主題

為什麼一張圖有時勝過一段話

  • 文獻回顧

Mars Research · 2026 年 11 月 3 日

摘要

同樣的資訊，排列方式不同，用起來的難易程度就不同。本文回顧四組研究證據：第一，圖把資訊依位置組織，讓文字中隱含的關係變得明確，而藉助概念圖這類節點連線圖學習與較好的知識保留相關 (Larkin & Simon, 1987; Nesbit & Adesope, 2006; Schroeder et al., 2018)；第二，人對不同圖形編碼的判讀準確度不同，圖形適合看趨勢這類空間任務，表格適合需要精確數值的任務 (Cleveland & McGill, 1984; Vessey, 1991)；第三，工作記憶有限，把相關的文字和圖放在一起、加上提示線索，可以降低負荷並促進學習 (Mayer & Moreno, 2003; Ginns, 2006; Xie et al., 2017)；第四，全域配置視圖與路線式呈現支持的是不同類型的空間知識 (Münzer et al., 2012)。根據這些證據，Mars 隨回答流式繪製流程圖、思維導圖、時序圖、時間線和資料圖表，在 PPT 裡把關鍵指標做成大號數字標題並搭配圖表和表格，並把多日行程鋪在互動地圖上。本文同時說明這些證據的邊界：它們主要來自學習研究，效果取決於讀者的專業程度，裝飾可能分散注意力；它們支持設計方向，並不等同於對 Mars 本身效果的實驗驗證。

關鍵詞：圖示表徵 · 圖形知覺 · 認知負荷 · 概念圖 · 認知契合 · 提示線索 · 空間知識 · AI 圖表 · 資料型簡報

1. 引言

兩種表徵可以承載完全相同的資訊，使用起來卻費力程度不同。Larkin 與 Simon 對此提出了形式化論證：當一張圖和一段文字在資訊上等價時，兩者的運算效率仍然不同，因為圖依平面位置索引資訊，常常把一串句子需要推論的內容直接呈現出來 (Larkin & Simon, 1987)。多媒體學習的認知理論進一步指出，人以彼此獨立的通道分別處理圖像材料和語文材料，而每個通道一次能處理的量都有限 (Mayer & Moreno, 2003)。

然而，日常工作中的大量資訊仍以長篇文字交付：用好幾段話解釋一個流程的回答，把數字寫成條列重點的彙報。本文要回答的問題是：圖示、圖表和地圖在什麼情況下能幫助人理解和使用資訊，在什麼情況下不能？這些答案又如何轉化為一款既回答問題、又能做 PPT 的助理的具體設計？

研究方法說明：本文是一篇敘述性文獻回顧。我們優先選取經同儕審查、可透過 DOI 存取的研究，優先採用後設分析和對照實驗，只在理論分析定義了廣泛使用的概念時才納入；文中每一處事實陳述都標註了出處，文末列出完整參考文獻和原始連結。

2. 圖讓關係變得看得見

在 Larkin 與 Simon 的分析中，圖的優勢主要在於搜尋和明確化：一次推論所需的資訊往往集中在同一位置，下一步的線索就在相鄰位置，於是解題可以沿著圖順暢推進，幾乎不需要搜尋 (Larkin & Simon, 1987)。一篇關於視覺空間顯示的回顧給出了審慎的結論：對於目標明確的任務和相對簡單的顯示，認知科學已能妥善描述人的表現；而對於用在開放性任務中的複雜顯示，仍有許多尚待解決的問題 (Hegarty, 2011)。

關於節點連線圖的後設分析提供了學習成果層面的證據。在涵蓋 55 項研究、5,818 名從四年級到高等教育階段學習者的分析中，建構、修改或閱讀概念圖都與較好的知識保留相關，效果從小到大不等，且存在顯著異質性 (Nesbit & Adesope, 2006)。後續一項彙整 142 個獨立效果量（n = 11,814）的後設分析發現整體效果為中等（g = 0.58）；自己建構概念圖（g = 0.72）比閱讀概念圖（g = 0.43）的獲益更大，且這個效果在 STEM 和非 STEM 領域都成立 (Schroeder et al., 2018)。

根據這些證據，當回答涉及結構、步驟或先後順序時，Mars 不會只給一大段文字：資料圖表和結構化圖表（流程圖、思維導圖、時序圖、時間線）隨回答流式同步繪製，並附上核心洞察和追問建議，窄屏下自動重排為縱向佈局，手機上同樣清晰 (Larkin & Simon, 1987; Nesbit & Adesope, 2006)。

