第四章 結果與討論
第二節 知識結構分析
第二節 第二節 知識結構分析 知識結構分析 知識結構分析 知識結構分析
本節依兩組學生在第一、二單元紙筆成就測驗的多元計分試題關聯結構 圖進行分析，分成第一單元及第二單元紙筆成就測驗之知識結構分析兩部份 進行探討。
一 一 一
一、 、 、 、第一單元紙筆成就測驗之知識結構分析 第一單元紙筆成就測驗之知識結構分析 第一單元紙筆成就測驗之知識結構分析 第一單元紙筆成就測驗之知識結構分析
將兩組學生在第一單元紙筆成就測驗所得之作答反應與試題概念矩 陣，利用 Excel 軟體的矩陣相乘公式將資料轉換成兩組學生的多元資料矩 陣，接著將兩矩陣資料輸入 PIRS 軟體(Lin et al. , 2006)，分別繪製出兩組的 多元計分試題關聯結構圖，其結果如圖 4-1、圖 4-2 所示。圖中的每個圓圈 代表一個概念，圓圈中的上方數字為概念編號、下方數字為概念通過率，概 念編號與概念內容之對應可參照表 4-7；而圖中箭號代表兩概念間有次序性 關係，若概念 i 有箭號指向概念 j，則代表概念 i 為概念 j 的下位概念，概念
j 為概念 i 的上位概念。例如圖 4-1 中共有 9 個概念，其中 代表概念編號 2(認識力的特性：力具有方向性和大小)，概念通過率為.84。而
代表概念 1、2 之間有次序性關係，概念 2 是概念 1 的下位概念，
概念 1 是概念 2 的上位概念。
圖 4-1 實驗組第一單元紙筆成就測驗之多元計分試題關聯結構圖
圖 4-2 控制組第一單元紙筆成就測驗之多元計分試題關聯結構圖
以下針對兩組多元計分試題關聯結構圖進行概念通過率及概念次序性 關係分析。
(一) 概念通過率分析
依據圖 4-1、圖 4-2 中資料，將兩組概念通過率整理成表 4-7。
表 4-7 第一單元紙筆成就測驗概念通過率
概念通過率 概念
編號 概念內容
實驗組 控制組 1 認識生活中不同形式的力，如重力、風力等。 0.76 0.79 2 認識力的特性：力具有方向性和大小。 0.84 0.86 3 知道物體受力後變化：形狀變化、運動狀態變化。 0.79 0.79 4 知道如何測量物體受力大小。 0.81 0.83 5 了解如何利用時間或距離等變因來測量力的大
小。 0.82 0.80
表 4-7 第一單元紙筆成就測驗概念通過率(續)
6 認識力的平衡：物體同時受兩個大小相等、方
向相反的力作用後，仍保持靜止的狀態。 0.83 0.79 7 認識摩擦力。 0.87 0.79 8 能舉出生活中應用到摩擦力的事物。 0.82 0.85 9 認識科學的發展。 0.67 0.46
接著依據表 4-7 將兩組概念通過率繪製成折線圖，結果如圖 4-3 所 示。
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9
概念編號 概
念 通 過
率 實驗組
控制組
圖 4-3 第一單元紙筆成就測驗概念通過率比較圖
由表 4-7 與圖 4-3 可發現：
1. 除了控制組學生在概念 9 的通過率略小於.05 外，兩組學生在其
他概念的通過率均大於.50；而實驗組在概念 2、4、5、6、7、8
的通過率大於.80，控制組在概念 2、4、5、8 的通過率大於或等
於.80。實驗組大於.80 的概念通過率較控制組多。
2. 實驗組學生在概念 5、6、7、9 的通過率高於控制組，且概念 7、
9 的通過率明顯高於控制組，控制組學生在概念 1、2、4、8 的通 過率略高於實驗組，由此可發現實驗組對於較高層次的概念(概念 5、6、7)通過率較高。
(二) 概念次序性關係分析
圖 4-1 為實驗組學生第一單元紙筆成就測驗之多元計分試題關聯 結構圖，由圖中箭號可發現以下幾點概念次序性關係：
1. 概念 2(認識力的特性：力具有方向性和大小)→概念 1(認識生活 中不同形式的力，如重力、風力等)，顯示學生認識力的特性後，
才能更深入認識生活中不同形式的力。
2. 概念 3(知道物體受力後的變化：形狀變化、運動狀態變化)→概念 1(認識生活中不同形式的力，如重力、風力等)、概念 2(認識力的 特性：力具有方向性和大小)，顯示學生知道物體受力後的變化 後，才能進一步認識生活中不同形式的力以及認識力的特性，此 結果可作為教師了解學生認知策略的參考。
3. 概念 4(知道如何測量物體受力大小)→概念 1(認識生活中不同形 式的力，如重力、風力等)、概念 2(認識力的特性：力具有方向 性和大小)，顯示學生知道如何測量物體受力大小後，才能進一步 認識生活中不同形式的力以及認識力的特性，此結果可作為教師 了解學生認知策略的參考。
4. 概念 8(能舉出生活中應用到摩擦力的事物)→概念 1(認識生活中 不同形式的力，如重力、風力等)、概念 2(認識力的特性：力具 有方向性和大小)、概念 3(知道物體受力後的變化：形狀變化、
運動狀態變化)、概念 4(知道如何測量物體受力大小)、概念 5(了
解如何利用時間或距離等變因來測量力的大小)，顯示學生知道生
活中應用到摩擦力的事物後，才能進一步認識概念 1、2、3、4、
5，此結果可作為教師了解學生認知策略的參考。
5. 整體看來，實驗組概念間的次序性關係較少。這可能是因為概念 1~9 各分屬於不同小節的課程內容，學生接受實驗教學時，經由 概念構圖過程，將各主題概念間的學習視為較獨立的各組概念來 進行學習，又第四章第一節曾提過學生未能經由課堂上及課後的 概念構圖活動使其對課程有更深入的探討，所以學生的概念圖中 較少有主題概念間的交叉聯結出現，此結果也因此在多元計分試 題關聯結構圖中反應出來。
圖 4-2 為控制組學生第一單元紙筆成就測驗之多元計分試題關聯 結構圖，由圖中箭號可發現以下幾點概念次序性關係：
