國小自然科試題類別對答題自信與答題表現之影響 - 以星像觀察單元為例

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(1)國立臺中教育大學科學應用與推廣學系科學教育碩士學位暑期在職進修專班碩士論文. 指導教授：. 王盈丰. 博士. 國小自然科試題類別對答題自信與答題表現之影響－以星象觀察單元為例. 研究生：趙俊驊. 中華民國. 102 年 7 月.

(2) 國小自然科試題類別對答題自信與答題表現之影響－以星象觀察單元為例. 中文摘要本研究主要目的在於探討國小自然科紙筆測驗中，不同的試題類別對學生的答題表現與答題自信之間的影響，研究範圍為星象觀察單元，研究對象則以南投縣五年級學童為主。研究分為兩部分，第一部份為研究工具發展，主要為「星象觀察單元試題類別與答題自信調查測驗」的編製。第二部份則為研究分析，以描述性統計、單因子變異數分析、卡方獨立性檢定等分析方法，探討不同認知層次及不同知識種類的試題類別，分別與答題表現及答題自信的關聯性，並試著找出哪些試題類別，容易讓學生有過度自信或缺乏自信的狀況。研究發現，不論是在答題表現、答題自信、過度自信或是缺乏自信等方面的影響上，試題的認知層次比試題的知識種類影響來的更大。試題認知層次層級越低，學生的答題表現、答題自信皆會表現得越高，而過度自信及缺乏自信的狀況也較不易產生，但在應用及高層次思考這兩類試題，對於答題自信、過度自信及缺乏自信的差異情形，則不顯著。研究建議教師可藉由改變紙筆測驗試題的認知層次，來刺激學生的認知發展，逐步由較低的認知層次邁向較高的層次。另外，若想進一步探討後設認知知識的試題對學生學習表現或學習心理的影響，建議針對國中以上課程的相關單元，進行探討會比較恰當。. 關鍵詞︰修訂版 Bloom 認知分類、星象觀察、試題類別、答題自信、答題表現。. I.

(3) The Relationships between the Types of Science Test and the Academic Performance and the Self-confidence of Elementary Students– An Example in the Astronomical Observation Unit. Abstract This study was to figure out the relationship between the types of science paper and pencil test which included four kinds of cognitive process types and three kinds of knowledge types, the academic performance, and the self-confidence of students. The study was taking the astronomical observation unit as the research scope, and focusing on the fifth-graders in Nantou County, Taiwan. The first part of the study described the design of the astronomical observation paper and pencil test, including the test types, the reliability test, the difficulty test, and the discrimination test. The second part consist of several statistical methodologies in order to analyze the three factors stated above, such as descriptive statistics, one-way analysis of variance test, and chi-square test for independence. The relationships among of students’ academic performance, self-confidence, overconfidence and lack of confidence, the results of the study showed that the students’ cognitive level of the paper and pencil test has more significant impact than the knowledge types. The lower the cognitive level of the test was, the higher level of the students’ performance and their self-confidence was. Also it would have less probability on the condition of lack of confidence or overconfidence under the lower cognitive level. However, the students’ self-confidence and the overconfidence and the lack of confidence under high-order-thinking level and the application level were not so significant.. II.

(4) In conclusion, it is highly recommended that teachers probably can raise students’ cognitive level of learning gradually in science paper and pencil test. Furthermore, it is suggested to analyze the relationship between the metacognition knowledge and the academic performance or self-confidence exhibited by the higher graders in the future.. Keyword: Revised Bloom’s taxonomy of educational objectives、astronomical observation、 self-confidence、academic performance、the types of science test. III.

(5) 內容目次摘要 ........................................................... I 內容目次 ..................................................... III 表次 ........................................................... V 圖次 .......................................................... VI 第一章緒論 ................................................... 1 第一節. 研究背景及動機 .................................................... 1. 第二節. 研究目的及問題 .................................................... 2. 第三節. 研究範圍及限制 .................................................... 4. 第四節. 名詞解釋 .......................................................... 5. 第二章文獻探討 ............................................... 9 第一節. Bloom 認知歷程及知識向度雙向分類 .................................. 9. 第二節. 答題自信心的探討 ................................................. 23. 第三節. 國小學童在星象觀察單元學習上的探討 ............................... 26. 第三章研究方法 .............................................. 29 第一節. 研究設計 ......................................................... 29. 第二節. 研究對象與取樣 ................................................... 32. 第三節. 研究工具發展 ..................................................... 33. 第四節. 資料處理與分析 ................................................... 40. 第四章結果與討論 ............................................ 47 第一節. 試題類別對答題表現的研究 ......................................... 47. 第二節. 試題類別對答題自信的研究 ......................................... 53. IV.

(6) 第三節. 答題自信對答題表現的研究 ......................................... 61. 第五章結論與建議 ............................................ 97 第一節. 研究結論 ......................................................... 97. 第二節. 研究建議 ........................................................ 101. 參考文獻 ..................................................... 105 中文部分 ................................................................ 105 外文部分 ................................................................ 108. 附錄 .......................................................... 111 附錄一. 專家審題後意見審核彙整表 ........................................ 111. 附錄二. 預試試題 ........................................................ 115. 附錄三. 預試試題篩選修正彙整表 .......................................... 123. 附錄四. 試題篩選及題號調整簡易歷程表 .................................... 127. 附錄五. 五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題信心調查測驗 ............ 129. 附錄六. 各題信心量表的次數分配統計表 .................................... 133. V.

(7) 表次表 1-1. 試題類別代碼表 ....................................................... 7. 表 2-1. 1956 年 Bloom 認知領域教學目標分類表 ................................. 10. 表 2-2. Bloom 認知分類修訂版中對目標的層級分類表 ............................ 13. 表 2-3. 認知歷程及知識向度雙向細目表 ........................................ 15. 表 3-1. 參與施測的各校抽樣比率及抽樣人數表(2013.03) .......................... 33. 表 3-2. 初選試題的試題類別題數統計及題號對照表 .............................. 34. 表 3-3. 預試試題審題修改建議範例 ............................................ 36. 表 3-4. 正式施測的題數統計及題號對照表 ...................................... 38. 表 3-5. 正式施測試題所屬的學習概念及題號統計對照表 .......................... 39. 表 3-6. 不同學習概念的試題對學生答題表現的描述性統計表 ...................... 40. 表 3-7. 不同學習概念的試題對學生答題自信的描述性統計表 ...................... 40. 表 3-8. 答題表現對答題自信的類型分類表 ...................................... 42. 表 3-9. 試題類別各自對答題表現及答題自信的關聯檢定表 ........................ 43. 表 3-10. 試題類別各自對過度自信及缺乏自信的關聯檢定表 ....................... 44. 表 4-1. 不同認知層次的試題對學生答題表現的描述性統計表 ...................... 48. 表 4-2. 不同認知層次的試題對學生答題表現的相依樣本 ANOVA 統計摘要表 ........ 48. 表 4-3. 不同知識種類的試題對學生答題表現的描述性統計表 ...................... 51. 表 4-4. 不同知識種類的試題對學生答題表現的相依樣本 ANOVA 統計摘要表 ........ 51. 表 4-5. 不同認知層次的試題對學生答題自信的描述性統計表 ...................... 55. 表 4-6. 不同認知層次的試題對學生答題自信的相依樣本 ANOVA 統計摘要表 ........ 55. 表 4-7. 不同知識種類的試題對學生答題自信的描述性統計表 ...................... 58. 表 4-8. 不同知識種類的試題對學生答題自信的相依樣本 ANOVA 統計摘要表 ........ 58. 表 4-9. 第 1 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 .............................. 63. VI.

(8) 表 4-10. 第 2 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................. 64. 表 4-11. 第 3 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................. 65. 表 4-12. 第 4 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................. 66. 表 4-13. 第 5 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................. 67. 表 4-14. 第 6 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................. 68. 表 4-15. 第 7 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................. 69. 表 4-16. 第 8 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................. 70. 表 4-17. 第 9 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................. 71. 表 4-18. 第 10 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 72. 表 4-19. 第 11 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 73. 表 4-20. 第 12 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 74. 表 4-21. 第 13 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 75. 表 4-22. 第 14 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 76. 表 4-23. 第 15 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 77. 表 4-24. 第 16 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 78. 表 4-25. 第 17 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 79. 表 4-26. 第 18 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 80. 表 4-27. 第 19 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 81. 表 4-28. 第 20 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 82. 表 4-29. 第 21 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 83. 表 4-30. 第 22 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 84. 表 4-31. 第 23 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 85. 表 4-32. 第 24 題學生的答題自信對答題表現的交叉表 ............................ 86. 表 4-33. 學生的答題自信對答題表現的卡方獨立性檢定整理表 ..................... 87. VII.

