本節以兩次「原子模型建模能力試題之半結構式晤談」為主要分析的資料(前晤、後晤)，比 較分析 12 位學生(「一般文本組」：4 位、「內隱式建模文本組：4 位與「外顯式建模文本組」：4 位)於閱讀前、後，對於各建模歷程之建模能力的影響，更進一步進行結果的描述與探討。
根據第五節將所歸類之建模歷程，包含了「模型選擇」、「模型建立」、「模型效化」、「模型分
第肆章 研究結果
第肆章 研究結果
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研：你認為波耳的原子模型比接近下列何者？
C1：C。(如右圖) 研：為什麼你會選 C？
C1：一點一點的是電子，中間是原子核，所以電子會有軌道繞著原子運轉。
……
根據三組學生在四大原子模型圖中的成分及物件的選擇上，結果顯示，一般文本組的四位學 生中有兩位在四個原子模型的成分選擇上均沒有正確的成分選擇，有兩位在道耳頓與湯姆森模型 的成分有部分合適的選擇，但是在拉塞福與波耳模型成分上是沒有正確的成分選擇；內隱式建模 文本組的四位學生中有兩位在四個原子模型的成分選擇上均沒有正確的想法，有兩位在模型圖片 的選擇是正確的，但是無法提出完整的成分或物件；外顯式建模文本組的四位學生在四大原子模 型的成分物件及模型圖片各有部分正確，亦有部分錯誤。
整體而言，在閱讀文本之前，三組學生對於四大原子模型成分物件的選擇上，沒有完整且正 確的想法，學生會從題目中尋找可能的關鍵詞，而去選擇該模型的成分或物件，或是猜測可能的 成分，因此，在前晤模型選擇上表現不佳。
(二) 模型建立
「模型建立」為從選擇之成分或物件，建立成分之間的關係，因此，模型選擇之成分的選擇，
會影響模型建立的成分之間的關係。
第肆章 研究結果
第肆章 研究結果
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也就是說，於閱讀文本之前，三組學生於模型選擇上，均無法完整提出合適的成分，因此，
在模型建立上，也僅能依照所選擇之成分，建立成分之間的關係，從圖片選擇上(學生選擇的圖 片與四大原子模型的配對不一定是正確的)建立可能之成分關係，或是無法建立其關係。
(三) 模型效化
「模型效化」為學生利用所建立之四大原子模型的關係與結構進行模型的效化，意即比較、
檢核、判斷模型的內部一致性。
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研：你認為拉塞福跟波耳原子模型的相同相異之處有哪些？
A3：我不知道。
研：你可以從你選擇的圖片進行比較(拉塞福原子模型學生選擇 C，波耳原子模型學生 選擇 E，如右圖)
A3：就不知道怎麼去進行比較，拉塞福的圖我是依照實驗敘述選擇的。
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研：那你怎麼比較波耳和拉塞福的原子模型圖?但是你兩個都選相同的圖?
B2：我不知道，我不清楚我選擇的圖對不對。
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結果分析顯示，一般文本組四位學生中有兩位能夠進行兩個原子模型的比較，但是有兩位無
拉塞福 波耳
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法進行模型的效化；內隱式建模文本組的四位學生中，有三位能夠進行模型的效化比較，有一位 無法進行比較；外顯式建模文本組的四位學生中，有三位能夠進行模型的效化，一位則無法進行 模型的效化。
然而，雖然部分學生能夠進行模型的效化，但是不代表其模型的建立是正確的，依照模型選 擇及模型建立的分析結果來看，學生模型效化的內容不一定是正確的，如 B2 學生提及的「不清 楚選擇的圖對不對」，也就代表模型選擇與建立在進行模型效化之前是相當重要的，會影響模型 效化的表現。
(四) 模型分析
「模型分析」為利用以效化的模型分析問題，並能夠解釋其適當性，可以是數據的計算或是 推理。但是，根據分析結果顯示，於閱讀文本之前，三組學生(12 位)均無法呈現模型分析的內容 表現，原因為可以歸納出「沒有學過、忘記、不知道如何計算」等。以下以 B2 學生的晤談內容 表示。
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研：油滴實驗的電子電量計算的部分，可以請你說明一下你的推論過程嗎?
B2：之前沒有學過，所以我不知道怎麼算。
……
(五) 模型應用
「模型應用」為將已效化的模型，應用至相似情境的問題上。
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研：依據湯姆森的原子模型，如果應用到拉塞福的實驗上，你認為結果會是哪一個？
A3：應該就直接穿過去吧！
研：那你認為比較接近哪一個選項？
A3：Ａ選項吧！α粒子完全穿透金屬片，在螢光屏幕上聚集成一點發光。
研：那你可以從你選擇的湯姆森原子模型圖說明是如何造成這樣的結果嗎？
A3：痾…我不知道，就感覺是Ａ。
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研：如果依照你選擇的湯姆森的原子模型圖去進行拉塞福實驗的結果推測的話，你認為 可能的結果會是如何?α粒子會發生什麼事？
C1：D，α粒子撞擊原子內的某小體積、高質量帶正電體，少數發生偏轉，其餘不受影響，
筆直穿透金屬板。
研：為什麼你會選 D？D 的選項跟拉塞福的實驗結果是一樣的?
