時的書寫步驟、解題時間、正確率以及利用放聲思考法或晤談法得到解題者在解決問題時的片段思考，來推測解題者的思考歷程，並無法全程觀察解題者問題解決的過程。但近來已有越來越多的研究利用眼球追蹤技術來探討問題解決歷程，他們也發現了許多傳統研究方法所無法看到的結果。如 Groen 和 Noyes(2010)提到在問題解決任務中，比起傳統的分析，分析眼球運動可對認知行為有更徹底的了解，分析人們在問題解決時的眼球運動可以更了解其認知行為上具體的任務步驟。 Just 和 Carpenter 在 1980 年提出兩個假設說明眼動與閱讀歷程的關係：立即性假說(Immediacy assumption)：讀者在閱讀時會立即處理、解釋文本中遇到的每個字；心眼假設(Eye-mind assumption)：主張眼球的移動直接提供注意力位置的動力追蹤，意即眼睛凝視的位置(Fixation)，即是注意力集中與訊息處理的位置，凝視持續的時間與處理該文字的時間相同。讀者藉由暫停在某個位置上、重讀或跳過某些位置來控制文字訊息輸入視覺的速度，以符合個人內在的理解速度提取訊息，因此可推測讀者的理解過程(Just & Carpenter, 1980)。. 10.

(20) 2.. 眼動技術之指標 Lai, M. L.等人 (2013)分析過去眼動研究資料，將眼動指標分為二個面向，分別是眼球. 移動的類型(凝視、掃視、混和)與指標的規準(時間、空間、數量)，如表2-3.1所示，其中常用的分析指標包括總凝視(閱讀)時間、平均凝視時間、凝視數量、凝視位置與序列，以及研究興趣區的花費時間、各研究興趣區域的凝視點數等，通常依研究目的與問題選擇適當指標。表 2-3.1 眼球移動的類型與指標的規準類型. 凝視. 掃視. 混和. Type. Fixation. Saccade. Mixed. 總凝視時間. 掃視時間. Total fixation duration(TFD) 平均凝視時間. Time. Total read time 第一次經過時間. Averege fixation 時間. 總閱讀時間. duration(AFD) 第一次凝視時間. 再閱讀時間. Frist pass dureation (FPD). Re-read time. 第一次凝視前的時間再次造訪的凝視時間凝視時間百分比空間. 凝視位置. Space. 凝視序列. 掃視距離. 凝視數量. 掃視數量. 數量. 平均凝視數量. 掃視間數量. Number. 再次造訪的凝視數量凝視數量的機率. 11. 掃視途徑型態.

(21) 3.. 眼球追蹤技術在問題解決研究上的應用近年心理學研究利用眼球追蹤技術更加認識閱讀理解的基礎認知過程和機制，以及視. 覺感知等歷程(Liversedge & Findlay, 2000)。讀者在閱讀訊息時，眼球的移動包含快速移動的掃視(saccade)，以及相對穩定的凝視(fixation)狀態，Rayner(1998, 2009)的研究結果顯示凝視的時間範圍在100~500毫秒間，視閱讀材料而變動，其平均時間大約是250毫秒；掃視的時間則依度數而改變，一般閱讀情況下，2度的掃視時間約為30毫秒，5度的掃視時間則為40~50 毫秒。近年來，有越來越多的研究者運用此技術於教育研究領域，探討圖文閱讀歷程、科學問題解決過程、不同文本形式的閱讀等多種議題(Lai et al., 2013)。 Hegarty、Mayer和Monk(1995)是最早以眼動儀研究解題歷程者，分析大學生進行代數文字題的解題過程，結果發現不成功解題者因為想不出怎麼解題，所以比起成功解題者的凝視點多集中在數字與關係的文字上，而且回視到題幹區的次數較多，成功解題者則花費較多時間在變項上。成功解題者採用問題模式策略(problem-model strategy)，能清楚題意，建構有意義的表徵獲得成功，不成功的解題者則用直接轉譯策略(direction-transition strategy)，將關鍵字直接表徵，或興趣於數字與關係等的理解策略(comprehension strategy)，阻礙解題。 Groen及Noyes(2010)研究大學生進行力學解題時，成功解題者較失敗者凝視關鍵區域的時間較長，也較常返回凝視關鍵區域，且成功解題者的關鍵區域凝視序列與失敗者亦不相同。 Tai、Loehr與Brigham(2006)分析六位科學背景不同(物理、化學、生物)的大學生進行測驗後，發現學科專家在測驗該學科基礎知識時，題幹、圖表及選項區的凝視點明顯較非學科專家少，且區域間的掃視亦較少，顯示專家與生手在標準化測驗解題時的眼動模式不同。 Tsai、Hou、Lai、Liu和Yang(2012)以地球科學的土石流選擇題為材料，分析六名受測者的眼動解題歷程，發現受測者解題時花費較多的時間在與解題有關的選項相關訊息；而成功解題者與不成功解題者的閱讀歷程完全相反，前者會從不相關條件轉移到相關條件訊息，後者的視覺注意力焦點則是從相關條件轉移到不相關條件，再到題幹說明區，因為不成功解題者無法理解題意，或無法分辨條件的相關性。綜合上述，本研究結合眼球追蹤技術與物理解題歷程之研究，發揮眼球追蹤法可減少外在干擾以觀察學生在解決物理題目時之解題過程之優點，進一步探究解題過程與解題成就間的關係。本研究採用大考中心所提供之物理力學部分題目，此種考題為標準化試題，讓研究成果更具物理解題之代表性。. 12.

(22) 第三章研究方法本研究旨在利用眼球追蹤技術了解學生在物理解題上視覺注意力的分配狀況。採用「假設-驗證」的研究模式。藉著分析物理試題解題歷程，了解學生在解決物理問題時的視覺注意力分配。主要目的探討受測者在解決物理試題時，不同背景與特性的學生之眼動模式異同。. 第一節研究設計與施測流程一、. 研究架構與流程. 本研究以眼球追蹤法分析物理試題之解題歷程，並探討不同組學生在解題歷程中的眼動指標是否有差異。依據第二章文獻探討設計研究架構如圖3-1.1。研究前置階段透過文獻探討選定研究主題，形成研究問題，閱讀相關文獻，構思研究架構與發展內容。選用物理科標準化試題作為施測工具，利用眼動儀探討物理解題中專家與生手之差異。正式施測階段，透過眼動研究蒐集受測者解題歷程之眼動資料、及標準化測驗試題之成績作為數據來源；最後，眼動研究部分需標定研究興趣區域(Area of Interest, AOI)、彙整眼動資料等；標準化測驗成績分別整理計算；此階段之質性資料進行內容分析、量化資料進行統計分析，詳細內容呈現在本論文第四章「結果與討論」。此期間與指導教授討論，並透過持續閱讀相關文獻、以提出結論與建議，撰寫於第五章「結論與建議」內，最後完成本論文撰寫。. 圖 3-1.1 研究設計 13.

