本研究顯示學生面對不同層級的試題時，學生的解題取向（運動學取向與能量守恆 取向）有顯著影響，且解題表現亦有顯著影響，並發現學生解題時常見的錯誤分為兩大 類：與物理概念無關、與物理概念有關。但本研究的結果也顯示，試題的表徵與學生的 空間能力無法明顯地影響學生的解題取向。本節將針對上述結論做討論，並分為四部分，
首先為試題層級與解題取向；第二針對試題表徵與解題取向做討論；第三為學生的空間 能力與解題取向；最後為常見的錯誤類型。
一、 試題層級與解題取向
本研究設計兩種層級的物理測驗試題，藉由不同層級的物理試題，觀察學生解題方 式，結果顯示，物理層級與解題取向兩者間顯著差異，且解題表現也有顯著差異，如第 四章第一節所述，層級 1 的物理試題，學生較容易使用運動學的方式，且容易得到高分；
層級 2 的試題，則容易提高能量守恆解題的機會，且較易得到分數。本研究之物理試題，
此層級係依據 Teodorescu 等人（2013）之研究，將學習的認知過程配合物理試題，發展 出六大層級的試題，本研究試題選定層級 1 提取（Retrieval）中的執行（Executing），與 層級 2 理解（Comprehension）中的整合（Integrating）。執行的定義為：可藉由套用公 式，以執行一個需要被解決的任務；整合的定義為：需辨別題目的物理知識結構，以及 從問題中分辨出重要的訊息。如第二章第一節所述，此兩種層級在定義上的不同，其認 知程度也不同，問題的問法上也不同。本研究的層級 1 試題是為一般計算題型，題目給 予一個明確的任務，例如：找出物體的速度、移動距離或受力大小等，要求學生可套用 公式以完成解題，此類試題與學生平常接觸的試題類型相似，受試學生大多願意去執行 此任務，空白比例相對較低。受試學生多可藉由模仿教師的解題過程，或自身的學習經 驗套用在此物理試題進行解題，作答率高可較明確了解學生不同的解題過程。層級 2 的 試題，其認知程度較高，題目情境較複雜，並要求學生了解自己的物理知識結構，研究 試題藉由一前置問題以確認學生的物理基本知識。本研究之受試學生甚少接觸過此類問 題，對於試題作答方式的不熟悉，以及試題較為困難、認知程度較高，導致受試學生將
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近一半未作答，甚至將層級 2 試題視為層級 1 試題，鮮少寫下解題的想法。本研究主要 探討解題取向，故不考慮學生對層級 2 試題的前置問題做探討。
二、 試題表徵與解題取向
本研究將解題取向分為運動學取向與能量守恆取向，並設計兩種層級與兩種表徵的 物理測驗試題，藉由不同層級與不同表徵的物理試題，觀察學生解題方式。結果顯示，
物理層級與解題取向兩者間顯著差異，且解題表現也有顯著差異。但結果亦顯示試題表 徵並不影響學生的解題取向。本研究之物理試題表徵依據 Wu 與 Puntambekar (2012)研 究，使用的表徵為文字與圖片，並根據過去的研究發現，假設試題表徵將影響學生的解 題取向（Cock, 2012；Kohl & Finkelstein, 2006），欲探討試題表徵與解題取向間的關係。
然而結果顯示，試題表徵皆無法影響學生的解題取向。在較簡單的層級 1 試題，學生常 使用運動學解題，難度較高的層級 2 試題，會提高使用能量守恆的次數，這結果與試題 表徵無關，反而與試題層級的結果相似。換言之，本研究之受試學生無視試題表徵的差 異，多數以運動學進行解題，當面對高層級的試題方會提高能量守恆解題的機率。從運 動學與能量守恆兩種解題取向內容可發現，運動學取向為向量導向，當學生使用運動學 進行解題時，需一步一步的分析系統、列出公式或畫關係圖。剛接觸物理的初學者適合 以此方式開始學習物理，培養出分析系統的能力；能量守能取向為純量導向，當使用能 量守恆解題時，則是縱觀整個題目情境或系統，必須要以系統整體做討論，討論系統的 初狀態與末狀態。以物理學習過程而言較為晚些，同時學生在物理方面的認知程度亦較 初學者高些。
Cock (2012)研究顯示試題表徵會影響解題取向，學生在文字表徵的題目較常傾向使 用能量的方式解題；而圖片表徵的學生較容易傾向運動學的方式解題，且 Kohl 和 Finkelstin（2006）的研究暗示學生的物理解題表現跟許多因素有關，例如：學生的學習 經驗、先備知識…等，更重要的是他們認為試題表徵會促使學生使用更多種的解題策略，
但不保證不同解題策略的解題表現會較佳。但本研究發現試題表徵無法影響學生的解題 取向，顯示本研究之發現與過去許多文獻不同。若要找出本研究與過去研究不符之原因，
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首先受試者對象的不同，過去許多學者的研究對象多為大學生，而本研究針對的是高二 學生。高中生接觸物理課程時，課程從運動學開始，甚至國中課程也對運動學著墨甚多，
相對於能量守恆，學習階段較運動學晚，國中階段雖亦提及能量守恆，但篇幅甚少。對 學生而言，運動學是所有物理課程中接觸最久的的章節。且本研究在高二下學期第二次 段考後進行測驗。高中物理課程談論能量守恆的概念，約在高二下學期第二次段考前。
