這篇要回答三個問題:教學文章裡哪些內容值得畫成圖或表,該畫哪一種,以及怎麼畫讀者才真的學得比較好。
起因是本站的課程導讀。這些導讀依講課字幕寫成,字幕看不到投影片,所以原本幾乎只有文字、表格和公式。讀者反映想看圖,我先在 Harvard CS50 AI 第 0 週導讀補了三張 mermaid 圖,結果其中一張九個葉子的樹,在 390px 寬的手機上標籤只剩約 8px 高,根本讀不了。於是回頭查:圖對學習的效果有多大、什麼內容配什麼圖、手機上有沒有可依循的標準。這是「教學文章怎麼寫」系列的第 2 篇;第 5 篇談影片該放哪裡,第 6 篇談讀到一半想看影片時畫面怎麼排。
先說我讀完之後的看法,這是推論,依據在後面各節。圖有沒有用,我認為主要看兩件事:讀者找得到圖和文字之間的對應,以及讀者有沒有拿圖做事(預測下一步、自己填一格)。這兩件事各有研究支持(不過能把「預測」這一步單獨分開的直接證據只有一個實驗,沒有測到差異,見演算法那一節),做起來也便宜,所以我把它們排在「多畫幾張」和「讓圖動起來」前面;沒有實驗直接比過這個先後順序。
讀之前要先知道這些證據偏向哪裡。我讀的研究多半是英語期刊上的統合分析與拿得到全文的論文,受試者多半是大學生,教材多半只有幾分鐘到十幾分鐘。長篇教材的研究我一篇都沒有找到,「已經有表格與公式的文章再加圖」也沒有。教學網站那一節挑的多半是英語圈有名的站,另外補了三個中文的,每站只看一頁。所以下面有一部分建議是從短教材推過來的,凡是推論都當場標明。
先看結論:哪類內容用哪種表示法
| 內容 | 建議的表示法 | 依據 |
|---|---|---|
| 演算法逐步執行(每一步的狀態怎麼變) | 狀態表,一列一步,前面放一題,要讀者寫出下一步和理由。分格小圖可以試 | 演算法視覺化的研究:只看圖不夠,讓學生動手的實驗比較常測到差異;能把「預測」單獨分開的只有一個實驗,沒有測到差異。要讀者寫出理由,是借系列第 1 篇引的 Bisra 等人自我解釋提示統合分析,是我的推論;本篇「範例旁邊的輔助」一節的數學範例統合分析裡,加了自我解釋提示的範例效果反而較低,作者說那只是跨研究的描述性比較。分格圖有論述支持,但唯一一個我讀到的直接實驗裡,四張分格圖沒有贏過單張圖 |
| 階層與樹(搜尋樹、決策樹、語法樹) | 節點連線圖;同一層超過 3 個節點就拆成多張小圖 | 我依 Larkin 與 Simon「一起用的資訊放在一起、省掉搜尋」推論,加上本站的寬度實測 |
| 元件之間的資料流向與因果 | 方塊加箭頭 | 箭頭會讓讀者把圖讀成「怎麼運作」 |
| 單一路徑的流程、一兩個出口的迴圈 | 編號清單或虛擬碼 | 我的推論:清單已經把順序講完 |
| 幾個方案在相同面向上的比較 | 表格 | 我的推論:表格已經把面向對齊;概念圖對條列的優勢在兩篇統合分析裡都不大 |
| 數量關係(曲線、成長、分布) | 用位置表示數量的圖:折線、散點、長條 | 比大小時位置比角度、面積準:一份群眾外包的知覺實驗(量的不是學習成效);折線與看趨勢的部分是我的判斷 |
| 幾何與空間(決策邊界、梯度下降的路徑) | 真的圖 | 內容本身是空間的 |
不要畫的情況有四種:
- 裝飾用的圖、和這一節學習目標無關的插圖。
- 文字已經講完、內容又簡單,圖只是重說一遍。
- 手機上圖內文字會小於 12px。
- 要點一下或滑過去才看得到的重要內容。
後面各節說明這些建議的來源。倒數第二節是這些證據管不到的地方,每項研究的完整設計與數字放在附錄。
本站的現況:依字幕寫的導讀幾乎沒有圖
本站的圖用 mermaid 寫成文字,在瀏覽器端渲染。有兩個限制:所有節點同一個顏色(自訂顏色不會跟著深淺色切換,所以站上規定不指定),而且圖會縮到容器寬度,節點一多字就變小。
第 0 週補的三張圖是:一張示範用的圖(A 到 F 六個節點)、一張搜尋流程的流程圖、一張 Alpha-Beta 剪枝的樹。用瀏覽器在 390px 寬度量,剪枝樹由上往下排的時候標籤約 8px 高。改成由左往右排之後回到約 19px,代價是圖在桌機上變成約 940px 高。
我另外用站上同一版 mermaid 在無畫面的 Chromium 裡渲染這三張圖,讀它們的原始尺寸(字型和正式站不同,會有幾個百分點的差距):
| 圖 | 節點數 | 原始寬 × 高 | 換算到手機的字級 |
|---|---|---|---|
| 示範用的圖 | 6 | 270 × 382 | 16px,不必縮 |
| 搜尋流程圖 | 7 | 556 × 770 | 約 9.4px |
| 剪枝樹,由上往下 | 13 | 1042 × 350 | 約 5px |
| 剪枝樹,由左往右 | 13 | 435 × 902 | 約 12px |
| 剪枝樹只畫一個分支(試畫) | 5 | 324 × 350 | 16px,不必縮 |
表中的字級以可用寬度約 326px 估算。mermaid 的預設字級是 16px,一行標籤高約 24px,所以「字級 5px」和瀏覽器量到的「標籤高 8px」是同一件事。
從這張表看得出兩件事。由上往下排的時候,同一層每多一個節點,圖大約寬 115 到 120px(三個葉子 324px、九個葉子 1042px)。另一件事是,被忽略的那張流程圖其實也讀不了。
這些是中文頁的數字。英文頁的標籤比較長,同樣三張圖量到的是 254 × 382、630 × 810、470 × 902:流程圖換算約 8.3px,由左往右的剪枝樹約 11px,已經低於下面用的 12px 下限。
加一張圖能多學到多少
平均有幫助,幅度中等,而且看題型。Guo 等人(2020)彙整 39 個實驗,比較「文字加圖」與「只有文字」的閱讀理解,整體效果量 g = 0.39。效果量是兩組平均分數的差距除以標準差,0.2 上下算小,0.5 上下算中。圖的好處在簡答題與混合題型上較大,是非題與選擇題上小得多;作者傾向的解釋是是非題本身信度低。圖的類型(圖片、圖解、流程圖)之間沒有顯著差異。
圖文怎麼搭,可能和有沒有圖一樣要緊。Noetel 等人的統合回顧(我讀的是預印本)彙整 29 篇系統性回顧。其中把相關的文字和圖放在一起,對照分開放,效果量是 0.63。這個數字和 Guo 的 0.39 不能直接比大小:它比的是「放在一起對分開放」,兩邊都有圖;Guo 比的是「有圖對沒圖」;兩者納入的研究也不是同一批。我的推論是先把既有的圖和文字對好,再考慮多畫,理由是前者便宜,而不是 0.63 大於 0.39。這篇回顧的各項數字都取自個別的統合分析,下一節逐項標明是誰轉引誰,以及原文我讀到什麼程度。
Noetel 的回顧裡有兩個調節效果和部落格直接相關:
