國中學生對類屬組成論述的語意理解

國中學生對於科學文本中的類屬組成論述有何語意理解情形？學生是否可以理解

「類屬」與「組成」關係概念的不同？那學生是如何解讀「類屬」與「組成」關係概念 的論述？彼此之間有何差異？本研究將分析學生對於 6 種科學概念和 6 種生活概念間的

「類屬」與「組成」論述方式是如何判別？也將比較學生對於科學概念和生活概念之間 的「類屬」與「組成」論述的差異性？本研究以凱利方格技術來分析，將呈現國中學生 在 FOCUS 群集情形與 PrinCom 主成分分析的元素和構念分佈，分析受試學生對類屬組 成論述的語意解讀，再比較科學概念和生活概念之間的差異，並針對各組解讀結果以及 差異情形進行討論分析。

一、受試學生的語意理解

將每個受試學生作答之問卷結果轉化為一個如前述的圖 3-5-6 所示的凱利方格表，

此圖中第 i 行第 j 列的數值為每位受試學生方格中第 i 行第 j 列的平均值，代表的是他們 對於某個類屬組成論述的識別情形。方格中共有 6 組元素和 8 組構念，每個構念在方格 中以最適合和最不適合分處兩端，其中具有「@」之構念為負向構念。為了增加分析資 料的解析度(resolution)，將原有的值距 1~5 線性轉換 1~99。數值越接近 99 表示適合程 度越高，反之越接近 1 表示程度越低。

以下分析有二大範疇：

I. 生活概念範疇：

受試學生對於生活概念之間的語意關係和論述方式的相似性之看法，再來是學生對 於生活概念間的語意關係之識別，最後討論學生對生活概念與論述方式之間的相關性；

II. 科學概念範疇：

受試學生對於科學概念之間的語意關係和論述方式的相似性之看法，再來是學生對 於科學概念間的語意關係之識別，最後討論學生對科學概念與論述方式之間的相關性；

最後再進行比較科學概念與生活概念間的類屬組成論述之語意相關性的分析。

甲、 受試學生生活概念語意關係的理解：

Display LCQ

圖 4-4-1 生活概念問卷 LCQ 之凱利方格表

Focus LCQ

圖 4-4-2 學生對生活概念語意關係理解之 Focus 分析圖

圖 4-4-2 學生對生活概念語意關係理解之 Focus 分析圖，其分析在於了解學生對科學 元素與構念之間相似程度的解讀關係。由圖 4-4-2 中，右上方(藍色)是表示構念之間的 相似程度，而右下方(紅色)則是表示元素之間的相似程度，方格中有不同顏色的底色，

數值 1 至 30 的底色為白色，數值 31 至 69 的底色為灰色，數值 70 至 99 的底色為深灰 色，象徵不同相似程度的排列。

RepIV 1.12.R 會反轉某些方格中的構念數值，為了使相似構念能夠集中呈現，例如：

﹝一部分、有、一種、是﹞等構念的數值是經由方格的轉置之後，其數值越小則代表相 似程度越高(100 減去反轉後的數值即是等於未反轉的數值)。

1. 方格構念群集的分析

由圖 4-4-3 可知，本研究所分析的構念大致上形成 6 個群組之分佈，這些群組包括

﹝@有、化合而成﹞、﹝一部份﹞、﹝混合而成﹞、﹝聚集而成﹞、﹝組成﹞以及﹝一 種、是﹞。

圖 4-4-3 生活概念的 Focus 分析圖之構念群集

由各個構念的評價數值來看，以﹝一種﹞與﹝是﹞彼此語意的相似度達 95%與其他 論述方式有所不同，以﹝聚集而成﹞來說，方格中的評價數值差異最大，在描述「樹木—

森林」與「一小塊餅—整塊餅」時，學生認為以﹝聚集而成﹞來描述兩元素最為適合(數 值為 70 與 75)，顯示受試學生認為﹝聚集而成﹞在描述語意關係上，可能蘊含特別的使 用意義。如此說來，﹝聚集而成﹞可以用來描述樹木與森林之間，以及小塊餅與整塊餅 之間的關係，然而其他元素之間卻不適合以﹝聚集而成﹞來描述(其他元素的評價數值

