本著『九年一貫』的精神理念，教育者必須營造一個安全、無壓力的學習環境，讓 學生在快樂情況下進行學習，因此必須先讓學生對學習教材產生興趣，如此一來才會試 圖深入理解科學概念。而近年來網路的發展快速且多元化，除了打破學習的空間與時間 的界線，另外多媒體的展示，也可以讓抽象科學概念變得具體化。因此在本研究中，希 望藉由多媒體網路教材的製作，並結合網路、雙重情境與推理類比等學習理論，從旁協 助學生進行複雜的電學概念學習。本章共分成五節，內容從研究背景和研究動機、研究 目的、研究問題與假說、名詞釋義、研究範圍與限制等方向加以闡述。
第一節 研究背景和研究動機
自然與生活科技領域課程綱要之訂定，主要目的在於提示如何經由學校教育，安排 適當的教學情境和教材，進行有效的教學活動，促進學生有效的學習，進而增進知識及 培養解決問題的能力，此外更希望學生經由科學性的探究活動後，可以獲得完整且正確 的相關知識與技能。
然而國中自然與生活科技教材中，有些重點概念對於學生來說是抽象難以理解的，
例如原子概念、三態的微觀、電學、磁學等等，而傳統教學環境下，老師透過手上現有 的教學媒體，希望對學生學習此概念時有所幫助，但實際情況常常是老師在台上說的口 沫橫飛，學生卻在下面睡成一團，甚至爾後進行成果驗收時，學生的學習往往是不如老 師所預期，這對老師來說，不啻是一種打擊。有鑑於此，要如何透過教學設計與媒體輔 助，把學生當成為學習的主體，讓他們在設計良好的學習環境下，建構正確的概念。
2001 年全國資訊教育藍圖的目標，將科技運用於教室，推動「班班有電腦」，以實 現在生活中將電腦與學習相結合的夢想 (教育部，2001)。新竹市根據教育部 2001 年的 資訊教育藍圖，自九十一學年度開始落實『班班有電腦』計畫，每班配有一部電腦，目 的在於輔助老師教學與學生的學習。在這麼良好的設備與環境下，要怎樣運用這些媒 體，來協助學生概念學習，實在是我們現職老師當前所面臨的重要課題。
而學生在進入教學情境之前，就已經具有一些先有概念，這些先有概念與教學內容 的相互作用之下，讓學生形成了難以改變的迷思概念，迷思概念之所以難以改變，主要 的原因來自於概念的抽象、微觀與動態之外，最主要的原因在於，概念的階層性越高時，
要達到概念的改變就越不容易(She,2002)。Posner 等人(1982)提出要產生概念改變的必要 條件之後，科學教育的主流從迷思概念(成因、種類與診斷)與另有架構(鑑別與診斷)，
轉而掀起研究『如何達成概念改變』的風潮，並轉成在實務上進行概念改變的教學策略
之探討。佘曉清 (She, 2002, 2003, 2004a, 2004b)針對概念本身內涵的複雜性及階層性為 基礎，並以科學概念的本質和學生對於科學概念的信念，發展出可實際應用於班級環境 的教學策略「雙重情境學習模式(Dual situated learning model, DSLM)」。
同時研究顯示推理可促進學生的深層思考(Pallant & Tinker, 2004)，因此在教學中若 能經常引導學生去推理一些較難理解的科學問題，學生就較容易養成科學的思考習慣和 運用科學知識與技能以解決問題的能力，有助於在面對問題及處理問題時，抱持好奇與 積極的探討、了解及設法解決的態度，我們統稱以上的各種知識、見解、能力、態度與 應用為「科學與科技素養」。
因此除了結合網路平台之外，要如何透過有效的引導以及情境的設計，讓學生逐步 推理並建構正確的概念，實為我們在課程設計的主要考量。
第二節 研究目的
本研究採取互動式網路教材的設計理念，一方面希望與網路、電腦資訊相結合，在 教材內容的安排上，採用兩種以上不同的媒體來呈現，其效果將會優於只用一種的方式 展示的教學媒體 (莊雅茹，1996)，因此在教材的設計上，運用電腦與網路的特性來呈現 教材，如結合文字、圖表、圖片、音效、動畫、影片等多媒體元素，使用於適當的主題 和時機，以活潑的方式帶領學生學習，改善原本枯燥、死板的教學模式，同時也能吸引 學生的學習注意力；另一方面藉由電腦網路的快速發展與頻寬的提昇，使得網路學習成 為一種新的學習方法與教學模式(王千悻，2000)，因此本研究除了依據概念改變的理論 來進行教材安排與設計之外，要如何融入網路資訊的特性來協助學生的概念改變，將會 是教學研究中可多方嘗試及突破的方向。
電學單元在國中學習教材中，對學生而言一直是很難理解但卻又佔有一席之地的重 要概念，甚至在Fredette 和 Lochhead(1980)兩人在其研究中發現，仍有大部分的大學一 年級的學生無法正確回答簡單直流電路問題，只要的原因在於電流、電壓與電阻等概念 對學生來說，是無法用肉眼觀察到的抽象概念，故在教學的過程中，必須以學生熟悉的 事物為基礎，來類比抽象的電學概念，並進一步推理並建構出正確的電學概念。由此可 增進學生的科學推理能力，進而達到概念的建構與改變，此教學策略可稱為類比推理。
因此本研究以『概念改變』、『類比推理』與『雙重情境,DSLM』為研究設計的三大 理論主軸，同時結合多媒體的網路學習環境，設計出電學單元的互動式網路學習課程，
期望協助學生學習電學概念，並減少迷思概念的產生。
