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研究生： 洪千琇
Chien-Hsiu Hung
論文名稱： 非同步線上教育平台之評量介面於注意力缺陷過動症兒童之研究
A Study on the Assessment Interface of Asynchronous Online Education Platform for Children with ADHD
指導教授： 陳建雄
Chien-Hsiung Chen
口試委員: 范振能
Jeng-Neng Fan
柯志祥
Chih-Hsiang Ko
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 設計學院 - 設計系
Department of Design
論文出版年： 2021
畢業學年度： 109
語文別： 中文
論文頁數： 187
中文關鍵詞： 非同步線上教育平台 、評量介面 、注意力缺陷過動症 、認知心理學 、遊戲沉浸感 、使用性測試
外文關鍵詞： Asynchronous online education platform, Assessment interface, ADHD, Cognitive psychology, Game immersion, Usability testing
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    • 　　數位化教學源於提升全民資訊素養與厚植國家科技發展，促進偏鄉教育的進步，並輔助補救教學與特殊教育的適性化學習策略，落實我國無距離、時間限制的終身學習之教育目標。注意力缺陷過動症(Attention deficit hyperactivity disorder, ADHD)是兒童最常見的神經發育疾病之一，其注意力的控制較一般學生有顯著的困難，直接或間接地影響ADHD學生的學習問題，線上教育平台為數位化教學媒介，在使用者介面設計上是其與學習者最直接的溝通方式，相關學者探討教學媒材與學習者的注意力影響中，發現具遊戲性的介面互動與學習伴侶角色的出現讓學習者的注意力不減反增。因此，本研究以使用者介面設計為出發，探討ADHD學習者的注意力在現有非同步線上教育平台之評量介面上的變化，並發展具遊戲化的介面設計樣本進行ADHD學習者的注意力評估，分析ADHD學習者在教學平台介面的注意力控制問題，並歸納出介面設計建議，以提升特殊教育在數位化教學的發展。

    　　本研究包括兩階段實驗：(1)前導性實驗：選擇現有三款具代表性之非同步線上教育平台評量介面，透過實驗觀察、量化問卷與訪談等方式，分析ADHD學童對其的遊戲沉浸感、認知負荷量、介面使用性與實驗任務的操作績效，從中探討介面設計問題並提出改善建議。(2)驗證實驗：藉由文獻探討及前導性實驗結果為基礎，以改善ADHD學習者的注意力於非同步線上教育評量介面為目標，發展不同介面設計的非同步線上教育平台評量介面作為實驗樣本，藉由遊戲沉浸感、認知負荷量、使用者互動滿意度和操作績效評估其對ADHD學習者造成之影響，驗證實驗以3x2 (答題介面呈現x目標呈現模式)的混合雙因子實驗進行，「答題介面呈現」包含三個層級：(1)無干擾介面、(2)題數答題介面、(3)學習伴侶答題介面，而「目標呈現模式」包含兩個層級：(1)任務模式、(2)自由測驗模式。

    　　研究結果顯示在前導性實驗中：(1)具遊戲互動感的非同步線上教育平台能吸引ADHD學童更多的注意力及維持較長的專注。(2)非同步線上教育平台的學科與單元選單適合使用傳統式導覽列而非展開式導覽列。(3)少量題目與頻率高的反饋設計，讓ADHD學習者更專注與維持注意力。(4)降低干擾物的出現頻率，並提高目標物與干擾物的差異，可改善ADHD學習者操作介面時的選擇性注意力；
    研究結果在驗證實驗中顯示出：(1)ADHD學習者認為學習伴侶答題介面在遊戲沉浸感與互動滿意度中皆為最優，而題數答題介面次之。(2) 題數答題介面與任務模式有助於ADHD學習者了解任務目的，且互動滿意度較高。(3)ADHD學習者的外在認知負荷量不會因為此三種答題介面呈現差異而有變化。

    　　The existence of E-Learning tends to raise domestic information literacy and the cultivation of technology development, as well as elevating rural area education. Thus assisting adaptive learning strategy towards remedial and special education will certainly accomplish the educational goal of zero-distance, no-time-limitation and lifelong learning. Attention deficit hyperactivity disorder, or ADHD for short, is a common neuro-developmental disorder among children. Children with such disorder may have a harder time concentrating; directly or indirectly causes ADHD-affected students’ studying problem. As a digital education medium, interface of online education platform is the most direct way of interacting with users. Researchers, while studying the effects of education medium towards students, found that user interface with game mechanic and the use of learning companion will increase the attention of students. Thus, this study tends to discuss the performance difference of ADHD students on current asynchronous online education platforms base on user interface design, and develops an interface design sample with game mechanics to assess the attention of ADHD users. Looking forward to improve attention-control problem on digital education medium and comes out with interface design recommendations to elevate special education development on online education.

    　　The study consists of two phases: (1) Pilot test: Pick three existing representative asynchronous online education platforms and evaluate their game immersion quality, cognitive load quality, usability and operational performance through observation, quantitative analysis and Interview method. Then identify the problems and propose design recommendations. (2) Verification experiment: Aim to improve ADHD student's attention when they use the assessment interface of an asynchronous online education platform. The study bases on the literature review, and the result of the pilot test is to create different interface design elements for a few samples. We evaluate different samples' influence on ADHD through game immersion quality, cognitive load quality, satisfaction and operational performance. The verification experiment is designed based on a 3 (Assessment Interface Presenting) by 2 (Target Presenting Design) two-factor mixed factorial experimental design. The "Assessment Interface Presenting" adopts three levels including : (1) Interference-Free Mode, (2) Question Reminder Mode, (3) Robot Learning Companion Mode, and the "Target Presenting Design" has two levels including : (1) Mission Mode, (2) Free Quiz Mode.

