課程鷹架對學生科學解釋之影響

表 4-4.2 不同組別對科學解釋總分之共變數分析摘要表

變異來源 SS df MS F

共變項（測驗前測） 11.187 1 11.187 11.741^**

組間（組別） 22.954 1 22.954 24.089^**

組內（誤差） 74.325 78 0.953

** p＜0.01，^*p＜0.04

表 4-4.3 不同組別對說明主張之共變數分析摘要表

變異來源 SS df MS F

共變項（測驗前測） 2.913 1 2.913 10.990^* 組間（組別） 0.163 1 0.163 0.613 組內（誤差） 20.675 78 0.265

* p＜0.013

表 4-4.4 不同組別對提出證據之共變數分析摘要表

變異來源 SS df MS F

共變項（測驗前測） 2.293 1 2.293 7.482^* 組間（組別） 6.358 1 6.358 20.749^* 組內（誤差） 23.902 78 0.306

* p＜0.013

表 4-4.5 不同組別對推理解釋之共變數分析摘要

變異來源 SS df MS F

共變項（測驗前測） 0.071 1 0.071 0.409^* 組間（組別） 7.791 1 7.791 45.121^* 組內（誤差） 13.468 78 0.173

* p＜0.013

二、兩組學生開放式問題測驗前後測科學綜合解釋分析

為了更瞭解學生所持有之科學解釋，又把開放式問題測驗中第三題之部分，

再獨立出來分析，並可把它訂出三個層級：

（一） 層級 0：無法建立結論或建立錯誤的結論

（二） 層級 1：所建立之結論說明不完整或未提及相關證據

（三） 層級 2：能依據正確的資料、邏輯推理形成正確的科學結論

再把兩組學生前後測之綜合科學解釋整理成表（如表 4-4.5）並繪製人次累 積圖如圖 4-4.1 所示。接受完整鷹架教學之學生於課程進行前後之表現情形，原 為層級 0 之學生由 26 人（65.0％）大幅降為 7 人（17.5％）；層級 1 之人數由原 先 13 人（32.5％）增為 32 人（80.0％）；層級 2 之人數仍維持 1 人（2.5％）。接 受簡單鷹架教學之學生於課程進行前後之表現情形，原為層級 0 之學生由 35 人

（85.4％）降為 33 人（80.5％）；層級 1 之人數由原先 6 人（14.6％）增為 8 人

（19.5％）；無任何層級 2 之人數。

從上述人數改變情形可顯示學生於課程進行前後，接受完整鷹架教學之學生 其綜合科學解釋有顯著的進步，且多數學生可進步為層級 1，反之，接受簡單鷹 架教學之學生仍多為層級 0。

表 4-4.6 兩組學生前後測之綜合科學解釋分析

完整鷹架組 簡單鷹架組

前測

（人數/百分比）

後測

（人數/百分比）

前測

（人數/百分比）

後測

（人數/百分比）

層級 0 26（65.0％） 7（17.5％） 35（85.4％） 33（80.5％）

層級 1 13（32.5％） 32（80.0％） 6（14.6％） 8（19.5％）

層級 2 1（2.5％） 1（2.5％） 0（0.0％） 0（0.0％）

圖 4-4.1 兩組學生前後測之綜合科學解釋改變累積人次

再從表 4-4.6 與圖 4-4.2 可發現接受完整鷹架教學之學生有 16 人（40.0％）

並未產生層級改變，其中 5 人為層級 0，剩餘 11 人為層級 1；接受完整鷹架教學 之學生有 2 人（5.0％）轉變為層級 0，均由層級 1 轉變而來；接受完整鷹架教學 之學生有 21 人（52.5％）轉變為層級 1，20 人由層級 0 轉變而來，另 1 人則由 層級 2 轉變而來；接受完整鷹架教學之學生有 1 人（2.5％）轉變為層級 2，為從 層級 0 轉變而來。

接受簡單鷹架教學之學生有 31 人（75.6％）並未產生層級改變，其中 29 人 為層級 0，剩餘 2 人為層級 1；接受簡單鷹架教學之學生有 4 人（9.8％）轉變為 層級 0，均由層級 1 轉變而來；接受簡單鷹架教學之學生有 6 人（14.6％）轉變 為層級 1，均由層級 0 轉變而來；接受簡單鷹架教學之學生無任何人轉變為層級 2。