- 教材越複雜,設計原則越有用。元素之間互相牽連多的教材效果量 0.70,簡單教材只有 0.20(這個比較只有 4 個合併效果量)。
- 讀者自己控制步調時,效果比較小。像聽課那樣由系統控制步調時是 0.41,像讀網頁那樣自己控制時是 0.27。
所以對一篇讀者可以隨時停下來重讀的文章,預期落在這些數字的低端;而且只有複雜的內容值得花力氣畫。
這篇回顧還有一個和常見說法不同的結果:先備知識沒有穩定地調節效果。理論預測好的設計對新手幫助比較大,但各統合分析的方向不一致,合併之後不顯著。
圖和文字怎麼搭
放在一起
Noetel 轉引 Schroeder 與 Cenkci(2018)的統合分析(原文我只讀到摘要):相關的文字和圖放在一起,比分開放的效果量高 0.63。同一篇回顧轉述眼動研究的發現:放在一起時,讀者的注意力更集中,圖文整合得更好。
動作:解釋一張圖的段落緊貼著圖,中間不隔別的內容;圖裡的用詞和正文一模一樣。正文叫 frontier,節點上就寫 frontier。
本站原本的規則是「節點文字寫短,細節放在圖下方的條列」。這是手機寬度逼出來的折衷。折衷之後能守住的是:節點上寫「名稱加當下的值」,推理寫在緊鄰的段落。
標出重點
Noetel 轉引 Schneider 等人(2018)(原文我只讀到摘要):用箭頭、標示、強調告訴讀者該看哪裡,效果量 0.43。這是那篇回顧裡證據量最大的一項。
沒有顏色可用的時候,訊號靠線型、外框與節點文字。第 0 週的剪枝樹用虛線表示「不必看的葉子」,是這個原則能做到的版本。動作:一張圖最多兩種線型,並在圖說裡講明各代表什麼。
拿掉無關的
Noetel 轉引 Sundararajan 與 Adesope(2020)(原文我只讀到摘要):拿掉有趣但無關的細節,效果量 0.33。細節一直留在畫面上時傷害比較大(兩者沒有做差異檢定,一閃而過那一格的信賴區間跨過零);文章裡的圖屬於一直留在畫面上的那一種,這是我的推論。
Cooper、Sidney 與 Alibali(2018)讓 92 位大學生解三角函數應用題。題目附上數學圖解時答對率比較高;附上情境插圖時,數學能力高的學生受益,能力低的學生反而受害。
圖和文字不要逐句重複
Trypke、Stebner 與 Wirth(2023)的文獻回顧把重複分成兩種。同一件事用圖和旁白各說一次,摘要說整體是正面的;但正文這一類只有 4 個研究,結論是對新手可能有幫助、對已經懂的人反而有害,而且 4 個都是圖加旁白,部落格文章沒有旁白。圖和書面文字走的是同一個視覺通道,摘要把這個組合歸在負面。他們的表 4 列出的個別研究兩個方向都有:有的實驗只看圖解的組贏過圖解加文字的組,也有實驗是圖加文字的組贏。
我的推論:文字寫推理(為什麼看到 3 就可以停),圖呈現結構(哪些葉子被剪掉),兩者不要逐句對應。這一條沒有針對長篇導讀的直接實驗。
哪種內容配哪種圖
這一題的直接實驗最少。能引用的是兩個理論分析和一份圖形知覺實驗。上面那張對應表大部分是我推出來的。
圖省的是搜尋與比對
Larkin 與 Simon(1987)以產生式系統模擬同一道題在兩種表徵下的求解過程(一道滑輪題、一道幾何題),不是受試者實驗。他們的主張是:圖和文字可以裝一樣的資訊,差別在使用時的計算成本。圖有三個優勢:
- 一起用的資訊放在相鄰的位置,省掉搜尋。
- 同一個元素的資訊聚在同一個位置,不必比對符號標籤。
- 支援很多容易的知覺推論。
他們接著寫了兩個但書(題目裡的「有時候」,我理解就是指這些情況,原文沒有說明由來):
None of these points insure that an arbitrary diagram is worth 10,000 of any set of words.
以及,圖只對知道怎麼用它的人有用。
落到選圖(我的推論):一段內容值不值得畫,看讀者是不是要反覆回頭找東西,或同時比對好幾個元素。搜尋樹符合,讀者要對照父節點的值和兄弟節點的值。單一路徑的流程不符合,讀一次就過去了。
最對題的一篇是 Novick 與 Hurley(2001),分析矩陣、網路、階層三種圖各適合什麼結構的資訊。我只讀到摘要,而且依摘要,它觀察的是大學生怎麼選圖與怎麼說明理由,不是用哪種圖學得比較好,所以這裡不拿它當依據。
箭頭會被讀成過程
Tversky(2011)整理了圖解元素怎麼帶出意義。Tversky 引用 Heiser 與 Tversky(2006)的實驗:三種機械圖,一半的受試者看的版本加了箭頭。沒有箭頭的圖,描述裡比較常寫零件與配置;加了箭頭,比較常寫運作過程。這是相對的差別,原文把動作與因果算在同一類,沒有分開。
動作:箭頭只用在因果、資料流向、先後順序。只想表達「A 包含 B」「A 和 B 有關」時,用外框分組或不帶箭頭的線。
數量用位置表示
Cleveland 與 McGill(1984)研究過從圖上讀數量的知覺任務;這篇研究存在,但我沒讀到作者或出版者公開的全文,所以不引它的排序。Heer 與 Bostock(2010)在 Mechanical Turk 上重做了其中空間編碼的實驗,另外加了角度與圓面積:在長條圖上估比例時,共同刻度上的位置比長度準;角度與圓面積都比位置差,面積又比角度差。這量的是知覺準確度,不是學習成效;它沒有測折線、散點或看趨勢,也沒有測顏色深淺。
動作:要讓讀者比大小,用共同刻度上的位置(長條、散點),不要用圓餅的角度或氣泡的面積,這一半有上面的知覺實驗支持。看趨勢用折線、不要用顏色深淺表示數量,是我的判斷。mermaid 沒有合用的數量圖,這類內容目前只能用表格,或另外產生 SVG。
演算法的圖:讀者動手時比較容易測到差異
本站的內容大半是演算法與模型,這條研究線最對題。
Hundhausen、Douglas 與 Stasko(2002)彙整 24 個演算法視覺化的對照實驗。他們依實驗背後的學習理論把實驗分成四組,下表是實驗數最多的兩組(另外兩組都是 50%,見附錄):
| 實驗在比什麼 | 得到顯著差異的比例 |
|---|---|
| 圖怎麼畫(表徵方式、有沒有標籤、資料量) | 30% |
| 學生做什麼(自己設計輸入、預測下一步、寫程式) | 71% |
71% 是 14 個實驗裡 10 個。我照表 2 逐一對過,這 10 個包含 Byrne 等人那兩個「預測與動畫分不開」的實驗;扣掉它們,是 14 個裡 8 個。原文沒有明說這一點。
作者的結論是:
how students use AV technology has a greater impact on effectiveness than what AV technology shows them
