一、探究學習的相關研究
謝甫佩和洪振方（2004）設計國小科學探究活動的課程，並對國小學 童實施教學。研究結果發現科學探究活動的課程能夠幫助學生說明具體的 概念或技能、也能夠讓學生應用所學的知識，也能與他人分享，並且對科 學探究產生歸屬感，對學生而言是相當合適的。
蔡執仲和段曉林（2005）曾經探討探究式實驗教學對國二學生理化學 習動機之影響，發現接受探究式實驗教學的學生在學習動機的自我效能、
主動學習策略與成就目標的向度表現顯著優於接受傳統教學的學生。
陳桂香和段曉林（2005）進行實施探究教學來提升國二學生在科學探 究能力的行動研究，發現實施的初期學生缺乏形成探究架構以及實驗設計 的能力，原因是因為學生在以往的學習經驗中，並不具備有探究的能力，
對於教材也感到陌生。實施的初期，學生進步最明顯的探究能力是觀察記 錄的能力，最大的成就感是來是於問題的解決。不過對於學生來說，學生 進行上台分享、表達能力是比較難以提昇的。
郭幸宜、趙大衛和黃台珠（2003）應用探究鷹架及自我評估策略在大 學普通生物實驗課程中，探討對學生科學探究能力表現的影響，結果發現 學生在第四次至第十次實驗中的科學探究能力總分有顯著差異，學生在
「溝通與傳達」及「科學探究的本質」兩種層面上的能力有顯著差異，而 在「科學知識的應用」層面差異較小，而且在「科學探究的本質」層面得 分明顯較低。學生在課程中的探究能力表現有階段性的進步，而且認同此 教學策略有助於學習。
楊秀停和王國華（2007）探討實施引導式探究教學，對於國小五年級 學生的學習成效之影響。結果發現學生在學習知識、能力表現以及培養態 度等方面的成效有所提升，而學生需要教師適度的引導，才能展現自行設 計實驗的能力。
Townsend 和 Bunton（2006）提出5E學習環的探究學習模式，並以指 示劑作為例子說明探究學習的進行方式，讓學生能夠使用過程技能來學習 科學概念。
茲將上述文獻的整理如表2-3-1所示。
表2-3-1：探究相關研究的比較
Tsai 和 Huang（2001）利用語意流程圖來探討國小五年級學生的生物 繁殖的概念。研究結果發現學生有三個認知結構發展的階段。第一階段為 知識發展的階段，概念廣度和概念間連結網路的豐富性增加。第二階段為 知識擴展，只有知識的總量持續增加。第三階段為知識精鍊階段，知識回 想（recall）的總量減少，概念間連結網路依然保持牢固，同時，高層次的 訊息處理策略（例如推論和解釋）明顯增加。這也顯示概念與高層次訊息 處理策略的豐富連結也許有助於概念的記憶。
吳穎沺（2002）曾利用語意流程圖來探討建構主義的科學學習活動，
對五年級學生認知結構的影響。他發現到建構主義式的科學學習活動不論 是在認知結構的「概念廣度」、「整合性」、「可得性」與「訊息處理策 略」這幾個向度在某些程度上都更能有效促進學習者的認知學習成果，並 建議未來研究可以透過分析語意流程圖，瞭解學習者在每個單元中所學到 最核心的概念以及其與其他概念間之關係。
吳穎沺和蔡今中（2005）曾利用語意流程圖探討建構主義式的科學學 習活動對國小五年級學生認知結構的影響，並探討這種學習活動對學生在 單元主要概念學習成效的影響。研究結果發現經過建構主義式的學習活動 之後，學生的認知結構中「概念數量」與「概念間的連結」都獲得比較好 的科學學習成果；而且建構主義式的科學學習環境也比較能有效的促進學 生在「電與磁」單元的核心概念學習。
黃昭銘（2001）利用語意流程圖來瞭解國小五年級學生在學習「生物 繁殖」單元中，學生認知結構的發展。結果發現高低學習成就的學生，不 管在內容、整合性都有顯著差異，高學習成就的學生能用較高層的訊息處 理策略，低成就的學生只能用較低層次的訊息處理策略。
Wu 和 Tsai（2005a）針對國小五年級學生的認知結構作一研究。利 用結合後設重聽法的晤談方式繪製語意流程圖來探索學生的認知結構。研 究結果發現接受建構主義式教學法比接受傳統教學法的學生在認知結構
中的概念廣度與整合性表現明顯較佳，而且較能使用較為高階的訊息處理 模式。
Wu 和 Tsai（2005b）利用語意流程圖來探索國小五年級學生的認知 結構與訊息處理策略的發展。研究結果發現國小五年級學生經過建構主義 式的科學學習活動後，在生物繁殖概念得到比較好的學習成就，概念廣度 和豐富度也較佳。學生也使用較高的訊息處理策略來組織和儲存概念，尤 其是推論和解釋。以學習成就而言，只有接受建構主義式學習活動的學生 才能使用高層次的訊息處理策略。
陳俊源（2002）曾經以「概念構圖式網路學習系統」進行教學，探討 此系統對國小五年級學童概念認知結構成效的促進效果。結果發現概念構 圖式學習環境對學生的概念認知結構有所幫助。
茲將上述文獻的整理如表2-3-2所示。
表2-3-2：認知結構相關研究的比較
展，而且能幫助學生使用較高層次的訊息處理策略，且能有較好的學習成 效。然而許多研究者（吳穎沺, 2002; Tsai, 2000; Tsai & Huang, 2001）也提 到雖然語意流程圖是一種能有效探測學生認知結構的研究工具，卻需要花 費大量的時間轉錄為文字資料。因此，本研究採用語意流程圖的方式，利 用學生所完成的學習歷程檔案來探測學生認知結構，並輔以線上討論資 料，以瞭解學生進行探究活動的認知結構。