第肆章研究結果與討論

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第肆章研究結果與討論

本章主要分為六節，第一節為教學成效之分析，主要是將各組後測及延宕測驗學習量化的結果加以相互比較；第二節為探討各組自我解釋數量的多寡，及自我解釋各類型的數量又是多少；第三節則針對格文組、圖文組、圖格文組三組的學生，整理出其閱讀及自我解釋的順序型態以瞭解其是否和學習表現有關；第四節乃探討各組學生在閱讀不同表徵的教材之後，認知負荷的情形；第五節則探討各組學生對動、植物生殖的迷思概念及其概念改變情形；第六節則欲瞭解各組學生對自我解釋的態度為何。

第一節教學成效分析

本節主要分析後測與延宕測驗各組的表現情形，並將各題型分別以後測、延宕測驗加以比較，希望瞭解各組在各題型間的表現情形。

一、四組概念後測

將各組成績輸入SPSS經Kruscal Wallis Test顯示四組具有顯著差異

（X²（3）=12.09，p<.01，見表 4-1-2）。而在進行Kruscal Wallis Test時，

格文組中有一名學生為極端值，他在該組表現較為突出，在將其值刪去後改以該組次高者代替，由於其結果和原先並無二致，因此研究者決定保留原值。就整體學習成就觀之，不論是哪一組和前測相比都有明顯的進步，

尤其以圖文組最為明顯。此外因四組達顯著差異，於是進一步進行事後多重比較（Conover, 1999）得到M.C.值為 6.556，由表 4-1-3 可看出只有圖文組和圖格文組 2 組未達顯著差異，其餘各組皆達顯著差異。Stenning和 Oberland (1995)曾提過文字只能給人抽象性的描述，而圖片卻不然，實乃因為圖形的外在表徵能提供較多的資訊供學習者察知，並能將相同抽象的

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構造轉化為有效的意象呈現所致（Ainsworth & Loizou, 2003），因此在教材中若加入與教學內容相關的圖片，或多或少可以增進學生對概念的理解，

由此結果亦可和Stenning和 Oberland（1995）相互印證。再來，根據雙編碼理論，圖形與文字屬於不同的處理系統，在學習者需要回憶所學的概念時，兩者並存的呈現方式將比單一表徵的呈現方式來得好，因為這樣較容易於讓學習者透過兩種回憶的線索記起所學，所以表現出來的學習效果也會比較好。

表 4-1-1 四組學生後測之平均值及標準差

組別平均值標準差

文組 32.13 6.38

格文組 37.38 6.44

圖文組 44.13 5.67

圖格文組 41.00 6.52

表 4-1-2 四組學生後測之 Kruscal Wallis Test 比較

人數中數 Mean Rank Chi-Square

文組 8 33.5 7.63 12.09**

格文組 8 37.5 14.25

圖文組 8 43.5 24.19

圖格文組 8 38 20.94

**P<.01

表 4-1-3 四組學生後測之 Kruscal Wallis Test 事後比較

組別文組格文組圖格文組圖文組

Mean Rank 7.63 14.25 20.94 24.19

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再來由圖 4-1-1 來看，四組學生的表現雖然皆有進步，但進步的幅度以文組最少，圖文組最多，研究者推斷會有這樣的結果是因為同樣的文字內容，在加入了表格及圖片後，學生不論是記憶或理解都能達到較好的學習效果，並且可以減低學生在閱讀文字之後所感到的抽象性；再來由圖文組和圖格文組 2 組進步的幅度可發現，雖然進步幅度相近，但和研究者原先設想的並不相同，或許在教材中提供多種表徵並不一定較好，仍需視學習內容而定；倘若圖形已可完全輔助教材所述的內容，此時僅提供一種表徵也無妨；反之，若是圖形已提供足夠的訊息讓學生瞭解，再提供多種表徵亦無所助益。

25.13 32.13 25.13

36.13 44.13

25.13 41 25.38

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

前測後測

各組平均值

文組格文組圖文組圖格文組

圖 4-1-1 四組教學前測與後測平均值之比較

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二、四組概念延宕測驗

從學生在延宕測驗的表現可以瞭解學生習得的概念到底可以維持多久，由圖 4-1-2 可以發現，雖然歷經 3 週的時間，但學習成效維持的結果還算不錯，甚至有小幅度的提升。經研究者詢問學生得知，因為此時該校自然與生活科技領域的教學單元有關本研究的教學內容（牛頓版四年級下學期—校園的昆蟲），各班自然領域教師在上課時偶爾會提到五年級才需學的一些概念，因此四組的受試者於延宕測驗的平均成績都比後測為更高些。

32.13 35.63 36.13

44.13 47

25.13 41 37.63

25.38

44.88 0 10 20 30 40 50

前測後測延宕測

各組平均值

圖 4-1-2 四組前測、後測及延宕測驗平均值之比較

從四組學生在延宕測驗的平均值及標準差（見表 4-1-4）可發現和後測一致；仍舊是圖文組表現最好，再來依序是圖格文組、格文組及文組。由於四組經Kruscal Wallis Test 考驗達顯著差異（X²（3）=13.19，p<.001，

見表 4-1-5），便進一步進行事後多重比較（Conover, 1999）得到M.C.值為 6.688，由表 4-1-6 可看出除了圖文組及圖格文組間未達顯著差異外，其餘各組兩兩相互比較下皆達顯著差異。

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表 4-1-4 四組學生延宕測驗之平均值及標準差

文組 35.63 3.02

格文組 37.63 7.27

圖文組 47.00 8.14

圖格文組 44.88 3.60

表 4-1-5 四組學生延宕測驗之 Kruscal Wallis Test 比較

文組 8 36 8.13 13.19**

格文組 8 36.5 12.13

圖文組 8 49 23.31

圖格文組 8 44 21.44

**P<.01

表 4-1-6 四組學生延宕測驗之 Kruscal Wallis Test 事後比較

Mean Rank 8.13 12.13 21.44 23.31

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三、四組不同題型之差異比較

從後測與延宕測驗的結果可以發現學生們在經過閱讀教材自我解釋後皆有進步，但於各題型中各組的表現又是如何呢？首先我們先來看記憶題型：

（一）記憶題

1. 各組後測表現

各組在記憶題的表現，表現最好的是圖文組，再來依序為圖格文組、格文組、文組，以Kruscal Wallis Test 考驗四組達顯著差異（X²

（3）=8.18，p<.05，見表 4-1-8），於是便進一步進行事後多重比較

（Conover, 1999）得到M.C.值為 7.199，由表 4-1-9 可看出除了文組和圖文組、格文組與圖文組達顯著差異外，其餘各組皆未達顯著差異。

從表 4-1-7 可看到各組的平均值皆相去不遠，表示記憶題型似乎比較不受教材表徵的不同而影響，或許記憶題型的答案可由教材中的文字內容得知，所以四組學生在此一題型的表現相近。

表 4-1-7 四組學生後測記憶題之平均值及標準差

文組 11.88 1.13

格文組 12.75 2.82

圖文組 14.75 1.75

圖格文組 13.25 2.6

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表 4-1-8 四組學生後測記憶題之 Kruscal Wallis Test 比較

文組 8 12 10.94 8.18*

格文組 8 12 14.50

圖文組 8 14.5 23.75

圖格文組 8 14 16.81

*P<.05

表 4-1-9 四組學生後測記憶題之 Kruscal Wallis Test 事後比較

Mean Rank 10.94 14.50 16.81 23.75

2. 各組延宕測驗表現

記憶題型在各組延宕測驗中的表現和後測的情形依舊一樣，圖文組的表現仍然是最好的，而以Kruscal Wallis Test 考驗四組達顯著差異

（X²（3）=9.01，p<.05，見表 4-1-11），便進一步進行事後多重比較

（Conover, 1999）得到M.C.值為 7.07，由表 4-1-12 可看出文組和格文組兩組除了和圖文組達顯著差異外，其餘各組兩兩相較下皆未達顯著差異。而從後測和延宕測驗的記憶題部分，都是文組、格文組兩組與圖文組達顯著差異；這樣的結果，研究者認為記憶題型的題目對於四組受試者而言並不太難，所以毋需太多表徵相輔就可得知答案，因此才會只有文組和圖文組、格文組和圖文組達顯著差異。

