為評估多重類比系統的效能,並進一步探悉學習者既有概念、類比理 解與另有架構,本研究安排六位學生進行訪談(分別編號如下表 4-2-1)。
六名受訪對象在接受板塊構造類比教學前、後,研究者先以問答方式對受 訪學生進行「類比物與目標物(待學概念)對應」的訪談,並檢測類比對 應之正確性、所引發之另有概念… … 等。訪談結果,經將錄音內容轉譯成 文字原案,再由研究者與兩位地球科學教師進行解讀與詮釋,並製表歸納 與統計。結果如下(訪談摘錄中,I 表訪談者,S 表受訪者;【】內之文字 為研究者針對該段對話內容所做之註解或詮釋):
表 4-2-1 板塊構造學說類比理解個別晤談對象與處置項目
編 號
處 置 R01 R02 M03 M04 C05 C06
1.前置晤談(1) ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ
2.類比教學(M) 課程中提供 課程中提供 課程中提供 課程中提供 訪談中提供 訪談中提供
3.凱利方格(R) ˇ ˇ
4.效能晤談(2) ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ
(一)多重類比對學習者思維動線的影響 片段,則容易使學習者因淺估待學概念而停留於低層次的學習(Spiro et al., 1989)。於是,在實際教學應用時,類比物規模的拿捏,常令人陷於兩難。
Thus, major I ncreases nspecies countsswfgfgfghfvgfgf ghfgfgfgfgfgfgfgfgfuhi yuiyughuihguhjubbhv hvhvhvhvhvhbhbhvbh vhvhvhvhvhvhhk
hus, major increases
in species
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例 1.1:R01(學生)-1(前置晤談)-3C(撕裂的書本)註
I:有人說「大陸漂移就像被撕裂的報紙」(做撕報紙的動作),你覺得撕報紙 和板塊運動或大陸漂移有什麼相似的地方?妳還可做哪些聯想?… 妳可以 配合課本內容或圖形來思考!
S:剛開始板塊是密合的,後來就分開來了 ;就像報紙剛被撕開來。
I:還有其它的意思嗎?例如撕痕!
S:可比喻為板塊與板塊的邊緣可連在一起連得很好。
【※撕裂的報紙能啟動「分離」的類比思維!】
I:報紙上面的字,可與大陸漂移做什麼聯想?
S:可比喻為裡面的地層吧!分開之後就左邊一半,右邊一半!
【※報紙應只能比喻大陸漂移,不容易說明板塊運動!】
I:妳曉不曉得,地球的地層可能會有化石?所以若從報紙上面的內容去思考,
能做什麼聯想嗎?
S:地層就像被撕裂的報紙一樣,它是左右漂開不是上下斷裂,漂開時左右還 要能連貫!… … … .對了,還有,地層不是還會一層一層疊在一起嗎?
I:好,那如果說:「板塊運動就像被撕開的書本」。你覺得板塊和書本有什麼 相似的地方?那「撕開」的書本又有什麼地方和板塊相似呢?與撕裂的報 紙做比較,何者比較恰當?
S:這個!(指撕開的書本);因為書有厚度而報紙沒有厚度,而地層也有厚 度,所以分開了以後,如果再合併起來的話,那下面的東西也應該可以連 貫起來。而報紙太薄了,會讓人家覺得陸地下面沒有東西!
I:妳覺得此比喻比報紙好在哪裡?
S:書本有厚度,表示地球下還有岩石或地層結構;且拼合起來時,每一層也 能連貫起來。
【※啟動層序對應!】
I:妳是說,如果我們翻開,則第一頁會對到… ? S:第一頁;第二頁對到第二頁 。
I:這跟地球或地質構造有什麼關係?
S:每一頁就比喻成不同時代的每一層 。
【※啟動時空對應的推理!】
例 1.2:R02(學生)-2(效能晤談)-2B 撕裂的報紙 vs. 3C 撕裂的書本
I:有人說「板塊就像被撕破的報紙」(做撕報紙動作;且將兩半分離),你覺 得撕報紙和板塊運動或大陸漂移有什麼相似的地方?你還可做哪些聯想?