(9) 表 4-34. 不同認知層次的試題對學生過度自信狀況的描述性統計表 ................. 89. 表 4-35. 不同認知層次的試題對學生過度自信狀況的相依樣本 ANOVA 統計摘要表 ... 90. 表 4-36. 不同知識種類的試題對學生過度自信狀況的描述性統計表 ................. 91. 表 4-37. 不同知識種類的試題對學生過度自信狀況的相依樣本 ANOVA 統計摘要表 ... 92. 表 4-38. 不同認知層次的試題對學生缺乏自信狀況的描述性統計表 ................. 93. 表 4-39. 不同認知層次的試題對學生缺乏自信狀況的相依樣本 ANOVA 統計摘要表 ... 93. 表 4-40. 不同知識種類的試題對學生缺乏自信狀況的描述性統計表 ................. 95. 表 4-41. 不同知識種類的試題對學生缺乏自信狀況的相依樣本 ANOVA 統計摘要表 ... 95. 表 5-1. 研究結論歸納表 ..................................................... 100. VIII.

(10) 圖次圖 2-1. Bloom 認知分類論的階層性與累積性 .................................... 11. 圖 2-2. Bloom 舊版與修訂版的結構比較 ........................................ 14. 圖 2-3. 原 Bloom 認知歷程向度類別整併成高層次思考之示意圖 ................... 21. 圖 3-1. 研究流程圖 .......................................................... 31. IX.

(11) 第一章. 緒論. 本章共分四小節，分別說明研究背景與動機、研究目的及問題、研究範圍及限制，以及本研究中所提及重要之名詞解釋。. 第一節. 研究背景及動機. 九年一貫課程中自然與生活科技領域的主要目標在提昇學生的科學素養，並培養學生對科學的認知與探究能力，而其中評量在九年一貫課程中所扮演的角色，佔有相當重要的一部分。根據國際教育成就調查委員會 (IEA)主辦的「國際數學與科學教育成就趨勢調查」 (TIMSS)於 2007 的測驗結果顯示，在「科學正向態度」方面，台灣小四和國二生的高科學正向態度人數的百分比，都顯著低於國際平均，分列第 23 及 28 名。雖然台灣學生在數學及科學的學習成就方面表現頗佳，但在學習態度及學習自信心等方面，卻多屬於偏低的水準。而 PISA 2006 年的測驗評比顯示台灣學生在科學方面的學習表現高於 OECD 的平均值，但在科學態度方面，卻未如科學表現方面的顯著。另外，在教育部師資培育及藝術教育司的新聞稿中也提及(詳見 2012.12.11 的訊息公告)，台灣於 2011 年 TIMSS 及 PIRLS 的測驗中，科學部份的成績雖然表現名列前茅，但該計畫的主持人林陳涌教授卻也指出，學生對於數學、科學與閱讀素養等方面的正向態度卻偏低，亦有自信心不足、城鄉差距等問題。根據國內學者的研究發現指出(林煥祥、劉聖忠、林素微、李暉，2008；李哲迪，2009)，在 1999、2003、2007 年 TIMSS 以及 2006 年的 PISA 等這些國際大型的成就調查測驗中，台灣學生在科學方面學科知識內容的學習表現優異，但對科學的學習興趣及自信心等方面的表現卻沒有很高，仍存有許多待改善的空間。也因此，在重視學生的學習表現之餘，如何培養學生良好的正向態度及自信，可說是相當值得重視的議題之一。而張俊彥、程暐瀅（2006）在研究學生的科學興趣及自我信念和學習成就之間的關係中，. -1-.

(12) 指出學生對於科學的興趣及學生的自我信心，會明顯影響到自然科的學測成績，尤其是「自我信心」的影響較大，若能加強學生對科學的興趣與自我信心，也許能有效地增進學生的學習成就。可見學生的自信也往往是影響測驗成績的原因之一，因此如何在學習或評量上，給予學生適當的自信，幫助其提升學習成就，便是一件相當重要的課題。目前國內對學生的學習評量仍多以傳統的紙筆測驗為主，而 Bloom 的認知及知識分類方式對課程發展、測驗設計或評鑑發展皆具有相當大影響力(黃嘉雄，2004)，因此教學者在命題時，也常依據該理論，進行不同認知層次或知識種類的測驗命題。因此，如何讓教學者在命題時，除了配合學生的學習內容之外，能多一個參考及改進的依據，了解到不同認知層次或知識種類的試題對學生學習表現及答題信心的影響，便成為研究者相當感興趣的題目之一。而最終，研究者期望教學者在命題時，除了能多顧慮學生的信心發展，逐步建立學生的信心之外，也能藉此提升學生學習的認知層次，由記憶、瞭解等層次逐步邁向應用、分析等更高層次來發展。. 第二節. 研究目的及問題. 本研究欲探討在一般自然科的紙筆測驗評量中，不同認知層次及不同知識種類的試題類別對學生的答題表現是否有所影響？學生的答題自信是否會因不同的試題類別而有所影響？而學生在答題時過度自信或缺乏信心的狀況，也是否會受試題類別的影響呢？並藉此提供教師不論在教學或是評量的命題時，能多一個參考及改進的依據。研究所設定的單元範圍，主要以國小五年級自然科課程中，星象觀察及星座盤使用此一單元為範圍(以 N 版、H 版及 K 版三個版本的教科書為主)，針對南投縣中心學校的五年級學童，以自製的「五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題自信心調查測驗」來施測調查，並進一步利用統計方法分析結果。. -2-.

(13) 壹、研究目的本研究目的如下，以 Bloom 認知分類修訂版中的認知歷程及知識向度雙向細目表為試題分類的依據，編擬成「五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題信心調查測驗」紙筆評量工具。並以此來探討該單元常見的紙筆評量題目中，記憶、瞭解、應用及高層次思考等四類不同認知歷程層次的試題以及事實、概念、程序等三類不同知識類別的試題，各自對學生的答題表現、答題自信，是否有所影響？而學生的答題自信是否與答題表現有所關聯？在哪些認知層次或知識類別的試題裡，容易出現答對卻沒自信的狀況，或是有自信卻答錯，有過度自信的狀況。. 貳、研究問題而根據上述的研究目的，本研究可以進一步的發展成下列的研究問題：一、在「五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題信心調查測驗」中，學生的答題表現，是否會因試題認知層次的不同（記憶、瞭解、應用及高層次思考等四類）而有所影響? 二、在「五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題信心調查測驗」中，學生的答題表現，是否會因試題知識種類的不同（事實知識、概念知識、程序知識等三類）而有所影響？三、在「五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題信心調查測驗」中，學生的答題自信心，是否會因試題認知層次的不同（記憶、瞭解、應用及高層次思考等四類）而有所影響? 四、在「五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題信心調查測驗」中，學生的答題自信心，是否會因試題知識種類的不同（事實知識、概念知識、程序知識等三類）而有所影響？五、在「五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題信心調查測驗」中，學生的答題. -3-.

(14) 表現與答題自信，兩者是否有所關聯？另外，學生在答題時過度自信或缺乏信心的狀況，也是否會受試題類別的影響呢？. 第三節. 研究範圍與限制. 壹、研究範圍本研究選定的單元，以國小五年級南一及康軒版的自然課程中，星象觀察與星座盤使用為主，其章節內容大致包含如下：一、認識星星及星座： (一) 認識星星的亮度和顏色 (二) 由方位和仰角組合的座標，來確定各星在星空中的位置 (三) 瞭解星星和星座的關係 (四) 由平面星空學習認識星空，並瞭解不同季節看到的星空會有不同二、星座盤的認識及操作使用： (一) 觀星注意事項 (二) 認識星座盤 (三) 操作星座盤找尋星座三、星星的移動與找尋北極星： (一) 瞭解北極星的特徵 (二) 觀察星星每小時的移動情形，並瞭解星星移動的規則性 (三) 學習由北斗七星或仙后座找北極星，並分辨觀測點的實際方位. -4-.

