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研究生: 卓群真
Chun-Chen Cho
論文名稱: 國中自然科電子教科書化學單元之多重表徵分析
Analysis of Multiple Representations Used in Chemistry Units of Science Electronic Textbooks in Junior High School
指導教授: 蔡孟蓉
Meng-Jung Tsai
口試委員: 梁至中
Jyh-Chong Liang
張欣怡
Hsin-Yi Chang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 人文社會學院 - 數位學習與教育研究所
Graduate Institute of Digital Learning and Education
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 73
中文關鍵詞: 多重表徵電子教科書化學學習
外文關鍵詞: multiple representations, electronic textbooks, chemistry learning
相關次數: 點閱:294下載:6
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為了解國中自然科電子教科書化學單元中多重表徵的運用以及和教材內容的關係,本研究採用內容分析法進行分析:先建立化學科電子教科書中多重表徵的類型、內容、互動方式和功能的分析架構,用來分析在臺灣國中教學現場由教科書出版社提供的兩個版本自然科電子教科書。國中自然電子教科書的化學單元每頁平均使用20.2個表徵,其中靜態表徵的密度約為動態表徵的四倍,且動態表徵的比例高於靜態圖形表徵。靜態表徵主要是標籤圖例文字和具體再現圖,其次是說明實驗的圖形和文字。動態表徵內容主要為解析例題和演示原理,幾乎都經由點擊方式進行操作;影片或動畫多以時間控制工具列操作,數量最少的動態模擬則以物件拖曳、數據輸入、滑桿或資訊選項來互動。靜態圖形表徵和動態表徵對文字表徵的主要功能皆為補充認知過程或以表徵固有的特性來限制對文字表徵的詮釋。多重表徵的運用和功能與內容性質有關:在包含微觀抽象概念的單元中,多使用輔以標籤圖例的抽象說明圖,故文字對圖形表徵的比例較高;並提供大量的例題圖表和用來解析例題的動態表徵;同時也運用較多的表格和動態模擬來補充資訊、幫助抽象思考和建立表徵關聯性。再者,科學概念的描繪以文字敘述為主,內容越抽象使用越多的圖形表徵,表徵的運用會因學科屬性而有差異。電子教科書的表徵密度較教學投影片為高,故建議使用電子教科書時,需提供閱讀的架構,且僅播放相關度高的影片片段。另外,設計電子教科書時應避免使用干擾或重複的表徵,並提供概念衝突的表徵來引起動機。建議未來研究可將本研究之分析架構經適度修改後,用來探討高中化學科電子教科書內多重表徵的運用情形;或運用本研究之表徵類型和數量分析結果來探討對化學教學或學習的影響。


This study used content analysis method to explore the usage of the multiple representations in the junior high school chemistry e-textbooks and its relationship with the learning contents. We established a framework for analyzing the types, contents, interactions, and functions of multiple representations in chemistry e-textbooks and analyzed two science e-textbooks provided by two textbook publishers in Taiwan.The results show that, in average, there are 20.2 representations per page in the e-textbooks. The density of static representations is approximately quadruple of that of dynamic ones, while the dynamic representations are used in a higher proportion than the static image representations. The most utilized static representations are the tag-legend texts and the concrete-reappearing images, followed by the explanatory images and texts demonstrating the experiments. The dynamic representations mainly show the quiz solutions and demonstrate the principles, and most of them are operated by clicking. The videos or animations are mostly operated by time-controlling dashboard. The dynamic simulations which are the least used are interacted with object dragging, data inputting, scrolling bars or information options. The main functions of static images and dynamic representations are to complement the cognitive process for processing the text or to constrain the textual interpretation by the inherent properties. The use and the function of multiple representations are related to content properties. The abstract explanatory diagrams with the tags and legends are used mostly for the microscopic abstract conceptual learning, so that the ratio of the texts to the image representations is higher. The diagrams in the quiz and the dynamic representations for the quiz solutions are enormously provided. Numerous tables and the dynamic simulations are used to supplement information, to help abstract thinking and to establish the relationships among the representations.Furthermore, the depiction of the scientific concept is mainly based on textual narrative. The more abstract of the content, the more image representations are used. The frequency of the representations shown in the e-textbooks is higher than that shown in the teaching slides, therefore the structure of reading should be provided and only the relevant segment in the videos should be played when using e-textbooks. It is also suggested to avoid using the representations that would cause interference or duplication and to provide a representation of conceptual conflicts to stimulate motivation when designing e-textbooks. Future studies are suggested to revise the representation analysis framework proposed in this study and to analyze the high school chemistry e-textbooks or to use the results of representations analysis in this study to explore the effect on chemistry teaching or learning.

第壹章 緒論 1 第一節 研究背景與動機 1 第二節 研究目的與問題 2 第三節 名詞釋義 3 第四節 研究範圍與限制 4 第貳章 文獻探討 5 第一節 多重表徵 5 第二節 多媒體教材設計與科學電子教科書 9 第三節 多重表徵與化學學習 15 第參章 研究方法 19 第一節 研究樣本 19 第二節 研究流程 20 第三節 研究工具 23 第四節 研究者信度 29 第五節 資料分析 30 第肆章 研究結果 31 第一節 表徵計數與密度 31 第二節 靜態表徵數量、密度與類型分析 33 第三節 動態表徵類型與內容分析 41 第四節 動態表徵時間呈現與互動方式分析 48 第五節 多重表徵的功能分析 51 第伍章 結論、討論與建議 57 第一節 回答研究問題與結論 57 第二節 化學單元和其他科學領域多重表徵運用 60 第三節 設計、使用和研究電子教科書的建議 63 參考文獻 67

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