C1：我覺得結果會一樣的，只是湯姆森當時還沒發現原子核的存在，所以沒畫出來，所 以我覺得如果依照湯姆森的原子模型去推論結果的話，應該也是 D。
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三組學生對於模型應用的結果，一般文本組的四位學生中有三位學生無法呈現模型應用的結 果解釋，一位學生能夠進行解釋提出自己的想法；內隱式建模文本組的四位學生中，有兩位能夠 呈現模型應用的解釋，有兩位無法說明理由；內隱式建模文本組的四位學生中，有兩位學生能夠 進行模型應用的說明，有兩位無法呈現。
根據閱讀文本之前，大部分學生在模型應用無法呈現其原因，會有像 A3 學生的猜測，或是 根據選項而進行說明，但卻無法與原子模型圖進行完整的應用說明，又或者是不了解原子模型於 模型應用的內容，導致學生在模型應用上的表現不佳。
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(六) 模型修正
「模型修正」為學生能察覺模型的限制與失效，藉此修正(增加或減少)模型中的成分或物件，
將其修正為新的模型。
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研：透過原子模型的發展及新發現，你認為道耳頓的原子說內容要怎樣做修正？
B2：對道耳頓原子說的內容不熟悉，所以不知道如何修正。
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研：你認為拉塞福的原子模型是穩定的嗎？
C1：不穩定，電子可能會跑走，然後不見。
研：那你覺得這樣的狀況要如何修正？
C1：就別的原子的電子也會跑過來，你的電子跑走，別的原子的電子也會過來，互相跑 研：所以你覺得有需要做修正嗎？
C1：不用阿，就會補來補去。
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模型修正的結果，一般文本組四位學生中均無法察覺模型失效或限制，以至於無法對模型進 行修正；內隱式建模文本組的四位學生也無法查察覺模型的失效，因此，沒有呈現模型的修正；
外顯式建模文本組的四位學生中有兩位無法提出模型之間的修正，有兩位能夠指出部分修正，但 是，就如 C1 學生的晤談資料，有察覺模型可能失效的原因，但是卻無法提出正確的修正內容。
因此，於閱讀文本之前，大部分學生是無法察覺模型的失效與限制，也就無法指出修正的內 容，但也與 B2 學生提到的原因相關，由於在閱讀文本之前，學生沒有四大原子模型的完整內容，
因此，在高層次的模型修正上無法有好的表現。
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(七) 模型轉換
「模型轉化」為學生察覺已效化的模型整體失效，以重新建立新的模型。
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研：原子模型的發展順序?
C1：道耳頓是第一個，湯姆森第二個，再來是 拉塞福，最後是波耳(學生對於原子模型圖的 選擇不確定，如右圖)
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此建模歷程(模型轉換)與模型選擇、模型建立與模型修正相輔相成，三組學生於閱讀前，在 模型選擇、建立與修正上的表現均沒有正確且完整的呈現成分、關係與修正的內容，因此，在模 型轉換上，縱使能夠提出四大原子模型的發展順序，也不能夠完整指出模型失效的原因，如 C1 學生能夠提出原子模型的發展順序，但是其在模型選擇與建立的圖片上，已經不正確了，因此，
在模型轉換上也無法呈現模型轉換的內容。
綜合以上，對於三組學生於閱讀文本之前的晤談資料分析結果顯示，三組學生於七大建模歷 程的表現差異不大，又對於四大原子模型的內容沒有完整且正確的想法，僅能依照試題內容或選 項去表達出自己對於原子模型的想法，在低層次的模型選擇與建立上，無法呈現完整且正確的內 容，以至於在較高層次的建模歷程表現上，也無法達到好的表現。
二、 閱讀文本後晤談資料分析
前者分析了閱讀本文之前學生對於各建模歷程的建模能力表現，結果顯示學生對於四大原子 模型的內容知識是並不完整，而導致在各建模歷程之建模能力的表現不佳。然而，三組學生在透
道耳頓 湯姆森 拉塞福 波耳
第肆章 研究結果
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位學生在拉塞福原子模型的成分中，認為有質子和中子的存在。
外顯式建模文本組的四位學生均有呈現各原子模型的模型選擇，相較於其他兩組，外顯式建 模文本組的四位學生中有兩位學生在湯姆森原子模型中均能正確呈現「電子與正電團」的成分，
如 C1 學生的晤談內容，而在拉塞福的成分上，有兩位學生能夠正確呈現模型選擇，在波耳原子 模型的成分上，也是有兩位能呈現正確的模型選擇。
比較三組學生於閱讀文本之後，其模型選擇的表現均比閱讀文本前來的好，其結果也呼應了
比較三組學生於閱讀文本之後，其模型選擇的表現均比閱讀文本前來的好，其結果也呼應了