(23) 研究問題如下：一、受測者的物理測驗成績為何? 1.. 不分背景，受試者在不同認知層次的解題表現為何?. 2.. 不同學習成就之受試者在不同認知層次的解題表現為何?. 3.. 考量學科背景與測驗成就進行分組後，不同組別受測者之解題表現有何差異?. 二、整體而言，受測者在不同認知層次之物理解題的眼動模式為何? 三、不同學習成就分組之學生（高成就組、低成就組）在進行不同認知層次之物理解題時，其視覺注意力分佈為何？ 1.. 兩組學生在各認知層次的題目之眼動指標之差異為何？. 2.. 兩組學生在各認知層次題目中之不同興趣區域之間，其眼動指標之差異為何？. 四、不同學科背景與學習成就的學生（即理工組高成就、非理工組高成就、理工組低成就、非理工組低成就）在進行不同認知層次之物理解題時，其視覺注意力分佈為何？ 1.. 四組學生在各認知層次的題目之眼動指標之差異為何？. 2.. 四組學生在各認知層次題目中之不同興趣區域之間，其眼動指標之差異為何？. 五、解題成功與不成功學生在解決不同認知層次之物理試題時的視覺注意力分佈為何？兩組學生在各認知層次的題目之眼動指標之差異為何？. 2.. 兩組學生在各認知層次題目中之不同興趣區域之間，其眼動指標之差異為何？. 二、. 1.. 施測流程. 整體施測流程不超過 1 小時，根據個人試題作答時間差異而有所不同。起初請受試者做定位、介紹儀器與說明實驗流程約 5 分鐘。接著進行解題測驗，題目之前會先請受試者看螢幕的中心點，檢驗凝視點是否有偏移的狀況，若無需調整即進行實驗。受測者在無時間限制的情況下進行作答，測試時給予答案卷，使之計算過程可以紀錄，並且請受測者不塗改計算過程，若有修改也劃掉即可。每一題作答結束，學生可自行操作空白鍵到下一題，限制受測者不能回到上一題繼續作答。結束後即可停止眼動紀錄。. 14.

(24) 第二節研究對象研究徵集自願之大學生，均通過眼動儀校正程序且在完成高中物理課程。受測者以中文為母語、非僑生，近視矯正後在 200 度以下，無遠視、散光、斜視、眼球小肌肉不協調之症狀。對象為大學一年級到四年級學生共 30 人。男生 12 人、女生 18 人，平均年齡 19.4 歲。參考表 3-2.1。. 表 3-2.1 受試者分組人數統計高分組. 低分組. 理工高分組. 非理工高分組. 理工低分組. 非理工低分組. 合計. 8. 6. 8. 8. 30. 人數. 第三節研究工具一、. 閱讀材料物理試題屬學測自然科內容，測驗題型為選擇題（單選與多選，多選亦提供答案個數. 作為參考）。本研究整理 101~104 學年度學測物理試題，根據大考中心公布之各題鑑別度與難易度等資料進行進行篩選(Ebel, 1979)。此外，為討論不同認知類型試題的解題歷程差異，因此將篩選的 12 題根據 Bloom 認知分類修訂版如表 3-3.1(Krathwohl, 2002)進行記憶、理解、應用、分析等層次之分類。由於希望各層次的題目數量是一樣的，但記憶層次之題數偏少，所以最後採納與力學相關的國中會考題與指考題作為受測題目。最後篩成 10 題來自於學測，鑑別度在 0.44 以上，難易度 0.38~0.59。另外兩題分別來自 104 學年度國中會考，與 101 學年度指考題目，鑑別度為 0.17，難易度 0.87。各題資訊參考附錄表. 15.

(25) 表 3-3.1 Bloom 認知分類修訂版(Krathwohl, 2002) 層次記憶. 定義. 次項目類別. 自長期記憶提取相關知識. 確認、回憶. (Remember) 瞭解 (Understand) 應用 (Apply) 分析 (Analyze). 從教學訊息(口說、文本、圖表)判說明、舉例、分類、總斷意義. 結、推論、比較、解釋. 於給定之情境任務中執行或應用執行、實行程序可將素材分解為各成分，並檢測辨別、組織、歸因各成分間之關係，以及其與整體結構或目標之關聯. 評鑑. 根據判準或標準形成評論. 檢查、評論. (Evaluate) 創造 (Create). 二、. 將各元素組合成創新、一致的整通則化、規劃、製作體或製造原創性產品. 眼球追蹤儀器之相關軟硬體設備本研究所使用眼球追蹤儀器需要由硬體設備與軟體設備。硬體設備採用 FaceLAB 系. 統，軟體設備則為 GazeTracker 系統，設備裝置如圖。. 圖 3-3.1 眼球追蹤儀器之相關設配配置圖. 16.