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表 4-1-10 四組學生延宕測驗記憶題之平均值及標準差

文組 12.38 1.06

格文組 13 2.61

圖文組 15.75 2.49

圖格文組 14 2

表 4-1-11 四組學生延宕測驗記憶題之 Kruscal Wallis Test 比較

文組 8 12 11.44 9.01*

格文組 8 12.5 12.81

圖文組 8 15.5 24

圖格文組 8 14 17.75

*P<.05

表 4-1-12 四組學生延宕測驗記憶題之 Kruscal Wallis Test 事後比較組別文組格文組圖格文組圖文組 Mean Rank 11.44 12.81 17.75 24

（二）理解題

1. 各組後測表現

在後測理解題型方面，圖文組依然是表現最好的。而在此題型部分，格文組 T01 學生的分數乃為極端值，且由該生在學習時的口語原

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案可以發現，雖然該生喜好發表，也知道自己的想法和教材內容有所不同，但是卻會自動的將自己的想法和課文內容加以結合，轉化成自己所認為的想法。茲舉數行口語原案如下，*T 表研究者，*S 表受試者，

T01 為受試者代碼：

◎格文組 T01

*T:那他們提供胚胎養分的地方分別在哪裡？

*S:像卵生就是在公的尾部，然後胎生是媽媽肚子，卵胎生應該也是媽媽肚子。

*T:為什麼卵生是在公的尾部？

*S:因為精子要很大，才能提供養分。

---

*T:那三種出生方式分別產出胚胎的樣子呢？

*S:卵生是小小的蛋、胎生是大大的蛋、卵胎生是中的蛋，反正所有的（動物）都是由蛋生出來的。

*T:你覺得是這樣？

*S:嗯，我覺得是這樣沒錯。

由於此生分數為極端值，而經閱讀教材後想法有些許改變，雖然研究者以該組另一名次低分者代替，進行Kruscal Wallis Test 考驗，但替換分數後的考驗結果和原來結果並無二異，因此研究者決定保留其值。在四組經Kruscal Wallis Test 考驗達顯著差異下（X²（3）=8.58，

見表 4-1-14），進一步進行事後多重比較（Conover, 1999）得到M.C.

值為 7.14，由表 4-1-15 可看出文組和格文組、圖文組和圖格文組未達顯著差異外，其餘各組兩兩相較下皆達顯著差異。

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表 4-1-13 四組學生後測理解題之平均值及標準差

文組 10.25 3.37

格文組 13.00 3.07

圖文組 15.38 2.87

圖格文組 14.00 2.67

表 4-1-14 四組學生後測理解題之 Kruscal Wallis Test 比較

*P<.05

表 4-1-15 四組學生後測理解題之 Kruscal Wallis Test 事後比較

文組 8 10 9.44 8.58*

格文組 8 13 15.66

圖文組

Mean Rank 9.44 15.66 18.06 22.88

2. 各組延宕測驗表現

各組在延宕測驗時，理解題的表現，經Kruscal Wallis Test 考驗結果達顯著差異（X²（3）=12.38，見表 4-1-17）。於是進一步進行事後多重比較（Conover, 1999）得到M.C.值為 6.51，由表 4-1-18 可看出除了文組和格文組兩組未達顯著差異外，其餘各組兩兩相較下皆達顯著差異。

8 15 22.88

圖格文組 8 14 18.06

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從這樣的研究結果可發現，在教材中置放與教學內容相圖的圖片對學生在學習概念時所維持的效果應有些許助益，因圖形的表徵可讓學生在理解的過程中，有效率的提供認知的增進，反觀文字就較無此功能（Larkin &

Simon, 1987）。

表 4-1-16 四組學生延宕測驗理解題之平均值及標準差

文組 11.38 2.77

格文組 13.50 2.51

圖文組 16.38 1.92

圖格文組 14.13 1.55

表 4-1-17 四組學生延宕測驗理解題之 Kruscal Wallis Test 比較

**P<.01

文組 8 11 8.94 12.38**

格文組 8 14 15.25

圖文組 8 17 25.13

圖格文組 8 14 16.69

表 4-1-18 四組學生延宕測驗理解題之 Kruscal Wallis Test 事後比較組別文組格文組圖格文組圖文組 Mean Rank 8.94 15.25 16.69 25.13

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（二）統整題

1. 各組後測表現

後測統整題部分，四組經Kruscal Wallis Test 考驗達顯著差異（X²

（3）=18.33，p<.00，見表 4-1-20），於是進一步進行事後多重比較

（Conover, 1999）得到M.C.值為 5.36，由表 4-1-21 可看出除了圖文組和圖格文組兩組未達顯著差異外，其餘各組兩兩相較之下皆達顯著差異。從這樣的結果也可以反映出本教材中所附之圖片，的確有助於學生學習動植物相關的生殖概念。因此在教材中若有與教學內容相關的圖片加以輔助，將有助於學生學習新的概念。

表 4-1-19 四組學生後測統整題之平均值及標準差

文組 7.75 3.45

格文組 10.88 3.48

圖文組 17.25 3.28

圖格文組 15.38 3.42

表 4-1-20 四組學生後測統整題之 Kruscal Wallis Test 比較

***P<.001

文組 8 8.5 7.06 18.33***

格文組 8 10.5 12.56

圖文組 8 17.5 24.94

圖格文組 8 15 21.43

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表 4-1-21 四組學生後測統整題之 Kruscal Wallis Test 事後比較組別文組格文組圖格文組圖文組

Mean Rank 7.06 12.56 21.43 24.94

2. 各組延宕測驗表現

延宕測驗統整題部分，四組經Kruscal Wallis Test 考驗亦達顯著差異（X²（3）=15.99，p<.01），於是進一步進行事後多重比較（Conover, 1999）得到M.C.值為 5.84，由表 4-1-24 可看出除了圖文組、圖格文組相較下未達顯著差異外，其餘各組兩兩相較下皆達顯著差異；而此結果亦和後測一致。此外雖然四組達顯著差異，但也可發現統整題部分在延宕測驗中不若後測各組之間有那麼大的差異，因此研究者認為應該是後測到延宕測驗這段時間該校自然領域教師教授相關單元所致。

表 4-1-22 四組學生延宕測驗統整題之平均值及標準差

文組 9.50 1.85

格文組 11.38 3.06

圖文組 17.00 4.34

圖格文組 15.75 4.33

表 4-1-23 四組學生延宕測驗統整題之 Kruscal Wallis Test 比較人數中數 Mean Rank Chi-Square

文組 8 9 7.88 15.99**

格文組 8 10.5 13.78

圖文組 8 18 24.00

圖格文組 8 15.5 21.68

**P<.01

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表 4-1-24 四組學生延宕測驗統整題之 Kruscal Wallis Test 事後比較組別文組格文組圖格文組圖文組 Mean

Rank

7.88 13.78 21.68 24.00

四、小結

綜上所述，由各分析所得結果可以發現在後測各組皆達顯著差異，但在事後比較，圖文組和圖格文組兩組卻未達顯著差異，其餘各組兩兩相較之下皆達顯著差異，會有這樣的結果，可由三種題型的事後比較之分析結果來看：圖文組和圖格文組在統整題型的事後比較結果和後測的事後比較結果一樣，但卻和記憶題型、理解題型的結果不同，因此在後測會有會有這樣的情形可以歸因為統整題的表現。至於在延宕測驗的分析結果也是如此，同樣是在事後比較時，圖文組和圖格文組未達顯著差異，其餘各組兩兩相較之下皆達顯著差異，而統整題型的事後比較結果亦同。