(15) 貳、研究限制本研究因時間與人力的限制，僅以南投縣的大型中心小學，共約 334 位左右的五年級學童為研究對象，若將研究結果推論至南投縣偏遠地區或其他地域，或推論至其他課程單元或學習領域，則會有其限制性，而研究對象亦同。另外，本研究的研究工具以單選題為主要的題型，若將研究結果推論至其他的試題類型 (如簡答題、填空配對題等)，亦會有其限制性。最後，在 2001 年修訂版的 Bloom 認知及知識分類系統中，針對不同知識種類試題的研究上，本研究僅對事實、概念、程序這三類知識，進行相關的研究及探討，並未對後設認知知識這一類的試題進行研究。若將研究結果推論至整個知識類別，則並不完整，亦會有其限制。. 第四節. 名詞解釋. 壹、紙筆測驗紙筆測驗（paper and pencil test），或稱考試，是考試對象根據考核的目的，在規定的時間內，按指定的方式，解答事先編制的題目，按其結果給予評分的測試方法。按照 2007 年教育部「國民中小學學生成績評量準則」中對紙筆評量的解釋，紙筆評量即一般的紙筆測驗，學生經由教師按照教學目標及教材內容所編訂的考卷題目，評量自己的學習成果。此種考試方式通常有明確的答案，所以有計分客觀、易於施測、題數多、涵蓋面廣、符合經濟效益等許多特點。傳統的紙筆測驗有選擇、是非、填充、簡答、配合等，在本研究中所謂的紙筆測驗，則多以單選題的試題型態為主。. -5-.

(16) 貳、答題表現本研究中的答題表現，指的是學生在該題答對的程度，亦指該題答題正確的比率，答對為 1 分，答錯則以 0 分表示。以小數表示該題答對的總人數佔全部答題人數的百分率。在該題中總分越高，表示學生在該題的答題表現越好，反之亦然。. 參、答題自信自信指的是個人對自我能力、成就、價值的一種掌握、肯定及信賴的程度，是一種對自我心理狀態的描述。本研究的答題自信心，乃是指測驗者在紙筆測驗上，依據自我的認知能力，在回答題目時，對自己是否有把握能正確預測答案之程度。在本研究裡，對答題自信心的評量方式，則是採用李克式四點量表的形式來設計，主要讓學生依據試卷右半部的信心量表選項，來自評答題自信情形。而在此信心量表中，各答題自信的選項定義，則是參考陳景期、耿筱曾(2005)及李昭誼(2005)等人，在三層次診斷性評量(three-tire test)中，針對第三層次的信心評量表所修改而來。其信心評量表的選項可分「我覺得我的答案：1.完全正確 2.正確 3.可能正確 4.不知道」四個選項。其相對應的解釋如下： 1.完全正確：我能肯定這個答案正確 2.正確：我無法肯定這個答案正確，但能確定其他選項的答案都不正確，所以剩下的這個答案應該是正確的。 3.可能正確：從兩個以上可能正確的答案，選一個較可能的答案。(二選一或三選一) 4.不知道：我無法判斷是否正確，所以用猜的。藉著讓受試者填答每一題題目後面的信心量表，來評估自己預測答案正確與否的程度，所得的計分越高，則表示對該題答題時的自信心越高，對自己也越有自信。其中在判斷答題者有無信心的依據上，將原本信心量表上「完全正確」、「正確」兩個選項的計分合併成「有信心」此一選項的計分，而另外兩個選項「可能正確」、「不知道」的計分，則是合併成「沒信心」此一選項的計分。. -6-.

(17) 肆、過度自信及缺乏自信在本研究裡，過度自信指的是在該題的答題狀況中，學生自評「有信心」，實際卻答題錯誤；而缺乏自信則相反，指的是學生自評「沒信心」，但實際上卻答題正確的狀況。. 伍、試題類別本研究中的試題類別，指的是將試題依據修改及簡化後的 Bloom 認知歷程及知識向度雙向細目表，所予以分類後的類別。依其向度區分，可分為 4 類不同的認知層次與 3 類不同的知識種類，共計 12 項子類。前面的代碼表示該題在認知歷程向度上的分類，可分為四類，1 表示記憶、2 表示瞭解、3 表示應用、4 表示高層次思考；而後面的代碼則表示該題在知識向度的分類，可分為三類，A 為事實知識、B 為概念知識、C 為程序知識，共計 12 類。編碼後的代碼如表 1-1 所示：. 表 1-1 試題類別代碼表認知歷程向度. 知識向度 1.記憶. 2.瞭解. 3.應用. 4.高層次思考. A.事實知識. 1-A. 2-A. 3-A. 4-A. B.概念知識. 1-B. 2-B. 3-B. 4-B. C.程序知識. 1-C. 2-C. 3-C. 4-C. 陸、高層次思考高層次思考（higher-order thinking）是屬於較複雜的思考過程，國內學者葉玉珠在研究中，也認為 Bloom 認知領域教學目標中的分析、綜合、評鑑等三個不同層次的類別，與高層次思考所強調的範圍相符（葉玉珠，2002）。因此在本研究中，為了試題分類上的方便，避免分類出來的試題類別種類過於複雜，參考了國內學者葉玉珠、蘇美菁等人的研究，將 2001 年的. -7-.

(18) Bloom 認知歷程分類修訂版中的分析、評鑑、創造三類，整併成高層次思考一類。而修改之後，在試題分類上，認知歷程向度的部份也變為記憶、理解、應用與高層次思考，四項不同層次的類別。. 柒、星象觀察單元本研究中的星象觀察單元，主要包含三個部份的教學內容，第一部份著重在星座盤的認識及使用，第二部份則是星座及星星的辨識，第三部分則是星星在一天之中東升西落的運行規則與利用北斗七星或仙后座來找尋北極星，在一般的課本或教材裡，此三部分的教學內容大都歸類在同一單元裡。此一單元因涉及到立體空間的轉換概念，也具有較多的抽象概念，學童學起來也普遍覺得較困難。根據國內學者黃萬居（1995）的研究顯示，天文觀察此一單元，在自然科中是大部分兒童較感興趣的主題之一，而劉德勝、黃釗俊、王明仁、李念魯等人（1996）的研究中，亦指出對天文方面的主題有興趣的學童約佔調查對象的百分之六十左右。因為此單元主題是大部分兒童所較感興趣的主題，學習動機較高之外，此單元也包含許多概念的理解以及利用儀器進行觀察記錄的操作過程，所涉及與運用的認知學習層次較廣，因此相當適合本研究需進行不同認知層次類別試題的分析與蒐集。. -8-.

(19) 第二章. 文獻探討. 本章將針對 Anderson、Krathwohl 等人於 2001 年所提出的 Bloom 認知分類修訂版、答題自信心、國小學童在星象觀察單元的學習等，共三項與本研究相關的議題，進行回顧與探討，並於本章結尾處，針對本研究的應用領域「答題自信心與試題類別之相關研究－以星象觀察為例」做總結說明及討論。. 第一節. Bloom 認知歷程及知識向度雙向分類. 本研究中試題分類所採用分類表，乃是依據 Anderson、Krathwohl 等人於 2001 年所提出的認知歷程及知識向度雙向細目表，而此表是修改自 Bloom 等人於 1956 年所提的認知分類論。該理論在教育上的運用相當普遍，尤其是課程設計、教學活動、評量等方面，皆有廣泛的運用，而國內亦有許多學者採取該理論進行教科書或評量方面的分析設計，因此本節將針對 1956 年 Bloom 的認知領域教育分類理論與 2001 年修改後的版本，兩者進行探討。. 壹、1956 年 Bloom 的認知領域教育目標分類論從 1948 年開始，在波士頓召開的美國心理學學會（American Psychological Association, APA）時，其中一群在大學任教的測驗學者所召開的非正式會議中，大家對教育目標的分類及功能逐漸形成共識，與會者認為教育目標的分類，能促進溝通並協助課程編制，亦能刺激測驗與其他教育研究方面的發展。在經過 1948-1955 這 8 年的醞釀與研究，由 Bloom、Engelhart、 Furst、Hill 與 Krathwohl 等人於 1956 年，終於出版「教育目標分類，第一冊：認知領域」一書( Taxonomy of Educational Objectives: The classification of educational goals. Handbook I. Cognitive Domain. )。. -9-.

