第四章 研究結果
第二節 二階式概念診斷測驗之表現
一、整體表現
為診斷學生的概念變化，利用遺傳概念二階式診斷測驗分別進行教學前的前 測，教學後的後測和教學完成後一個月的延宕後測，以下針對兩種教學取向（獨 立樣本）和三次的二階式概念診斷測驗（相依樣本）進行 2 x 3 雙因子混合設計 變異數分析，將分析結果摘要在表 4-2-1，結果發現兩個因子之間沒有顯著的交 互作用，成就測驗*教學取向的 F 值為 2.86，且未達顯著差異（p = . 059 > .05），
其中兩種教學取向的 F 值為.02，且未達顯著差異（p = .883 > .05），而三次成就 測驗的 F 值為 127.99，有達到顯著差異（p = .000 < .05）。
表 4-2-1 教學取向和二階式測驗的雙因子混合設計變異數分析 變異來源 型 III
平方和 自由度 平均
平方和 F 檢定 顯著性 教學取向 SSa .71 1 .71 .02 .883 二階式測驗 SSb 900.21 2 450.11 127.99 .000**
二階式測驗 * 教
學取向 SSab 20.14 2 10.07 2.86 .059 誤差項 SSs/a 4608.03 143 32.22
誤差項 SSs/b 1005.78 286 3.52
* p < .05，** p < .01
進一步針對兩個因子分別進行單純主要效果分析，結果如表 4-2-2，兩種教 學取向在前測、後測和延宕後測中，都沒有達到顯著差異，可見教學取向的差異 不會影響學生學習遺傳學。
在展示組內三次成就測驗的比較有達到顯著差異，進行事後比較發現展示組 前測平均分數為 7.44 分，後測平均分數為 9.57 分，延宕後測平均分數為 10.35 分；分析展示組的學生在三次遺傳成就測驗的差異發現，後測比前測進步 2.13 分，達到顯著差異（p = .000 < .01）；延宕後測比前測進步 2.90 分，達到顯著差 異（p = .000 < .01）；延宕後測比後測進步 0.78 分，也達到顯著差異（p = .004
< .05）。
在操作組內三次成就測驗的比較有達到顯著差異，進行事後比較發現操作組 前測平均分數為 6.92 分，後測平均分數為 9.92 分，延宕後測平均分數為 10.77 分；分析操作組的學生在三次遺傳成就測驗的差異發現，後測比前測進步 3.00
分，達到顯著差異（p = .000 < .01）；延宕後測比前測進步 3.85 分，達到顯著差 異（p = .000 < .01）；延宕後測比後測進步 0.85 分，也達到達顯著差異（p = .002
< .05）。
表 4-2-2 單純主要效果檢定結果的變異數分析摘要表 變異來源 型 III
平方和 自由度 平均
平方和 F 檢定 顯著性 教學取向 SSa
在前測 10.05 1 10.05 1.05 .308 在後測 4.340 1 4.40 .31 .580 在延宕後測 6.39 1 6.39 .42 .520 二階式測驗 SSb
在展示組 325.12 2 162.56 42.42 .000**
在操作組 597.11 2 298.55 93.14 .000**
* p < .05，** p < .01
