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表4-1-1 各版細胞有絲分裂單元基本知識命題及文句命題之統計 版本 三版 AB AC BC 單版 合計 文句命題總數 A 版 15 5 2 24 46 67 B 版 15 5 2 9 31 46 C 版 15 2 2 15 34 49 總計 15 5 2 2 48 72 162

三個版本合計表徵 72 項基本知識命題,表徵的情境範圍以分類 範圍 39 項為最多,概括範圍或區辨範圍各有 18 或 15 項(表 4-1-2)。 顯示此細胞有絲分裂單元的內容著重在分類範圍的情境說明。

表4-1-2 各版細胞有絲分裂單元基本知識命題於情境範圍之統計

版本

情境範圍 三版 AB AC BC A B C 總計

概括 2 0 2 0 6 4 4 18 分類 8 5 0 2 12 4 8 39 區辨 5 0 0 0 6 1 3 15 總計 15 5 2 2 24 9 15 72

這 72 項基本知識命題中,表徵的生物組成層級包括個體層級、

細胞層級及染色體層級。主要的概念在個體層級的有:個體、性狀、

發育及生殖;細胞層級的有:細胞及有絲分裂;染色體層級的有:染 色體及分配(有絲分裂)。在不同的情境範圍中,用來表徵這些生物 概念的用詞,舉例如表 4-1-3。三個版本的命題於生物組成層級及情 境範圍之分布統計如表 4-1-4,於後續說明。

表4-1-3 細胞有絲分裂單元中生物概念於情境範圍中的用詞舉例

生物概念

情境範圍 個體 性狀 發育 生殖 細胞 有絲分裂 染色體 分配(有絲)

概括 生物 遺傳特性 發育 生殖 細胞 細胞的分裂 染色體

分類 單細胞生物 有性生殖 生殖細胞 細胞分裂 同源染色體 複製

區辨 精子 來自父親的

表4-1-4 細胞有絲分裂單元中三版共同命題與各版發散命題於生物組成層級及情境範圍之分布統計

生物組成層級 個體層級 細胞層級 染色體層級 個體—細胞 細胞—染色體 個體—染色體 總計

情境範圍

版本 概括 分類 區辨 概括 分類 區辨 概括 分類 區辨 概括 分類 區辨 概括 分類 區辨 概括 分類 區辨

三 1 2 1 2 1 3 1 2 2 15

A 3 5 4 2 1 1 2 2 1 2 4 1 3 31

B 2 2 2 1 4 2 1 2 16

C 2 2 4 2 1 1 1 4 2 19

(二二二二))))共同基本知識命題共同基本知識命題共同基本知識命題 共同基本知識命題

三個版本皆出現的共同 15 項基本知識命題,連結形成的概念圖 如圖 4-1-1。表徵的生物概念、關係、知識命題舉例及情境範圍整理 於表 4-1-5、4-1-6~8。表徵的概念關係屬於概括範圍、分類範圍或區 辨範圍的各有 2、8 或 5 項。

共同命題中,有 7 項表徵同一生物組成層級內概念之間的關係。

個體層級內的有 1 項,為概括範圍的「生殖—個體」作用關係。細胞 層級內的有 2 項,都屬於分類範圍,分別為「細胞—有絲分裂」行為 關係及「有絲分裂—細胞」作用關係。染色體層級內的有 4 項,為概 括範圍與分類範圍的「染色體」性質關係,以及區辨範圍的「染色體—

分配」行為關係。

其餘 8 項共同命題則表徵兩個層級概念之間的關係。個體與細胞 層級之間有 3 項,都屬於分類範圍,分別為有絲分裂過程中「有絲分 裂—個體」、「有絲分裂—發育」及「有絲分裂—生殖」作用關係。細 胞與染色體層級之間有 3 項,為分類範圍的「細胞—染色體」性質關 係,以及區辨範圍的「細胞—染色體」組成關係及有絲分裂過程中「染 色體分配—細胞」作用關係。另外,個體與染色體層級之間則有 2 項,

