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二階段評量工具的發展與應用

第二章 文獻探討

第二節 二階段評量工具的發展與應用

一、二階段評量工具的發展

Treagust (1988)提出二階段評量診斷(Two-tier diagnostic assessment)工具,此 種診斷測驗共分為兩階段:第一階段是核心概念的內容,第二階段是解釋或回答

註:翻譯自 Treagust, D.F. (1997). Diagnostic assessment of students’ science

knowledge. Paper presented at the 1977 International workshop on students’ concept

development, understanding diagnosis and teaching. Feb. 17-20, Taipei.

依據 Treagust 所提出二階段評量診斷工具的設計,其編製程序區分為:定義 內容、獲得學生概念之相關證據、發展診斷工具三大部份,及其所包含的十個步 驟,茲將其發展步驟說明如下:

(一)定義內容(Defining the content)

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前四個步驟是定義主題的概念範圍和相關內容知識的敘述,並發展概念圖。

步驟 1.確立命題知識敘述:

就研究主題內容,找出包含在此領域內的知識,並將其中的概念逐項 條列出來,以確定命題的範圍。確定命題知識的敘述,在課程發展及

教學上具有很重要的地位。

步驟 2.發展概念圖:

對研究主題相關之概念,畫出階層式的概念圖,研究者可利用概念之 間彼此的關聯性,仔細思考所選擇的教學內容之本質及範圍。而步驟 1 和步驟 2 可說是同時發展出來的,當命題敘述確立時,所對應的概 念圖也已成形,或是當概念圖確定時,所對應之命題敘述也已成形,

兩者是相輔相成的。

步驟 3.將命題知識敘述與概念圖連結比對:

每個命題知識的敘述皆要與概念圖中所對應之概念直接相關,確保被 檢測的內容具有其內部一致性,且彼此要能涵蓋整個主題。這是一種 信度檢核,看兩者是否真正能檢測和覆蓋於相同主題區域。

步驟 4.將試題內容效度化:

命題敘述和概念圖是由學科學者、學科教師和學科專家檢核進行內容 效度化,並經由這些專家、學者針對命題的敘述和概念圖之中有任何 矛盾或不適當之內容進行刪除或修訂。當命題敘述及概念圖都確定之 後,在發展診斷工具的題幹時就會更加明確。

(二)獲得學生概念之相關證據(Obtaining information about students’ conceptions) 第二部分是發展診斷式的評量工具來偵測出學生的迷思概念,首先透過對先 前研究文獻的檢視,以及利用紙筆測驗一些開放性的問題後,再和學生進行 訪談,得到學生作答情形的資料,來瞭解學生對該研究之學科內容的理解,

如此該主題的學生概念之典型範例就可以被確定。

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步驟 5.探索相關研究文獻:

在開始定義相關的學科問題或是探討學生的某種學科概念時,必須對 於一些研究學生之學科概念的相關文獻進行探討,以便獲得學生的迷 思概念,以及學習時若發現有困難的概念時,可以適時藉此用來發展

診斷工具。

步驟 6.與學生進行非結構性訪談:

利用非結構性開放式的問題與學生進行訪談,在訪談過程中可以廣泛 地獲得學生的知識結構或迷思概念,並藉此瞭解學生對此概念理解的 程度。

步驟 7.發展開放性試題,讓學生可以自由回答:

每一個選擇題的設計都是依照命題的敘述而來,而且每一題選擇題的 選項都是用來偵測學生的迷思概念。每一題選擇題的最後選項都包括 了一個空白位置,讓學生可以自由填答他所選擇此答案的理由,藉此 來蒐集學生的潛在概念。

(三)發展診斷工具(Developing a diagnostic instrument)

第三部分診斷工具的建構包含了二階段題目的發展,第一階段要求學生對核 心概念的內容進行作答,第二階段則在探索學生在第一階段作答的理由為

何。根據步驟 5、6、7 來發展題目的第二階段—理由選項。

步驟 8.發展兩階段式的診斷工具:

每一道測驗題中的第一階段選擇的是內容問題,且通常設計有二到三 個選項;第二階段是選擇第一階段的理由,通常包含四個可能的理由 選項,選項為綜合上述文獻、訪談和開放性紙筆測驗所獲得學生該題 作答的理由、想法,其中包含了迷思概念、正確概念或是完全錯誤的 答案。然而學生必須兩階段都答對,那麼此題才算答對。

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步驟 9.製作雙向細目表:

將所有題目的命題敘述整理成雙向細目表,以此表來檢視診斷性試題 的題目可公平地包含主題上的命題知識和概念圖上的概念。

步驟 10.持續精鍊:

透過不同的班級或是不同群的學生來進行施測,透過不斷地修正診斷 工具,來確保該診斷工具可以有效地偵測出學生的迷思概念。

二、二階段評量工具的優點

九年一貫正式綱要數學學習領域(民 89)中指出教師教學應以學生為主體,以 學生的數學能力發展為考量。數學學習節奏之疏熟快慢,經常因人而異。教師應 避免將全班同學當做均質的整體,並應透過教學的評量,分析學生的學習問題,

做適當的診斷、引導與解決。

教科書的內容時常會令學生感到困擾,覺得難以理解,但教師通常沒有足夠 時間回答每一位學生的問題,而學生在沒有充分的時間消化其接受的數學資訊與 概念的情況下,往往建立一些錯誤的數學概念與原則。(Ashlock, 1986)

