第三章 研究設計與方法
第五節 資料蒐集與分析
本節分為資料蒐集、資料編碼、資料分析三部分，詳述如下：
一、資料蒐集
本研究為質性研究，依據待答問題中視覺表徵類型、多重表徵功能、視覺表 徵與語文連結及其後設表徵能力進行資料蒐集，蒐集之資料主要分為三類：學生 視覺表徵作品、語文資料及教室札記，研究者接著將所蒐集之資料與四個研究問 題做雙向檢核，以了解所收集的資料與研究問題間的對應關係如表 3-5-1 所示，
以下針對視覺表徵作品與語文資料分作說明：
45
46
種屬於語言資料，於錄音或錄影完後謄寫成逐字稿，後兩種主要為文字資料，詳 細內容如下所述：
1. 前測與後測訪談
研究者依據事先擬定之半結構訪談大綱，進行蝴蝶不同階段之 2D 繪畫與 3D 勞作之訪談錄音並事後謄寫成逐字稿，包括蝴蝶幼蟲、蛹、成蟲、卵、生活史表 徵。前測部分學生不知有蛹與卵階段者，直接跳問其對蝴蝶生活史想法。
2. 小組觀察
研究者依前測作品內容的豐富性以及學生個別口語表達能力情形選出 12 位 學生分為兩組做觀察並錄音、錄影，過程中蒐集小組學生觀察蝴蝶各階段之對話 內容及過程中可能的手勢、語氣。
3. 課室討論
研究中配合蝴蝶飼養之不同階段，於小組觀察後，在課室以電子白板播放該 階段各種角度之影片，討論過程於關鍵特徵處作暫停與放大，以觀察蝴蝶不同階 段之身體細節，並請學生發表，讓學生以自己的話語將看到的說給其他同學聽，
教師適時介紹討論蝴蝶專有名詞，如成蟲之口器、幼蟲之臭角、真足、假足。
4. 小組表徵活動
學生在小組內自行發展 2D 繪畫或 3D 勞作時，過程全程錄音、錄影，力求 記錄學生間互動的語文訊息及過程中可能的手勢、語氣。
5. 小組評論
學生於每次完成蝴蝶各階段作品後的 1-2 天內，教師於課餘或午休時間進行 作品小組評論，小組每位成員先對自己作品做說明，小組同儕對其作品之適切性 提出評論並做對話，全程由教師引導主持並進行錄影。
6. 蝴蝶各階段之觀察紀錄表
學生於每次小組觀察討論後，填寫該階段觀察紀錄表見附錄三，記錄有關該 階段的外型。此紀錄表主要以文字呈現，文字不足表達處請學生可以畫出草圖，
做為研究者分析學生作品之輔助文件。
47 7. 作品旁之註記
學生完成蝴蝶不同階段的 2D 繪畫與 3D 黏土勞作後，在每份幼蟲、蛹、成 蟲、卵階段與生活史作品旁以文字註記其創作之身體構造或生活史各階段名稱。
(三)教室札記
研究者於每次課室活動後，依據當天觀察紀錄該次活動小組互動情形、該次 發生之特別事項、小組中是否有特別活躍之成員，完成教室札記的紀錄，教室札 記包括小組觀察、課室討論或表徵活動中，此份資料作為日後個案選取之依據。
二、資料編碼
資料蒐集之後進行編碼，主要分為視覺表徵資料與語文資料兩類，編碼原則 說明如下：
(一)視覺表徵資料
視覺表徵依活動時間、蝴蝶的階段別及個案別共三碼，以「-」分開此三碼，
編碼原則如表 3-5-2。
表 3-5-2 視覺表徵作品編碼原則 次序 意涵*
第 1 碼 1,2,3
活動時間
前測(、)，主要活動(、)，後測(、)；3D 表徵(實心 圓，、、)，2D 表徵(空心圓，、、)，如 3D 前測 作品()，2D 後測作品(③)，其他依此類推
第 2 碼 L, P, A, E, C
蝴蝶的階段別
幼蟲(L)、蛹(P)、成蟲(A)、卵(E)、生活史(C) 第 3 碼
A,C,H,O,Q,S
個案別
Alf (A), Carl (C), Hans (H), Olive (O), Queena (Q), Sally (S)
*例如「-l-a」表示前測 2D 作品、幼蟲階段、個案 A 之作品。
(二)語文資料
語文編碼之資料包括前後測訪談資料、小組觀察、課室討論、小組表徵活動、
小組評論、蝴蝶各階段觀察紀錄表、評量單等，以「-」分開此五碼，編碼原則如 表 3-5-3：
48 表 3-5-3 語文資料編碼原則
項目 意 涵*
活動別 B,O,D,R,C, A,T,W,P
2D、3D 前測訪談(2B、3B)，小組觀察(O)，課室討論(D)，
2D、3D 小組表徵活動(2R、3R)，2D、3D 作品之小組評論(2C、
3C)，2D、3D 後測訪談(2A、3A), 蝴蝶各階段觀察紀錄表 (W)，作品旁文字註記(P)。
蝴蝶階段別 L,P,A,E,C
幼蟲(L)、蛹(P)、成蟲(A)、卵(E)、生活史(C) 活動日期 西元年月日
錄影或錄音 V,T
錄影(V)，錄音(T)，後面數字為錄影或錄音之檔案編號 流水碼 資料段落之流水編碼 01..