1. 概念 1(認識生活中不同形式的力，如重力、風力等)→概念 3(知 道物體受力後的變化：形狀變化、運動狀態變化)、概念 7(認識 摩擦力)、概念 9(認識科學的發展)，顯示概念 1 為學生學習概 念 3、7、9 的下位概念，意即學生認識生活中不同形式的力之 後，才能繼續學習物體受力作用後的變化、認識摩擦力及科學 的發展。
2. 概念 2(認識力的特性：力具有方向性和大小)→概念 3(知道物體 受力後的變化：形狀變化、運動狀態變化)、概念 7(認識摩擦力)、
概念 9(認識科學的發展)，顯示概念 2 為學生學習概念 3、7、9 的下位概念，意即學生認識力的特性之後，才能繼續學習物體 受力作用後的變化、認識摩擦力及科學的發展。
3. 概念 3(知道物體受力後的變化：形狀變化、運動狀態變化)→概
念 7(認識摩擦力)、概念 9(認識科學的發展)，顯示學生知道物
體受力後的變化後，才能進一步認識摩擦力及科學的發展。而
概念 3→概念 9 的次序性關係可作為教師了解學生認知策略的 參考。
4. 概念 4(知道如何測量物體受力大小)→概念 5(了解如何利用時間 或距離等變因來測量力的大小)、概念 7(認識摩擦力)、概念 9(認 識科學的發展)，顯示概念 4 為學生學習概念 5、7、9 的下位概 念，意即學生知道如何測量物體受力大小後，才能繼續學習力 的大小的測量及認識摩擦力及科學的發展。而概念 4→概念 7、
9 的次序性關係可作為教師了解學生認知策略的參考。
5. 概念 5(了解如何利用時間或距離等變因來測量力的大小)→概念 7(認識摩擦力)、概念 9(認識科學的發展)，顯示學生了解如何利 用時間或距離等變因來測量力的大小後，才能進一步認識摩擦 力及科學的發展，此結果可作為教師了解學生認知策略的參考。
6. 概念 6(認識力的平衡：物體同時受兩個大小相等、方向相反的 力作用後，仍保持靜止的狀態)→概念 9(認識科學的發展)，顯 示學生認識力的平衡後，才能進一步認識科學的發展，此結果 可作為教師了解學生認知策略的參考。
7. 概念 7(認識摩擦力)→概念 9(認識科學的發展)，顯示學生認識 摩擦力後，才能進一步認識科學的發展，此結果可作為教師了 解學生認知策略的參考。
8. 概念 8(能舉出生活中應用到摩擦力的事物)→概念 9(認識科學的 發展)，顯示學生認識生活中應用到摩擦力的事物後，才能進一 步認識科學的發展，此結果可作為教師了解學生認知策略的參 考。
9. 整體看來，概念間的次序性關係較多。這可能是因為控制組學
生接受傳統教學方法，第一單元概念學習的順序由概念 1 依序
到概念 9，圖 4-2 中概念間的次序性關係表現出控制組學生的概 念學習順序。
綜上所述，可發現實驗組的概念通過率大多高於控制組。而比較兩組的 多元計分試題關聯結構圖，可發現實驗組的概念次序性關係較少，控制組的 概念次序性關係較多。
二 二
二 二、 、 、 、第二單元紙筆成就測驗之知識結構分析 第二單元紙筆成就測驗之知識結構分析 第二單元紙筆成就測驗之知識結構分析 第二單元紙筆成就測驗之知識結構分析
將兩組學生在第二單元紙筆成就測驗所得之作答反應與試題概念矩 陣，利用 Excel 軟體的矩陣相乘公式將資料轉換成兩組學生的多元資料矩 陣，接著將兩矩陣資料輸入 PIRS 軟體(Lin et al. , 2006)，分別繪製出兩組的 多元計分試題關聯結構圖，其結果如圖 4-4、圖 4-5 所示。圖中的每個圓圈 代表一個概念，圓圈中的上方數字為概念編號、下方數字為概念通過率，概 念編號與概念內容之對應可參照表 4-8。
圖 4-4 實驗組第二單元紙筆成就測驗之多元計分試題關聯結構圖
圖 4-5 控制組第二單元紙筆成就測驗之多元計分試題關聯結構圖
以下針對兩組多元計分試題關聯結構圖進行概念通過率及概念次序性 關係分析。
(一) 概念通過率分析
依據圖 4-4、圖 4-5 中資料，將兩組概念通過率整理成表 4-8。
表 4-8 第二單元紙筆成就測驗概念通過率
概念通過率 概念
編號 概念內容
實驗組 控制組
1 認識槓桿原理：施力臂×施力=抗力臂×抗力。 0.80 0.79
2 知道生活中應用槓桿原理的工具。 0.77 0.77
3 認識輪軸，並了解輪軸是一種槓桿的變形。 0.67 0.73
4 知道生活中應用輪軸的工具，如扳手。 0.72 0.74
5 認識定滑輪、動滑輪和滑輪組。 0.66 0.66
表 4-8 第二單元紙筆成就測驗概念通過率(續)
6 知道生活中應用滑輪的工具，如起重機等。 0.85 0.77 7 認識齒輪。 0.79 0.80 8 知道腳踏車的動力傳送方式。 0.75 0.79 9 認識科學的發展。 0.57 0.50
接著依據表 4-8 將兩組概念通過率繪製成折線圖，結果如圖 4-6 所 示。
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9
概念編號 概
念 通 過
率 實驗組
控制組
圖 4-6 第二單元紙筆成就測驗概念通過率比較圖
由表 4-8 與圖 4-6 中可發現，
1. 兩組學生的概念通過率均大於.50。實驗組在概念 1、6 的通過率 大於或等於.80，控制組在概念 7 的通過率等於.80。實驗組大於.80 的概念通過率較控制組多。
2. 兩組學生的概念通過率差異不大，實驗組學生在概念 1、6、9 的
通過率較高於控制組，而控制組學生在概念 3、4、7、8 的通過
率較高於實驗組。
3. 兩組學生在概念 9 的通過率都較低。可能是因為概念 9(認識科學 的發展)較偏向記憶性質的概念，所以通過率較低。
(二) 概念次序性關係分析