(20) 該分類手冊自發表以來，已被翻譯成 20 幾種以上的語言出版，不只在美國，該理論也常成為各國課程發展和測驗設計的基礎(Krathwohl, 1994)。而 Shane 於 1981 年發表調查結果，更顯示該書是美國 20 世紀前 75 年中，排行第 7 至 8 位最有影響力的書之一（引自黃嘉雄， 2004）。該分類方式在國內外教育界，對測驗及評鑑發展，或是課程的發展上，皆具有相當大的重要性與影響力。該書將認知領域的教學目標分為知識、理解、應用、分析、綜合、評鑑等六個層次(詳見表 2-1)，各分屬兩大部分，其中知識層次屬於「基本知識記憶」部分，這部份屬記憶力的表現；而理解、應用、分析、綜合、評鑑等五個層次則屬於「心智能力與技巧」部分，這部份則是指個體從經驗中發現適當的資訊或技術，用來處理問題或面對新情境的能力，屬於批判性、反省式或問題解決的思考能力。而每個層次就像一個階梯，這些階層具有階層性與累積性的特質（圖 2-1）。階層性指的是上面一層比下面一層更複雜，下面一層是上面一層學習的基礎，而累積性則指較高層次的行為類別，包含其下所有階層的認知行為（顏明仁，2001）。. 表 2-1 1956 年 Bloom 認知領域教學目標分類表（整理自黃嘉雄，2004）認知領域分類. 說明. 分類細項. 知識. 涉及對個別和共通事務的回憶，方法和過程的回憶，或對某型式、結構或情境的記憶。. 1.個別或特定事物的知識 2.術語的知識 3.個別事實的知識 4.處理個別事物手段的知識 5.慣例的知識 6.趨勢和順序的知識 7.分門別類的知識 8.規準的知識 9.方法的知識 10.某一領域的普遍化和抽象化知識 11.原理與通則的知識 12.理論與結構的知識. knowledge. - 10 -.

(21) 認知領域分類. 說明. 分類細項. 理解. 指一種瞭解或領悟，個人因而知 comprehension 道溝通的內容且能夠利用此等材料或觀念進行溝通，而不必再借助於其他的材料或目睹其完全運作。應用 application. 分析 analysis. 綜合 synthesis 評鑑 evaluation. 1.轉譯 2.解釋 3.推論. 運用抽象通則於特殊和具體情境當中。抽象通則的形式，可能是一般的觀念、程序法則或一般的方法等。將某一溝通訊息分解成內部構成要素或部分，使得觀念的相關層階更為清楚，並且使得觀念與觀念的關係更為明白。. 1.要素的分析 2.關係的分析 3.組織原理的分析. 將各種要素和各部分加以結合以形成一個整體。. 1.產生一項獨特的溝通 2.產生一份計畫或一套運作的建議 3.衍發一套抽象關係. 對於用來達到特定目的的材料和方法，給予價值判斷。. 1.依內部證據判斷 2.依外在規準判斷. F.評鑑(Evaluation) A+B+C+D+E+F E.綜合(Synthesis) D.分析(Analysis). A+B+C+D. C.應用(Application). A+B+C. B.理解(Comprehension). A+B. A.知識（Knowledge）圖 2-1. A+B+C+D+E. 心智能力和技巧. A. Bloom 認知分類論的階層性與累積性（改自顏明仁，2001）. - 11 -. 知識.

(22) 貳、2001 年 Bloom 的認知領域教育目標分類修訂版自 1956 年 Bloom 發表認知領域教學目標分類理論以來，廣泛應用於教學發展、課程與測驗評量的編製，影響教育界頗深。雖已經過多年的使用，但這樣的分類架構，卻也受部分學者所批評。例如，蓋聶（Gagne, 1977）便對此架構的分類法本身有所批評，他認為某些細項在分類上不夠清楚，難以區分差別，而分類的依據也只以行為的內容（content）來區分，而非以所習得行為的特徵（在不同學習條件下）來進行區分。另外，艾思納（Eisner, 1996）也認為認知和情意兩個領域，無法完全劃分，而這些預定的教學目標，有時會使教學者誤認為此為學習活動的最終結果，因而限制了學生個別學習潛能的表現與發展（黃嘉雄，2004）。還有部份學者認為此分類法的階層性安排不當，有些低階目標的分類細項反而比高階目標複雜（如知識層次的部份分類細項，比分析層次還複雜）。此外，也有學者批評此分類方式，容易使教學者忽略了其他如情意性或道德性之類，以理性行動（rational action）為基礎，而難以具體陳述的行為表現目標。另外，這一段時間，認知心理學方面也累積了不少研究成果，對學習的研究重心逐漸轉向在有意義的學習（meaningful learning）中，強調認知與主動的建構歷程（constructive processes），著重學習者「知」（know 指 knowledge）和「如何思考」(how they think 指 cognitive process )的概念（葉連祺、林淑萍，2003）。鑑於許多學者提出檢討修正的呼籲，因此在原作者之一的 Krathwohl 提議之下，於 1995 年召集小組修訂，並於 2001 年由 Anderson、Krathwohl、 Airasian、Cruikshank、Mayer、Pintrich、Raths 與 Wittrock 等人將修訂後的成果出版為『學習、教學與評量的分類：Bloom 教育目標分類的修訂』一書「A taxonomy for learning, teaching, and assessing: A revision of Bloom’s taxonomy of educational objectives」。而 Bloom 本人也於出版前逝世，其餘舊版的編輯群不是離世就是已退休了。. - 12 -.

(23) 由 Anderson、Krathwohl 等人於 2001 年所修訂的 Bloom 認知領域教育目標分類法（簡稱 Bloom 認知分類修訂版）中，只針對認知領域進行分類，不包含情意( affective )及技能 ( psychomotor )兩領域的分類，同時清楚的先將目標分類成概括目標( global objective )、教育目標( educational objective )、教學目標( instructional objective )等三個層級（詳見表 2-2），並表明該書所討論分類的目標，僅屬於第二階層的教育目標（灰底者即為其所屬的層級），而此部份也彌補了舊版所未清楚交代的目標層級分類。. 表 2-2 Bloom 認知分類修訂版中對目標的層級分類表目標層級分類概括目標. 教育目標. 教學目標. 範圍. 寬闊. 中等. 狹窄. 學習時間. 一年以上. 數週至數月. 數節或數天. 目的或功能. 願景提供. 課程設計. 教案準備. 資料來源：修改自葉連祺、林淑萍(2003)。「布魯姆認知領域教育目標分類修訂版之探討」。教育研究月刊，105，94-106。編輯群之一的 Anderson、Krathwohl（2001）等人亦指出，新版較舊版主要有重點的強調（emphasis）、術語的使用（terminology）、目標分類結構（structure）等三方面的改變。在修訂版中，將原本舊版認知歷程分類中的分類項目由名詞語態的形容方式，改以動詞語態的方式來形容。另外，在原本知識此一分類項目上，則改以動詞語態及名詞語態兩個面向來形容，在動詞部份的形容改以記憶（remember）一詞來代替，而名詞部份的形容則將之獨立成知識向度（knowledge dimension）來表示。另外，修訂版除了將舊版中的「理解」及「綜合」兩類分別改稱為「瞭解」及「創造」兩類之外，也將原本舊版中「綜合」、「評鑑」兩者的順序互相調換，依序改成「評鑑」和「創造」兩類（如圖 2-2 所示）。. - 13 -.

(24) 由圖2-2中，我們得知，在2001年的Bloom認知分類修訂版裡，將認知領域的教育目標分成知識向度(knowledge dimension)和認知歷程向度(cognitive process dimension)二部分，兩個向度底下再各分為數類，並相互交集成一分類系統，知識向度以名詞語態來表示，而認知歷程向度則以動詞語態來表示（詳見表2-3的雙向細目表）。而相較於舊版的累積性階層（cumulative hierarchy），修訂版的分類則具有漸進複雜性的階層特性（increasing complexity hierarchy），亦即相鄰的兩個認知歷程分類，可能有部分的重疊或跨越。. 事實知識. 名詞層面 (Noun aspect). 個別向度 (Separate Dimension). 知識向度 (Knowledge Dimension). (Factual Knowledge) 概念知識 (Conceptual Knowledge) 程序知識. (Remember) 瞭解. (Procedural Knowledge) 後設認知知識. (Comprehension) 應用. (Understand) 應用. (Metacognitive Knowledge). (Application) 分析. (Apply) 分析. (Analysis) 綜合. (Analyze) 評鑑. (Synthesis) 評鑑. (Evaluate) 創造. (Evaluation). (Create). 知識 (Knowledge) 理解. 記憶動詞層面 (Verb aspect). 認知歷程向度(Cognitive Process Dimension). 圖2-2 Bloom舊版與修訂版的結構比較（引自李坤崇，2004）. - 14 -.

(25) 表2-3 認知歷程及知識向度雙向細目表認知歷程向度Cognitive Process Dimension 知識向度 Knowledge Dimension. 1.記憶. 2.瞭解. 3.應用. 4.分析. 5.評鑑. 6.創造. Remember. Understand. Apply. Analyze. Evaluate. Create. A.事實知識 Factual Knowledge B.概念知識 Conceptual Knowledge C.程序知識 Procedural Knowledge D.後設認知知識 Metacognitive Knowledge. 其中，知識向度描述了對知識的分類，由具體而抽象將知識分為事實(factual)、概念 (conceptual)、程序(procedural)和後設認知(metacognitive)等四類，每一類再區分為若干細項，主要用以協助教師要教什麼（what to teach）。事實知識和概念知識是關於學生經過學習後，該學到什麼樣( what )的知識，兩者的差異在於事實知識包含較多獨立及特定基本要素，而概念知識則多由數個基本元素所組織而成；程序知識則是關於學生經過學習後，學到如何做事 ( how )的知識，多指由一連串具次序性的步驟所組成的程序或方法；而後設認知知識則除了對認知的知識( knowledge about cognition )及自我認知的察覺、認識之外，也包括了對認知歷程的控制( control )、監控( monitoring )和調整( regulation )。上述的前三項知識分類具有包含. - 15 -.

