一半比例包含科學，另一半比例為錯誤。每個次概念一至少包含三個題目，超過 半數以上正確視為科學，超過半數為錯誤視為錯誤，當科學和錯誤各佔半數則根 據上述的主概念判定標準界定屬於錯誤或混合，以下將依序討論四個主概念在不 同年級學生的答題情況說明，不過主概念包含內容較次概念大，在第四章的第一 節和第二節都有根據次概念答題情形分析與討論，因此本部分不再針對個個主概 念之研究結果深入討論，只有數據的呈現，本節主要重點著重於整體演化概念之 發展。
一、不同年級學生在主概念一「個別變異」之編碼類型與比例
表 4-5-2 和圖 4-5-1 為不同年級在主概念一「個別變異」之編碼百分比，小 六學生出現錯誤(編碼 10)的比例高達 80%，隨著年級增長而逐漸下降，高一到高 二增加比例低於 1%，視為不便。另外，科學(編碼 11)在小六比例最低，隨後逐 漸上升，雖然在國一到國二階段有下降約 5%，然而在高中亦比國一階段高，高 中到大一階段逐年上升。最後，混合(編碼 12)逐年上升，高一到高二下降比例低 於 1%，視為不變， 大一降低至 7.8%。
表 4-5-2 不同年級學生在主概念一「個別變異」之編碼百分比 10 錯誤 11 科學 12 混合
小六 83.6 4.3 12.1 國一 40.7 37.2 22.1 國二 33.1 31.5 35.5 高一 7.5 52.6 39.9 高二 8.3 52.8 38.9 大一 0.0 92.2 7.8
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0
小六 國一 國二 高一 高二 大一 人數百分比(%)
10 錯誤 11 科學 12 混合
圖 4-5-1 不同年級學生在主概念一「個別變異」之編碼百分比
二、不同年級學生在主概念二「遺傳決定」之編碼類型與比例
圖 4-5-2 和表 4-5-3 為不同年級在主概念二「遺傳決定」之編碼百分比，小六 的錯誤(編碼 20)比例超過 50%，除了國一到國二上升約 7%，其餘年級則逐年下 降。另外，科學(編碼 21)則為逐年上升，國一到國二階段下降比例低於 1%，視 為不變，且高一到高二比例下降約 5%，大一則上升至 75.6%。最後，混合(編碼 22)在各個年級比例逐漸下降，唯一例外在小六到國一期間上升約 5%，這也表示 從小六到國一階段，錯誤類型逐漸改變為科學或混合類型。
表 4-5-3 不同年級學生在主概念二「遺傳決定」之編碼百分比 20 錯誤 21 科學 22 混合
小六 58.6 6.9 35.3 國一 22.1 36.3 41.6 國二 29.0 35.5 35.5 高一 10.5 54.1 35.3 高二 9.0 47.9 43.1 大一 1.7 75.9 22.4
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0
小六 國一 國二 高一 高二 大一 人數百分比(%)
20 錯誤 21 科學 22 混合
圖 4-5-2 不同年級學生在主概念二「遺傳決定」之編碼百分比
三、不同年級學生在主概念三「不同的存活率」之編碼類型與比例
表 4-5-4 和圖 4-5-3 為不同年級在主概念三「不同的存活率」之編碼百分比，
錯誤(編碼 30)小六開始比例增加，直到國二到高一階段開始呈現下降之現象。另 外，科學(編碼 31) 除了在國一到國二階段下降約 6%，則逐年比例增加。最後，
混合(編碼 33)逐年下降，部分變為錯誤或科學類型。
表 4-5-4 不同年級學生在主概念三「不同的存活率」之編碼百分比 30 短暫 31 適者 32 混合
小六 16.4 50.9 32.8 國一 17.7 59.3 23.0 國二 25.8 53.2 21.0 高一 11.3 78.2 10.5 高二 11.1 78.5 10.4 大一 7.8 88.8 3.5
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0
小六 國一 國二 高一 高二 大一 人數百分比(%)
30 短暫 31 適者 32 混合
圖 4-5-3 不同年級學生在主概念三「不同的存活率」之編碼百分比
四、不同年級學生在主概念四「累積世代的改變」之編碼類型與比例
