第四章 研究結果與討論
第一節 2D 和 3D 視覺表徵類型
本節主要探討低年級學生在教師提供多重表徵環境中，以自行發展的 2D 平 面繪畫和 3D 立體勞作的視覺表徵方式進行蝴蝶幼蟲、蛹、成蟲、卵不同階段身 體構造與生活史的表徵學習活動中，學生自行發展 2D 和 3D 作品中從科學的細 節到關鍵及個人之視覺表徵類型發展歷程。以下先從六位個案的前測、主要活動 到後測作品中出現之整體視覺表徵類型做討論，再比較 2D 和 3D 視覺表徵類型 之不同處。
一、整體視覺表徵類型之歷程
以下分為科學內容與個人之視覺表徵類型歷程做探討：
(一)科學內容
六位個案從前測、主要活動到後測，在 2D 和 3D 作品之科學細節的表徵類 型依科學細節、僅表徵關鍵特徵或位置關係、表徵關鍵特徵與位置關係之歷程整 理如圖 4-1-1 所示，縱軸為作品中出現的組型，橫軸主要依學生自行發展作品之 時間，從前測、主要活動、後測(第一碼為 B、M、A)，蝴蝶幼蟲、蛹、成蟲、卵 不同階段別與生活史之作品(第二碼為 L、P、A、E、C)以及作品是 2D 或 3D(第 三碼為 2、3)依序列於表上。
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示，其中 2D 作品旁文字註記為「翅膀、吸花蜜」、3D 為「翅膀、管子、身體」，
個案 A 在主要活動中的 3D 作品表徵出成蟲具有頭、胸、腹部之關鍵特徵，並將 各部位特徵分別放入頭、胸、腹部，包括複眼、口器、觸角位於頭部，腳與翅膀 位於胸部之位置關係如圖 4-1-2 之 3、4 所示，3D 作品旁文字註記為「觸角」，在 後測個案 A 依舊能表徵出成蟲具頭、胸、腹部之關鍵特徵，並且成蟲的腳與翅膀 位於胸部之位置關係如圖 4-1-2 之 5、6 所示，3D 旁文字「器口、觸角、翅膀長 在胸部」，2D 旁寫著「器口（指的是口器）、觸角、翅膀、腳」。
-A-A -A-A -A-A
-A-A -A-A -A-A
圖 4-1-2 成蟲作品出現關鍵特徵與位置關係之視覺表徵類型
另外在個案 C 之幼蟲作品，前測以表徵毛毛蟲為主題強調出身體有很多毛如 圖 4-1-3 之 1、2 所示僅表徵出體節之科學細節，其中 2D 作品旁文字註記「身體 可以讓牠走路，毛可以保護它」，在主要活動即能表徵出幼蟲具有頭部、粗的腳 與細的腳之關鍵特徵，胸部具有三對細細尖尖的真足、腹部具有粗粗的假足之位 置關係如圖 4-1-3 之 3、4 所示其作品旁文字為「氣孔可以吸空氣、吸盤可以黏在 樹上(指粗的腳)」，在後測的幼蟲 2D 作品中仍能表徵出頭部、粗的腳與細的腳之 關鍵特徵，胸部具細細的真足、腹部具粗粗的假足之位置關係如圖 4-1-3 之 5 所 示且其旁文字「氣孔、頭：眼睛、嘴巴、細腳、粗腳」，後測的幼蟲 3D 作品表徵
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頭部、臭角之特徵，但幼蟲 3D 作品中沒有表徵出細腳、粗腳之關鍵特徵與位置 關係如圖 4-1-3 之 6 所示其旁文字註記「眼睛、氣孔」。
-L-C
-L-C -L-C
-L-C -L-C -L-C
圖 4-1-3 幼蟲作品出現關鍵特徵與位置關係之視覺表徵類型
由上述個案 A 之成蟲與個案 C 之幼蟲作品表徵出關鍵特徵與位置關係視覺表 徵類型之發展趨勢，可以看出個案在主要活動中藉由教師提供之飼養箱觀察的成 蟲與幼蟲實體及教室外的網室觀察、課室中播放的成蟲 2D 照片如圖 4-1-4 所示、
幼蟲 2D 照片如圖 4-1-5 所示及成蟲幼蟲各角度的 3D 影片中，經由小組觀察與課 室討論過程，在主要活動中的 2D 和 3D 視覺表徵作品即表徵出關鍵特徵與位置 關係之表徵類型趨勢。