他們另外依兩組學生投入的心力重新分類:投入大致相等的 9 個實驗裡,6 個沒有顯著差異;一組投入較多的 14 個實驗裡,10 個是投入多的那一組顯著較好。作者在結論(第 6.3 節)寫,除了少數例外,只是觀看視覺化的學生和用傳統教材的學生相比沒有顯著優勢。反過來,把對照組的活動補齊之後,差距就不見了:Hansen 等人的第三個研究讓只讀文字的組另外做紙筆練習,和視覺化組沒有顯著差異;Gurka 複製 Byrne 的實驗時拿掉預測條件、兩組都有小組討論,也沒有顯著差異。作者把這兩個不顯著歸因於兩組的投入被拉平;我的解讀是好處跟著投入走,不一定要靠視覺化工具本身。例外確實有:同一篇的表 2 裡,Kann 等人的實驗四組都要寫程式,差別在有沒有看動畫,看了動畫的組後測顯著較好。Byrne 等人的兩個實驗也顯著,但結果是「看了動畫或做了預測(或兩者都有)」的組勝過兩者都沒做的組,作者說預測與動畫各自的效果在統計上分不開。
同一年的 ITiCSE 工作小組報告(Naps 等,2002)把學習者的投入方式分成六類:不看、觀看、回應(回答關於圖的問題)、改變(自己給輸入)、建構(自己做圖)、發表。報告列的第一個假設就是:只觀看和完全不看,學習成果相當。報告自己帶著保留:支持這個假設的幾個研究樣本都小,他們打算用較大的樣本驗證。
靜態文章裡的圖屬於「觀看」。要往上一級,最便宜的做法是「回應」:給圖之前先問下一步會發生什麼。這是我的推論:Hundhausen 支持的是「讓學生動手」這一大類。能把「先預測」單獨分開的只有 Jarc 等人一個實驗,預測組後測沒有顯著差異,只是花的時間顯著較多;Byrne 等人的兩個實驗分不出是預測還是動畫的功勞。和「先問再給圖」最接近的還有一個反向結果:Hansen 等人的第六個研究比較完整版與拿掉某一項功能的版本,其中一組拿掉了互動提問,各組之間沒有顯著差異。Tversky 等人 2002 年的回顧也談到同一份研究(Byrne、Catrambone 與 Stasko 1999),描述成看動畫的好處和拿靜態圖做預測差不多;Hundhausen 則說兩者的效果分不開。兩份二手來源的說法不同,原研究我沒讀。本站的導讀已經有「自我檢查|先寫下答案,再展開」的格式,把它移到圖的前面就做到了。
後續的狀況不樂觀。Shaffer 等人(2010)清點了超過 500 個演算法視覺化,結論是許多品質不佳,而且超過四分之一都在畫排序。Sibia、Liut 與 Nobre(2025)的系統性回顧選了 90 篇論文,摘要的結論是缺少嚴謹的評估;正文的討論對學習成效寫得很正面,但作者沒有評估所收研究的品質。
靜態圖、分格圖、動畫、互動圖
動畫贏靜態圖的幅度不大,兩篇統合分析的說法不同
Berney 與 Bétrancourt(2016)彙整 140 組「動畫對靜態圖」的比較,其中 59.3% 沒有顯著差異。整體效果量偏向動畫(g = 0.226),作者自己歸類為小效果。
更早的 Höffler 與 Leutner(2007)我只讀到摘要。Berney 與 Bétrancourt 轉述它的整體效果量是 d = 0.37,在前言稱之為中等,在討論又稱為小到中等;後面會提到的 Ploetzner 等人則把這兩篇都說成只有小的整體效果。兩篇統合分析的量值不同,後人的定性描述也不一致,我把它們並列,不替讀者選一個。
Berney 與 Bétrancourt 發現動畫的優勢集中在三種情況:系統控制步調、配旁白、沒有搭配文字。一篇讀者自己捲動、沒有旁白、一定有文字的文章,三種都不符合。這三項都是跨研究的子群比較,作者自己說這類比較的檢定力低;而且「沒有搭配文字」的 14 個比較裡,有 6 個出自同一篇(Kühl 等 2012)。
Tversky、Morrison 與 Bétrancourt(2002)更早就選了一批「動畫贏」的研究逐一檢查,發現兩邊常常不對等:動畫版本多了靜態版本沒有的資訊,或者動畫組同時多了互動或預測。他們舉的例子包括心臟的動畫有畫血流路徑,靜態圖卻沒畫。
分格圖:有論述支持,也有一個反例
Tversky 等人解釋動畫為什麼常常失敗:動畫太快、太複雜時看不清楚;而且很多連續的過程,人本來就是當成一連串離散的步驟來理解的。作者接著寫到多張靜態圖的好處:
multiple diagrams have an additional advantage: they easily allow comparison and reinspection of the details of the actions
Rey 等人(2019)的統合分析也常被拿來支持「切小段」:把多媒體教材切成段落,保留測驗的效果量是 0.32。但它納入的研究只要符合「切段」或「學習者控制步調」其中一項就算,也包括切段後由系統自動往下播的;學習者控制步調的那部分,只在遷移測驗上顯著。分段的教材學習時間比較長,不過這一項有顯著的出版偏誤,作者說要小心解讀。這些都和「把一張圖拆成幾格」不是同一件事。
直接比較過分格圖的實驗,我只讀到一個,結果不支持。Ploetzner、Berney 與 Bétrancourt(2021)讓 88 位師資培育學程的大學生學一組六連桿齒輪機構,分三組:看一張圖、看四張依序編號的圖、看沒有旁白、不能操作的動畫;每種題目之前各看一次(每次 2 分鐘),看完立刻作答。要辨認各零件怎麼動的時候,動畫組遠勝另外兩組,四張圖和一張圖沒有差別。要辨認零件的空間配置時,一張圖最好,四張圖和動畫沒有差別。作者推測四張圖和動畫都給了太多資訊,學習者不知道該看哪裡。
這個實驗和演算法的逐步執行有兩個落差,能不能類推我不知道。它的內容是連續、不規則的機械運動,四張圖之間的過程要靠學習者自己在腦中補;搜尋演算法的每一步是離散的狀態,兩步之間沒有「中間的運動」要補。它量的是知覺層次的辨認,作者明講沒有研究概念理解。
所以分格圖目前的位置是:有論述支持,有站上的實測顯示它在手機上讀得到,沒有實驗說它讓人學得比較好,而且有一個鄰近情境的實驗說它沒有幫助。
互動:讀者不一定會去操作
Conlen、Kale 與 Heer(2019)在三篇公開發表的互動文章裡埋了紀錄,收集超過 5 萬個閱讀工作階段。其中一篇降維演算法的入門文章,讀到文末的讀者有 41% 沒有點按鈕去看其他演算法的說明。另一篇節奏教學文章,手機讀者只有 10% 播放了文末的範例。
紐約時報的 Archie Tse 在 2016 年的簡報裡把他們的經驗寫成三條規則,第二條是:
If you make a tooltip or rollover, assume no one will ever see it.