雖然兩組學生在第二單元紙筆成就測驗的概念通過率差異不大，但 兩組的知識結構圖卻不一樣。
圖 4-4 為實驗組學生第二單元紙筆成就測驗之多元計分試題關聯 結構圖，由圖中箭號可發現以下幾點概念次序性關係：
1. 概念 1(認識槓桿原理：施力臂×施力=抗力臂×抗力)→概念 5(認識 定滑輪、動滑輪和滑輪組)、概念 7(認識齒輪)、概念 8(知道腳踏 車的動力傳送方式)，顯示概念 1 為學生學習概念 5、7、8 的下位 概念，意即學生學會槓桿原理後，才能繼續認識定滑輪、動滑輪 和滑輪組和齒輪，以及知道腳踏車的動力傳送方式。
2. 概念 2(知道生活中應用槓桿原理的工具)→概念 1(認識槓桿原 理：施力臂×施力=抗力臂×抗力)、概念 3(認識輪軸，並了解輪軸 是一種槓桿的變形)、概念 4(知道生活中應用輪軸的工具，如扳 手)、概念 5(認識定滑輪、動滑輪和滑輪組)、概念 8(知道腳踏車 的動力傳送方式)，顯示概念 2 為學生學習概念 1、3、4、5、8 的下位概念，意即學生知道生活中應用槓桿原理的工具後，才能 繼續認識槓桿原理、輪軸、輪軸工具、滑輪及知道腳踏車的動力 傳送方式。這可能是因為學生知道槓桿原理的應用工具後，能增 進對槓桿原理、輪軸、輪軸工具、滑輪和腳踏車動力傳送方式的 認識，此結果可作為教師了解學生認知策略的參考。
3. 概念 3(認識輪軸，並了解輪軸是一種槓桿的變形)→概念 5(認識
定滑輪、動滑輪和滑輪組)，顯示學生認識輪軸後，才能認識定滑
輪、動滑輪和滑輪組。這可能是因為學生學習滑輪工具後，比較 能區分滑輪和輪軸的異同，幫助學生學習輪軸的相關概念，此結 果可作為教師了解學生認知策略的參考。
4. 概念 7(認識齒輪)→概念 3(認識輪軸，並了解輪軸是一種槓桿的 變形)、概念 4(知道生活中應用輪軸的工具，如扳手)、概念 5(認 識定滑輪、動滑輪和滑輪組)、概念 8(知道腳踏車的動力傳送方 式)，顯示學生認識齒輪後，才能認識輪軸、輪軸工具、滑輪和腳 踏車的相關概念。這可能是因為學生認識齒輪後可幫助學習輪 軸、滑輪和腳踏車的相關概念，此結果可作為教師了解學生認知 策略的參考。
5. 整體看來，實驗組概念間的次序性關係較少。
圖 4-5 為控制組學生第二單元紙筆成就測驗之多元計分試題關聯結 構圖，由圖中箭號可發現以下幾點概念次序性關係：
1. 概念 1(認識槓桿原理：施力臂×施力=抗力臂×抗力)→概念 2(知道 生活中應用槓桿原理的工具)、概念 3(認識輪軸，並了解輪軸是 一種槓桿的變形)、概念 4(知道生活中應用輪軸的工具，如扳手)、
概念 5(認識定滑輪、動滑輪和滑輪組)、概念 6(知道生活中應用 滑輪的工具，如起重機等)、概念 8(知道腳踏車的動力傳送方式)，
顯示概念 1 為學生學習概念 2、3、4、5、6、8 的下位概念，意 即學生學會槓桿原理後，才能繼續認識輪軸、輪軸工具、滑輪、
滑輪工具以及腳踏車的動力傳送方式。
2. 概念 2(知道生活中應用槓桿原理的工具)→概念 3(認識輪軸，並
了解輪軸是一種槓桿的變形)、概念 4(知道生活中應用輪軸的工
具，如扳手)、概念 5(認識定滑輪、動滑輪和滑輪組)、概念 6(知
道生活中應用滑輪的工具，如起重機等)、概念 7(認識齒輪)、概
念 8(知道腳踏車的動力傳送方式)、概念 9(認識科學的發展)，顯 示概念 2 為學生學習概念 3、4、5、6、7、8、9 的下位概念，意 即學生知道生活中應用槓桿原理的工具後，才能繼續學習概念 3、4、5、6、7、8、9。這可能是因為學生知道槓桿原理的應用 工具後，能增進對輪軸、輪軸工具、滑輪、輪軸工具、齒輪和腳 踏車動力傳送方式的認識，此結果可作為教師了解學生認知策略 的參考。
3. 概念 3(認識輪軸，並了解輪軸是一種槓桿的變形)→概念 5(認識 定滑輪、動滑輪和滑輪組)，顯示學生認識輪軸後，才能認識定滑 輪、動滑輪和滑輪組。這可能是因為學生學習滑輪工具後，比較 能區分滑輪和輪軸的異同，幫助學生學習輪軸的相關概念，此結 果可作為教師了解學生認知策略的參考。
4. 概念 4(知道生活中應用輪軸的工具，如扳手)→概念 3(認識輪軸，
並了解輪軸是一種槓桿的變形)、概念 5(認識定滑輪、動滑輪和 滑輪組)，顯示學生認識輪軸工具後，才能認識輪軸和滑輪。這可 能是因為學生學習輪軸工具後，比較能區分滑輪和輪軸的異同，
幫助學生學習輪軸和滑輪的相關概念，此結果可作為教師了解學 生認知策略的參考。
5. 概念 7(認識齒輪)→概念 3(認識輪軸，並了解輪軸是一種槓桿的
變形)、概念 4(知道生活中應用輪軸的工具，如扳手)、概念 5(認
識定滑輪、動滑輪和滑輪組)、概念 8(知道腳踏車的動力傳送方
式)，顯示概念 7 為學生學習概念 3、4、5、8 的下位概念，意即
學生認識齒輪後，才能認識輪軸、知道輪軸工具、滑輪和腳踏車
動力傳送方式。其中，概念 7→概念 3、4、5 的次序性關係可作
為教師了解學生認知策略的參考。
6. 概念 8(知道腳踏車的動力傳送方式)→概念 5(認識定滑輪、動滑 輪和滑輪組)、概念 9(認識科學的發展)，顯示學生知道腳踏車的 動力傳送方式後，才能認識滑輪及科學的發展。此結果可作為教 師了解學生認知策略的參考。
7. 整體看來，控制組概念間的次序性關係較多。
綜上所述，可發現雖然實驗組與控制組在概念通過率的差異不大，但兩 組的知識結構卻不相同。比較兩組的多元計分試題關聯結構圖，可發現實驗 組的概念次序性關係較少，控制組的概念次序性關係較多。
綜合實驗組與控制組第一、二單元紙筆成就測驗之知識結構分析，可發 現：
1.兩組學生在第一、二單元的概念通過率差異不大，但知識結構卻不相同。
2.比較兩組第一、二單元的多元計分試題關聯結構圖，可發現控制組的概念 次序性關係較多、實驗組較少。
