本章共分為五節，其內容的目的在說明本研究計畫之研究背景與動機、研究目的、
研究問題、名詞釋義、研究範圍與限制。
第一節 研究背景與動機
類比已長久被人們使用，來當作與他人溝通的工具（Dagher, 1998）。然而，類比除 了溝通上的功能之外，同時也可用來促進學習。類比的運用對於普遍的教學與推理而 言，是一種很有效的技巧（Gentner, 1988）。因此，類比教學在現今的科學教學中，是 經常被科學教師所使用的教學策略之一。在使用類比時，我們必須要了解整個類比描述 的過程，就一個好的類比的使用而言，應該是以學生所熟悉的事物為根據（王美芬與熊 召弟，1995），使學生能夠藉由類比來提升科學概念學習的成效。
在眾多科教學者的研究之下，已經發展出許多不同的類比教學模式，例如：一般類 比模式(Zeitoun, 1984)、類比模式的教學(Glynn, Britton, Semrud-Clikeman, & Muth, 1989)、銜接類比模式(Brown & Clement, 1989)、多元類比模式(Spiro, Feltovich, Coulson,
& Anderson, 1989)、學生產生類比模式(Wong, 1993a, 1993b)、故事性類比模式(Dagher, 1995)、以實例為基礎的推論模式(Kolodner, 1997)，皆可用以協助學生學習科學概念。
這些類比教學模式主張，學習的過程是學生主動建構科學知識的歷程（Dagher, 1998）。
類比學習的歷程，大致可以分為下列五個步驟：(1)存取已知的類比物概念；(2)將 類比物與標的物進行比對；(3)評估類比物與標的物的吻合度；(4)儲存類比物與標的物 比對的推理結果；(5)找出類比物與標的物的共同性（Clement, 1981；Gentner, 1988；
Gentner, 1989）。無論使用的是哪一種類比教學模式，能否確實的執行與掌握上述的類 比學習歷程的步驟，對於學生的學習效果似乎是具有相當程度的影響。其中在類比學習 時，學生必須進行類比推理，由已存有的基礎知識去推論欲學習的新標的知識之間的關 係，並且將兩者之間的相似概念做連結（Driver & Bell, 1986）。依據May, Hammer, & Roy (2006)的研究指出，在小學的科學教學中，科學教師應該注重學生類比推理能力的培
養，以促進學生科學學習的成效。
Gentner（1988,1989）將類比架構區分為「純粹比對類比(pure matching)」與「傳達 屬性類比(carry over)」，並認為純粹比類比對著重在如何去解釋已知概念之間的一些關 係以促進學習，而不在於新知識的傳遞；另外，傳達屬性類比則著重在如何把已知的基 礎(Base)系統屬性加入到標的(Target)系統中，以得到一些新的看法與想法的發展，並從 中產生新的概念知識。Gentner（1988,1989）認為類比物與標的物之間的相似性包含「表 面的相似性(Surface similarity)」與「結構的相似性(Structure similarity)」兩種，並進一 步指出類比物與標的物兩系統之間的相似性(Similarity)，是影響類比推理是否可以遷移 的重要因素。然而，Vosniadou（1989）對於相似性則提出不同的看法，認為類比的相 似性可分為「表面的相似性(Surface similarity)」與「較深的相似性(Deep similarity)」兩 種，並強調只要類比物與標的物兩系統之間具有顯著性(Salient)的相似特質，而研究者 認為無論此特性是表面的特質或結構的關係，只要是顯著的皆能有效的促進學習。因 此，在設計兩種類比課程時，都著重突顯其顯著性。
純粹比對類比與傳達屬性類比這兩種架構的類比，在科學教學上的運用各具有其優 勢，但對於科學概念建構的成效上，究竟是哪一種類比架構的效果會比較好呢？另外，
依據研究顯示類比的相似性與顯著性，對於類比推理能否有效的遷移，可能都是重要的 影響因素。因此本研究的動機在於，依據純粹比對類比與傳達屬性類比的理論架構，針 對同樣的科學概念來設計類比教學課程。以深入探討不同類比架構的教學課程，對學生 在科學概念建構成效、類比學習歷程與類比推理能力的影響。
第二節 研究目的
類比的架構可以區分為兩個極端，分別為純粹比對類比與傳達屬性類比（Gentner, 1988, 1989），其中純粹比對類比的架構是指就學習者而言，對於類比物(Analogy)的系 統有基礎的瞭解，而對於標的物(Target)的系統有些微的瞭解，重點在於將兩者之間相 同的屬性結構進行配對，並對標的物建立較完整的理解；而傳達屬性類比的架構是指對
學習者而言，在類比物的系統有些微的瞭解，但是對於標的物的系統只有些微或甚至沒 有概念，重點在於藉由用類比將類比物與標的物之間的相關性比對的歷程，並可從中對 於類比物產生新的理解，進而將此新的特質也轉入標的物（Gentner, 1989）。本研究主 要是想了解兩種不同的類比架構，在國小學生的類比學習歷程與類比推理上的差異。因 此，本實驗採用國小五年級上學期自然與生活科技第三單元(戴眼鏡為什麼可以矯正)，
針對視覺成像的概念設計純粹比對類比與傳達屬性類比兩種不同架構的類比教學課 程。課程內容則採取網路互動式學習教材設計的理念，希望能藉由網路與電腦資訊的特 點，結合文字、圖表、圖片、動畫與影片等各種多媒體的元素，來呈現課程教學內容。
