20 40 60 80 100 120
實驗組 控制組 實驗組 控制組 實驗組 控制組
前測 後測 延宕
電解質 非電解質 平均
圖4-1-9 通電後粒子移動方向試題答對率（％）
分析兩組教材在解離概念的差異，控制組的教材只有一段描述電解質水溶液 中解離程度不同的敘述，其原文如下：
當食鹽水溶液通電時，溶液中的鈉離子會往負極移動，而氯離子往正極移動，所以 能夠導電使燈泡發亮，並且發生化學變化。但是若將糖或酒精等非電解質溶於水中，因 為糖和酒精不會產生帶電的離子，所以其水溶液無法導電，燈泡也不會發亮。
而在實驗組的教材中有有一段動畫描述離子在水溶液中移動的情形，播放時 畫面中先出現加入化合物，然後出現化合物解離的畫面，然後是方程式描述正負 離子的種類與數量，接著出現的是通電然後水中的正離子移向負極、負離子移向 正極的畫面，在配合上教師的講解，協助學生學習通電後離子離子的移動方向。
小結
（一）整體概念學習
由上述的概念答對率的表現可以發現兩組學生在前測的成績是沒有差異 的，而在後測的表現上除了電解質的導電的巨觀概念外，其餘的概念在後測的表 現上都有顯著的差異：電解質的導電原因的微觀解釋中，實驗組與控制組的答對 率達到了顯著差異；在電中性的的巨觀、微觀及應用的概念中，實驗組與控制組 的答對率達到了顯著差異；在解離的概念中，實驗組與控制組的答對率達到了顯 著差異；在粒子的移動概念中，實驗組與控制組的答對率達到了顯著差異。整體 而言，實驗組的表現比控制組的表現佳。
但是，這樣的概念與理解可以維持多久呢？兩組的後測與延宕成績的比較：
電解質的導電的巨觀概念中，兩組的答對率未達到顯著差異；電解質的導電原因 的微觀解釋中，實驗組與控制組的答對率達到了顯著差異；在電中性的的微觀及 應用的概念中，實驗組與控制組的答對率達到了顯著差異；在解離的概念中，實 驗組與控制組的答對率達到了顯著差異；在粒子的移動概念中，實驗組與控制組 的答對率達到了顯著差異。
一般學生在進行延宕測驗時，測驗成績大多略低於後測的測驗成績，但是本 研究中兩組的延宕成績都高於後測成績，分析其中的原因，除了教學策略的影響 之外，可能是研究期間恰好遇到第二次段考，所以學生經過複習後的延宕成績會 高於後測。
（二）教學序列與電解質概念的學習
整體而言，實驗組的成績都優於控制組的。顯示研究中所設計的教材與教學 活動能有效的協助學生克服電解質的另有概念，並有助於電解質概念的應用與延 續。
究竟教材中哪一項策略有助於學生電解質概念的學習呢？教材中主要應用 到的策略有動畫的表徵與利用提問及學習歷程紀錄表。於文獻探討中可以發現對
於動畫的研究呈現出極端兩方的不同，有的研究認為有效（e.g. Baek & Layne, 1988），而有的研究則認為動畫與靜態圖片是沒有不同的（e.g. Rieber, 1989）。
然而，進一步研究發現，動畫如何有效呢？必須在於此概念也需具有動態的屬性
，如此兩相配合才能發揮動畫的功效（White & Frederiksen, 1990; Park &
Hopkins, 1993）。我們可以發現，電解質解離這樣一個極具動態屬性且抽象的 概念，而且解離與離子在通電前後的運動方向都是我們肉眼不可見的現象，利用 動畫的方式呈現的確有助於學生於概念上的學習。
另外提問及學習歷程紀錄表的的部份，則是希望學生藉由問題精練學生的概 念，強迫學生進行反思，這樣的活動也符合Méheut & Psillos( 2004)所提出的-教師須創造一個教學情境以引導學生精緻化闡釋自身的概念並進一步重新發明 概念。
第二節 電解質之心智模式
學生在解釋現象或是解決問題時，會形成一個心智模式。先前我們已探討過 學生的概念表現，那麼學生所持有的心智模式是不是也會有所改變呢？如果改變 了，那麼兩組學生的改變方式是不是會有所差異呢？在回應以上的問題之前，我 們先來看看學生所持的心智模式，透過兩組學生的前後測及延宕資料，歸納出學 生對於電解質所持有的心智模式，以下分為四個單元來個別探討。
一導電之心智模式
（一）《各模式介紹》
有關電解質水溶液可以導電的原因，學生的解釋心智模式有下列四種，描述 如下：
1.導體模式：
此類型的心智模式認為電解質水溶液可以導電就如同金屬導體一般，因為學 生在接觸電解質的概念前，在小學自然與生活科技課程中已有金屬導體可以導電 的概念，雖然學生並不了解金屬可以導電是因為有自由電子的存在，但是學生會 將此概念類推至電解質水溶液可以導電的原因。
2.離子模式：
此類型的心智模式認為電解質水溶液可以導電是因為電解質在水中可以解 離出離子，例如：氯化鈉可以在水中解離出氯離子和鈉離子，因此氯化鈉是電解 質，其水溶液可以導電。
3.溶液的酸鹼性模式：
此類型的心智模式認為電解質水溶液可以導電是因為電解質水溶液是酸性 或鹼性或是中性，例如：氯化鈉水溶液是中性，因此氯化鈉是電解質，其水溶液 可以導電。
4.通電模式：