第三節 第三節
第三節 第三節 學生對 學生對 學生對 學生對電子白板的概念構圖教學之意見 電子白板的概念構圖教學之意見 電子白板的概念構圖教學之意見 電子白板的概念構圖教學之意見 分析
分析 分析 分析
為了解實驗組學生對利用電子白板的概念構圖教學的意見與想法，在實 驗課程結束後，請實驗組學生填答利用電子白板的概念構圖教學意見調查 表，其反應結果如表 4-9 所示。
表 4-9 實驗組意見反應結果 題目一： 你覺得畫概念圖難不難？
反應項目 一點都不難 不會很難 有點難 很難
人 數 2(3.39%) 14(23.73%) 38(64.41%) 5(8.47%)
表 4-9 實驗組意見反應結果(續) 題目二： 你已經了解如何畫概念圖了嗎？
反應項目 非常了解 大致了解 不太了解 完全不了解 人 數 6(10.17%) 43(72.88%) 8(13.56%) 2(3.39%) 題目三： 你喜歡上自然課時全班利用電子白板來畫概念圖嗎？
反應項目 非常喜歡 喜歡 不太喜歡 完全不喜歡 人 數 14(23.73%) 30(50.85%) 14(23.73%) 1(1.69%) 題目四： 你覺得上自然課時，全班利用電子白板畫概念圖能不能幫助你
了解自然課的課程內容？
反應項目 幫助很大 有幫助 不太有幫助 完全沒幫助 人 數 8(13.56%) 43(72.88%) 7(11.86%) 1(1.69%) 題目五： 你覺得概念圖能呈現自然課程的重要概念嗎？
反應項目 能完全呈現 能呈現 不太能呈現 完全不能呈現 人 數 6(10.17%) 37(62.71%) 14(23.73%) 2(3.39%) 題目六： 你覺得和別人一起畫概念圖對你有幫助嗎？
反應項目 幫助很大 有幫助 不太有幫助 完全沒幫助 人 數 14(23.73%) 37(62.71%) 8(13.56%) 0(0.00%) 題目七： 你覺得畫概念圖能不能幫助你學習自然？
反應項目 很有幫助 有幫助 幫助不大 完全沒幫助 人 數 13(22.03%) 27(45.76%) 15(25.42%) 4(6.78%) 題目八： 你以後學自然時還會繼續畫概念圖來幫助學習嗎？
反應項目 一定會 會 不太會 完全不會
人 數 0(0.00%) 19(32.20%) 34(57.63%) 6(10.17%)
表 4-9 實驗組意見反應結果(續)
題目九： 你喜歡以後上自然課時，老師繼續使用電子白板進行概念構圖 的課程嗎？
反應項目 非常喜歡 喜歡 不太喜歡 完全不喜歡 人 數 12(20.34%) 29(49.15%) 17(28.81%) 1(1.69%) 題目十： 每次課後的概念構圖作業，你平均會花幾分鐘完成呢？
反應項目 1-20 分鐘 20-40 分鐘 40-60 分鐘 60 分鐘以上 人 數 11(18.64%) 38(64.41%) 9(15.25%) 1(1.69%)
由表 4-9 的分析資料可發現：
1.大約有 73%的實驗組學生認為畫概念圖是困難的。
2.大約有 83%的實驗組學生已經了解如何畫概念圖。
3.大約有 86%的實驗組學生覺得和別人一起畫概念圖對自己有幫助。
4.大約有 74%的實驗組學生喜歡上自然課時全班利用電子白板來畫概念 圖，且約有 86%的實驗組學生認為此種方式能幫助自己了解自然課的課程 內容。
5.大約有 73%的實驗組學生覺得概念圖能呈現出自然課程的重要概念，且約 有 68%的實驗組學生認為畫概念圖能幫助自己學習自然。
6.大約有 32%的實驗組學生在以後學自然時，會繼續畫概念圖來幫助學習。
7.大約有 69%的實驗組學生喜歡以後上自然課時，老師繼續使用電子白板進 行概念構圖的課程。
8.大約有 19%的實驗組學生平均會花 1-20 分鐘完成每次課後的概念構圖作 業，而平均花 20-40 分鐘的學生約佔 64 %，平均花 40-60 分鐘的學生約佔 15%，其餘 2%的學生平均花 60 分鐘以上完成概念構圖作業。
綜合以上結果，顯示大多數學生雖然覺得畫概念圖是困難的，但如與別
人共同合作構圖會有幫助。且多數學生喜歡上課時全班用電子白板來畫概念
圖，認為此種方式能幫助了解上課內容，希望老師以後還能繼續使用電子白
板進行概念構圖課程。有半數以上學生覺得概念圖能呈現出自然課程的重要
概念，且認為畫概念圖能幫助自己學習自然，更有約三分之ㄧ的學生表示以
後會繼續畫概念圖來幫助學習自然。而大多數學生平均花費不到 40 分鐘完
成課後概念構圖作業，少部份學生需花費 40 分鐘以上。
第五章 第五章 第五章
第五章 結論與建議 結論與建議 結論與建議 結論與建議
概念構圖在教學上已經應用多年，而互動式電子白板則是近幾年開始應 用於教學的工具，將兩者結合是一個新的嘗試，希望能截長補短，發展出更 好的教學與評量方法。本章根據上述研究結果，歸納幾點結論並提出建議，
以提供學校及有關單位參考。
第一節 第一節
第一節 第一節 結論 結論 結論 結論
本研究旨在了解利用電子白板進行概念構圖教學對學生在自然與生活 科技領域的概念學習影響及改變情形，並利用多元計分試題關聯結構來了解 學生的知識結構。茲將本研究所得結果摘述如下：
一 一 一
一、 、 、 、紙筆成就測驗描述性分析 紙筆成就測驗描述性分析 紙筆成就測驗描述性分析 紙筆成就測驗描述性分析
(一) 實驗組與控制組在第一單元紙筆成就測驗所得分數的差異未達顯 著，但實驗組所得分數略高於控制組。
(二) 實驗組與控制組在第二單元紙筆成就測驗所得分數的差異未達顯 著，但實驗組所得分數略高於控制組。
二 二 二
二、 、 、 、知識結構分析 知識結構分析 知識結構分析 知識結構分析
