教學設計

本研究在國小五年級上學期進行教學研究，搭配九十七學年度南一版自然與生活科 技第三單元，分別設計兩種不同類比架構純粹比對類比與傳達屬性類比的學習內容，進 行一節課的網路類比課程學習。純粹比對類比的類比架構是指針對學習者而言，對於類 比物的系統有基礎的瞭解，而對於標的物的系統有些微的瞭解，重點在於將兩者之間相 同的屬性結構進行配對，並對標的物建立較完整的理解，以促進概念的學習（Gentner, 1989）。因此選用「塑膠球」來當作純粹比對類比架構的類比物來設計類比學習教材；

而傳達屬性類比的架構是指對學習者而言，在類比物的系統有些微的瞭解，但是對於標 的物的系統只有些微或甚至沒有概念，重點在於藉由用類比將類比物與標的物之間的相 關性比對的歷程，並可從中對於類比物產生新的理解，進而將此新的特質也轉入標的物 系統，以學習新的概念知識（Gentner, 1989）。因此選用「相機」來當作傳達屬性類比 架構的類比物來設計類比學習教材。因此本研究以兩種不同的類比架構純粹比對類比與 傳達屬性的理論，結合多媒體的網路學習環境，設計出兩種視覺成像概念的網路類比學 習課程，期望能藉此課程以協助學生學習視覺成像的概念(詳見附錄五)。詳細的類比教 材架構，如表3-5-1 與表 3-5-2 所示。

表3-5-1 純粹比對類比架構的類比學習教材

表3-5-2 傳達屬性類比架構的類比學習教材

視覺成像的概念對於國小學生的學習而言，一直是個不易理解但又極為重要的概 念。在許多光學另有概念的研究中顯示，大多數學生對於視覺成像這個概念的學習，仍 然覺得是相當的困難概念（Feher & Rice, 1988；Fetherstonhaugh, 1990；Monk, 1991；

Osborne & Black,1993；Rice & Feher, 1987；Saxena, 1991；Selley, 1996a, 1996b；王盈琪 與王美芬，2006；王晉基與郭重吉，1992；唐明，2001；張靜儀與李采褱，2004）。主 要的原因在於視覺成像的概念，對於國小學生來說是屬於抽象而難以建構的概念。故在 教學的過程中，需要藉由類比的使用，以促進學生對於抽象概念的建構。

在視覺成像概念的教學過程中，因為概念屬於抽象的特性，故需藉由類比推理的使 用，以期能促進學生對於視覺成像概念的學習，並進一步推理與建構出正確而完整的科 學概念。此外，除了使用類比物的Flash 動畫與實際教學影片外，更於影片後使用 Flash 動畫來進一步說明類比物與標的物之間的連結，以加強學生對於抽象概念的理解，如圖 3-5-1、圖 3-5-2、圖 3-5-3 與圖 3-5-4 所示。

Analogy(比喻) Target(主概念)

塑膠球 眼睛

凸透鏡 水晶體

屏幕 視網膜

凸透鏡會聚集光線 水晶體會聚集光線

影像落在屏幕上=>呈現清楚影像 影像落在視網膜上=>看見清楚影像 屏幕上呈現=>倒立縮小影像 視網膜上呈現=>倒立縮小影像

圖3-5-1 塑膠球與眼睛的共同性類比概念對照圖

Analogy(比喻) Target(主概念)

Analogy(比喻) Target(主概念)

相機 眼睛

Analogy(比喻) Target(主概念)

相機 眼睛

然而，當使用類比進行教學時，必須注意到類比物與標的物之間，所存在的類比限 制。為了避免學生在類比推理的過程中，因為類比物與標的物之間的類比限制，而產生 另有概念。因此於類比教學課程中，也特別針對類比物與標的物之間的相異之處進行說 明，使學生能釐清兩者之間的概念，如圖3-5-5 與圖 3-5-6 所示。

Analogy(比喻) Target(主概念)

當物體與塑膠球的距離改變時

Analogy(比喻) Target(主概念)

當物體與相機的距離改變時

第六節 資料蒐集與分析

本研究在研究期間所蒐集的資料，包括「視覺成像概念建構測驗」、「視覺成像概念 主題相依類比推理測驗」、「科學推理測驗」、「視覺成像概念訪談」，以及「視覺成像概 念類比學習歷程測驗」。在測驗部份的數據資料分析主要是使用 SPSS 12.0 套裝軟體來 進行統計分析，而視覺成像概念訪談與視覺成像概念類比學習歷程測驗的資料，由研究 者逐一分析受試者所選擇的選項與回答開放式問題的答案，統整出受試者所欲表達的概 念，並進行概念分類、資料彙整與統計分析探討。

1.視覺成像概念建構測驗：

以視覺成像概念建構測驗前測成績為共變項，進行單因子多變項共變數分析 (one-factor MANCOVA)，以比較不同教學模式(純粹比對類比教學模式、傳達屬性類比 教學模式與傳統講述式教學模式)在後測與追蹤測有何差異。另外，再針對前、後、追 蹤測驗進行相關（Correlation）與逐步回歸（Regression）分析，以瞭解各測驗之間的相 互關係。

2.視覺成像概念主題相依類比推理測驗：

以視覺成像概念主題相依類比推理測驗前測成績為共變項，進行單因子多變項共變 數分析，以比較不同教學模式在後測與追蹤測有何差異。另外，再針對前、後、追蹤測 驗進行相關與逐步回歸分析，以瞭解各測驗之間的相互關係。

3.科學推理測驗

以科學推理測驗前測成績為共變項，進行單因子多變項共變數分析，以比較不同教 學模式在後測與追蹤測有何差異。另外，再針對前、後、追蹤測驗進行相關與逐步回歸 分析，以瞭解各測驗之間的相互關係。

4.視覺成像概念訪談資料：

將實驗組學生每次個別訪談時所錄製的錄音檔，轉錄成逐字稿，以利於進行質性資 料分析，藉此以深入瞭解學生在學習前、後與追蹤時，其視覺成像正確概念分數、科學 推理層級(N、G、EL、J)與類比推理層級(N、SAS、SAD、SRS、SRD)的情況。

5. 視覺成像概念類比學習歷程測驗：

實驗組學生在進行網路類比學習教材時，於類比教學活動後，回答問題的資料。由 研究者逐一統整出受試者所欲表達的概念，並進行概念的質性分析與量化統計，以深入 瞭解學生在視覺成像概念建構的效果與類比學習歷程的情況。