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2020-07-28
眼睛是學習的心智之窗
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【本報導由科學教育研究所 楊芳瑩教授研究團隊提供】

我們說眼睛是「靈魂之窗」,西方則說眼睛是「window of mind」,可知自古以來不論國界,大家都認同眼睛能透露許多心智的訊息。事實上這樣的說法已不再是哲學性的譬喻,因為不論是在心理學或是教育上,有越來越多的研究者藉由眼睛的活動來描述認知與學習的歷程。楊芳瑩教授近年來與其研究團隊便致力於運用「眼球追蹤法」,探討科學學習與認知的相關問題,獲得豐富的研究成果。

眼睛是接受外來訊息的主要器官之一,因此眼睛的活動與心智活動習習相關。數十年前,心理學家已開始使用「眼球追蹤法」探討認知機制與心智歷程,近十年來,這個方法也逐漸受到許多教育研究者的關注。眼球追蹤法的基本假設是:一旦你注視某項訊息,此訊息便會被大腦處理。根據這樣的假設,我們幾乎可以確定學習者關注的訊息必然會被大腦以某種方式處理,而關注的形式,也就是眼球運動的模式,應該能透露出訊息如何被接受及處理。根據這樣的假設,楊教授與其團隊使用眼球追蹤儀紀錄學生的科學閱讀過程,並分析閱讀過程中的眼球活動模式,推論其訊息處理的可能方式,進而探討訊息處理與學習表現的關係。楊教授團隊研究中的閱讀材料以科學相關內容為主,包含科學說明與解釋文本、科學爭議議題文本、科學標準化試題、多媒體教材,以及近兩年研發中的數位互動材料等,而主要的學習表現則包含概念理解、解題表現,以及科學思維能力。

 楊教授的研究指出了科學訊息的閱讀歷程存在個別差異,除了受個人先備知識的影響,個人對科學的看法或信念也會影響視覺注意力模式,而科學圖表的功能與呈現形式更影響概念理解。楊教授的研究也發現,科學文本的閱讀與科學問題解決有不同的訊息處理模式,在以學習為目的的科學閱讀情境中,眼動指標顯示注意力越高,學習效果越好,這個結果跟多數的閱讀理解研究結果一致,但是在以測驗為目的科學閱讀情境下(試題閱讀),注意力越高,成績則越差,這個結果顯示了閱讀任務的目的與訊息處理的模式及表現交互影響。

在楊教授團隊的研究中,較為特別的是針對科學思維與訊息處理之關係的研究。理論上,科學思維與理性思維的形式是一致的,將理性思維形式與科學內容結合,呈現出的便是科學思維。從定義上來說,理性思維的基本形式就是有根據的思考 (thinking with reason),由於科學論述的根據是科學證據,因此,科學思維的核心可說是協調理論/論述與證據 (Coordination of theory and evidence)。基於這樣的前提,倘若在科學閱讀過程中,讀者忽略了科學理論或論述如何與證據協調的相關訊息,將無法表現出完整的科學思維,楊教授透過眼球追蹤研究證實這樣的假設。這研究結果也提醒了科學教師在教授科學學科內容時,除了要能幫助學生理解科學概念內容,也要能引導學生了解證據的內涵,並讓學生有機會辨識科學理論或論述與證據的關聯,這也是培養科學思維的基本方法。

楊教授目前除了自己的研究團隊外,與本校其他研究團隊也密切地合作,這幾年更積極向外發展國際合作,於美國、挪威、日本及印度等國均有研究合作的團隊。在研究的道路上,有同好攜手並行及相互鼓勵是非常重要的事,而師大提供給教師無後顧之憂的研究環境,也是讓楊芳瑩教授團隊能持續向前的一大力量。

原文出處:研究發展處研究亮點網

原始連結:http://rh.acad.ntnu.edu.tw/tw/article/content/34

楊芳瑩 講座教授 | 科學教育研究所楊芳瑩教授為台灣師範大學科學教育研究所專任教授兼所長,她的研究主題圍繞於科學思考、概念與認識信念發展、多媒體與數位學習認知等主題。楊芳瑩教授在科學教育研究上的經驗與成果豐富,於 SSCI 國際期刊發表許多科學教育與數位學習認知的文章,曾榮獲科技部吳大猷及傑出研究獎。近年來楊教授積極發展運用眼球追蹤法探索學生的科學學習歷程,對學習者如何處理或思考科學訊息有深入的探究,目前正主持或參與多項台灣以及國際合作之相關研究計畫。

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