（80.5％）

（19.5％）

完整鷹架組 簡單鷹架組

表 4-4.7 兩組學生前後測之綜合科學解釋改變人次表 層級（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）

未產生層級改變 16（40.0％） 31（75.6％）

轉變為層級 0 2（5.0％） 4（9.8％）

轉變為層級 1 21（52.5％） 6（14.6％）

轉變為層級 2 1（2.5％） 0（0.0％）

備註：□-表直接轉變為層級 2、○-表轉變為負向的層級 圖 4-4.2 兩組學生前後測之綜合科學解釋改變圖

完整鷹架組 簡單鷹架組

三、兩組學生在學習單上綜合科學解釋之分析

兩組學生除了在開放式問題測驗上有不同層級的表現外，於學習單之表現情 況亦如此：接受完整鷹架教學之學生多能表現出層級 1 與 2 的學生出現，然而於 接受簡單鷹架教學之學生仍不少為層級 0 且無層級 2 的學生出現。以下以學習單

（二）中之最後一題—繪製臺灣島底下的地體型態為例，於不同組別列舉出各層 級之學生作答範例。

（一） 完整鷹架教學組

1. 層級 0：無法建立結論或建立錯誤的結論，以編號 10403 學生為例（如圖 4-4.3）。

該生認為歐亞板塊皆下沉，此為錯誤的結論，故屬於層級 0。

【學生的書面說明：歐亞板塊皆下沉】

圖 4-4.3 編號 10407 之學生作答情況

2. 層級 1：所建立之結論說明不完整或未提及相關證據，以編號 10401 學生 為例（如圖 4-4.4）。

該生認為只提及菲律賓海板塊隱沒至歐亞板塊，屬於不完整的結論且 未提及相關證據，故屬於層級 1。

【學生的書面說明：↑表示的運動方向，可以表現菲律賓海板塊隱沒至歐 亞板塊】

圖 4-4.4 編號 10401 之學生作答情況

3. 層級 2：能依據正確的資料、邏輯推理形成正確的科學結論，以編號 10428 學生為例（如圖 4-4.5）。

該生認為能正確提出兩個重要結論且有提及相關證據，故屬於層級 2。

【學生的書面說明：∵臺灣南偏東的近海地區有中深源的震源，依此判斷 班尼奧夫帶的形成是歐亞大陸板塊隱沒入菲律賓海 板塊，而東北部的震源分布可判斷班尼奧夫帶的形成 是由菲律賓海板塊隱沒入歐亞大陸板塊】

此外，亦可從該生之組內討論對話為例，以下為該組討論臺灣島底下的地體 型態之對話內容：

學生 30：…班尼奧夫帶在哪裡？

學生 28：…我覺得這邊是這樣下去，而這邊是這樣下去…（用手比劃）

這邊它不是有淺源到深源嗎？所以它應該是這個方向..隱沒下去，隱沒 下去這一段是班尼奧夫帶

學生 29：（操作電腦）…所以它的位置要在哪裡…

從討論內容可發現，學生在判斷班尼奧夫帶的位置時，能運用地震分布情況 的證據，來解釋班尼奧夫帶的位置所在。

（二） 簡單鷹架教學組

1. 層級 0：無法建立結論或建立錯誤的結論，以編號 10126 學生為例（如圖 4-4.6）。

該生認為臺灣南部為菲律賓海板塊下沉，且所畫之周圍相關板塊運 動方式亦有誤，故屬於層級 0。

【學生的書面說明：無】

圖 4-4.6 編號 10126 之學生作答情況

2. 層級 1：所建立之結論說明不完整或未提及相關證據，以編號 10122 學生為 例（如圖 4-4.7）。

該生認為只提及菲律賓海板塊會隱沒，但未清楚說明，因此屬於不完整 的結論且未提及相關證據，故屬於層級 1。

【學生的書面說明：因為歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊聚合，菲律賓海板塊 隱沒】

圖 4-4.7 編號 10122 之學生作答情況

3. 層級 2：能依據正確的資料、邏輯推理形成正確的科學結論。其實本組學生 有亦有人是接近層級 2，但因其未能明確推論、解釋其結論，或未能提出相 關證據以符合邏輯的方式推理解釋，故仍屬層級 1。以下以編號 10101 學生