這份簡報是實務者的經驗,沒有公開資料。Hohman 等人(2020)在 Distill 的文章裡引了同一份簡報,但談的是紐約時報的另一個說法:只有一小部分讀者會操作非靜態的內容,設計者應該少做互動。他們提醒這個說法已經被設計者當成經驗法則,而它只是一則軼聞,可能讓人錯過適合互動的情況;他們同時指出做一篇互動文章的工夫接近做一個網站。
成本對照
下表的成本欄是我的判斷。
| 形式 | 證據 | 製作與維護成本 |
|---|---|---|
| 靜態圖 | 加圖的效果量約 0.39 | 低 |
| 分格靜態圖 | 論述支持;一個直接實驗不支持 | 中:同一張圖要寫 3 到 5 份 |
| 動畫 | 相對靜態圖有小到中等的優勢,集中在本站沒有的條件 | 高:播放控制、深淺色、雙語都要另做 |
| 互動(先問再給圖) | 讓學生動手這一大類有支持;能單獨分開「預測」的一個實驗沒有差異,拿掉互動提問的實驗也沒有差異 | 低:用 HTML 的 <details> 就能做 |
| 互動(可操作的圖) | 沒有我讀到的學習成效對照 | 很高:每張圖是一支小程式 |
讓讀者自己畫
概念圖:讀現成的對條列有小到中等的優勢
Nesbit 與 Adesope(2006)彙整 55 個概念圖的研究。讀現成的概念圖,比讀大綱或條列好 0.28 個標準差。自己畫概念圖和自己寫摘要或大綱相比,差距更小(0.19)。作者寫道,效果量低於 0.2 個標準差時,有理由懷疑它在教學上有沒有意義。他們也認為,畫概念圖的好處大部分可能來自學生更投入,而不是概念圖這種媒介本身。
Schroeder 等人(2018)用 2005 年之後的研究更新了這份統合分析(我讀的是作者稿)。自己畫的效果量 0.72,讀現成的 0.43。讀現成的概念圖,對照「讀或寫條列」,是 0.43,作者稱為小到中等;這比前一篇的 0.28 大,兩篇的對照組定義也不完全一樣。對照讀文字的那一項研究最多,效果量是 0.29。作者提醒,各研究的實驗組與對照組做法差異很大,這些對照要保守解讀。
兩篇放在一起看:讀現成的概念圖對條列有優勢,兩篇的估計是 0.28 與 0.43。兩篇的整體數字也都是畫大於讀:Schroeder 是 0.72 對 0.43,Nesbit 與 Adesope 是 0.82 對 0.37。但這兩組數字都不是在同一批研究裡直接比出來的。在 Nesbit 與 Adesope 那裡,畫概念圖的研究都不是實驗室研究、多數全程在教室裡做,對照組常是聽課或討論;讀現成概念圖的研究多半是大學生在實驗室裡做,對照組是讀文字或條列。他們的 0.82 還被奈及利亞與埃及的七個效果量拉高,只看美國與加拿大是 0.47,作者後面的分析也只用這一部分。對照組一換差距更明顯:畫概念圖對聽課是 0.74,對自己寫摘要或大綱只有 0.19。
畫圖:已經有圖的時候,要「先畫再對照」
Fiorella 與 Mayer(2016)回顧過八種讓學習者自己產出東西的策略,畫圖是其中之一;這篇研究存在,但我沒讀到作者或出版者公開的全文,所以不引它整理的條件。
後續還有兩篇直接處理「自己畫」與「看現成的圖」怎麼比的研究:Fiorella 與 Zhang(2018)的回顧,以及 Zhang 與 Fiorella(2021)的兩個實驗。這兩篇我只讀到摘要,這裡只記下它們存在,不拿它們當依據。
給畫圖的學生更多輔助有沒有用,兩篇統合分析的結論不同。Leutner 與 Biele(2025)比較「有輔助地畫」與「只叫學生畫」,整體沒有效果(理解 g = 0.04);有效的只有幫學生整合的那一類(把文字、圖與先備知識整合成一致的理解),例如拿自己的圖去對照提供的圖;不過這是 6 個研究的子群分析,作者預先註冊時列為探索性,p 剛過門檻(0.048),而且只分析了理解;遷移的研究太少(7 個效果量),沒有做這項分析。這篇文章自己指出,Cromley 等人(2020)用比較多的研究得到顯著的整體效果,和它的結果不一致;作者的主要解釋是 Cromley 那份納入了拖放式與合作畫圖、比較的定義不一致,還把兩組不都有畫圖的大效果量算進去,整體效果可能被高估;自己研究數少是另外承認的限制。Cromley 那篇我只讀到摘要。這個不一致我沒有能力裁決,兩邊都列在這裡。
兩邊都同意的只有一點:對照自己的圖與提供的圖是有用的。
動作:做一種新的自我檢查題。請讀者先在紙上畫出展開到第三步的搜尋樹,再展開答案,答案裡放圖。這些研究的教材是化學、生物一類的科學文本,離演算法有一段距離。
範例旁邊的輔助,一次一種
Barbieri 等人(2023)彙整 55 個數學範例(worked example)的研究,範例的整體效果量是 0.48。意外的結果是,範例加上自我解釋提示,效果反而比不加的低。作者提醒這些調節分析是描述性的,不能當成因果。
這裡研究的是「在範例旁邊要求學生解釋每一步」,和講解之後才出現的檢索練習不是同一件事,不能直接拿來否定文末的自我檢查。能帶走的是比較保守的一句:同一個範例旁邊同時放圖、表與提示題,不見得越多越好。我沒有找到直接比較「範例配圖」與「範例不配圖」的統合分析。
手機與無障礙
沒有哪一份標準規定最小字級
我讀了 WCAG 2.2 三則相關的成功準則,都沒有像素下限:
- 1.4.4 Resize Text:文字要能放大到 200% 而不失去內容或功能。
- 1.4.10 Reflow:寬度 320 CSS px 時,內容不得需要雙向捲動。但需要二維版面才能理解的內容除外,註解明列「地圖與圖解」與資料表格,並說這些部分提供二維捲動是可接受的。
- 1.4.5 Images of Text:能用真的文字呈現,就不要用文字的圖片。
Apple 的 Human Interface Guidelines 有數字:iOS 的預設字級 17pt,最小 11pt。
所以本文用的 12px 下限是我的判斷,依據是 Apple 的最小值再留一點餘裕,因為中文筆畫比拉丁字母密。
從實測得到的寬度規則
- mermaid 圖的原始寬度超過約 435px,手機上的字就小於 12px。
- 由上往下排的圖,同一層最多並排 3 個節點。這是節點文字只有一兩個詞時的數字,標籤越長能並排的越少。
- 改成由左往右排是把寬度換成高度。中文頁的剪枝樹改完之後字讀得到(約 12px),英文頁因為標籤較長只到約 11px;兩頁的樹都變成橫著長,和正文「上面是我、下面是對手」的說法對不上。
處理順序(我的判斷):先拆成多張小圖;拆不了就換成表格或清單;再不行才改方向。還有一個選項是改站上的樣式,讓超寬的圖在容器內橫向捲動而不縮小,WCAG 1.4.10 明文允許這樣做。
圖要有文字等價物
WCAG 1.1.1 要求圖表與圖解有文字替代。W3C 的複雜圖片教學進一步建議把長說明放在正文裡給所有人看,理由是複雜的圖對低視能、學習障礙,以及對主題不熟的人都難懂。