3. 有些圖表比另一些讀得更準

Cleveland 與 McGill 辨識出人從圖中擷取數量資訊時執行的一組基本知覺任務，並依人完成這些任務的準確度排序；他們的準則是，作圖應盡量使用排序靠前的任務，並據此主張包括圓餅圖在內的常見圖形需要「大刀闊斧的改造」 (Cleveland & McGill, 1984)。Heer 與 Bostock 以群眾外包的參與者重複了先前的空間編碼實驗，並指出這類知覺實驗可以大規模進行 (Heer & Bostock, 2010)。

至於特定圖表類型的優劣，結論並不像設計規範常說的那樣確定。Spence 與 Lewandowsky 在一系列判斷比例的實驗中發現，圓餅圖與長條圖之間差別不大，在較複雜的判斷上圓餅圖略占優勢，而兩者都優於表格；他們據此認為，對圓餅圖的傳統偏見站不住腳 (Spence & Lewandowsky, 1991)。認知契合理論解釋了為什麼圖形和表格都無法通吃：圖形突顯空間資訊，表格突顯符號資訊，當表徵方式與任務類型契合時，也就是圖形用於空間任務、表格用於符號任務，表現會更好 (Vessey, 1991)。

依據認知契合，Mars 做 PPT 時把兩種用途分開：把月度資料畫成 Mars 風格的柱狀圖、折線圖或餅圖，需要精確呈現的數值放進表格 (Vessey, 1991; Spence & Lewandowsky, 1991)。每個數字都來自你給的材料或它讀到的記錄，絕不為排版編造資料。

4. 更少的負荷，更清楚的提示

認知負荷理論的出發點是：有些活動會占用大量處理容量，留給建構學習所需的知識結構（基模）的容量就所剩無幾 (Sweller, 1988)。Mayer 與 Moreno 把認知超載定義為學習者意圖進行的處理超出了可用容量，描述了五種超載情境，並針對每一種檢驗了以理論為基礎的減負方法 (Mayer & Moreno, 2003)。

其中兩種方法獲得了後設分析的支持。在 50 項獨立研究中，把相關資訊在空間或時間上放得更近、減少注意力分散，帶來了學習成效，對複雜材料尤其明顯 (Ginns, 2006)。一項關於提示線索（把注意力引向多媒體材料中關鍵元素的訊號）的後設分析發現，提示略微降低了主觀認知負荷（d = −0.11），並提升了保留（d = 0.27）和遷移（d = 0.34）表現；提示降低的負荷越多，學習效果越好 (Xie et al., 2017)。

Mars 同時用到了這兩點。做 PPT 時，它把兩到四個核心指標用大號數字放在同一頁做標題，旁邊搭配圖表和表格，讓關鍵數字成為提示線索，支撐它的證據就在旁邊 (Xie et al., 2017; Ginns, 2006)。在對話中，圖表就在回答裡出現，並附上核心洞察，而不是放到另一個頁面 (Ginns, 2006)。把會議錄音做成彙報 PPT 時，Mars 排出會議概要、關鍵決策、行動項、各方觀點、風險與待定，沒有內容的部分直接略去，不為湊頁數硬填 (Rey, 2012)。

5. 用地圖看清整條路線

地圖研究區分了「認得路線」和「了解區域配置」兩種知識。在兩項讓高中生在陌生大學校園裡跟著導航完成參觀的實驗中（n = 84 和 n = 48），Münzer 等人發現了一種取捨：提供完整配置資訊的呈現方式有助於了解配置，卻以尋路準確性為代價；而路線式呈現有助於尋路，卻以配置知識為代價 (Münzer et al., 2012)。

依賴 GPS 導航成為習慣之後，也可能有代價。在 50 名經常開車的人當中，一生使用 GPS 越多的人，在不靠 GPS 自行導航時空間記憶越差；在三年後重新施測的 13 人中，GPS 使用越多，與海馬迴相關的空間記憶衰退越明顯 (Dahmani & Bohbot, 2020)。縱貫樣本很小，因此這只是一種提醒，而不是已確立的效果。

根據「全域視圖」與「路線視圖」的區分，Mars 把規劃和出行當作兩件不同的事。規劃旅行或出差時，Mars 在對話裡生成互動地圖：按天切換每日站點與路線，點地點即可看照片、評分與地址，出發時一鍵在地圖應用中開啟路線 (Münzer et al., 2012)。