（如圖 4-4.8 及圖 4-4.9）及該生同組討論時的對話為例。

該生雖畫出正確的板塊運動方式，但未說明其推論的依據與過程，即使 該生在前面的相關題目都能做出正確的結論，但其推論過程及證據都無法有 效的與其結論做連結，即其推理解釋的邏輯有問題，故判定為層級 1。

【學生的書面說明：無】

圖 4-4.8 編號 10101 之學生作答情況

【學生的書面說明與結論：

因為由深層地震走向，可推出板塊走向

【學生的書面說明與結論：

因為要和板塊走向垂直，才能看出班尼奧 夫帶走向

結論：菲律賓海板塊跑到歐亞板塊之上】 結論：菲律賓海板塊隱沒到歐亞板塊下】

圖 4-4.9 編號 10101 之學生前幾題作答情況

以下為該組討論臺灣島底下的地體型態之對話內容：

學生 23：正常來講，只有海板塊會隱沒…我們國中老師說這邊是不尋常的地方…

學生 01：海板塊比較薄 學生 23：對啊！

學生 33：…陸板塊應該是在這一塊的下面吧？…

學生 01：通常是陸板塊在上面吧？

學生 23：對啊！通常是這樣，可是這邊是陸板塊下去…

學生 04：要寫什麼板塊嗎？

學生 23：我覺得先不用寫什麼板塊，…先講板塊隱沒…

從討論內容可發現，學生在解釋的過程中，並未利用已知的影像證據來做推 理，例如：用地震分布的情況來說明之，反而是企圖以過去所記憶的零碎知識來 做看似合理的解釋。

四、本節小結

1. 接受完整鷹架教學之學生與接受簡單鷹架教學之學生，其科學解釋之總分

（F＝24.089，p＜0.01）、證據（F＝20.479，p＜0.013）、推理解釋（F＝

45.121，p＜0.013）在課程進行前後達顯著差異，意即接受完整鷹架教學 之學生進步幅度高於接受簡單鷹架教學之學生。此結果推測可能原因來自

學習單中之文字提示，因學生較無法直接做高層次的推理解釋，故藉由文 字逐步引導的方式，將可幫助學生進行較高層次的科學解釋。

2. 接受完整鷹架教學之學生與接受簡單鷹架教學之學生，其科學解釋之說明 主張（F＝0.613，p＞0.013）在課程進行前後並未有顯著差異，意即接受 完整鷹架教學之學生進步幅度與接受簡單鷹架教學之學生無差異。此結果 推測可能原因為在本課程中，兩組學生皆未特別告知何謂主張，因此學生 對主張之瞭解可能都不是很清楚，因此兩組學生之表現並無差異。

3. 接受完整鷹架教學之學生與接受簡單鷹架教學之學生，其綜合科學解釋在 課程進行前後有顯著差異，意即接受完整鷹架教學之學生進步幅度高於接 受簡單鷹架教學之學生，換句話說，接受完整鷹架教學之學生較多學生進 步至層級 1 且層級 0 之學生明顯降低，反觀接受簡單鷹架教學之學生，仍 多數學生屬於層級 0。此結果推測可能原因為學生在逐步引導的學習之下，

較能知道如何形成結論，故接受完整鷹架教學之學生表現會比較好。反之，

因學生常不知如何做出一個結論，因此，若無引導的情況，則學生易隨意 做出結論，故接受簡單鷹架教學之學生表現較差。

4. 從本研究可發現使用完整鷹架進行教學有助於學生之科學解釋，此結果與 簡錦鳳（2008）之研究相似，本研究中接受完整鷹架進行教學之組別，多 數學生其層級原本為層級 0，在課程進行後近半數學生進步至層級 1，甚 至於層級 2 之學生不再是原本課程進行前層級 2 之學生，而是由層級 1 進 步而來。