(26) 圖 3-3.2 以眼球追蹤儀器進行施測情境圖(右圖為眼球追蹤儀器全貌) faceLAB屬於固定式的遠距眼動儀(Remote eye tracker)，主要配備包括雙攝影機(Sony FCB-EX480B，12 mm鏡頭)、紅外線光源器、校正板…等。攝影機設置在受測者使用螢幕前方的固定位置，利用紅外線光源辨識眼球中瞳孔與角膜反射狀態，再透過各種校正與影像處理技術，追蹤眼球於螢幕上的注視移動軌跡，其取樣頻率為60 Hz，即每秒記錄60次凝視點，相當於每間隔約17毫秒就儲存一組位置座標值。雖faceLAB系統可允許受測者在施測過程中，頭部在垂直或水平方向有±25mm間的小幅移動，而仍保持眼球追蹤狀態，但為提升本研究在眼動資料蒐集的精確度，特別使用下巴固定架穩定受測者的頭部，確保資料品質。 GazeTracker是美國Eyetellect公司研發之眼動分析軟體，可支援多種眼動儀，包括本研究使用的faceLAB系統。此軟體提供研究者設計閱讀材料時，能以靜態圖片、動態影片、或即時網頁等多種模式呈現，並能同步輸入聲音、鍵盤反應等操作事件之訊息。在受測者完成實驗，儲存眼動資料後，能以熱點區域圖、3D輪廓圖等不同表徵展示結果，並可在研究者標定興趣區域(AOI)後，輸出Excel或CSV檔案格式的原始資料，以利進一步統計分析。. 第四節資料處理與分析一、. 物理學測試題測驗之分類與分析. 試題分析由布魯姆分類表(參考表 3-3.1 進行編碼)。由兩位國高中理化老師，均畢業於國立大學物理系，任教經驗超過八年以上，進行專家審查，與研究者同為物理背景。三人中兩兩進行同意度分析，高於 0.8 則為合用試題，低於 0.8 則進行三人討論，以附錄表一為討論依據，以討論結果為主。記憶層次以國高中課本練習範例，受測者將過去記憶重新回憶，不用加以判斷或分析，屬於確認與回憶，如圖 3-4.1。理解層次則為過去判斷正確答案，屬於推論出正確選項與錯 17.

(27) 誤選項之比較，如圖 3-4.2。應用層次則為計算題，需要使用公式計算，在給定之情境任務中執行或應用程序，如圖 3-4.3。最後，分析層次，題目給予大量資訊，有文字與圖表，賸廁者需要了解各成分之間之關系，與其整體結構或目標之關聯。屬於辨識、組織，如圖 34.4。. 圖 3-4.1 記憶層級題目範例. 圖 3-4.2 理解層級題目範例. 18.

(28) 圖 3-4.3 應用層級題目範例. 圖 3-4.4 分析層級題目範例. 二、. 研究興趣區域(Area of interest, AOI). 根據文獻回顧如表 2-1.1，我們可以了解學生面對問題時的重點有：了解問題、搜尋有幫助的定理或方程式、執行與檢視。為分析眼動模式，根據問題解決理論 (Newell & Simon, 1972) 並參考 Tsai, et al. (2012)的多選題問題解決的眼動分析以及 Kozhevnikov, et al. (2007)之 19.

(29) 在空間關係上的物理解題分析，本研究將各題目劃分成數個興趣區域(AOI)，包含：題幹說明、問題、選項、正確答案、題目中之解題關鍵（如：方程式、提供判斷的訊息等），以及針對題目中提供解題線索的圖片等興趣區域作為眼動資料的主要分析區域。. 圖. 3-4.5 受測試題之興趣區域說明圖. 圖說：參考圖 3-4.5 其中題幹說明（紫色底）、問題（紅色底）、選項（橘色底＋綠色底）、正確答案（綠色底）、題目中之解題關鍵（藍色底）。註：正確答案包含於選項中;解題關鍵包含於說明或選項中。. 三、. 眼動指標介紹. 選用眼動指標分為三類，第一類為整體眼動指標，如總凝視時間、凝視時間百分比、總凝視次數、平均凝視時間等。第二類則為各興趣區域眼動指標，第三類為回視與交互閱讀次數。以上三類眼動指標共選出 12 項，如表 3-4.2 所示。. 20.

(30) 表 3-4.2 本研究分析使用之眼動指標中文名稱總凝視時間. 英文名稱. 內容說明. 計算方式. total fixation. 在一頁面(試題)或區域中該頁(試題)或區域中所有凝. duration. 所有的凝視時間. 視時間的總和. 凝視時間百 percent time fixated. 在一頁面(試題)中，總凝該頁(試題)總凝視時間／該. 分比. 視時間與總閱讀時間之比頁(試題)總閱讀時間值. 總凝視點數. number of fixations. 在一頁面(試題)中，所有該頁(試題)或區域總凝視點凝視點個數. 平均凝視時 average fixation 間. duration. 數的總和. 在一頁面(試題)或區域該頁(試題)或區域總凝視時中，所有凝視點的平均時間／總凝視點數間. 區域中總閱 total time in zone. 在一區域中所有的閱讀時該區域中所有閱讀時間的總. 讀時間. 間. 區域中閱讀 percent time spent. 在一區域中之總閱讀時間該區域總閱讀時間／該頁面. 時間百分比. in zone. 和. 與所屬頁面(試題)總閱讀 (試題)總閱讀時間時間的比值. 凝視時間對 percent time fixated. 在一區域中總凝視時間與該區域總凝視時間／該頁面. 總凝視時間 related to total fixation duration 的百分比. 所屬頁面(試題)總凝視時 (試題)總凝視時間. 區域第一次 first-pass fixation. 第一次閱讀此區域的總凝第一次閱讀到首次離開此區. 閱讀凝視時 duration in zone. 視時間，不包含再次閱讀域前的所有凝視時間總和. 間. 的凝視時間. 再閱讀凝視 re-reading fixation. 第一次閱讀此區域後，再除第一次進入該區域的凝視. 時間. duration. 間的比值. 閱讀此區域的所有凝視時時間外，之後從其他區域回間. 到此區域的凝視時間總和. 21.

(31) 中文名稱回視次數. 英文名稱 times of regression. 內容說明. 計算方式. 閱讀完此區域移至下個一凝視點從下一個區域回到該區域後，又回到此區域閱區域的次數總和讀的總次數. 交互閱讀. inter-scanning. 圖表區域與文字區域間的閱讀完圖表區域進入文字區. count between. 來回閱讀總次數. AOIs. 四、. 域，以及由文字區域進入圖表區域的次數總和. 分析方法. 由於本研究採用組間比較來了解受試者進行物理解題時之歷程。依照二類數據如成績、眼動指標進行數據分析。第一類「兩組間比較」為 t 考驗。第二類「四組間比較」為(1)Oneway ANOVA、(2)Welch and Brown- Forsythe(W/B)、(3)LSD 事後比較、(4)Games- Howell 事後比較。分析流程如下圖 3-4.6。經過顯著性差異，由 p 小於 0.05 為顯著差異，而 p 小於 0.1 為接近顯著差異，作為顯著差異之判斷。. 圖 3-4.6 各組眼動指標數據處理分析流程綜合上述，依學科背景或測驗成就之分組由第一類分析方式。依學科背景與測驗成就分為四組由第二類分析方式，但本實驗研究問題在於了解學生在物理解題歷程中，對於不同層次之題目不同。在解題成功與不成功之中，就將各個受試者在面對各層次題目中分為解題成功與不成功，進行 t 考驗。各研究問題與分析方法如表 3-4.3。 22.

