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語意關係相似性 分為 4 個群集

元素 4 與元素 7 上的評值明顯高於其他元素的評值,這表示學生認為{是、一種}

較適合用來描述[元素/氫,氧]與[化合物/水],也意味者描述級位關係時可用{是}或 {一種}來描述,由此也可看出高中學生在級位關係上與國中學生有相同的理解。

{組成、構成}與{分為、分成}在圖中形成一群,它們的語意相似度可達 90%,

其中{組成、構成}的語意較接近,而{分成、分為}的語意較接近,前者屬於組合 (composition)語式,而後者則是解構(decomposition)語式,兩者在語意上具有倒裝 論述的性質,也就是組合與解構互為反逆語式,當我們說 A 是由 B 與 C 組成或 構成時,它同樣也被改述為 A 可以分為或分成 B 與 C,而高中學生認為這兩者的 語意是相當接近的。仔細觀察這四種論述方式在各元素的數值可以發現,它們在 [元素/氫,氧]與[化合物/水]的評值較低,而在其他元素的評值較高,顯示高中學生 認為這四種論述方式適合描述分體關係。

此外,{一部分}在各元素的評值並未呈現極端情況,換言之,高中學生認為 {一部分}並不適合用來描述特定的語意關係,其中評值較高的為[空氣/氮氣...]、

[氫分子/氫原子]以及[元素/氫,氧],其評值分別為 87, 65 以及 65。仔細比較這三者 的語意關係可以發現,[空氣/氮氣...]、[氫分子/氫原子]屬於分體關係,而[元素/

氫,氧]屬於級位關係,可見,學生認為一部分可以用來描述分體,甚至可以描述 級位關係,換言之,他們認為「氫和氧是元素的一部分」的語意是成立的,這裡 的部分是指主類與二個次類的級位關係,因為[化合物/水]屬於主類與一個次類的 級位語意,其評值只有 43,可見當描述二個以上的次類時,可以用一部分來表達 級位關係。

國中學生認為{混合而成}只適用[空氣/氮氣...]的語意關係,但高中學生認為 它還可以描述[混合物/純物質]的語意關係(二者的評值各為 73 與 74)。事實上,

這兩者都是屬於整體與部分混合的語意,[空氣/氮氣...]是[混合物/純物質]的舉例 說明,因此兩者的語意關係均在描述部分在整體中的空間混合,而其他分體關係 的評值均很低,表示它們並非描述空間混合的意思。這也可看出高中學生對於哪 些概念屬於混合的分體語意比國中學生有更精確的理解。

2.方格元素之群集分析

圖 4-5-5 顯示,各元素依相似性差異可分成 4 個群集。[空氣/氮氣...]是[混合 物/純物質]為一群,表示兩者語意接近。[水分子/氫原子,氧原子]、[氫分子/氫原子]

和[水/原子]為一群,這三組概念中,都具有化學鍵結的語意存在,例如水在結構 上是二種原子鍵結而成,氫原子彼此鍵結形成氫分子,氫原子與氧原子鍵結形成 水分子,因此三者的語意較為接近。

[氫氣/氫分子]與[氫/氫原子]形成一群,語意相似性達 92%,這兩組概念在{聚 集而成}的評值分別為 61 與 40(見圖 4-5-5),這表示高中學生認為「氫氣是由氫 原子聚集而成」的說法不妥,因此{聚集而成}並不適合用於氫與氫原子的關係,

而造成評值上的差異。

最後,[元素/氫,氧]與[化合物/水]成為一群,與其他元素的相似性只達約 77

%,表示這二組概念的語意關係接近,但卻與其他概念的語意關係有所不同。它 們在{是}與{一種}的評值較高,而其他構念的評值較低,這顯示學生認為{是}與 {一種}適合描述此二組概念的語意關係。

(二)高中學生 Crossplot 之分析

在高中學生的 Crossplot 分析中,同樣以{一部分}與{一種}作為二維空間的二 軸,投影位置愈傾向+X 軸與+Y 軸表示其語意關係愈傾向於分體關係與級位關 係。圖 4-5-6 即為高中學生的 Crossplot 分析,從各元素在二維空間中的分佈來瞭 解學生對於概念之語意關係的看法。

從元素分佈的象限來看,只有[元素/氫,氧]與[化合物/水]二組概念落於第一與 第二象限,其他的元素則落於第三象限與第四象限,顯示這二組概念的語意關係 被解讀為級位關係(其投影接近+Y 軸),而其他如[水分子/氫原子,氧原子]或[水 /原子]並不被認為是級位關係。另一方面,高中學生認為[空氣/氮氣...]的語意關係 最傾向於分體關係,而[水/原子]則相反,事實上,原子的意思是代表氫原子和氧 原子,但是此處並未明確指出原子的實際名稱,可能因此造成高中學生認為[水/

原子]較不屬於分體關係。

若與國中學生之 Crossplot 相較可以發現,兩組學生的[元素/氫,氧]均落於第 一象限,落於此象限的元素意味它除了具有級位語意之外,還蘊含分體語意,換 言之,高中學生認為[元素/氫,氧]蘊含了這兩種關係。由 FOCUS 分析中[元素/氫, 氧]在{一部分}上的評值達 65 可知,高中學生認為其蘊含分體關係的意涵,但是 對[化合物/水]並沒有這樣的語意解讀,由此來看,當描述二個次類(sub-class)與主 類 (super-class) 之 間 的 關 係 時 , 其 意 義 等 同 於 描 述 二 個 成 員 (member) 與 集 合 (collection)的關係,此時級位關係也可被解讀為分體關係,因此可透過{一部分}