低於 30)。

再以﹝組成﹞來說，在方格中的評價差異很大，除了可以描述「樹木—森林」與「一 小塊餅—整塊餅」(其數值為 87 與 83)之外，還可以用來描述「麵粉—麵包」之間的關 係，然而其他元素之間卻不適合以﹝組成﹞來描述(其他元素的評價數值低於 34)。然而

﹝聚集而成﹞與﹝組成﹞分別在描述「麵粉—麵包」之間的語意關係時，卻有所差異(其 數值為 30 與 75)，由此可知，﹝聚集而成﹞與﹝組成﹞在描述「部分—整體」之間的語 意關係時，蘊含著不同的論述意義。

此外﹝混合而成﹞不適用於描述「排球—球」、「汽車—交通工具」以及「杯柄—杯 子」這些概念的關係(其評價數值分別是 13、1 以及 30)，但在描述「樹木—森林」、「一 小塊餅—整塊餅」以及「麵粉—麵包」的關係時，其評價數值也不高(數值為 46、42 以 及 50)，這顯示出學生認為﹝混合而成﹞並不適用於描述這 6 種生活概念間的關係。

﹝一部份﹞亦可視為另一獨立構念，它雖然和﹝混合而成、聚集而成、組成﹞等構 念之相似度達 80%，但由 FOCUS 的圖中可知，﹝混合而成、聚集而成、組成﹞卻不適 合表達「排球—球」、「汽車—交通工具」這些元素，然而﹝一部份﹞在這些元素中方格 數值達 45 與 65，也使得﹝一部份﹞的語意與其它構念較不相似，若與﹝一種﹞與﹝是﹞

相較之下，則可看出﹝一部份﹞在方格中「排球—球」、「汽車—交通工具」與其他元素 的構念評價有明顯差異，反映出學生對於﹝一種﹞的語意解讀較為一致。

此外﹝@有﹞(@：負向構念)與﹝化合而成﹞彼此語意相近度高達 87%，這代表

﹝有﹞與﹝化合而成﹞這兩種論述方式有極大的差異，從 FOCUS 圖中的生活概念元素 皆不適用於﹝化合而成﹞此構念來論述元素之間的關係，在前述可知﹝化合而成﹞較適 用於描述鍵結的分體關係，但﹝有﹞這個構念適合用於描述 FOCUS 所分析的生活概念 元素 1 至元素 6。

2. 方格元素群集的分析

圖 4-4-4 生活概念的 Focus 分析圖之元素群集

圖 4-4-4 顯示，各元素依相似性差異，6 組概念大致可以分成 4 個群組，

群組一：「樹木—森林」、「一小塊餅—整塊餅」、

群組二：「麵粉—麵包」、

群組三：「杯柄—杯子」、

群組四：「排球—球」、「汽車—交通工具」等四個群組，以下分述說明。

「樹木—森林」與「一小塊餅—整塊餅」為一群，表示兩者語意相似，其語意相似 度達 90%，這兩組概念在﹝是﹞的評價數值分別為 37 與 12(經過反轉後的數值)，這表 示受試學生認為「一小塊餅是整塊餅」比「樹木是森林」的說法更為不妥。

群組一和群組二的語意相似度達 86%，「麵粉—麵包」此概念在﹝聚集而成﹞的評 價數值只有 30，但「樹木—森林」與「一小塊餅—整塊餅」這兩概念在﹝聚集而成﹞的 評價數值卻高達在 75 與 70，這顯示出學生認為「麵包是由麵粉聚集而成」這個說法並 不適當，也代表學生認為一堆麵粉不能製成麵包，可能還需要其他烘焙製程等，如 Winston(1987)所述「材料—物件(stuff-object) 關係」，材料是構成物件的材質，缺乏材料 便無法構成物件。﹝聚集而成﹞由上述分析可知，其用於描述混合分體，部分和整體之 間並無鍵結等化學變化的過程。

