結論與討論

本節整理第四節研究結果與討論的部分，依序以課程前後的三項前後測驗與 數位論證學習歷程的分析進行研究結論與討論。

一、不同論證教學模式網路融入PISA科學能力學習課程之測驗成效分析

本研究進行前測、後測的項目分別是理化主題相依二階概念測驗、理化主題 相依科學能力測驗、理化主題相依科學論證能力測驗，將所得各項數據分析進行 討論，最後再進行三份測驗相關分析與迴歸分析以了解學生在教學前後PISA科學 能力與論證能力間的關係。

72

(一)理化概念的建構成效

理化主題相依二階概念測驗測驗結果呈現不同數位論證教學模式均能提升 學生科學概念的建構，不同教學模式在學生科學概念建構上並未達顯著差異，此 結果支持研究問題1-1 「兩組數位論證教學模式可以提升中學生在理化概念之建 構」，不支持研究問題1-2 「不同數位論證教學模式對學生理化主題相依概念(後 測)達顯著差異」。表示兩種論證課程均有助於學生對科學概念的理解(Osborne, 2006)。本研究提供學生有發表、發問、回答的機會，透過個人建構或社會建構 促進學生對科學概念的理解，提升學生的科學本質、科學知識以及論證能力，而 且在主動建構的過程中經由討論與論證的活動，進而發展學生對概念的理解與澄 清。

(二)理化主題相依PISA科學能力的提升

理化主題相依科學能力測驗結果呈現不同數位論證教學模式均能提升學生 科學能力，不同教學模式在學生科學能力上並未達顯著差異，結果支持研究問題 2-1 「兩組數位論證教學模式可以促進中學生科學能力」，不支持研究問題 2-2

「不同論證教學模式對學生理化主題相依科學能力(後測)達顯著差異」。表示論 證教學模式的數位論證融入 PISA 科學能力學習課程內容，可以培養學生辨識提 供情境的關鍵特徵，進而形成科學議題、形成假設、提出變因，透過論證過程形 成結論，進行科學解釋等能力。

針對六個單元PISA科學能力數位論證學習歷程的質性資料，以不同的論證 教學模式進行分析，學生在整體PISA科學能力均能有效提升，而不同論證教學 模式對學生整體PISA科學能力的提升並沒有達到統計上顯著水準，顯示數位論 證學習歷程的PISA科學能力的質性資料分析與課程前後理化主題相依PISA科學 能力測驗量化結果分析相同，結果支持研究問題4-2「兩組數位論證學習網學習 歷程可以提升中學生PISA科學能力的品質，包括形成科學議題、假設、變因及 科學解釋能力」，研究結果部分與陳梅香 (2010)以鷹架式網路形成科學議題課

73

程可以提升國小學生形成科學議題等能力，以及翁筱嵐 (2010)以不同層次鷹架 式之形成科學性議題網路課程能提升國中學生形成科學性議題等能力互相吻合。

在如何形成假設、如何提出變因、如何進行科學解釋等能力在第三單元(擴散)、

第四單元(化學反應)、第五單元(聲音)等三個單元表現高於其它單元，表示學生 在熱對流、化學變化與聲音的相關科學概念上較為成熟，並能應用在科學情境中；

而在物質的分類、燃燒三要素、質量守恆等相關科學概念相對的表現較弱。

(三)理化主題相依科學論證能力的提升

理化主題相依論證能力測驗結果呈現不論哪一種數位論證教學模式均能提 升學生的論證能力，顯示只要多提供學生論證的機會，學生論證的品質與次數均 會有所提升，結果支持研究問題 3-1 「兩組論證教學模式能提升中學生科學論證 的能力」。研究結果支持學生的論證能力是可以在課程中透過論證方式而達到提 升的效果(Osborne et al., 2004；Simon, Drduran, & Osborne, 2006)。另外，教學模 式對學生科學論證的能力的確有影響，個人論證教學模式較小組論證教學模式佳，

支持研究問題 3-2 「不同論證教學模式對學生主題相依論證能力(後測)達顯著差 異」，主要原因在於個人論證教學模式的學生必頇每一個論證要素都要發言，而 且每個單元不斷的自我論證完整三十分鐘的時間，然而小組論證教學模式的學生 在三十分鐘的論證過程中，則一方面要提出論述，同時要針對別人的論述在進行 論證，在各項論證的次數與品質的練習上相對少，因此比個人論證表現差。在學 習歷程中教師沒有參與學生的論證，但是學生依然可以透過學習內容增進對論證 要素的了解並增進論證的品質，透過明確的論證活動指引，個人論證不斷提升自 我「理論與證據協調」、「考慮不同的證據評估不同的觀點」內在的思考歷程；

小組論證除了發展自己內在思考歷程的論證之外，也能透過「審查並評估支持或 對立的觀點」、「產生反駁他人的論點」、「對他人反駁的論點產生抗辯」等小 組論證活動，由外在的刺激進入自我內在的思考。因此，老師提供合適的學習課 程與環境，提供學生許多論證的機會是可以激發學生論證的潛能，協助學生培養

74

出良好的論證能力，研究結果也呼應了先前研究數位論證學習課程有助於提升學 生的論證能力，同時有助於學生概念建構與推理能力的增進，學習者的論證本質 也有所成長(Chen & She, 2012；Yeh & She, 2010)。以不同論證教學模式進行六個 單元學習歷程後論證後，學生論證的能力均有所提升，而且個人論證教學模式在 論證後測與歷程論證總分比小組論證教學模式佳。不同論證教學模式對學生各單 元歷程論證確實有影響，整體上個人論證教學模式的學生在六個單元論證總分均 優於小組論證教學模式的學生，但不同的教學模式對學生整體的論證能力或各論 證要素的影響並不明顯，結果支持研究問題 4-1「兩組數位論證學習網學習歷程 可以提升中學生的論證本質與品質」。

(四)PISA科學能力、論證和概念的關係

逐步迴歸分析(Stepwise Multiple Regression)結果顯示學生理化主題相依二 階概念後測成績對理化主題相依科學能力後測成績具有較佳的預測力，其次是理 化主題相依科學論證後測成績。表示學生科學科學概念建構與學生形成科學議題 的能力息息相關，科學能力除了與學生的論證能力有關之外，同時也受到學生科 學論證的影響；科學論證的能力除了與學生原有論證能力有關之外，也受到學生 科學概念的影響，研究結果支持Osborne、Erduran及Simon (2004)認為以論證為 學習科學的重心有啟發學習知識論與概念上的協調、呈現學習者的科學思考與科 學推理等功能。這也呼應了教育必頇賦予學生對日常生活議題進行科學思考的能 力，所以論證能力的培養是科學教育重要的面向之一（Newton et al., 1999），當 學習了解與建構科學概念後，需要讓學生有使用的機會，有練習發表、發問、回 答的機會，透過科學論證的活動，提升學生對科學認識論的了解，甚至也可促進 學生PISA科學能力的發展。