Maurer (1987)研究指出學生在數學上所犯的許多錯誤是有系統的,這些錯誤 皆是永久性的錯誤而非隨機的錯誤。

張惠博(民 88)整理國內、外有關迷思概念的研究方法,指出常用來診斷學生 迷思概念的方法有六種,分別為(1)診斷式傳統測驗題;(2)概念圖法;(3)晤談法;

(4)關係圖法;(5)Vee 圖;(6)二階段式診斷測驗。其中傳統測驗題診斷評量工具 的根本問題在於不知道學生「不知道的程度」,即它無法有效診斷出學生的迷思 概念,因為它只提供了對或錯的訊息。概念圖、晤談法、關係圖與 Vee 圖的診斷 使用上,教師本身都須要經過專門的訓練以便進行評分和解釋學生的概念,相當 耗費人力與時間,Treagust and Haslam (1986)、Odom and Brown (1995)、Rollnick and Mahooana (1999)建議使用二階段式(Two-tier)評量診斷工具,來診斷學生科學 概念的理解,幫助教師瞭解學生在概念學習的狀況。

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二階段評量工具診斷學生錯誤概念的方法,其優點為:(1)兼具晤談法之質 性優點與傳統測驗法之量化的優點;(2)提供教師發現學生在學習上的錯誤概念 快速便捷的方法;(3)相較於傳統選擇題,可減低學生猜對的機率以提高評量的 效果;(4)改良傳統選擇題的僵化模式,可引導學生改變只重視死背知識而不求 甚解的嚴重缺失;(5)可偵測出學生的錯誤概念,並提供教師做為擬定教學策略 或補救教學的重要依據。根據 Odom and Brown (1995)指出在一個含有四個選項 的典型選擇題測驗中,學生猜對答案的機率是 25%,但在二階段式的選擇題測 驗中,如果第一階段含有兩個選項,第二階段含有四個選項,則兩階段都能做出 正確聯結而猜對答案的機率就只有 12.5%,本研究在第一階段含有兩個選項,第 二階段含有五個選項,兩階段都做正確聯結而能猜對答案的機率更只有 10%。

國內柳賢(民 89)針對高一學生進行開放性二階段評量測驗之後,提出經由這 種二階段評量方式,教師可以了解學生是否真正理解所學的知識,而非一知半 解,教師也可藉由二階段評量方式了解學生錯誤概念的癥結所在,用以進行補救 教學並改善其錯誤。

三、使用二階段評量診斷學生學習上的迷思概念的實徵研究

自 Treagust 提出二階段診斷評量的方法後,此評量方式即被普遍地應用於科 學教育及數學教育上,做為診斷學生學習上的迷思概念的主要工具。

在國外,Treagust and Haslam (1987)使用二階段選擇題診斷中學生在植物光 合作用和呼吸作用的理解,研究結果顯示有高比例的中學生對於植物的光合作用 和呼吸作用的關係了解甚少。

Odom and Barrow (1995)針對 240 名大一生物系的學生以二階段選擇題診斷 其對擴散和滲透的開發與應用的理解,並找出學生的錯誤概念。

Peterson and Treagust (1989)針對 11 和 12 年級的學生以二階段選擇題診斷其 在化學主題共價鍵結和結構上的錯誤概念。

在國內,宋志雄(民 81)以二階段式診斷工具針對台灣三縣市(高雄市、彰化

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市、宜蘭縣) 測驗 838 名國三學生在酸與鹼上的理解程度,並發展教學診斷工具。

林楷植(民 90)以二段式紙筆診斷測驗針對中部四縣市十所國中共 691 名國 中二、三年級學生探討有關學生在力與運動學習上的迷思概念。

在數學概念的實徵研究上,楊坤原(民 95)針對桃園縣 6 所國民小學共 523 名六年級學生發展二階段式診斷測驗工具來了解學生在乘除法概念中出現哪些 錯誤型態與迷思概念。

吳秀玲(民 97)針對高雄地區 143 名國二學生以二階段測驗診斷學生在因倍 數單元的概念學習狀況,藉以發展教學診斷工具,並做為提供學生自我檢測與改 進學習方式的依據。

林鴻成(民 98)採用二階段評量來診斷國二學生對於二次方根的意義與四則 運算的迷思概念,並整理歸納錯誤類型,分析錯誤類型的成因,設計補救教學教 材,並進行補救教學活動來改正學生對二次方根的迷思概念。

張嵐雄(民 100)採用二階段評量工具來診斷國二學生對多項式乘法與除法有 哪些迷思概念,並整理歸納錯誤類型,分析錯誤類型的成因,設計補救教學教材,

並進行補救教學活動。

徐敏媛(民 101)採用二階段評量來診斷國中九年級學生在學習「二次函數」

單元後,有哪些錯誤類型,再進行錯誤類型的成因分析,然後根據成因設計補救 教學教材,並進行補救教學活動。

林晁熙(民 98) 採二階段評量方式,用來診斷高中生在學習複數表徵與複數 四則運算學習上的迷思概念,並整理歸納成為錯誤類型,再針對所得的資料進行 分析錯誤類型的成因,設計補救教學教材,並進行補救教學活動。

趙慧怡(民 98)針對彰化縣 147 名高職學生以二階段評量診斷工具探討高職

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