    　　In the pilot test, the result indicates that: (1) Asynchronous online education platform with Game Immersion attracts the attention of ADHD users, being able to concentrate at a longer time. (2) Comparing to accordion navigation patterns, Traditional Navigation Patterns works better for subjects and chapters selecting menu of asynchronous online education platforms. (3) Design using fewer questions and more feedback can attract the attention of ADHD users, and maintain their attention. (4) Reducing the frequency of interference and widen the gap between a target item and an interference item can improve selective attention of ADHD users while using the interface. In the verification experiment, the result indicates that : (1) According to the ADHD users, Companion Mode performs best in the category of Game Immersion Quality and Interaction satisfaction, while Question Reminder Mode being the second. (2) Question Reminder Mode and Mission Mode have higher user interaction satisfaction and help users understand the purpose of the task. (3) Extrinsic Cognitive Load of ADHD users will not vary because of the difference between Assessment Interface Presenting of the three modes.

    摘要 i ABSTRACT iii 目錄 v 圖目錄 viii 表目錄 xii 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 研究架構與流程 5 1.4 研究範圍與限制 6 1.5名詞解釋 7 第二章 文獻探討 9 2.1 非同步教學平台 9 2.1.1非同步教學的背景 9 2.1.2非同步教學平台資源 10 2.1.3 數位教學教材的標準與評鑑 11 2.1.4非同步線上教育平台之測驗評量介面 14 2.2注意力缺陷過動症與非同步教學平台介面設計中的注意力配置機制 15 2.2.1 ADHD與學習 15 2.2.2認知心理學家的注意力觀點 16 2.2.2.1瓶頸理論(Bottleneck Theories) 16 2.2.2.2過濾模式(A Filter Model) 16 2.2.2.3減弱模式(An Attenuation Model) 17 2.2.2.4後過濾模式(A Memory Selection Model) 18 2.2.2.5容量理論(Capacity Theories) 18 2.2.2.6知覺負載理論(Perceptual Load Theory) 19 2.2.2.7知覺處理方式 19 2.2.2.8認知負荷理論(Cognitive load theory, CLT) 20 2.2.2.9認知負荷的測量方法 22 2.2.2.10認知負荷的教學設計原則 23 2.2.3雙通道假設 25 2.2.4視覺理論中的適性指標 27 2.2.4.1適性指標教材設計原則 29 2.3 ADHD的主要症狀 30 2.3.1注意力不集中(inattention) 31 2.3.2過動-衝動(hyperactivity - impulsivity) 32 2.3.3注意力臨床模式 32 2.3.4注意力的介入策略 34 2.3.5藥物治療 35 2.4人機介面 36 2.4.1 使用者介面設計 37 2.4.2使用者經驗 37 2.4.3介面心智模式 39 2.4.4使用性工程 41 2.4.4.1使用性工程原則 42 2.4.4.2使用性工程評估 42 2.5 電腦教學遊戲沉浸感與學習注意力 44 2.6 測驗遊戲與交互機器人伴侶 45 2.7文獻小結 46 第三章 研究方法 48 3.1 研究方法 48 3.2 實驗步驟 49 第四章 前導性實驗 52 4.1前導性實驗架構 52 4.2前導性實驗樣本 52 4.2.1三種樣本介面功能比較 54 4.2.1.1篩選課程範圍 54 4.3前導性實驗設計 69 4.3.1前導性實驗問卷設計 69 4.3.2實驗方法 72 4.3.3實驗流程 73 4.3.4實驗對象 73 4.4前導性實驗結果分析 75 4.4.1任務操作績效分析 75 4.4.1.1任務一 - 選擇教材版本 76 4.4.1.2任務二 - 選擇冊次與學習階層操作績效分析 78 4.4.1.3任務三 - 選擇學科領域操作績效分析 80 4.4.1.4任務四 – 搜尋章節操作績效分析 83 4.4.1.5任務五 – 測驗試題操作績效分析 86 4.4.2 遊戲沉浸感分析 89 4.4.3 認知負荷量表分析 92 4.4.4 系統使用性尺度量表(SUS)分析 93 4.5前導性實驗結論與建議 94 4.6 後續實驗規劃與討論 97 第五章　驗證實驗 100 5.1 驗證實驗方法 100 5.1.1 驗證實驗研究變項 100 5.1.2 驗證實驗原型製作 102 5.1.3 驗證實驗樣本 104 5.1.4 驗證實驗設計 109 5.1.4.1 驗證實驗任務 110 5.1.4.2 驗證實驗流程 112 5.1.4.3 驗證實驗問卷 113 5.1.5 驗證實驗對象 116 5.2 驗證實驗結果 118 5.2.1任務操作績效分析 118 5.2.2認知負荷分析 122 5.2.2.1內在認知負荷分析 122 5.2.2.2外在認知負荷分析 124 5.2.3遊戲沉浸感分析 126 5.2.4使用者互動滿意度量表(QUIS)分析 129 5.2.4.1使用者互動滿意度量表「介面整體反應」分析 129 5.2.4.2使用者互動滿意度量表「學習性」分析 133 5.2.4.3使用者互動滿意度量表「介面呈現」分析 136 5.2.4.4使用者互動滿意度量表「介面資訊」分析 137 第六章 結論與建議 140 6.1現有非同步線上教育平台之實驗結果重點整理 140 6.2驗證實驗之非同步線上教育平台評量介面於答題介面及目標呈現模式之設計研究結果 142 6.2.1驗證實驗計測結果分析與建議 143 6.3後續研究發展與建議 144 參考文獻 146 附錄一、前導性實驗問卷 159 附錄二、驗證實驗問卷 165

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