教學實驗內容的結構化

本節主要探討自然科單元內不同型態教材的差異，主要為內容概念採取結構 化或非結構化的方式，並且設計了兩個教學實驗依序進行。為了不影響學生學習 進度，研究的單元按照當時進度選擇，在補救教學實驗的教材選擇第三章波動；

在單元教學實驗的教材選擇第六章原子與分子。以下分別加以說明教材結構不同 的差異。

壹、補救教學實驗

測驗完畢進行檢討與補救教學時，通常會有三種方式幫助學生釐清迷思概 念。其一，提供學生一個理想的概念學習結構圖，可以使得學生對於概念之關係 連結更加清楚；其二，教師利用逐題檢討的方式，搭配原始教學內容講解；其三，

要求學生針對錯誤題目自行訂正，加深印象。

為了提供理想的學習概念構圖，本研究利用 ISM 的原理將教學概念結構化，

並依照 MSM 原理將教學時間的系統與原本的概念結合，形成單元的概念構造階 層圖。實驗中所使用的概念以國二上自然科的波動單元。首先製作單元概念表如 表 4-1，再來由教師將進行概念-概念表如表 4-2-1 與章節順序-概念表如表 4-2-2

W

再合併後形成完整的關連矩陣如表 4-2-5。再將此表經由 FSM 軟體運算繪製後得 到關聯構造階層圖如圖 4-1。

一般教師在進行教學時，通常會按照教科書單元內容順序如同表 4-1，進行 解釋與介紹各個概念，學生再根據教師的教學內容進行理解形成自我的概念構 圖，學生程度不同，自行對於概念構圖的建構也不盡相同，在解題時便容易產生 迷思。而在圖 4-1 中在每個概念的關係之間都有方向性，可以規劃出學生在單元 內每個概念連接的途徑，可以發現對較高層次的概念通常不只一個路徑就可以讓 學生理解，必須要兼有其他的概念才能使學生完整的學習。所以教師在進行補救 教學時如果可以利用此概念構圖對學生進行複習教學，當學生清楚個概念間的關 係時，修正認知的錯誤，便能消除大部分的迷思。其次教師的複習概念也可依每 個概念的相關路徑來進行講解，強化學生的認知。

表 4-1

波動單元概念表

課本章節順序 概念名稱 概念代碼

3-1 波的形式 A1

3-1 介質特性 A2

3-1 波前進狀態 A3

3-2 週期計算 A4

3-2 頻率判別 A5

3-2 波長判別 A6

3-2 波速計算 A7

3-3 聲波性質 A8

3-3 音速計算 A9

3-4 音調 AA

3-4 音品 AB

3-4 音量 AC

3-5 回音特性 AD

表 4-2-2

波動單元章節順序(O) -概念(C)表：W21

O-C A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 AA AB AC AD 3-1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3-2 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 3-3 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 3-4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 3-5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 表 4-2-1

波動單元概念(C)-概念(C)表：W11

C-C A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 AA AB AC AD

A1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0

A2 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0

A3 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

A4 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0

A5 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0

A6 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

A7 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0

A8 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1

A9 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1

AA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0

AB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0

AC 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

AD 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

表 4-2-4

圖 4-1 波動單元關聯結構層圖

貳、單元教學實驗

現行教科書裡的單元內容，概念的結構往往隱含於課文內容而不易被學生發 覺，學生在閱讀時常會流於背誦，所以必須由教師進行教學時將概念結構提出，

引導學生理解單元內的架構。以原子與分子單元為例，內容涵蓋 22 個子概念，

其中純物質、化合物與分子的特性是相關的，若讓學生自行研讀時，可能會因為 需要理解概念太多，或概念特性太過相似而有所遺忘或混淆，所以必須依靠教師 將概念關係進行整理，提供一理想的結構來進行教學，以其學生學習效果能夠事 半功倍。

同於補救教學實驗的概念構圖製作流程，如表 4-3 為本實驗中欲進行教學的 單元概念表，經過概念-概念間關係的分析之後形成表 4-4-1 為 W11關聯矩陣，章

與表 4-4-4 所示，合併後如表 4-4-5 示意圖，再進行 FSM 程式運算後得到圖 4-2

表 4-4-1

表 4-4-4

圖 4-2 原子與分子單元關聯構造階層圖