因此本研究的目的如下：
1.利用雙重情境學習模式(DSLM)、科學推理(Scientific reasoning)和網路學習(Web learning)的理論，建構發展「電學」單元的網路化學習課程。
2.探討不同的教學模式(網路化 DSLM 和傳統一般教學模式)、不同學業成就(自然 與生活科技學業成就高分組、中分組與低分組)及不同科學推理能力(具體運思前 期、具體運思後期、轉變期)對概念改變及提升科學推理能力的影響。
3.探討不同的教學模式對「電學」概念改變和提升科學推理的成效。
4.探討不同的科學推理能力、不同學業成就，對提升科學推理能力的影響。
第三節 研究問題與假說
本研究旨在探討將類比推理運用於網路互動式學習，如何促進國中生電學單元學習 成效以及科學推理能力，並進一步探討學生的學業成就、主題相依推理、科學推理的相 關性。研究的問題與假設如下：
一、不同的教學模式(實驗組、對照組)、學業成就(高、中、低分組)與科學推理能力(具 體運思期、過渡期分組)對學習者在電學單元的學習成就有何差異？
1-1 不同教學模式對學生的電學單元學習成效(後測、追蹤測)達顯著差異。
1-2 不同學業成就的學生對其在電學單元之學習成效(後測、追蹤測)達顯著差異。
1-3 不同科學推理能力的學生與其在電學單元之學習成效(後測、追蹤測)達顯著差異。
1-4 不同教學模式、不同學業成就與不同科推理能力對於學生在電學單元之學習成效 (後測、追蹤測)是否產生交互作用之影響。
二、不同的教學模式(實驗組、對照組)、學業成就(高、中、低分組)與科學推理能力(具 體運思期、過渡期分組)對學習者在電學單元的主題相依推理能力有何差異？
2-1 不同教學模式對學生在電學單元之主題相依推理能力(後測、追蹤測)達顯著差異。
2-2 不同學業成就對學生在電學單元之主題相依推理能力(後測、追蹤測)達顯著差異。
2-3 不同科學推理能力對學生在電學單元之主題相依推理能力(後測、追蹤測)達顯著 差異。
2-4 不同教學模式、不同學業成就與不同科推理能力對於學生在電學主題相依推理能 力(後測、追蹤測)是否產生交互作用之影響。
三、由三次晤談(教學前、後與追蹤)中分析學生在融入科學推理理論的網路化雙重情境 學習模式及傳統教學模式前、後，其概念改變率、概念數增加及運用推理層級(G,EL, J, EX, 詳見名詞釋義)改變歷程為何？
3-1 不同的教學模式(實驗組、對照組)對學生概念正確數 (教學後晤談、追蹤晤談)達 顯著差異。
3-2 不同的教學模式(實驗組、對照組)對學生運用推理層級改變(G、EL、J、EX)，教 學後晤談、追蹤晤談均達顯著差異。
3-3 不同的教學模式(實驗組、對照組)對學生概念改變成功(教學前到教學後晤談、教 學後晤談到追蹤晤談)達顯著差異。
四、融入科學推理理論的網路化雙重情境學習模式下，學生的電學概念與科學推理層級 改變為何？
4-1 由網路化課程，探討學生概念改變情形。
4-2 探討學生經由網路化課程，其使用科學推理層級明顯發生改變。
第四節 名詞解釋
1.電學(Electricity):根據九十三學年度，康軒版第六冊的教材內容中所敘述的電學，包括 了『靜電』、『電壓』、『電流』與『電阻與歐姆定律』等內容。
2.概念改變(Conceptual change):學習者的知識架構經由生活中的學習去擴展而形成既有 概念，並無時無刻會隨著周圍環境的刺激或自身經驗的累積而發生改變，可能是概念 的部分修正、概念的擴充、新概念加入、概念重建、概念轉移等，都可稱之為『概念 改變』。
3.科學推理(Scientific reasoning): 推理方法可分為『演繹推理』(Deductive reasoning)和『歸 納推理』(Inductive reasoning)。而 Lawson 自 1978 年提出學生應具備的形式推理(formal reasoning)能力包括守恆推理、比例推理、機率推理、相關性推理、控制變因、假設演 繹等。
4.類比推理(Analogical reasoning): 從一個資源(source)到一個標的系統(target system)之 結構訊息(structural information)的轉移，此知識的轉移需藉由對應(mapping)或比對 (matching)過程去發現兩系統間的相似與相異之相關程度，其中資源為艱深的科學概 念；標的系統為較簡單易懂的類比物，教師能運用類比教學策略讓學生進行推理學習。
5.雙重情境學習模式(Dual Situation Learning Model, DSLM)：佘曉清(She, 2002, 2003, 2004)所發展出的概念改變教學模式，此模式共分六個步驟，依序是分析教學過程中 的科學概念、分析學生的另有概念架構、分析學生所缺乏的心智架構、設計雙重情境 學習活動、進行概念改變教學、進行挑戰情境活動。
6.網路學習 (e-learning)：學習者透過設計良好的網路工具進行之有意義的學習活動，本
6.網路學習 (e-learning)：學習者透過設計良好的網路工具進行之有意義的學習活動，本