研究流程 研究流程 研究流程 研究流程

第二節

第二節 第二節 研究流程 研究流程 研究流程 研究流程

本研究之實施流程如圖 3-1，並於後進一步說明詳細內容規劃。

一 一 一

一、、、 建構研究理念及進行第一次預試、 建構研究理念及進行第一次預試建構研究理念及進行第一次預試 建構研究理念及進行第一次預試

研究者自民國九十六年二月起，擬定研究方向，開始進行相關文 獻的蒐集與閱覽，範圍包括中、英文期刊、書籍、雜誌、研討會手冊、

論文等，以獲得與研究相關之基本理念與理論基礎。之後，自九十六 年四月起著手研究工具的發展，本研究用來進行半結構晤談的工具包 括「科學圖解的認知歷程之晤談大綱」及施測用的科學圖解。首先根 據本研究對科學圖解的定義，從研究者任職國中所使用的生物科教科

探究國中小學生科學圖解的閱讀認知歷程

圖 3-1：研究流程 第一次預試：

遺傳單元圖解晤談

挑選適合的科學圖解

正式施測：

閱讀科學圖解歷程之晤談

評 析 相 關 文 獻 及 進 行 論 文 撰 寫

分析科學圖解 第二次預試：

閱讀科學圖解歷程之晤談 發展晤談大綱

建構研究理念

影像 處理 修改 圖解 修

正

資料分析及詮釋

完成論文撰寫

研 究 工 具 的 發 展

第三章 研究方法

書版本中的遺傳單元裡，挑選五張圖解來進行預試。研究者在分別與 兩位國中七年級學生進行晤談之後，獲得下列幾項發現：

1. 兩位學生都比較喜歡只單純用來顯示物體組成的構造圖（如染色 體構造圖），但圖解的內容若是用來說明抽象概念或過程的示意 圖，而且圖解中含有許多符號及簡單抽象元素(如圓圈、線條)的 繪畫元件，學生就比較容易不耐煩、發生閱圖上的困難，並對圖 解的符號系統及要傳達的概念產生疑問或另有概念。

2. 由於這兩位七年級學生才剛學完遺傳單元，對圖解相關的概念知 識及教師教學記憶仍深刻，其呈現出的理解方式常是直接背出記 憶中教師教學的內容，並非真正的閱圖理解，因此正式施測時要 避免使用剛學完相關概念的學生。

3. 與學生進行晤談的時間過長時，會造成其閱讀歷程中表現出不耐 煩、隨便敷衍的態度，因此要晤談完五張圖解，必須將晤談分成 好幾天進行，總共所費時間很長。

有鑑於上述第一項結果的發現，研究者為了想廣泛瞭解學生在閱 讀這類用來表徵抽象概念或過程的圖解時，其認知歷程中會如何處理 圖解及會遭遇哪些困難，決定將研究層面只著重在學生的讀圖認知歷 程上，而非研究學生對某個特定圖解的內容會產生哪些另有概念，因 此不限制圖解涉及的內容要與某特定單元有關。再者，在生物學的圖

探究國中小學生科學圖解的閱讀認知歷程

解設計方面，設計者經常會需要使用到符號來連結某個圖型元件放大 前及放大後的模樣，但設計者會選擇繪製哪種類型的「放大表示法」

並沒有一致。有鑑於進行預試的兩位學生在進行閱圖時，都曾對科學 圖解中的符號系統發生疑惑，這意味著學生有可能在閱讀科學圖解時 因為對符號或慣例使用的意義不了解，為了要合理解釋這些疑惑，因 此學生對圖解產生另外的詮釋(卓明慧, 2003)。研究者期望藉著本研究 的結果有助於了解學生在閱圖歷程中與符號系統互動的情形，因此研 究者將欲研究的科學圖解選定在箭號使用意義及「放大表示法」皆不 相同的圖解上。

此外，在考量每次進行晤談時間不宜過長，研究者又希望在正式 施測時能給予學生充足的時間進行讀圖及回應，以求能獲得學生更為 真實的閱圖歷程，因此在正式施測時縮減為以兩張科學圖解進行晤 談。

二二

二二、、、 挑選適合的科學圖解、 挑選適合的科學圖解挑選適合的科學圖解 挑選適合的科學圖解

在進行第一次預試之後，研究者自九十六年七月至十月著手進行 挑選適合正式施測的科學圖解，由於正式施測時只需要兩張圖解，所 以必須挑選對回答本研究待答問題有利的圖解。為了確保八年級學生 在閱圖時，表現出的行為完全是反映自己的真實情況，已經不受教師 曾利用該圖解進行教學留下的記憶影響，故不從國中生物課本中挑選

第三章 研究方法

圖解，而是從高一、高二生物課本及大學普通學生物課本內挑選適合 本研究的圖解。在實際挑選的步驟上先刪除了純粹用來顯示物體組成 的構造或功能的圖解(例如:細胞構造圖、消化系統示意圖)及與生物化 學概念有密切關係，學生需要具有生化相關先備知識才能閱讀的圖解 (例如糖解作用、光合作用)。接著，研究者再挑選出圖解的符號系統 中具有「放大表示法」的圖解。同時，因考量到若兩張圖解具有相同 科學概念，學生的認知歷程表現可能會受到晤談時先閱讀哪一張圖而 有影響，因此挑選的圖解含有不同的科學概念。最後，研究者以 Schollum (1983)舉出的六種箭號不同的使用意義來分析各圖解的箭 號，期望能在同一張圖解中就找到已包含多個箭號及多種的箭號意 義，方便研究者了解學生對箭號意義理解的情形。