能量守能雖為近期之教授課程，但學生對於能量守恆概念的熟悉度，並無法與運動學相 提並論。故學生對於層級 1 試題易使用運動學解題，可能因學生對於運動學公式較為熟 悉；層級 2 試題因認知程度需求較高，雖然可完成作答之學生數量偏少，但可作答之學 生其認知程度較高，使用不同解題取向的機率較高，故運動學與能量守恆取向皆有機率 出現。
再者，本研究在試題設計上，未考量概念性試題與計算題之分配，本研究之物理測 驗試題大多是屬於計算題型。Singh (2008)指出對於概念性問題，使用能量守恆解題是 個較聰明的策略。亦可參考 Walsh (2007)研究，Walsh (2007)針對 22 位 18 歲至 24 歲之 大學生進行物理課程與測驗，發現 22 位學生面對物體掉落的物理問題縱使含有文字及 圖片表徵表徵，受試者中僅有 1 位會使用能量守恆進行解題。顯示對於尚在學習物理的 高中生而言，學生使用運動學進行解題是一常見的現象，使用能量守恆是較為少見的。
綜合以上所言，學生使用能量守恆解題雖然是少見的，但在概念性試題較容易出現。本 研究雖設計兩種表徵試題，卻因未考量學生對於兩不同概念之熟悉度，與平衡概念性試 題與計算題的分配。導致結果顯示學生較常以運動學進行解題，研究者推測為本研究試 題表徵與解題取向兩者間未達顯著差異之原因。
三、 學生的空間能力對解題取向
本研究旨在探討學生的解題取向，發現不同空間能力學生使用不同解題取向的差異。
本研究為考慮兩組之人數，而以本次受試學生中，後段 50%之學生訂為低空間能力組，
與康鳳梅（2006）之常模標準不同。本研究分組之分數標準較常模標準高，於常模中屬 於高空間能力組，可能造成本研究之分組不清楚。造成本研究雖分為高、低空間能力兩
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組，但可能只討論常模中高空間能力學生的解題取向及得分，以致其結果大多無顯著差 異。
根據過去研究，Kozhevnikov、Motes 及 Hegarty (2007)提到低空間能力學生較無法 整合兩向量問題，而運動學取向屬於向量導向，過去研究似乎暗示低空間能力學生使用 運動學解題之機率較高空間能力學生低，且高空間能力學生的解題表現較佳。依據研究 結果，顯示學生的空間能力與解題取向兩者間沒有顯著關係，在整體的物理試題中，高、
低空間能力的學生大多使用運動學解題，兩者未達顯著差異。根據研究發現，學生的空 間能力與解題取向間無明顯關聯。根據本研究發現，雖然解題取向沒有明顯差異，而過 去許多研究顯示，高空間能力學生的科學學習表現較佳（左台益、梁勇能，2001；曾永 祥、許瑛玿，2006；Adeyemo, 1993；Load, 1985；Tambychik, 2010），在解題表現方面，
本研究之結果與過去研究的發現是不相同的，僅在某特定條件才相符(例如層級 2 圖片 版）。
雖然本研究在解題表現方面與過去大多文獻不符 (Kozhevnikov、Motes 及 Hegarty, 2007)，且解題取向亦沒有顯著差異，若要說明學生的空間能力與解題取向兩者間未達 顯著差異的原因，可先從試題本身作探討，承如上述所說，本研究之測驗試題為計算題 型居多，概念性試題偏少。過去許多文獻對於空間能力與物理解題間的探討，大多提供 概念性試題作為測驗題 (Kozhevnikov, 1999；Kozhevnikov、Hegarty & Mayer, 2002；
Kozhevnikov、Motes & Hegarty, 2007)。在 Kozhevnikov 等人 (2002)研究指出，物理的計 算題與空間能力沒有高度相關，反而大多與物理原理的知識或語意理解有關。根據過去 研究，高空間能力學生的計算能力較佳（吳文如，2004；Blatto-Vallee et al., 2007；Caseyet al., 2008；Garderen, 2003；Tambychik, 2010），而本研究所設計的試題並無法說明高空間 能力學生的解題表現較佳，故本研究認為分組方式與試題本身的性質是本研究結果（解 題取向、解題表現）無法達顯著差異之原因。
四、
常見的錯誤類型
根據本研究發現，將學生常見的錯誤類型分為「與物理概念無關」、「與物理概念有
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關」兩大類型，與物理概念無關的錯誤類型中，尚分為「未掌握題意」、「數字計算錯誤」， 與物理概念有關的錯誤類型中，分為「定義方向錯誤」、「忽略物體完整受力」、「只列出 物理公式」、「混淆物理單位」、「計算過程只有一半」、「物理公式錯誤」、「不了解答案的
關」兩大類型，與物理概念無關的錯誤類型中，尚分為「未掌握題意」、「數字計算錯誤」， 與物理概念有關的錯誤類型中，分為「定義方向錯誤」、「忽略物體完整受力」、「只列出 物理公式」、「混淆物理單位」、「計算過程只有一半」、「物理公式錯誤」、「不了解答案的