由這樣的結果似乎呈現一個現象：若是教材中含有與課文內容相關的圖片將有助於學生學習植物及動物的繁殖概念，並能統整自己的學習情形，因而不論是後測或延宕測驗，都是圖文組和圖格文組優於文組、格文組並達顯著差異；此外，就前測、後測及延宕測驗三次測驗各組進步的幅度來看，可以發現圖文組表現最好，再來分別為圖格文組、格文組及文組。

Steiner(1999)曾提到圖片於教材中有四大功能：

（1）以圖片替代文章，所以具重複的效果；

（2）圖片將課文組織起來；

（3）圖片可讓難懂的文字變淺顯；

（4）圖片有轉化功能，可突顯課文中重要的訊息。

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從四組的學習成就或許可以呼應 Steiner 的說法，此一結果亦可支持 Larkin 和 Simon(1987)的論點，他們認為圖像因保有了幾何和局部的特徵資訊，能讓學生在學習時，除了藉由文字來表現概念間的抽象關係外，更能讓學生瞭解到概念之間的相似或差異。

從這樣的結果來看，統整題型也在各組的表現中是為相異性最高的題型，有圖片的組別皆比未含圖片的組別表現為佳，因此就學習效果而言，

圖片的學習成效比表格更好，而文組的表現不論在後測或延宕測驗中都是最不佳的。Robinson、Katayama 和 Fan (1996) 認為在教材中的文字之外，

不管添入了圖片、表格、大綱或是概念圖，對於理解文字欲傳達的資訊之理解，都能夠較容易被促發，此類效果便稱為「附屬陳列效果」（adjunct display effect），意即文字所傳遞的資訊可藉由附屬的圖片、表格或其他形式的配置讓文字所含的概念更加輕易的取得，而 Larkin 和 Simon (1987) 也認為圖像式的（亦即非線性的呈現）將比句型式的（即線性呈現）在知識的習得上來得更容易些。從本研究之後測及延宕測驗的結果來看，皆可發現教材中含有圖片、表格等附屬表徵的組別表現比文字組為佳，因此從本研究結果中可印證 Robinson 等人所提到的「附屬陳列效果」。

但最後研究者要強調的是 Ainsworth 和 Loizou(2003)曾提醒我們：任何概念的陳述其實都少不了文字，所以本研究並非強調圖形具有超級無敵的功效，而是建議表徵若能所呈現的資訊結構相符，將可讓學生在學習時收事半功倍之效。

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第二節各組自我解釋之數量及類型

本節分析範圍包括各組自我解釋數量之多寡情形為何、各組中各類型自我解釋之數量分佈情形如何，並探討自我解釋數量和學習成效是否相關，以下為分析結果與討論：

一、各組自我解釋數量

本分析根據Chi et al.,(1989)對自我解釋的定義，來對學生的話語進行自我解釋的計數，由表 4-2-1 可初步看出圖文組學生在自我解釋數量上是最多的，圖格文組次多、再來依序為格文組和文組。此研究結果和Cox (1999)、

Ainsworth 和 Loizou (2003)的結果一致：提供圖片確實能讓受試者產生較多的自我解釋；再來分別將各組的自我解釋數量以Kruscal-Wallis Test考驗後，可看出具有顯著差異（X²（3）=13.73，p<.01，見表 4-2-2），於是進一步進行事後多重比較（Conover, 1999）得M.C.值為 6.26，且兩兩之間的比較中，圖文組的自我解釋數量與其他三組相較皆具顯著差異，至於文字組、

格文組間則無，見表 4-2-3。

表 4-2-1 四組學生自我解釋數量之平均值及標準差

文組 5.63 3.78

格文組 6.88 3.64

圖文組 19.38 3.27

圖格文組 11.38 3.99

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表 4-2-2 四組學生自我解釋數量之 Kruscal-Wallis Test 比較

人數中數 Mean Rank Chi-Square 文組 8 6.5 10.56 13.73**

格文組 8 7 13.38 圖文組 8 17 26.69 圖格文組 8 11 20.38

**P<.01

表 4-2-3 四組學生自我解釋數量之 Kruscal-Wallis Test 事後多重比較組別文組格文組圖格文組圖文組 Mean Rank 10.56 13.38 20.38 26.69

二、各組自我解釋類型分佈

本分析根據Renkl (1997)及研究者針對實際轉譯之口語資料將自我解釋的類型分為「目標導向的自我解釋」、「以理論為基礎的自我解釋」、「情境精緻的自我解釋」、「講述摘要及大意的自我解釋」、「覺得對/錯」、「已瞭解/不瞭解（正監控/負監控）」等數類，而四組學生各自我解釋類型數量之平均值及標準差如表 4-2-4，之後將各組自我解釋類型之數量以Kruscal- Wallis Test考驗後，只有目標導向的自我解釋（X²（3）=13.33，p<.01，見表 4-2-5）、情境精緻的自我解釋（X²（3）=11.41，p<.01，見表 4-2-7）、講述摘要或大意的自我解釋（X²（3）=8.084，p<.05，見表 4-2-9）三種類型具有顯著差異，於是進一步進行事後多重比較（Conover, 1999）分別得到 M.C.值為 6.33、6.67、7.21，此 3 類型自我解釋各組兩兩之間的比較，見表 4-2-6、4-2-8、4-2-10。

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表 4-2-4 各組自我解釋各類型之數量平均值及標準差

組別

自我解釋類型 M SD M SD M SD M SD 目標導向

理論基礎情境精緻摘要及大意

覺得對覺得錯

已瞭解（正監控）

不瞭解（負監控）

1.13 0.63 1.00 0.63 0.50 0.13 0.25 1.125

1.36 0.74 1.31 1.06 1.07 0.35 0.46 1.67

0.25 1.25 2.38 2.25 0.00 0.13 0.00 0.63

0.46 0.89 2.13 1.83 0.00 0.35 0.00 0.74

2.25 3.38 8.38 0.50 2.25 0.25 0.75 1.63

1.91 3.58 6.30 0.76 4.46 0.46 2.12 3.07

1.13 0.88 3.88 1.50 0.75 0.13 0.00 0.75

1.36 0.64 1.46 1.51 1.75 0.35 0.00 1.16

表 4-2-5 四組學生目標導向的自我解釋數量之 Kruscal-Wallis Test 比較人數中數 Mean Rank Chi-Square 文組 8 1 10.00 13.33**

格文組 8 1.5 13.00 圖文組 8 2 23.81 圖格文組 8 1.5 19.19

**P<.01

表 4-2-6 四組學生目標導向的自我解釋之 Kruscal-Wallis Test 事後多重比較組別文組格文組圖格文組圖文組 Mean Rank 10.00 13.00 19.19 23.81

(19)

表 4-2-7 四組學生情境精緻的自我解釋數量之 Kruscal-Wallis Test 比較人數中數 Mean Rank Chi-Square 文組 8 0.5 8.63 11.41**

格文組 8 2 14.25 圖文組 8 8.5 22.94 圖格文組 8 4.5 20.19

**P<.01

表 4-2-8 四組學生情境精緻的自我解釋之 Kruscal-Wallis Test 事後多重比較組別文組格文組圖格文組圖文組 Mean Rank 8.63 14.25 21.09 22.94

表 4-2-9 四組學生講述摘要或大意自我解釋數量之 Kruscal-Wallis Test 比較人數中數 Mean Rank Chi-Square 文組 8 1 11.81 8.08*

