研究工具

本研究採質性研究，所採用之研究工具共有九項，分別為「論證要素練習 單」、「光行進概念評測工具」、「魔法校車-聰明亮點子（光的秘密）閱讀論 證單」、「魔法校車-聰明亮點子（光的秘密）閱讀論證單(1)」、「論證書寫單」、

「光學實驗學習單①」及「光的行進科學寫作學習單」、「半結構式晤談大綱」、

「專家審查之命題敘述及概念圖」。以下就其主要內容、與研究之關係及工具的 效度分述如下：

(一)、論證要素學習單（附錄一）

學生於學習歷程中，對於論證學習內容為初次接觸，因此對論證要素不甚熟 悉。研究者以學生該學期南一版「自然與生活科技領域」教科書中單元內容和繪 本內容，設計將論證要素與教科書的單元和繪本內容結合，共編撰五回合學習 單，第一回合以南一版五下第五單元「酸和鹼」融入論證要素學習單，讓學生練 習以要素-主張(Claim)和資料(Data)論述溶液的酸鹼度；第二回合以南一版五上第 一單元「植物的世界」融入論證要素學習單，讓學生練習以要素-主張(Claim)、

資料(Data)和理由(Warrant)論述植物的蒸散作用；第三回合則以南一版四下第一 單元「美麗的彩虹」融入論證要素學習單，讓學生練習以要素-主張(Claim)、資 料(Data)、理由(Warrant)和支持(Backing)論述光的色散現象；最後第五回合以繪 本中的內容融入魔法校車-聰明亮點子（光的秘密）論證寫作單(5)，讓學生練習

以論證五要素-主張(Claim)、資料(Data)、理由(Warrant)、支持(Backing)和反駁 (Rebuttal)論述光的行進現象。

(二)、光行進概念評測工具

本研究為探討學生「光行進概念」，研究者先進行相關文獻的探討，最後依 研究主題的相關性，於取得試題作者同意後，採用李采褱與王靜儀（2004）及蕭 倍如（2005）的概念評測試題（附錄二、三），並分析科學繪本內容的概念，將 兩份概念試題的主、次概念和命題敘述與繪本內容概念做一概念對照表（附錄 四），以概念對照表對兩份試題進行題目的挑選，將選出的題目重新編排題號後 為本研究的「光行進概念評測工具」，用以進行前後測，研究者透過分析學生的 答題組合來瞭解學生的概念理解情形。

(三)、「魔法校車-聰明亮點子（光的秘密）閱讀省思單」（附錄五）

省思單分為以下部分收集學生論證資料，分別是「學生寫下對繪本內容感到 有疑問的頁次和敘述」、「學生產生疑問所持的理由」、「學生以書寫或繪圖的 方式表達自己認為正確的內容」。學生在第一次對繪本的寫作論證時使用。收集 學生第一次對繪本閱讀後寫作論證的文字敘述。

(四)、「魔法校車-聰明亮點子（光的秘密）閱讀省思單(1)」（附錄六）

省思單(1)分兩個部分收集學生論證資料，學生可自由選擇其中一個部分進 行寫作。以下就省思單(1)的兩個部分加以說明：第一部分為「學生寫下對繪本 文字敘述感到有疑問的頁次和敘述」、「學生以書寫或繪圖的方式表達自己認為 正確的內容」以及最後「我為什麼要把繪本內容修改成這樣的內容，學生根據探 究或同儕間論證的資料或生活中的經驗加以敘述」，在此部分研究者收集學生和 繪本「文字敘述」論證的資料。第二部分為「學生寫下對繪本插圖感到有疑問的 頁次和敘述」、「學生以繪圖的方式表達自己認為正確的內容」以及最後「我為 什麼要把繪本內容修改成這樣的內容，學生根據探究或同儕間論證的資料或生活 中的經驗加以敘述」，在此部分研究者收集學生和繪本「插圖」論證的資料。學

生在第二次對繪本寫作論證時使用的省思單(1)。收集學生第二次對繪本閱讀後 寫作論證的文字敘述。

綜上所述，研究者在閱讀省思單的設計以「提問」方式引導學生以書寫或繪 圖方式提出對繪本內容的「質疑」、「反駁」、「質疑或反駁繪本內容時所抱持 的理由」以及「修改後的內容」。而閱讀省思單(1)和閱讀省思單的差異處，在 於「質疑或反駁繪本內容時所抱持的理由」表達方式。閱讀省思單中，僅以「問 答」方式引導學生書寫理由；但閱讀省思單(1)增列「探究活動」、「小組成員 討論」、「論證過程自己和他人相互反駁」三項引導思考的層面以引導學生書寫 更多資料、理由支持本身論述。

(五)、論證書寫單

研究者於學生對同儕論點寫作論證時，所使用的書寫單，依照活動分為以下 幾類型式。第一次對同儕論點寫作論證：研究者鑑於學生對論證的認識不足，以 較不複雜的書寫單(1)讓學生進行寫作，其內容為學生寫下和自己論證立場相反 的對象座號後，對其主張提出論述加以評論。第二次同儕間論證：以帶有引導的 書寫單(2)讓學生進行寫作，其內容為學生寫下論證的對象座號後，除了對其主 張提出論述加以評論外，研究者也引導學生寫出自己的意見來源，為論述提供更 多支持。第三次同儕間論證：以佘曉清（2008）的論證教學模板設計酌予修改後 設計書寫單(3)引導學生以論證架構進行寫作，研究者希望學生能提出更多的論 證要素支持自己的論述。