(32) 表 3-4.3 研究問題與分析方法研究問題. 分析內容. 統計方法. A.物理試題 (1) 記憶 (2) 理解 (3) 應用 (4) 分析 B. 測驗得分 A.物理試題 (1) 記憶 (2) 理解 (3) 應用 (4) 分析 B. 測驗得分 A.物理試題 (1) 記憶 (2) 理解 (3) 應用 (4) 分析 B. 測驗得分. (1) 描述性統計. A.物理試題 (1) 記憶 (2) 理解 (3) 應用 (4) 分析 B.眼動指標: (1) 總凝視時間 (2) 凝視時間百分比 (3) 平均凝視時間 (4) 總凝視個數 A.物理試題 (1) 記憶 (2) 理解 (3) 應用 (4) 分析. (1) 描述性統計. 1 受測者的物理測驗成績為何? 1-1 不分背景，受試者在不同認知層次的解題表現為何? 1-2 不同學習成就之受試者在不同認知層次的解題表現為何? 1-3 考量學科背景與測驗成就進行分組後，不同組別受測者之解題表現有何差異?. 2 不同層次之物理解題之眼動模式 2-1 整體而言，受測者在不同認知層次之物理解題的眼動模式為何?. 3 不同學習成就分組之學生（高成就組、低成就組）. (1) 描述性統計 (2) 獨立 t 考驗. (1) 描述性統計 (2) 同質性檢定 (3) One-way ANOVA. (1) 描述性統計 (2) 獨立 t 考驗. 3-1 兩組學生在各認知層次的題目之眼動指標之差異為何？ 3-2 兩組學生在各認知層次題目中之不同興趣區域之間，其眼動指標之差異為何？. 4 不同學科背景與學習成就的學生（即理工組高成就、非理工組高成就、理工組低成就、非. B.眼動指標: (1) 總凝視時間 (2) 凝視時間百分比 (3) 平均凝視時間 (4) 區域第一次閱讀 (5) 再閱讀時間 A.物理試題 (1) 記憶 (2) 理解 (3) 應用 (4) 分析. 理工組低成就） B.眼動指標: (1) 總凝視時間 (2) 凝視時間百分比 (3) 平均凝視時間 (4) 區域第一次閱讀 (5) 再閱讀時間 A.物理試題. 4-1 四組學生在各認知層次的題目之眼動指標之差異為何？ 4-2 四組學生在各認知層次題目中之不同興趣區域之間，其眼動指標之差異為何？ 5 解題成功與不成功學生 23. (1) 描述性統計 (2) 同質性檢定 (3) One-way ANOVA (4) Welch and BrownForsythe(W/B)、 (5) LSD (6)Games- Howell (1) 描述性統計.

(33) 研究問題. 分析內容. 統計方法. 5-1 兩組學生在各認知層次的題目之眼動指標. (1) 記憶 (2) 理解 (3) 應用 (4) 分析. (2) 獨立 t 考驗. 之差異為何？. B.眼動指標: (1) 總凝視時間 (2) 凝視時間百分比 (3) 平均凝視時間 (4) 區域第一次閱讀 (5) 再閱讀時間. 5-2 兩組學生在各認知層次題目中之不同興趣區域之間，其眼動指標之差異為何？. 24.

(34) 第四章研究資料分析本章將介紹本研究資料分析知結果，呈現「物理試題分析資料」，再分別呈現各層次之物理試題與之學生在眼動指標之顯著差異。接著是學生在各層次物理試題各興趣區域之眼動指標。最後比較解題成功與不成功的受測者在物理解題下眼動指標之差異分析。由整體到不同認知層次的題目的分析，進而了解學生面對物理解題時的視覺注意力分佈。. 第一節物理測驗成績資料分析欲回答本研究第一個研究問題，以暸解受測者在物理試題的解題表現。依序分成三部分：(1)受測者在不同認知層次的物理測驗成績、(2)不同學科成就之在不同認知層次的物理測驗成績、(3)不同學科背景與測驗成就進行分組後，不同組別受測者之表現為何。. 一、. 受測者在不同認知層次的物理測驗成績分析物理測驗共 12 題，大多數源自近 10 年學測自然科測驗為題目來源。採學測計分法，. 其中單選題每題答對得 2 分；多選題每題有 n 個選項，全部答對得 2 分，答錯 k 個選項，得該題 n-2k/n 分，扣到該題 0 分為止；如表 4-1.1 測驗分數滿分為 24 分。平均分數為 17.0 分（標準差為 4.45），最高分為滿分 24 分，最低分為 8.4 分，中位數為 16.8 分。表 4-1.1 各層次成績分析各層次之測驗得分. 平均得分. 總分. 記憶層次. 5.02. 6. 理解層次. 4.17. 6. 應用層次. 3.87. 6. 分析層次. 3.93. 6. 合計. 17.00. 24. 25.