(26) 關係，亦即概念知識包含事實知識，而程序知識則又包含概念知識和事實知識，各項知識分類也能再分出若干細項。而認知歷程向度則說明了學生在學習時，認知活動的過程與範圍分類，依複雜度由低至高分為記憶（remember）、瞭解( understand )、應用( apply )、分析( analyze )、評鑑( evaluate )、創造( create )等六類，每一類再區分為若干細項，旨在促進學生保留( retention )和遷移 ( transfer )所習得的知識。其中，記憶對學習保留較具關係，而另五種則與學習遷移有關。就層次的高低分類上，記憶、瞭解、應用、分析屬較低層次的認知，而評鑑和創造則屬於較高層次的認知。此外，這些認知歷程向度的分類依據，主要是基於建構主義的學習觀點 (constructivist learning)，其目的在促進學生進行有意義的學習(meaningful learning)。對於知識向度及認知歷程向度，及該向度每一項分類下的細項說明，本研究除了參考 Anderson與Krathwohl等人於2001年所提出的Bloom認知分類修訂版之外，為了避免翻譯上的誤差，也同時參考了葉連祺、林淑萍（2003），鄭蕙如、林世華（2004），李坤崇（2004），黃嘉雄（2004），郭月婷（2010）等人對Bloom知識向度及認知歷程向度所定義之內容說明予以修改，各大類和細項類別之名稱、定義及說明，則按照雙向細目表上的代碼分別敘述如下。. 一、知識向度各類別分項說明 A.事實知識：指的是學習及認識某學科或在該學科中解決問題時，所必須知道的基本要素，其包含了術語的知識（knowledge of terminology）與特定細節和要素的知識（knowledge of specific details and elements）等兩項。其中「術語的知識」指的是特定語文類或非語文形式的標題或符號的術語知識，而「特定細節和要素的知識」，則是指有關事件、位置、人、資料、資訊來源等個別事實的知識，其也包含了具精確性、特定性或約略性質的資訊。. - 16 -.

(27) B.概念知識：在一較複雜或較大的結構下，將各種基本要素予以分類，並建立其彼此關係，使其緊密結合並共同發揮功能的知識，其包含了分類和類別的知識（knowledge of classifications and categories）、原理和通則的知識（knowledge of principles and generalizations）以及理論、模式和結構的知識（knowledge of theories, models, and structures）等三項。其中第一項「分類和類別的知識」是指用於確定不同事物類別、等級、區分和排列情形的知識，而第二項「原理和通則的知識」則是指能從所觀察的各種關係或現象總結出某種通則，並能提取摘要的知識，此種知識能有助於描述、解釋、預測，並決定何為最適切的行動。最後一項「理論、模式和結構的知識」，是指能對複雜的現象、問題、事物，提出一種清楚且具系統性觀點，並以理論或模式來呈現的一種知識，此類知識亦可用來描述、瞭解、解釋和預測現象，與前述第二項「原理和通則的知識」兩者的差異，在於第三項的知識是將一系列由第二項知識所組成的原理或通則，再加以組合成一套應用範圍更廣泛的理論、模式或結構。 C.程序知識：指如何完成某事的知識，通常是指一系列的步驟或流程，但也包含探究的方法以及如何正確的運用技巧、運算技能、技術和方法的準則。其包含了學科特定技能和演算的知識（knowledge of subject-specific skills and algorithms）、學科特定技術和方法的知識（knowledge of subject-specific techniques and methods）以及決定何時使用適當程序的準則知識（knowledge of criteria for determining when to use appropriate procedures）等三項。其中，第一項「學科特定技能和演算的知識」，指的是具有固定順序的步驟或程序，且其答案或結果通常是固定的知識。而第二項「學科特定技術和方法的知識」，則是指一些沒有固定答案或最終結果，但學界仍對其結果具有共識或規範的知識，此類知識大多反應出專家思考和解決問題的方式。最後一項「決定何時使用適當程序的準則知識」，則是運用某些準則的協助，來決定何時和何種情況下，使用哪種程序的知識，這也包含了過去使用該程序的經驗及知識。. - 17 -.

(28) D.後設認知知識：包含一般的認知知識、對自我認知的察覺及認識的知識，以及對認知的控制( control )、監控( monitoring )和調整( regulation )的知識，其包含了策略知識（strategic knowledge）、認知任務的知識，包含適當脈絡性和條件性的知識（knowledge about cognitive tasks, including appropriate contextual and conditional knowledge）以及自我知識（self-knowledge）等三項。其中，第一項「策略知識」，是指用於學習、思考、解決問題的策略性知識，常會因工作與學科性質而異，而這類知識通常涉及多種學科知識之間的轉換及應用，也常進行跨學科或跨領域的運用。而第二項「認知任務的知識，包含適當的前後脈絡和條件性的知識」，指的是該何時正確使用和為何使用不同策略的知識，亦即情境知識( conditional knowledge)，此與當時情境、社會、傳統和文化規範有關。最後一項「自我知識」，包括四個部份的知識，分別為：第一、知道自我在認知及學習上的優、缺點。第二、對自己知識廣度和深度的察覺。第三、對自己在不同情境中，所採用認知策略的察覺。第四、對自我動機信念（含自我效能、目標與理由、價值及興趣等）的察覺。. 二、認知歷程向度各類別分項說明 1.記憶（remember）：從長期記憶中提取相關的知識，其包含了再認（recognizing）以及回憶（recalling）兩項。其中，「再認」是指從長期記憶中比對出和現有事實一致或類似的知識，例如指認出以前所學過的東西。而「回憶」則是指面對提示或問題時，自長期記憶中取回有關的知識，比如將以前學過的東西重新表現出來。 2.瞭解（understand）：從口語、書寫和圖表等溝通形式的教學訊息中建構意義，並建立新知識與舊經驗的連結，其包含了詮釋（interpreting）、舉例（exemplifying）、分類. - 18 -.

(29) （classifying）、總結（summarizing）、推論（inferring）、比較（comparing）以及解釋（explaining）等七項。其中，「詮釋」是指不同知識表徵（knowledge representation）之間的互相轉換，比如將數值轉換成圖表；而「舉例」則是指能對概念知識或原則提供例子來說明；「分類」是將屬性相同的事物歸在同一類；「總結」則是依據現有資訊，提出一個具邏輯性的結論；「推論」是指依據現有資訊，提出一個具邏輯性的結論；而「比較」則是檢視數個概念或事物的一致性；「解釋」則為建立某一系統或現象的因果模式。 3.應用（apply）：在特定的情境中，執行或使用某程序，其包含了執行（executing）以及實行（implementing）兩項。其中，「執行」是指運用某種學過的程序（如：技能或算則）於熟悉的任務情境中，其性質是步驟固定、解答明確的。而「實行」則是指在不熟悉的任務情境中，從學過的程序中，選出一組直接應用或加以修改後應用，並解決問題，其性質是流程圖式步驟、解答不明確的。 4.分析（analyze）：將所學到的分解成有組織的各部份，並指出彼此之間或各部份與整體之間的關聯性，其包含了區辨(differentiating)、組織(organizing)以及歸類(attributing)等三項。其中，第一項「區辨」是指從一個完整結構中，根據彼此的關聯性與重要性，來分辨出一個整體的各個部份，其可分為下列三類：第一類為能分辨出有關、無關或是重要、不重要的部份。第二類是能注意有關或是重要的資訊。第三類則是能寫出或指出最重要或最有關聯的部份。而第二項「組織」，則是指能確定各要素在結構中的功能，以及彼此之間如何相互適應並統整在一起。最後一項「歸類」，則為能明確指出溝通情境中的觀點、偏見、價值或意圖立場，亦即能指出所呈現資訊的意圖，或理解作者的真正意圖。. - 19 -.

