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本節依據本研究的研究問題與上一節的結論,進一步詮釋與討論,分為兩個 部分來進行說明,第一為使用動畫教學對於學習化學的影響,第二為建構表徵對 於學習化學的影響,第三為針對三組在學習成效及動機上進行整體的討論。

一、 使用動畫教學對於學習化學的影響

本研究的三個組別,皆以觀看電化學的動畫來複習先前所學的電化學概念,

可以由前測結果得知,即使學過電化學概念,但是學生仍存在另有概念,且對於 微觀的化學概念較弱,而使用動畫的優點在於透過其連續性,

(Linn & Eylon, 2011)

T 於0.7,因此,讓學

生觀看動畫對於學習化學概念是有益的,而且此種教學的環境,也會影響學生在 課堂上的情意表現(Ardac & Akaygun, 2004) V

但是,僅讓學生觀看動畫,

學生是否能夠完整地理解電化學概念,或是改變其另有概念?從結果發現到,V 組對於不同層次間的概念(多層次的概念),特別針對溶液中電中性的概念,無 法僅透過觀看動畫來學習,且其記憶滯留的時間也較短;除此之外,在後測學生 對於另有概念選取的比例,雖然有減少,但是並沒有大幅度地降低。由於本研究 讓學生觀看動畫的方式是以投影片在教室前放映,而有很多研究顯示,相較於全 班式的教學,能夠讓學生有自行操作動畫的機會,對於學生概念的學習有較多的 幫助(Ardac & Akaygun, 2005; Barak & Hussein-Farraj, 2012),但是僅讓學生觀看 動畫,教學者又從何而得知學生概念改變的過程?除了測驗以外,缺乏過程當中 的評量工具,或許導致學生自以為理解的錯覺,其實仍保有錯誤的概念,本研究 還是希望學生能夠主動參與認知的過程,主動建構知識,發展較完整的心智模型。

二、 建構表徵對於學習化學的影響

本研究透過另外兩組的教學設計,欲了解建構表徵的與否對於學習化學的差 異為何,使用兩種產出方式,分別是紙筆畫圖以及製作動畫,學生產出的成品,

可以提供教師一個具有價值的參考資訊,亦是一種評量工具,因為建立表徵,如 同一種放聲思考,可以了解學生在過程中如何解釋、連結化學中的概念。目的是

希望透過建構表徵的方式,能夠成功地讓學生加強動畫的學習,能夠讓學生專注 在動畫中關鍵的特徵 ,幫助學生理 解動畫 ,而且能夠加強學生的記憶滯留 (Ainsworth et al., 2011; Zhang & Linn, 2011)。從研究結果當中,VD 組及 VA 組在 概念測驗中,與V 組不同的是,對於多層次的概念,從後測至延宕並無顯著的退 步,顯示讓學生建構表徵,能夠加強學生在不同層次間的連結,且能促進情意層 面的學習動機。

但是,產出方式的不同,對於學生的學習仍有差異,可從先前的研究得知,

讓學生畫圖,是希望學習者在建構過程中,能夠產生自我解釋,採取自我監控的 策略(Van Meter & Garner, 2005),以對於自我產出的圖形有較佳的品質,而在先 前的文獻當中,都提到「圖畫品質」的重要(Mason et al., 2013; Schwamborn et al., 2010),越豐富且概念正確的圖,對於學生的概念理解才有益,因為學生對於所看 到的動畫要能夠產出圖形,必須在兩者之間來回,且仔細觀察,才有助於學生表 徵的建立,而藉由圖畫的品質,也能預測其在後測分數上的表現。然而本研究可 從VD 組在產出階段的質性資料,而得知為何 VD 組不僅只在微觀層次的題目延 宕表現不佳,且學生對於另有概念也無大幅減少,原因在於「圖畫的品質」,VD 從G1 至 G2 階段,圖畫不僅沒有進步還退步,亦從焦點學生的對話分析結果發 現,學生專注於化學概念的過程比例不高,或許因為如此,而影響學生的學習表 現。至於讓學生製作動畫的方式,如同圖畫,品質也是同等重要,結果看到VA 組在G1 至 G2 階段的進步,還有學生在過程中對於化學概念對話的比例,進而 解釋VA 組學生不論在記憶滯留的時間,以及減少另有概念的程度,都較佳。

