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視覺化表徵能力教學的情意面向分析

本節分析主要依據實驗組學生在教學後填寫情意問卷所得的量化/質性資 料,加以分析而得到以下結果。本節結果分析分成四個部分:實驗組學生分別對 視覺化表徵能力教學的想法、視覺化表徵能力各個向度的想法、有機化合物單元 的想法、以及整體教學建議等。其中視覺化表徵能力教學、視覺化表徵能力各個 向度是否能幫助增進概念理解或造成學習負擔負擔,以四個等第(非常同意、同 意、不同意和非常不同意)來分析。以下為本研究的分析:

一、對視覺化表徵能力教學的想法

根據表 4-4-1 所顯示,實驗組學生大多認為視覺化表徵能力教學能幫助學習 有機化合物概念(5.4%非常同意、89.2%同意),少數學生不認為視覺化表徵能力 教學能幫助學習有機化合物概念(5.4%不同意)。從學生開放式問題的回答(如下框 中學生 A、B、C、D 的回答),我們可以了解視覺化表徵能力教學,由教師的角 度帶領學生去知覺某一現象或表徵其背後隱含的化學概念,並轉換其化學結構以 詮釋現象或化學表徵,再連結至相似的化學概念,以及運用所學習的化學概念以 評估新的情境,是能夠幫助學生有系統的學習,並且學生能從中了解各個單元的 重點。

此外從學生開放式問題的回答(如下框中學生 E、F 的回答),我們可以了解 在教學中,因為知覺、轉換、詮釋、連結、評估時會運用一些知識,因此所獲得 的知識量比課本來的多,豐富了課文的內容並幫助學生學習。

學生 A:能用比較有系統及邏輯的方式學習化學。

學生 B:會比較詳細的了解各個單元的重點。

學生 C:能幫助我更加融會貫通。

學生 D:能夠更加清楚有哪裡不懂。

學生 E:學到比課本還要更多的知識。

學生 F:讓我們的學習方法更多元化,思考可以更靈活,而且內容豐富。

表 4-4-7 實驗組學生對視覺化表徵能力教學的想法 實驗組人數%(N=37)

非常同意 同意 不同意 非常不同意

幫助學習有機

化合物概念 5.4 89.2 5.4 0.0

二、對視覺化表徵能力各個向度的想法 (一) 知覺向度

根據表 4-4-1 所顯示,實驗組學生大多認為視覺化表徵能力中的知覺能幫助 概念理解(5.4%非常同意、89.2%同意),少數學生不認為視覺化表徵能力中的知 覺能幫助學習有機化合物概念(5.4%不同意),並且多數學生不認為知覺造成學習 負擔(94.6%不同意),而少數學生認為會造成學習負擔(5.4%同意)。從學生開放式 問題的回答(如下框中學生 G、H 的回答),當問及視覺化表徵能力的五個面向中,

哪一個面向對你最有幫助?有少數學生認為能幫助思考其關聯性,並透過知覺與 化學概念有關的地方,幫助概念理解。

表 4-4-8 實驗組學生對視覺化表徵能力之知覺向度的想法 實驗組人數%(N=37)

非常同意 同意 不同意 非常不同意

幫助概念理解 5.4 89.2 5.4 0.0 造成學習負擔 0.0 5.4 94.6 0.0

(二) 轉換向度

根據表 4-4-3 所顯示,實驗組學生大多認為視覺化表徵能力中的轉換能幫助 概念理解(18.9%非常同意、70.3%同意),少數學生不認為視覺化表徵能力中的轉 學生 G:讓我能自己去思考它的關聯性,想到後就是自己的。