格文組 8 3 22.69 圖文組 8 1 12.81 圖格文組 8 1.5 19.69

*P<.05

表 4-2-10 四組學生講述摘要或大意自我解釋之 Kruscal-Wallis Test 事後多重比較

組別文組圖文組圖格文組格文組 Mean Rank 11.81 12.81 19.69 22.69

(20)

(一) 綜合比較

由圖 4-2-1 的各類型平均值分佈圖大致可以看出在「目標導向的自我解釋」、「以理論為基礎的自我解釋」及「情境精緻的自我解釋」，這三類的自我解釋平均量均以圖文組最多；而圖格文組在前 3 種類型的自我解釋量上趨勢的走向也和圖文組相似，而另外兩組：格文組和文組上升的幅度則較為相似。

1.13

0.50 1.00

0.50 0.50

0.00 0.25

1.13 0.25

1.25

2.38 2.25

0.00 0.13 0.00 0.63 2.25

3.38 8.38

0.50

2.25

0.25

0.75 1.63

0.00

0.88 3.88

1.50 0.75

0.13 0.00 0.75

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

目標理論精緻摘要覺得對覺得錯正監控負監控

自

我解釋數量平均值

文組格文組圖文組圖格文組

圖 4-2-1 四組學生自我解釋類型數量分佈

(21)

(二) 各類型自我解釋的比較

從各組百分比圖上來看，「目標導向的自我解釋」在各組的比例上來說頗為懸殊，而「以理論為基礎的自我解釋」則相近，再來由「情境精緻的自我解釋」在各組所佔的比例上來看，可以發現若是提供越多表徵，則該組這一類的自我解釋就越多，「講述摘要及大意的自我解釋」也是由百分比圖可以知道有表格的組別比無表格的組別所佔的比率大。

文字組各類自我解釋百分比圖

已瞭解 4.44%

講述摘要 11.11%

情境精緻 20.00%

理論 11.11%

目標 20.00%

不瞭解 22.22%

覺得錯 2.22%

覺得對 8.89%

目標理論情境精緻講述摘要

覺得對覺得錯已瞭解不瞭解

圖 4-2-2 文字組學生各類自我解釋百分比圖

格文組各類自我解釋百分比圖

講述摘要 32.73%

目標 3.64%

已瞭解 0.00%

覺得錯 1.82%

覺得對 0.00%

不瞭解 9.09%

理論 18.18%

情境精緻 34.55%

圖 4-2-3 格文組學生各類自我解釋百分比圖

(22)

圖文組各類自我解釋百分比圖

目標 11.61%

理論 17.42%

情境精緻 43.23%

講述摘要 2.58%

覺得對 11.61%

覺得錯

1.29% 不瞭解

8.39%

已瞭解 3.87%

圖 4-2-4 圖文組學生各類自我解釋百分比圖

圖格文組各類自我解釋百分比圖

目標 0.00%

情境精緻 49.21%

講述摘要 19.05%

理論 11.11%

不瞭解 9.52%

覺得對 9.52%

覺得錯 1.59%

已瞭解 0.00%

圖 4-2-5 圖格文組學生各類自我解釋百分比圖

1.目標導向的自我解釋

首先由圖 4-2-1 可以看到目標導向類型的自我解釋，數量由多至寡依序是圖文組、文組、格文組、圖格文組，而從表 4-2-5 可以看出四組學生中目標導向的自我解釋數量分析上：除了文組和圖文組、圖格文

(23)

組達顯著差異外，其餘各組兩兩相較下皆無顯著差異。這一類型的自我解釋數量似乎和組別無多大關連，待研究者回去翻閱各組學生的逐字稿，發現和他們的發言習慣有關，亦即有些學生慣以此類型的自我解釋，如文組的 W07、圖文組的 P04，這 2 名學生即佔該組此類自我解釋的多數，故此類型的自我解釋數量以圖文組最多，而文組次多。

2.情境精緻的自我解釋

從表 4-2-8 也可看到四組學生情境精緻的自我解釋數量分析中，文組和格文組、圖格文組和圖文組無顯著差異外，其他各組二二相互比較皆有顯著差異，此外由圖 4-2-1 可看到各組精緻情境的自我解釋數量，若是教材中含有圖片的組別會比沒有提供圖片的組別來得高，而這樣的研究結果亦可支持 Cox(1999)的發現，他提到圖表或圖解可以促進自我解釋的效果。因為圖形的表徵可對抽象性知識的理解加以侷限，亦即提供了學習者在了解事實上較鮮明(salient)且生動(vivid)的回應；因此在圖文組和圖格文組的學生較能藉由圖片說出較詳細的情境之說法亦不謀而合。

3.講述摘要及大意的自我解釋

再來由圖 4-2-1 也可發現若教材中含有表格，學生在講述摘要或大意的自我解釋數量會比較高。從表 4-2-10 中可看到四組學生除了文組、圖文組間兩組未達顯著差異外，其餘各組兩兩相較下皆達顯著差異。顯見在教材中若附有表格會比未附表格的組別，在「講述摘要及大意」的自我解釋量上比較多。因此研究者推測這樣的結果或許和表格具有提綱挈領的功能有關，因為它可以讓學習者一望便知該單元的內容大致上在講些什麼，因此格文組和圖格文組的受試者較能輕易的知道內文大意或摘要，所以在自我解釋時便以此類型自我解釋為主。

Robinson 和 Schraw (1994)曾提到教材中的文字僅是以一維方式來呈現，而表格卻以二維的形式呈現，因此當文字和表格想要表達同一主題時，表格較易讓學生瞭解教材到底想傳遞的概念是什麼。Winn (1990)

(24)

也提到學生能藉由快速的瀏覽表格即可摘錄（extract）出此段欲說明什麼樣的資訊，因此格文組和圖格文組在此一類型的自我解釋量上較無表格的受試者為多。

4. 覺得對/錯、已瞭解/不瞭解（正/負監控）的自我解釋

至於後 4 類的自我解釋，比較和個人的發言習慣有關；因為有些學生在閱讀課文後，習慣先說出自己覺得此段是對或錯，或是瞭解與否的監控句；而有些學生則不會，因此各組中凡有此類的自我解釋會多集中於某位受試者，如正向覺知課文內容（覺得對）的自我解釋中，

圖文組 P08 就多達 12 句，當然其他組別也會有受試者做出此類解釋，

但數量上以圖文組 P08 最多，因此在這類自我解釋的數量上，圖文組因而變成是最多的；在正向監控類型（已瞭解）的自我解釋數量上，

該組 P04 有 6 句，所以在此類自我解釋的數量上，圖文組也是最多的；

而在負向監控類型（不瞭解）的自我解釋數量上，文組 W05、W06；

圖文組 P07，都屬於在此類自我解釋上較多的，所以在此類自我解釋的數量上，圖文組和文組是最多的。

此外圖文組學生 P07 在自我解釋的過程中，非常不願意進行自我解釋的活動，只是一直回以「不知道」、「不曉得」、「為什麼要做這些事？」，雖然經研究者一再安撫並解釋，但仍舊十分不願進行下去，事後問該生為什麼不喜歡這樣的活動，才得知其非常討厭上自然課，也不喜歡自己思考或想東西，其認為只要有不會或不懂的，先詢問他人即可，何需費力去想呢？因此其自我解釋類型多傾向為負向監控的句子。雖是如此，但此名學生由後測及延宕測的表現上可發現確有進步，

因此研究者決定不予以剔除該生。

(25)

三、

自我解釋數量和學習成效之相關性

自我解釋的數量是否和學習成效相關為一十分有趣的問題，究竟兩者有無關係呢？由下表 4-2-11 可以看到自我解釋數量和後測、延宕測皆成顯著正相關，相關係數分別為 0.541 及 0.640，相關程度均為中等以上。這可以表示自我解釋數量越多者，其在後測和延宕測的學習成就表現越佳，而此結果亦和諸多研究（邱美虹，1994；Aleven & Koedinger, 2002 ; Ainsworth

