美感教科書第三季 - 眼動研究成果報告

Page 1

國⼋公⺠ 社 團 法 ⼈ 美 感 細 胞 協 會

美感教科書第三季

⼩三⾃然

眼動研究成果報告 符應認知歷程的教科書設計初探研究


O P E N I NG

序 謝謝⼤家的⽀持,讓美感教科書能夠嘗試全新的設計,

除了教學現場師⽣所給予的回饋外,我們⼀直希望能將美感

持續地向⼤眾證明:教科書值得更好的品質。

教科書的成果化作更科學性實驗結果,因此在募資計畫的第 三個延伸⽬標:「眼動儀精準實驗」解鎖後,與清⼤陳明蕾 教授團隊開啟「美感教科書設計與學⽣認知歷程」研究計

在計畫初始,我們訪問了教科書出版社編輯,了解每⼀

畫,運⽤眼動儀追蹤技術,了解學⽣在閱讀美感教科書時的

科的編輯理念與知識點架構、教師現場教學的流程與所

閱讀順序、閱讀時間⻑短與閱讀熱點,⽤最直接的數據化成

需。之後花了⾮常多時間討論、設定每⼀本美感教科書

果來檢視美感教科書的成效。

要突破與達成的⽬標,每⼀本美感教科書並⾮只是表⾯ 變得「好看」⽽已,期待透過導⼊美感元素與教育設計

期待這次的研究成果,未來能被應⽤在教科書當中,設計出

⽅法的課本,讓教師在教學現場更好教,同時提升學⽣

符合學⽣閱讀需求的教科書,讓設計成為教育最好的助⼒!

的學習興趣。

2


研 究 動 機

美感教科書計畫,透過規劃設計、現場使⽤、初探研究三個階 段,藉此了解「依教育設計原則重新設計的教科書,是否也有

為什麼

助於降低認知負荷、提升學習?」

我們要做眼動研究?

環台發書後,除了請學⽣與⽼師提供使⽤回饋意⾒外,⻑期推 動閱讀教育的柯華葳教授建議我們使⽤「眼動儀」,了解美感 教科書的成效,於是,我們開始了與清⼤三研⽽⽴閱讀研究中 ⼼合作研究。

3


研 究 ⽬ 的 閱讀的過程中,眼球運動是眼跳 (saccade) 和凝視 (fixation )

運⽤眼動儀驗證 設計是否對學習有幫助

交替組成,因此讀者閱讀⽂本時的這兩個眼動⾏為,可做為評 估閱讀理解歷程之有效指標。

透過⽐較學⽣閱讀美感教科書與原版教科書的眼動歷程,可檢 視該設計原則對學⽣閱讀教科書歷程的影響。

4


眼 跳

跳視的⻑度可反應訊息的密度程度, 訊息密度愈⼤,跳視的⻑度就愈短。 眼跳距離⻑表⽰學習者能處理較多資訊, 理解能⼒較好。

凝 視

平均凝視時間可反應出實驗內容對參與者 的難易程度 ( 或所需⼼智資源的程度 ),愈 困難的內容平均凝視時間就愈⻑。 可透過熱區圖觀察凝視時間的⻑短

眼跳距離短

塞翁失⾺,焉知⾮福

眼跳距離⻑

塞・・⾺,焉・・福

5


研 究 流 程

如何驗證 美感教科書 成效 ⽂本挑選 美感教科書設計以「不調整原教科書⽂字」,透過 教育設計⽅法符應教學⽬標,重新設計圖形、插 畫、排版、資訊圖像等。 依據美感教科書第三季各本主題企劃,綜合、體 育、數學偏向以互動⽅式激發學習動機,因此挑選 以版⾯閱讀內容為主的「⾃然」及「公⺠」兩科, 作為本次的實驗⽂本。