圖 4-1-4 無尾鳳蝶成蟲側面與腹面之不同角度照片 腹部
頭部 胸部有腳
與翅膀 腳與翅
膀位在 胸部 1
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圖 4-1-5 無尾鳳蝶幼蟲側面與腹面之不同角度照片
個案 A、C 經過學習活動後，其 2D 和 3D 在科學細節的視覺表徵類型從科學 細節之特徵，經教師提供之蝴蝶各階段實體以及課室論與觀察中很快發展出關鍵 特徵與位置關係之趨勢。Danish 與 Phelps (2011)的研究，年幼的學生在自行發展 有關蜜蜂的四格故事學習單中，學生透過繪畫將想法畫出來，視覺表徵的創作增 加了學生對蜜蜂採蜜時身體構造的理解，並促其表徵相關特徵在空間位置上的正 確性，如蜜蜂採集花粉後放置於具有「花粉籃」的後腳、或是蜜蜂身體具有頭、
胸、腹部之特徵。Ainsworth 等(2011)認為繪畫是一種有效的學習策略，能幫助學 生思考推理何者為關鍵特徵，並根據此進行下一階段新的學習活動。從個案 A、
C 之成蟲與幼蟲作品可以看出學生在作品中抓住關鍵特徵並做出表徵，接著藉由 關鍵特徵與其身體之關係進行關鍵特徵在身體上位置關係之表徵，學生由理解其 位置關係並在作品中建構出其心中的視覺形象。然而上述研究皆以 2D 繪畫進 行，本研究學生除了 2D 繪畫外尚加入 3D 視覺表徵之創作，學生在表徵蝴蝶各 階段身體關鍵特徵中 3D 作品提供一個較接近實際之 3D 空間的位置關係建構之 機會，使學生除表徵關鍵特徵外能進一步將理解的位置關係做出建構。
主張二、
個案藉由教師提供之多重表徵學習環境與修正式學習環之探索、鞏固階 段的小組觀察、課室討論及 2D、3D 作品的發展中，其視覺表徵類型從僅表 徵關鍵特徵或位置關係逐漸表徵出關鍵特徵並且注意位置關係。個案的視覺表徵從前測只以科學的部分細節表徵，藉由教師提供之多重表徵 學習環境包括蝴蝶在飼養箱的觀察以及網室觀察，學生以小組觀察、課室討論的 探索階段，在主要活動中發展 3D 以及 2D 作品中(修正式學習環的鞏固與再鞏固
頭部
腹部的假足
胸部上的3 對真足
幼蟲腹面：
腹部的假足
胸部：3對真足
每節有一對氣孔 頭部
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階段)，其視覺表徵類型從前測僅具部分科學細節，到主要活動僅表徵關鍵特徵或 位置關係逐漸提升到同時表徵出關鍵特徵與意位置關係。以下以個案 Q 之成蟲作 品以及個案 S 之幼蟲作品為例做討論。
個案 Q 在前測之成蟲 2D 作品表徵出包括翅膀、捲曲的觸角、腳等科學內容 的細節如圖 4-1-6 之 1 所示，在 3D 前測作品中表徵出翅膀、觸角等身體構造如 圖 4-1-6 之 2 所示，個案在主要活動的 3D 作品先表徵出成蟲具有頭部和身體兩 部位，並表徵出翅膀與腳位在身體，頭部具有複眼、口器、觸角等之科學細節如 圖 4-1-6 之 3 所示，接著在 2D 作品中表徵出成蟲具有兩部位(腹部與胸部)並將翅 膀與腳表徵在胸部，頭部具有複眼、口器、觸角等之科學細節如圖 4-1-6 之 4 所 示，在後測 3D 和 2D 成蟲作品中，個案 Q 表徵出成蟲具頭、胸、腹部之關鍵特 徵且成蟲的腳與翅膀位於胸部之位置關係如圖 4-1-6 之 5、6，文字註記「觸角、
器口、翅膀、腳」，其表徵歷程出現逐漸注意到關鍵特徵及其構造上的位置關係。
-A-Q -A-Q -A-Q
-A-Q -A-Q -A-Q