mermaid 支援在圖的原始碼裡寫 accTitle 與 accDescr(官方文件),會變成 SVG 的標題與描述,螢幕閱讀器讀得到。
動作:每張 mermaid 圖寫一行 accTitle。圖前後的文字要讓讀不到圖的人得到同樣的結論,但不逐節點複述。
mermaid 以外的做法
下表的成本是我的判斷。只有標「已查文件」的兩項,我在這次讀過官方文件;其餘是既有的認識,沒有另外查證。每一種做法,中文版和英文版都要各有一份。
| 做法 | 適合什麼 | 深淺色 | 成本與風險 |
|---|---|---|---|
| mermaid(現況) | 流程、樹、狀態、序列 | 已處理 | 低。自動排版,寬度難控制;不能用顏色 |
| 表格 | 比較、逐步執行的狀態表 | 自動 | 最低 |
| 帶註解的程式碼 | 演算法本身 | 自動 | 最低 |
| KaTeX | 公式、對齊的推導 | 自動 | 低 |
| 程式碼區塊裡的 ASCII 圖 | 很小的鏈或樹 | 自動 | 低。中文是全形字,和半形符號混排會對不齊 |
| 手寫的行內 SVG | 需要精確版面的圖 | 用 currentColor 就會跟著切換 | 中到高。字級可以固定,但要手算座標 |
| rehype-mermaid | 同 mermaid,改在建置時渲染 | 已查文件:兩種輸出方式支援 dark 選項 | 已查文件:建置環境要裝 Playwright 與瀏覽器 |
| D2 | 架構圖、有巢狀容器的圖 | 已查文件:深色主題跟著系統偏好,不跟站上的手動切換 | 中。建置流程要多一個指令 |
| Graphviz | 大型的圖 | 要自己處理 | 中 |
| Excalidraw | 手繪風格的概念圖 | 要匯出兩份 | 高。兩種語言乘兩種主題,四個檔容易不同步 |
我的建議順序:先用表格、程式碼、KaTeX 這三種不花成本的。結構圖用 mermaid,守住寬度規則。mermaid 排不好,而且那張圖是該堂課的核心,才手寫 SVG。
其他教學網站怎麼做
我先列了 19 個候選(一開始列的 10 個英語站、本站導讀涵蓋的課程的官方筆記、再用搜尋補英語的互動文章與中文的演算法教學站),從中依形態各挑幾個,每站抓一頁原始 HTML 來數。以下是標籤數,不是肉眼看到的圖數;用 JavaScript 動態插入的內容數不到(Hello 演算法因此改用閱讀器輸出的 Markdown 來數)。Khan Academy 與 MLU-Explain 抓到的是空殼;R2D3 的互動圖由 JavaScript 產生,HTML 裡數不到;VisuAlgo 整頁是一個操作介面,字數與圖數沒有可比性。這四個都不列。
| 頁面 | 正文字數(不含程式碼區塊) | 圖 | 觀察 |
|---|---|---|---|
| CS50 AI 官方筆記 Lecture 0 | 約 3,300 | 6 張 | 有圖的是:15 puzzle、狀態空間、曼哈頓距離、兩張 Minimax、Alpha-Beta。DFS 與 BFS 的逐步過程沒有圖 |
| The Illustrated Transformer | 約 4,150 | 37 張 | 約每 110 字一張;圖都沒有替代文字 |
| Distill:Attention and Augmented RNNs | 約 4,000 | 21 個 figure | 約每 190 字一張 |
| Red Blob Games:A* 入門 | 約 2,350 | 19 個 figure | 約每 120 字一張,另有 21 個 canvas 元素 |
| 3Blue1Brown 文字版:神經網路第一課 | 約 4,650 | 16 個 figure | 每張都有圖說,另有 6 段影片 |
| Hugging Face 課程第 1 章 | 約 2,300 | SVG 圖 | 每張圖有淺色與深色兩個檔,有描述性的替代文字 |
| CS231n 筆記:卷積網路 | 約 9,100 | 9 張 | 約每 1,000 字一張 |
| Dive into Deep Learning:Transformer | 約 1,900 | 5 張 | 1 張架構圖加 4 張程式輸出的圖,約每 380 字一張。HTML 裡因為四個框架的分頁各存一份,數得到 16 張輸出圖與 93 個程式碼區塊 |
| MIT Missing Semester:版本控制 | 約 2,400 | 1 張 | 目錄樹與 commit 歷史用程式碼區塊裡的 ASCII 圖 |
| Josh Comeau:Flexbox 互動指南 | 約 5,400 | 未計 | 92 個輸入框或按鈕 |
| Hello 演算法:圖的走訪 | 約 1,200 個中文字 | 24 張 | BFS 與 DFS 各一張總圖,再各配 11 張逐步圖 |
| 演算法筆記:Graph | 約 2,500 個中文字 | 28 張 | 篇幅短、圖很密 |
| 動手學深度學習:Transformer | 約 2,800 個中文字 | 5 張 | 和英文版相同:1 張架構圖加 4 張程式輸出的圖,四個框架的分頁各存一份 |
圖的密度從每 110 字一張到每 1,000 字一張都有。CS50 與 CS231n 這兩份課程筆記的圖少;Dive into Deep Learning 扣掉程式碼之後,密度落在中間。和第 0 週同一堂課的 CS50 官方筆記只有 6 張圖。同樣教 BFS 與 DFS,Hello 演算法用的是一步一張的分格圖。
這張表只能說這些站怎麼做,不能說哪種做法比較好:我沒有它們的流量或學習成效資料,也沒有在手機寬度下看過任何一站。互動文章那一類還有一個維護上的事實:Distill 在 2021 年 7 月宣布暫停一年,公告裡提到編輯團隊過勞,並說暫停可能無限期延長。
拿第 0 週的三張圖對照
以下是依前面各節推出來的改法,還沒有動手改。
示範用的圖:補一張狀態表
這張圖六個節點,手機上不必縮,可讀性沒有問題。它的問題是只給了結構,而這一節要學的是 frontier 怎麼變。
改法是保留圖,在後面加一張狀態表。下面是我依那張圖自己排的例子(A 連到 B,B 連到 C 和 D,C 連到 E,D 連到 F,目標是 E;假設展開 B 時先放 C 再放 D,frontier 是後進先出的 stack):
| 步 | 拿出 | 是目標? | 之後的 frontier |
|---|---|---|---|
| 0 | A | ||
| 1 | A | 否 | B |
| 2 | B | 否 | C、D |
| 3 | D | 否 | C、F |
| 4 | F | 否 | C |
| 5 | C | 否 | E |
| 6 | E | 是 |
同一張圖再配一張先進先出的版本,讀者逐列對照就看得到兩者從第 3 步開始分岔。表格之前先放一題:frontier 是 stack 的時候,拿出 B 之後下一個拿出誰?
