在上一節教學概念對學生「物質概念」學習的探討後，接下來研究者依照相 同模式探討教學概念表徵對學生「過程概念」學習的影響。本節結構分成兩部分：
學生對於「過程概念」的前測分析和後測分析。
一、學生對於「過程概念」的前測分析
本研究受試的學生有 18 人，依照先前自然科成績的表現分為高、中、低成 就三組。研究者在教師教學前給學生進行「開放式紙筆測驗」（如附件），研究者 在學生施測後根據學生圈選的科學概念進行晤談，從晤談中瞭解學生對於科學概 念的認知程度。本研究高、中、低成就三組學生對於過程概念的圈選情形整理如 表 4-3-1.a、表 4-3-1.b、表 4-3-1.c。
從下表中可發現高成就組學生對於「化學反應」、「吸熱反應」、「放熱反應」、
「化學反應現象」、「質量守恆定律」和「反應速率」的圈選率高。這是因為這六 個科學名詞在日常生活中常聽到而且名詞的文字組合中均含有學生以往曾學習 過的概念，例如質量、化學、反應、吸熱、放熱、現象、速率，所以容易讓學生
「望文知義」。即使這六個科學名詞並未正式出現於學生先前的理化課程中，但 是大多數的高成就學生還是能正確理解其基本意義。
「化學反應」、「吸熱反應」、「放熱反應」、「反應速率」和「化學反應現象」
圈選率高（83﹪）而概念理解的正確率也高（100﹪）。其中，H2 同學仍然保持保 守的態度，只圈選「化學反應」、「化學反應現象」。
在「質量守恆定律」上五位圈選的學生均為只是從文字表面解釋：「一物質 的質量會一直固定、保持不變」，並未說出構成此概念的內涵：反應物、生成物 以及反應前後的時間差。
由於這部分的概念是教師之前沒有教過，屬於新概念，因此研究者不會要求 學生一定要使用專業科學社群語言去解釋概念的意義，只是單純判斷學生是否對 這六個概念基本定義達到理解程度，標準如下所列：
（1） 化學反應
﹡物質在外觀或本質上產生變化的反應 ﹡舉例說明
（2） 吸熱反應
﹡物質吸收熱量的化學反應
﹡環境（系統）溫度下降
（3） 放熱反應
﹡物質放出熱量的化學反應
﹡環境（系統）溫度上升
（4） 化學反應現象
﹡物質發生化學反應而產生可以觀察的現象
﹡舉例說明
（5） 質量守恆定律
﹡任何物質在化學反應前後的總質量保持不變
（6） 反應速率
﹡化學反應進行的快慢
至於其他的過程概念由於名詞於高成就組學生由較多陌生文字組成，所以學 生選擇不圈選。
表 4-3-1a 高成就組過程概念前測分析 甲、高成就組
科學概念 H1 H2 H3 H4 H5 H6 總計
化學反應 ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ 6+0 吸熱反應 ˇ 〤 ˇ ˇ ˇ ˇ 4+2
放熱反應 ˇ 〤 ˇ ˇ ˇ ˇ 4+2
化學反應現象 ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ 6+0 質量守恆定律 ○ 〤 ○ ○ ○ ○ 0+5 反應速率 ˇ 〤 ˇ ˇ ˇ ˇ 5+0 原子不滅定律 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 化學反應方程式—係數平衡 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
化學反應方程式—運算 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
亞佛加厥假說 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 莫耳運算 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 碰撞學說 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—本質 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
影響反應速率因素—表面積 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—濃度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—溫度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—催化劑 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
可逆反應 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 化學平衡 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響化學平衡因素—濃度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
影響化學平衡因素—溫度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響化學平衡因素—壓力 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
得分 5 2 5 5 5 5 27
註：ˇ：代表圈選且概念正確 ○：代表圈選但是另有架構 〤：代表不圈選
從下表中可以發現前六個概念的圈選率和正確率都明顯下降，這可能是因 為高、中成就組學生本身具有的先備知識不同所導致。對於中成就組學生而言，
「化學反應」和「化學反應現象」這兩個概念的基本定義容易解釋，M2、M5 學習 動機和自信度比較高，所以圈選的概念數目也高於其他組員，對於「吸熱反應」
和「放熱反應」也能正確理解。
在「質量守恆定律」上兩位圈選的學生和高成就組圈選同學相同，只是從文 字表面解釋：「一物質的質量會一直固定、保持不變」，並未說出構成此概念的內 涵：反應物、生成物以及反應前後的時間差。這顯示學生們對此名詞的接受度雖 然高，但並不知道這個定律要套用的情境與標準狀況為何。