圖 4-1-6 成蟲作品逐漸表徵關鍵特徵與位置關係
另外在個案 S 之幼蟲作品，前測 3D 作品表徵蝴蝶小時候具有觸角、顏色鮮 明的體節如圖 4-1-7 之 1 所示其旁文字為「毛毛蟲」，前測 2D 作品表徵出每隊體 節具有一對彎曲細細的腳、頭上具觸角、嘴巴與眼睛顏如圖 4-1-7 之 2 所示，均 表徵出部分科學細節，在主要活動個案 S 表徵出幼蟲 3D 作品具有體節、身體有
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腳
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假眼、腳的特徵如圖 4-1-7 之 3 所示，接著在幼蟲 2D 作品畫出頭部、體節、胸 部有假眼、身體有氣孔等更多的科學細節如圖 4-1-7 之 4 所示，在後測的幼蟲 2D 作品中進一步表徵出頭部、胸部具有假眼與細的腳、腹部具有粗的腳之關鍵特 徵，且表徵出真足與假足之位置關係如圖 4-1-7 之 5 所示，其旁文字為「真眼、
假眼」，後測的幼蟲 3D 作品表徵頭部、腳之特徵，訪談中提到「前面綠吸管為真 腳，紅吸管為假腳」如圖 4-1-7 之 6 所示，其表徵歷程逐漸表徵出關鍵特徵及粗 腳、假腳的位置關係。。
-L-S -L-S -L-S
-L-S -L-S -L-S
圖 4-1-7 幼蟲作品逐漸表徵關鍵特徵與位置關係
上述個案 Q 成蟲與個案 S 的幼蟲作品為逐漸從 2D 和 3D 作品中出現部分關 鍵表徵如個案 Q 成蟲作品中先出現翅膀與腳位在胸部之位置關係，或是個案 S 先 表徵出頭部、胸部的假眼，個案從一次又一次的 2D 和 3D 作品創作中修正其視 覺形象，並逐漸掌握關鍵特徵與精緻其位置關係如個案 Q 之成蟲作品先將腳與翅 膀畫在胸部，接著修正成蟲關鍵特徵為頭、胸、腹部，從個案之視覺表徵類型之 發展趨勢可以看出個案藉由不斷的創作過程中將觀察的蝴蝶成蟲與幼蟲實體及 課室討論內容中逐步做出一小部分的修正，但每一部分的修正都能整合於後測作 品中。
以科學內容來看，本組型之個案為逐步表徵關鍵特徵與位置關係，尤其在幼 蟲、成蟲等具較多且複雜的科學細節與構造上具有特殊的位置關係，個案之視覺 1
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表徵類型能逐步調整與修正成蟲在翅膀與腳的位置關係、幼蟲腳部具有粗、細且 有其特殊之位置關係。在 Danish 與 Enyedy (2007)的研究，學生藉由表徵創作能 建構與修正表徵，發展更豐富之科學細節以及表徵特徵間的位置關係。另外 Prain 等(2009)的研究指出學生在做「蒸發概念」的表徵時，出現修正與整合原先自我 中心的認知架構為科學想法之表徵類型。Samarapungavan 等(2008)也提到幼稚園 學生能把觀察到帝王蝶成長過程，做出具科學表徵的 2D 圖畫。上述研究提出學 生能修正與整合科學內容於 2D 或 3D 之視覺表徵中，本研究除了看到個案修正 與調整作品的轉變外，研究中進一步地透過學生一次又一次的 2D 和 3D 創作作 品中，看到學生並非一次修改完成，而是每次以一小部分的逐漸修正與調整其 2D 和 3D 表徵作品的過程。
主張三、
個案藉由教師提供之多重表徵學習環境與修正式學習環之探索、鞏固階 段的小組觀察、課室討論及 2D、3D 作品的發展中，其視覺表徵類型從僅表 徵關鍵特徵或位置關係出現退回科學細節之科學表徵類型。此組型之個案的視覺表徵從前測只以科學的部分細節表徵，藉由教師提供之
此組型之個案的視覺表徵從前測只以科學的部分細節表徵，藉由教師提供之