(35) 二、. 受測者依測驗成就分組之解題表現依成績分組為高低兩組，依據平均分數（17 分）來劃分，得分為平均分數以上為高. 分組，反之為低分組。高分組得分為 18~24 分之間，共 14 名，低分組為 8.6~16.8 分之間，共 16 名。經 t 檢定，兩組在不分層次的測驗分數達顯著差異(t =9.45, p < .01)，但由於兩組分組依據由平均數來劃分，所以顯著差異也在合理預測之內。由表發現在分析層次的得分高分組較低分組之標準差為低，在此層次得分分佈較為集中。各組資料與成績如表 4-1.2，. 表 4-1.2 依成績分組之成績分析高分組. 各層次之. 低分組. 題目得分. 平均分數. 標準差. 平均分數. 標準差. t值. 記憶層次. 5.4. 0.67. 4.6. 0.83. 3.10***. 理解層次. 5.2. 1.27. 3.3. 2.03. 2.97***. 應用層次. 5.1. 1.03. 2.8. 1.00. 6.46***. 分析層次. 5.3. 0.99. 2.8. 2.05. 4.21***. 綜合. 21.1. 2.00. 13.4. 2.39. 9.45***. 註：*p< .1；**p< .05；***p< .01. 三、. 受測者依測驗成就與背景分組之解題表現. 先依背景分為理工與非理工兩組，由平均 17 分做切割，分為高低成就兩組，人數如表 4-1.3，最後分別為非理工高分組、理工高分組、非理工低分組、理工低分組（簡稱文高、理高、文低、理低），將各組成績進行 ANOVA 分析，達顯著差異(F(3,26)=27.76, p < .01)。經事後比較分析發現理高分數高於理低與文低組，均達顯著差異(SH>SL, SH>WL, p < .01) 同時文高分數高於理低組與文低組，均達顯著差異(WH>SL, WH>WL, p < .01)，而理高與文高組之間為達顯著差異(SH>WH, p < .01)。在記憶層次中，理工高分之得分較理工低分與非理工低分句顯著差異。在理解層次中，理工高分組高於非理工低分組達顯著差異，且高於理工低分組達接近顯著。非理工高分組高於非理工高分組。在應用層次中，理工高分組高於理工低分與非理工低分組達顯著差異，非理工高分組高於理工低分組與非理工低分組，達顯著差異。最後，分析層次中，理工高分組高於理工低分與非理工低分組達顯著差異，非理工高分組高於理工低分組與非理工低分組，達顯著差異。. 26.

(36) 綜合上述，在四個層次中，唯獨應用層次中，非理工高分組高於理工高分組，打顯著差異。推測因應用層次皆為過去物理課程，與學習中，非理工高分組能夠精熟此應用層次題型之學習達精熟程度，且歷屆學測題目已在過去學習歷程中出現過，使得非理工高分組能夠正確回答此題型。透過事後訪談可了解非理工高分組能夠達出正確答案但卻不知為何為正解。. 表 4-1.3 依背景與成績分組之成績分析各層次之. 理工高分. 非理工高分. 理工低分. 非理工低分. 題目得分. 平均分數. 標準差. 平均分數. 標準差. 平均分數. 標準差. 平均分數. 標準差. ANOVA. 記憶層次. 5.7. 0.9. 5.2. 0.7. 4.6. 1.0. 4.7. 0.7. 3.69**. 事後比較 SH>SL*** SH>WL** SH>SL*. 理解層次. 5.5. 0.9. 4.7. 1.6. 4.0. 1.9. 2.6. 2.0. 4.26**. SH>WL*** WH>WL** SH>SL***. 應用層次. 4.8. 1.0. 5.7. 0.8. 2.8. 1.0. 2.8. 1.0. 15.30***. SH>WL*** WH>SH*** WH>WL*** SH>SL***. 分析層次. 5.3. 1.0. 5.3. 1.0. 2.3. 2.0. 3.3. 2.1. 6.27***. SH>WL** WH>SL*** WH>WL** SH>SL*** SH>WL***. 綜合. 21.2. 2.0. 20.9. 2.2. 13.6. 2.6. 13.3. 2.4. 27.76***. WH>SL*** WH>WL*** SH>WH**. 註：*p< .1；**p< .05；***p< .01 註:W(Non-Science) 非理工組，S(Science)理工組，H(Higher)高分組，L(Lower)低分組。WH 非理工高分組，SH 理工高分組，WL 非理工低分組，SL 理工低分組. 27.

(37) 第二節一、. 物理解題之眼動資料結果. 受測者對各認知層次題目之眼動資料總攬. 欲回答本研究第二個研究問題，利用眼球追蹤技術探討學生在物理解題注意力分配表現，本節以總凝視點、凝視時間百分比、總凝視點數與平均凝視時間等四個眼動指標來了解物理試題 12 題之學生視覺注意力的分配表現。從表 4-2.1 中數據可知，在「總凝視時間」中，記憶、理解層次的題目所需之總凝視時間小於應用與分析層次，平均時間分別為 29.13、39.23、60.20 與 60.88，考量字數後，發現層次越高之題目需要較多時間閱讀與理解。在「總凝視個數」中，類似於「總凝視時間」的結果，仍然以記憶與理解的總凝視點數較少，應用與分析層次較多。最後，「平均凝視時間」均為 200 毫秒左右，並無明顯差異，然而在「凝視時間百分比」中，記憶、理解與應用層次所佔之百分比約 50%，而分析層次百分比略低，為 42.91%，這樣的結果顯示雖然學生花較多時間閱讀應用與分析兩種題型，實際分配於題目的注意力卻較低，顯示這兩種題型內容結構可能讓學生較易分心於讀題之外。. 表 4-2.1 所有測驗題依不同層次分類之整體眼動資料縱覽眼動指標（單位）總凝視時間 (秒) 凝視時間百分比(%) 總凝視個數平均凝視時間 (秒). 記憶 216 字. 理解 173 字. 應用 234 字. 分析 305 字. 平均數. 標準差. 平均數. 標準差. 平均數. 標準差. 平均數. 標準差. 29.13. 21.76. 39.23. 23.64. 60.20. 58.29. 60.88. 36.89. 52.54. 14.68. 51.63. 18.14. 51.63. 18.14. 42.91. 15.17. 140.97. 103.89. 183.36. 102.58. 284.09. 254.49. 288.70. 160.63. 0.206. 0.021. 0.209. 0.029. 0.202. 0.023. 0.206. 0.019. 28.