& Loizou,2003; Chi et al.,1989; Chi et al.,1994 ; Hessler & Jong, 1990 ; Nathan, Mertz & Ryan,1994; Pirolli＆ Recker,1994)一致。

表 4-2-11 自我解釋數量和學習成效之皮爾遜相關

前測後測延宕測

自我解釋數量 0.032 0.541** 0.640***

前測 -- 0.288 0.065

後測 -- -- 0.636**

延宕測 -- -- --

**P<.01; ***P<.001

四、小結

總和各類型的自我解釋數量以圖文組最多，再來依序是圖格文組、格文組、文組，顯見在教材中附加與教學內容相關的圖片確實對受試者有增進自我解釋數量之益，而此亦和 Cox (1999)、Ainsworth 和 Loizou ( 2003) 的結果一致。但這樣的結果卻和 Wilkin(1997)有所不同，研究者認為此乃由於 Wilkin 讓受試者進行的自我解釋過程和上述 2 篇研究方法不同所導致而來：Cox (1999)、Ainsworth 和 Loizou ( 2003)皆是以提供圖片的方式讓受試者自行產生自我解釋，但 Wilkin(1997)卻是由受試者自行繪圖後再對自己所繪的圖加以我解釋。從這可看出，教材中所提供的圖片正確性必定比自行

(26)

繪製的圖來得高，而受試者在閱讀過程中剛開始的想法或許和教材敘述的內容不盡相同甚或相反，但藉由之間的概念衝突和辨異，或許在自我解釋之時，一方面整合舊經驗、一方面將其連結至新知識，如此便能習得新的觀念。但 Wilkin 讓受試者在讀完教材後，才自行畫出運動力圖，再對其自我解釋，或許由於這樣的流程，才會有這樣的結果。

再者，在各類型的自我解釋中，目標導向的自我解釋、情境精緻的自我解釋及講述摘要或大意的自我解釋以 Kruscal-Wallis Test 考驗後達顯著差異，其中目標導向的自我解釋以文組和圖文組最多，此乃因文組的 W07、

圖文組的 P04，這 2 名學生多作此類自我解釋，因此和個人發言習慣有關。

情境精緻的自我解釋則以圖文組和圖格文組分居第一、第二，由此可知附有圖片的組別在此一類型的自我解釋均比無圖片的組別數量來得多，顯見圖片確如 Ainsworth 及 Loizou ( 2003)所言，其能幫助學生瞭解整個情境的限制，降低了文字所描述的抽象性。講述摘要或大意的自我解釋則以格文組和圖格文組比較多，因其表格的呈現方式乃為二維，可讓學生由上至下、

由左至右的觀看而具有提綱挈領的功能，所以能幫助學生在學習時瞭解概念間前後左右的關係。

至於之後的數類自我解釋，研究者認為和個人的發言習慣有關；有些學生在閱讀課文後，習慣先說明自己覺得該段是對或錯，有些則是瞭解與否的監控句，而有些學生則不會，因此各組中凡有此類自我解釋多集中於某位受試者，而其餘同組受試者就變得較無此類自我解釋。

甚多研究（邱美虹，1994；Aleven & Koedinger, 2002 ; Ainsworth &

Loizou,2003; Chi et al.,1989 ; Chi et al.,1994 ;Hessler & Jong, 1990; Nathan, Mertz & Ryan ,1994; Pirolli＆ Recker,1994 ;）均指出若受試者能提出較多自我解釋者，其學習表現會比那些產生少量自我解釋者為佳，而由自我解釋數量和後測之皮爾遜相關係數 0.541、和延宕測之皮爾遜相關係數

0.640，且皆為顯著差異的情下來看，亦與上述研究結果一致。

(27)

第三節各組閱讀及自我解釋型態分析

本節主要是將受試者在閱讀時進行自我解釋的情形加以記錄，並探討 3 種不同表徵互相結合配置的教材，受試者的閱讀和自我解釋的型態有哪些？由於文組教材內容僅含文字，並無其他表徵，因此在本節內不予討論，

以下僅就格文組、圖文組、圖格文組三組依序加以討論：

一、格文組：文字+表格

格文組的教材中包含了文字和表格 2 種表徵，因此學生們在閱讀教材時，研究者根據時間長短將閱讀及自我解釋的型態分為五類：

(一) 第一類：讀文、讀表、讀文再自我解釋，所費時間為第一次讀文時間最久，而之後讀文所費的時間均比讀表來得久，換言之，時間依序遞減，最後才進行自我解釋，如 T01、T03。

T01

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

start 讀文讀表自我解釋

圖 4-3-1 格文組第一類閱讀及自我解釋型態示例

（二）第二類：讀文、讀表後即自我解釋，有時讀文的時間會比讀表久，有時則約略相同，之後即進行自我解釋，如 T08。

(28)

T08

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

start 讀文讀表自我解釋

圖 4-3-2 格文組第二類閱讀及自我解釋型態示例

（三）第三類：讀文後馬上自我解釋，之後再讀表格再自我解釋，文字和表格皆不會混合參看，但讀文和讀表的時間約略相近，而自我解釋隨著讀完文字或表格後立即開始，如 T05。

T05

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 start

讀文自我解釋讀表

圖 4-3-3 格文組第三類閱讀及自我解釋型態示例

（四）第四類：受試者皆待該單元所有的活動都結束後，才會想到要去讀表格，換言之學生們在自我解釋其間是沒有閱讀表格的，

所以就自我解釋而言，表格對這 3 名學生來說並沒有多大的作用，此類型受試者分別為 T02、T06、T07。而參照其後測表現，

可以發現這三位在該組後測或延宕測中表現屬於中等程度。事

(29)

後研究者也有詢問這 3 名學生對表格的看法，他們大多認為表格對於瞭解教材內容並無多大助益；詢問之口語原案如下，*T 表研究者，*S 表學生，T02 表受試者代碼：

*T:你們好像都不太看表格，為什麼呢？

*S:因為看字就懂啦！表格沒什麼用！（T02）

*S:不太習慣看表格，覺得文字都講完了（敘述清楚之意）

（T06）

*S:

就覺得看字就可以瞭解了！（T07）

T02

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

start 讀文自我解釋師生問答讀表

圖 4-3-4 格文組第四類閱讀及自我解釋型態示例

（五）第五類：讀文完後即自我解釋，之後也不會去讀表，如 T04 在閱讀時皆只讀文字，縱使看了表格也只是驚鴻一瞥，而且在閱讀的過程中總共只看表格一次，之後皆未曾看過，觀其後測或延宕測之表現其亦屬該組較低者。此外研究者與其共同進行閱讀及自我解釋的流程時發現：該生在閱讀文字時，

耗費時間頗長，在需瞭解文字又需瞭解表格所述為何的情形之下，著實有些捉襟見肘，因此主力皆放在平日閱讀上較為熟悉的表徵─文字。

(30)

T04

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30

start 讀文自我解釋

圖 4-3-5 格文組第五類閱讀及自我解釋型態示例

最後研究者將這五類型態繪製如下表 4-3-1 所示，以利讀者了解格文組各類閱讀及自我解釋型態之異同：

表 4-3-1 格文組各閱讀及自我解釋型態及人數分佈類

別閱讀及自我解釋型態格文組學生編號

（n=8）

一

讀表

讀文讀文自我解釋

T01、T03

二

讀表

讀文自我解釋

T08

三

自我解釋自我解釋

讀文讀表

T05

四讀文自我解釋（最後才看表） T02、T06、T07

五讀文自我解釋 T04

*箭頭長度表示時間長短

(31)

