本節主要分析三組學生於閱讀文本前、後，學生對於原子模型的心智模式分布及轉變情形。
其中，心智模式的分類主要依據「原子模型之建模能力試題」中，各原子模型的「模型選擇」及
「模型建立」題，再藉由原子模型發展的科學史之「成分與關係」特徵及「原子核的發展」，將 原子模型區分為十一種主要的心智模式，分別為「初始原子模式(I)」、「道耳頓原子模式(D)」、「道 耳頓-湯姆森原子混合模式(D-T)」、「湯姆森原子模式(T)」、「湯姆森-拉塞福原子混合模式(T-R)」、
「湯姆森-波耳原子混合模式(T-P)」、「拉塞福原子模式(R)」、「波耳原子模式(P)」、「進階拉塞福原 子模式(AR)」、「進階波耳原子模式(AP)」、「科學模式(S)」，其心智模式分析相關內容請參閱第三 章第五節中的心智模式分析內容，以下則分別對三組學生於閱讀文本之前、後，原子模型心智模 式的分布與轉變情形進行結果的分析，結果如下：
一、
比較三組學生對於原子模型的心智模式分布情形(前測)
本研究為了瞭解三組學生之心智模式的轉變情形，因此，以 36 位學生於原子模型建模能力 試題前測結果的心智模式分類作為分組依據，也就是說，可以清楚比較相同心智模式於閱讀文本 後，其心智模式的轉變，因此，36 位學生於前測中對於原子模型的心智模式分類結果主要為「初 始原子模式」及「道耳頓原子模式」(I：91.7%(33/36)；D：8.3%(3/36))，其中，有 33 位學生對於 原子模型的心智模式為「初始原子模式」，有 3 位學生對於原子模型的心智模式為「道耳頓原子 模式」，根據閱讀文本之前 36 位學生之心智模式，將擁有相同心智模式的學生分類到各組，其三 組學生分組結果如表 4-3-1 所示。
第肆章 研究結果
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(一) 比較三組原子模型的心智模式分布情形
經過各組學生於文本(一般文本、內隱式建模文本、外顯式建模文本)的閱讀之後，學生對於 原子模型心智模式的分布與前測相較之下，均有明顯的不同，結果如表 3-2 與圖 3-2、圖 4-3-3、圖 4-3-4 所示。
表 4-3-2 顯示三組學生在閱讀文本之後，學生的心智模式在「初始原子模式」的百分比大幅 減少(一般文本組：91.7→16.7%；內隱式建模文本組：91.7→25%；外顯式建模文本組：91.7→
16.7%)。其中，一般文本組之「道耳頓原子模式」、 「道耳頓-湯姆森原子混合模式」與「湯姆森-拉塞福原子混合模式」皆為增加(D：8.3→25%；D-T：0→58.3%；T-R：0→8.3%)；內隱式建模文 本組在「道耳頓原子模式」的人數百分比是減少的(D：8.3→0%)，在「道耳頓-湯姆森原子混合 模式」、「波耳原子模式」與「進階波耳原子模式」亦是明顯增加(D-T：0→50.0%；P：0→16.7%；
AP：0→8.3%)；而在外顯式建模文本組中，其「道耳頓原子模式」之人數百分比亦是減少的(D：
8.3→0%)，在「道耳頓-湯姆森原子混合模式」、「湯姆森原子模式」、「湯姆森-拉塞福原子混合模 式」、「湯姆森-波耳原子混合模式」、「進階拉塞福原子模式」與「進階波耳原子模式」均有增加 的趨勢(D-T：0→16.7%；T：0→16.7%；T-R：0→8.3%；T-P：0→8.3%；AR：0→25.0%；AP：
0→8.3%)，綜合以上，可以發現三組學生在閱讀文本之後，初始原子模式均減少，其他心智模式 均有增加的情況。
再者，由圖 4-3-2、圖 4-3-3、圖 4-3-4 顯示三組學生對於原子模型後測之心智模式的分布，
「一般文本組」僅分布了四種心智模式，分別為「初始原子模式」(16.7%)、「道耳頓原子模式」