(一) 兩組學生在第一、二單元的概念通過率差異不大，但知識結構卻 不相同。
(二) 比較兩組第一、二單元的多元計分試題關聯結構圖，可發現控制 組的概念次序性關係較多、實驗組較少。
三 三 三
三、 、 、 、學生對 學生對 學生對電子白板的概念構圖教學之意見分析 學生對 電子白板的概念構圖教學之意見分析 電子白板的概念構圖教學之意見分析 電子白板的概念構圖教學之意見分析
(一) 大多數學生覺得畫概念圖是困難的，但如與別人共同合作構圖會 有幫助。
(二) 多數學生喜歡上課時全班利用電子白板來畫概念圖，認為此種方
式能幫助理解上課內容，希望老師以後還能繼續使用電子白板進行
概念構圖課程。
(三) 半數以上學生覺得概念圖能呈現出自然課程的重要概念，且認為 畫概念圖能幫助自己學習自然，更有約三分之ㄧ的學生表示以後會 繼續畫概念圖來幫助學習自然。
根據上述結果，本研究歸納出以下結論：
一、理論上而言，概念構圖教學法和互動式電子白板融入教學均可幫助學生 學習，提升教學成效，但本研究顯示利用電子白板的概念構圖教學並不 顯著提升學生在紙筆成就測驗方面的表現。這可能是因為實驗組未能經 由課堂上與課後的概念構圖活動，使其對課程內容有更深入及全盤的探 討與了解；再加上測驗試題不易顯現兩組學生在概念學習的差異，因此 兩組學生在紙筆成就測驗分數上的差異未達顯著，但實驗組測驗分數略 高於控制組。
二、比較實驗組和控制組在第一、二單元的多元計分試題關聯結構圖，可發 現兩組學生的概念通過率差異不大，但知識結構卻不相同。控制組概念 間的次序性關係較多、實驗組較少。
三、大多數學生覺得與別人合作構圖會降低畫概念圖的困難度，喜歡全班在 上課時用電子白板來畫概念圖，並認為此種方式能幫助了解上課內容，
希望老師以後繼續使用電子白板進行概念構圖課程。且有半數以上學生 覺得概念圖能呈現自然課程的重要概念，並認為畫概念圖能幫助自己學 習自然。
第二節 第二節
第二節 第二節 建議 建議 建議 建議
根據研究結果與討論，提出以下建議，期能提供教學及未來研究之參考。
一 一 一
一、 、 、 、在教學方面 在教學方面 在教學方面 在教學方面
(一) 雖然本研究指出利用電子白板的概念構圖教學未能使學生在紙筆
成就測驗上達顯著差異，但實驗組測驗分數仍略高於控制組；且多
數學生喜歡老師在上課時使用電子白板進行概念構圖課程、幫助理
解課程，並認為概念圖能呈現重要概念、幫助學習自然。建議教師 設計自然與生活科技領域課程活動時，可設計部份利用電子白板的 概念構圖教學課程，將其作為一種輔助傳統教學的方法。
(二) 由本研究結果可看出，雖然兩組學生在紙筆成就測驗的概念通過率 差異不大，但彼此的多元計分試題關聯結構圖卻大不相同。建議教 師在教學過程中，可適時利用 PIRS 軟體進行學生的知識結構分 析，以深入了解學生的概念學習情形，作為補救教學及日後課程設 計之參考。
二 二 二
二、 、 、 、在未來研究方面 在未來研究方面 在未來研究方面 在未來研究方面
(一) 本研究中設計連續兩單元的實驗課程，學生大約有兩個月時間需在 課中與課後分組合作與獨立進行概念構圖，概念構圖過程耗時且對 學生來說多了一個負擔。建議未來研究者可改良實驗課程設計，僅 針對某單元或單元中某部分課程內容，設計利用電子白板的概念構 圖教學實驗課程。
(二) 本研究試題編製依據各單元課程內容及教學目標，因此測驗試題非 全為某主題概念間關係及概念階層關係的評量。建議未來研究者可 針對課程內容中某個主要概念進行實驗課程設計及試題編製，以更 深入了解學生的概念學習及改變情形。
(三) 本研究針對學生的紙筆成就測驗表現進行分析，建議未來研究者可
進行學生與教師的概念圖比較，以更深入探討學生的概念學習及改
變情形。
參考文獻 參考文獻 參考文獻 參考文獻
一、中文部份
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習態度及學習成效影響之研究 習態度及學習成效影響之研究
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附錄一 附錄一 附錄一
附錄一： ： ：自然科概念構圖學習單一 ： 自然科概念構圖學習單一 自然科概念構圖學習單一 自然科概念構圖學習單一
六年 六年 六年 六年_ __ __ __ __ __ _班 班 班 班 ___ ___ ___ ___號 號 號 號 _ __ ________ _______ _______ _________ __ ___ __ __ _ 小朋友，下列有幾個常見的概念，請你將它們「分類」 、 「排列」 ，並且在相關的 兩兩概念間加上「聯結線」與「聯結語」，完成屬於你的概念構圖。
霧 小水滴
水蒸氣遇冷 霜
冰晶
雲 露
飄浮在空中
請在此框中繪製概念構圖
雪
清晨或傍晚時附著在物體上 清晨或傍晚時在地表附近形成
附著在葉片等物體上 飄浮在空中
附錄二 附錄二 附錄二
附錄二： ： ：自然科概念構圖學習單二 ： 自然科概念構圖學習單二 自然科概念構圖學習單二 自然科概念構圖學習單二
六年 六年 六年 六年_ __ __ __ __ __ _班 班 班 班 ___ ___ ___ ___號 號 號 號 _ __ ________ _______ _______ _________ __ ___ __ __ _ 小朋友，請你讀一讀下面的例子，判斷這些概念之間是哪一種關係 關係 關係 關係【填入代號 A~F】，並在聯結線上寫上適當的聯結語 聯結語 聯結語 聯結語。
1. 光的三原色為紅色、藍色、綠色。
2. 颱風眼經過的地區通常無風也無雨。
3. 莖是植物的主軸，具有支持、輸送、貯藏的功能。
4. 在地面天氣圖中，彎曲的線條表示等壓線。