S:會先看兩邊缺口合不合,再對在一起。
I:合不合可以代表些什麼?今天若在兩處看到這樣的東西(碎片),你還會有 什麼聯想?
S:想到說兩個原來可能是在一起,後來才被撕開的吧!
I:若原來是同一張東西,那你會怎麼去找線索?
S:裡面的字吧!看是否可以連貫。另外,還有時間。
… … … …
I:你曉不曉得地球的內部會有層狀分布的沈積岩,且可能各層還可能會有不 同的化石之分布?
S:嗯!
I:如果有人說「板塊就像被撕裂的書本」,你覺得恰當否?撕開的書本與撕裂 的報紙做比較,何者較恰當?哪一個可以對比的內容較豐富些?
S:差不多吧!
I:若我做這樣的動作給你看(對撕裂的兩半,做翻頁動作),你還能聯想更多 嗎?
S:時間的變遷吧,若翻一頁 ,則時間越來越靠近。
I:那撕開的書本與撕裂的報紙做比較,何者較恰當?
S:書本吧!因為報紙少了厚度,少了地球的構造的相似性!且若要講 年代,
可能書本可以帶來較多的提示,因為可翻較多頁。而且,一頁ㄧ頁對的話,
每頁應可順暢閱讀,就像一層一層的地層一樣。
例 1.3:M03-2-2B 撕裂的報紙 v.s 3C 撕裂的書本
I:若是這張報紙我把它撕開來,而這是一本書我也把它撕開來(加動作);它 還可告訴我們什麼?與大陸漂移有否類似處可做推理?
S:如果是一本書的話 ,應該可以解釋到地層組成是否類似!
I:你所謂的地層組成是否類似,是指?
S:譬如說,第一層是由黃土組成,第二層是由礫石組成,那第三層是由比較 大的石頭組成!
I:那你的意思是?如果,(看圖說明)這邊叫南美洲這邊是非洲,那你的意思 是說?我們去看地層時會如何?
S:去看地層的話,會發現一種很類似的規則性,就是說… 它們的組成會大約
相似!
I:你講的組成是從上往下數,還是左右的關係?還是什麼?
S:從上往下!而且代表不同時間的地層!
【※上下書頁,可更強化對疊置原理的認識!】
例 1.4:C06-2-B 撕裂的報紙 vs. C 撕裂的書本
I:那撕書本它跟剛剛的撕報紙有什麼不太一樣的?
… … … … S:喔,那這樣還有。
I:你可以說說看。
S:紙的話,它可能無法比較明確顯示地殼跟板塊之間的關係。那可是如果它 是用一本書的話,比如說,這一張紙它上面是地殼,那下面是板塊。
【※啟動垂直方向上的立體概念】
2.多個類比物的交集概念可「湧現」新「基模」:
「熱對流」是探討自然界物質與能量循環十分重要的物理概念,板塊 構造學說也藉此概念來解釋板塊運動的動力來源(如圖 4-2-2 所示)。本研 究也以多個類比物共同承載此一核心概念(表 4-1-4 及圖 4-1-15)。從訪談 紀錄中可見,多位受訪者均能從這些類比物中自行湧現熱對流的「基模」
(schema),而「熱對流」一詞在各受訪者的訪談原案出現頻率均超過 10 次。同時,經由多個類比物的對此一概念的強化,學習者大致上皆能掌握 本概念的重點內涵-「下面的物質因受熱,溫度較高,密度變小,因而往 上調整;上面的物質反之,彼此並行循環與交換」。因此,對板塊構造學 說的中洋脊之熱對流上升與擴張、海溝處之熱對流下降與隱沒,以及地球 溫度與密度的分佈、地震與造山運動的成因等,較能適切地產生良好的理 解。系統整體功能 F整體,若以數學形式表徵可寫為 F整體=ΣF 部份+ΣF聯繫。 因此,針對本研究的此一結果,若以系統元素相互聯繫所產生的功能來看 可表為 F整體功能=FE 豆漿皮+FF 燒杯水+FFE 聯繫關係>FE 豆漿皮+FF 燒杯水;亦即 FFE 聯繫關係>0;