(41.7%)、「道耳頓-湯姆森原子混合模式」(33.3%)與較接近科學模式的心智模式「湯姆森-拉塞福 原子混合模式」(8.3%)，也就表示，閱讀一般文本的學生，依然有 16.7%的學生停留在初始原子 模式，有 41.7%的學生能夠發展正確道耳頓成分與關係的原子心智模式(I)，而有 33.3%的學生能 夠發展出正確道耳頓原子模型成分與關係的心智模式且部分正確的湯姆森原子模式(D-T)，僅有
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少數 8.3%的學生能夠發展出正確湯姆森原子模型成分與關係的原子模式且部分正確的拉塞福原 子模式(T-R)，然而，圖 4-3-2 亦呈現出閱讀一般文本的學生，無法發展相關波耳原子模式，也就 是說，閱讀一般文本之後，學生對於原子模型的心智模式的發展多停留在正確道耳頓模子模式、
部分正確湯姆森原子模式，而無法發展至正確或進階拉塞福或波耳原子模式。
「內隱式建模文本組」則於後測的心智模式分佈為「初始原子模式」(25.0%)、「道耳頓-湯姆 森原子混合模式」(50.0%)、「波耳原子模式」(16.7%)與較接近科學模式的心智模式「進階波耳原 子模式」(8.3%)，共四種心智模式，也就是說，內隱式建模文本有 25.0%學生的心智模式仍處於 初始原子模式，有 50%的學生分布在道耳頓-湯姆森原子混合模式，亦即有 50%的學生能夠發展 至正確道耳頓成分與關係的心智模式且部分正確湯姆森原子模模型成分與關係的心智模式(D-T)，
亦有 16.7%的學生能夠發展至正確波耳原子模式，更有 8.3%的學生能夠發展出進階且正確的波 耳原子模式，但是從圖 4-3-3 顯示出閱讀內隱式建模文本的學生，無法發展至正確的拉塞福原子 模式，也就是說，內隱式建模文本組的學生對於原子模型之心智模式的發展大多停留在較低階層 的道耳頓原子模式且部分正確的湯姆森原子模式，少部分的學生能夠發展至較高階層的正確波 耳原子模式。
而從圖 4-3-4 可以得知，「外顯式建模文本組」的心智模式分布有七種，分別有「初始原子 模式」(16.7%)、「道耳頓-湯姆森原子混合模式」(16.7%)、「湯姆森原子模式」(16.7%)、「湯姆森 -拉塞福原子混合模式」(8.3%)、「湯姆森-波耳原子混合模式」(8.3%)與較接近科學模式的心智模 式的「進階拉塞福原子模式」(25.0%)、「進階波耳原子模式」 (8.3%)，與一般文本組和內隱式建 模文本組相較之下，外顯式建模文本組的學生能夠發展出較多種的心智模式，對於道耳頓、湯姆 森、拉塞福及波耳原子模型之成分與關係有較正確的心智模式發展，以及在進階原子模式中，比 其他兩組有更多的學生能夠分布於此(一般文本組 AR+AP：0%；內隱式建模文本組 AR+AP：8.3%；
外顯式建模文本組 AR+AP：33.3%)。
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(二) 比較三組原子模型的心智模式分布與轉變情形
接著，進一步分析各組學生之原子模型心智模式的轉變型情形，從前述的分析，得知三組學 生於前測的心智模式大都分布在「初始原子模式」(91.7%)，少數分布在「道耳頓原子模式」(8.3%)，
而透過文本的閱讀之後，各組心智模式均有明顯的改變，「一般文本組」主要的心智模式轉變途 徑(前測→後測)為「初始原子模式」轉變到「道耳頓原子模式」 (91.7→41.7%)；而「內隱式建模 文本組」主要的轉變為「初始原子模式」到「道耳頓-湯姆森原子混合模式」(91.7→50.0%)；「外 顯式建模文本組」心智模式的轉變為「初始原子模式」到「進階拉塞福原子模式」 (91.7→25%)，
如表 4-3-3 所示，相較之下顯示，外顯式建模文本之心智模式的主要發展較接近科學模式(進階拉 塞福原子模式)，而一般文本與內隱式建模文本心智模式大致上的發展，均發展至較低階層的心 智模式，也就是說，一般文本與內隱式建模文本的閱讀較無法提升學生往較接近科學模式之心智 模式的轉變，依然停留在較低階層的心智模式(道耳頓原子模式或道耳頓-湯姆森原子混合模式)。
