“Tell me and I forget. Teach me and I remember. Involve me and I learn.”
這是美國著名的政治家與科學家富蘭克林在演講中所說過的一句中國諺語
（出處已不可考），用這句話也可以說明「實驗」在科學教育中的重要性，用講 的學生會忘、教學生學生可能是用背的、但是讓學生們參與學生們就學起來了。
一直以來在教學現場中，教師時常使用實驗教學、演示實驗或是實驗影片教學的 方式增加學生對於課本內容的理解。但是實際上學生真的學會了嗎？假如學生真 的學會了，那他們是在哪一階段學會的呢？
本研究便是使用臉部微表情辨識來達到觀察學生使用實驗影片教學時的學 習歷程，而結果也是令人滿意的。比對 Chiu et al. (2014)的研究結果發現，其結 論中說明缺乏臉部微表情變化可成為較低程度概念改變的指標，而本研究同樣發 現觀察實驗影片時臉部微表情變化的學生較容易產生概念改變的相似結果。其中 的結果有些許由教材造成的結果差異，Chiu et al. (2014)所選擇的認知衝突實驗分 別是水沸騰的實驗和滾球實驗，這兩個實驗分別運用到理想氣體方程式、溫壓與 沸點之關係以及重力位能和動能之關係的概念，這些概念相較於本研究中的表面 積與反應速率概念而言難度都高過很多，也因此概念改變的難度也會增加，也再 次證明了 Limón 與 Carretero（1997）提到的認知衝突使學生們成功產生概念改 變會依學生們的先備知識而有不同的結果的結論。不過無論如何 Chiu et al. (2014) 和本研究都能夠證明在不同的先備知識條件下都能以臉部微表情變化做為概念 學習的指標。
另外，Chiu et al. (2014)提到了臉部微表情變化可做為學生有無體驗認知衝突 情境的指標。而本研究利用此一指標得到了「預測步驟對於實驗教學極為重要」
瀝血準備的演示實驗或實驗影片最希望學生們看到的，相信沒有老師們希望準備 了實驗影片，而學生們卻對關鍵的實驗片段置之不理或是沒有發現真正關鍵的實 驗片段在哪。另外，「預測」步驟也可用以確定實驗是否能讓學生體驗認知衝突 情境，一個好的認知衝突實驗可讓大部分的學生對實驗結果預測錯誤，倘若越多 學生對認知衝突實驗預測錯誤，學生們就越容易歷經認知衝突情境，依照 Posner, et al. (1982)的概念改變條件，讓學生們歷經認知衝突情境對於概念改變教學是一 個好的起點。此一結果也再次說明了使用演示法進行科學教學時，邱美虹等人
（2005）提出之 POEC 教學策略能夠有效的幫助學生澄清自我觀念，甚至在本研 究中使用實驗影片進行概念改變教學也一併適用。
就實驗影片而言，本研究之研究結果之一便是：好的實驗影片一定要有「慢 速重播」的步驟。在科學實驗影片的製作一直都沒有絕對的規準這是很可惜的，
實驗影片一直都是生動、有效且絕對安全的實驗教學方式之一，但市面上的實驗 影片常流於食譜式實驗，食譜式實驗並不是不好的實驗方式，但若使用在實驗影 片教學上則應加入先前所說到的「預測」步驟，讓學生能夠確實地看到實驗影片 的關鍵片段。另外，實驗影片的關鍵片段更應該要有「慢速重播」的步驟，尤其 在化學實驗中更應該要慢速重播，化學實驗不一定都會有十分顯著的效果，慢速 重播變的分外重要，若將實驗影片教學和建模教學比較，實驗影片教學中「觀察 實驗影片」的步驟就等同於邱美虹（2007）對 Halloun 的問題解決建模歷程加入 的「模型重建」元素，觀察實驗影片的同時，學生正經歷認知衝突情境，等同於 進行模型重建步驟，而此一步驟對學生概念學習是很重要的，實驗結果若以可燃 的鐵實驗為例，若不重複撥放影片長度將只有 26 秒，慢速重播不僅僅只是延長 觀察影片的時間，還讓學生更深刻的體驗認知衝突情境，也給學生充分的時間進 行模型重建。
在「可燃的鐵」概念問卷試題分析的部分，發現「可燃的鐵」實驗教學中，
對於「反應速率和表面積」的相關概念教學特別有效，也建議國中理化科教師在
能夠引起學生的興趣，也能夠利用此反直覺的現象引起學生的認知衝突與概念改 變。
另外，本研究在學習歷程分析中有別於 Chiu et al. (2014)的研究，加入了 POEC 教學中 E 步驟（解釋）的分析，藉由加入此一步驟的分析觀察學生在歷經 認知衝突情境後有無直接產生概念改變，結果並未發生概念改變。這樣的結果也 是預期中會發生的，Chiu et al. (2014)研究的理論架構相同（見圖 2-1-1），學習者 經歷認知衝突情境後，必須經過教學才可產生概念改變。
而本研究試圖加入師生共構的元素於教學影片中，然而卻無法在概念問卷等 具體的數字中看到成效，研究者認為主要與 Tao 與 Gunstone（1999）所指出「雖 然使用共構的方式在學習中是很重要的，但要達到長期且穩定的概念改變需要加 上學生自己本身的理解與建構」有關。雖然問卷結果未達顯著，但在臉部微表情 頻率分析中發使用師生共構教學的學生臉部微表情變化次數較多，又由於本研究 所選用的實驗內容較簡單，學生可以不需要使用師生共構即可學會研究中的教學 內容，因此研究者建議未來相關臉部微表情變化研究若想對教學過程部分進行深 入探討，應選擇較困難之實驗內容。
第伍章 結論與建議
科學教育研究中以「生物反應特徵」作為研究工具是時常見到的研究方法，
應該說科學教育研究者一直以來都不斷地想推陳出新，想出新的方式進行除了問 卷、晤談之外的研究工具與研究方法，而近年來隨著科技的進步，使用各種不同 生物特徵進行科學教育研究也開始蔚為風潮，隨著眼球追蹤、腦波相關的研究逐 漸發展成熟，卻未見到「臉部微表情」此一最直接能夠讓學習者表達、教學者能 夠接受到訊息的相關科學教育研究是十分可惜的。而 Chiu et al. (2014)的研究可 說是臉部微表情在科學教育的研究很重要的起點，本研究基於前人的研究利用
「臉部微表情」為研究工具探討學生們在不同操弄下進行科學學習的概念問卷和 臉部微表情變化結果，以及利用認知衝突實驗影片進行概念學習時的臉部微表情 變化情形。本研究之研究結果已於第四章研究結果與討論詳細敘述，而本章將對 本研究的結論與建議於以下兩節進行說明。