(30) 5.評鑑（evaluate）：依據準則或標準來做判斷，其包含了檢查（checking）以及批判（critiquing）兩項。其中，「檢查」是指檢視某項程序與成果的不一致性或錯誤，亦即確定兩者之間的內部一致性。其不僅可用來檢視某項程序實施時的效能，也能用來檢驗事實是否符合假設、內容是否相互矛盾等。而「批判」則是根據外在的規範或標準來做判斷，用來檢視成果和外部標準的不一致性，或確定兩者是否有外在的一致性，亦即檢視某項程序運用於某問題情境的合適性。 6.創造（create）：重組各要素為一個完整且具功能的新整體，其包含了通則化(generating）、規劃（planning）以及製作（producing）等三項。其中，「通則化」是指根據規準，形成假設或建立新通則。而「規劃」則是指設計出能滿足問題的程序或方法，發展解決問題的計畫。最後，「製作」則為執行明確的問題解決規劃方案或發展出新成果。. 參、本研究針對 2001 年 Bloom 的認知領域教育目標分類的微調在 2001 年的 Bloom 認知分類修訂版裡，透過知識向度及認知歷程向度雙向細目表的分類之下，共計分類出 24 種不同類別的分類項目。雖然分類仔細，但在本研究中，為了避免分類出來的試題類別種類過於複雜，並進一步提高試題分類上的效率，參考了國內學者葉玉珠（2002）及蘇美菁（2006）的研究，將 2001 年的 Bloom 認知歷程分類修訂版中的「分析」、「評鑑」、「創造」等三項認知歷程向度類別，整併成「高層次思考（higher-order thinking）」一類 (如圖 2-3 所示)。. - 20 -.

(31) 分析. 評鑑. 高層次思考. 創造. 應用. 應用. 瞭解. 瞭解. 記憶. 記憶. 圖2-3 原Bloom認知歷程向度類別整併成高層次思考之示意圖 O’ Tuel 和 Bullard 兩位美國學者於 1993 年於「Developing higher order thinking in the content areas K-12」一書之中，提出一個強調思考歷程的教學目標，他們認為高層次思考（complex-level thinking）相對於基礎層次思考（basic-level thinking）而言，是屬於較複雜的思考過程，其中高層次思考至少包括了質問、解釋、分析、綜合、組織與統整訊息、推論、評估與預測結果、創造、評鑑等過程，而這些過程必須適當的被選擇、交互結合以及使用，而此與原 Bloom 認知領域教學目標中的分析、綜合、評鑑三個層次所強調的範圍是相符合的（引自葉玉珠，2002）。雖然 2001 年修訂版的 Bloom 認知歷程分類中，將舊版認知分類中的綜合改稱為創造，也將原本綜合、評鑑兩項分類層級的順序互換後依序改為評鑑、創造兩類，但在修訂版中的分析、評鑑、創造此三項分類層級，仍與葉玉珠所提之高層次思考所強調的範圍及重點相同。因此，修改之後的 Bloom 認知歷程向度共分為四類，分別是記憶、瞭解、應用與高層次思考。整併之後，原本雙向細目表中的 24 項分類項目，也可縮減成 16 項，如此，在試題分類上更簡要、方便。另外，在一般針對小學高年級學童後設認知知識的研究裡，常以畫概念圖或是配合問卷以問答題題組的方式來檢測學童的後設認知，而以單選題的方式來診斷學童的後設認知知識不僅有一定的難度存在，相關的研究也相當少見。因此，在後設認知知識該類選擇題型的試. - 21 -.

(32) 題來源稀少，數量不足的前提之下，針對後設認知知識該類試題的分類及研究，便不將之列入本研究的討論項目之中。經整併及簡化完後的雙向細目表，在認知歷程向度上分為記憶、瞭解、應用及高層次思考等四種不同的認知層次；而在知識向度上，則可分為事實、概念、程序等三種不同的知識類別。而兩大向度分類交錯之下，底下可再區分出 12 類子項，相較於原修正版的 Bloom 雙向細目表中的 48 個子項，整併及簡化之後的雙項細目表，僅餘 12 個子項，在分類上相信能更方便、也更有效率。(如表 1-1 所示，詳見 P.7). 肆、關於利用 Bloom 認知分類修訂版進行試題分析的相關研究在經過多年各方面的醞釀與修正後，2001 年所公佈的 Bloom 認知分類修訂版，除了使原有的理論基礎更加充實之外，理論架構亦較舊版完整，也因此廣受許多教育研究者的使用。不僅在課程設計、教學或是評量的設計上多所運用之外，在教材或試題的分析比較上，也有相當廣泛的運用。其中，不乏有許多國內學者採用該修訂版理論中的認知歷程及知識向度雙向細目表，來進行教材或試題相關的比較分析。在試題分析部份，陳筱菁（2004）運用該理論，針對 2001 至 2004 年，四技二專的商業類計算機概論試題進行分析，發現以事實知識中的記憶層次所佔的試題類別比例最多。而藍偉華（2007）則是以該理論，針對 2002 至 2006 年大學指考英文科的閱讀測驗進行相關分析，研究中指出事實知識中記憶及瞭解此兩層次，最常被運用在命題上。此外，曾惠玲（2007）亦運用該理論，針對 2001 至 2005 年國中基測國文科試題分析，發現瞭解、分析及應用等層次的試題類別，其所佔的比例反而比記憶層次的高。而李詩萍（2008）以該理論，針對 2002 至 2008 年大學指考地理科試題進行分析，發現其試題類別多以概念知識為主，而後設認知知識的類別所佔的比例最低。而若以國小自然與生活科技領域為主，以有運用到 Bloom 認知分類修訂版為相關理論，來進行試題分析的研究來探討，則僅有郭月婷（2010）針對國小自然科的習作試題來進行分. - 22 -.

(33) 析，其研究亦指出在康軒、南一、翰林等三個版本，三至六年級的自然習作試題中，在認知歷程部份，以瞭解此一層次的試題類別所佔的比例最高，其次為記憶層次。另外，施婉儒（2011）以 Bloom 認知分類修訂版為相關理論，針對國小中年級自然生活與科技領域教科書的課程目標進行分析，其研究中指出中年級教科書的課程目標，大多偏重於低層次的認知能力。綜觀上述文獻資料，可以發現在國內，不論是大型的會考或是習作練習等一般的紙筆評量中，還是多偏重在測驗記憶、瞭解、應用等三個認知層次的考題為主，而針對分析、綜合、創造等高層次思考方面的考題，則明顯所佔的比例偏低。另外，涉及後設認知知識類型的考題，其所佔的比例，亦較事實知識類型的比例要低的多。依此推測，這可能與教材的編排方式有關聯，若教材的設計本身就是高層次思考或後設認知知識相關的內容較少，自然這部份考題也較少。另一方面，這也有可能與常見的紙筆評量命題方式有關，在一般國小自然科紙筆評量中，常見的是非、選擇、填充等具標準或固定答案的命題方式，實難有效率的診斷出學童的後設認知知識。因此，在多所考慮之後，不論在試題來源的找尋，或是試題知識層次類別的分類判斷上，便暫時不將後設認知知識此一知識層次類別，列入本研究的探討項目之中。而在教師命題時，除了能有個可供參考的依據，讓命題者明白不同的試題類別對學生答題信心的影響，而依此兼顧到試題類別的多元性與學生的答題信心之外，並藉此逐步引導學生朝向高層次思考，便成為本研究欲探討研究的方向之一。. 第二節. 答題自信心的探討. 壹、自信心的意義在心理學界，自信心（self-confidence）常和自我覺察、自尊（self-esteem）、自我效能（self-efficacy）、自我概念（self-concept）等方面的研究有關，不同的學者常因不同的理論，對自信心的定義也不盡相同。國外學者 Maslow 在需求層次理論中，提到自信是來自於第四. - 23 -.

