• 沒有找到結果。

三、科學教師級位分體論述之分析

探討二組學生對級位分體論述的理解之後,接續討論的是科學教師對於級位 分體論述又有何看法?以下將從 FOCUS 群集、Crossplot 以及 PrinCom 分析回答 此問題。

(一)科學教師 FOCUS 分析

將每位科學教師在問卷中所填答的數值,由原有 1 到 5 的等級轉換為 0 至 99 的等級之後,可以形成圖 4-5-9 中的方格表,進行 FOCUS 分析後,圖中右側呈現 的樹狀圖表示教師認為各論述方式之間的語意相似程度。而圖右下方之樹狀圖則 為概念之間語意關係的相似程度。以下將針對各概念之語意關係及論述方式之相 似情形進行討論。

1.方格構念之群集分析

從圖 4-5-8 語意相似度來看,所有構念可以被分為 6 個群集,{分為、分成}

為一群,{化合成、結合成}為一群,{組成、構成}為一群,{是、一種}為一群,

而{包含、含有、有、含、一部分、聚集而成}為一群,這些群集中論述方式彼此 之語意相似度均高於或接近 90%,顯示教師認為這些論述方式有相似的意思。但 是不同群集之間論述方式的相似性較為不同,特別的是{混合而成}自成一個群 集,與其他論述方式有不同的語意(相似度僅為 70%)。

在這些論述方式中,雖然{分為}與{分成}兩者之語意非常相似(相似度在 90%

以上),但是仔細對照方格評值可以發現,{分成}除了在[空氣/氮氣...]之評值較{分 為}低之外,其他評值多高於{分為},尤其是在描述部份是整體的組成結構時,例 如氫原子與氧原子是組成水分子的結構,使用{分成}比使用{分為}更為適合,也 就是「水分子可以分成氫原子和氧原子」比「水分子可以分為氫原子和氧原子」

更能傳達其語意關係。

由方格評值可看出,對教師而言,{包含}、{含有}以及{含}這類含攝論述與{有}

以系統功能語言觀點來看,{有}蘊含確認領有(identity: possess)的意義,也就 是上階概念領有某下階概念,科學教師對「氫氣有氫分子」的評值為 71,而「空

Focus RGT

Hy pony my and Merony my statements Element 9 Construct 15 Range 0 to 99

圖 4-5-8 科學教師的 FOCUS 分析

述含攝多個下階概念的語句,這顯示雖然{含有}、{包含}、{含}與{有}在外觀上 相似,但教師認為它們所蘊含的語意卻有不同。

2.方格元素之群集分析

由圖 4-5-8 元素語意相似程度顯示,科學教師認為元素可區分成 4 個群集。[水 分子/氫原子,氧原子]、[水/原子]和[氫分子/氫原子]為一群集,這三組概念均涉及 鍵結的語意,可見科學教師將「水是由兩種原子依一定比例組成」的兩種「原子」

解讀為氫原子與氧原子,與[水分子/氫原子,氧原子]和[氫分子/氫原子]的語意較為 相似,此三組概念也因此形成同一群集。

其次[氫/氫原子]與[氫氣/氫分子] 為一群,此二組概念形成同一群集可能與它 們均描述氫的各種結構組成有關。而[混合物/純物質]與[空氣/氮氣...]為一群集,

前者在描述混合物是純物質的彼此混合,而空氣與氮氣、氧氧則是用來作為混合 物與純物質之間的說明例子,故兩者在語意解讀上較為相近。最後[元素/氫,氧]

與[化合物/水]為一群集,從語意上來看,這二組元素的概念彼此為主類與次類的 級位關係,氫與氧是元素的次類,而水是化合物的次類,因此具有相似的語意關 係,雖然它們在實驗文本中相隔不同小句位置,但是科學教師認為二者具有相似 語意。

比較四個群集之間的相似程度可知,前三者的語意相似度達 75%,顯示科學 教師認為這三者之間的語意有所不同,但若與最後一個群集(元素 4 與元素 7)