綜上所述，由其閱讀及自我解釋型態中可發現在後測或延宕測表現較差者，較不喜歡看表格而偏好文字，對於表格通常只是匆匆一瞥，甚至只看一次便不再看，在閱讀上只能算是以文字為主，此外他們亦多半認為表格對瞭解教材內容無所助益；至於格文組中表現較佳者，如 T05、T08 在讀文字及表格所花的時間皆傾向平均分配。從這裡可以發現雖然研究對象皆為中等能力者，但若從其閱讀型態推其後測及延宕測成績表現優劣的結果觀之，實和張欣怡（1997）的研究發現相近。張欣怡（1997）認為高能力學生（高學習成就者）傾向在閱讀文字和表格時，兩者交錯進行，且讀文和讀表所花的時間相近，而低能力學生（低學習成就者）則慣將表格略過，而以閱讀文字為主。本研究中，格文組表現佳者所採閱讀型態和張欣怡（1997）高能力學生相同，而表現較為不佳者則和其研究之低能力者相近。

二、圖文組：文字+圖形

圖文組的教材中包含了文字和圖片 2 種表徵，研究者將受試者在閱讀教材及自我解釋型態分為五類，以下分別介紹：

（一）第一類為讀文、讀圖後即自我解釋，但有的會重複讀文、讀圖兩次後才自我解釋，不論重複次數為一或二，其讀文時間都較讀圖時間來得久，但在讀圖時也非匆匆一瞥，這類自我解釋型態的受試者有 P03、P08。

P03

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30

start 讀文讀圖自我解釋

P08

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

(32)

圖 4-3-6 圖文組第一類閱讀及自我解釋型態示例

（二）第二類為讀文、讀圖、讀文再讀圖之後才自我解釋，但讀文時間皆比讀圖時間短，這類自我解釋型態的學生有 P01、P06，這 2 位都有反覆讀文、讀圖的習慣，但以讀圖所花的時間較久，此外 P01 這名學生每當讀完該段或是讀完圖後皆會停頓很久，須待研究者提醒才會慢慢的自我解釋，研究者也發現 P01 對自我解釋的學習方式有些膽怯，似乎有點不知如何進行的感覺，經研究者一再鼓勵並告知貴班導師並不會知道此次學習活動的表現如何後，各單元的停頓時間才稍稍縮短。至於 P06 在自我解釋時就毋須研究者提醒，

他會主動說明他想到的及其他有關教材內容的相關概念。

P06

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30 35

P01

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

start 讀文讀圖提醒自我解釋自我解釋

圖 4-3-7 圖文組第二類閱讀及自我解釋型態示例

（三）第三類為讀文、讀圖再讀文之後才進行自我解釋，且其閱讀時間由第一次讀文花費時間最長，之後讀圖、讀文所花時間則依次遞減，

如 P02、P04。

(33)

P02

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30

P04

時間((秒)

0 5 10 15 20 25 30 35 40

圖 4-3-8 圖文組第三類閱讀及自我解釋型態示例

（四）第四類為讀文後讀圖再自我解釋，而讀文和讀圖的時間約略相同，

如 P05。

（五）第五類為讀文後即自我解釋而不會去讀圖，如 P07。該生在閱讀過程中常不斷詢問「為什麼要這樣做？」，主要是因為他非常不喜歡自我解釋這樣的學習方式，所以只是一直說「不知道」、「為什麼要做這些事」，雖然研究者一再解釋，但仍舊強烈的排斥。事後問該生為什麼不喜歡這樣的活動，才得知其非常討厭上自然課。

研究者亦進一步詢問他平日餘暇時間都做些什麼，該生回答多半以玩電動、看電視居多。之後研究者再進一步問到都看何種類型的節目，則回答多半觀看連續劇或鄉土劇之類節目，對於有些孩童偶爾會看的 Discovery 頻道或動物頻道等介紹一些自然世界的節目則表示從來不看。

P05

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 start

讀文讀圖自我解釋

P07

時間(秒)

0 5 10 15 20 25 30

start 讀文自我解釋

圖 4-3-9 圖文組第四類及第五類閱讀及自我解釋型態示例

(34)

最後研究者將這五類型態繪製如下表 4-3-2，以利讀者了解圖文組各類閱讀及自我解釋型態之異同：

表 4-3-2 圖文組各閱讀及自我解釋型態及人數分佈類

別閱讀及自我解釋型態圖文組學生編號

（n=8）

1-1 讀圖

讀文自我解釋

P03 一

1-2 讀圖讀圖

P08

2-1 讀圖讀圖

P06

二 2-2

讀圖讀圖

讀文讀文讀文

自我解釋

P01

三

讀圖

讀文讀文

自我解釋

P02、P04

四

讀圖

讀文自我解釋

P05

五讀文自我解釋 P07

(35)

從這五類閱讀自我解釋型態和後測、延宕測的表現來看，可以發現第一類型態的學生 P03 和 P08 為圖文組中兩次測驗中表現最好的受試者。第二、第四類則為該組表現中間者，第三類為次優者，至於第五類則為該組表現較差的，從其閱讀和自我解釋順序和後測及延宕測的表現，可以發現得分較高的學生均有文、圖參看的行為再作自我解釋，反之得分較差的學生則無此種行為。

三、圖格文組：文字+表格+圖形

圖格文組的教材中包含了文字、圖片和表格 3 種表徵，因此學生們在閱讀教材時會有怎樣的情形呢？研究者依其閱讀和自我解釋型態分為六類，以下分別介紹圖文組各類型之閱讀及自我解釋型態：

（一）第一類為讀文、讀圖、讀表再讀文後才作自我解釋，但有的是讀文時間較久，有的則是讀圖時間較久，但不論何者，皆為閱讀了圖片及表格才作自我解釋的順序是一樣的，如 M01、M02。

M01

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

start 讀文讀圖讀表自我解釋

M02

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

圖 4-3-10 圖格文組第一類閱讀及自我解釋型態示例

（二）第二類為讀文、讀圖、讀表重複兩次後才自我解釋，但讀圖時間皆比讀文時間久，如 M04。

(36)

M04

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

圖 4-3-11 圖格文組第二類閱讀及自我解釋型態示例

（三）第三類為讀文、讀圖再讀文之後才進行自我解釋，或是讀文、

讀表再讀文之後才進行自我解釋，受試者無固定的閱讀型態，

且其閱讀時間以自己充分瞭解與否作為依據，所以讀文或讀圖、讀表的時間皆不一定，至於閱讀順序亦同，也是以其是否充分瞭解教材所述而定，如 M06。

M06

時間（秒）

0 10 20 30 40 50 60 70 80

start 讀文讀表自我解釋讀圖

圖 4-3-12 圖格文組第三類閱讀及自我解釋型態示例

（四）第四類為讀文、讀圖再讀文後才自我解釋，而讀圖的時間則比讀文來得久，如 M08。

(37)

M08

時間（秒）

0 5 10 15 20 25 30

圖 4-3-13 圖格文組第四類閱讀及自我解釋型態示例

（五）第五類為讀文完後自我解釋，再去讀圖再自我解釋，讀文和讀圖兩者不會交互參看，至於讀文、讀圖的時間則相近，如 M07。

M07

時間（秒）

0 15 30 45 60 75 90 105 120

start 讀文自我解釋讀圖

圖 4-3-14 圖格文組第五類閱讀及自我解釋型態示例

（六）第六類為讀文後進行自我解釋，沒有讀圖或讀表，如 M03、M05。

M03

X Data

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 start

讀文自我解釋

圖 4-3-15 圖格文組第六類閱讀及自我解釋型態示例

(38)

最後研究者將這六類型態繪製如下表 4-3-3，以利讀者了解圖格文組各類閱讀及自我解釋型態之異同：

表 4-3-3 圖格文組各閱讀及自我解釋型態及人數分佈類

別閱讀及自我解釋型態

圖格文組學生編號

（n=8）

1-1 讀圖讀表

讀文讀文

自我解釋

M01

一

1-2 讀圖讀表

讀文讀文

自我解釋

M02

二

讀圖讀圖讀文讀文

讀表讀表

自我解釋

M04

三

讀圖

讀文讀文自我解釋讀表

M06

四

讀圖

讀文讀文

自我解釋

M08

(39)