來描述。

(三)高中學生之 PrinCom 分析

高中學生的 PrinCom 分析主要在瞭解高中學生對各概念之語意關係與論述方 式相關性的解讀。其分析結果呈現如圖 4-5-7 所示,由圖中下方顯示各成分所佔 的百分變異量可知,第一主成分與第二主成分的變異量達 88.1%,顯示此圖能有 效反映兩者之相關性,圖中的元素以黑框灰底標示,而圖中有些×並未有文字標 示,這些×原為負向構念的分佈位置,因本文並不考慮這些負向構念的分析,故

氫分子/氫原子 氫/氫原子

元素/氫,氧

水/原子 化合物/水

空氣/氮氣 一部分

#一部分

一種

#一種

水分子/氫原子,氧原子 混合物/純物質

氫氣/氫分子 Crossplot Senior StudentT

"Hyponymy and Meronymy statements Element 9

圖 4-5-6 高中學生之 Crossplot 分析

刪除其文字標示,而只呈現正向構念的分佈,以下將從這些分佈來探討高中學生

Percentage vari ance in each component 1: 70.5% 2: 17.6% 3: 5.0% 4: 4.8% 5: 1.2%

Pri nGrid Senior Student

"Hyponymy and Meronym y statements El em ent 9 Constract 15

混合物/純物質

2.方格構念之分析

由圖 4-5-7 可知,某些構念與元素彼此接近,如{是}與{一種}接近[元素/氫, 氧]與[化合物/水],高中學生認為{是}與{一種}適合用來描述級位關係,{混合而 成}適合用來描述空間混合的分體關係,{結合成、化合成}則適於描述結構鍵結的 分體關係,但{有}、{包含}以及{一部分}這類的構念落於原點附近,顯示高中學 生認為這些構念所指涉的語意關係並不明確。

另外,以虛線圓圈標示的論述方式之 Y 軸投影在二維座標中落於原點附近,

這顯示高中學生並不認為這些論述方式在分體語意上有不同的意義指涉,也就是 學生並未反應這些論述方式在描述空間混合或是結構鍵結之分體語意有所不 同,例如{組成、含有、分成}等論述方式的 Y 軸投影相當接近原點,以這些論述 方式來描述分體關係並無法清楚表達概念之間精確的分體語意,舉例來說:

水分子是由 2 個氫原子和 1 個氧原子所化合成 水分子是由 2 個氫原子和 1 個氧原子所組成

空氣是由氮氣、氧氣、氬氣和二氧化碳等混合而成 空氣是由氮氣、氧氣、氬氣和二氧化碳等所組成

若將{化合成}或{混合而成}改寫為{組成}的句子,在語意上可以成立,同時 也是文本普遍使用的論述方式,但這種論述方式相對地不易呈顯精確的語意關 係,學生也不易瞭解實際上的分體意義。

由上述的討論中,除瞭解高中學生對於概念的語意關係與論述方式之相關性 的理解之外,也看到不同論述方式在各種語意關係上的表達特性,例如屬於內隱 論述的論述方式在語意關係上並無法明確地呈現級位關係與分體關係上的差 異,而{組合、構成、含、有、分成、...}等論述方式也無法呈現精確的分體語意,

可見不同語意關係各有其適合描述的論述方式,若欲表達更為精準的語意關係,

應該選擇適合的論述方式來描述,相信學生能獲得更精確的語意理解。

可以寫成

可以寫成

(四)小結

由上述高中學生方格之 FOCUS 與 PrinCom 的分析結果,可以整理出下列幾 項結果。

在語意關係的理解方面,學生對於各概念之間區別出四種不同的語意關係,

[元素/氫,氧]與[化合物/水]與其他概念的相似度明顯不同,顯示高中學生理解到兩 者具有不同於其他概念的語意關係。這二個概念間屬於級位關係,而其他概念之 間則傾向分體關係,但是高中學生對於分體關係又有不同的語意分化,有些概念 的語意關係屬於混合的分體意義,例如空氣與氮氣之間屬於此分體語意;有些語 意關係屬於鍵結的分體語意,例如水分子與氫原子、氧原子之間則屬此分體語 意;另外有些概念之間的語意屬於分體語意,例如氫氣與氫分子之間屬於大體與 小體的分體語意,高中學生也認為這類的分體語意與其他概念的分體語意有所不 同,因此也從分體關係中區分出來。

在論述方式的理解方面,PrinCom 圖示中前二主成分之變異量達 88.1%,顯 示該圖可有效反映學生對級位分體論述的理解,而構成圖示的二個成分軸中,第 一成分軸可視為是「級位-分體軸」,軸的右方(+X 軸)為級位關係,而左方(-

X 軸)則為分體關係,第二成分軸為「混合-鍵結軸」,軸的上方(+Y 軸)表示 整體是部分空間上的混合,而下方(-Y 軸)則表示整體是部分在結構上的鍵結。

論述方式在圖中有不同的落點分佈,{一種、是}落於+X 軸端,顯示它們適合描 述級位關係,而{化合成、結合成}適合描述鍵結的分體關係,{混合而成}適合描 述混合的分體關係,在原點附近的{包含、有、一部分}較未能呈現清楚的語意分 化,而其他如{組成、構成、分成、分為}等構念雖被認為適於描述分體關係,但 卻未能精確反映概念之間的分體情形。從分析結果來看,高中學生對於概念之間 的各概念的語意關係與論述方式的意義已有較清楚的理解,他們能夠識別概念之 間級位與分體關係的差異,也注意到分體關係中有空間混合與鍵結連結的分化,

此外他們對於論述方式適合描述的語意關係有較深層的解讀,注意到不同構念在 描述概念時所表達的語意精確性。

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