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研究生:曾詩婷
研究生(外文):Shih-Ting Tseng
論文名稱:應用隔離互動元素於教材設計對高中生認知負荷與學習成效之影響
論文名稱(外文):The Effects of Isolated-interacting Elements in Instructional Design on Senior High School Students’ Cognitive Load and Learning Outcomes
指導教授:蔡欣玶蔡欣玶引用關係
指導教授(外文):Shin-Ping Tsai
口試委員:崔夢萍梁雲霞
口試日期:2013-07-15
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北教育大學
系所名稱:課程與教學研究所
學門:教育學門
學類:綜合教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:165
中文關鍵詞:認知負荷隔離互動元素先備知識眼動追蹤
外文關鍵詞:cognitive loadisolated-interacting elementsprior knowledgeeyetracking
相關次數:
  • 被引用被引用:2
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本研究根據認知負荷理論,旨在探討不同教材設計的呈現(隔離互動元素與互動元素)與學生不同先備知識程度(高先備知識與低先備知識),對其認知負荷與學習成效的影響,並探討認知負荷與學習成效的相關性。依據研究目的與問題,本研究方法採多因子實驗設計,其中自變項為教材設計與先備知識,依變項為認知負荷與學習成效,主要的研究對象選自北部一所高中的兩班二年級學生,共計40人。研究者根據蒐集來的資料,採量化與質性的分析方式進行分析,在量化部分,以學生在先備知識測驗與學習成效測驗的成績進行學習成效之評估,並以認知負荷量表與眼動追蹤儀器,測量學生所感知的認知負荷;在質性部分,本研究以書面文本與訪談等方式進行資料蒐集與分析。研究結果發現:
一、教材設計與先備知識,在認知負荷與學習成效未呈現交互作用。然而,從認知負荷量表結果可發現在隔離組的低先備知識學生,相較於同組的高先備知識學生,具較低的認知負荷;而在互動組的高先備知識學生,相較於同組的低先備知識學生,具有較低的認知負荷。
二、不同教材設計對認知負荷無顯著影響,但對學習成效有顯著影響,其中隔離組學生的學習成效顯著優於互動組。
三、先備知識對認知負荷有顯著影響,但對學習成效不具影響。高先備知識學生感知的主觀認知負荷顯著低於低先備知識學生。
四、認知負荷與學習成效不具相關性。

Based on the cognitive load theory, this study attempted to explore the effects of the type of instructional design (isolated-interacting elements and interacting elements) and the level of students’ prior knowledge (high prior knowledge and low prior knowledge) on students’ cognitive load and learning outcomes, as well as to explore the correlation between students’ levels of cognitive load and learning outcomes. According to research purposes and questions, this study adopted multifactorial experimental designs, in which there were two independent variables as the instructional design and students’ levels of prior knowledge and two dependent variables as students’ levels of cognitive load and learning outcomes. The participants were 40 students who from two classes of a senior high school. After collecting data, the researcher applied both quantitative and qualitative methods to analyze data. In quantitative data analysis, the pre- and post-tests were used to estimate students’ levels of prior knowledge and learning outcomes. In qualitative data analysis, students’ documents and interview transcripts were collected and analyzed. In addition, a cognitive load questionnaire and an eye tracker were used to measure student’s levels of cognitive load. The results of this study indicated that:
1.There was no interaction effect between instructional designs and students’ prior knowledge on students’ levels of cognitive load and learning outcomes. However, in the isolated-interacting group, students with low prior knowledge had a lower level of cognitive load than students with high prior knowledge, whereas in the interacting group, compared with students with low prior knowledge, students with high prior knowledge had a lower level of cognitive load.
2.The instructional designs did not have a significant effect on students’ cognitive load, whereas had a significant effect on students’ learning outcomes. Students in the isolated-interacting group performed significantly better than those in the interacting group.
3.Students’ prior knowledge had a significant effect on students’ cognitive load, whereas had no significant effect on their learning outcomes. Students with high prior knowledge had a significantly lower level of cognitive load than those with low prior knowledge.
4.There was no correlation between students’ cognitive load and learning outcomes.

目次
摘要 i
Abstract ii
目次 iv
表次 vi
圖次 viii
第一章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的與問題 5
第三節 名詞釋義 6
第四節 研究範圍 9
第二章 文獻探討 11
第一節 認知負荷的理論基礎 11
第二節 隔離互動元素效應對認知負荷與學習成效之影響 30
第三節 先備知識對認知負荷與學習成效之影響 39
第三章 研究設計與實施 45
第一節 研究方法 45
第二節 研究架構與流程 46
第三節 研究對象 54
第四節 研究工具 57
第五節 資料處理 74
第六節 研究倫理 76
第四章 研究結果與討論 77
第一節 先備知識同質性分析 77
第二節 教材設計與先備知識對認知負荷與學習成效之影響 78
第三節 眼動資料分析 85
第四節 綜合討論 92
第五章 結論與建議 103
第一節 結論 103
第二節 研究建議與限制 106
參考文獻 111
附錄一 應用隔離互動元素之教案設計 121
附錄二 應用互動元素之教案設計 127
附錄三 教學者訪談大綱 133
附錄四 眼動追蹤注意事項、指導語與眼球校正 135
附錄五 學生訪談大綱 137
附錄六 先備知識測驗 139
附錄七 先備知識測驗之雙向細目表 141
附錄八 隔離互動元素教材設計 143
附錄九 互動元素教材設計 149
附錄十 高中學生認知負荷調查問卷 155
附錄十一 學習成效測驗 157
附錄十二 學習成效測驗之雙向細目表 159
附錄十三 眼動先備知識測驗 161
附錄十四 眼動學習成效測驗 163
附錄十五 家長同意函 165

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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