也就是說,由於「5E 豆漿皮漂於豆漿上」與「6F 裝水燒杯以酒精燈加熱」
兩個類比能產生良好的聯繫關係(FFE 聯繫關係>0),故而可以使學習者對熱對
制做更正確的推理。同理,若在教學過程同時引用「4D 木塊浮於水面上」、
「5E 豆漿皮漂於豆漿上」、「6F 裝水燒杯以酒精燈加熱」等類比物則應可 藉溫度、密度、剛塑等物理概念的聯繫,而使學習者對地熱流、海底擴張 與板塊聚離等現象做更廣泛的推理。以下所舉即為明顯實例:
圖 4-2-2 多個類比物的交集概念可「湧現」新「基模」
例 2.1:R01-2-綜合
I:我們好像都沒有從剛才的這些類比,來說明地震、火山作用和造山運動的 產生喔?!你能否說說?
S:嗯!因為地震是板塊和板塊的擠壓,造山運動也是,火山的岩漿是從地裡 冒出來;這由煮豆漿和燒酒精燈的例子,都有熱對流最容易想像。
例 2.2:R02-2-綜合
I:當我們以燒杯裡裝水加一些木屑,然後以底部的酒精燈加熱,那你能做什
將豆漿皮被往兩邊帶,就像中洋脊處一般;(兩側)上面溫度低往下,就像 在海溝一樣!
… … … …
I:那讓我們再回到最初的問題,讓你做一些推理,你也知道地震與板塊運動 有關,那你知道地震及造山運動到底如何產生?
S:好像是板塊因為熱對流移動之後,互相… … ;造山運動就像一張紙兩邊互 相往中間擠壓,就會有突起的現象,造山運動就是把紙比喻為板塊,兩個 不一樣的板塊在受熱對流之後撞擊,然後地球就那麼大,有一天一定會撞 到,然後總有一些物質會被擠到下面去,而有些物質會往上隆起才會產生 造山運動;地震是等它們撞到的那一煞那,將相撞東西會有震動,會消耗 那些動能之後,產生的那種東西,就因為這樣,所以板塊會有前後晃動及 上下搖動的情形,而且可能會對上面的地形造成影響。
【※多次提及「熱對流」且能由其原理類推板塊運動的各種現象!】
例 2.3:M03-2-6F
I:若老師要請你把這兩張圖拿來做比較,它們有哪些相似處,哪些不相似處?
S:相似?他們相似的地方是,都會產生對流現象。地殼會產生中洋脊或裂縫,
但若是水的話,它也會對流,但只會冒出泡泡,不會產生一些裂縫。
【※對流一詞,學生使用得非常多,是一個重要的科學概念,若能對此基本 概念進行較深入的學習,必可受用無窮!尤其談統整!】
例 2.4:M04-2-綜合
I:那還有人說,板塊就像煮開水一樣。水滾開了,有一些東西漂在上面。妳 覺得這個圖(展示圖片)它比喻好的地方是什麼?
S:好的地方就是… ...它有熱對流啊。就像岩漿啊,一直往上。然後碰到海水 就冷卻,它就會下降。
… … … …
I:岩漿這個熱對流上來,板塊會怎麼樣呢?
S:會一直漂開。
I:那我們來畫圖好了。妳說熱對流是… … .這樣子(畫圖)從下面上來,然後 漂開,這樣子,一直在對流。另外一邊也有。這樣一圈,整個地球一圈都
I:那我們來畫圖好了。妳說熱對流是… … .這樣子(畫圖)從下面上來,然後 漂開,這樣子,一直在對流。另外一邊也有。這樣一圈,整個地球一圈都