綜合討論

本節將藉由本研究的發現，針對診斷工具的差異性、影響學生的學習成 效之因素、學生的概念類型與概念轉變三個方面進行討論。

一、診斷工具的差異性

為研究另有概念，各種診斷工具被提出，如概念圖、晤談和各種形式的 紙筆測驗，其中又以晤談最能深入了解學生所持有的概念內容(Mintzes &

Wandersee & Novak, 2000)，但晤談所需時間過於冗長，導致晤談的人數受到 限制，並且在資料分析上也耗費時間。概念圖的使用可簡化資料分析上的時 間，且由於其階層化的表示方式，有助於表徵學生的概念結構，以及學生對 於科學概念的特殊改變(Novak, 1990)，但概念圖的繪製不易常會造成學生的

困擾（黄台珠，1995；曾永祥，2003），且由於學生使用紙筆繪製，概念圖在 不斷地修改下，使得線條或節點產生糾結現象，使得架構難以辨識（張國恩，

1998）；或者是學生的概念內容眾多，繪製出來的概念圖過於複雜，不易修改，

並且概念圖的評量造成老師很大的負擔（宋德宗，1998）。近年來，國內外許 多專家學者(Haslam & Treagust, 1987; Barrow & Odem, 1995; Treagust,1995;

周倩, 2000)建議使用二階式診斷測驗（two-tier test）來確認學生對概念的瞭 解，在二階式診斷測驗中，第一階可以確認學生對概念內容的正確性，第二 階則可以了解學生對概念的理解是否正確，如此可以了解學童對概念是否真 正瞭解（郭振揚，2004），既有診斷的功能，亦有紙筆測驗評改容易的優點，

但在發展過程繁複，且評改較一般紙筆測驗困難。

在本研究中主要用到的診斷工具為概念圖與四季成因二階式診斷測驗，

而晤談資料則為輔助的診斷工具，為了要減少作答以及評改的時間，所以將 四季成因二階式診斷測驗建置於可互動評分的網路平台：科學園上，並且，

依據學生答題類型，提供不同另有概念類型的異例動畫讓學生進行線上學 習。從本研究結果發現，無論是何種另有概念類型，診斷測驗的人次都比概 念圖多，亦表示每位學生在診斷測驗所偵測到的另有概念會比用概念圖偵測 到的另有概念多，由於概念圖為開放式的診斷工具，所以學生無法一一詳列 所有的概念類型，又加上當初二階式診斷測驗的設計就是希望能夠透過題目 與選項，試圖偵測到學生所有的另有概念，所以學生就算只認為該另有概念 可能為四季成因的部分原因，在診斷測驗中也會被偵測到，也因為如此，診 斷測驗的分數要獲得高分或甚至滿分相當困難。

根據前測晤談的結果，若學生診斷測驗前測的另有概念類型可以包含概 念圖前測的另有概念類型，則診斷測驗的概念分類較接近晤談結果。若學生 診斷測驗前測的另有概念類型並未包含概念圖的另有概念類型，則須斟酌診 斷測驗與概念圖的分類結果才會較接近於晤談結果。

至於異例呈現教學的部分，由於考慮到診斷測驗所能偵測到的另有概念

會比概念圖多，以及學生個別化的差異，所以接受以學生為中心的教學方式 之學生，便根據其於診斷測驗所偵測到的另有概念來決定看哪些異例呈現動 畫，而並非根據概念圖所偵測到的另有概念。

在考驗空間能力、學習方式或教學方式對於學習成效上的影響時，研究 者使用概念圖得分或診斷測驗得分當作學習成效的標準；考驗空間能力對學 習的概念影響時，卻發現空間能力只對概念圖前測的得分有影響。而考驗學 習方式或教學方式對學習成效的影響時，亦是只有概念圖得分有達顯著。推 究其原因可能為診斷測驗的計分方式與概念圖的計分方式不同、診斷測驗題 目數少。

二、影響學生的學習成效之因素

（一）教學方式的影響

從本研究發現，本課程無論是何種教學方式確實都可以幫助學生學習四 季成因。而在各種教學方式中，如除去概念圖前測的影響，從學生概念圖後 測來看，又以學生操作組最佳，而學生模擬組次之，老師操作組第三，最後 是老師模擬組。可見如使用本教材則以學生為中心的方式教學，則教學成果 較佳；其中又以利用實驗操作較動畫模擬更能幫助學生學習四季成因概念；

而觀看學生於概念圖後測仍具有另有概念的人數，亦發現學生操作組最少，

而老師模擬組最多，恰好符合概念圖得分之結果。推究其原因可能在於實驗 操作教學，提供學生操作影響四季成因日地運行模型，可導引學生做直觀理 解。而動畫模擬顯示二維空間的動畫與數值，學生在學習過程中，須將這些 數值以及二維空間的動畫轉換成三維空間的模型。所以，搭配實驗操作於資 訊融入教學的四季成因課程設計，可以強化學生建立三維空間模型，減少原 有四季成因的另有概念類型。