「反應速率」M2、M4、M5 的同學都粗略說明是代表化學反應的速率或快慢。
至於其他的過程概念學生都未圈選，屬於新概念。
表 4-3-1.b 中成就組過程概念前測分析 乙、中成就組
科學概念 M1 M2 M3 M4 M5 M6 總計
化學反應 ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ 6+0 吸熱反應 〤 ˇ 〤 〤 ˇ 〤 2+0
放熱反應 〤 ˇ 〤 〤 ˇ 〤 2+0
化學反應現象 ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ 6+0 質量守恆定律 〤 ○ 〤 〤 ○ 〤 0+2 反應速率 〤 ˇ 〤 ˇ ˇ 〤 3+0 原子不滅定律 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 化學反應方程式—係數平衡 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
化學反應方程式—運算 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
亞佛加厥假說 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 莫耳運算 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 碰撞學說 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
影響反應速率因素—本質 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—表面積 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—濃度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—溫度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—催化劑 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
可逆反應 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 化學平衡 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響化學平衡因素—濃度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
影響化學平衡因素—溫度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響化學平衡因素—壓力 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
得分 2 5 2 3 5 2 19
註：ˇ：代表圈選且概念正確 ○：代表圈選但是另有架構 〤：代表不圈選
由下表可知低成就組的學生是圈選率和正確率都是三組最低的，這與他們 本身先備知識和學習動機有關。比較有趣的是，他們都可以說明「化學反應現象」
所代表意義，但是對於「化學反應」並無法解釋，他們一致的答案是：「化學反 應就是化學反應啊！」
顯然對於低成就組的學生「化學反應」是一個靜態的概念名詞，也是一個 基本的概念單位。研究者在晤談中要其舉例說明，有四位完成正確舉例，或許他 們內在知識結構已經瞭解這個概念所代表的含意，但是無法或者不習慣使用科學 邏輯敘述的方式呈現。因此，低成就學生在面對教師如果大量使用「科學邏輯敘 述」表徵進行概念教學時，學習成效又是如何，我們會再接下來的部分討論。
表 4-3-1c 低成就組過程概念前測分析 丙、低成就組
科學概念 L1 L2 L3 L4 L5 L6 總計 化學反應 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 0+6
吸熱反應 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 放熱反應 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 化學反應現象 ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ 6+0 質量守恆定律 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 原子不滅定律 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 化學反應方程式—係數平衡 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
化學反應方程式—運算 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
亞佛加厥假說 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 莫耳運算 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 反應速率 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 碰撞學說 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—本質 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