皆是表徵區辨範圍的「生殖—染色體」作用關係。

綜合來看,此單元的共同內容以細胞層級的「有絲分裂」概念為

核心,連結到個體層級和染色體層級,著重在分類範圍的情境說明。

共同命題中,表徵染色體層級相關的命題數最多,有 9 項,分布於三 個情境範圍。然而,區辨範圍的 4 項命題中,「生殖—染色體」作用 關係為略過細胞層級的跨級連結,由於需整合減數分裂單元和有性生 殖單元中細胞與個體或染色體層級之間的過程內容,因此在此單元 中,屬於沒有形成接續性的跨級連結。

((

((三三三三))))發散基本知識命題發散基本知識命題發散基本知識命題 發散基本知識命題

其餘 57 項發散基本知識命題,表徵的生物概念、關係及情境範 圍整理於表 4-1-6~表 4-1-8。發散命題表徵的概念關係,屬於概括範 圍、分類範圍或區辨範圍的各有 16、31 或 10 項。

概括範圍的 16 項發散命題中,個體層級內的有 5 項,以個體及 生殖兩個概念為主;染色體層級內的有 6 項,雖然已有一項共同命題 表徵「染色體」性質關係,但其中 5 項發散命題表徵的內容與此共同 命題的內容並不相同。其餘的命題中,有 4 項表徵相鄰兩個層級概念 之間的關係(個體與細胞層級有 2 項,細胞與染色體層級有 2 項)。 另外 1 項為個體與染色體層級之間的「染色體—性狀」作用關係,需 整合分子表現單元中個體、基因等層級的過程內容,因此在此單元 中,屬於沒有形成接續性的跨級連結。

分類範圍的 31 項發散命題中,個體層級內的有 7 項,細胞層級 內的有 7 項,染色體層級內的有 3 項。相鄰層級關係的命題中,個體 與細胞層級之間有 5 項;細胞與染色體層級之間有 6 項;當中有 5 項 表徵的關係各與 2 項共同命題的相同,但表徵的內容並不相同。另 外,3 項為「個體—染色體」組成關係,屬於跨級連結,整合「個體—

細胞」及「細胞—染色體」兩個組成關係;其中 B 版有表徵這兩個 關係,也許能形成接續性的連結,A 版則沒有。

區辨範圍的 10 項發散命題中,細胞層級內的有 2 項,染色體層 級內的有 1 項。其餘 7 項為細胞與染色體層級之間的命題。雖然有 8 項表徵的關係各與 3 項共同命題的相同,但表徵的內容並不相同。

((

((四四四四))))小結小結小結 小結

進一步來看,6 項共同命題表徵的關係,各與部分發散命題表徵 同一個關係,但表徵的內容不同,此結果顯示同一個關係會有不同的 表徵內容。例如「細胞—染色體」組成關係,在概括範圍有 1 項命題 來表徵,在分類範圍則視不同種類細胞或染色體的情境有 2 項命題來 表徵,在區辨範圍就相同種類但不同型式的情境,有 6 項命題來表徵。

綜合來看,在此單元中,三個版本的共同命題,表徵染色體層級 相關的命題數較多,分布於三個情境範圍。發散命題中,屬於概括範

圍的是以個體層級內和染色體層級內為主;分類範圍是以細胞層級內 及相鄰層級連結為主;區辨範圍則是以細胞與染色體層級連結為主。

發散命題與共同命題所表徵的,大多為層級內或相鄰層級的連結關 係,但有少數幾項屬於沒有形成接續性的個體與染色體層級之間跨級 連結(表 4-1-4)。

另外,區辨範圍的命題中,「細胞—染色體」組成關係,B 版屬 於分類範圍的發散命題有表徵這個關係,C 版則在概括範圍及分類範 圍都有表徵,也許能形成類別對應的連結,至於 A 版則都沒有。A 版是以分類範圍的「個體—染色體」組成關係,這個跨級連結,來隱 喻「個體—細胞」及「細胞—染色體」兩個組成關係;然而,當沒有 分類範圍的表徵來參照,進行類別對應,因此缺少對個體內多數種類 細胞內染色體組成的認識,則容易發生不同於科學概念的迷思概念,

