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在認知特徵修正類型中,如為類型一∼三,則學生會進一步評估究竟是什麼 來源及因素導致其修正原有的認知特徵,在本研究中共有 98 例,但由於部分學 生在陳述影響修正的來源時會提出多個來源,因此共有 108 個來源,其中有 93 個來源導致正確的修正。以下分就這 98 例影響認知特徵修正的來源及因素加以 探討。

(一)認知特徵修正的來源

在第六節時,研究者從質性的研究方式推敲學生認知特徵修正的主要來源,

在本小節中,研究者則以量化的比例呈現這些認知特徵修正來源的重要性,除和 前一節分析結果相互佐證外,亦藉以比較各組之間的異同。

圖 4-7-3 顯示了各組認知特徵成功修正之來源的個數及比例。在 TLS0-M1組 主要的影響來源為同儕(42.86%)及實驗(28.57%);TLS1-M1 組則主要是教師 (33.33%)及課本教材(23.81%),特別是此組學生有 9.52%提到水流循環類比協助 其修正認知特徵,而這 9.52%的比例,研究者將其歸於課本教材之列。在 TLS0-Mmix 上,僅只有教師和同學這兩樣修正來源,其中教師佔最大比例,為

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TLS0-M1 TLS1-M1 TLS0-Mmix TLS1-Mmix TLS0-M2 TLS2-M2

組別

總修正數 錯誤修正數 正確修正後回復 共容

真正修正

66.67% , 同 儕 的 影 響 則 是 33.33% ; 至 於 TLS1-Mmix 則 主 要 受 教 師 的 影 響 (57.14%),次要的影響來源為同學(14.29%)和課本教材(14.29%)。而 TLS0-M2主 要認知特徵的修正則受益於教師(50.00%),其次則是同儕的影響(41.67%);至於 TLS2-M2的修正趨力主要來自教師(35.00%)及電腦媒體(30.00%)。整體而言,TLS 組的影響來源較為多元,且在各來源間皆有相當比例,影響來源的重要性依次為 教 師 (37.68%) 、 電 腦 媒 體 (17.39%) 、 同 儕 (13.04%) 、 課 本 (11.59%) 及 實 驗 (10.14%);相對的,對照組的影響來源種類較少,且過度集中於教師(38.46%)及 同儕(30.77%),實驗所佔的比例為 7.69%,但僅 2.56%的比例提到課本對其認知 特徵修正的助益。

圖 4-7-3 各組認知特徵修正來源的個數及比例 註:圖中之個數及比例僅計數導致修正正確之來源

上述量化的結果大致和第六節中質性結果的分析相當。唯某些修正實際上是 教-學序列、教學活動所引致的結果,學生在歸因時多會歸因於教授的教師或進 行實驗的同儕,因此在比例上教師及同儕的比例偏高,但只要仔細分析學生的學 習歷程紀錄,便可以區別究竟何者才是真正影響學生修正認知特徵的來源。另言 之,量化的結果提供一個概觀的比例,但實際的內涵仍得依賴質性的分析才得以 釐清較為完整、真實的面貌。舉例而言,在 TLS0-Mmix上,從量化的結果僅見教

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TLS0-M1 TLS1-M1 TLS0-Mmix TLS1-Mmix TLS0-M2 TLS2-M2

組別

課本 同學 電腦媒體 老師 實驗

師及同儕對認知特徵的修正有重要的影響,但從質性的結果則瞭解到原來是因為 教師教授了通錄的概念,而同儕在通路概念、簡單電路連結及電流方向的討論提 供了修正的趨力。再者,在 TLS1-Mmix組中,量化的結果僅顯示課本為第二個重 要的影響來源,但質性的結果便得見水流循環系統的類比在此組中扮演著更為積 極的角色以協助學生心智模式的轉換,但學生主要將其融於解題中的口語,而沒 有直接指出其貢獻,因此水流循環類比的影響比例才佔 9.52%。

(二)認知特徵修正的因素

本研究所設計之認知特徵修正的因素共有 9 項,若參考 Toulmin(1972)的分 類方法,因素 1∼5 屬於概念本身的「理由」,6∼7 則屬於與同儕有關之社會文 化相關的外部「原因」(cause)。至於第 8 個因素為正式進行教學實驗前研究者與 學生共同討論的可能細項,以補充其它並未設計在原先 7 個因素中的因子,在本 研究中,學生一開始討論的第 8 個因素包括網路及電視媒體,但實際教學進行 中,並沒有人選擇這個選項,若遇到因素 1∼因素 7 無法含括的情形,會以最後 第 9 個因素--「其它」加以補充。

圖 4-7-4 為各組認知特徵修正因素之個數及比例的比較總圖。整體觀之,在 各組中,因素 4「新想法能夠解釋現在的現象,解決問題。」所佔的比例皆最大,

其比例分佈在 38.46%~50%之間,而因素 5「新想法更簡單、更清晰地便解決了 問題。」則除了在 TLS1-M1中為排名第三外,在其餘各組中皆為第二個重要影響 因素,其比例分佈在 14.71%~40%之間。這樣的結果顯示學生在修正認知特徵時,

無論哪一組的學生都會先考慮新想法的解釋性,而簡單性亦為重要的考量。此 外,因素 6 及因素 7 為最少人提及的因素,其中因素 7「我支持同學的想法,因 為他是我的好朋友。」更僅出現於 TLS1-M1,其所佔之比例為 2.94%,顯示在國 一學生修正認知特徵的因素上,與社會文化相關的外部「原因」並不扮演重要的 角色。