比較,發現[空氣/氮氣...]與[化合物/水]的語意相似性明顯與其他三群不同(相似 程度僅約 60%),顯見科學教師認為[元素/氫,氧]與[化合物/水]的語意關係與其他 概念的語意關係有明顯分化。

(二)科學教師 Crossplot 分析

在 Crossplot 的分析中,以一部分作為 X 軸,以一種作為 Y 軸,排除其他構 念的語意干擾。所形成的圖示可以得知科學教師對於各元素之級位或分體關係的 識別情形,這些識別情形如圖 4-5-9 所示。

由圖中可以,[化合物/水]在 Y 軸的投影較[元素/氫,氧]的投影更接近軸端,顯 示科學教師認為[化合物/水]最能反映級位關係(該元素在一種上的評值為 96),

其次是[元素/氫,氧],這二組元素同落於第二象限中,在 X 軸投影位置落於#一部 分軸方向,反映它們較不傾向被識別為分體關係,換言之,對於科學教師而言,

這二組元素的語意關係可視為級位關係。除上述討論的二組元素之外,其他元素 則落於第三象限與第四象限,表示它們並不傾向被認為是級位關係,其中以[混合 物/純物質]最不像級位關係(在一種上的評值僅為 1)。若考慮這些元素在 X 軸上 的投影位置,則可發現[空氣/氮氣...]最靠近軸端,表示科學教師認為空氣與氮氣、

氧氣等最傾向於分體關係,其次才是[氫氣/氫分子],相反地,距離較遠的元素為[氫 /氫原子]與[水/原子],顯示這類概念蘊含的分體語意較不明顯導致評值不高。

前述提及分體關係中尚蘊含混合與鍵結二種分體語意,科學教師認為何者最 能代表分體關係?從一部分端的投影來看,[空氣/氮氣...]與[氫氣/氫分子]較靠近 右端,空氣與氫氣為整體,而氮氣、氧氣、氬氣和二氧化碳與氫分子為部分。它 們的共同點在於部分是整體在空間中的混合分布,但[氫分子/氫原子]與[水分子/

氫原子]這類的分體關係,部分是整體在化學結構上的鍵結,科學教師反而顯示較

氫 /氫 原 子 元 素 /氫 ,氧

水 /原 子 化 合 物 /水

一 部 分

#一 部 分

一 種

水 分 子 /氫 原 子 ,氧 原 子

#一 種

混 合 物 /純 物 質 氫 分 子 /氫 原 子

空 氣 /氮 氣

氫 氣 /氫 分 子 Crossplot RGT

Hy pony my and Merony my distribution Element 9

圖 4-5-9 科學教師之 Crossplot 分析

低的接受度,由此來看,科學教師認為空間混合的分體比結構鍵結的分體更能代

Percentage v ariance in each component 1: 71.4% 2: 17.6% 3: 5.5% 4: 2.9% 5: 1.4%

PrinGrid Ananly sis

Hy pony my and Merony my statements Element 9 Construct 15

圖 4-5-10 科學教師之 PrinCom 分析

一成分軸的右端,而{組成、構成、分成、分為、含有}等論述方式之群集則位於 第一成分軸的左端。從構念與元素的分布來看,第一成分軸可代表級位分體的語 意軸,右方屬於級位關係,而左方則為分體關係,因此{是、一種}適合用來描述 級位關係,而{組成、構成}用來描述分體關係,而{混合而成}獨立位於圖中左上 方,與圖中左下方的{結合成、化合成}相距甚遠,這顯示二者描述的語意關係並 不相同。Y 軸在圖中可以解讀為混合分體或是鍵結分體的語意軸,{混合而成}是 在描述混合分體,而{結合成、化合成}則適用於描述鍵結分體。

