不論是實驗組或是對照組學生都在後測的表現比前測好，而究竟兩組學生的 概念改變為何？本節希望藉由教學前後的能力與概念試題來探討教學內容與能 力、概念改變之情形。
本次研究中教學活動以有機化合物單元為教學內容，其中飽和烴的教學時間 為三節課、不飽和烴的教學時間為二節課、實驗操作的教學時間為一節課、芳香 烴的教學時間為一節半以及官能基的教學時間為三節半，總共十一節課。實驗組 與對照組的教學皆以投影片的方式呈現，並利用黑板補充上課內容，而實驗組與 對照組的教學差異在於實驗組額外增加視覺化表徵能力(知覺、詮釋、轉換、連 結、評估)說明，而對照組主要以一般教學。以下分成教學前後兩組學生視覺化 表徵能力的改變、教學內容與學生的概念改變等兩個部份來進行討論。
一、教學前後兩組學生視覺化表徵能力的改變
在教學中，實驗組在教學順序上透過投影片的動畫，首先會呈現要學生知覺 的是什麼(非同時呈現知覺、轉換、詮釋之內容)，再透過轉換後的球棍模型(3D 動畫旋轉分子球棍模型)以便於思考或幫助詮釋某一現象或化學概念，接著開始 詮釋對所看到的現象或表徵詮釋其背後意義，再連結相同概念到別的有機化合物，
說明具有相似的物理或化學性質，最後應用相關的概念與表徵來評估新情境，在 此部分先讓學生思考問題，並問學生為什麼，最後再呈現相關的概念、結構與動 畫(旋轉分子球棍模型)、以及原因。反觀對照組則以直接講述的方式教學，並且 僅呈現課本中的有機化合物分子結構及圖片，在連結上僅透過教學者口述說明，
在評估上直接講述結果與說明。以下分就視覺化表徵能力(知覺、轉換、詮釋、
連結、評估)等來說明：
(一) 知覺
在知覺面向，實驗組學生在知覺能力的改變以 Level 2 Level 3 (12, 32.4%) 的人數最多，其次為 Level 1Level 2 (6, 16.2%)與 Level 1 Level 3 (6, 16.2%)，
也就是說實驗組學生能透過視覺化表徵能力教學增進其知覺能力，然而仍有少數 的學生維持在 Level 2 (6, 16.2%)。而對照組學生在知覺能力的改變以 Level 1
Level 2 (6, 15.4%)的人數最多，其次為 Level 2Level 3 (5, 12.8%)，然而對照 組有多數學生維持在 Level 2 (15, 38.5%)。綜合來說，實驗組在視化表徵能力教 學下與對照組學生在與一般教學下皆能幫助提升學生知覺能力，然而相較於對照 組學生，實驗組學生在視覺化表徵能力教學下較能幫助提升學生知覺能力。
(二) 轉換
在轉換面向，實驗組學生在轉換能力的改變以 Level 0 Level 3 (10, 27.0%) 的人數最多，其次為 Level 0Level 2 (7, 18.9%)，並且有少數學生維持 Level 3 (6, 16.2%)，也就是說實驗組學生能透過視覺化表徵能力教學增進其轉換能力。而對 照組學生在轉換能力的改變以 Level 1 Level 3 (15, 38.5%)的人數最多，其次為 Level 2Level 3 (5, 12.8%)。綜合來說，實驗組在視覺化表徵能力教學下與對照 組學生在與一般教學下皆能幫助提升學生轉換能力。
圖 4-4-1 實驗組學生在教學前後 於知覺能力演變情形
圖 4-4-2 對照組學生在教學前後 於知覺能力演變情形
(三) 詮釋
在詮釋面向，實驗組學生在詮釋能力的改變以 Level 1 Level 3 (17, 45.9%) 的人數最多，其次為 Level 0Level 3 (6, 16.2%)，並且有少數學生維持 Level 3 (8, 21.6%)，也就是說實驗組學生能透過視覺化表徵能力教學增進其詮釋能力。而對 照組學生在詮釋能力的改變以 Level 1 Level 3 (10, 25.6%)的人數最多，其次為 Level 2Level 3 (5, 12.8%)，並且有部份學生維持 Level 3 (12, 30.8)。綜合來說，
實驗組在視化表徵能力教學下與對照組學生在與一般教學下皆能幫助提升學生 詮釋能力。