表 4-5-5 和圖 4-5-4 為不同年級在主概念四「累積世代的改變」之編碼百分 比，錯誤(編碼 40)與科學(編碼 41) 出現趨勢相反，其錯誤類型中，除了國一到 國二階段比例上升 3%，其餘的各個年級都逐年下降；而科學類型則是相反，除 了國一到國二期間下降，其餘各個年級都逐漸上升。混合類型(編碼 42)在小六到
國一階段上升約 4%，隨後國一到國二比例下降，然而在高一、高二和大一共三 個階段比例都差不多，約在 45%左右，是三種編碼當中最高的一種，也就是高中 以上的學生屬於混合類型比例最高，而科學類型次之。
表 4-5-5 不同年級學生在主概念四「累積世代的改變」之編碼百分比 40 特質 41 變異 42 混合
小六 61.2 4.3 34.5 國一 42.5 18.6 38.9 國二 60.5 8.1 23.4 高一 33.1 21.8 45.1 高二 36.1 19.4 44.4 大一 22.4 30.2 47.4
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0
小六 國一 國二 高一 高二 大一 人數百分比(%)
40 特質 41 變異 42 混合
圖 4-5-4 不同年級學生在主概念四「累積世代的改變」之編碼百分比
綜合整理各個年級在整體演化概念(四個主概念)之答題情況，從表 4-5-6 和 圖 4-5-5 為不同年級在整體演化概念之編碼百分比，科學類型皆有逐年上升的趨 勢，除了在國一到國二階段有下降現象出現，這個數據內容可以作為概念演化樹 之演化概念發展之數據佐證內容。
表 4-5-6 不同年級在整體演化概念之編碼百分比
主概念 編碼 小六 國一 國二 高一 高二 大一 10 錯誤 83.6 40.7 33.1 7.5 8.3 0.0 11 科學 4.3 37.2 31.5 52.6 52.8 92.2 1.個別變異
12 混合 12.1 22.1 35.5 39.9 38.9 7.8 20 錯誤 58.6 22.1 29.0 10.5 9.0 1.7 21 科學 6.9 36.3 35.5 54.1 47.9 75.9 2.遺傳決定
22 混合 35.3 41.6 35.5 35.3 43.1 22.4 30 短暫 16.4 17.7 25.8 11.3 11.1 7.8 31 適者 50.9 59.3 53.2 78.2 78.5 88.8 3.不同的存活率
32 混合 32.8 23.0 21.0 10.5 10.4 3.5 40 特質 61.2 42.5 60.5 33.1 36.1 22.4 41 變異 4.3 18.6 8.1 21.8 19.4 30.2 4.累積世代的改變
42 混合 34.5 38.9 23.4 45.1 44.4 47.4
10 錯誤
表 4-5-7 不同年級學生具備整體演化概念認知狀態組合之百分比
容輸入 PAUP 軟體分析(圖 4-5-6)，以四個主概念分析，共分析出 135135 棵概念 演化樹，藉由儉約原則篩選後，剩下 16 棵概念演化樹，樹長為 9 種認知狀態組 合，整個概念演化樹的一致性(Consistency index )為 0.8，表示統計資料內容是否 符合所繪製出來的概念演化樹。從 16 棵概念演化樹，篩選出最適合的演化概念 之概念演化樹，篩選方式主要參考表 4-5-8 內容可發現 NN1、NN2 和 NN4 在高 中階段後消失，且 VG1、VG2 和 S 三種組合在小六階段尚未出現，也就是前三 種心智模式出現時間較早，相對而言，而後三者心智模式出現時間較晚。並參考 表 4-5-6 和圖 4-5-5 內容，出現比例達 50%以上，表示當年級的學生以發展出主 概念。其中主概念三「不同的存活率」在小六階段適者比例為 50.9%；主概念一
「個別變異」在高一階段比例為 52.6%；主概念二「遺傳決定」在高一階段比例 為 54.1%，據此可推論主概念三「不同的存活率」最先建立，而主概念一「個別 變異」和主概念二「遺傳決定」建立時間較晚，另外主概念四「累積世代的改變」
直到大一都尚未建立完全。