搜尋流程圖:換成清單
這張圖原始寬度 556px,手機上字級約 9.4px。我試過把節點文字縮短,也只回到約 10.8px。
更根本的問題是它和上方的編號清單幾乎完全重疊。流程圖多給的只有回頭的那條線,而清單的第 5 步已經寫了「回到第 2 步」。
改法是拿掉這張圖,把修正後的流程重寫成一份完整的編號清單,新增的兩處用粗體標出。想要一眼看到全貌,可以用六七行虛擬碼,也接得上後面專案的程式碼。這一項是我的判斷,不是研究直接支持的結論。
剪枝樹:先在圖前面加一題,拆成三張可以試
目前由左往右排的版本讀得到字,但有三個問題:樹橫著長,和正文的上下層說法對不上;圖在手機上約 676px 高,接近一整個螢幕;而且它一次呈現算完之後的狀態,正文其實是分三步講的。
成本最低的改法是在圖前面加一題:左邊已經保證 4 分,中間這一支看到 9、再看到 3,第三個葉子還要看嗎?這是把「觀看」變成「回應」。演算法視覺化研究支持的是讓學生動手這一大類;能單獨分開「先預測」的只有一個實驗,沒有測到差異,所以這一題的效果我不能保證。
第二個改法可以試,但沒有證據說它讓人學得比較好:把樹拆成三張由上往下的小圖,各自緊跟在對應的那句話後面。第二張會長這樣:
flowchart TB
accTitle: Alpha-Beta 剪枝的中間分支
accDescr: MAX 已經有 4 分。中間的 MIN 節點看過 9 和 3 之後最多 3 分,第三個葉子 7 不必看。
R["MAX<br/>已有 4"] --> M["MIN<br/>最多 3"]
M --> M1["9"]
M --> M2["3"]
M -. "不必看" .-> M3["7"]
實線是實際看過的葉子,虛線是被剪掉的。這張圖原始寬度約 324px,手機上不必縮。
拆圖確定能換到的是可讀性:字級回到 16px,圖和解釋它的那句話貼在一起。換不換得到學習效果不確定。前面提過,Ploetzner 等人的實驗裡四張分格圖沒有贏過單張圖;那個實驗教的是連續的機械運動,這裡是三個離散的分支,落差在哪裡前面寫過。
今晚可以做的三件事
- 打開你最近一篇有圖的文章,在手機上看。圖裡有哪個字要瞇眼才讀得到,就把那張圖拆成兩張,或換成表格。
- 挑一張講演算法的圖,在它前面加一題。題目問下一步,並請讀者寫一句為什麼:「接下來被拿出來的是哪個節點?為什麼是它?」答案收在
<details>裡。 - 檢查每一張流程圖上方有沒有一份編號清單在講同一件事。有的話留一個就好,留清單。
這些證據的限制
- 教材短、受試者是學生、立刻測驗。多媒體學習的實驗大多用大學生、幾分鐘到十幾分鐘的教材,讀完馬上考。幾千字、可能分好幾次讀完的長篇導讀,圖的效果有沒有不同,我讀到的統合分析沒有分開報告。
- 對照組通常是純文字。一篇已經有表格與公式的文章,再加圖能多多少,沒有直接證據。最接近的數字是概念圖對條列的 0.28。
- 統合分析的品質。Noetel 指出,納入的 29 篇回顧只有 1 篇評估過原始研究的品質,幾乎沒有預先註冊。這個領域的效果量可能整體偏高。Guo 的作者判讀是沒有出版偏誤的跡象(Egger 檢定不顯著),他們另外報告 Trim and Fill 調整後的效果量是 0.28,仍然顯著;作者也提醒,研究裡的圖都是為單一文本精心設計的,效果可能因此偏高,一般課本的圖未必一樣。
- 三個原則的數字是轉引。圖文鄰近、訊號、拿掉無關細節這三項,數字來自 Noetel 的轉述,原統合分析我只讀到摘要,沒有讀到它們的方法與限制。
- 演算法視覺化的實驗很舊。24 個實驗都在 2002 年之前,用的是當時的動畫工具,而且是數「幾個實驗顯著」,不是合併效果量。2002 年之後,我沒有找到有合併效果量的統合分析。
- 哪種內容配哪種圖,大部分是推論。最對題的 Novick 與 Hurley(2001)我拿不到全文,只在正文提了它的存在。
- 只讀到摘要的有八篇,正文提到時都當場標明,也都沒有列進參考資料:Schroeder 與 Cenkci 2018、Schneider 等 2018、Sundararajan 與 Adesope 2020、Höffler 與 Leutner 2007、Novick 與 Hurley 2001、Fiorella 與 Zhang 2018、Zhang 與 Fiorella 2021、Cromley 等 2020。
- 只知道存在、沒讀到合法公開全文的:Cleveland 與 McGill(1984)的圖形知覺研究、Fiorella 與 Mayer(2016)的生成學習策略回顧。初稿依課程網站或中學網站上的轉存檔引了它們的內容;查核時找不到作者或出版者公開的版本,2026-10-14 拿掉內容,也從參考資料移除。
- 分格圖沒有正面的實驗證據。唯一讀到的直接實驗不支持它,而那個實驗的內容和演算法有落差。「拆成小圖」目前只能當成解決手機可讀性的做法。
- 兩處來源互相不一致,我沒有裁決:動畫對靜態圖的整體效果(兩篇統合分析),以及畫圖輔助的整體效果(兩篇統合分析)。
- 互動文章的資料量的是行為,不是學習。三篇文章的流量紀錄,不能說明讀者學到多少。
- 網站觀察每站只有一頁,數的是 HTML 標籤,挑的站偏英語圈與有名的站,而且沒有任何一站在手機寬度下看過。
- 本站的尺寸實測用的是無畫面的瀏覽器與替代字型,390px 的標籤高度是另外在一般瀏覽器裡量的。
附錄:各研究的設計與數字
正文每項只留一個數字,其餘放在這裡。
Guo、Zhang、Wright、McTigue(2020),AERA Open。39 個實驗研究,發表於 1985 到 2018 年,共 2,103 人(實驗組 1,053、對照組 1,050)。受試者從小學到大學,其中 21 個研究是成人。整體 g = 0.39,95% 信賴區間 0.26 到 0.51。Egger 檢定不顯著(p = .21),作者的結論是結果不受出版偏誤影響;Trim and Fill 補上 7 個研究後是 0.28,仍顯著。個別研究的效果量從 −0.23 到 1.24。分組的描述性結果:圖片 0.37、圖像式圖解 0.63、流程圖 0.35、混用多種圖 0.14;迴歸分析裡只有「混用對圖片」達顯著。依測驗形式:是非題 0.22、選擇題 0.22、簡答題 0.67、混合 0.60。年級不是顯著的調節變項。作者列的限制:教材多半是一段文字配一張圖;9 個研究沒有交代文字來源,只有 6 個用課本內容;先備知識與閱讀時間的資料不足,無法分析。我讀了全文。
Noetel 等的統合回顧(預印本;期刊版刊於 Review of Educational Research)。29 篇系統性回顧,1,189 個原始研究。受試人數在預印本的摘要寫 78,177,結果段寫 79,415,兩處不一致。各原則合計 g = 0.38(95% 信賴區間 0.27 到 0.49,808 個效果量)。轉引的各項:空間鄰近 0.63(58 個效果量,Schroeder 與 Cenkci 2018);訊號 0.43(209 個,Schneider 等 2018),另報告降低認知負荷 0.25;分段 0.34(123 個,Rey 等 2019;Rey 的原文分開報告保留 0.32、67 個與遷移 0.36、56 個,個數合計 123 對得上,0.34 這個合併值原文沒有,見下);拿掉無關細節 0.33(68 個,Sundararajan 與 Adesope 2020),細節持續顯示時 0.43、一閃而過時 0.12;有意義的動畫 0.40、裝飾性動畫 −0.05(Höffler 與 Leutner 2007;Noetel 的表 1 寫 0.05,這裡取內文);同時給文字與旁白 0.15(Adesope 與 Nesbit 2012),在旁白上加文字 0.29、在文字上加旁白 −0.04。作者指出這些效果量比早期非系統性回顧報的 d > 1.0 保守。限制:29 篇裡只有 2 篇報告雙人獨立篩選;多數回顧用 p < 0.05 做了幾十個調節檢定。
Cooper、Sidney、Alibali(2018),Applied Cognitive Psychology。92 位修心理學導論的大學生,平均 19.0 歲。2 × 2 受試者內設計(有無圖解 × 有無情境插圖),每人四題,題目文字在各條件下相同,光靠文字就能作答。題目偏難,整體答對率 50%。混合效果邏輯迴歸裡,圖解讓答對的勝算比是 5.94;插圖的效果依數學能力而定,能力低一個標準差的學生受害。圖解的效果另外依數學價值態度而定:覺得數學沒什麼用(低一個標準差)的學生,圖解沒有測到效果。插圖讓能力低的學生表現變差,他們卻更喜歡有插圖的題目。這裡的情境插圖也畫出了題目的空間關係,不是純裝飾,作者把這點列為限制。作者列的另一條限制:題目的情境不是日常會用到三角函數的場合,真實性不足。我讀了全文。
Trypke、Stebner、Wirth(2023),Frontiers in Psychology。文獻回顧,不是統合分析。四種重複的做法:在圖上加旁白、在圖上加書面文字、在旁白上加書面文字、在有旁白的圖上加書面文字。作者列的限制:只納入明確以重複效應為題的研究;沒有考慮學習者的個別差異與不同的測驗形式。我讀了全文。
