第肆章 研究結果與討論
第三節 課程鷹架對學生心智模式之影響
為了瞭解本課程鷹架對學生心智模式之影響，本節將分析學生在開放式問題 測驗的前後測表現上是否有顯著差異。
一、兩組學生開放式問題測驗前後測之心智模式改變分析
將兩組學生前後測進行各項之模式分析，其各模式之類型將依序整理成表並 繪製人次累積圖。
（一） 地球內部結構之心智模式
經分析發現其結果如表 4-3.1 及圖 4-3.1 所示：
接受完整鷹架教學之學生，其課程進行前後之表現情形，原持有無模式之學 生由 3 人（7.5％）增為 5 人（12.5％）；原持有錯誤模式之學生由 4 人（5.0％）
增為 7 人（17.5％）；持有部分科學模式（零碎）之人數由原先 13 人（32.5％）
增加為 15 人（37.5％）；原持有科學模式之人數反而由 20 人（50.0％）減少為 13 人（32.5％）。
接受簡單鷹架教學之學生，其課程進行前後之表現情形，原持有無模式之學 生由 6 人（14.6％）降為 1 人（2.4％）；原持有錯誤模式之學生仍維持 8 人（19.6
％）；持有部分科學模式（零碎）之人數由原先 7 人（17.1％）增加 8 人（19.5
％）；原持有科學模式之人數由 20 人（48.8％）增為 24 人（58.5％）。
從上述人數改變情形可顯示學生於課程進行前後，兩組學生其心智模式並沒 有顯著的進步。
表 4-3.1 兩組學生前後測之地球內部結構心智模式類型分析 地球內部結構
（人數/百分比）
完整鷹架組
（學習單 A 版）
簡單鷹架組
（學習單 B 版） 備註 前測 後測 前測 後測
無模式 3（7.5％） 5（12.5％） 6（14.6％） 1（2.4％）
Type 1 錯誤模式
層狀模式 2（5.0％） 4（10.0％） 2（5.0％） 5（12.2％）
錯誤的單
一模式 2（5.0％） 3（7.5％） 6（14.6％） 3（7.3％）
部分科學 模式（零 碎）
混淆模式 13（32.5％） 15（37.5％） 7（17.1％） 8（19.5％）
Type 2 科學
模式
正確的單
一模式 20（50.0％） 13（32.5％） 20（48.8％） 24（58.5％）
圖 4-3.1 兩組學生前後測之地球內部結構心智模式改變累積人次
完整鷹架組 簡單鷹架組
針對 Type 1 與 Type 2 進行卡方檢定（Chi-Square Test, χ2 Test），結果整理
模式 3 人及科學模式 5 人轉變而來；接受完整鷹架教學之學生有 4 人（10.0％）
轉變為科學模式，其中 1 人乃由無模式轉變而來、1 人為錯誤模式及另 2 人來自 零碎模式。
接受簡單鷹架教學之學生有 24 人（58.5％）並未產生模式之改變，其中 1 人為無模式、3 人為錯誤模式、5 人為零碎模式及 15 人為科學模式；接受簡單鷹 架教學之學生無人轉變為無模式；接受簡單鷹架教學之學生有 5 人（12.2％）轉 變為錯誤模式，其中 1 人乃由無模式轉變而來及 4 人為科學模式；接受簡單鷹架 教學之學生有 3 人（7.3％）轉變為零碎模式，分別由無模式 2 人及科學模式 1 人轉變而來；接受簡單鷹架教學之學生有 9 人（22.0％）轉變為科學模式，其中 2 人乃由無模式轉變而來、5 人為錯誤模式及另 2 人來自零碎模式。
表 4-3.3 兩組學生前後測之地球內部結構模式改變人次表 模式（人數/占總人數百分比） 完整鷹架組
（學習單 A 版）
簡單鷹架組
（學習單 B 版）
未產生模式改變 17（52.5％） 24（58.5％）
轉變為無模式 4（10.0％） 0（0.0％）
轉變為錯誤模式 7（17.5％） 5（12.2％）
轉變為零碎模式 8（20.0％） 3（7.3％）
轉變為科學模式 4（10.0％） 9（22.0％）