6. 從證據到設計

上述發現共同指向一個結論：視覺呈現之所以有用，是因為它的形式與任務契合、把相關資訊放在一起、把注意力引向關鍵之處，而不只是因為它是一張圖。Mars 的設計逐條對應這些要求：

  1. 圖讓關係明確化 → 隨回答繪製的結構化圖表流程圖、思維導圖、時序圖、時間線和資料圖表隨回答即時繪製，並附上核心洞察和追問建議，窄屏下自動重排為縱向佈局。步驟、結構和順序一眼可見，不必再從段落裡自己拼湊 (Larkin & Simon, 1987; Nesbit & Adesope, 2006; Schroeder et al., 2018)。
  2. 圖形看規律，表格看精確值 → 圖表與表格並列Mars 把月度資料畫成 Mars 風格的柱狀圖、折線圖或餅圖，需要精確呈現的數值放進表格。每個數字都來自你給的材料或它讀到的記錄，圖表和表格在 PowerPoint 裡都是可編輯的形狀和文字 (Vessey, 1991; Cleveland & McGill, 1984; Spence & Lewandowsky, 1991)。
  3. 提示與鄰近降低負荷 → 大號數字標題，證據就在旁邊把數字交給 Mars，關鍵指標直接變成醒目的大號數字標題，同一頁兩到四個，再配上圖表和表格；在對話中，圖表在回答裡隨核心洞察一起出現 (Xie et al., 2017; Ginns, 2006)。
  4. 全域視圖與路線視圖各有用途 → 互動行程地圖，再交給地圖應用多日行程直接鋪在互動地圖上：按天切換每日站點與路線，點地點即可看照片、評分與地址，出發時一鍵在地圖應用中開啟路線 (Münzer et al., 2012)。
複雜內容一圖看懂，出行路線一張地圖搞定

圖 1：複雜內容一圖看懂，出行路線一張地圖搞定

讓資料來說話：大數字、圖表與表格

圖 2：讓資料來說話：大數字、圖表與表格

7. 限制與邊界

第一，本文引用的研究檢驗的是人如何從視覺呈現中學習和判讀資訊，而不是 Mars 本身。多數成果層面的證據來自學習情境，例如從四年級到高等教育階段的學習者 (Nesbit & Adesope, 2006)，或參觀校園的高中生 (Münzer et al., 2012)；知覺研究的結果部分來自群眾外包參與者 (Heer & Bostock, 2010)；部分引用文獻是理論分析而非新的實驗 (Larkin & Simon, 1987; Vessey, 1991)。GPS 的發現以 50 名駕駛人的橫斷面樣本和 13 人的縱貫樣本為基礎 (Dahmani & Bohbot, 2020)。工作中讀一張圖不同於完成一次課後測驗，產品效果需要另行評估。

第二，視覺呈現的效益取決於誰在讀。對新手非常有效的教學技術，用在較有經驗的學習者身上可能失效，甚至產生負面影響，這就是專長反轉效應 (Kalyuga et al., 2003)。幫助新手的一張圖，對專家可能是多餘的；而對於用在開放性任務中的複雜顯示，仍有許多未知 (Hegarty, 2011)。

第三，裝飾的作用仍有爭議。一項彙整 39 個實驗效果的後設分析發現，有趣但與目標無關的附加內容（包括插圖）會降低保留和遷移表現，效果分別為小到中等和中等 (Rey, 2012)；但在另一項實驗中，加了裝飾的圖表被描述得並不比樸素圖表更不準確，而且在兩到三週後被記得更好 (Bateman et al., 2010)。Mars 的 PPT 每頁都配有風格統一的插圖，這項設計應當對照這些證據來評估，而不是預設它有幫助。

第四，關於視覺呈現的流行說法往往比證據更強。Larkin 與 Simon 的論文標題本身就寫著，一張圖「有時」勝過一萬字 (Larkin & Simon, 1987)；反對圓餅圖的主張仍有爭議 (Cleveland & McGill, 1984; Spence & Lewandowsky, 1991)；廣為人知的通道效應針對的是圖像搭配口語講解、且在由系統控制節奏時最強 (Ginns, 2005)，這並不符合自行閱讀一張圖表的情形，因此本文不以它為依據。

8. 結論

圖並不天生勝過文字。研究顯示，當視覺呈現讓關係明確化、形式與任務契合、把相關資訊放在一起並提示關鍵之處時，它才有幫助；它的價值還取決於讀者是誰，以及省略了什麼。Mars 隨回答繪製的結構化圖表和資料圖表、以大號數字搭配圖表和表格的 PPT 頁面，以及互動行程地圖，正是依據這些證據設計的。