Larkin 與 Simon(1987),Cognitive Science。以產生式系統模擬,比較語句式與圖解式表徵。我讀了全文。
Tversky(2011),Topics in Cognitive Science。理論性的綜述。我讀了全文。
Heer 與 Bostock(2010),CHI。在 Mechanical Turk 上重做 Cleveland 與 McGill 的部分比例判斷實驗,另外加了角度與圓面積。共同刻度上的位置比長度準;角度與圓面積都比位置差,面積又比角度差;角度沒有比長度差。量的是讀圖估比例的知覺準確度,不是學習成效。我讀了全文。
Hundhausen、Douglas、Stasko(2002),Journal of Visual Languages and Computing。24 個對照實驗,作者說接近當時已發表實驗的全部。11 個得到顯著差異,10 個沒有。依理論分組的顯著比例:認知建構論 71%(14 個實驗裡 10 個)、個別差異 50%、雙碼理論 50%、知識保真 30%。依兩組投入的心力:不相等 71%,相等 33%。依測驗的知識類型:只測程序知識 67%、只測概念知識 67%、兩者都測 38%。作者列的限制:「前後測進步」比「只有後測」容易測到差異,但這個發現大半來自同一系列研究,而且前測本身可能讓受試者學到東西;所有實驗量的東西很窄,幾乎都是概念知識與程序知識。
Naps 等(2002),ITiCSE 工作小組報告。作者說明六類投入方式不是嚴格的順序量表,後四類都包含「觀看」而且彼此可以重疊。報告轉述的 Hundhausen 研究是較早的版本(21 個實驗),數字和本文用的期刊版不同,本文只用期刊版。我讀了全文。
Shaffer 等(2010),ACM Transactions on Computing Education。只有 18 個視覺化(3.5%)涵蓋壓縮演算法,NP-completeness 只有 9 個。我讀了全文。
Sibia、Liut、Nobre(2025),EuroVis 教育論文。從 288 篇裡選出 90 篇。我讀了全文。
Berney 與 Bétrancourt(2016),Computers & Education。50 篇論文、61 個研究、7,036 人、140 組成對比較。整體 g = 0.226(95% 信賴區間 0.12 到 0.33)。動畫較好 43 組(30.7%)、靜態圖較好 14 組(10%)、沒有顯著差異 83 組(59.3%)。調節結果:系統控制步調 0.309、配旁白 0.320、沒有搭配文字 0.886(這是表 3 的數字;摘要與正文寫 0.336 與 0.883)。「沒有搭配文字」的 14 個比較裡有 6 個出自 Kühl 等 2012 同一篇。這些都是跨研究的子群比較。作者列的限制:部分調節變項的比較數很少,檢定力低;學習成果的分類很困難;16.4% 的研究沒有提供教材的圖片。文中轉述 Höffler 與 Leutner(2007)的整體效果量 d = 0.37。
Tversky、Morrison、Bétrancourt(2002),International Journal of Human-Computer Studies。選擇性的文獻回顧,範圍是用動畫教複雜系統(機械、生物、物理、操作、運算)。作者說明結論只適用這個範圍;動畫用來呈現即時的方位變化,可能是合適的用途。提出兩個原則:對應原則(圖的結構與內容要對應想讓人形成的心智表徵)與可理解原則(圖要能被正確地感知與理解)。我讀了全文。
Conlen、Kale、Heer(2019),EuroVis。三篇以 Idyll 寫成的互動文章。節奏教學文章:桌機讀者停留時間的中位數 86 秒,85% 有操作互動內容;手機讀者停留的中位數 20 秒。降維入門文章:7,055 次造訪、4,549 位讀者,76% 讀到文末,其中 59% 點了按鈕;滑桿與「演算法細節」按鈕的操作次數中位數是 0。吉他調音文章:55,193 個工作階段。三篇都透過社群媒體推廣。
Nesbit 與 Adesope(2006),Review of Educational Research。55 個研究、67 個效果量、5,818 人,小學四年級到大學。表 2 的整體數字:全部 0.60;畫概念圖 0.82(27 個效果量),其中美國與加拿大 0.47(18 個)、非洲 1.45(7 個)、台灣 −0.003(2 個);讀現成的 0.37(40 個)。作者因為各地差距太大,畫概念圖的後續分析只用美國與加拿大的研究。表 6 依對照組分:讀現成的概念圖對照讀文字 0.39(29 個效果量,2,027 人),對照讀大綱或條列 0.28(10 個,561 人);自己畫對照聽課或討論 0.74(10 個),對照自己寫摘要或大綱 0.19(7 個)。畫概念圖的研究沒有一個是實驗室研究;讀現成概念圖的 40 個效果量裡 32 個來自實驗室、38 個是大專以上。讀現成的概念圖對語文能力低的學生有幫助(0.44,2 個效果量),對語文能力高的學生不顯著。同一批受試者回想中心概念的效果量(0.60)比回想細節(0.20)大。多數子集的異質性顯著。我讀了全文。
Schroeder、Nesbit、Anguiano、Adesope(2018),Educational Psychology Review。讀的是作者稿。142 個效果量、11,814 人,整體 g = 0.58,異質性很高(I² = 87.5)。和各種對照比:討論或講課 1.05(37 個效果量)、條列 0.43(13 個)、大綱 0.48(8 個)、讀文字 0.29(44 個)、寫文字 0.39(13 個);條列與大綱兩項的對照組是「讀或寫」條列與大綱。分開看(表 9):讀現成的概念圖對條列 0.43(p = .02)、對讀文字 0.29(39 個效果量);對大綱 0.72 與對講課 1.09 各只有 2 個與 5 個效果量。畫概念圖對大綱 0.40、對寫文字 0.48。作者說畫概念圖的各項效果都比 Nesbit 與 Adesope 的估計大得多。作者用 fail-safe N 與 Egger 檢定,沒有發現足以影響解讀的出版偏誤。依地區分,讀現成概念圖在美國與加拿大只有 0.25(51 個效果量),明顯低於整體的 0.43;作者說這仍是小而穩的正效果,不推論地區差異的原因。我讀了全文。
Rey、Beege、Nebel、Wirzberger、Schmitt、Schneider(2019),Educational Psychology Review。56 個研究、88 組比較。保留 d = 0.32(67 個效果量),遷移 d = 0.36(56 個);整體認知負荷降低 0.23;學習時間的效果量是 −0.92,也就是分段的教材花的時間比較長。先備知識高的學習者在保留成績上受益較大,但高先備只有 7 個比較,我從表 2 數到其中 4 個出自同一篇(Singh 等 2012);作者自己說這個變項的變異很有限;遷移成績則不受先備知識調節。系統控制步調的分段四項結果都顯著,學習者控制步調的只有遷移顯著。學習時間這一項有顯著的出版偏誤,作者說要小心解讀。作者列的限制:統合分析不是實驗,「多了處理時間」與「能調整步調」這兩種解釋互相混在一起,分不開。我讀了摘要、整體結果、三個假說的檢定與限制。
Ploetzner、Berney、Bétrancourt(2021),Instructional Science。88 位大學生,三組各 30、28、30 人。動畫沒有旁白、不能操作;兩種題目之前各看一次教材(每次 2 分鐘),看完立刻測;受試者是同一所大學師資培育學程的學生。辨認運動:動畫對單張圖 d = 2.33,對四張圖 d = 2.41,單張與四張無顯著差異。辨認空間配置:單張圖對四張圖 d = 1.11,對動畫 d = 1.30,四張與動畫無顯著差異。學習者的空間能力和成績沒有顯著關聯。運動題是四選一,兩個靜態圖組的答對率約 35% 與 33%,亂猜的期望值是 25%;這是我讀表的觀察,原文沒有提。作者說明這個實驗只看知覺層次的處理,沒有研究概念理解。我讀了摘要、材料、結果與討論。
Leutner 與 Biele(2025),Educational Psychology Review 37 卷 4 期(文章號 93)。14 個研究、16 個獨立比較、1,213 人。理解 g = 0.04(p = 0.738),遷移 g = −0.10(p = 0.696),兩者異質性都顯著。「幫助整合」這個調節變項在控制另外兩個調節變項之後仍然顯著。作者說明納入的研究少,結果要保守解讀;並提到 Cromley 等(2020)用較多研究得到顯著的整體效果,Zhang 等(2021)則同樣沒有找到主效果。我讀了全文。