此類型的心智模式認為電解質水溶液可以導電是因為有外加電壓，亦即因為
有通電所以可以導電，這類的心智模式可能與電路圖中接上電池、按下開關後，
即可使燈泡發光，因此學生將此結果類推至電解質水溶液可以導電使燈泡發光是 因為有通電的原因。
以上總共有四種關於解釋導電原因的心智模式，表4-2-1中列出學生在前、
後即延宕測驗中有關電解質可以導電的解釋心智模式種類及所佔比例。
表4-2-1 解釋導電原因的心智模式種類分佈（％）
前測 後測 延宕
實驗組 控制組 實驗組 控制組 實驗組 控制組 一致的心智模式
導體模式
32 30 0 6 6 21 離子模式 39 12 82 48 78 52
溶液的酸鹼性模 式
0 0 3 10 0 3
通電模式 3 0 3 0 0 0
不一致的心智模 式
導體+酸鹼 3 6 0 6 0 0
導體+通電 6 9 0 3 0 0
導體+離子 4 31 6 6 6 3
混合 13 12 6 21 10 21 合計 100 100 100 100 100 100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
實驗組 控制組 實驗組 控制組 實驗組 控制組
前測 後測 延宕
混合
導体+離子 導体+通電 導体+酸鹼 通電模式
溶液的酸鹼性模式 離子模式
導體模式
圖4-2-1 導電原因的心智模式種類分佈比例圖
由圖4-2-1中，後測與延宕測驗中，實驗組的離子模式所佔的比例都高於控 制組，似乎可以發現對於離子造成電解質導電的概念，實驗組的學習情形似乎是 較佳的。因此在解離的單元中，TLS教材的確產生效用，也有助於學生建立較佳 的心智模式。因為在傳統的科學文本中針對這部份的概念通常只是一段敘述即帶 過，而在教-學序列教材中，教師已先對學生可能具有的先備概念及迷思概念的 種類做過了解，所以在教材的選擇上可以動畫及圖片作加強的講述，而且在動態 評量及學習歷程紀錄表中讓學生反覆修正自身的概念，同時教師也可以檢測學生 是否已建立正確的解釋模式。
（二）《模式間的轉換》
雖然圖4-2-1中的結果顯示實驗組的學生似乎具有較佳的心智模式，但是學 生的心智模式間又是如何轉換的？表4-2-3是分析學生在前、後及延宕測驗時心 智模式的變動情形。結果顯示實驗組的學生在後測時具有不一致的心智模式的比 例有6％，而控制組的學生則有30％的學生在後測時具有不一致的心智模式。在 延宕測驗的部份，實驗組的學生具有不一致的心智模式的比例有16％，而控制組 的學生則有21％的學生在後測時俱有現不一致的心智模式。就心智模式的正確比 例：實驗組的學生有23％延續正確的心智模式到延宕測驗，共有77％的學生在延 宕時具有離子的心智模式。而控制組的學生只有3％延續正確的心智模式到延宕 測驗，共有30％的學生在延宕時具有離子的心智模式。因此就學生所具有的心智 模式的一致性與正確性，實驗組的學生都優於控制組的學生，顯示TLS教材的確 有助於學生建立正確且較一致性的解離心智模式。
表4-2-2 導電原因的心智模式轉換的比例
（三）心智模式的演變圖
由圖4-2-2及圖4-2-3中分析學生導電的心智模式在前後測間的轉變。圖 4-2-2中顯示實驗組的學生離子心智模式的轉變，在前測具有導体心智模式的學 生，有23％順利轉換成離子的心智模式，9％的學生出現導體+離子的混合心智模 式，原本具有離子的心智模式的學生則各有3％轉換成混合及酸鹼的心智模式，
具有通電心智模式的學生未轉換，具有混合心智模式的學生則全部轉換成離子的 心智模式。圖4-2-4中顯示控制組的學生離子心智模式的轉變，在前測具有導体 心智模式的學生，有18％順利轉換成離子的心智模式，有3％維持原有導体的心 智模式，6％的學生出現導體+離子的混合心智模式，有3％轉換成酸鹼的心智模 式，具有混合心智模式的學生則有18％轉換成離子的心智模式，其餘有39％的學 生產生其他的心智模式種類。由上述的分析顯示，經過教學後實驗組學生轉換成 離子心智模式的比例高於控制組的學生。
而在概念的延續部份，圖4-2-2中顯示實驗組的學生離子心智模式延續到延 宕測驗的結果，最後學生具有的心智模式只有三種，有6％的學生具有導体的心 智模式，有78％的學生具有離子的心智模式，而有16％的學生出現混合的心智模 式。圖4-2-4中顯示控制組的學生離子心智模式延續到延宕測驗的結果，最後學 生具有的心智模式有四種，有21％的學生具有導体的心智模式，有52％的學生具
而在概念的延續部份，圖4-2-2中顯示實驗組的學生離子心智模式延續到延 宕測驗的結果，最後學生具有的心智模式只有三種，有6％的學生具有導体的心 智模式，有78％的學生具有離子的心智模式，而有16％的學生出現混合的心智模 式。圖4-2-4中顯示控制組的學生離子心智模式延續到延宕測驗的結果，最後學 生具有的心智模式有四種，有21％的學生具有導体的心智模式，有52％的學生具