（二）空間能力與教學方式的影響

在許多研究皆認為四季成因與空間能力有相關性，高空間能力者在四季 成因的科學概念上優於地空間能力者（林秀鳳，1996；陳玉玲），高空間能力 者在學習四季成因具有較高的學習成效（翁雪琴，1994）。但在本研究卻發現 空間能力只對學生概念圖前測得分有影響。

（三）學習方式的影響

分析學生的學習方式可發現，本研究對象中的男性較多偏好「練習與記 誦」的學習方式，而女性則較多偏好「遊戲與仿作」及「同儕教學」的學習 方式。

學習方式為練習與記誦的學生其概念圖後測成績顯著高於學習方式為遊 戲與仿作的學生，而學習方式為同儕教學的學生顯著高於學習方式為協同研 究、獨立研究、討論或遊戲與仿作的學生。在課程的第二階段與情境問題有 設立討論區或者面對面討論讓小組成員可彼此互動與回饋，或者是向組內對 四季成因概念較接近科學模式的成員學習，可能因此造成在學習方式偏好同 儕教學的學生在學習成效較佳。

三、學生的概念類型與概念轉變

（一）學生的概念類型與來源：

本研究的另有概念分類修改自曾永祥（2003）的另有概念分類，評改學 生概念圖的過程中，並未發現新的另有概念類型。

根據學生概念圖中的敘述，以及晤談結果，可發現學生另有概念的大致 上來源為：

1.教科書的影響：地理課本上常會提到洋流、行星風系等概念，甚或提 到會隨著四季而有變化，或是提到具有調節溫度的效果，於是學生便 認為四季是由這些因素所造成的。但事實上，它們的變化是由於四季

成因加上其他因素所造成的，而它們調節溫度的效果也只對局部地區 有所影響。在本研究中，學生若在課程前屬於現象與經驗另有概念類 型的，其另有概念的來源大多屬於此類。

2.直覺經驗：前人研究發現學生傾向以直覺來解釋自然現象（邱美虹和 翁雪琴，1995；邱美虹和陳英嫻，1995；姜滿，1993；Schneps,1987）

在本研究亦發現學生根據日常生活經驗，發展出一套合理的說法來解 釋四季成因。例如：學生依據經驗，離火源近的時候比較熱，所以認 為當地球與太陽距離教近為夏天，較遠為冬天，而且此為四季成因。

在本研究中，學生若在課程前屬於背對面對太陽、太陽本身變化、日 照時間或日地距離等另有概念類型，其另有概念的來源大多屬於此類。

3.教科書影響與直覺經驗：學生從教科書上曾學過四季的成因，但教科 書並未詳述其造成之四季機制，於是學生利用自己的經驗去解釋如何 造成四季。例如：學生從課本上知道地軸傾斜與繞日公轉為四季成因，

便進一步推衍，當北極軸傾向太陽方向，所以北半球離太陽比較進，

此時為北半球夏天時。在本研究中，學生若在課程前屬於地軸傾斜的 另有概念類型，其另有概念的來源大多屬於此類。

綜合以上結果可了解到，學生的另有概念都具有合理性，且自成一個 系統，在這些另有概念中，有些的確造成太陽能量在地球分布上的變化，

但並非四季最主要的成因，故在本研究中將這些不同於科學家的概念稱為 另有概念（Alternative conception）。

（二）學生概念轉變的歷程：

Chi 將 概 念 改 變 分 為 本 體 類 別 內 的 概 念 改 變 （ within ontological conceptual change ）以及跨越本體類別間的概念改變（ across ontological conceptual change）(邱美虹, 2000; Chi, 1992)。在本研究中，如果為細目間概 念的轉換，則為 Chi 概念改變分類中的本體類別內的概念改變；如果學生發

生概念類別間的轉換，例如從背對面對太陽改變為日地距離，即屬於跨越本 體類別間的概念改變。由於細目間的概念轉換分析較繁瑣且較不易看出概念 改變的趨勢，故在本研究中所提到的概念改變，皆為本體類別內的概念改變。

根據 Posner 等人（1982）所提出的概念改變的四個條件為：1.學習只對 現 有 概 念 感 到 不 滿 意 (dissatisfaction) 。 2. 新 的 概 念 必 須 是 可 以 理 解 的 (intelligible)。3.新的概念必須是合理的(plausible)。4.新的概念必須是豐富的 (fruitful)。符合這四個條件之外，還需要透過調適的過程，才能使概念重組以 達概念改變的目的。

在課程的第一個階段為異例呈現教學，動畫解釋了一些另有概念的不合 理之處，此階段剛好符合 Posner 的第一個條件，學生從動畫中發現了原有概 念的不合理之處，開始對舊有的概念感到不滿意。Chinn and Brewer（1992）

提出使用異例學習時學生可能產生的七種現象：1.忽略（ignoring）異例；2.

拒絕（rejecting）異例；3.排除（excluding）異例；4.擱置（abeyance）異例；

拒絕（rejecting）異例；3.排除（excluding）異例；4.擱置（abeyance）異例；