群組三：「杯柄—杯子」與群組一、群組二的語意相似度只有 82%，「杯柄—杯子」

此概念在﹝組成﹞和﹝聚集而成﹞的評價數值只有 30 和 9，這表示學生認為「杯子是由 杯柄所組成」和「杯子是由杯柄聚集而成」的說法並不妥當，但是此概念在﹝有﹞的評 價數值為 69，這也顯示有些學生認為「杯子有杯柄」這個說法是適當的，原因可能是有 些學生認為杯子不一定要有杯柄，由 Winston(1987)所述的「元件—成品物件

(component-integral object)關係」可知，元件(部分)是整體的組成部份，元件和成品物件 具有功能上的整合關係，並提供物件某種功能性，倘若沒有杯柄，杯子還是可以使用。

群組四：「排球—球」、「汽車—交通工具」的組內相似度達 90%，與其他元素群組 的相似度只有 61%，表示這兩組概念的語意關係相近，但卻與其他概念的語意關係有所 不同，在它們在﹝是﹞與﹝一種﹞的評價數值皆為 99(經反轉後之數值)，可見學生認為

﹝是﹞與﹝一種﹞適合描述此兩組概念的語意關係。另外「排球—球」、「汽車—交通工 具」在﹝有﹞的評價數值分別是 94、99，這顯示出學生認為﹝有﹞與﹝是、一種﹞皆適 合描述「排球—球」、「汽車—交通工具」之間的語意關係。此外，「排球—球」、「汽車—

交通工具」在﹝一部份﹞的評價數值分別為 46、66(經反轉後)，由前章討論可知，學生 可以接受將類屬論述轉換成為分體論述(例如：排球是一種球排球是球的一部分)，如：

Winston(1987)所述的「成員—團體集合(member-collection) 關係」，它們之間具有聚離 性。此時類屬關係也可以被解讀為分體關係，因此可透過﹝一部份﹞來描述。

(二) 學生的生活概念 Crossplot 分析

在學生的生活概念 Crossplot 分析中，同樣以﹝一種﹞和﹝一部份﹞做為二維空間 的兩軸，其投影位置越傾向-X 軸與-Y 軸表示其語意關係越傾向於類屬關係與組成關 係。圖 4-4-5 即為學生生活概念的 Crossplot 分析，從各元素在二維空間中的分布情形來 了解學生對於概念之語意關係的看法。由圖中可知，方格元素大致區分為兩個群組：

群組一：「排球—球」、「汽車—交通工具」

群組二：「杯柄—杯子」、「樹木—森林」、「一小塊餅—整塊餅」、「麵粉—

3 @一種 一種 3

4 @一部份

4 一部份 Crossplot LCQ

4 麵粉—麵包 3 一小塊餅—整塊餅

2 樹木—森林

1 杯柄—杯子 汽車—交通工具 6

排球—球 5

圖 4-4-5 生活概念問卷 LCQ 的類屬組成關係之識別

從元素分佈的象限來看，群組一的兩組概念較傾向-X 軸，這兩組概念之間屬於主 類與次類的關係，這表示學生認為「排球—球」以及「汽車—交通工具」之間屬於類屬 關係(其投影接近-X 軸)，但其他概念分布於+X 軸一端，學生認為這些概念之間較不屬 於類屬關係。

另外「汽車—交通工具」的位置落於第三象限，Y 軸投影也在-Y 的位置，意味著學 生雖然認為它們是類屬關係，但也可能具有分體之語意成分，就是將汽車理解成交通工 具的一部分。由 FOCUS 分析中可知，「汽車—交通工具」在﹝一部份﹞上的評價數值達 66，學生認為其蘊含分體關係的意義。此種語意理解可能類似 Winston(1987)所述的部份 之「成員—團體集合(member-collection) 關係」，交通工具是一個集合名詞，而汽車是它 的成員，因此可以說汽車是交通工具的一部分。

再進一步比較可以發現，「排球—球」同樣也是集合與成員之間的關係，但是它處 於第二象限，在 Y 軸投影位置落於+Y 軸方向，在 FOCUS 分析中顯示「排球—球」在

﹝一部份﹞上的評價數值達 46，顯示有些學生認為「排球是球的一部份」在語意上較不 成立。

除了群組一之外，群組二則分布於-Y 軸端，其中有 67%(4 個/6 個)的元素落於第四

除了群組一之外，群組二則分布於-Y 軸端，其中有 67%(4 個/6 個)的元素落於第四