另外在國中學生的 PrinCom 分析中,有一群論述方式落在原點附近,在科學 教師的 PrinCom 中,落於原點附近的論述方式已有明顯的位移分化,多數的論述 方式朝向分體關係的方向移動,顯示科學教師認為像{含有、含、有}等論述方式 在語意上較適合描述分體關係,只剩下{包含}較接近原點,可見科學教師認為{包 含}在語意上較無法表述分體關係。

另外與國中學生的看法相較,{一部分}的位置已朝左上方移動,表示科學教 師認為一部分的語意還是適合表達分體關係,而且適合表達像空氣與氮氣、氧氣 等氣體之間的混合分體。

前述提到{混合而成}與{結合成、化合成}反映的語意關係並不相同,從意義 上來看,當上下階概念透過{混合而成}來描述時,它所指的是下階概念之間只是 成分混合,彼此之間並未產生化學變化,以 Winston(1987)的觀點來說,就是具有 聚離性(separability),也就是下階概念可以從上階概念中萃離出來。與{混合而成}

最接近的概念為[空氣/氮氣...],這組概念中,氮氣、氧氣、氬氣和二氧化碳雖為 空氣的成分,但是這些氣體之間並未產生化學反應,而只是空間中不同比例的分 佈組合,而且這些成分氣體可以透過彼此之間不同的化學性質或物理性質加以分 離,同樣地,[混合物/純物質]這組概念雖然並非描述實際的例子,但是作為混合 物組成成分的純物質也只是比例上的分佈組合,而非彼此之間具有化學變化。

相反地,{化合成、結合成}的語意有所不同,它們蘊含的是上階概念是下階 概念彼此之間產生化學變化所形成的,下階概念在化學結構上可能具有鍵結性 質,因此{化合成}與{結合成}所描述的是下階概念在空間中的結構組合,從其鄰

近的[水分子/氫原子,氧原子]也可以得到印證,由此可知,科學教師除了對於級位

Percentage v ariance in each component 1: 71.4% 2: 17.6% 3: 5.5% 4: 2.9% 5: 1.4%

PrinGrid Analy sis

Hy pony my and Merony my statements Element 9 Construct15

整體而言,圖中左上方的[空氣/氮氣...]與[混合物/純物質]、圖中右方的[元素 /氫,氧]、[化合物/水]以及圖中左下方的[氫分子/氫原子]、[水/原子]、[水分子/氫原 子,氧原子]三者形成一個三角形,顯示科學教師將不同概念之間區別出三種語意 關係,也就是級位關係、混合分體與鍵結分體。

仔細觀察可發現,在三角形中還有一種是[氫氣/氫分子]與[氫/氫原子]的語意 關係,科學教師認為這二者的語意關係又與其他三種語意關係有所區別,其中[氫 氣/氫分子]的位置較靠近[空氣/氮氣...],它們表示的意義卻不同,從化學知識來 看,組成氫氣的成分只有氫分子,但組成空氣的成分有氮氣、氧氣、氬氣和二氧 化碳等,因此在成分上,氫氣是屬於單一成分,但是空氣卻是屬於多重成分。雖 然這兩種語意關係中並無鍵結的意思,但氫氣中的氫分子混成與空氣中的氮氣、

氧氣籌氣體混成在化學意義上並不相同,科學教師在這層關係上分化了單一成分 混成與多重成分混成,也顯見科學教師對於級位分體論述有深入的語意理解。

(四)小結

根據科學教師對級位分體論述理解的分析,可整理出下列幾點主要結果。

從 FOCUS 與 Crossplot 的分析可知,各概念之語意關係大致分為 4 個群集,

根據其在 X 軸與 Y 軸的投影落點顯示科學教師傾向於將[化合物/水]與[元素/氫, 氧]視為級位關係,而其他概念則傾向於分體關係,其中[空氣/氮氣...]最能代表分 體關係,而[氫氣/氫分子]其次,而[水/原子]則最不被認為是分體關係。

再者,由 PrinCom 的分析推知,第一成分軸為級位分體軸(即圖中 X 軸),

再者,由 PrinCom 的分析推知,第一成分軸為級位分體軸(即圖中 X 軸),

相關文件