5. 冷氣團和暖氣團相遇時，會在交界面形成鋒面。
颱風眼經過的地區
莖
光的三原色 （第____種關係）
無風也無雨 紅色
綠色 藍色
（第____種關係）
（第____種關係）
A 部分和整體的關係 B 原因和結果的關係 C 特徵和功能的關係 D 舉證的關係 E 方向、位置的關係 F 說明、解釋的關係
支持
貯藏 輸送
彎曲的線條 等壓線 （第____種關係）
冷暖氣團相遇時 鋒面 （第____種關係）
6. 傳送電流的通路，稱為電路。【4 分】
7. 粉末或顆粒狀的物品如糖，放在空氣中一段時間後會變得潮濕，是因為空氣中有水蒸氣。
8. 生活中有許多應用磁鐵的地方，例如：跳棋、白板、冰箱等。
9. 把鹽放在水中攪拌後，鹽會慢慢不見了，但是水會變得鹹鹹的，這種情形就是鹽在水中溶 解了。
10. 電路有兩種連接方式－串聯和並聯。
11. 水加熱後會蒸發變成水蒸氣。
12.颱風警報可分為海上颱風警報、海上陸上颱風警報及解除颱風警報。
潮濕 糖
粉末或顆粒狀物品 放在空氣中一段時間
（第____種關係）
（第____種關係） （第____種關係）
傳送電流的通路 電路 （第____種關係）
生活中磁鐵的應用 （第____種關係）
跳棋
冰箱 白板
鹽 放在水中攪拌 在水中溶解了
（第____種關係）
（第____種關係）
並聯 電路
串聯
（第____種關係）
水蒸氣 加熱
水 蒸發
（第____種關係）
（第____種關係） （第____種關係）
颱風警報 （第____種關係）
海上颱風警報
解除颱風警報 海上陸上颱風警報
附錄三
（4）接著進行分組討論，完成各組課本 p7-19（Ch1）概念圖，並交給 老師。
附錄四
教 教 教 教
學 學 學 學
活 活 活 活
動 動 動 動
魚、車子、太空船的外形設計(流線型)，磁浮列車都是為了”減少”
摩擦力。
參參參
參、、、綜合活動、綜合活動綜合活動 綜合活動
1.【重點複習】教師再次提示今天上課內容中的重要概念，並請學生在 課文重要處劃線。
2.【作業指導】教師講解習作 p7，請學生課後完成。
【第九節課結束】
【第十節課開始】
壹壹壹
壹、、、準備活動、準備活動準備活動 準備活動
◎學生：分組
貳貳貳
貳、、、發展活動、發展活動發展活動 發展活動
【分組討論】
（1）請各組試着將第一單元的教學重點全都找出來，並練習表達。
（2）進行全班討論，各組輪流分享討論結果。
（3）教師與全班進行討論後，請學生自行在課本上做註記。
【第十節課結束】
15 分
40 分
附錄五 附錄五 附錄五
附錄五： ： ：第一單元教師概念圖 ： 第一單元教師概念圖 第一單元教師概念圖 第一單元教師概念圖
附錄六
教 教 教 教
學 學 學 學
活 活 活 活
動 動 動 動
接著請學生發表適當的聯結語，完成本堂課初步的概念圖，如下圖。
（2）依據上列初步概念圖，教師請每位學生在筆記本上列出更多的概 念，並加上聯結線、聯結語，完成更詳細的概念圖。
（3）教師發下之前各組概念圖，請各組進行修改與討論，完成各組課 本 p22-28 概念圖，並交給老師。
2.【作業指導】
（1）教師請學生課後參考各組討論結果，完成課本 p22-28 的概念圖。
（2）教師講解習作 p10，請學生課後完成。
【第三節課結束】
2 分
教 教 教 教
學 學 學 學
活 活 活 活
動 動 動 動
3-2
教師提問：那上課內容中又提到什麼與「滑輪」有關的概念？
經由全班共同討論，教師引導學生發現：滑輪分成定滑輪、動滑輪、
滑輪組三類，且各有優缺點。（教師在 IWB 上列出概念）。接著請 學生上台，利用 IWB 功能直接拖曳這些概念至適當位置，並加上 聯結線，如下圖。
接著請學生發表適當的聯結語，完成本堂課初步的概念圖，如下圖。
（4）教師發回各組 p22-28、29-32、33-36 的概念圖，引導學生加入今 天上課概念圖，請各組完成 p22-38 的概念圖，並交給老師。
教 教 教 教
學 學 學 學
活 活 活 活
動 動 動 動
教師提問：那上課內容中又提到什麼與「簡單機械」有關的概念？
經由全班共同討論，教師引導學生發現：腳踏車和水車磨坊裝置都 是簡單機械的應用。（教師在 IWB 上列出概念）。接著請學生上台，
利用 IWB 功能直接拖曳這些概念至適當位置，並加上聯結線，如 下圖。
接著請學生發表適當的聯結語，完成本堂課初步的概念圖，如下圖。
（2）依據上列初步概念圖，教師請每位學生在筆記本上列出更多的概 念，並加上聯結線、聯結語，完成更詳細的概念圖。
（3）教師呈現剛開始上課時全班討論修改過的 p22-38 的概念圖，引導 學生加入今天上課概念並完成 p22-41 的概念圖
（4）接著進行分組討論，完成各組課本 p22-41（Ch2）概念圖，並交 給老師。
2.【作業指導】
（1）教師請學生課後參考各組討論結果，重新整理筆記本上的概念圖，
並完成課本 p22-41（Ch2）的統整概念圖。
（2）教師講解習作 p16，請學生課後完成。
【第九節課結束】
【第十節課開始】
壹壹壹
壹、、、準備活動、準備活動準備活動 準備活動
◎教師：IWB、、、、教學投影片教學投影片教學投影片教學投影片、、、、各組概念圖各組概念圖各組概念圖各組概念圖
◎學生：分組、筆記本
貳貳貳
貳、、、發展活動、發展活動發展活動 發展活動
【概念構圖】
2 分
圖是否有誤 圖是否有誤 圖是否有誤
圖是否有誤？？？各組也藉此互相分享討論結果？各組也藉此互相分享討論結果各組也藉此互相分享討論結果。各組也藉此互相分享討論結果。。教師並利用。教師並利用教師並利用 IWB教師並利用 儲存討論結果
儲存討論結果 儲存討論結果 儲存討論結果。。。 。