然而，三組之心智模式轉變途徑類型結果如下：
「一般文本組」大部分學生的心智模式從初始原子模式轉變到道耳頓原子模式與道耳頓-湯 姆森原子混合模式(均為 33.3%)，少部分轉變到湯姆森-拉塞福原子混合模式(8.3%)，但是，前測 之心智模式分類至道耳頓原子模式的學生，經過一般文本的閱讀，於後測卻沒有改變其心智模式，
更有 16.7%的學生其初始原子模式在閱讀文本之後沒有改變，意即，過一般文本的閱讀，雖然能 夠提升大部分學生的心智模式，但卻無法改變於前測相較之下擁有較高階層之心智模式的轉變，
以及，依然有學生的心智模式是沒有改變的。
「內隱式建模文本組」學生心智模式之初始原子模式大部分轉變為道耳頓-湯姆森原子混合 模式 (41.7%)，少部分轉變到波耳原子模式(16.7%)與「進階波耳原子模式」(8.3%)，而於前測其 心智模式分類至較高階層的學生(道耳頓原子模式)，其心智模式轉變到道耳頓-湯姆森原子混合 模式(8.3%)，也就是說，內隱式建模文本的閱讀有助於學生原子模型心智模式的轉變，但還是有
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綜合以上，三組學生於初始原子模式的主要轉變，以外顯式建模文本較能促使學生心智模式 的轉變，有 25%的學生轉變至進階波耳原子模式(接近科學模式)，其中，一般文本組與內隱式建 模文本組學生的初始原子模式主要轉變至道耳頓-湯姆森原子模式(一班文本組：33.3%；內隱式 建模文本組：41.7%)，亦顯示出一般文本與內隱式建模文本組之心智模式的轉變，停留在較低階 層的心智模式。從另一個角度分析，比較三組學生之心智模式的轉變途徑，以外顯式建模文本組 的轉變最接近科學模式，接著為內隱式建模文本組，最後，則是一般文本組，但是，整體而言，
三組學生之心智模式均有向上轉變至接近科學模式的心智模式，如圖 4-3-5 所示。
圖 4-3-5 三組原子模型前、後測之心智模式分布與轉變情形 註 1：心智模式種類(前測/後測學生百分比)
註 2：人數(轉換百分比)； ：前測→後測； ：心智模式的主要轉變
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三、
小結與討論
根據前述對於三組學生於前、測後之心智模式的分析結果，於前測，三組學生因為分組的依 據均擁有相同比例的心智模式及人數，但經過，文本的閱讀，三組學生於初始原子模式的百分比 大幅減少(一般文本組：91.7→16.7%；內隱式建模文本組：91.7→25%；外顯式建模文本組：91.7
→16.7%)，其他心智模式的類別均有所提升，也就顯示出，三種文本均能夠提升學生心智模式的 發展與轉變，其中，外顯式建模文本組的學生能夠發展出較多種的心智模式(七種)。
然而，依據本研究對於原子模型心智模式的分類，三組學生於後測除了未改變其心智模式的 學生之外，其餘的學生均能夠發展至道耳頓原子模式，也就顯示出，三種文本均能讓學生發展出 正確道耳頓原子模型成分與關係的心智模式，但是，在湯姆森原子模型的成分與關係上，一般文 本與內隱式建模文本組的學生在閱讀文本之後，其心智模式大部分分布在道耳頓-湯姆森原子混 合模式，沒有學生分布在湯姆森原子模式，也就顯示出，此兩文本較無法讓學生發展出正確湯姆
然而，依據本研究對於原子模型心智模式的分類，三組學生於後測除了未改變其心智模式的 學生之外，其餘的學生均能夠發展至道耳頓原子模式，也就顯示出，三種文本均能讓學生發展出 正確道耳頓原子模型成分與關係的心智模式，但是，在湯姆森原子模型的成分與關係上，一般文 本與內隱式建模文本組的學生在閱讀文本之後，其心智模式大部分分布在道耳頓-湯姆森原子混 合模式，沒有學生分布在湯姆森原子模式，也就顯示出，此兩文本較無法讓學生發展出正確湯姆