(38) 第三節一、. 不同測驗成就學生於各層次物理試題之解題注意力分析. 兩組學生在各層次的題目之眼動指標資料分析本節將兩組不同成就之學生（高成就與低成就）在各層次的題目（記憶、理解、應用、. 分析）上之眼動指標（總凝視時間、凝視時間百分比、凝視次數、平均凝視時間）分析結果。如表 4-3.1，不同層次的各項眼動指標，如總凝視時間、凝視時間百分比、凝視點數與平均凝視時間，均無顯著差異。似乎表示成就高成就與低成就的受試者在視覺注意力分配並無差異。接著，我們繼續分析各區域在兩組間之差異。表 4-3.1 不同成就分組在不同層次題目下之眼動資料分析眼動指標. 層次. 高成就組. 低成就組. t值. 平均值. 標準差. 平均值. 標準差. 記憶. 28.1. 15.6. 30.1. 14.4. -0.36. 總凝視時間. 理解. 37.6. 22.7. 40.7. 15.1. -0.44. (秒). 應用. 69.8. 42.2. 51.8. 23.7. 1.47. 分析. 66.4. 35.2. 56.0. 23.7. 0.94. 記憶. 52.8. 14.2. 52.5. 12.0. 0.06. 凝視時間百. 理解. 51.9. 16.3. 50.8. 17.3. 0.17. 分比(%). 應用. 44.7. 14.9. 39.3. 12.7. 1.08. 分析. 43.5. 14.5. 42.1. 12.2. 0.29. 記憶. 133.0. 66.8. 147.9. 71.0. -0.59. 理解. 175.2. 91.0. 190.5. 61.9. -0.54. 應用. 326.1. 169.2. 247.4. 103.5. 1.56. 分析. 312.7. 149.0. 267.7. 101.3. 0.98. 記憶. 0.207. 0.019. 0.202. 0.017. 0.68. 平均凝視時. 理解. 0.209. 0.023. 0.210. 0.023. -0.19. 間(毫秒). 應用. 0.209. 0.020. 0.206. 0.018. 0.39. 分析. 0.208. 0.018. 0.206. 0.013. 0.36. 凝視點數(個). 註：*p< .1；**p< .05；***p< .01. 29.

(39) 二、. 兩組學生於各興趣區域之眼動資料分析. 1 記憶層次將學生由成就分組，在記憶層次之題目各項眼動指標中，均無達顯著差異，如表 4-4.1。進一步分析各區域的眼動指標之差異。如表 4-2.2，首先「總凝視時間」之高分組在說明、問題與關鍵區所需的時間均高於低分組，均無顯著差異。接著，「平均凝視時間」中，兩組介於 168~211 毫秒/點之間。來到「第一次閱讀時間」之高分組在說明、選項區域所花費的時間均略高於低分組。. 2 理解層次在「理解層次」的題目中，全頁分析之下各眼動指標均無顯著差異，如表 4-4.1。進一步分析各區域如表 4-2.3。首先，總凝視時間、凝視時間百分比、平均凝視時間中，均無達顯著差異。再來，第一次閱讀時間與再閱讀時間亦無顯著差異。綜合上述，本研究受試者在記憶與理解層次的解題過中，視覺注意力並無顯著不同。推測受試者在這兩個層次的題目視覺注意力並無不同，視覺表現相當。. 3 應用層次在「應用層次」的題目中，全頁分析之下各眼動指標均無顯著差異。進一步分析各區域的情況如下：如表 4-2.4，「總凝視時間」之高分組在說明區高於低分組，接近顯著差異（t =1.83, p < .1）。再來「凝視時間百分比」之高分組在說明、正解與圖片區域所花費的時間均高於低分組，特別是在選項區達顯著差異(t =-2.25, p < .05)。接著，「平均凝視時間」中，均無達顯著差異。兩組數據介於 115~212 毫秒/點。最後，「再閱讀時間」中，高分組在說明、問題、圖片、正解區花較多時間，且在說明區接近顯著差異（t =1.83, p < .1）。綜合上述說明，應用層次為物理的計算題，題目設計上將大多的解題資訊放在說明區，而高分組在說明題所花費凝視時間較多。. 30.

(40) 表 4-3.2 依成就分組之學生，在記憶層次之物理題目的眼動指標眼動. 興趣. 指標. 區域. 總凝視時間 (秒). 說明問題選項正解圖片關鍵. 7.60 3.06 11.09 4.40 5.46 1.04. 5.50 1.92 7.58 3.56 3.25 0.79. 7.45 2.91 12.01 4.81 6.49 0.93. 3.81 1.59 5.58 2.69 6.41 0.60. 0.09 0.22 -0.38 -0.36 -0.54 0.41. 說明問題選項正解圖片. 20.16. 6.85. 19.36. 3.70. 0.41. 關鍵. 15.76 20.33 13.39 10.15 2.58. 5.56 7.27 5.72 3.78 1.59. 15.86 21.23 12.45 9.03 2.18. 4.86 7.66 3.82 4.56 0.77. -0.05 -0.33 0.54 0.72 0.64. 說明問題選項正解圖片關鍵. 0.195 0.186 0.191 0.210 0.206 0.177. 0.044 0.028 0.030 0.048 0.040 0.064. 0.191 0.196 0.198 0.211 0.206 0.168. 0.033 0.028 0.029 0.025 0.033 0.056. 0.24 -0.90 -0.49 -0.12 -1.50 0.37. 說明. 0.217. 0.101. 0.188. 0.062. 0.97. 問題. 0.191. 0.076. 0.208. 0.054. -0.72. 選項正解圖片關鍵. 0.213 0.235 0.187 0.171. 0.076 0.090 0.070 0.067. 0.193 0.236 0.222 0.169. 0.052 0.079 0.097 0.091. 0.85 -0.05 -1.11 0.06. 說明問題選項正解圖片關鍵. 8.16 2.49. 5.39 1.81. 7.87 2.75. 4.15 1.63. 0.17 -0.43. 8.17 4.87 5.03 0.83. 5.25 3.70 3.21 0.73. 9.03 4.57 6.02 0.72. 5.25 2.68 6.18 0.54. -0.45 0.25 -0.54 0.48. 凝視時間百分比 (%) 平均凝視時 (秒) 區域第一次閱讀 (秒) 再閱讀時間 (秒). 高分組. 低分組. 平均值標準差平均值標準差. 註：*p< .1；**p< .05；***p< .01. 31. t值.