五

自我解釋自我解釋

讀文讀圖

M07

六讀文自我解釋 M03、M05

前三類的學生皆先有讀圖或讀表才作自我解釋，而第四、五、六類的學生則無，而由其後測及延宕測的結果可以發現，在進行自我解釋前有讀圖或讀表的學生，其表現會比沒有讀圖或讀表的學生來得好，縱使在後測成績表現相同，但確可於延宕測的成績中看出，其不若將文、圖、表三者交互參看者佳。

四、小結

在文字、表格、圖片 3 種不同表徵組合的教材中，格文組的閱讀及自我解釋型態有五類、圖文組有五類，圖格文組則有六類，在這三組不同的閱讀及自我解釋型態下，研究者發現若只有讀文便自我解釋的學生，不論哪一組皆為該組得分最低者，因此以中等能力的學生而言，只看文字而將表格或圖片省略不看者，其在學習成就上之表現較為不佳。張新仁與邱上真（1992，引自張欣怡，1997）的研究中亦有指出在學習成就為高分組者，

常以交互參看的方式學習，而低分組的同學則以直線進行的模式學習。本研究對象雖為中等能力者，但由研究結果觀之和張新仁與邱上真（1992）

的發現一致。針對不喜歡看圖、表者有 T04、P07、M03、M05 共四人，翻閱逐字稿發現他們都有其共同點，就是覺得文字敘述就足夠供其作自我解釋，而且他們也都有不喜歡自然課、不喜歡自我解釋的傾向，因為平常都不是用這樣的方式上課的，但未看表格或圖片並非全然是看不懂，有些受試者只是覺得不需要罷了！此外，在這 4 人的學習成就上，不論在後測或延宕測驗中的理解題、統整題表現，都是該組較差者，因此在閱讀過程中若有閱讀教材中添加的圖片或表格，著實有助於上述兩種題型的表現，此亦為不同組別在閱讀上的共通點！

(40)

第四節認知負荷

本節主要於第一部分分析不同表徵的配置方式對於受試者所感到的認知負荷有無影響，而第二部分將討論不同表徵配置的教材所造成的認知負荷和學習成效是否相關；再來分別於第三部分、第四部分討論在教材中含有相同表徵的組別，其認知負荷的程度有無差別；最後一部分則為本節之小結與討論。

一、各組認知負荷之比較

本部分之分析依據各組填寫認知負荷量表的選答所得分數而來，但本研究之認知負荷量表，不若其他研究者（如宋曜廷，2000；徐易稜，2001；郭璟諭，2003）

是以整體教材作為評斷其認知負荷高低的單位，而是以各單元之各概念為單位，

希望能更細緻的將學生們的認知負荷之差異區分開來，之後再加以總計而得。

首先將各組總和後的成績輸入SPSS，經Kruscal Wallis Test考驗顯示四組未達顯著差異（X²（3）=4.67，見表 4-4-2）。但從表 4-4-1 可以看到，雖然四組未達顯著差異，但圖文組的認知負荷量乃為四組中最低的，再來由低至高依序為圖格文組、格文組和文組。

表 4-4-1 四組學生認知負荷之平均值及標準差

文組 155.50 21.72

格文組 142.63 21.31

圖文組 129.13 19.92

圖格文組 139.13 20.95

(41)

表 4-4-2 四組學生認知負荷之 Kruscal Wallis Test 比較

文組 8 150 22 4.67

格文組 8 140.5 16.94

圖文組 8 132.5 12.25

圖格文組 8 142.5 14.81

根據此結果，再比照四組的後測和延宕測之表現，可以發現若學生在學習時感知到較高的認知負荷，其將會有較差的學習成效（見下圖 4-4-1、圖 4-4-2）；

反之若持有較低的認知負荷則會有較佳的學習成效，從認知負荷理論的角度來看亦是如此（Paas & van Merrienboer, 1994; Sweller et al., 1998; van Merrienboer &

Sweller, 2005）。

得分平均

0 20 40 100 120 140 160 180

認知負荷平均後測平均

圖 4-4-1 認知負荷與後測得分平均比較圖

(42)

文組格文組圖文組圖格文組得分

平均

0 20 40 100 120 140 160 180

認知負荷平均延宕測平均

圖 4-4-2 認知負荷與延宕測得分平均比較圖

總括來說，文組和其他三組相較之下，之所以認知負荷量會最高，研究者認為僅由單一表徵欲瞭解新學習的概念，或許有些難度，更甚者有些詞彙如授粉、

子房、胚珠等，受試者有些根本沒聽過，因此要在文字敘述中瞭解他們的涵義不禁讓他們有些困難，以至於在學習時所感到的認知負荷最高。

再來，圖格文組的認知負荷量大於圖文組，在學習成效上也不若圖文組好。

若從認知負荷的理論來看，會有這樣的結果，研究者認為此乃分散注意力效果 (Split-attention effect)，分散注意力發生的原因是學習者在學習時有不同資訊的來源，導致學習者需要將他們的注意力分開，得花較多的心力才能將不同來源的資訊整合起來而瞭解文章內容（Sweller et al., 1998）。

此研究結果也和 Chandler 及 Sweller (1991)一致，其認為圖形和文字整合恰當與否，會影響學習者的認知負荷。況且文字、圖片、表格三者皆屬視覺模態，

就認知負荷理論而言，任一知覺的工作記憶區若負擔過重，在學習時都會增加多餘的認知負荷而導致學習成效較為不佳（Paas & van Merrienboer, 1994; Sweller et al., 1998; van Merrienboer & Sweller, 2005）。

(43)

二、認知負荷與學習成效之相關

從上述的分析結果可以知道認知負荷量越高者，其學習成就便越差，但兩者之間的相關性為何呢？有鑑於此，研究者便將 32 名學生的認知負荷量表得分和後測及延宕測作皮爾遜相關考驗，所得結果如下表 4-4-3 所示：認知負荷和後測之相關係數為- .326；而其和延宕測之相關係數為- .368，兩者均為負相關且皆達顯著差異，至於相關程度則為中等程度相關。

由此可知認知負荷量越低者，其學習成就就越佳，反之則越差。此結果乃和 Baddeley(1992)所提出的工作記憶理論一致，因為工作記憶區的容量有限，所以當學習者需要用到大量工作記憶區的認知資源才能理解教材內容時，記憶區的容量又無法一次容納，乃至於個體感受到壓力與負荷以致學習效果不彰。

表 4-4-3 認知負荷和學習成效之皮爾遜相關

後測延宕測

認知負荷 - 0.326* - 0.368*

後測 -- 0.645**

延宕測 -- --

*P<.05；**P＜.01

三、格文組與圖格文組對表格的認知負荷之比較

由下圖 4-4-3 的比較可看出格文組認為表格的容易程度較圖格文組高（格文組：62.96％＞圖格文組：27.96％），且兩者相差近 35％，顯然地圖格文組對於表格的認知負荷遠大於格文組，之前的整體比較中有提過圖格文組可能因呈現的資訊來源太多，而造成較多的認知負荷（分散注意力效果），現在再從格文組和圖格文組對表格的認知負荷來看，便可以明顯的說明在教材中放置同一種表徵

（表格），倘若提供的資訊已充足，再加入其他的表徵便會使得學生增加認知負

(44)