以更為生動活潑的方式來引領學生的學習，取代原本枯燥、僵化的教學模式，同時也藉 此吸引學生的學習興趣與注意力（謝明錦與耿筱曾，2003）。網路互動式學習課程，有 助於促進學生科學概念的建構、概念改變與科學推理能力的提升（She & Liao, in press；
She & Lee, 2008）。
視覺成像的概念對於國小學生的學習而言，一直是個不易理解但又極為重要的概 念。在許多光學另有概念的研究中顯示，大多數學生對於視覺成像這個概念的學習，仍 然覺得是相當的困難概念（Feher & Rice, 1988；Fetherstonhaugh, 1990；Monk, 1991；
Osborne & Black,1993；Rice & Feher, 1987；Saxena, 1991；Selley, 1996a, 1996b；王盈琪 與王美芬，2006；王晉基與郭重吉，1992；唐明，2001；張靜儀與李采褱，2004）。主 要的原因在於視覺成像的概念，對於國小學生來說是屬於抽象而難以建構的概念。故在 教學的過程中，需要藉由類比的使用，以促進學生對於抽象概念的理解，並進一步推理 與建構出正確的概念。
因此本研究分別針對兩種不同的類比架構純粹比對類比與傳達屬性類比的理論，結 合多媒體與網路化學習環境，設計出視覺成像概念的網路類比學習課程，期望能藉此課 程以協助學生視覺成像概念的建構，並提升視覺成像概念的學習成效。本研究的主要目 的如下：
一、瞭解不同教學模式（純粹比對類比教學模式、傳達屬性類比教學模式與傳統講述式 教學模式），對學生視覺成像概念建構的影響。
二、瞭解不同教學模式（純粹比對類比教學模式、傳達屬性類比教學模式與傳統講述式 教學模式），對學生類比推理能力的影響。
三、瞭解不同教學模式（純粹比對類比教學模式、傳達屬性類比教學模式與傳統講述式 教學模式），對學生科學推理能力的影響。
四、利用純粹比對類比與傳達屬性類比兩種類比架構和類比推理的理論，建構與發展兩 種視覺成像概念的網路類比學習課程。
第三節 研究問題
本研究的主旨在於探討將不同的類比架構，運用於網路類比學習時，其促進國小學 生視覺成像概念的學習情形，並進一步探討學生的概念建構成效、類比推理能力、科學 推理能力，以及類比學習歷程之間的關係。依據上述的研究背景與動機和研究目的，本 研究有下列之研究問題：
一、不同教學模式(純粹比對類比教學模式、傳達屬性類比教學模式與傳統講述式教學 模式)，對學生視覺成像概念建構的成效有何差異？
1-1 不同教學模式對學生視覺成像概念建構的成效(後測、追蹤測)達顯著差異。
二、不同教學模式(純粹比對類比教學模式、傳達屬性類比教學模式與傳統講述式教學 模式)，對學生的類比推理能力有何差異？
2-1 不同教學模式對學生的類比推理能力(後測、追蹤測)達顯著差異。
三、不同教學模式(純粹比對類比教學模式、傳達屬性類比教學模式與傳統講述式教學 模式)，對學生的科學推理能力有何差異？
3-1 不同教學模式對學生的科學推理能力(後測、追蹤測)達顯著差異。
四、經由三次訪談(教學前、後、追蹤)的內容來分析，學生在兩種不同教學模式(純粹比 對類比教學模式與傳達屬性類比教學模式)前、後，其視覺成像正確概念分數、科學 推理層級(N、G、EL、J)與類比推理層級(N、SAS、SAD、SRS、SRD)的情形為何？
4-1 不同教學模式的類比教學對學生視覺成像正確概念分數(教學後訪談、追蹤訪談) 的影響。
4-2 不同教學模式的類比教學對學生運用科學推理層級(教學後訪談、追蹤訪談) 的影響。
4-3 不同教學模式的類比教學對學生運用類比推理層級(教學後訪談、追蹤訪談) 的影響。
五、兩種不同教學模式(純粹比對類比教學模式與傳達屬性類比教學模式)在網路課程類 比學習歷程中，其視覺成像概念建構與類比學習歷程的情形為何？
5-1 不同教學模式的類比教學對學生在網路課程類比學習歷程中，其視覺成像概念 建構的影響。
5-2 不同教學模式的類比教學對學生在網路課程類比學習歷程的影響。
第四節 名詞釋義 1.視覺成像概念：
依據九十七學年度，南一版自然與生活科技五年級上學期的教材中，第三單元(戴 眼鏡為什麼可以矯正)所敘述的相關教學內容，包括「光與透鏡」、「眼睛」與「眼 鏡」等。
2.類比學習歷程：
主要可以分為五個步驟：(1)存取已知的類比物概念；(2)將類比物與標的物進行 比對；(3)評估類比物與標的物的吻合度；(4)儲存類比物與標的物比對的結果；
(5)找出類比物與標的物的共同性（Clement, 1981; Gentner, 1988； Gentner, 1989）。
3.純粹比對類比：
對學習者而言，對於類比物的系統有基礎的瞭解，而對於標的(Target)的系統有 些微的瞭解，重點在於將兩者之間相同的屬性結構進行配對，並對標的物建立較 完整的理解，以促進概念的學習（Gentner, 1989）。
4.傳達屬性類比：
對學習者而言，對於類比物的系統有些微的瞭解，但是對於標的物的系統只有些 微或甚至沒有概念，重點在於藉由用類比將類比物與標的物之間的相關性比對的
對學習者而言，對於類比物的系統有些微的瞭解，但是對於標的物的系統只有些 微或甚至沒有概念，重點在於藉由用類比將類比物與標的物之間的相關性比對的