透過文獻閱讀的過程，研究者發現關於學習進程的研究方法，目前尚未存在 一套制式的規準與說明，研究者回顧過去學習進程的相關研究文獻，企圖從各文 獻所使用的研究方法中，歸納出一套發展學習進程之步驟。
為方便讀者進行閱讀，研究者將所蒐集之學習進程文獻整理如表 2-2 所示。
從表 2-2 的內容中，可以發現不同的研究者在發展學習進程時，各有其不同的研 究方法；但研究者亦發現在這些不同的研究方法中，似乎仍可歸納出某些具有順 序性的步驟，分別為：（1）設定學習進程架構，提出假設性學習進程；（2）進行 資料蒐集；（3）以所蒐集的資料驗證學習進程等三個主要流程，以下將針對研究 者的發現進行詳細的說明。
研究者在進行文獻回顧的過程中，發現多數的學習進程研究者會先從設定學 習進程的架構開始著手，此架構包含了學習進程的各階層內容，階層內容主要可 參考課程標準的報告文件、認知科學的相關研究以及過去對於學生學習的實徵研 究資料等，以幫助研究者瞭解學生在進行某一主題的學習時，其對於主題內概念 的理解能達到何種程度，並做為初步發展學習進程的依據。
以 Alonzo 與 Steedle（2009）發展力與運動的學習進程研究為例，Alonzo 與 Steedle 首先參考了美國國家科學課程標準(National Science Education Standards, NSES)以及美國科學促進會(American Association for the Advancement of Science, AAAS)的科學素養基準(Benchmarks for Science Literacy)等內容，藉以定義學習進 程中最高階層的內容；所謂最高的階層是指在此學習進程中，研究者對於學習者 在學習某一特定主題或概念時，所預期能達到的最高水平。
21
（zone of proximal
development, ZPD），進而確 立學習進程。
#2 2010 Journal of Research in Science Teaching
（JRST）
Plummer
& Krajcik
Building a learning progression for celestial motion:
Elementary levels from an earth‐based perspective
1,3,8 天體運動 Delgado,
& Krajcik
Developing a hypothetical multi‐
dimensional learning progression for the nature of matter
7-14 原子結構與
22 Education
（SE）
Alonzo &
Steedle
Developing and assessing a force and motion learning progressions
7-12 力與運動/物
Yarden
A learning progression for deepening students' understandings of modern genetics across the 5th–10th grades
5-10 遺傳/生物 遺傳學的相關文獻 透過文獻的分析，整理不同 學習階段的學習表現，提出 假設性的學習進程。
#6 2009 JRST Mohan, Chen, &
Anderson
Developing a multi‐
year learning progression for carbon cycling in socio‐ecological systems
4,
23
Shavelson
Supporting valid interpretations of learning progression level diagnoses
7-12 力與運動/物 理
選擇題 使用潛在類別分析（latent class analysis）方法來分析學 生於評量試題的回應，進以 驗證學習進程。
#8 2009 JRST Schwarz, Reiser, Davis, Kenyon, Acher, Fortus, Shwartz, Hug, &
Krajcik
Developing a Learning Progression for Scientific Modeling:
Making Scientific Modeling Accessible and Meaningful for Learners
5-6 科學建模
（scientific modeling）
１. 學生所繪製的模
24
最高階層的內容定義完成後，位於最高階層其下的低位階層可以參考過去對 於學生學習相關主題的實徵研究資料，透過文獻回顧的方式，整理學生對於此學 習進程所牽涉之概念的思維想法，包含迷思概念，或者在概念理解的過程中某些 生成的想法等。Alonzo 與 Steedle 回顧過去的研究文獻，並將文獻中描述學生對 於力與運動的思維想法進行統整，如圖 2-4 所示。
圖 2-4 Alonzo 與 Steedle（2009, p. 395）對於力與運動文獻所做的整理
25
然而，僅是對於學生思維想法的整理仍不足以形成一連串的低位階層。從學 習進程結構的觀點來看，不同階層之間具有順序排列的特性；因此，研究者必須 將所整理之學生的思維想法進行歸納，將相似的概念分組置於同一個階層。