根據數據結果推論，展示組利用教師展示教學的方式，對於學生遺傳概念的 表現有明顯幫助，經過一段時間的延宕後測也發現，此種教學方式讓學生可以讓 保留其遺傳概念架構，並且有概念更加完善的情況；而操作組讓學生自控操作電 腦模擬軟體的方式，對學習遺傳概念也有明顯幫助。兩種教學取向促進學生遺傳 學的概念學習效果都十分顯著，而且在延宕後測和後測的比較可以看出，學生在 後測中遺傳概念有進步，仍無法在教學後立即將所擁有的遺傳概念全部轉變成專 家的遺傳概念架構，經過一段時間後，兩組的學生不但沒有將遺傳概念忘記，並 且在後續的課程中，更加強遺傳概念間的聯結，因此延宕後測的平均分數表現比 後測時更好。
展示組與操作組在遺傳概念二階式診斷測驗的組間沒有顯著差異，顯示使用 電腦模擬的教學取向不同，不會影響學生遺傳單元概念學習的成效，電腦模擬軟 體的使用，都能夠促進學生的概念學習。
二、所有學生學習遺傳學前的另有概念
在本研究進行教學之前，需要先對參與本研究的學生進行遺傳學教學前另有 概念的分析，利用二階式概念診斷測驗作為探討的依據。
圖 4-2-1 呈現在教學進行之前，學生在遺傳學的表現，其中 B2（由孟德爾的
遺傳實驗結果推知的顯性律）、B6（棋盤方格和機率）、B15（男女性的性染色體）
這三題，答對率超過 50％，B4（由孟德爾的遺傳實驗結果推知的分離律）、B8
（成對的基因【等位基因】會控制性狀的表現）、B11（棋盤方格和機率）這三題 答對率超過 65％，表示學生在這幾個方面的概念，在學習前已經有大部份的學 生擁有正確概念，在教學過程中，較容易理解相關的遺傳概念。
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 題號
百分比
前測答對率
圖 4-2-1 二階式診斷測驗前測各題答對率
以下根據學習次概念順序，探討學生在學習遺傳單元前，容易出現的另有概 念，並探討概念可能的來源，按照次概念的排序方式，分析學生在每一個二階式 題型中所產生的另有概念情形。
（一）成對的基因（等位基因）會控制性狀的表現
B7 在考驗性狀是由基因所控制，而基因中的等位基因組合可能包含顯性因 子和隱性因子，不同等位基因的組合方式會影響性狀的形式。有 21.38％的學生 認為爸媽給每個孩子的基因都相同，所以兄弟的性狀都一樣。17.24％的學生認 為性狀受到外在環境的影響，所以母親攝取的食物種類會影響孩子的膚色。8.28
％的學生認為性狀受到外在環境的影響，所以母親常曬太陽會影響胎兒的膚色。
B8 在考驗性狀是由基因所控制，不同的子代會基因組合不同，性狀也會不 同。17.24％的學生認為同一種生物的性狀都相同，沒有同種生物間性狀差異的 概念。8.28％的學生認為同一個親代產生的子代性狀會完全相同。
B10 在考驗性狀是由基因所控制，基因來自父母。25.52％的學生認為蠶豆
症是突變產生，和遺傳無關。8.97％的學生認為蠶豆症和遺傳有關，是因為突變 造成蠶豆症。8.28％的學生認為蠶豆症和遺傳無關，卻認為父母會給孩子蠶豆症 的基因，前後項目的觀點矛盾。6.90％的學生認為蠶豆症和遺傳有關，但是把遺 傳和傳染病的定義搞混。6.21％的學生認為蠶豆症和遺傳有關，但是受到母體環 境的影響。
B16 在考驗性狀是由基因所控制，每個細胞中都會包含所有的基因。27.59
％的學生認為每個細胞中只有少數特定的基因，未包含所有基因。24.14％的學 生已經有細胞擁有所有基因種類的概念，但是仍會主觀的認為能表現出來的部位 需要有比較多控制該性狀的基因。13.79％學生認為手臂沒有基因，但是又解釋 認為手臂中控制耳垂的基因較少，前後回答矛盾。