若分就各心智模式的類型進一步探討 TLS 實驗組及對照組的差異,則在 M1

心智模式中,TLS 組的影響因素共有 7 項,影響因素前三個重要比例依次為因素 4(50%)、因素 2(20.59%)及因素 5 (14.71%)。其中因素 2「我覺得之前所學過的其 他科學知識可以支持新想法的正確性。」主要是指在教-學序列之初所安排的水 流循環系統,其次是國小四年級的電路連結。相對地,對照組所提及的影響因素 有 6 項,影響因素前三個重要比例依次為因素 4(38.46%)、因素 5(23.08%)及因素 1(15.38%)。在 TLS1-M1中,其影響因素和之前教學有重大連結,而在 TLS0-M1

中,僅有#11428 在連結電路時提到 1 次過去自然課的連結經驗可以支持新想法 的正確性(7.69%)。此外,值得一提的是,這兩組學生在第 9 項的比例為 6 組中

最高的兩組,在 TLS1-M1中,其第 9 項所包含的內容為#12329 提及兩次的「因

其中因素 4(50.00%)與因素 5(38.89%)共佔 88.89%,而另外零星的兩個因素,其 一為因素 2(被提及 1 次),指的是小學電路連結的課程,另一為因素 9,其指的

TLS0-M1 TLS1-M1 TLS0-Mmix TLS1-Mmix TLS0-M2 TLS2-M2

應考量 1.理論表述的清晰性和精確性;2.說明和預言經驗現象的能力;3.形式上 的簡單性,以及 4.理論被經驗驗證的程度,而科學歷史主義的 Kuhn(1962)則認 為應考量 1.典範解決問題的相對能力;2.評估其是否具有更靈巧、適宜、簡潔的 美學以及 3.對未來許諾的潛力。在本研究中,學生並非評估兩個理論,亦沒有明 確設立兩個假設,但仍得像個小小科學家一般,在新、舊想法之間做一抉擇與判 斷。由上述的分析,學生在評估兩個想法之最後勝出,主要考量的是「因素 4」

其是否具有解決問題的能力,再者,學生會提到因素 5「新想法更簡單、更清晰 地便解決了問題」。但若仔細詢問學生新想法在哪些方面「更簡單」、「更清晰」

地解決了問題,學生其實答不出個所以然。換句話說,學生在評估應該接受哪的 解釋時,乍看之下是考量了 Hempel(1966)所言的理論被經驗驗證的程度、形式上 的簡單性,或者是 Kuhn(1962)所認為的典範解決問題的相對能力以及更簡潔的 美學,#11428 所謂的「未來能用」更會讓人誤以為學生在評估概念的選擇時會 考量說明和預言經驗現象的能力(Hempel, 1966)或者對未來許諾的潛力(Kuhn, 1962)。但事實上,若仔細區辨會發現學生的抉擇因素相當單一,主要僅著重於 新想法是否較具有解決問題的能力而已。

雖然學生的抉擇因素較為單一,但比較 TLS 實驗組與對照組仍可發現無論 在哪種心智模式下,TLS 實驗組的抉擇向度都較對照組為多,其中較為突出的是 因素 2 的部分,TLS 實驗組的教材設計提供了學生較多的機會回憶起四年級時電 路的學習,也提供了水流循環的類比讓學生在電學學習時修正各認知特徵更為容 易與穩固。

αă̈ඕ!

學生面對一連串教學事件時,可能的反應有 8 個類型,其分別為:1.完全修 正、2.部分修正、3.修正但無法理解、4.修正但無法說出修正因素、5.修正但無法 理解也無法說出修正因素、6.共容、7.忽略及 8.維持。而這 8 個類型中唯有類型 一、二、五和七可以和 Chinn 和 Brewer(1993)的研究結果相呼應。研究結果顯示 Chinn 和 Brewer 針對學生對異例的反應詮釋是較為「理想化」的,但實際上學 生表現會因後設認知能力的不足,以致於兩者之間無法完全對應。

而就心智模式的類型觀之,M2組具有最少的真正修正數,而 M1組及 Mmix

組則大致相當;若以教-學序列觀之,則 TLS 實驗組無論在總修正數、真正修正 數上都較對照組為多;相對地,對照組則有較多概念回復及兩概念共容的現象產 生。學生產生概念回復時,其認知特徵修正的類型多落在類型三與類型五,另言 之,乃因學生對新想法缺乏真正的理解所致。

至於認知特徵修正的來源方面,量化的結果與質性結果的分析可以相互呼 應,唯某些修正實際上是教-學序列、教學活動所引致的結果,學生在歸因時卻 多會歸因於教授或實驗的「人」。整體而言,TLS 組的影響來源較為多元,且在 各來源間皆有相當比例,影響來源的重要性依次為教師、電腦媒體、同儕、課本 和實驗,相對地,對照組的影響來源種類較少,且過度集中於教師及同儕。此外,

僅 2.56%的比例提到課本對其認知特徵修正的助益,這也回應到第肆章第五節教 科書的分析結果顯示現行教科書中並沒有任何教學活動是針對學生另有概念修 正所設計的。而在認知特徵修正的因素上,學生修正的原因主要是因為概念本身 的「理由」,而非與同儕有關之「原因」,其中,學生特別重視新想法解決問題的 能力。與各學派科學哲學家們對於理論選擇的觀點相較,學生們修正認知特徵所 依賴的因素較為單一。但若在相同心智模式的類型下比較 TLS 實驗組及對照組,

仍可見無論哪一種心智模式的類型,TLS 實驗組的修正因素都較對照組更為多 元,而有較多科學知識或過往的學習經驗可以支持學生的修正。至於 M1及 Mmix

組在認知特徵修正的來源及因素上並沒有明顯模式上的差異,這顯示心智模式的 一致性對於學生認知特徵修正的因素及來源沒有影響。