圖 4-4-4 實驗組學生在教學前後 於轉換能力演變情形
圖 4-4-3 對照組學生在教學前後 於轉換能力演變情形
圖 4-4-5 實驗組學生在教學前後 於詮釋能力演變情形
圖 4-4-6 對照組學生在教學前後 於詮釋能力演變情形
(四) 連結
在連結面向，實驗組學生在連結能力的改變以 Level 0 Level 2 (8, 21.6%) 的人數最多，其次為 Level 0Level 1 (7, 18.9%)與 Level 1 Level 3 (6, 16.2%)，
也就是說實驗組學生能透過視覺化表徵能力教學增進其連結能力。而對照組學生 在連結能力的改變以 Level 0 Level 1 (11, 28.2%)的人數最多，其次為 Level 1Level 2 (4, 10.3%)。綜合來說，實驗組在視化表徵能力教學下與對照組學生在 與一般教學下皆能幫助提升學生連結能力，然而相較於對照組學生，實驗組學生 在視覺化表徵能力教學下較能幫助提升學生連結能力。
(五) 評估
在評估面向，實驗組學生在評估能力的改變以 Level 0 Level 2 (8, 21.6%) 的人數最多，其次為 Level 0Level 1 (7, 18.9%)與 Level 1 Level 3 (6, 16.2%)，
也就是說實驗組學生能透過視覺化表徵能力教學增進其評估能力。而對照組學生 在評估能力的改變以 Level 0 Level 1 (17, 43.6%)的人數最多，其次為 Level 0
Level 2 (3, 7.7%)。綜合來說，實驗組在視化表徵能力教學下與對照組學生在與 一般教學下皆能幫助提升學生評估能力，然而相較於對照組學生，實驗組學生在 視覺化表徵能力教學下較能幫助提升學生評估能力。
圖 4-4-8 實驗組學生在教學前後 於連結能力演變情形
圖 4-4-7 對照組學生在教學前後 於連結能力演變情形
二、教學內容與學生的能力及概念改變
在上一個部分說明視覺化表徵能力教學能夠幫助提升學生的視覺化表徵能 力，在此部分將更深入探討其視覺化表徵能力的教學內容與學生的能力及概念改 變，以下分就有機化合物的極性、沸點、幾何異構物來說明：
(一) 有機化合物的極性
在有機化合物的極性教學中(見表 4-4-1)，實驗組首先呈現一燒杯裝有不互溶 的兩溶液，從這不互溶的巨觀現象中，教師帶領學生去知覺不互溶的現象，並且 除了不互溶外也能知道正戊烯的密度比水還小，接著轉換正戊烯與水的結構，詮 釋水具有孤對電子，為極性分子，正戊烯為非極性分子，然而極性溶於極性、非 極性溶於非極性，因此水與正戊烯不互溶。透過這樣的概念，教師帶領學生將概 念連結到其它正戊烷、環戊烷、正戊炔等化合物，最後評估其它常見的化合物是 否與水互溶。而對照組同樣先呈現一樣的情境(見表 4-4-2)，但是教師是直接說明 不互溶的原因，並透過口語幫學生連結概念，最後評估其它常見的化合物是否與 水互溶，然而僅透過口語詮釋不互溶的原因。
透過上述的教學內容下，在表 4-4-1 與表 4-4-2 可發現：
圖 4-4-9 實驗組學生在教學前後 於評估能力演變情形
圖 4-4- 10 對照組學生在教學前 後於評估能力演變情形
1. 實驗組在 A-1 能知覺現象或表徵底下的概念從 6 (16.2%)人提升至 16 (43.2%) 人，而在 A-3 僅能知覺現象或表徵的表面特徵從 13 (35.1%)人降至 2 (5.4%) 人，反觀對照組在 A-1 能知覺現象或表徵底下的概念從 6 (15.4%)人提升至 11 (28.2%)人，而在 A-3 僅能知覺現象或表徵的表面特徵從 13 (33.3%)人降至 5 (12.8%)人，顯示實驗組的視覺化表徵能力教學內容與對照組的一般教學內容 能幫助學生提升學生知覺能力，並且其中實驗組的教學內容優於對照組。