影響反應速率因素—表面積 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—濃度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—溫度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響反應速率因素—催化劑 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
可逆反應 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 化學平衡 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響化學平衡因素—濃度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
影響化學平衡因素—溫度 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0 影響化學平衡因素—壓力 〤 〤 〤 〤 〤 〤 0
得分 1 1 1 1 1 1 6
註：ˇ：代表圈選且概念正確 ○：代表圈選但是另有架構 〤：代表不圈選
0
（一）「過程概念」-先備知識分析
本組概念群集是由「化學反應」、「吸熱反應」、「放熱反應」和「化學反應現 象」四個概念組成。從教師概念表徵種類和數目來分析，在過程概念教學上教師 在「動態表徵」的使用次數有增加的趨勢。
教學後發現中、低成就學生進步最多將近 70﹪這顯示採用多樣性表徵可以將 高、中、低成就組學生概念學習差距所縮小。而動態表徵的使用次數愈多，對於 低成就組學生在進行過程概念學習時，學習成效愈大，例如表 4-3-2 中低成就組 學生在「化學反應」概念學習上的前測為 0﹪，經過教學後後測高達 83﹪，這個 進步遠比「吸熱反應」和「放熱反應」的 67﹪還多，主要是因為教師在「化學反 應」上使用了 10 個「動態表徵」，在數目上遠大於其他概念。
表 4-3-2 教學概念表徵對先備概念學習的影響
教學概念 化學反應 化學反應現象 吸熱反應 放熱反應 教 學 概 念 表 徵 種
類
1a+2 動 1 靜+1 動 2 靜+2 動 2 靜+1 動
教 學 概 念 表 徵 數 目
3 靜+10 動 2 靜+5 動 6 靜+3 動 5 靜+1 動
100﹪ 100﹪ 100﹪ 100﹪
高成就組 前測
後測 100﹪ 100﹪ 100﹪ 100﹪
100﹪ 100﹪ 33﹪ 33﹪
中成就組 前測
後測 100﹪ 100﹪ 100﹪ 100﹪
0﹪ 100﹪ 0﹪ 0﹪
低成就組 前測
後測 83﹪ 100﹪ 67﹪ 67﹪
註：「靜」代表「靜態表徵」（具 A、B、C 三組）
「動」代表「動態表徵」
（二）過程概念-新概念
屬於這部分的過程概念總共有七個，研究者將教師在教學中使用的表徵種類 和數目，以及高中低成就三組學生學習成效整理如下表 4-3-3。
從表中可以發現當教師在進行概念教學時給予學生的表徵數量愈多，學生表 現愈好如表中的「影響 R 濃度」的概念；另外，若使用「動態表徵」的次數愈多 時，中、低成就組的學生表現更佳。這顯示教師多重、多樣化表徵的使用可以幫 助原本學習能力較差的中成就組學生，此外「動態表徵」的使用對於中、低成就 組學生在過程概念的學習上均有幫助，尤其是低成就組最顯著。
表 4-3-3 教學概念表徵對過程-新概念學習的影響
教學概念 C 表徵種類 C 表徵數目 高成就組 中成就組 低成就組
原子不滅定律 2 靜 3 靜 100﹪ 67﹪ 33﹪
亞佛加厥假說 3 靜+1 動 5 靜+1 動 83﹪ 83﹪ 33﹪
反應速率 2 靜+1 動 5 靜+1 動 100﹪ 83﹪ 50﹪
影響 R 物質本質 2 靜 3 靜 100﹪ 67﹪ 50﹪
影響 R 濃度 5 靜+1 動 10 靜+2 動 100﹪ 100﹪ 67﹪
影響 R 溫度 1 靜+1 動 1 靜+3 動 100﹪ 100﹪ 83﹪
影響 Ea 濃度 2 靜+2 動 4 靜+2 動 83﹪ 100﹪ 33﹪
註：「靜」代表「靜態表徵」（具 A、B、C 三組）
「動」代表「動態表徵」
（二）過程概念- 教師自評學生難以學習的概念
本研究教師自評學生困難學習的概念有 11 個，將教師教學中表徵的種類和 數目依照「動態表徵」和「靜態表徵」進行分類，再將高中低成就三組後測的結 果一併整理如表 4-3-4。
表 4-3-4 教學概念表徵對教師自評學生難學習的概念之影響
教學概念 C 表徵種類 C 表徵數目 高成就組 中成就組 低成就組 質量守恆定律 2 靜+4 動 6 靜+6 動 100﹪ 100﹪ 50﹪
方程式係數平衡 4 靜+4 動 7 靜+12 動 100﹪ 83﹪ 17﹪
方程式運算 5 靜+3 動 9 靜+9 動 83﹪ 67﹪ 0﹪
莫耳運算 5 靜+3 動 9 靜+7 動 83﹪ 67﹪ 33﹪
碰撞學說 4 靜+3 動 6 靜+4 動 100﹪ 100﹪ 100﹪
影響 R 表面積 4 靜+2 動 8 靜+6 動 100﹪ 100﹪ 50﹪
影響 R 催化劑 5 靜+2 動 8 靜+6 動 83﹪ 67﹪ 50﹪
可逆反應 5 靜+3 動 9 靜+6 動 100﹪ 100﹪ 67﹪
化學平衡 5 靜+4 動 14 靜+9 動 100﹪ 100﹪ 50﹪
影響 Ea 溫度 3 靜+2 動 5 靜+2 動 83﹪ 67﹪ 0﹪
影響 Ea 壓力 2 靜+3 動 4 靜+3 動 83﹪ 50﹪ 0﹪
註：「靜」代表「靜態表徵」（具 A、B、C 三組）
「動」代表「動態表徵」
從表中發現在這部分教師大量使用概念表徵的種類和數目去進行概念教 學，下表中概念表徵種類至少 5 種以上，最多至 9 種；概念表徵數目至少 7 次，
最多達到 23 次。這顯示教師對於他自評困難的概念會習慣以多樣化、多重性的 方式呈現。
在「動態表徵」的數目上，這個部分教師使用的數量和種類也遠高本研究單
在「動態表徵」的數目上，這個部分教師使用的數量和種類也遠高本研究單