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本研究利用二階層診斷問卷探討七年級學生人體體溫恆定性的概念理解情 形,從另有概念修正情形、心智模式類型、心智模式一致性和情境相依性等面向 分析,並利用半結構式訪談瞭解學生的體溫恆定性心智模式如何預測和解釋不同 情境下體溫的變化、身體產生的反應和體溫的來源,以及在三次測驗中如何與訪 談情境交互作用。最後利用教學分析結果,呈現學生的主要心智模式類型和心智 模式一致性如何受到教學影響。根據研究目的和問題,將結果整理成以下結論:

一、七年級學生持有的人體體溫恆定性另有概念。

影響人體體溫的因素有非常多,根據來源可以分成體外和體內。環境氣溫和 食物冷熱,可以視為體外因素。肌肉收縮和血液流動,則可以視為體內因素。學 生從觀察和生活經驗中,可以發覺體外因素對人體體溫的影響。然而維持人體體 溫恆定性的並非依賴這些體外因素,而是藉由體內因素維持。多數體內因素可以 在生活經驗中察覺,如天氣寒冷時肌肉收縮所產生的顫抖。但是許多學生無法解 釋體內因素的微觀機制,甚至不知道這些反應會影響人體體溫。許多研究也指出 學生只能解釋巨觀層次的現象,而無法說明微觀機制(Barak, Sheva, & Gorodetsky, 1999; Chang & Chiu, 2004; Westbrook & Marek, 1992;林陳涌和徐毓慧,2002)。

例如學生常會以為人體體溫會隨著環境氣溫改變,或認為藉由身體的動作產生熱 維持體溫,卻無法與呼吸作用連結。

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二、教學後和延宕測驗中另有概念修正情形。

前測時學生在問卷第一層的答對率為 68.47%,後測時進步至 77.63%,達顯 著差異。在延宕測驗中退步至 75.44%,但沒有達顯著差異。然而前測時在問卷 第二層的答對率卻僅有 21.19%,後測時雖然明顯進步,卻仍只有 39.02%。在延 宕測驗中,答對率更退步至 34.21%,與後測比退步達顯著差異。第一層的試題 內容為生活經驗中可觀查到的,因此學生在第一層的答題表現都很好。第二層的 試題內容必頇解釋微觀機制,因此學生的答對率偏低,且在延宕測驗中明顯退步,

可見學生仍對微觀機制不熟悉。

三、七年級學生持有的人體體溫恆定性心智模式類型

從二階層診斷問卷和半結構式訪談的施測結果顯示,學生的人體體溫恆定性 心智模式下列幾種:

1、科學模式:知道人體透過產熱方式和散熱方式維持體溫恆定,並能完整說明 微觀機制,如養分攝取和肌肉收縮能促進呼吸作用產生體熱。

2、運動模式:以身體的動作或器官組織的運作解釋產熱方式,但不知道身體可 以主動散熱,而是以抑制產熱方式來降低體溫。

3、外因模式:認為身體體溫會隨著環境氣溫改變,身體無法主動維持體溫恆定,

頂多只能依賴吃熱食或冷食來改變體溫。

4、不調節模式:認為人體體溫不會受到任何影響,即使環境氣溫改變或運動時 都不會變,因此身體不會有任何調節體溫的反應。

5、混合模式:解釋人體體溫恆定現象時,以不同的機制回答,且這些機制不具 有一致性。

四、心智模式的轉變情形

在三次測驗中,二階層診斷問卷的答題結果顯示學生的主要心智模式類型皆

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為混合模式。檢視各個命題陳述的心智模式時,持有不調節模式的人數非常少,

持有外因模式、運動模式和科學模式的人數較多。外因模式多半出現在前測時,

運動模式和科學模式則以後測和延宕測驗的人數較多。

五、學生的答題一致性表現情形

本研究以 CI 值呈現學生的答題一致性,分別從兩個角度討論。若學生在同 一命題陳述但不同情境的作答具有一致性,即為心智模式一致性。若學生在同一 情境不同命題陳述的作答具有一致性,即為情境相依性。學生在「體溫來源」、「血 液循環與體溫」、「運動、食慾與體溫」和「運動、血液循環與體溫」四個命題陳 述中,心智模式一致性較低。在情境相依性部份,學生前測和後測時在「氣候溫 暖」的一致性較低,到了延宕測驗才具有較高的一致性。在「寒冷時運動」的情 境中,學生在三次測驗的一致性都偏低。

六、概念連結與教學的影響

個案教師在教學中,講解散熱方式時較有將生活經驗與微觀機制連結,然而 並未將產熱方式與呼吸作用連結。因此學生容易以生活經驗的方式解釋體熱的產 生,認為是身體的動作產生熱能,並藉由停止動作來降低體溫。有些學生則會以 為這些是氣溫改變時身體產生的反應,不會影響體溫,因此認為體溫是隨著環境 氣溫變化。除了概念連結,個案教師講解產熱和散熱方式時,很少說明在運動時 會有什麼變化。此外,不論在課本或者教學中,都沒有提到「氣候溫暖」和「寒 冷時運動」時產熱方式和散熱方式會有什麼變化。因此有些學生認為在氣候溫暖 時體溫不會改變,身體也不會產生反應來改變體溫。有些學生不確定寒冷時運動,

身體應該促進產熱方式或抑制產熱方式。因此學生在某些命題陳述和問題情境的 答題一致性較高,在其他的則偏低。

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