2. 實驗組在 B-1 能正確轉換分子結構從 5 (13.5%)人提升至 13 (35.1%)人，而在 B-4 未能正確轉換所有分子結構從 18 (48.6%)人降至 1 (2.7%)人，反觀對照組 在 B-1 能正確轉換分子結構從 11 (28.2%)人提升至 17 (43.6%)人，而在 B-4 未 能正確轉換所有分子結構從 12 (30.8%)人降至 1 (2.56%)人，顯示實驗組的視 覺化表徵能力教學內容與對照組的一般教學內容能幫助學生提升學生轉換能 力。
3. 實驗組在 C-1 能正確詮釋現象或表徵底下的概念從 11 (29.7%)人提升至 31 (83.8%)人，而在 C-4 未能正確詮釋現象或表徵底下的概念從 7 (18.9%)人降至 2 (5.4%)人，反觀對照組在 C-1 能正確詮釋現象或表徵底下的概念從 17 (43.6%) 人提升至 28 (71.8%)人，而在 C-4 未能正確詮釋現象或表徵底下的概念從 7 (17.9%)人降至 1 (2.6%)人，顯示實驗組的視覺化表徵能力教學內容與對照組 的一般教學內容能幫助學生提升學生詮釋能力，並且其中實驗組的教學內容 優於對照組。
4. 實驗組在 D-1 能依正確的概念連結相似的化合物從 1 (2.7%)人提升至 10 (27.0%)人，而在 D-4 概念錯誤，因此連結錯誤從 20 (54.1%)人降至 8 (21.6%) 人，反觀對照組在 D-1 能依正確的概念連結相似的化合物從 0 (0.0%)人提升 至 4 (10.3%)人，而在 D-4 概念錯誤，因此連結錯誤從 15 (38.5%)人降至 10 (25.6%)人，顯示實驗組的視覺化表徵能力教學內容較優於對照組的一般教學 內容，並且較能幫助學生提升連結能力。
5. 實驗組在 E-1 能依正確且完整的概念評估新情境中的問題從 0 (0.0%)人提升 至 8 (21.6%)人，而在 E-4 概念錯誤，因此評估錯誤從 29 (78.4%)人降至 12
(32.4%)人，反觀對照組在 E-1 能依正確且完整的概念評估新情境中的問題並 未提升 0 (0.0%)，而在 E-4 概念錯誤，因此評估錯誤從 33 (84.6%)人降至 14 (35.9%)人，顯示實驗組的視覺化表徵能力教學內容較優於對照組的一般教學 內容，並且較能幫助學生提升評估能力。
在有機化合物的極性教學下，從概念試題中顯示(表 4-15)，實驗組認為 1-戊炔與水不互溶的學生，從 14 (37.8%)人提升至 26 (70.3%)人，而對照組從 18 (46.2%)提升至 19 (48.7%)，表示實驗組的視覺化表徵能力教學內容能幫助學生概 念理解，其中實驗組的教學內容優於對照組。
(二) 有機化合物的沸點
在有機化合物的沸點教學中(見表 4-4-3)，實驗組首先呈現一正烷類的沸點實 驗數據，從這沸點的數據中，教師帶領學生去知覺實驗數據背後的概念，接著轉 換正丙烷、正丁烷、正戊烷的分子結構，詮釋碳數愈多，分子與其它分子接觸可 能性增加，則沸點愈高。透過這樣的概念，教師帶領學生將概念連結到其它正戊 烷、異戊烷、新戊烷等化合物，最後評估其它常見的化合物何者沸點最高，並呈 現動畫說明。而對照組同樣先呈現一樣的情境(見表 4-4-4)，但是教師是直接說明 實驗數據背後的概念，並透過口語幫學生連結概念，最後評估其它常見的化合物 何者沸點最高，然而僅透過口語詮釋其沸點最高的原因。
透過上述的教學內容下，在表 4-4-3 與表 4-4-4 可發現：
1. 實驗組在 A-5 能知覺現象或表徵底下的概念，並能完整說明概念從 2 (5.4%) 人提升至 15 (40.5%)人，而在 A-7 僅能知覺現象或表徵的表面特徵從 4 (10.8%) 人降至 1 (2.7%)人，反觀對照組在 A-5 能知覺現象或表徵底下的概念從 2 (5.1%)人降至 1 (2.6%)人，A-6 能知覺現象或表徵底下的概念，但並不能完整 說明概念從 28 (71.8%)人提升至 36 (92.3%)人，而在 A-7 僅能知覺現象或表徵 的表面特徵從 4 (10.3%)人降至 2 (5.1%)人，顯示實驗組的視覺化表徵能力教
學內容與對照組的一般教學內容能幫助學生提升知覺能力，並且其中實驗組
學內容與對照組的一般教學內容能幫助學生提升知覺能力，並且其中實驗組