(41) 表 4-3.3 依成就分組之學生，在理解層次之物理題目的眼動指標眼動. 興趣. 指標. 區域. 平均值. 標準差. 平均值. 標準差. t值. 總凝視時間 (秒). 說明. 10.89. 7.10. 9.26. 5.17. 0.72. 問題選項正解圖片關鍵. 2.91 4.85 4.22 10.88 4.33. 1.26 3.56 3.36 7.55 2.99. 2.61 5.34 4.46 14.37 6.38. 1.11 2.26 2.33 8.60 4.55. 0.70 -0.45 -0.23 -1.17 -1.44. 說明問題選項正解圖片. 19.04 6.99 14.10 7.24 16.01. 6.36 3.21 4.73 2.75 8.39. 15.24 5.30 13.24 7.21 18.67. 6.48 2.58 4.60 3.38 7.48. 1.62 1.60 0.50 0.03 -0.92. 關鍵. 0.80. 0.55. 0.60. 0.56. 0.96. 平均凝視時. 說明問題選項正解圖片. (秒). 關鍵. 0.200 0.189 0.183 0.155 0.236 0.175. 0.028 0.019 0.030 0.044 0.042 0.041. 0.193 0.185 0.175 0.160 0.244 0.189. 0.018 0.033 0.032 0.046 0.041 0.064. 0.78 0.44 0.66 -0.30 -0.51 -0.71. 區域第一次閱讀 (秒). 說明問題選項正解圖片關鍵. 0.206 0.202 0.313 0.206 0.235 0.193. 0.074 0.057 0.071 0.070 0.049 0.080. 0.202 0.193 0.279 0.234 0.204 0.210. 0.062 0.066 0.086 0.082 0.057 0.099. 0.17 0.38 1.16 -1.01 1.58 -0.50. 再閱讀時間 (秒). 說明問題選項正解圖片關鍵. 10.25 2.40. 6.98 1.18. 8.65 2.08. 5.19 1.05. 0.72 0.78. 6.00 3.78 10.48 6.20. 4.23 3.31 7.57 4.47. 6.16 3.93 13.93 8.50. 2.77 2.31 8.65 5.41. -0.12 -0.15 -1.16 -1.26. 凝視時間百分比 (%). 高分組. 低分組. 註：*p< .1；**p< .05；***p< .01. 32.

(42) 表 4-3.4 依成就分組之學生，在應用層次之物理題目的眼動指標眼動. 興趣. 指標. 區域. 平均值. 標準差. 平均值. 標準差. t值. 總凝視時間 (秒). 說明問題選項正解圖片關鍵. 35.23 13.14 1.11 0.37 25.20 10.59. 23.22 9.76 1.13 0.31 13.23 6.40. 22.60 9.60 1.57 0.33 21.00 8.08. 12.08 4.93 1.24 0.33 12.14 7.56. 1.83 * 1.23 -1.04 0.30 0.91 0.97. 說明問題選項正解圖片. 26.19. 9.86. 23.48. 8.17. 0.82. 關鍵. 11.62 0.89 0.38 22.67 0.88. 6.17 0.72 0.25 8.02 0.84. 12.17 1.67 0.32 19.68 0.72. 5.27 1.10 0.21 7.31 0.49. -0.27 -2.25** 0.71 1.07 0.64. 平均凝視時 (秒). 說明問題選項正解圖片關鍵. 0.204 0.188 0.119 0.115 0.220 0.187. 0.023 0.020 0.070 0.051 0.021 0.048. 0.205 0.185 0.150 0.118 0.212 0.175. 0.016 0.027 0.073 0.077 0.021 0.033. -0.07 0.35 -1.18 -0.12 1.09 0.78. 區域第一次閱讀 (秒). 說明問題選項正解圖片關鍵. 0.198 0.191 0.140 0.093 0.211 0.171. 0.062 0.069 0.114 0.062 0.071 0.058. 0.167 0.195 0.174 0.100 0.212 0.179. 0.031 0.081 0.118 0.092 0.053 0.055. 1.69 -0.15 -0.79 -0.23 -0.02 -0.36. 再閱. 說明問題. 34.49 12.63. 23.02 9.67. 21.91 9.04. 12.11 4.84. 1.83* 1.26. 讀時間 (秒). 選項正解圖片關鍵. 0.74 0.19 24.57 10.24. 0.91 0.23 13.16 6.38. 1.18 0.17 20.30 7.74. 1.05 0.25 12.06 7.54. -1.22 0.22 0.93 0.97. 凝視時間百分比 (%). 高分組. 低分組. 註：*p< .1；**p< .05；***p< .01. 33.

(43) 4 分析層次在「分析層次」的題目中，全頁分析之下各眼動指標均無顯著差異，如表 4-2.1。進一步分析各區域的情況如下如表 4-2.5，首先看到總凝視時間、凝視時間百分比、平均凝視時間，在各區均無顯著差異。接著，「第一次閱讀時間」的「圖片」區域，高分組平均為 126 毫秒，低分組為 226 毫秒，達顯著差異(t =-3.25, p < .01)，最後，再閱讀時間在各區無顯著差異。綜合上述，高分組較低分組花費更少時間做圖片的第一次閱讀。推測高分組在分析層次能夠自動化，較少時間即可讀完圖表得到有用資訊以解題。. 5 回視與交互閱讀將注意到回視次數與交互閱讀次數。欲了解不同學生在解題時之解題歷程，可以發現其中之差異。如表 4-3.6「回視」部分，在「分析層次」的題目中，高分組為 11.3 次，低分組為 8.4 次，接近顯著差異(t =1.76, p < .1)。在「交互閱讀」部分，我們分析問題與說明、選項、正解、與圖片區域之交互閱讀次數。首先「分析層次」之「問題-圖片」區域，高分組平均為 10.4 次，低分組則為 4.8 次，且達顯著差異(t =2.77, p < .05)，「問題-說明」區域亦接近顯著差異(t =1.89, p < .1)。再來，「理解層次」的題目之「問題-正解」區域，高分組平均為 0.2 次，低分組則為 0.8 次，同時接近顯著差異(t =-2.78, p < .1) 綜合上述，藉由回視與交互閱讀的數據可推測在「分析層次」的題目，可知高分組較低分組有更多回到問題區域的視覺注意力，且問題區域到圖片之間有更多的交互閱讀，推測可能有助高分組解題。. 34.

