第四章 研究結果與討論
第二節 個案學童的認知結構
為瞭解國小五年級學童的對於聲音的概念與迷思概念，並分析不同教學法對 於學童學習的影響，本研究利用語意流程圖析法收集並分析受試學童的概念，同 時將所收集的資料依量化及質性分析方法，來闡述兩組學童在教學前後的概念成 長與思考模式之分析，在量化方面，本研究參考Bischoff及Anderson(1998)、 Tsai 及Huang (2002)、Dhindsa及Anderson (2004)之分析方法，綜合成適合本研究之 分析方法，分別對於語意流程圖中之最初概念敘述數、最後概念敘述數、焦點概 念數、錯誤概念敘述數、最初迴歸連結數、最後迴歸連結數、關聯密度做計數，
以作為認知結構的三個向度中的「概念廣度」、「正確性」與「整合性」的量化 分析資料，同時也依據Tsai及Huang (2002)所以提出對於所有敘述依認知階層「定 義」、「描述」、「比較與對比」和「推理與因果解釋」四個向度將所有敘述分 類並計數，用以分析學習者的邏輯認知結構（見第二章第三節p.16～p.18）。
一、 實驗組之概念結構分析
茲將實驗組樣本學生之語意流程圖依據上述之規則，計算各學生之語意流程 圖量化資料，列表於下：
64 初概念敘述數」與「最後概念敘述數」教學前8.67及11.50，教學後16.00及22.67、
「焦點概念數」教學前0.17，教學後1.50）顯示實驗組學生在經過學習活動後，
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而在教學後EL1學童則可以清楚地以課程中各個概念主題的教學目標概念來述說，例 如：
A. 聲音的產生：敲完樂器時，會有振動。
B. 噪音：噪音有分尖叫，還有大吵大鬧、有噪音就裝隔音牆。
C. 音色：大家都有不同的聲音。
D. 聲音的高低：琴弦拉緊會比較高音，鬆的應該比較低。
E. 聲音的大小：要大聲就敲大力一點，要小聲就敲小力一點。
F. 樂器：吹直笛，吹嘴到按孔的距離。
因此從上述的例子可以證實「5E學習環教學法」的教學課程，確實可以增加 學童的概念廣度，不只在概念量的增加，同時也能夠更廣泛地涵蓋課程教學目標 中的概念，提升概念學習的質。
（二）正確性：
由表4-2-1 可以發現：經過「聲音與樂器」單元的學習活動之後，實驗組樣 本學生的「錯誤概念敘述數」平均值從0.17成長為0.83，佔教學後所有敘述總數 的比率為3.68％，可見「錯誤概念敘述數」同樣會隨著「最後敘述數」增加而增 加，原本只有一人有一個錯誤敘述，教學後則有三人有錯誤敘述，其中有兩人有 兩個、一人有一個錯誤敘述。
（三）整合性：
由表4-2-1 可以發現：經過「聲音與樂器」單元的學習活動之後，實驗組樣 本學生的「最初迴歸連結數」及「最後迴歸連結數」的平均值則大幅上升，「最 初迴歸連結數」及「最後迴歸連結數」分別為教學前4.33及6.00，教學後11.67及 19.17，而「關聯密度」則從教學前0.37，上升至教學後0.45，可見實驗組樣本學 生在整合性方面，透過學習後在概念連結及關聯密度方面均有長足的進步。
而從數據中更可以看出，實驗組學童在教學後概念敘述會比較集中，而不是 天馬行空地隨意述說，以EH1學童為例，在教學前的最後概念敘述數為20個，焦點
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概念數為0，但是最後迴歸連結數只有7個，關聯密度則為0.27，但是教學後最後 概念數雖然只有增加4個，但焦點概念數增加2個，最後迴歸連結數增加為20個，
關聯密度則提升為0.47，教學前EH1的概念敘述比較偏如何發出聲音的生活經驗，
例如：
1.有些自然現象，像風聲。
2.人發出聲音是為講話。
3.如果沒有發出聲音，很多東西都無法生存，因為像小BABY發出聲音，他的媽媽才 知道他要吃東西還是要睡覺。
在教學後則會將注意力集中在樂器、吉他、噪音、振動等教學目標概念上，
例如：
1. 樂器跟聲音都是我們有觸碰過才會發出聲音。
2. 樂器像吉他，下面放一個共鳴的音箱，可以增加音量；聲音也不一樣。
3. 有時候在生活週遭會有噪音，噪音的特色是刺耳、難聽、大聲然後吵雜，然後會 影響人的情緒。
4. 鼓打得愈大力，振動就越大力。
由上述的分析可以發現，實驗組樣本學童在教學後的認知結構有更為完整的 趨勢，在後續第四小節的分析中可以發現，在概念廣度方面，樣本學童除了在概 念數方面有大幅的成長，在課程中所規劃的概念主題的學習也有加廣的情形，在6 個概念主題下的15個目標概念，實驗組的樣本學童的平均涵蓋比例從7.9％大幅上 升至60.0％，同時從原先集中在「A.聲音的產生」主題，擴展到其他的五個主題，
證明了在教學後實驗組樣本學童的概念廣度確實有增加，不只是在量的增加，同 時在質的方面也有進步。
在錯誤概念數方面雖然有增加，增加的數量並不多，佔總增加概念數的6.0
％；在整合性方面，從最後迴歸連結數和關聯密度可清楚地看出概念趨於整合的趨勢，
整體最後概念敘述數雖然增加2倍，但是最後迴歸連結數平均數卻增加三倍，同時關聯密 度平均值也從0.37增加為0.45，可見實驗組在教學後不僅概念變廣了，同時概念間的整 合性也變更好了，證明「5E學習環教學法」的教學課程對於學童認知結構的「概念