如:個體全部的染色體散布於不同種類的細胞,每一種細胞只含有一 對同源染色體,即一條來自父親,另一條來自母親。

至於 A 版的發散命題「細胞」性質關係,在分類範圍有命題表 徵,作為類別對應基礎。其餘屬於區辨範圍的命題,若沒有相關的命 題來形成類別對應基礎,可能屬於沒有類別對應的跨境連結,容易發 生理解困難。

生 物 組 成 層 級

性質 性質 性質 性質

圍 有絲分裂的母細胞

有絲分裂的子細胞

─→

含有

46 條染色體 23 對同源染色體

男性等位基因 IA血型等位基因 黑色素等位基因

辨 ↑作用

行為↓ 一條來自 ↑作用

行為↓ 含有相同數量 ↓複製一次 ↑作用

行為↓

父親有性生殖

母親有性生殖 一條來自 過程概念 每條染色體分配 過程概念

圖 4-1-1 細胞有絲分裂單元中共同命題的概念圖

表4-1-5 細胞有絲分裂單元中共同命題表徵的生物概念、關係及情境範圍,知識命題舉例與概念連結分布 概念一以△標示,概念二以○標示,生物組成層級內的關係以----標示,不同層級之間的關係以──標示。

情境範圍 概念一 關係 概念二 知識命題(小句或名詞組)舉例 個體 發育 生殖 細胞 有絲 染色體 分配(有絲)

概括 生殖 作用 個體 生殖過程產生新個體 ○-- --- --△

概括 染色體 性質 染色體由 DNA 所組成 △

分類 細胞 性質 染色體 細胞中的染色體通常兩兩成對 △ ─ ── ○

分類 細胞 行為 分裂 當一個母細胞分裂完成後 △-- --○

分類 分裂 作用 個體 身體組織的更替,會經過細胞分裂 ○ ── ── ── △ 分類 分裂 作用 發育 成長發育時,會經過細胞分裂 ○ ── ── △ 分類 分裂 作用 生殖 以單細胞生物而言,經過細胞分裂產生

新個體

○ ── △ 分類 分裂 作用 細胞 多細胞生物可經由細胞分裂產生新細胞 ○-- --△

分類 染色體 性質 成對染色體的形狀相似 △

分類 染色體 性質 成對的染色體稱為同源染色體 △

區辨 生殖 作用 染色體 同源染色體一條來自父親 △─── ───○

區辨 生殖 作用 染色體 另一條來自母親 △─── ───○

區辨 細胞 組成 染色體 母細胞的染色體數目 △─ ───○

區辨 染色體 行為 分配 染色體複製一次 △--- ---○

區辨 分配 作用 細胞 子細胞含有與母細胞相同的染色體數量 ○ ── ─── ──△

表4-1-6 細胞有絲分裂單元中三版共同命題與各版發散命題於概括範圍中表徵的生物概念、關係及命題數統計 三 1 表示共同命題數有 1 項,A1 表示 A 版發散命題數有 1 項,AC1 表示 A 版和 C 版同一發散命題數有 1 項。

概念一 關係 概念二 總計

情境

範圍 個體 性狀 發育 生殖 細胞 有絲 染色體 分配(有絲) 蛋白質

概括 個體 行為 B1 B1 2

作用 A1 A1 2

組成 A1 1

生殖 性質 A1 1

作用 三 1 1

A1 1

細胞 組成 C1 1

染色體 性質 三 1 1

AC1 1

B2 2

C2 C1 3

作用 A1 A1 2

概括 合計 1 2 1 3 2 1 7 0 1 18

表4-1-7 細胞有絲分裂單元中三版共同命題與各版發散命題於分類範圍中表徵的生物概念、關係及命題數統計

表4-1-7 細胞有絲分裂單元中三版共同命題與各版發散命題於分類範圍中表徵的生物概念、關係及命題數統計

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