至於主概念一和二出現時間的先後順序，根據表 4-5-6 和圖 4-5-5 內容，理 論上高一階段時，這兩個主概念都已建立完成，然而在高二階段卻發現只有主概 念一「個別變異」科學類型的比例仍高於 50%，而主概念二「遺傳決定」的科學 類型比例已低於 50%，因此研究者認為此兩個主概念發展歷程應為主概念一「個 別變異」→主概念二「遺傳決定」，一照判斷各個認知特徵所出現時間順序，最 後篩選出最適合的概念演化樹為第 6 棵樹(圖 4-5-7)。
圖 4-5-6 PAUP*軟體分析結果
從 PAUP 軟體的分析數據可知，第 6 棵概念演化樹的祖徵為 NC4，祖徵為 最原始的認知狀態組合，其認知狀態組合為 10 22 31 40，只有主概念三「不同 的存活率」屬於科學概念，對照圖 4-5-5 結果可發現主概念三在小六階段答對率 已經高達 50%，也就是學生在小六階段以能具備主概念三。而主概念二為混合類 型，表示在次概念三「可遺傳的變異」或次概念四「特定性狀比例改變」其中一 個錯誤，通常具備有主概念一「個別變異」當中的次概念二「族群裡的變異」之 學生，就能夠理解次概念四「特定性狀比例改變」，而祖徵 NC4 在主概念一為錯 誤類型，可見次概念一和二階尚未達到正確，因此推論祖徵 NC4 的認知狀態 22 應為次概念三「可遺傳的變異」為科學概念，而次概念四「特定性狀比例改變」
尚未達到科學概念。
表 4-5-8 篩選過後的具備整體演化概念認知狀態組合之百分比 認知狀態組合 代號 小六 國一 國二 高一 高二 大一
12 22 31 42 CC3 2.6 3.5 3.2 3 8.3 13.8 10 22 31 40 NC4 10.3 2.7 3.2 2.3 2.1 0 10 20 32 42 NN1 9.4 1.8 2.4 0 0 0
分析結果內容
10 20 32 40 NN2 9.4 4.4 5.6 0 0 0 類型佔多數，故稱為錯誤模式，共有四個組合分別為 NC4、NN2、NN4 和 VG2，
NC4 為變異適應錯誤模式；NN2 和 NN4 為變異遺傳適應錯誤模式，和 VG2 為
依此類推，第二類心智模式為認知狀態組合以混合類型佔多數，稱為混合模
Campbell(2002)解釋指出某些種類生物會出現相似的構造及特徵，然而這些生物 之間並沒有同源的關連性，例如：蝙蝠的翅膀和鳥類的翅膀，功能皆為飛行，然 後兩者源自於不一樣同源生物，故稱為非同源相似性，所以非同源相似性。所以，
概念演化樹(圖 4-5-8)的藍色原點的認知狀態 4-2 屬於非同源性，也就是在整個概 念發展過程中，出現的時間點不一，就概念發展而言只是零星出現，也表示學生 對於主概念四尚未完全建立，多數學生對於「適應」一詞的真正意涵仍尚未理解。
另外，研究者自行加入「Δ」表示為各個年級中出現編碼佔有百分比超過 50%以上，也就是說有半數該年級學生以具備此概念，並於符號底下加入該穿線 的類型百分比(以括弧標示)，本研究當中視為該年級學生已建立完成該概念。從 表 4-5-6 可以出小六和國一階段已超過半數學生已建立主概念三「不同的存活 率」，但是小六超過半數的主概念一「個別變異」、主概念二「遺傳決定」和主概 念四「累積世代的改變」都屬於錯誤類型；國二階段已建立主概念三，然而主概 念四為特質類型亦超半數；高一階段超過半數已建立主概念一、主概念二和主概 念三；高二則為超過半數已建立主概念一和主概念三；最後大一階段已超過半數 建立主概念一、二和三。總體來說，主概念三從小六到大一共六個階段皆具備，
從高一到大一階段都已建立主概念一和主概念三。以上根據研究結果數據內容 所分析的結果，以下將根據概念演化樹說明跨年級學生於演化概念之發展歷程的 開始建立情況說明。
跨年級學生演化概念之概念演化樹(圖 4-5-8)與原先 PAUP*軟體的演化樹(圖 4-5-6)有所差異，主要加入各個年級的尺度以及根據表 4-5-6 內容作為主概念發 展歷程之判斷，並於該類別下面加入該年級出現百分比(以括弧標示)，可以明顯 看到在小六到國一階段出現許多認知特徵的發展歷程，主要在於小六到國一階
跨年級學生演化概念之概念演化樹(圖 4-5-8)與原先 PAUP*軟體的演化樹(圖 4-5-6)有所差異，主要加入各個年級的尺度以及根據表 4-5-6 內容作為主概念發 展歷程之判斷，並於該類別下面加入該年級出現百分比(以括弧標示)，可以明顯 看到在小六到國一階段出現許多認知特徵的發展歷程，主要在於小六到國一階