（2）全班討論後，請各組重新整理答案，完成 Ch2 概念構圖。
（3）進行全班討論，各組輪流分享討論結果。教師運用教師運用教師運用教師運用 IWB 將各組將各組將各組將各組 答案呈現在白板上
答案呈現在白板上 答案呈現在白板上
答案呈現在白板上，，，以方便各組說明與討論，以方便各組說明與討論以方便各組說明與討論。以方便各組說明與討論。。之後。之後之後，之後，，教師與全班，教師與全班教師與全班教師與全班 分享自己設計的概念圖
分享自己設計的概念圖分享自己設計的概念圖 分享自己設計的概念圖。。。 。
（4）全班討論後，請各組重新整理答案，畫出各組最終 Ch2 概念圖，
並交給老師。
（5）教師請學生課後參考各組討論結果，重新整理筆記本上的概念 圖，完成課本第二單元的統整概念圖。
【第十節課結束】
分
※分組討論時，教師發給各組「便利貼」，讓學生將概念直接寫在便利貼上，之後可任意移動 概念在概念圖上的位置，學生不需重覆填寫概念，增加構圖效率並減低學生對反覆修改概念 圖的排斥感。
附錄七
附錄八 附錄八 附錄八
附錄八： ： ：第二 ： 第二 第二單元教師概念圖 第二 單元教師概念圖 單元教師概念圖 單元教師概念圖
( )1.下列關於「地球引力」的敘述，何者為「非」？
( )19.在下列哪一種地面溜冰，所受到的摩擦力最
附錄十 附錄十 附錄十 附錄十
自然與生活科技領域第ㄧ單元紙筆成就測驗 試題分析雙向細目表
認知歷程向度
記憶 了解 應用 分析 評鑑 創造
事實 知識
1 6 10 15
9 16
概念 知識
3 4
5 11 12 13 18 19 25 26 27
7
程序 知識
17 20 21 28 知
識 向 度
後設 認知 知識
2 8 14 24 30
22
23 29
附錄十一 附錄十一 附錄十一
附錄十一： ： ： ： 第一單元紙筆成就測驗試題概念矩陣 第一單元紙筆成就測驗試題概念矩陣 第一單元紙筆成就測驗試題概念矩陣 第一單元紙筆成就測驗試題概念矩陣
概念編號 試題
編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 1 0 1 0 0 0 0 0 0
2 0 0 1 1 0 0 0 0 0
3 0 0 0 0 0 0 0 1 0
4 1 0 0 0 0 0 0 0 0
5 0 0 1 1 0 0 0 0 0
6 1 1 0 0 0 0 0 0 0
7 1 0 0 1 0 0 0 0 0
8 0 0 0 0 0 0 1 0 0
9 1 0 1 0 0 0 0 0 0
10 0 0 0 1 0 0 0 0 0
11 0 0 1 0 0 0 0 0 0
12 0 0 0 0 0 0 0 1 0
13 0 1 1 0 0 0 0 0 0
14 0 0 1 0 0 0 0 0 0
15 0 0 0 0 0 0 0 0 1
16 0 0 0 1 0 0 0 0 0
17 0 1 0 0 0 0 0 0 0
18 0 1 1 1 1 0 0 0 0
19 0 0 0 0 0 0 1 0 0
20 0 1 0 0 0 0 0 0 0
21 0 0 0 0 1 0 0 0 0
22 1 0 1 0 0 0 0 0 0
23 1 0 1 1 0 0 0 0 0
24 0 0 0 0 1 0 0 0 0
25 1 0 0 0 0 0 1 0 0
26 0 0 0 0 0 0 1 1 0
27 0 0 0 1 0 0 0 0 0
28 1 0 0 0 1 0 1 0 0
29 0 0 0 1 0 1 0 0 0
30 0 0 0 0 0 0 0 1 0
一 ->小齒輪->鏈條->大齒輪->前車輪。
( )13.下列哪種工具「沒有」使用齒輪構造？
(二)請找出下列工具的支點(A)、施力點(B)、
抗力點(C)，並將正確代號代號代號代號填入空格中。
1. 鑷子 2.指甲剪
3. 開罐器 4.筷子
(三)滑輪 20 克重，下方懸掛重物為 30 克重。看 圖回答問題，並將適當代號填入( )裡：
1.請問右圖工具名稱為何？
答： 。
2.左圖中，支點為( )，施力點 為( )，抗力點為( )。
【填甲、乙或丙】
3.施力臂( )抗力臂。【＜,＞,＝】
4.想提起重物，手需施力___克重。
5.手拉繩子往上移 16 公分，
重物移動____公分。
(四)回答下列有關腳踏車的相關問題：
1.腳踏車大小齒輪轉動方向 。【相同、相反】
2.腳踏板和大齒輪是輪軸關係，腳踏板是 ， 大齒輪是 。【填輪、軸】
3.腳踏板轉一大圈，大齒輪轉 小圈。
4.腳踏車的大齒輪轉一齒時，小齒輪轉 齒。
(五)下列有關定滑輪的敘述，對的請打勾：
（ ）使用定滑輪可以省力
（ ）手施力的方向和重物移動的方向相反
（ ）重物移動距離是手拉動繩子距離的 2 倍
（ ）使用定滑輪時，滑輪只會轉動，位置固 定不變
(六)請判斷使用下列工具時是否省力？
省力打○，費力打 X
○1 老虎鉗 ○2 竹蜻蜓
○3 掃把 ○4 削鉛筆機
○5 釘書機 ○6 溜溜球
○7 榨汁器 ○8 扳手
(七)假設甲齒輪有 15 齒，乙齒輪有 5 齒，丙齒 輪有 30 齒。請看圖回答下列問題：3
1.若甲順著箭頭的方向旋轉，乙旋轉的方向為 何？答： 。(填入①或②) 2.承上題，丙旋轉的方向會與哪個齒輪相同？
答： 。
3.甲齒輪轉動 2 圈，丙齒輪會轉_____圈。
附錄十三
附錄十四 附錄十四 附錄十四
附錄十四： ： ： ： 第二單元紙筆成就測驗試題概念矩陣
概念編號 試題
編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1-1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1-2 0 1 1 0 1 0 0 0 0