(34) 層次的自尊需求被滿足時，所獲得的一種情感體驗。Coopersmith（1967）則提到了自信與自尊有關，其認為自信是個人對認同自我的能力、身分、成就、價值的一種信心程度。Jackson （1984）也指出自信是一種易隨環境調整的自我評價狀態，亦是一種人格特質。Bandura（1977）在自我效能的概念中，認為對自己能力的掌握及對自己能否勝任的信念就是自我效能，而這種對自身的信念就是一種自信。而 Wilhite(1990)從學生學習的角度來看，認為學習者在嘗試學習時，相信自我能掌控自己學習表現的一種評判能力，便是一種自我效能，而這種自我效能就是一種自信。Banden（1994）將自尊分為「自我尊重（self-respect）」及「自我效能」兩個面向，而自信則是由此兩個面向相互交集的部份所構成，其中自我效能則是對自身能力的信心，也是一種對自我能力（self-competence）或自信的評估。而 Stankov 與 Lee（2008）則針對 824 位以英語為原生語言，並參加托福網路測驗(TOFEL iBT)的學生，進一步研究信心本質與答題能力(以答題的精準度 Accuracy 表示)以及五大人格特質(OCEAN)之間的關聯，其結果亦指出信心是介於能力及人格之間，一種獨立的心理特徵。另外，國內學者張春興(2001)指出自信心是指個人對自己的信任，對自己所知者及所能者皆能有信心，也能對自己所做的事或所下的判斷不存有懷疑，而張春興也認為自信雖然與自我效能有關，但兩者並不完全相同。而洪菁穗（1999）以學習的角度來看，認為自我效能和自信心都是指學生認為在自己可以掌控的情形下，嘗試完成某個學習或計畫的能力或信心。另外，黃月純、楊德清（2011）則認為信心是個體對自己能力的一種信仰程度，具強弱及方向性，是可被測量的，而在學習上，學習信心則是指對自我及自我學習能力的掌握程度，能幫助個體做出正確合宜的判斷，而這樣的概念是與Bandura自我效能的概念相仿。中國學者方面，王娥蕊及楊麗珠（2006）認為自信是指個體對自身行為能力與價值的認識和充分評估的一種體驗。另外，車麗萍（2004）則認為自信是一個複雜的開放系統，包含自我認知、自我評價及情感體驗等成分，是個體對自我的一種確認和肯定，也是能對自身能力、價值等，做出客觀且正向的認知與評價的一種穩定性特徵。綜合上面所述，大部分的學者都將自信心視為一種心理狀態或特質，其中 Bandura 的自. - 24 -.

(35) 我效能概念，因具有完整的理論基礎，國內許多學習信心方面的相關研究，大多採用 Bandura 的自我效能當成相關的重要理論依據（黃月純、楊德清，2011），甚至許多測驗工具或量表，將自我效能當成在檢測自信心或學習信心上的一個分量向度，或是將學生學習時的學習信心直接定義為自我效能（黃嘉郁，2007）。. 貳、答題信心的相關研究雖然國內對學習信心方面的研究不少，但以答題信心為相關研究主題的教育相關論文並不多。其中，朱英慈（2006）以自編之「物理認知能力及自評答題信心測驗」為研究工具，讓學生自評答題信心，並進一步探討物理認知能力、性格類型、學習動機、學習態度等因素對答題信心的相關研究。研究指出性格類型對答題信心有差異表現，而學習動機、學習態度與答題信心皆有顯著正相關。另外，吳雅韻（2006）的研究亦發現，五、六年級學生的數學自信心受學習成就影響，兩者呈正相關，而其數學自信心亦包含數學答題自信。而林怡如（2008）則是將答題信心分為答題正確率、答題速度、對自身能力的自信（以計算為例）等不同的向度。另外，王榕榆（2008）則是改進原本以學生自評為主的答題信心方式，加入以答題時間為考量，發展出一套融合時間因素的答題信心度線上診斷測驗系統。還有，陳瀅媄（2009）透過自編之「等值分數自我效能量表」研究工具及訪談，讓學生自評答題信心，其以自我效能的觀點來探討自我效能的來源對答題信心的判斷影響。其中在「實作成就」的自我效能來源部分，陳瀅媄從訪談中，提到了題目類型（解題步驟的不同、是否有圖形輔助說明等）對答題信心有所影響。呂秀娟（2010）在自編之「高中學生數學自我檢測問卷」中，讓學生自評其數學答題自信量表，並藉此檢測學生的數學答題信心。其研究指出，答題自信與學習成就呈正相關（.66），與學習自信也有顯著相關（.59），而透過晤談分析，亦指出學生過往的學習經驗（是否曾做過類似的題目）、對教材的理解程度、試題的難易皆會影響數學答題自信。. - 25 -.

(36) 另外，國外學者指出答題時較高的精準度（accuracy）與較高的信心水準（confidence level）有關（Harvey, 1997）。而澳洲的 Stankov 及 Crawford（1997）兩位學者，在為學生進行認知測驗時，發現除了以學生在答題的速度與精準度的能力表現，來判斷其信心的高低之外，在答題時還有一個與兩者皆不同的「自信心」特質，會與學生的信心表現有關。而 Kleitman 和 Stankov（2007）的研究也認為自信心與後設認知歷程，兩者存在著中度相關的關係（.41），學生答題時的自信心不只與答題正確的表現相連，也與能確認哪些事件是不會發生的「確信水準（Sureness Level）」相關。綜合上面所述，我們可以發現不少關於答題信心的研究，皆採用 Bandura 的自我效能概念當成相關的理論基礎（吳雅韻，2006；陳瀅媄，2009），而這些研究也說明了，藉由實際的解題，學生能更清楚自己的能力，而其在學習成就上的表現，也能反映出學生在答題時信心變化。雖然透過上述的許多研究，我們可以明瞭答題信心與學習成就、學習態度之間的關係，多呈現正相關，但針對答題信心與試題類別之間的相關研究，卻相當缺乏。因此，研究答題信心與試題類別、答題表現之間的關係，便成為本研究所欲探討的主題。. 第三節. 國小學童在星象觀察單元學習上的探討. 在九年一貫國小自然與生活科技領域中，天文方面相關的教學單元所佔的比例不算多數，但根據黃萬居（1996）對國小自然科學習興趣的研究指出，天體運動是學童最喜歡的前三項學習主題之一。而劉德勝、黃釗俊、王明仁、李念魯（1996）的研究中，亦指出對天文方面的主題有興趣的學童約佔調查對象的百分之六十左右。另外，連啟瑞、盧玉玲（1996）的研究也指出，在 21 個國小自然科的學習主題中，學童對天文學的興趣為第三名，而此結果也並未存有無顯著的城鄉差異情形。顯見一般國小學童，對自然課中天文觀察的單元，有不少的學習興趣存在。. - 26 -.

(37) 這些天文相關的教學單元，雖然多著重在天體運行的體會與觀察，但如月象盈虧、日升日落位置的季節變化、星象的觀察等單元，因受限於觀察時空等環境因素的影響，教師在教學上不僅多所限制，學生學起來也覺得特別困難。王美芬（1991）的研究指出，在小學自然課程中，學生在天文相關單元的學習是較困難的，因為許多天文現象的觀測，只以學生自我中心（self-centered）的角度來進行觀察，這樣的觀察結果容易造成學生許多的錯誤觀念。而毛松霖（1995）、姜滿(1997)等研究也指出，涉及星球運行的教學單元，因為涉及許多較抽象的科學及空間運動概念，不僅較難理解，也容易造成學生的迷思概念，因此常讓學生覺得困擾。另外，在目前小學自然科星象觀察的課程內容中，普遍會引入星座盤此一天文觀測工具的介紹及使用，但蘇偉昭（2004）認為這種將三度空間的天體運行投影至以 2D 平面為主的傳統輔助工具，不太符合以三度空間為主的天文觀測方式，學生難以理解其使用方式，也往往造成學生在星象觀察此一單元學習上的困難。而針對國小學童，在星象觀察此一單元學習時常見的迷思概念部分，許民陽、王景坤（2001）以問卷及晤談的方式，在其研究中指出，中高年級學童分別對星星的形狀、星星與太陽及月亮的相對距離、星星的大小、星星的移動等，存有迷思概念。此外，林鴻祥（2003）針對台東縣 42 名學過星象概念且學習成就較高的國小學生，以晤談的方式進行該單元中另有概念的相關研究。在其研究中發現學童對星星的形狀、顏色、光源、亮度具另有概念，而多數學生除了對星座盤中平面及立體空間的轉換無法理解之外，也缺乏地軸傾斜與地球自轉及公轉等概念，對星星的周年視運動（如四季星座的不同）、牛郎星與織女星等存在另有概念。另外，蕭倍元（2005）以紙筆測驗及晤談的方式，指出高年級的學童對星星的外觀、星星的移動方式、星星的距離及方位、北極星是天空的中心等，具有不少的迷思概念。而廖俊達（2008）以文獻探討的方式，歸納並整理出國小學童對星星常見的迷思概念，可分為以下幾類：. - 27 -.