(44) 表 4-3.5 依成就分組之學生，在分析層次之物理題目的眼動指標眼動. 興趣. 指標. 區域. 平均值. 標準差. 平均值. 標準差. t值. 總凝視時間 (秒). 說明問題選項正解圖片關鍵. 34.64 10.20 1.15 0.74 24.73 1.87. 18.80 6.66 1.05 0.81 13.26 1.10. 30.67 7.96 1.41 0.82 18.40 1.73. 13.96 5.44 1.09 1.05 10.61 1.51. 0.66 1.02 -0.64 -0.23 1.45 0.28. 說明問題選項正解圖片. 30.46. 10.27. 31.88. 8.12. -0.42. 關鍵. 9.48 0.77 0.66 22.06 1.43. 4.33 0.55 0.66 8.42 0.81. 8.79 1.22 0.79 19.01 1.31. 5.12 0.96 0.82 8.29 0.66. 0.39 -1.53 -0.47 1.00 0.43. 平均凝視時 (秒). 說明問題選項正解圖片關鍵. 0.207 0.186 0.154 0.124 0.225 0.178. 0.019 0.020 0.053 0.079 0.027 0.056. 0.201 0.186 0.154 0.121 0.221 0.148. 0.011 0.028 0.054 0.087 0.033 0.055. 1.07 -0.01 -0.03 0.10 0.38 1.49. 區域第一次閱讀 (秒). 說明問題選項正解圖片關鍵. 0.175 0.163 0.151 0.094 0.162 0.122. 0.073 0.041 0.067 0.076 0.039 0.045. 0.163 0.178 0.187 0.108 0.226 0.100. 0.049 0.044 0.094 0.093 0.063 0.036. 0.50 -0.96 -1.20 -0.43 -3.25*** 1.46. 再閱. 說明問題. 33.92 9.50. 18.70 6.54. 30.02 7.39. 13.93 5.32. 0.65 0.97. 讀時間 (秒). 選項正解圖片關鍵. 0.83 0.52 24.07 2.33. 0.99 0.70 13.07 1.71. 1.02 0.62 17.75 2.01. 0.96 0.93 10.63 1.59. -0.52 -0.35 1.46 0.53. 凝視時間百分比 (%). 高分組. 低分組. 註：*p< .1；**p< .05；***p< .01. 35.

(45) 表 4-3.6 依成就分組之學生，在不同層次之物理題目的眼動指標包含回視與交互閱讀眼動指標. 高分組區域. 所有-說明回視所有-問題. 問題-說明. 交互閱讀. 問題-選項. 問題-正解. 問題-圖片. 低分組. 層次. 平均值. 標準差. 平均值. 標準差. 記憶理解應用分析記憶理解應用分析記憶理解應用分析記憶理解應用分析. 5.2 7.1 14.2 11.6 4.2 5.2 8.0 11.3 2.8 2.6 5.5 7.2 5.7 2.5 2.8 4.0. 3.1 3.6 8.2 7.1 2.3 2.2 4.4 4.8 1.8 1.5 3.3 3.7 2.4 1.1 2.7 2.6. 5.8 7.2 12.3 10.4 3.8 4.7 7.1 8.4 3.0 2.8 5.1 5.0 5.9 2.3 2.9 3.3. 4.0 4.4 5.6 3.9 2.0 2.6 2.8 4.3 1.8 1.8 2.4 2.8 3.7 1.1 2.3 2.4. -0.41 -0.07 0.78 0.58 0.59 0.60 0.64 1.76* -0.33 -0.21 0.44 1.89* -0.24 0.40 -0.12 0.73. 記憶. 1.6. 0.8. 1.7. 1.6. -0.26. 理解應用分析記憶理解應用分析. 0.3 0.5 1.5 0.8 3.2 7.6 10.4. 0.3 0.6 1.1 1.1 2.5 4.3 7.0. 0.8 0.6 1.5 0.9 3.0 6.2 4.8. 0.6 0.6 1.9 1.1 2.1 3.5 2.6. -2.78* -0.16 -0.04 -0.22 0.23 1.00 2.77**. 註：*p< .1；**p< .05；***p< .01. 36. t值.

(46) 第四節. 不同學科背景與測驗成就學生. 於各認知層次物理試題之解題注意力分析本研究在本章第四節探討不同學科背景與測驗成就學生分成四組，分別為理工高分組、非理工高分組、理工低分組與非理工低分組。分析各組學生在視覺注意力上的不同，進而了解學生在進行物理解題時的狀況。本節於表 4-4.1 呈現四組學生在各層次題目之整體眼動資料，再依序做四個層次之分析。在數據分析中，先呈現四組之間達顯著差異之部分，再經事後比較進行來了解組間，由顯著、接近顯著依序說明且推測。一、. 四組學生在各層次題目之整體眼動資料分析如表 4-4.1，首先在記憶層次之題目在「總凝視時間」顯著差異(F(3,26)=3.21, p < .05)。. 經事後比較分析理工低分組高於非理工低分組達顯著差異(SL>WL, p < .01)，且理工低分組高於理工高分組顯著差異(SL>SW, p < .05)。「凝視點數」之學生達顯著差異，事後比較發現理工低分組高於非理工低分組達顯著差異(SL>WL, p < .01)且理工低分組高於理工高分組顯著(SL>SH, p < .05)。推測在記憶層次題目，理工低分組較非理工低分組閱讀時間與理解時間較長，雖然同屬低分組，但更願意花時間與心力解題。. 表 4-4.1 依背景與成就分組之學生，在不同層次題目下之眼動資料分析眼動指標. 理工高分層次. 非理工高分. ANOVA 標準差平均數標準差檢定. 理工低分. 平均數標準差平均數標準差檢定. 非理工低分. 總凝視時. 記憶. 25.4. 16.1. 31.6. 15.7. 39.9. 13.9. 20.2. 5.5. F=3.21** SL>WL. 理解. 37.4. 27.1. 37.8. 17.8. 45.6. 11.6. 35.8. 17.3. 間 (秒). 應用分析. 71.7 59.9. 47.2 38.0. 67.3 75.2. 38.7 32.2. 59.3 56.8. 23.1 24.3. 44.2 55.3. 23.2 24.6. F=0.41 SH<SL** F=0.97 F=0.59. 凝視時間百分比(%). 記憶 53.6 理解 55.5 應用 47.2 分析 44.8. 12.3 15.5. 51.7 47.1. 17.7 17.5. 58.7 57.9. 8.2 11.8. 46.2 43.7. 12.3 19.7. F=1.33 F=1.34. 17.1. 41.4. 11.9. 42.4. 12.0. 36.1. 13.4. F=0.86. 17.0. 41.8. 11.6. 43.8. 12.6. 40.4. 12.3. F=0.17. 記憶 120.5 理解 169.5 應用 333.7. 65.4 99.7 180.8. 149.6 182.7 315.9. 70.9 86.7 168.6. 194.8 212.3 284.5. 72.3 54.6 103.1. 101.1 168.7 210.2. 23.8 64.4 95.6. 分析 286.8. 157.4. 347.4. 143.1. 268.0. 102.2. 267.4. 107.5. 凝視點數 (個). 37. ***. F=3.59** SH<SL** F=0.55 F=1.18 F=0.56.