6


研 究 流 程

如何驗證 美感教科書 成效 實驗⽅法 將美感教科書與原版教科書,挑出同內容範圍各四 篇⽂本,每位參與者皆會閱讀兩篇美感教科書⽂本 與兩篇原版教科書⽂本。每閱讀完⼀篇⽂本,回答 有關⽂本重點與內容問題。 ⽐對參與者閱讀兩種⽂本的眼動模式,檢視美感教 科書的設計原則對學⽣閱讀歷程與學習的影響。

7


研 究 限 制

本實驗最適合的受試對象為該年級,且未接觸與閱讀過美 感教科書的學⽣(舉例:⼩三⾃然的受試對象應挑選⼩學 三年級,且未看過美感教科書的學⽣)。

在不打擾學⽣⽇常⽣活的情況下,我們將眼動儀搬⼊校園

不易尋求參 與對象

做實驗,其中願意接受實驗⼈員進⼊校園及安排實驗的學 校,最終聯繫到垂楊國⼩及三重⾼中國中部的教師。不過 由於這兩所學校願意參與實驗的教師班級中,⼩三及國⼋ 的學⽣都已經申請美感教科書,在考量認知理解及學習經 驗後,挑選相近年級的學⽣作為實驗對象。

若未來有該年級教師願意參與計畫,也歡迎與我們聯繫! (本研究皆有完成清⼤研究倫理審查) 8


實 驗 結 果

A 國⼩三年級 ⾃然與⽣活科技 9


⼩三⾃然 版⾯設計原 則 運⽤眼動儀檢驗 設計原則是否幫助學習

1 3

加強凸顯性 知識點重置、 拆分⾴⾯、⾊彩標⽰

集中視覺焦點 知識點重置、 拆分⾴⾯、⾊彩標⽰

2 4

視覺動線引導 ⾮單點思考,規劃 整個版⾯閱讀動線

統⼀呈現形式 將相同學習內容的 排版調整位置統⼀

10


參與對象: 垂楊國⼩ 四 年級學⽣ 感謝嘉義市垂楊國⼩周孟志校⻑及程可珍⽼師 協助安排共 46 位學⽣進⾏實驗。

11


⽂ 本

1

原始課本

美感課本

閱讀順序較為複雜,

# 加強凸顯性

知識點重置、拆分⾴⾯、⾊彩標⽰

訊息間相對凸顯性與區分可再提升。

# 視覺動線引導

⾮單點思考,規劃整個版⾯閱讀動線

以科學繪圖提升知識重點的凸顯性。

檢驗:是否有益於學⽣注意⼒分配,與依照重新配置位置移動閱讀視線 12


⽂ 本

1 檢驗結果:

總凝視時間

排版空 間規劃,不影響閱讀效率 結果 1

兩種版本的總凝視時間無差異,顯⽰⾴⾯依 資訊拆分成兩⾴後,所增加的「空間距離」 不影響學⽣的閱讀效能。

原 始 課 本

美 感 課 本

13


⽂ 本

1

檢驗結果:

拆分⾴ ⾯可以加強凸顯性,引導學習者的視覺動 線 結果 1

美感課本拆分原始課本中複雜的知識內容,詳細解析植物的每個構造, 讓學習者在閱讀⽂字後,可以對應圖⽚上的線索。

原始課本

美感課本

主動觀察葉⼦構造

14


⽂ 本

2

原始課本

美感課本

A、B、C 區相近,雖符合認知歷程的空間連貫性

# 加強凸顯性

知識點重置(ABC → ACB)

原則,但各項內容間的區分較不明顯。

# 統⼀呈現形式

相同學習內容排版位置⼀致

A B C

A C B

為能加強知識點的凸顯性,使空間連貫性降低。

檢驗:空間連貫性的降低是否不利於學⽣閱讀? 15


⽂ 本

2

總凝視時間 檢驗結果:

美感課 本的排版空間規劃, 不影響 閱讀效率

結果 1

原 始 課 本

兩種版本的總凝視時間無差異,顯⽰空間重置後

平均眼跳距離

所增加的「空間距離」不影響學⽣的閱讀效能。

結果 2

閱讀美感課本之平均眼跳距離顯著⻑於原始課 本,顯⽰學⽣可依重新配置之空間有效移動 。

美 感 課 本

原 始 課 本

美 感 課 本

16


⽂ 本

2

檢驗結果:

排版規 劃視覺動線,引導學習者主動閱讀 結果 3

美感課本相較於原始課本,透過排版⽅式規劃學習者視覺動線, 學習者在閱讀⽂字後,會主動閱讀主動對應圖⽚上的線索。

原始課本

美感課本

主動觀察葉⼦構造

17


⽂ 本

2

檢驗結果:

統⼀排 版位置,提升閱讀性 結果 4

學習者在閱讀過程中同時在學習版⾯的編排規則,若規則改變, 學習者可能會讀不到訊息。原始課本排版中,⾮統⼀排版資訊則被忽略。

原始課本

忽視椰⼦樹的⽰意圖

美感課本

有關注到椰⼦樹的莖

18


⽂ 本

3

原始課本

美感課本

符合空間連貫性原則,

# 加強凸顯性

拆分⾴⾯

但訊息間相對凸顯性與區分可再提升。

# 集中視覺焦點

適度留⽩引導學習者主動閱讀重點

將版⾯放⼤,學⽣是否能依據重新配置的空間移動閱讀動線?

檢驗:是否增加認知負荷,導致學⽣總凝視時間拉⻑? 19


⽂ 本

3

總凝視時間

檢驗結果:

拆分⾴ ⾯知識點,不⼲擾學習 結果 1

兩種版本的課本總凝視時間無差異,顯⽰⾴⾯依 資訊拆分成兩⾴後,所增加的「空間距離」不影

美 感 課 本

原 始 課 本

響學⽣的閱讀效能。 結果 2

平均眼跳距離

美感課本擴增為兩⾴的情況下,閱讀美感課本與 原始課本的平均眼跳距離無顯著差異,顯⽰不會 因為⾴⾯變⼤、變寬⽽造成眼跳距離縮短、增加 認知負荷的情況,學⽣能⾃⾏處理資訊內容。

原 始 課 本

美 感 課 本

20


⽂ 本

3

檢驗結果:

適度留 ⽩能引導學⽣搜尋與觀察圖⽚ 結果 3

除了課本⽂字以外,美感課本可以發現學⽣閱讀⽂字後, 視線移動會主動觀察花瓣,並對照圖像中有⽤的學習內容。

原始課本

美感課本

21


⽂ 本

4

原始課本

美感課本

排版符合空間連貫性原則,

# 加強凸顯性

知識點重置、拆分⾴⾯

但引導觀察的⽅式可再提升。

# 集中視覺焦點

適度留⽩引導學習者主動閱讀重點

A B

將資訊分為兩⾴,並強化重點。

檢驗:強化課本知識架構的排版能否協助學⽣提升觀察? 22


⽂ 本

4

檢驗結果: 總凝視時間

重新將 知識點重置、拆分⾴⾯的排版, 不影響 閱讀效能 結果 1

兩種版本的總凝視時間無差異,顯⽰⾴⾯依資訊拆分 兩⾴與增加留⽩空間後,所增加的「空間距離」不影 響學⽣的閱讀效能。

原 始 課 本

美 感 課 本

23


⽂ 本

4

檢驗結果:

適度留 ⽩與拆分⾴⾯,可以集中視覺焦點引導學 習者主動觀察與閱讀 結果 2

除課⽂以外,學⽣閱讀⽂字後會主動搜尋。 課本知識點「節」並對照圖像中有⽤的學習內容。

原始課本

美感課本

主動觀察葉⼦構造

24


總 結

美感課本將拆分⾴⾯、知 識點重置的排版設計, 不會增加學⽣的學習時間 與負擔。 在美感課本與原始課本訊息量⼀樣的情況下, 總凝視點個數、總凝視時間與平均凝視時間無顯著差異下,沒有增加學⽣的學習時間。 ⽂本 1