學生 H:有時候對現象沒有感覺,不知道跟什麼化學概念有關,透過知覺一些 細微的地方能幫助我學習。

換能幫助學習有機化合物概念(5.4%不同意),並且多數學生不認為轉換造成學習 負擔(70.3%不同意、5.4%非常不同意),而少數學生認為會造成學習負擔(5.4%非 常同意、18.9%同意)。從學生開放式問題的回答(如下框中學生 L 的回答),當問 及轉換是否對你最有幫助時,有多數學生認為透過轉換能幫助思考其不熟的官能 基結構,並且能快速了解老師在上課說的內容,幫助概念理解,然而有少數學生 認為轉換有效果,但其實對他並沒有很大幫助,因此無法幫助概念理解,甚至造 成學習負擔。

表 4-4-9 實驗組學生對視覺化表徵能力之轉換向度的想法 實驗組人數%(N=37)

非常同意 同意 不同意 非常不同意

幫助概念理解 18.9 70.3 5.4 5.4 造成學習負擔 5.4 18.9 70.3 5.4

(三) 詮釋向度

根據表 4-4-4 所顯示,實驗組學生大多認為視覺化表徵能力中的轉換能幫助 概念理解(16.2%非常同意、70.3%同意),少數學生不認為視覺化表徵能力中的詮 釋能幫助學習有機化合物概念(10.8%不同意、2.7%非常不同意),並且多數學生 不認為詮釋造成學習負擔(75.7%不同意、2.7%非常不同意),而少數學生認為會 造成學習負擔(5.4%非常同意、13.5%同意)。從學生開放式問題的回答(如下框中 學生 B、I、J 的回答),當問及詮釋是否對你最有幫助時,有多數學生認為透過 詮釋能完整的解釋原因,具體將概念建立起來,並且能幫助解題,因此能幫助概 念理解,然而有少數學生認為詮釋的內容有點多,覺得有點負荷不了。

學生 L:因為官能基很多,還不是很清楚,轉換結構後,我可以直接思考。

學生 M:有效果、但其實沒有很大的幫助

學生 B:先完整的解釋過原因,對於後來的解題有很大的幫助。

學生 I:能具體將概念建立起來。

學生 J:能幫助理解。

學生 K:內容有點多,覺得有很多要理解。

表 4-4-10 實驗組學生對視覺化表徵能力之詮釋向度的想法 實驗組人數%(N=37)

非常同意 同意 不同意 非常不同意

幫助概念理解 16.2 70.3 10.8 2.7 造成學習負擔 5.4 13.5 75.7 5.4

(四) 連結向度

根據表 4-4-5 所顯示,實驗組學生大多認為視覺化表徵能力中的連結能幫助 概念理解(35.0%非常同意、59.5%同意),少數學生不認為視覺化表徵能力中的詮 釋能幫助學習有機化合物概念(5.4%不同意),並且多數學生不認為連結造成學習 負擔(86.5%不同意、2.7%非常不同意),而少數學生認為會造成學習負擔(5.4%非 常同意、5.4%同意)。從學生開放式問題的回答(如下框中學生 A、E、P、N、O、

F 的回答),當問及視覺化表徵能力的五個面向中,哪一個面向對你最有幫助?

有多數學生認為透過連結能將相同或相似的概念連結起來,讓思緒更清楚,並且 能連結以前學過的概念,是有系統的連結,然而有少數學生認為連結的內容有點 多,覺得有點負荷不了。

表 4-4-11 實驗組學生對視覺化表徵能力之連結向度的想法 實驗組人數%(N=37)