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從表中數據可以發現，以高成就組CH1、CH2兩位學童的進步最大，最後概念 敘述數分別增加了20與11，這一點與實驗組有很大的不同，而從訪談中的敘述分 析，同樣可以發現學童的概念廣度增加的相當顯著，以CH2為例，在教學前的訪談，
CH2學童同樣也是簡單且簡短的話來敘說發出聲音的物質或現象：
EL1：樂器會發出聲音、嘴巴用聲帶發聲的、耳朵是耳膜聽到聲音。
而在教學後CH2學童則可以精確地以課程中各個概念主題的教學目標概念來述說，例 如：
A. 聲音的產生：敲鼓鼓面會振動。
B. 噪音：聲音超過70分貝就是噪音，會傷害耳朵，情緒會怎樣怎樣。
C. 音色：每個人的音色都不同。
D. 聲音的高低：木琴的琴鍵越長，聲音就越低。
E. 聲音的大小：敲大力聲音比較大。
F. 樂器：製作樂器，排笛吸管剪成不同的長度，用膠帶把洞堵住。
因此從上述的例子可以證實「傳統講述式教學法」的教學課程，同樣也可以 增加學童的概念廣度，不只在概念量的增加，同時也能夠更廣泛地涵蓋課程教學 目標中的概念，提升概念學習的質。
（二）正確性：
由表4-2-2 可以發現：經過「聲音與樂器」單元的學習活動之後，對照組樣 本學生的「錯誤概念敘述數」平均值從0.00成長為0.67，佔教學後所有敘述總數 的比率為3.10％，可見「錯誤概念敘述數」同樣會隨著「最後概念數」與「最後 敘述數」增加而增加，原本沒有人有錯誤敘述，教學後則有三人有錯誤敘述，其 中有兩人有一個、一人有兩個錯誤敘述。
（三）整合性：
由表4-2-2 可以發現：經過「聲音與樂器」單元的學習活動之後，對照組樣 本學生的「最初迴歸連結數」及「最後迴歸連結數」的平均值則大幅上升，「最
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初迴歸連結數」及「最後迴歸連結數」分別為教學前2.67及4.50，教學後9.33及 16.00，而「關聯密度」則從教學前0.24，上升至教學後0.45，可見對照組樣本學 生在整合性方面，透過學習後在概念連結及關聯密度方面均有長足的進步。
從數據同樣可以看出，對照組學童在教學後概念敘述比教學前集中，以CL2學 童為例，在教學前的最後概念敘述數為7個，焦點概念數為0個，最後迴歸連結數 也是0個，關聯密度同樣為0，但是教學後最後概念數增加為15個，焦點概念數增 加1個，最後迴歸連結數增加為13個，關聯密度則提升為0.48，教學前CL2的概念 敘述同樣是偏如何發出聲音的生活經驗，例如：
1. 十字路口的車子會發出聲音。
2.走樓梯的時候。
3. 電視、音響、鬧鐘。
在教學後同樣也會將注意力集中在樂器、音色、噪音、振動等教學目標概念 上，例如：
1. 音箱讓樂器的聲音變大。
2. 音色是每個聲音的特色。
3. 噪音會影響你的情緒，傷害耳朵。
4.敲鼓鼓面會振動。
由上述的分析可以發現，對照組樣本學童在教學後的認知結構同樣有更為完 整的趨勢，在後續第四小節的分析中可以發現，在概念廣度方面，樣本學童除了 在概念數方面同樣有大幅的成長，在課程中所規劃的概念主題的學習也有加廣的 情形，在6個概念主題下的15個目標概念，實驗組的樣本學童的平均涵蓋比例從8.9
％大幅上升至52.2％，同時從原先集中在「A.聲音的產生」主題，擴展到其他的 五個主題，證明了在教學後對照組樣本學童的概念廣度確實有增加，不只是在量 的增加，同時在質的方面也有進步。
在錯誤概念數方面同樣增加的數量並不多，總數為4個，佔總增加概念數的5.8
％；在整合性方面，從最後迴歸連結數和關聯密度也可清楚地看出概念趨於整合的趨 勢，整體最後概念敘述數雖然增加2倍，但是最後迴歸連結數平均數卻增加近四倍，同時
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念廣度的分析中，實驗組與對照組都有長足的進步，但是兩者的差異是不大的。
（二）正確性：
由表4-2-3 可以發現：經過「聲音與樂器」單元的學習活動之後，實驗組與 對照組樣本學生的「錯誤概念敘述數」總數分別為4個與5個，同時也都有三人有 錯誤敘述概念，可見在教學後兩組學生的「錯誤概念敘述數」並沒有因為教學法 的不同而有所差異，也就是兩種教學法同樣仍然會讓學生產生部分迷思概念。
（三）整合性：
由表4-2-3 可以發現：經過「聲音與樂器」單元的學習活動之後，實驗組樣 本學生的「最初迴歸連結數」及「最後迴歸連結數」的平均值均高於與對照組樣 本學生，「最初迴歸連結數」實驗組與對照組樣分別為11.67與9.33，「最後迴歸 連結數」實驗組與對照組樣則為19.17與16.00，由此兩項數據可以看出，在「整
由表4-2-3 可以發現：經過「聲音與樂器」單元的學習活動之後，實驗組樣 本學生的「最初迴歸連結數」及「最後迴歸連結數」的平均值均高於與對照組樣 本學生，「最初迴歸連結數」實驗組與對照組樣分別為11.67與9.33，「最後迴歸 連結數」實驗組與對照組樣則為19.17與16.00，由此兩項數據可以看出，在「整