⽂本 2

100

⽂本 1

⽂本 2

⽂本 1

⽂本 2

⽂本 3

⽂本 4

40

300

30

200

20

50 100 0

10

0

⽂本 3

⽂本 4

100

0

⽂本 3

⽂本 4

40

300

30

200

20

50 100 0

10

0

總凝視點個數 無顯著差異

0

平均凝視時間 無顯著差異

凝視時間 無顯著差異

25


實 驗 結 果

B 國中⼋年級 公⺠與社會 26


國⼋公⺠ 版⾯設計原 則 運⽤眼動儀檢驗 設計原則是否幫助學習

1 3

加強凸顯性 知識點重置、 拆分⾴⾯、⾊彩標⽰

資訊分區排版 將「課⽂」與 「其他資訊」分區排版

2 4

⽂字架構圖 以架構圖組織 ⽂字中的重點訊息

圖⽰與圖表 針對課⽂內容,運⽤ 圖⽰與圖表協助理解

27


參與對象: 三重⾼中 七 &九年級學⽣ 感謝三重⾼中校⻑、教務處主任、吳怡慧、 李芳儀、楊美惠⽼師, 協助安排共 37 位學⽣進⾏實驗。 透過不同年級的實驗結果, 能⽐較出同⼀個設計對不同階段學⽣的影響。

28


⽂ 本

1

原始課本

美感課本

各項內容間相對閱讀動線較不明顯,

# 加強凸顯性

運⽤字級變化,將知識層級區分

知識層級較不易凸顯。

# 資訊分區排版

# ⽂字架構圖

新增⽂字架構圖,並將「課⽂」與「其他資訊」分區排版。

檢驗:新增訊息是否增加認知負荷?分區排版是否協助學⽣集中閱讀? 29


⽂ 本

1

檢驗結果:

「課⽂ 」與「其他資訊」分區排版,可以協助七 年級專注閱讀課⽂ 結果 1

原始課本有⼆⾄三個熱區點,美感課本⽂字則僅有⼀個熱區點,顯⽰將 「課⽂」與「其他資訊」分區排版,可以協助學⽣進⾏⽂字閱讀。

原始課本

美感課本

30


⽂ 本

1

檢驗結果:

「課⽂ 」與「其他資訊」分區排版,可以協助九 年級學⽣集中閱讀 結果 2

七年級平均凝視時間有顯著差異,原始課本平均凝視時間較美感課本⻑。 從美感課本中的眼動軌跡,推測出明確的圖⽰可協助學⽣重複對照⽂字中 的重點 ( 熱區⽂字 ) 為「國家組成分為⼈⺠、領⼟、政府、主權」。

原始課本

平均凝視時間

美感課本

課⽂內容

原 始 課 原 本

始 課 本

美 美 感 感課 本

課 本

31


⽂ 本

1

檢驗結果:

「課⽂ 」與「其他資訊」分區排版,可以協助九 年級學⽣集中閱讀 結果 3

原始課本的排版⽅式較分散,對於熟悉學習內容的九年級學⽣⽽⾔, 不易聚焦於內⽂重點。 ⽽美感課本有較明顯的層級區分,可協助學習者掌握重要資訊。

原始課本

美感課本

32


⽂ 本

1

檢驗結果:

架構圖 較無法吸引九年級學⽣注意,但也不⼲擾 學習 結果 4

已具有先備知識的九年級學⽣,在閱讀兩種版本的課本時,皆優先選擇閱讀⽂字⽽⾮圖⽚。 然⽽,美感課本眼跳距離較短、平均凝視時間無差異,可以發現架構圖也不⼲擾學習。

原始課本

美感課本 眼跳距離 平均凝視時間

原 始 原 課 始 本

課 本

美 美 感 感課 本

課 本

原 原 始 始 課 本 課 本

美美 感 感課 課本 本 33


⽂ 本

2

原始課本

美感課本

各項內容間相對閱讀動線較不明顯,

# 加強凸顯性

知識點重置,⼩標題運⽤⾊彩標⽰來凸顯。

知識層級較不易凸顯。

# 圖⽰與圖表

增加圖⽰協助理解。

增加圖⽰及⾊彩標⽰。

檢驗:新增的內容是否增加認知負荷?⾊彩標⽰是否幫助學習? 34


⽂ 本

2

檢驗結果:

利⽤⾊ 彩標⽰標題、增加圖⽰,可以增進閱讀效 率 結果 1

原始課本較美感課本的平均凝視時間短, 顯⽰增加⾊彩標⽰標題與圖⽰可以增進閱讀效率。

原始課本

美感課本 平均凝視時間

原 原 始 課 始 本

課 本

美美 感 感課 課本 本 35


⽂ 本

2

檢驗結果:

利⽤⾊ 彩標⽰標題、增加圖⽰,可以增進七年級 閱讀效率 結果 2

在七年級的平均凝視時間,美感課本相較原始課本短的顯著差異, 顯⽰增加⾊彩標⽰標題及圖⽰,可以協助七年級學⽣的閱讀效率。

原始課本

美感課本 平均凝視時間

原 原 始 課 始 本

課 本

美美 感感 課 課本 本 36


⽂ 本

2

檢驗結果:

利⽤⾊ 彩標⽰標題、增加圖⽰,不影響九年級閱 讀效率 結果 3

在九年級的兩種版本課本平均凝視時間無顯著差異, 顯⽰增加圖⽰不影響九年級學⽣的閱讀。

原始課本

美感課本 平均凝視時間

原 原 始 課 始 本

課 本

美 美感 感課 本

課 本

37


⽂ 本

2

原始課本

美感課本

採⽂字與圖說穿插的配置⽅式,再由⽂字區內的

# 資訊分區排版

整合⽂字段落,以提⾼⽂字區閱讀之連貫性。

圖 4-6-6 引導讀者進⾏圖⽂整合。

# 圖⽰與圖表

資訊圖表化繁為整,由三張圖整併為兩張圖。

將相同資訊的⽂字與圖表統整編排。

檢驗:是否能降低認知負荷? 38


⽂ 本

3

檢驗結果:

相同資 訊的⽂字與圖表整合,可以協助學⽣提升 閱讀效率 結果 1

當資訊版⾯複雜,將⽂字排版在同⼀版⾯產⽣連貫,能幫助學⽣統整⽂字內容。 美感課本的⽂字排版具連貫性,可有效提升學⽣來回整理⽂字內容的效率。 原始課本的右半部⽂字,學⽣集中閱讀的熱區明顯下降。

原始課本

美感課本

39


⽂ 本

3

檢驗結果:

相同資 訊的⽂字與圖表整合,可以協助學⽣提升 閱讀效率 結果 2

原始課本⽤兩張圖講解公投流程,無法有系統的認知訊息有效的分配。 美感課本將圖表化繁為簡 ( 將 3 張圖整併為 2 張圖 ),可以快速讓學⽣抓到流程概念。

原始課本

美感課本

40


⽂ 本

3

檢驗結果:

相同資訊的⽂ 字與圖表整 合,可以協助學⽣提升 閱讀效率 結果 3

在九年級的兩種版本課本中,美感課本平均凝視時間較短, 顯⽰將分散的資訊圖表統整後,可以提升九年級學⽣的閱讀效率。

原始課本

美感課本

平均凝視時間

原 原 始 課 始 本

課 本

美美 感 感 課 課本 本

41


CON CLUS IO N

結語 ⾮常⾼興這次能⽤更科學、更客觀的⾓度,檢驗美感 教科書的成效,讓美感教科書不只是主觀的討論好看 與不好看,⽽是能透過設計的導⼊,讓教科書的⾴⾯ 更符合學⽣閱讀需求。

未來我們會持續推動教育設計的相關研究,希望透過 各種⾓度,建造與豐富整個教育設計產業。未來,各 式各樣兼具美感與符合閱讀學習功能性的教材,就能

美感細胞_教科書再造計劃

充斥在每位孩⼦的⾝邊!

@aestheticell_textbook contact@aestheticell.org