非常同意 同意 不同意 非常不同意

幫助概念理解 35.0 59.5 5.4

造成學習負擔 5.4 5.4 86.5 2.7 學生 A:可以不只學習單一的觀念,還可以加以連結,做不同變化。

學生 E:因為自己不會去連結其他東西。

學生 P:能夠大方向的統整讓思緒更清楚。

學生 N:可以把以前學的東西串起來,不會感覺學的東西都是一部分、一部分 亂亂的。

學生 O:能夠同時記下相同 or 相似的概念。

學生 F:讓我們每個階段的學習不會被侷限住,使我們在解決問題時,可以使 用的方法更多。

(五) 評估向度

根據表 4-4-6 所顯示,實驗組學生大多認為視覺化表徵能力中的連結能幫助 概念理解(10.8%非常同意、75.7%同意),少數學生不認為視覺化表徵能力中的詮 釋能幫助學習有機化合物概念(10.8%不同意、2.7%非常不同意),並且多數學生 不認為連結造成學習負擔(70.3%不同意、5.4%非常不同意),而少數學生認為會 造成學習負擔(5.4%非常同意、18.9%同意)。從學生開放式問題的回答(如下框中 學生 R、Q 的回答),當問及視覺化表徵能力的五個面向中,哪一個面向對你最 有幫助?有少數學生認為透過評估能統整零散的知識,助於整理先前概念,因此 能幫助概念理解,然而有少數學生認為評估的內容有點多,覺得有點負荷不了。

表 4-4-12 實驗組學生對視覺化表徵能力之評估向度的想法 實驗組人數%(N=37)

非常同意 同意 不同意 非常不同意

幫助概念理解 10.8 75.7 10.8 2.7 造成學習負擔 5.4 18.9 70.3 5.4

因此綜合以上學生對於視覺化表徵能力各個向度的想法,研究顯示多數學生 認為知覺、轉換、詮釋、連結、評估能夠幫助學生概念理解,其中知覺幫助思考 其關聯性,並透過知覺其中與化學概念相關聯的地方,幫助概念理解;轉換幫助 思考其不熟的官能基結構,並且能快速了解老師在上課說的內容,幫助概念理解;

詮釋能完整的解釋原因,具體將概念建立起來,因此能幫助概念理解;透過連結 能將相同或相似的概念連結起來,讓思緒更清楚,並且能連結以前學過的概念,

是有系統的連結,因此能幫助概念理解;透過評估能統整零散的知識,助於整理 先前概念,因此能幫助概念理解。然而少數學生認為各個向度雖然幫助概念理解,

覺得負荷不了增加的學習內容。

學生 R:可統整零散的知識。

學生 Q:有助於整理先前的概念。

三、學生對有機化合物單元感到學習困難之處

研究結果的討論與反思:

實驗組學生經過視覺化表徵能力教學 11 節課後,其在概念類型中的性質 顯著優於一般教學(F=4.417,p<.05),顯示實驗組在教學上,呈現要學生知覺的 是什麼(非同時呈現知覺、轉換、詮釋之內容),再透過轉換後的球棍模型(3D 動 畫旋轉分子球棍模型)以便於思考或幫助詮釋某一現象或化學概念,接著開始詮 釋對所看到的現象或表徵詮釋其背後意義,再連結相同概念到別的有機化合物,

說明具有相似的物理或化學性質,最後應用相關的概念與表徵來評估新情境,,

最後再呈現相關的概念、結構與動畫(旋轉分子球棍模型)、以及原因,以這樣的 教學設計下是能幫助學生學習有機化合物相關的性質(例如極性、沸點、幾何化 合物)。

在視覺化表徵能力方面,的確如 Kozma(2000b, 2003)所說的,學生很少論及 反應物之分子本質,而聚焦於現象的巨觀現象與特徵,而忽略現象與表徵底下重 要的概念。此外研究也顯示新手能給予這些表徵給予有意義的組合,然而新手主 要是依表面性質而歸類(Kozma, 1997)。這導致學生的能力難以提升,而顯示部分 學生的能力始終保持在較低層級(如 Level 1,僅能知覺現象或表徵的表面特徵、

未能詮釋現象或表徵立下的概念),並且聚焦表面特徵屬性的學生在連結或評估 方面,更是以高比例的學生停留在 Level 0 或 Level 1 中,因此若是能幫助學生將 焦點從表面特徵轉移至較為深入的概念之中,或許能幫助高比例的學生學習化學 概念。

未能詮釋現象或表徵立下的概念),並且聚焦表面特徵屬性的學生在連結或評估 方面,更是以高比例的學生停留在 Level 0 或 Level 1 中,因此若是能幫助學生將 焦點從表面特徵轉移至較為深入的概念之中,或許能幫助高比例的學生學習化學 概念。