備註：□-表直接轉變為科學模式、○-表轉變為負向的模式 圖 4-3.2 兩組學生前後測之地球內部結構模式改變圖
簡單鷹架組 完整鷹架組
（二） 板塊運動動力來源之心智模式
圖 4-3.3 兩組學生前後測之板塊運動動力來源改變累積人次
針對 Type 1 與 Type 2 進行卡方檢定（Chi-Square Test, χ2 Test），結果整理 如表 4-3.5 及依此分類之模式改變情形如表 4-3.6 及圖 4-3.4 所示，同時亦把此分 類方式再加入於表 4-3.4。
根據表 4-3.5 結果顯示不論是接受完整鷹架或簡單鷹架教學之學生，在課程 進行前後會從原先 Type 1（無模式與零碎模式）轉變為 Type 2（科學模式）之人 次較原先由 Type 2 轉變為 Type 1 之人次並無顯著增加，顯示此兩種版本課程對 學生板塊運動動力來源之心智模式的形成無顯著差異。
（2.4％）
（12.2％）
（56.1％）
（29.3％）
完整鷹架組 簡單鷹架
組
表 4-3.5 兩組學生前後測之板塊運動動力來源模式類型分析表
備註：□-表直接轉變為科學模式、○-表轉變為負向的模式 圖 4-3.4 兩組學生前後測之板塊運動動力來源模式改變圖
完整鷹架組 簡單鷹架組
（三） 臺灣附近的地體構造之心智模式
圖 4-3.5 兩組學生前後測之臺灣附近的地體構造改變累積人次
針對 Type 1 與 Type 2 進行卡方檢定（Chi-Square Test, χ2 Test），結果整理 如表 4-3.8 及依此分類之模式改變情形如表 4-3.9 及圖 4-3.6 所示，同時亦把此分 類方式再加入於表 4-3.7。
根據表 4-3.8 結果顯示不論是接受完整鷹架教學之學生或接受簡單鷹架教學 之學生在課程進行前後，從原先 Type 1（無模式與錯誤模式）轉變為 Type 2（零
完整鷹架組 簡單鷹架組
碎模式與科學模式）之人次較原先 Type 2 轉變為 Type 1 之人次大幅增加，顯示
則來自零碎模式。
表 4-3.9 兩組學生前後測之臺灣附近的地體構造模式改變人次表 模式（人數/占總人數百分比） 完整鷹架組
（學習單 A 版）
簡單鷹架組
（學習單 B 版）
未產生模式改變 15（37.5％） 8（19.5％）
轉變為無模式 0（0.0％） 3（7.3％）
轉變為錯誤模式 1（2.5％） 3（7.3％）
轉變為零碎模式 9（22.5％） 11（26.8％）
轉變為科學模式 15（37.5％） 16（39.0％）
備註：□-表直接轉變為科學模式、○-表轉變為負向的模式 圖 4-3.6 兩組學生前後測之臺灣附近的地體構造模式改變圖
完整鷹架組 簡單鷹架組
（四） 整體之心智模式
p＞0.05；χ2＝3.27，p＞0.05）之心智模式在課程進行前後皆無顯著差異。
此結果推測可能原因為此兩部分之心智模式，多屬於學生原有之先備知識，
在兩個版本課程中，皆未再詳述此基本概念，意即未能提供學生足夠之鷹 架，因此兩組學生的表現無差異。
2. 接受完整鷹架教學之學生與接受簡單鷹架教學之學生，其臺灣附近的地體 構造之心智模式在課程進行前後，兩組均有顯著進步，其中進步幅度以接 受完整鷹架教學之組別較明顯（χ2＝18.18，p＜0.01；χ2＝24.04，p＜0.01）。
此結果推測可能原因為此部分所運用到之心智模式與先前的學習基礎較 無關係，且課程中藉由地震軟體提供視覺輔助的鷹架，將抽象的概念視覺 化、具體化，因此可大幅促進學生心智模式的形成。
3. 接受完整鷹架教學之學生與接受簡單鷹架教學之學生，其整體之心智模式 在課程進行前後有顯著差異，意即接受完整鷹架教學之組別有顯著進步
（χ2＝4.17，p＜0.01；χ2＝1.67，p＞0.05）。此結果推測可能原因為完整 鷹架版的學習單，提供較多的文字提示，而此可增進學生的思考與心智模 式之建立。