1-3 0 0 0 1 0 0 0 1 0
1-4 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1-5 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1-6 0 0 1 0 0 0 0 0 0
1-7 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1-8 0 1 0 0 0 0 0 0 0
1-9 1 0 0 1 0 0 0 0 0
1-10 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1-11 0 0 1 0 0 0 0 0 0
1-12 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1-13 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1-14 0 0 1 0 0 0 0 0 0
1-15 0 0 1 0 0 0 1 1 0
2-1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
2-2 1 0 0 0 0 0 0 0 0
2-3 0 0 1 0 0 0 0 0 0
2-4 0 1 0 1 0 0 0 0 0
2-5 0 0 0 0 1 1 1 0 0
2-6 0 0 0 0 0 0 1 1 0
2-7 1 1 0 1 0 1 0 0 0
2-8 0 0 0 1 0 0 0 0 0
2-9 0 0 0 1 1 0 1 0 0
2-10 0 0 0 0 0 0 0 0 1
2-11 0 0 1 0 1 0 1 0 0
2-12 0 0 0 0 0 0 0 1 0
2-13 0 0 0 0 0 0 1 0 0
3-1-2 1 0 0 0 0 0 0 0 0
3-1-3 1 0 0 0 0 0 0 0 0
3-2-1 0 1 0 0 0 0 0 0 0
3-2-2 0 1 0 0 0 0 0 0 0
3-2-3 0 1 0 0 0 0 0 0 0
3-2-4 0 1 0 0 0 0 0 0 0
3-3-1 0 0 0 0 1 0 0 0 0
3-3-2 0 0 0 0 1 0 0 0 0
3-3-3 0 0 0 0 1 0 0 0 0
3-3-4 0 0 0 0 1 0 0 0 0
3-3-5 0 0 0 0 1 0 0 0 0
3-4-1 0 0 0 0 0 0 1 0 0
3-4-2 0 0 0 1 0 0 0 0 0
3-4-3 0 0 1 0 0 0 0 0 0
3-4-4 0 0 0 0 0 0 1 0 0
3-5-1 0 0 0 0 1 0 0 0 0
3-5-2 0 0 0 0 1 0 0 0 0
3-5-3 0 0 0 0 1 0 0 0 0
3-5-4 0 0 0 0 1 0 0 0 0
3-5-5 0 0 0 0 1 0 0 0 0
3-5-6 0 0 0 0 1 0 0 0 0
3-6-1 0 1 0 0 0 0 0 0 0
3-6-2 0 0 0 1 0 0 0 0 0
3-6-3 0 1 0 0 0 0 0 0 0
3-6-4 0 0 0 1 0 0 0 0 0
3-6-5 0 1 0 0 0 0 0 0 0
3-6-6 0 0 0 1 0 0 0 0 0
3-6-7 0 1 0 0 0 0 0 0 0
3-6-8 0 0 0 1 0 0 0 0 0
3-7-1 0 0 0 0 0 0 1 0 0
3-7-2 0 0 0 0 0 0 1 0 0
3-7-3 0 0 0 0 0 0 1 0 0
附錄十五 附錄十五 附錄十五 附錄十五
利用電子白板的概念構圖教學意見調查表 利用電子白板的概念構圖教學意見調查表 利用電子白板的概念構圖教學意見調查表 利用電子白板的概念構圖教學意見調查表
六年___班 ___號 姓名_________
各位小朋友好！
經過兩個單元的概念構圖教學後，為了了解各位小朋友的感受，因而製作了這份 問卷。由於每個人的感受不同，所以請你仔細閱讀下列問題，找出最接近你個人想法 的答案，在□中打勾：
1.你覺得畫概念圖難不難？
□一點都不難 □不會很難 □有點難 □很難
2.你已經了解如何畫概念圖了嗎？
□非常了解 □大致了解 □不太了解 □完全不了解 3.你喜歡上自然課時全班利用電子白板來畫概念圖嗎？
□非常喜歡 □喜歡 □不太喜歡 □完全不喜歡
4.你覺得上自然課時，全班利用電子白板畫概念圖能不能幫助你了解自然課的課程內 容？
□幫助很大 □有幫助 □不太有幫助 □完全沒幫助
5.你覺得概念圖能呈現自然課程的重要概念嗎？
□能完全呈現 □能呈現 □不太能呈現 □完全不能呈現 6.你覺得和別人一起畫概念圖對你有幫助嗎？
□幫助很大 □有幫助 □不太有幫助 □完全沒幫助 7.你覺得畫概念圖能不能幫助你學習自然？
□很有幫助 □有幫助 □幫助不大 □完全沒幫助 8.你以後學自然時還會繼續畫概念圖來幫助學習嗎？
□一定會 □會 □不太會 □完全不會
9.你喜歡以後上自然課時，老師繼續使用電子白板進行概念構圖的課程嗎？
□非常喜歡 □喜歡 □不太喜歡 □完全不喜歡
10.每次課後的概念構圖作業，你平均 平均 平均 平均會花幾分鐘完成呢？
在文檔中
電子白板的概念構圖教學應用於小六自然科之成效探究與知識結構分析
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