*例如「O-P-20120430-V1529-01」表示小組觀察資料，蛹階段、2012 年 04 月 30 日、錄影檔 1529 第一片 段之對話。
三、資料分析
本研究依研究目的與待答問題從所蒐集的視覺表徵與語文表徵資料中進行 分析，以下分別就學生在 2D 和 3D 視覺表徵類型、2D 和 3D 視覺表徵的多重表 徵功能、視覺表徵與語文連結和後設表徵能力之歸類及評分者的一致性進行說 明。
(一) 2D 和 3D 之視覺表徵類型
本研究參酌 Danish 與 Enyedy (2007)的表徵類型為架構，將 2D、3D 視覺表 徵分為科學內容(SC)、個人(In)二大類型，請另一位具國中教師背景之生物教師 對所分類型進行審核，討論不一致之處，最後形成二大類型之細項類別，同一份 視覺表徵作品可同時出現一種以上之表徵類型。研究者接著進行六位個案資料歸 類，並由具科學專長之碩士班同學對資料進行評分者一致檢核。
1 科學內容之表徵類型(SC)
依據低年級蝶各階段身體構造與生活史之心智圖分為科學細節表徵與科學 關鍵表徵，此心智圖先由研究者繪出，經兩位曾在國小低年級任教過之博士後具 生物相關背景教師進行專家意見審核，此心智圖用以對學生發展 2D 和 3D 視覺
49
表徵作品其在科學內容上屬於科學細節、關鍵特徵、位置關係之表徵類型之判別 如圖 3-5-1 所示。
圖 3-5-1 低年級學生於蝴蝶各階段身體特徵與生活史之心智圖
在科學細節表徵中，SC-n、SC-f、SC-m 三類因幼蟲、成蟲、蛹、卵與生活 史其複雜度不同，故有不同判別標準，三者只能出現其中一種類別，另外在科學 關鍵 SC-e1、SC-e2 也因幼蟲、成蟲、蛹、卵與生活史之不同，有不同判別標準。
其中 SC-i、SC-o、SC-e1、SC-e2 類型中，同一作品可能同時出現一種以上之表 徵類型，學生在科學內容之視覺表徵類型定義說明例子如表 3-5-4 所示：
50
51
52 表 3-5-4 (續)
類 型 代碼 定 義 說 明 例 子 關
鍵 表 徵
位 置 關 係 SR-e2
4 卵黏附在葉子上，注意 空間關係
後測卵黏附在葉子 上，且注意空間關
係 E-O
5 生活史-具四階段外 型，名稱正確，且順序 正確
表徵四階段生活 史，名稱正確，且
順序正確 C-H
*編碼說明：第 1 碼為表徵活動時間，前測(1)、主要活動(2)、後測(3)，2D 表徵)空心圓)，3D 表徵(實心 圓)，第 2 碼為幼蟲(L)、蛹(P)、成蟲(A)、卵(E)、生活史(C)，第 3 碼代表個案 A、C、H、O、Q、S。
研究者依據上述表 3-5-5 蝴蝶之科學內容之表徵類型將個案 2D 和 3D 作品做 歸類，個案從前測、主要活動到後測，其科學細節的表徵內容從較少漸漸增加，
並在主要活動的表徵作品中開始出現關鍵特徵與位置關係，研究者歸納其科學內 容之歷程主要有三種：(1)漸有關鍵特徵與位置關係；(2)僅表徵出關鍵特徵或位置 關係；(3)後測作品出現退回之情形，並於第四章對其結果進行討論。
2.個人之表徵類型(In)
學生把自己想法、偏好加入表徵作品內，個案會覺得這樣「看起來比較好」，