參考文獻

依 APA 第 7 版格式列出；每筆皆附 DOI 原始連結。

  1. Bateman, S., Mandryk, R. L., Gutwin, C., Genest, A., McDine, D., & Brooks, C. (2010). Useful junk? The effects of visual embellishment on comprehension and memorability of charts. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 2573–2582. https://doi.org/10.1145/1753326.1753716
  2. Cleveland, W. S., & McGill, R. (1984). Graphical perception: Theory, experimentation, and application to the development of graphical methods. Journal of the American Statistical Association, 79(387), 531–554. https://doi.org/10.1080/01621459.1984.10478080
  3. Dahmani, L., & Bohbot, V. D. (2020). Habitual use of GPS negatively impacts spatial memory during self-guided navigation. Scientific Reports, 10, 6310. https://doi.org/10.1038/s41598-020-62877-0
  4. Ginns, P. (2005). Meta-analysis of the modality effect. Learning and Instruction, 15(4), 313–331. https://doi.org/10.1016/j.learninstruc.2005.07.001
  5. Ginns, P. (2006). Integrating information: A meta-analysis of the spatial contiguity and temporal contiguity effects. Learning and Instruction, 16(6), 511–525. https://doi.org/10.1016/j.learninstruc.2006.10.001
  6. Heer, J., & Bostock, M. (2010). Crowdsourcing graphical perception: Using Mechanical Turk to assess visualization design. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 203–212. https://doi.org/10.1145/1753326.1753357
  7. Hegarty, M. (2011). The cognitive science of visual-spatial displays: Implications for design. Topics in Cognitive Science, 3(3), 446–474. https://doi.org/10.1111/j.1756-8765.2011.01150.x
  8. Kalyuga, S., Ayres, P., Chandler, P., & Sweller, J. (2003). The expertise reversal effect. Educational Psychologist, 38(1), 23–31. https://doi.org/10.1207/S15326985EP3801_4
  9. Larkin, J. H., & Simon, H. A. (1987). Why a diagram is (sometimes) worth ten thousand words. Cognitive Science, 11(1), 65–100. https://doi.org/10.1111/j.1551-6708.1987.tb00863.x
  10. Mayer, R. E., & Moreno, R. (2003). Nine ways to reduce cognitive load in multimedia learning. Educational Psychologist, 38(1), 43–52. https://doi.org/10.1207/S15326985EP3801_6
  11. Münzer, S., Zimmer, H. D., & Baus, J. (2012). Navigation assistance: A trade-off between wayfinding support and configural learning support. Journal of Experimental Psychology: Applied, 18(1), 18–37. https://doi.org/10.1037/a0026553
  12. Nesbit, J. C., & Adesope, O. O. (2006). Learning with concept and knowledge maps: A meta-analysis. Review of Educational Research, 76(3), 413–448. https://doi.org/10.3102/00346543076003413
  13. Rey, G. D. (2012). A review of research and a meta-analysis of the seductive detail effect. Educational Research Review, 7(3), 216–237. https://doi.org/10.1016/j.edurev.2012.05.003
  14. Schroeder, N. L., Nesbit, J. C., Anguiano, C. J., & Adesope, O. O. (2018). Studying and constructing concept maps: A meta-analysis. Educational Psychology Review, 30(2), 431–455. https://doi.org/10.1007/s10648-017-9403-9
  15. Spence, I., & Lewandowsky, S. (1991). Displaying proportions and percentages. Applied Cognitive Psychology, 5(1), 61–77. https://doi.org/10.1002/acp.2350050106
  16. Sweller, J. (1988). Cognitive load during problem solving: Effects on learning. Cognitive Science, 12(2), 257–285. https://doi.org/10.1207/s15516709cog1202_4
  17. Vessey, I. (1991). Cognitive fit: A theory-based analysis of the graphs versus tables literature. Decision Sciences, 22(2), 219–240. https://doi.org/10.1111/j.1540-5915.1991.tb00344.x
  18. Xie, H., Wang, F., Hao, Y., Chen, J., An, J., Wang, Y., & Liu, H. (2017). The more total cognitive load is reduced by cues, the better retention and transfer of multimedia learning: A meta-analysis and two meta-regression analyses. PLoS ONE, 12(8), e0183884. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183884

引用本文

Mars Research. (2026). 為什麼一張圖有時勝過一段話. MarsDataAI. https://marsdata.ai/zh-TW/research/seeing-with-diagrams

事件
用户设置
资料库