綜合上述題目分析可以發現，從 B7 和 B8 得知有部分的學生認為性狀是受 到環境的影響，缺乏性狀是受到基因控制的想法，沒有遺傳的正確概念，這可能 和文化經驗傳承錯誤的遺傳概念有關，例如：民間傳言喝牛奶會讓胎兒變白。從 B7 可知，有些學生覺得「遺傳」就是只要子代的性狀與父母親完全相同，對於 遺傳的認知有誤解。從 B8 發現有些學生將遺傳與傳染兩個相近的用詞混淆，對 於詞語的定義有誤解。從 B8 和 B16 得知，也有學生認為性狀受到基因的分布位 置的影響，沒有正確的連結性狀與基因間的控制關係。
（二）等位基因有顯性和隱性之分
B17 在考驗等位基因的位置，無論等位基因是顯性或是隱性，皆位於同源染 色體的相對位置上。12.41％的學生認為控制同一性狀的基因位在同一條染色體 上。11.42％的學生認為基因應該位在同源染色體上，但是他們選取圖形上的基 因位置時，卻無法正確判斷同源染色體為何。11.73％的學生認為隱性基因位在 較細的染色體上，所以顯性基因的就是要位在粗的染色體上。5.52％的學生認為 基因會位在同一條染色體上，卻無法正確判斷同一條染色體的位置。
由上述我們可以發現，學生即使知道基因位置的文字敘述，但是和圖形搭配 時，卻仍然有無法連結的情況，無法合理的找出同源染色體。有些學生則是對於 顯性基因和隱性基因的詞語理解有另有概念，認為顯性就是較明顯的、較強大 的、較粗的，所以選擇粗的染色體作為另一個基因的位置。
（三）由孟德爾的遺傳實驗結果推知的顯性律
B1 在考驗基因中有顯性等位基因和隱性等位基因，顯性等位基因和隱性等 位基因在同一個細胞內時，會表顯出顯性等位基因控制的性狀。35.86％的學生 將日常口語的「隔代遺傳」一詞使用在此題的解釋，認為遺傳可以不經過父母親，
直接受到祖父母影響。15.17％的學生認為影響控制髮型的基因是可以變動的，
不了解等位基因中顯性和隱性的關係。14.48％的學生認為髮型受到其他基因的 影響，無法將單一性狀和控制此性狀的基因間關係連結在一起。
B2 在考驗基因中有顯性等位基因和隱性等位基因，當父母親的的基因中都 有隱性等位基因時就可以生下有隱性性狀的小孩。26.90％的學生認為孩子性狀 和父母不一樣，就是隔代遺傳的因素造成孩子會和祖父母有一樣的性狀。
B3 在考驗對於顯性性狀的認知情況，要能夠判斷生物外表呈現顯性性狀是 因為基因中有顯性等位基因控制。25.52％的學生認為紅花是顯性，卻無法說明 理由，表示他們還無法理解性狀是由基因控制的概念。25.52％的學生認為表現 該性狀的個體數較多，就是顯性性狀，因為顯性性狀會蓋過隱性性狀。6.21％的 學生認為顯性性狀的個數比較多，而且也和其他生物顯性性狀的表現形式相同，
例如豌豆紅花是顯性，所以雞冠花紅花也是顯性。
整理上述題目，從 B1 和 B2 發現學生聽過「隔代遺傳」，有接近三分之一的 學生使用這個名詞解釋遺傳，顯示學生對於遺傳的概念受到日常用語明顯的影 響，並不是真正了解遺傳的概念。在教學前，學生在日常生活經驗中認識到基因 和性狀等詞語，仍無法對這些專有名詞的意義了解，並產生連結，所以在 B1 和 B3 的答對率很低。從 B3 中發現學生對於顯性性狀的定義也受到詞彙表面的意思
整理上述題目，從 B1 和 B2 發現學生聽過「隔代遺傳」，有接近三分之一的 學生使用這個名詞解釋遺傳，顯示學生對於遺傳的概念受到日常用語明顯的影 響，並不是真正了解遺傳的概念。在教學前，學生在日常生活經驗中認識到基因 和性狀等詞語，仍無法對這些專有名詞的意義了解，並產生連結，所以在 B1 和 B3 的答對率很低。從 B3 中發現學生對於顯性性狀的定義也受到詞彙表面的意思