(六)、光學實驗學習單①（附錄七）

由於學生初次接觸探究活動，對探究活動的過程不甚熟悉。本研究第一次實 施探究的過程使用由研究者和指導教授討論後，設計編撰之「光學實驗學習單

①」，作為學生第一次探究活動的寫作引導。茲將學習單的設計內容說明如下：

學習單設計目的為引導學生進行情境式的實驗。學習單的開頭，研究者以「選項」

和「問答」的方式，收集學生對光行進的初始想法。接著學生按照學習單的設計，

逐步完成學生實驗裝置的設計，並將設計的實驗裝置模型外觀和設計的想法、理 由以及實驗的步驟，以文字敘述和繪製圖片的方式加以記錄呈現。

除了進行學習單寫作之外，研究者也利用課堂的時間讓學生將自己設計的實 驗裝置加以演示，使同儕間相互了解對方的探究活動，由同儕給予建議後進行實 驗裝置的修改，之後學生將結果以文字敘述的方式呈現出來。活動的最後，研究 者再將學生加以異質分組後，進行小組討論，同儕間透過相互發表和記錄他人實 驗結果的過程，之後將自己想法和同儕想法加以比較以進行同儕間的論證活動。

(七)、光的行進科學寫作學習單（附錄八）

茲將學習單的設計內容分兩部分說明如下：學習單的第一部分，研究者要求 學生使用論證要素進行論述，透過論述讓學生對於前面三次同儕間論證的想法加 以統整且將他人和自己的想法加以比較，寫出哪些是自己同意或不同意的，透過 這樣的方式找出自己第二次探究時的主題。並以文字敘述和繪圖的方式加以描 述。學習單第二部分：先進行同儕間進行第二次探究實驗的演示及建議，之後學 生以探究的結果形成主張，並將陳述且以論證的要素的方式條列陳述以支持論 點，並且在最後，學生進行書籍和網路資訊的搜尋，並將所搜尋的資訊和自己實 驗想法做一比較，學生做想法改變歷程的自我陳述。設計此學習單是鑑於三個回 合的同儕間論證後，研究者感受到學生對於論證的強度逐漸減弱，經研究者審視 學生資料並省思後，發現同儕間的論證由於缺乏新的資料可讓學生使用以支持論 點，造成同儕間的論證常流於各說各話、沒有交集、各執己見或是人云亦云，因 此研究者讓學生進行第二次的探究活動得到更多驗證自己和他人論點的機會，且 學生於探究活動後依照啟發式科學寫作的學生模板進行啟發式科學寫作的活動。

(八)、晤談大綱（附錄九）

為釐清學童對光學現象的「概念理解」，且研究者為了進一步釐清國小高年 級學生於科學寫作中融入論證活動後，對光的行進概念理解，期望透過晤談釐清 學生於活動最後概念理解的表現。晤談屬於「半結構式晤談」，透過晤談蒐集學 生的質性資料。晤談對象為接受概念理解分析的十位學生繼續進行，分析學生於

各寫作論證活動中敘及之另有概念或概念不清楚之處，加以抽離並據以提出問題 晤談。晤談個案編碼為：性別+（座號+3）。研究者查閱十位學生於書寫活動中的 敘述後，針對學生敘述不清楚而研究者有疑問之處，再加以追問，研究者編擬晤 談大綱，以進行晤談工作，晤談工具為自行開發，內容主要分為兩個部份：

進行晤談時：首先分析學生於各書寫活動中提及之另有概念並將其抽離出 來，採用科學繪本「魔法校車-聰明亮點子」中 25 張與光的行進相關圖片與文字，

內容為反射、折射、光行進、影子…等。晤談圖文呈現順序為「先圖後文」。配 合晤談圖片及文字。，

(九)、專家審查之命題敘述與概念圖

光行進概念命題敘述的產生方式由研究者閱讀學生於繪本中、同儕間、以及 探究和啟發式科學寫作的文字內容後，參閱國小教科書中與光的主題有關的教材 內容及相關物理書籍，再和指導教授與另一位具物理背景之專家討論修改後歸納 出 8 個主概念，8 個主概念再細分為 20 個次概念，依照專家意見發展出「命題 敘述」之後，依命題敘述繪製「專家概念圖」，由研究者和指導教授討論並繪製 專家概念圖，之後再將專家概念圖（包括主、次概念、命題敘述、概念圖）委請 具物理背景之專家對概念圖的「命題敘述」、「連結語使用正確性」、「階層安排」

進行審查及建議，最後依專家審查建議進行修改後通過如表3-3-1、圖 3-3-1，作

進行審查及建議，最後依專家審查建議進行修改後通過如表3-3-1、圖 3-3-1，作