其中又分成三種個人表徵類型細項：擬人化、吸引人、個人想法，其中個人想法 (In-i)依幼蟲、成蟲、蛹、卵與生活史而有不同判別標準，個人(In)視覺表徵類型 之定義說明如下表 3-5-5 所示：
53
本研究參酌 Ainsworth (1999)提出的多重表徵功能，並修改為互補、增加溝 通、建構更深理解三類，以回答本研究的第二個待答問題，低年級學生於蝴蝶不 同階段的 2D 和 3D 兩種視覺表徵間可能的多重表徵功能，研究者在學生進行前 測、主要活動與後測的 2D 和 3D 視覺表徵功能時，檢視同一階段之 2D、3D 作
54
55
56
關鍵連結進行2D和3D作品的歸類。接著研究者參酌Schnotz (2002)在文字和圖畫 理解的整合模式，修改為視覺表徵與語文整合的模式如圖3-5-2所示，學生自行發 展的2D和3D作品及過程中的語言與文字兩種系統中，由下往上互動具有選擇與 建構功能，由上往下互動具有檢驗與組織功能。學生建構蝴蝶各階段的身體特徵 和生活史的心智模式過程中，在視覺符號部分新的資訊輸入經視覺組織轉換為視
57
覺形象，語言或文字經語意處理與口語組織轉換為語文表面表徵，語文表面表徵 經語意處理與命題表徵作互動，視覺形象經主題選擇與心智模式作互動，在最上 層命題表徵往右建構心智模式，心智模式往左檢驗命題表徵。此外命題表徵、語 文表面表徵、心智模式、視覺形象四者間也不斷進行互動如圖3-5-2上方虛線橢圓 區內。簡言之，視覺表徵與語文間的互動不僅是上下互動、左右互動，也包括心 智模式、命題表徵、語文表面表徵與視覺形象間的交叉互動。本研究定義連結程 度高者關鍵連結，接著依其關鍵連結出現的時間點在主要活動則為「關鍵整合」，
關鍵連結出現時間點在後測則為「持續整合為關鍵」；個案從前測提升為中連結 並維持在中連結，或是連結情形在後測退回者，則歸為「提升連結後維持或退回」。
圖 3-5-2 視覺表徵與語文整合模式
以個案 A 在後測成蟲 2D 視覺表徵為例，個案 A 畫出關鍵特徵頭、胸、腹部 以及腳與翅膀著位點在胸部，檢視學生在後測訪談內容一開始即介紹「(我)畫了 頭胸腹..，頭部有眼睛，牠的觸角、還有口器，胸部有條紋..還有腳還有翅膀，..
58 中，Hans 評論 Queena
「蝴蝶的翅膀應該在胸
59
研究者依據上述個案的 2D 和 3D 視覺表徵佐以語文資料分析每一件視覺表 徵作品中發展過程可能出現的後設表徵能力(MRC)，同一表徵作品可能有一種以 上的後設表徵能力出現，歸類完成後，研究者依個案在蝴蝶不同階段的 2D 和 3D 作品出現的後設表徵能力之歷程，歸納出四種組型：「先調整後評論，部分為創 作」；「先解釋經評論後調整」；「先解釋經評論回歸解釋」。
以個案 C 幼蟲作品為例，在前測個案 C 為「解釋」之後設表徵能力經主要活 動中教師提供之多重表徵學習環境，其幼蟲 2D 和 3D 作品展現「調整」之後設 表徵能力，甚至在 3D 作品中展現出「創作」之後設表徵能力，個案 C 據此所建
以個案 C 幼蟲作品為例，在前測個案 C 為「解釋」之後設表徵能力經主要活 動中教師提供之多重表徵學習環境，其幼蟲 2D 和 3D 作品展現「調整」之後設 表徵能力，甚至在 3D 作品中展現出「創作」之後設表徵能力，個案 C 據此所建