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本研究根據研究結果歸納出以下結論:

壹、「可燃的鐵」實驗是一個極佳的認知衝突實驗

由文獻的探討可知,「可燃的鐵」實驗對反應速率相關概念的教學而言是極 佳的化學實驗(蕭次融,2011)。而由 POEC 教學策略進行實驗演示教學,發現 超過九成以上的學生對可燃的鐵現象進行預測均無法成功預測,證明了「可燃的 鐵」實驗除了在進行反應速率教學是個有效的實驗外,以概念改變教學的角度看 來是一個極佳的認知衝突實驗。

貳、使用具認知衝突情境的認知衝突實驗影片進行教學是極具成效的

由全體受測學生施測前後之「可燃的鐵」概念問卷進行組內 t 檢定後可發現,

不論食譜組、POEC 組亦或是(POEC)S/T組前後測結果均達顯著,雖說本研究中 分為三組設計,但三組受測學生都有使用認知衝突實驗進行概念教學,因此也可 說就認知衝突實驗此一變因而言,本研究的三組操弄皆屬於實驗組。而本研究教 學所使用的可燃的鐵實驗,對受測學生而言都擁有充分的先備知識能夠理解,也 因此大部分學生都能夠在教學後達到概念改變,也因此使用具認知衝突情境的認 知衝突實驗影片進行教學是極具成效的。

參、經歷認知衝突情境的學生較容易產生概念改變

Chiu et al. (2014)研究結果中說明了臉部微表情變化可作為歷經認知衝突情 境的指標,而本研究由學習歷程分析中發現,有概念改變的學生大部分都有表情 變化,因此可以說明經歷認知衝突情境的學生較容易產生概念改變的結論。對照 Posner 等人(1982)提出的概念改變四條件的第一條:學習者對原有概念不滿足,

更能說明認知衝突在概念改變教學的重要性。若以建模教學解釋,認知衝突可說 是引起學生「模型重建」(邱美虹,2007)的重要步驟,而不論以概念改變教學 的角度或建模教學的角度切入,認知衝突對教學的重要性都是無庸置疑的。

肆、實驗影片教學中必須加入「預測」步驟

由研究結果中發現,不同組學生進行實驗影片教學時,有「預測」步驟的組 別中,受測學生有表情變化的比例較高,而根據邱美虹等人(2005)提出的 POEC 教學策略中,學生應該對觀察到的現象和預測做比較,才能達到學生在學習的過 程中,針對衝突的知識進行思考的目的。由先前研究結果已知道大部分學生對「可 燃的鐵」實驗預測都預測錯誤,也說明了此實驗對學生而言是一個認知衝突實驗,

再加上「預測」步驟更能夠激起學生對即將觀察到的現象和原本預設的理論進行

伍、歷經認知衝突後仍須經由教學才可產生概念改變

本研究在投影片設計中特地將 POEC 教學策略中的「解釋」步驟外顯化,在 學生完成觀察實驗結果後要求學生再次解釋其所觀察到的實驗結果,發現一如文 獻中所說的「概念改變改變是困難的」,且認知衝突對於概念改變只是一個開端,

Posner 等人的概念改變四條件中,認知衝突也只能使其達到一個條件,也因此歷 經認知衝突後,大部分學生並不會有概念改變發生,反而是在教學之後才產生概 念改變。

陸、實驗影片教學中「慢速重播」步驟是絕對必要的

由臉部微表情變化頻率分析中發現,學生在觀察實驗結果時,影片的前後變 化頻率都不高,而表情變化的頻率高峰在第一次撥放的後半段和慢速重播的前半 段。由於鐵粉燃燒對學生而言是極具震撼力的認知衝突情境,但在沒有預測心理 的前提下,無法第一次觀察鐵粉燃燒就感受到認知衝突,因此慢速重播就更顯重 要,另外,在此實驗中實驗結果影片若不重複撥放,長度只有 26 秒,若要學生 深刻體驗認知衝突情境,必須要給學生充分的時間,也因此「慢速重播」步驟是 絕對必要的。