Barbieri、Chawla、Miller-Cotto、Clerjuste(2023),Educational Psychology Review。篩選 8,033 篇摘要,納入 43 篇文章、55 個研究、181 個效果量,55 個研究裡只有 2 個是準實驗。只用正確範例的效果,比只用錯誤範例或正誤混用的大。我讀了摘要、引言片段、方法開頭與優缺點一節。
Apple Human Interface Guidelines。各平台的預設與最小字級:iOS 與 iPadOS 17pt 與 11pt,macOS 13pt 與 10pt,visionOS 17pt 與 12pt。觸控目標在 iOS 上預設 44 × 44pt、最小 28 × 28pt。WCAG 2.5.8 的觸控目標下限是 24 × 24 CSS px,只在圖上有可點的節點時相關。
本站的尺寸實測。mermaid 11,Chromium,字型 PingFang TC,2026-10-13 以當時的檔案量。英文頁的剪枝樹由上往下排時同樣是 1042 × 350。另外試畫了一張縮短節點文字的流程圖,原始尺寸 481 × 730。
參考資料
- Guo, Zhang, Wright & McTigue (2020), Do You Get the Picture? A Meta-Analysis of the Effect of Graphics on Reading Comprehension:加圖對閱讀理解的效果。讀了全文。
- Noetel et al., Multimedia Design for Learning: An Overview of Reviews With Meta-Meta-Analysis:各設計原則的效果量與調節效果。讀了預印本全文;沒有讀期刊版。
- Cooper, Sidney & Alibali (2018), Who Benefits from Diagrams and Illustrations in Math Problems?:圖解與情境插圖的差別。讀了全文。(讀的是 Alibali 實驗室網站上的刊出版。)
- Trypke, Stebner & Wirth (2023), Two types of redundancy in multimedia learning: a literature review:兩種重複。讀了全文。
- Larkin & Simon (1987), Why a Diagram is (Sometimes) Worth Ten Thousand Words:圖解的計算優勢。讀了全文。
- Tversky (2011), Visualizing Thought:圖解元素的意義與箭頭實驗。讀了全文。
- Heiser & Tversky (2006), Arrows in Comprehending and Producing Mechanical Diagrams:箭頭實驗。讀了 Wiley 免費開放的刊出版全文。
- Heer & Bostock (2010), Crowdsourcing Graphical Perception: Using Mechanical Turk to Assess Visualization Design:位置、長度、角度、面積的比例判斷實驗。讀了全文。
- Hundhausen, Douglas & Stasko (2002), A Meta-Study of Algorithm Visualization Effectiveness:24 個實驗的彙整。讀了全文,表 2 到表 7 與各圖對過 PDF 版面。
- Naps et al. (2002), Exploring the Role of Visualization and Engagement in Computer Science Education:投入方式的六個類別。讀了全文。
- Shaffer et al. (2010), Algorithm Visualization: The State of the Field:超過 500 個視覺化的清點。讀了全文。
- Sibia, Liut & Nobre (2025), Exploring the Role of Visualization Tools in Enhancing Computing Education: A Systematic Literature Review:90 篇論文的系統性回顧。讀了全文。
- Berney & Bétrancourt (2016), Does animation enhance learning? A meta-analysis:動畫對靜態圖。讀了摘要、3.1 與 3.2 節、4.4 節。
- Tversky, Morrison & Bétrancourt (2002), Animation: can it facilitate?:動畫研究的檢討。讀了全文。
- Ploetzner, Berney & Bétrancourt (2021), When learning from animations is more successful than learning from static pictures: learning the specifics of change:單張圖、四張圖與動畫的實驗。讀了摘要、材料、結果與討論。
- Rey et al. (2019), A Meta-analysis of the Segmenting Effect:分段。讀了摘要、整體結果、三個假說的檢定與限制。
- Conlen, Kale & Heer (2019), Capture & Analysis of Active Reading Behaviors for Interactive Articles on the Web:互動文章的閱讀紀錄。讀了全文(補充材料與原始紀錄檔沒有讀)。
- Tse (2016), Why We Are Doing Fewer Interactives:紐約時報圖表部門的簡報。讀了全部投影片文字。
- Hohman, Conlen, Heer & Chau (2020), Communicating with Interactive Articles:互動文章的製作成本與讀者互動。讀了全文(由 JavaScript 產生的表 1 沒有讀到)。
- Nesbit & Adesope (2006), Learning With Concept and Knowledge Maps: A Meta-Analysis:概念圖。讀了全文。(讀的是 Nesbit 個人網頁上的刊出版。)
- Schroeder, Nesbit, Anguiano & Adesope (2018), Studying and Constructing Concept Maps: a Meta-Analysis:概念圖的更新。讀了作者稿全文。
- Leutner & Biele (2025), Without Integration, Everything Is Nothing: A Meta-Analysis of the Effectiveness of Instructional Support for Drawing-to-Learn:畫圖輔助。讀了全文。
- Barbieri, Chawla, Miller-Cotto & Clerjuste (2023), A Meta-analysis of the Worked Examples Effect on Mathematics Performance:範例與自我解釋提示。讀了摘要、引言片段、方法開頭與優缺點一節。
- W3C:Understanding WCAG 2.2 的 1.1.1、1.4.4、1.4.5、1.4.10、2.5.8,以及 Complex Images 教學。讀了準則本文與 Intent 段;教學讀了前半。
- Apple Human Interface Guidelines:Typography 與 Accessibility。讀了字級與控制項大小的表格及前後文。
- Mermaid:Accessibility Options、rehype-mermaid README、D2 的主題文件。各讀了相關段落。
- 觀察的教學網站頁面:CS50 AI 筆記、The Illustrated Transformer、Distill、Red Blob Games、3Blue1Brown、Hugging Face 課程、CS231n、Dive into Deep Learning、Missing Semester、Josh Comeau、Hello 演算法、演算法筆記、動手學深度學習,以及 Distill 的暫停公告。
- 本站文章:教學文章搭配影片怎麼做、讀到一半想看影片時,畫面怎麼排、Harvard CS50 AI 第 0 週導讀(實測用的頁面)。
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