近年也有越來越多研究是讓學生自行製作動畫,除了能夠支持學生對於抽象 概念過程的呈現與詮釋,也能夠進一步去比較與評析(Chang & Quintana, 2006),

Yaseen (2016)也透過讓學生製作動畫的方式,促進學生在化學概念的學習。但是,

鮮少研究去比較,同樣是讓學生建構表徵,動態與靜態、製作動畫與畫圖有何差 異?而對學生的學習又有何影響。與畫出的靜態圖不一樣,動畫更能夠看出粒子 間的移動過程與連結,由VD 組及 VA 組的成品,研究者更可以了解 VA 組對於 學生在電化學概念當中,電流迴圈、離子移動的路徑,提供教師一個有力的評量 工具。除此之外,可從焦點學生的對話分析結果發現,學生確實在製作動畫的過 程中,更需要在新舊知識之間連結,且對於微觀的化學過程,有更多的描述

( Chang et al., 2010),且能夠透過動畫的製作,有效地減少學生的另有概念,可能 是因為學生必須在「動畫與動畫」之間來回,為了能夠製作動畫,而專注於本研 究者所播放之化學動畫,使學生主動參與知識整合的過程,也因此讓VA 組在科 學學習動機量表上,關於自我效能的向度有顯著的進步,而製作動畫促使概念轉 變的結果也可在Hoban 與 Nielsen (2013)研究當中看到。

三、 三組在學習成效及科學學習動機上的表現

然而,從ANOVA 的比較結果中,發現三組在概念診斷測驗中並無顯著的差 異,即使三組之間有些結果的差異,但是整體而言,三種動畫的使用方式,對於 學生都有顯著的學習成效,雖然本研究認為透過建構表徵的方式,亦即VD 組及 VA 組學生的學習表現可能會較 V 組佳,但是,仍有研究顯示讓學生進行建構表 徵(construct)和讓學生進行評析(critique),對於學習是同等重要的(Matuk et al., 2019)。例如 Clark et al. (2012)在研究中,將學生分為畫圖及評論兩組,以知識整 合的模式學習一個以科技融入的教學課程,研究發現兩組的學習成效差異不大,

無論畫圖或是評論,皆有助於學生的學習,評論能夠促使學生針對提供好的表徵,

去分析、比較彼此的想法;Matuk et al. (2019)以細胞分裂的單元,比較讓學生畫 圖和讓學生評析對於學習的影響,有進行評析的學生在整體的表現上甚至比僅進 行畫圖的學生好,尤其是對於圖形的描述和想法。因此,雖然V 組未建構表徵,

但或許他們評析的時間較充裕,彼此進行討論和激盪想法,而使得他們的表現與 有進行產出的 VD、VA 組有一樣的學習成效。除此之外,也有研究

例如Ploetzner & Fillisch(2017)

但是,

而在科學學習動機方面,本研究也未在三組之間看見顯著差異,亦即無論學 生是否參與建構表徵,對於學習動機並無太大的影響,僅讓學生觀看動畫,也能 提升其學習動機。Tsui 與 Treagust (2004)透過互動式媒體「BioLogica」(Concord Consortium, 2001) 教授基因學,發現此種具有多重表徵的模組,例如提供立即的 回饋或動畫,除了能夠提升學生內在的動機,還能幫助學生對於自己的推理過程 有較好的理解。因此,本研究認為若讓學生處於多媒體的學習環境中,皆有利於 提升學習動機,學習動機確實有助於讓學生投入學習(Tsui & Treagust, 2004),學 習成效與動機是可相輔相成的。雖然讓學生建構表徵是希望學生不是被動地接受 知識,而能主動參與,但是未來在教學的設計上,仍需考慮到學生的認知負荷與

其工作記憶,因為 VD VA

V