Alonzo 與 Steedle 指出，此步驟是依照研究者的想法，對所整理的概念內容進行 典型與邏輯性的分類與排序，而非依賴證據的蒐集進行內容的編製。事實上，學 習進程結構中的每一個階層，其所包含的學生思維，在階層與階層間，可能具有 或多或少的關連性，但由於傳統的實徵研究大多聚焦於學生對於特定概念的想法，
而非探究每一個想法之間的關連；因此，在此階段，學習進程所展現的是一種對 於學生思維的假設性，而非一項事實的陳述。Alonzo 與 Steedle 依據這樣的原則，
訂定出學習進程的初步版本（如圖 2-5 所示）。
必須注意的是，此時所形成的初步學習進程仍代表研究者對於學生理解發展 的直觀想法，基於學習進程具有反覆修正的特性，研究者必須透過學生實徵資料 的蒐集，以對此學習進程進行驗證與精緻化。因此，研究者將資料蒐集的階段視 為發展學習進程的第二步驟。
在進行資料蒐集的階段，Battista（2011）指出最精準的方法是依據研究者所 設計之學習進程，對學習者進行訪談，以驗證學習進程的內容，但此方法的困難 點在於實際的訪談往往必須耗費相當多的時間，對於研究者來說，相當不經濟。
另一個方法是使用開放式問題對學習者進行評量施測，以學習者的試題回應進行 質性分析，藉此釐出學習進程的內容，此方法的困難點在於學習者有時並無法將 其想法與理解在試題回應上進行完整的陳述，造成研究者分析上的困難；因此，
在理想的狀況下，如果教師能夠事先幫助學生學習如何精確地描述他們的想法與 理由，學生所寫的回應對於學習進程之發展將會更具有參考的價值。此外，還有 一個方法是使用選擇題的形式來評量學生的學習表現，此方法的特點在於能夠在 短時間內得到大量的學生資料，對研究者來說較不耗費時間，但在選擇題的選項
26
圖 2-5 Alonzo 與 Steedle（2009, p. 397）所發展之學習進程的初步版本
設計上，研究者仍需參考相關的訪談資料，做為選項設計之依據，以符應學習進 程的內容。Battista 並指出，學習進程研究者對於此兩種方式必須考慮進行交替 使用，才能夠更精準地瞭解學生的想法，例如有些學生可能無法在選擇題的選項 中，找到符合自己解題策略的選項，此時就必須使用開放式的問答題來瞭解學生 的理解層次。
從表 2-2 的內容中，可以發現不同的學習進程研究使用不同的資料蒐集方式。
若從評量的觀點進行分析，有些研究使用質性評量進行資料的蒐集，例如 Stevens
27
et al.（2009）、Alonzo & Steedle（2009）以及 Mohan et al.（2009）等都曾使用開 放性試題來評量學生的學習表現以發展學習進程，Schwarz et al.（2009）則對學 生所繪製的模型圖進行質性分析來建構學習進程；使用質性評量的好處在於其能 夠幫助研究者以更直接的方式瞭解學習者的想法與理解，由於學習者的想法往往 是多樣而複雜的，使用質性評量亦能夠幫助學習進程研究者藉由學習者的回答來 修正或設計量化評量的內容。
而在量化評量的使用方面，Steedle 和 Shavelson（2009）使用選擇題來評量 學生對於力與運動的概念，Alonzo 和 Steedle（2009）與劉昆夏（2012）發展次 序性選擇題（Ordered Multiple-Choice items, OMC items）以評量學生的理解層次；
所謂的次序性選擇題是指依據學習進程的內容而發展的一種創新的題型架構，其 形式乍看之下，相當類似於傳統標準化測驗的選擇題型式，創新之處在於次序性 選擇題的每一個選項內容都傾向呈現一個質性的理解層次，其評量範例如圖 2-6 所示，出題者希望透過學生所選擇的選項來瞭解學生的學習發展情況（Briggs &
Alonzo, 2009）。
圖 2-6 次序性選擇題的評量範例（引自 Wilson, 2009）
有鑑於學習進程具有潛在的功能可以運用於診斷評量，次序性選擇題便是依 據學習進程的內容進行選擇題選項的設計，企圖結合傳統選擇題的高效率以及質 性問題的豐富程度，將學生於學習進程中每一階層的表現發展成選項內容，研究
28
者可藉由學生的作答將其對應回學習進程，以瞭解與診斷學生的理解層次。次序 性選擇題的特點在於其選項的設計，將選擇題的選項與學習進程中各個階層的內 容進行連結，以滿足選項的豐富程度，學生透過選項進行試題回應亦能夠方便研 究者進行客觀的評分機制（Briggs & Alonzo, 2009）。
Battista（2011）指出在發展學習進程的過程中，不管是質性的評量方法或量 性的評量方法都曾被過去的研究者所使用，並且認為兩種方法同樣的謹慎與科學。
一般來說，這兩種方法都包含幾點特性，陳述如下：（1）兩種方法都是對先前的 研究進行合成與延伸，進而歸納出學生對於某一主題的概念發展模型，意即假設 性學習進程；（2）不管是質的方法或量的方法，都必須透過不斷的反覆測試，使 得評量任務逐漸精緻化；（3）不管是對先前的研究進行合成與延伸，或是為了精 緻化評量任務，都必須環繞學生的訪談以做為發展的依據；（4）學習進程是透過 資料的蒐集並不斷反覆修正而逐漸精緻化。
綜合以上，本研究在研究過程中，研究者將針對發展國小因數與倍數學習進 程之研究方法，與指導教授以及研究小組進行討論。有關於本研究之研究方法，
將於第三章進行說明。
29