(38) 一、. 星星的形狀：可能是「☆」形或「＋」字形。. 二、. 星星的距離：可能比太陽或月球距離地球更近。. 三、. 星星的大小：可能只比桌子或教室大些。. 四、. 星星的亮光：可能來自太陽或月光的反射。. 五、. 星星的移動：不會移動、原地繞圈、由南向北或不規則的移動。. 六、. 北極星：是天空的中心，是天空最亮的星星。. 另外，此單元也與學童的空間能力發展有關，余芳如（2004）的研究中曾指出，學生空間能力的發展與天文方面的學習成就相關。因此牽涉到星體的相對位置或星體運行的部份，除了較抽象，不易直接觀察之外，對空間能力發展較差的學童而言，自然更難理解。在一般高年級的自然課程中，星象觀察此一單元，不僅包含了星星東升西落的運行概念，也包含了在不同的季節能看到不同的星座、北極星的恆定、在不同季節利用不同星座找尋北極星（春夏使用北斗七星，秋冬使用仙后座）等概念，而這些概念往往是學生未來建立地球自轉、地軸傾斜，甚至是地球公轉等概念的重要基礎。綜觀上述，我們可以發現，國小學童在星象觀察此一單元的學習上，除了單元本身的學習概念較抽象難懂之外，觀測工具的使用難以理解、教師的教學及觀星時易受時空環境的限制等，這些因素均加深了此一單元的學習難度，學生在學習時也顯得較困惑，較沒信心，而此也有利於找出學生在那些試題類別中，容易有過度自信的情形。在一般紙筆測驗的命題上，星象觀察單元的相關命題除了基礎知識概念的考題外，也包含了星象盤的使用、星座的找尋、尋找北極星、利用北極星定位等涉及操作或技能運用的考題，相較於其他學習單元，該單元可供命題的題材相當多元。在命題上，除了一般「事實知識」與「概念知識」此兩類可供參考的題目較多之外，該單元也有利於找尋或編擬符合「程序知識」或「後設認知知識」的題目，因此相當適合本研究中，用於探討答題信心與不同試題類別之關聯，所需的學習單元主題。. - 28 -.

(39) 第三章研究方法. 本章共分四節，第一節介紹介紹研究設計，包括及研究架構以及研究流程；第二節說明本研究之研究對象，包括預試對象及正式施測的對象；第三節為研究工具的發展，簡介本研究如何編擬所使用的「五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題自信心調查測驗」；第四節為資料處理，分別說明調查資料的蒐集以及進行資料分析時所使用的統計分析方式。. 第一節. 研究設計. 本研究的研究設計可分為兩個部份，第一部份是研究工具的發展：主要為「五年級自然領域星象教學單元試題類別與答題信心調查測驗」此一紙筆評量工具的編製，以作為蒐集學生答題表現、答題自信心等相關資料的參考依據。第二部份則是研究分析：藉由蒐集紙筆評量施測後的結果，以統計方法，進行不同的認知歷程層次(簡稱認知層次)試題或不同的知識類別試題，與答題表現及答題自信心之間的分析探討。針對上述的研究分析，可以區分為以下幾個主題來探討：. 一、. 由統計方法來分析，在「五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題信心調查測驗」中，記憶、瞭解、應用及高層次思考等四類不同認知層次的試題類別，對學生的答題表現情形是否有所影響？依據上述的問題，我們可再進一步探討，學生的答題表現，是否在越低認知層次的試題會表現得較好，而在越高認知層次的試題則表現得較差？. - 29 -.

(40) 二、. 由統計方法來分析，在「五年級自然領域星象教學單元試題類別與答題信心調查測驗」中，事實知識、概念知識、程序知識等三種不同知識類別的試題，對學生的答題表現是否有所影響？依據上述的問題，我們可再進一步探討，學生的答題表現，是否在較基礎的知識類別試題(如：事實知識)會表現得較好，而在需要較複雜的知識類別試題 (如：程序知識)則表現得較差？. 三、. 由統計方法來分析，在「五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題信心調查測驗」中，記憶、瞭解、應用及高層次思考等四類不同認知層次的試題類別，對學生的答題自信心是否有所影響？依據上述的問題，我們可再進一步探討，學生的答題自信，在越低認知層次的試題會表現得較好，而在越高認知層次的試題則表現得較差？. 四、. 由統計方法來分析，在「五年級自然領域星象教學單元試題類別與答題信心調查測驗」中，事實知識、概念知識、程序知識等三種不同知識類別的試題，對學生的答題自信心是否有所影響？依據上述的問題，我們可再進一步探討，學生的答題自信，是否在較基礎的知識類別試題(如：事實知識)會表現得較好，而在需要較複雜的知識類別試題(如：程序知識)則表現得較差？. 五、. 由統計方法來逐題分析，在「五年級自然領域星象教學單元試題類別與答題信心調查測驗」中，各題的答題表現對答題自信心是否有關聯？學生在答題時過度自信或缺乏信心的狀況，也是否會受試題類別的影響呢？而在哪些認知層次或那些知識類別的試題裡，容易出現有信心卻答錯之類過度自信，或是答對卻沒信心之類缺乏自信的狀況？. - 30 -.

(41) 經由上述的研究方法及設計，本研究的研究流程圖如圖 3-1 所示。. 擬定研究主題. 文獻探討. 試題編擬及分類.   . 試題類別分類試題編選及歸類建立內容效度（專家審題）. 進行預試.   . 對象：小五學童樣本數：92 位時間：不超過 50 分鐘為原則. 預試試題修正.   . 難易度篩選：0.4~0.8 鑑別度篩選：0.3 以上信度篩選：KR-20 信度需達 0.8 以上. 正式施測.   . 對象：小五學童樣本數：334 位時間：40 分. 1. 試題類別對答題表現的關聯 2. 試題類別對答題自信的關聯 3. 答題表現對答題自信的關聯 (1) 試題類別對過度自信的關聯 (2) 試題類別對缺乏自信的關聯. 資料分析及處理. 圖 3-1 研究流程圖. - 31 -.

(42) 第二節研究對象與取樣. 壹、預試對象本研究預試的對象以南投縣某兩間國小五年級學童為主，施測的班級共三個班，合計 92 人。自然課本採用的版本為 N 版，施測時皆已經於一個月前左右學過相關的單元。這兩間學校在南投縣皆屬於大型學校，在該鄉鎮中亦屬於中心學校，有不少學生是來自於非學區進行跨區就讀。. 貳、正式施測對象本研究正式施測的對象，以南投縣境內中大型學校的五年級學生為主，該中大型學校的五年級普通班平均人數至少需達 28 人以上(依據現行南投縣教育處國小編班人數限制規定，滿 28 人即可編一班)，符合條件者計有 7 校（分別為╳投、╳華、╳里、╳光、╳峰、╳山、 ╳間等七間國小），合計約 1667 人（資料來源自 2013 年 03 月的南投縣教育處學籍系統各鄉鎮學校人數資料）。依據學者 Gay 及 Airasia 的建議，當母群體異質性不大，且數量達 1500 人以上時，抽樣比率達 20%，即有相當的代表性（Gay & Airasian, 2000）。因此，在本研究抽樣施測的部份，是採分層隨機抽樣（stratified random sampling）中的比率分配抽樣（proportional allocation sampling）方式來進行，每一校的抽樣比率為 20%，合計約 334 人進行施測。在剔除答題空白、未填答自信量表、多重答題或試卷嚴重汙損不易辨識者等無效試卷之後，剩餘的有效樣本數為 320 份。各校抽樣比率分配及抽樣人數如下表 3-1 所示，自然課本採用的版本有 N 版、 K 版及 H 版，在施測時，受測學生至少在一個月前皆已學過相關的單元。. - 32 -.

(43) 表 3-1 參與施測的各校抽樣比率及抽樣人數表(2013.03) 學校. ╳投 ╳華 ╳里 ╳光 ╳峰 ╳山. ╳間. 合計. 五年級人數. 259. 180. 311. 261. 318. 197. 141. 1667. 抽樣比率. 20%. 20%. 20%. 20%. 20%. 20%. 20%. 20%. 抽樣人數. 52. 36. 62. 52. 64. 40. 28. 334. 有效樣本數. 48. 34. 60. 52. 59. 39. 28. 320. 第三節研究工具發展. 本節主要在說明本研究所使用的工具「五年級自然領域星象觀察單元試題類別與答題信心調查測驗」此份研究工具的編擬過程，該測驗的實施是以紙筆評量的方式為主，其發展過程如下：. 壹、試題編選本研究工具，除了參考教育部在該單元中所公佈的九年一貫自然領域課程綱要及能力指標之外，在試題來源的選擇上，則是以各教科書出版商（N 版、K 版、H 版）所附的題庫光碟為主。從最近兩學年的各家題庫光碟中，預先抽選出適當的試題，再視其題意、用字或架構稍予修正後，予以篩選編成。而為了讓試卷能有較高的信度，同時也避免在評分上，易受評分者主觀的影響，在題型挑選上則以能客觀計分的選擇題題型為主。. 貳、試題類別分類在本研究中，為了避免分類出來的試題類別種類過於複雜，並進一步提高試題分類上的效率，參考了國內學者葉玉珠（2002）及蘇美菁（2006）的研究，將原 2001 年的 Bloom 認. - 33 -.