經過上述步驟後，研究者共挑選出兩張科學圖解，當做進行第二 次預試的晤談工具。其中一張是來自高中南一版生物課本有關受精、

著床過程的圖解，會選擇這張圖解的原因，有以下兩點考量：

(1)在圖解涵蓋的知識性質方面，這張圖解的內容同時具有構造性知識

（例如：輸卵管、子宮的外觀）和功能性知識（例如：受精到著 床過程）。由於五年級和八年級學生在學校課程中皆已經學過在圖 解中繪製的女性生殖器官圖，對圖解中的構造性圖示理論上應要 曉得。但以圖解所含的功能性知識而言，雖然國中生物課本當中

探究國中小學生科學圖解的閱讀認知歷程

沒有繪製受精到著床過程的圖解，但在課文當中已有詳細描述此 過程，故八年級學生已學習過此圖解所含的功能性知識，然而五 年級學生在學校課程中卻未學過。因此，選用此圖解可用來了解 學校課程是否教授過內容知識對這兩群學生閱圖歷程上產生的影 響差異。

(2)這張圖解的功能性圖示具有時間性及空間性順序的分析過程，其時 間及空間順序的起始點圖示是落在整張圖的右方，終點是在左 方，並且圖解中沒有使用箭號來指示時間順序。但根據西方文化 的視覺習慣，在無構圖的狀況下，觀者的視線是由左而右，由上 而下的去做 Z 字型的搜尋路徑為主(Nelson, 1994)。因此，透過此 圖解可探討學生在讀圖順序上是否會因有類似西方文化的視覺習 慣而對圖解內容的理解上發生了時間順序顛倒的現象。

另一張科學圖解是來自大學普通生物學課本，內容是有關骨骼肌 收縮的機制，會選擇這張圖解的原因，主要是基於 Lowe (1988, 1993b) 的研究發現，有專門知識的學生對圖片內容的呈現能較有結構化和有 組織等級的看法，有比較多精緻化的方法可以來處理這些圖片。然而 Roth(2005) 認為即使科學家也可能在詮釋不熟悉的圖解時經歷困 難，並且明顯地根據知覺的立場作出推論而非概念的立場。因此研究 者為了探究八年級學生在未曾學習過圖解涵蓋的概念狀況下進行閱

第三章 研究方法

圖，是否其認知歷程表現上就會與五年級學生較為類似，亦或是會展 現出比五年級學生更多的讀圖技巧來搜尋圖解意義，因此從大學普通 生物學課本中挑選了一張所含的知識是國中生物課程隻字未提的科 學圖解。

三 三 三

三、、、 發展晤談大綱及進行第二次預試、 發展晤談大綱及進行第二次預試發展晤談大綱及進行第二次預試 發展晤談大綱及進行第二次預試

研究者在進行正式施測前，根據訊息處理模式的理論及相關文 獻探討(李賢輝, 1997; 葉素玲, 1999; Cooper, 1980; Lowe, 1993b; Solso, 1994; Sternberg, 2003; Winn, 1993)，初步擬定「科學圖解的認知歷程 之晤談大綱」。為了找出晤談大綱可能遺漏之處，預測正式施測時可 能遇到的問題，因此研究者在民國九十七年一月至三月，挑選兩位國 中八年級學生及兩位國小五年級學生進行第二次預試，依據預試結果 來做晤談大綱及正式施測方式的修正。預試的晤談方式是以電腦播放 圖解供學生閱讀，讓學生指著螢幕來回答，研究者則在旁以白紙另作 紀錄，並全程進行錄影錄音。第二次預試的結果發現：

(1)由於學生思考常中斷，語氣常停頓許久，難以將自己閱圖的各階段 歷程連續詳盡的說出或以完整的句子表達，故需要把晤談大綱中 各階段認知歷程的問題擬定得更細節，且研究者在正式施測時需 不斷追問，以確定學生是否已表達完想法。

探究國中小學生科學圖解的閱讀認知歷程

研究者也需花較長時間一直來確認學生回答的是圖解中何處，並 且學生容易發生視覺疲勞的問題，因此正式施測時，改直接使用 A4 大小的全彩圖解提供學生閱讀及作答。

(3)國小學生在閱讀科學圖解的認知歷程中，比較容易把注意力放在圖 解中日常生活曾看過或聽過，而且影像表徵是以寫實、接近肉眼 所見方式繪製而成的「具象元素繪畫元件」(如子宮外觀圖)，並且 在進行圖解的分塊及建構對圖解的理解時，亦都明顯受其影響，

但對影像表徵是以圓圈、線條、幾何形狀等抽象元素繪製而成的

但對影像表徵是以圓圈、線條、幾何形狀等抽象元素繪製而成的