荷了。

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

格文組圖格文組

負荷度

％

非常困難困難有點困難難易適中還算容易容易非常容易

圖 4-4-3 格文組與圖格文組之表格認知負荷比較

四、圖文組與圖格文組對圖片的認知負荷之比較

由下圖 4-4-4 的比較可看出圖文組認為圖片的容易程度較圖格文組高（圖文組：29.63％；圖格文組：21.78％），但兩者相差的情形不若表格的差值那麼多，

顯然地圖格文組對於圖片的認知負荷大於圖文組，由此結果觀之，倘若一種表徵提供的資訊已足夠，再添入其他的表徵便會使得學生增加學習上的認知負荷。

至於兩組對圖片的認知負荷相較於表格的認知負荷之差值小了很多，推究其原因，研究者由圖格文組學生閱讀的過程中發現，大部分的受試者讀圖的時間多於讀表（僅有該組學生 M06 例外），或雖有讀表，但也是匆匆一瞥並不加以細看，

研究者曾詢問該組數名學生，問其原因，後才瞭解到對於初學此概念的學生而言，圖片需要花較多的時間和文字敘述作相互對照，雖然所花的時間較久，但是所建立起的整體概念及心像較讀表格完整，因此學生們多半不願意將時間花在讀表格上，反而偏好讀圖片；所以當教材中同時含有圖片及表格兩者之際，對學生在學習時的認知負荷而言，讀表格的認知負荷（分散注意力效果）程度則較為偏高。

(45)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

圖文組圖格文組

負荷度

％

非常困難困難有點困難難易適中還算容易容易非常容易

圖 4-4-4 圖文組與圖格文組之圖片認知負荷比較

五、小結與討論

（一）由認知負荷量表所得分析之量化總和結果如下：

1. 四組認知負荷得分：四組在認知負荷量表的得分上無顯著差異（X²（3）

=4.67，P ＞.05），但可由其得分平均值看出雖未達顯著差異，文組的認知負荷量為之最高，而圖文組的認知負荷量最低（文組：155.50＞格文組：

142.63＞圖格文組：139.13＞圖文組：129.13）。

2. 兩次測驗和認知負荷量之平均值相互比較：可發現若學生在學習時感到較高的認知負荷，將會有較差的學習成效（見圖 4-4-1、圖 4-4-2）；反之若感到較低的認知負荷則會有較佳的學習成效。

3. 認知負荷和學習成效之相關性：從表 4-4-3 可知，認知負荷和後測之皮爾遜相關係數為- .326；和延宕測之皮爾遜相關係數為- .368，相關程度為中度相關，且認知負荷和兩次測驗均達顯著差異，顯見其確有相關性存在，

也由此可知，在學習時認知負荷量越低者，其學習成就越佳，反之則學習成就越差。

(46)

4. 格文組和圖格文組對表格的認知負荷：由兩組受試者勾選容易程度的比例來看（格文組：62.96％＞圖格文組：27.96％），格文組對表格所感到的認知負荷較低且兩者相差近 35％，顯然地圖格文組對於表格的認知負荷遠大於格文組，由此可說明倘若教材中提供的資訊已充足，再加入其他的表徵便會使得學生增加多餘的認知負荷。

5. 圖文組和圖格文組對圖片的認知負荷：圖文組的受試者認為讀圖片的容易程度較圖格文組高（圖文組：29.63％；圖格文組：21.78％），但兩者相差的情形不若表格的差值那麼多，僅相差約 8％；但圖格文組的受試者對於圖片的認知負荷亦大於圖文組；由此結果觀之，倘若一種表徵提供的資訊已足夠，再添入其他的表徵即會使得學生增加學習上的認知負荷，此亦同上述第 4.項結果。

（二）綜合討論

認知負荷雖於四組未達顯著差異，但各組相較之下其得分平均值亦有所差距，顯見教材中表徵提供的訊息各有不同，而其對學生在學習時確有影響，當教材中提供表格、圖片時，學生能藉由兩者和文字相互參照，因此得到的概念較為整體性，也因而從學習成效來看比文字組好，而文組在四組中之所以認知負荷量最高，研究者認為僅由單一表徵便要瞭解新學習的概念，或許有些困難，像授粉、子房、胚珠等專有名詞，受試者根本沒聽過，因此要在文字敘述中瞭解教材的概念還需建立彼此間的關連性，使其感到較高的認知負荷，以至於認知負荷量最高，學習成效也最為不佳。再來，在圖格文組的教材中已含有 3 種表徵，在 3 種表徵需同時整合、時間又有限的情形下，對學生學習而言便會覺得有些捉襟見肘，因此圖格文組整體的認知負荷都比圖文組來得高；關於圖格文組對表格或圖片的認知負荷的單一比較也都比格文組、圖文組要來得高。

Marcus, Cooper 和 Sweller（1996）曾指出在教學過程中，影響認知負荷的三個因素，分別為學習者的先備經驗、教材的特性及教材的組織；究其先備經

(47)

驗的有無，可說是認知負荷的首要來源，因為其乃關係著學習者能否瞭解學習內容，教材的訊息量是否超出該生運作記憶所能負荷。至於教材的特性，教材的內在要素間相互關聯的程度亦是形成認知負荷的另一個原因。最後一點則為教材的組織，為因應不同訊息的特性，Marcus 等人（1996）咸認為皆應以適當的方式呈現，否則將造成無謂的認知負荷。此點研究者認為可解釋為何圖格文組不論是對表格或對圖片的認知負荷均比含有相同表徵的組別來得高。由於受試者對於所學概念甚為陌生，應可算為生手，故其於初學之時，文、圖、格應採整合方式而不以分離方式呈現，此法才稍可減除圖格文組對表格或圖片所形成多餘的認知負荷（Bobis, Sweller & Cooper, 1993; Chandler ＆ Sweller, 1991;

Kalyuga, Chandler & Sweller, 1998 )，但教材中卻採分離方式呈現，乃至於圖格文組對表格或對圖片的認知負荷均比格文組、圖文組要高。

(48)

第五節學生的迷思概念與概念改變

本節將探討各組受試者的迷思概念與概念改變，根據教材單元共分為 3 部分：花的構造與功能、植物的繁殖及動物的繁殖方式。

一、第一單元--花的構造與功能

(一)花各部位功能

在本單元所需習得的概念有：花有各種不同的形狀與氣味，基本構造為和及其功能，另外還有利用不同的媒介可幫忙「傳粉」，授粉後子房膨大成果實，

胚珠會發育成種子，而果實可保護種子讓它在不受外界干擾下慢慢成熟，並幫助種子散佈到各地。

從下表 4-5-1 可以看到第一個題目「花如何吸引昆蟲？」，學生填答的正確率由前測的 78.1％變成 71.88％，從中可發現學生存有「果實可用來吸引昆蟲」的迷思概念，因為它從 3.1%變為 9.4%，提高將近 6%，當然在教材中也有提到果實的功用，但並不是吸引昆蟲，學生會有這樣的想法可能是認為昆蟲也可以吃植物的果實，所以選擇「果實可用來吸引昆蟲」這個選項；第二個題目由學生的正確率可以發現前測和後測相同，但第 2 個選項「使花朵更美」的比率卻提高不少，這和王美芬（1992）的研究發現相同，她提到花的功能在不同的年齡有著不同的認知，在中年級的學生會認為花粉只是為了讓花朵更美，所以該選項的選擇率便因而提升！在教材中也有提到花各部位的功用，當文字描述其功用時，學童在一開始或許沒有聽過一些屬於花的科學專有名詞，以致於在不熟悉卻又必須在一定時間內瞭解的情況下，可能會讓受試者感到有些抽象或艱澀，所以這一題，文組學生答此選項者是各組中最多的。再來是第三題「果實對植物的主要功能」，從表 4-5-1 可以看到在前測第 1 個選項和正確選項的百分率相近，從這裡也可發現學生認為「果實是提供種子養分」的迷思概念普遍存在；雖然後測正確率有所提升，但選第 1 個選項的還是將近有 30％，此外受試者在前測中選「提供種子發芽的養分」

第肆章 研究結果與討論