多重表徵理論在理化科教學成效之研究—以酸鹼鹽單元為例

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(1)國立臺灣師範大學科學教育研究所. 碩士論文. 指導教授：李田英博士譚克平博士. 多重表徵理論在理化科教學成效之研究 —以酸鹼鹽單元為例. 研究生：蔡俊義. 中華民國一○○年一月.

(2) 致. 謝. 從事教育工作一段時間，忽然又要回到學生身分，心中真是又期待又怕受傷害。因為要取得碩士的學歷需要很大的毅力，而今天看見自己的論文，心中真是無比的欣喜。然而，這不是我個人的努力，而是很多人默默的關心與付出。本論文得以完成，首先感謝指導教授李田英老師，李老師就像自己的母親一樣，總是不厭其煩的教導我們如何完成論文，而且常常與我們分享待人處世的道理，並且關心我們生活上的一切，這些都讓我永難忘懷。謝謝所上的譚克平老師、邱美虹老師、楊文金老師、吳心楷老師帶我進入科教這個領域，並讓我獲得很多科教專業的知識。尤其感謝譚克平老師，雖然我並不是老師您的指導學生，但是很感謝老師在這麼忙碌中還可以指導我的論文，更抽空擔任我的口試委員，讓我的論文更臻完善，在此獻上感謝之意。論文口試委員許良榮老師，在忙碌的教學中仍毫不猶豫的抽空擔任我的口試委員，給了我很多研究上的建議，在此獻上感謝之意。感謝韓承靜老師、王婉菁老師及中和國中許朝翔老師，因為你們仔細檢閱我論文的工具，並給予我寶貴的意見，我的論文才能繼續下去。感謝學長俊程、同學沛萱及慧貞以及學弟欽瑋，由於在 meeting 時你們提供很多的看法及意見，才讓我的論文有了研究方向。更感謝學長俊程及學弟欽瑋，由於你們在口試時的幫忙與打氣，讓我的口試得以順利進行。感謝所上宗浩老師，雖然你並不是我的指導老師，但是你總是願意花時間跟我討論論文的內容，讓我的問題可以迎刃而解，謝謝您！感謝所上美雅姐，多虧美雅姐總是將我們需要的東西 mail 給我們，讓我們可以知道下一步要做什麼，而且對於我們的問題都能不厭其煩的回答，謝謝您！感謝古亭國中訓導處主任及同事的幫助與體諒，常常為了論文的事情請假，但主任及同事不但沒有抱怨而且協助處理我的業務，讓我可以專心在論文的完成，謝謝你們！也要感謝幫我完成論文的 60 名學生，沒有你們的配合就無法完.

(3) 成我的論文。最後要感謝我的家人及女友，由於你們的支持與鼓勵，讓我可以專心的完成論文，尤其是我的女友，謝謝妳的關心與體諒，在完成論文期間犧牲很多相處及陪伴的機會，但是妳都沒有抱怨，只是希望我可以完成學業。最後，僅將論文獻給所有愛我及我愛的人，謝謝你們！俊義 2011.01 謹誌.

(4) 摘要本研究探討多重表徵教學與傳統教學對學生在酸鹼鹽單元的學習動機及學習成就是否會有所差異。研究對象為北市某國中二個八年級的班級共 60 位學生，研究採準實驗研究設計方式進行，其中實驗組學生有 31 人，實驗組之教學方式是以多重表徵呈現之「多重表徵教學法」；對照組學生有 29 人，對照組之教學方式則為教師板書及口語教學並配合課本實驗之「傳統教學法」。研究工具共有二項，其一為研究者自編之學習成就測驗：內容為酸鹼鹽的概念，並於教學完進行測驗，實測的 Cronbach's α值為 0.90；其二為由國立彰化師範大學林素華教授所領導的工作小組所研發出來的自然科學習動機量表：實施不同教學法前後分別測驗「自然科學習動機量表」，前測和後測的 Cronbach's α值各為 0.88 和 0.89。研究結果如下：（一）實驗組學生在學習成就上顯著優於對照組學生；（二）實驗組學生在學習保留成效上顯著優於對照組學生；（三）實驗組學生在學習動機上顯著優於對照組學生。本研究建議如下：（一）教師多使用多重表徵進行教學，不但可以提昇學習動機低落的學生學習，更進一步可提昇學生的學習成就；（二）針對抽象的化學概念、學生不易連結的巨觀現象與微觀的本質或化學變化的過程之單元，如化學平衡或化學反應，可嘗試以多重表徵進行教學。（三）本實驗不實施酸鹼鹽成就測驗前測而以八年級上學期三次段考平均為起點行為，是因為重測會受到練習的影響，後測會受到前測的影響，會有練習的效應，因此不實施酸鹼鹽成就測驗前測。但經研究後發現，仍建議採用酸鹼鹽成就測驗前測，因為比較能夠看到學生透過教學後在哪些概念上有改善。. I.

(5) Abstract This study is mainly explored whether or not the difference existed between students’ learning motivation and performance of Acids-Bases-Salts class with applying Multiple Representations Teaching and Traditional Teaching. Research object is 60 students of 2 Grade 8 classes from a junior high school in Taipei City. In addition, Quasi-Experimental Design is adopted to conduct this research. Experimental group is compose of 31 students and has been applied with “Multiple Representations Teaching”; meanwhile, applied “Traditional Teaching Methods”, including teachers’ blackboard-writing and oral teaching and textbook experiment, to 29 students in the control group of this study. There are 2 research tools in this study: One is the self-developed Learning Performance Test by the research: Contents were the concepts of Acids-Bases-Salts, and gave them a test after class. Cronbach's α value of actual test is 0.90; and the other is the Science Learning Motivation Scale which developed by the taskforce led by Prof. Su-Hwu Lin, National Changhua University of Education: Adopted the “Science Learning Motivation Scale” to test students before and after conducting different teaching methods. Cronbach's α values of pre-test and post-test are 0.88 and 0.89 respectively. Research results are as follows: (1) the learning performance of students in the experimental group is significantly better than those in the control group; (2) students in the experimental group have significantly learning retention effectiveness than students in the control group; and (3) students in the experimental group have better learning motivation than students in the control group. As a result, some suggestions are proposed in this study as follows: (1) teachers can use Multiple Representations more often to teach, that is not only able to increase the learning for students with low learning motivation, but also can further improve students’ learning performance; (2) aim at the abstract chemistry concepts,. II.

(6) the macro phenomena and micro properties that students are difficult to combine and understand, or the lessons of chemical change process, such as chemical balance or reaction, teachers can try to adopt Multiple Representations to conduct their teaching. (3) In this study, the pre-test of Acids-Bases-Salts Performance Test would not be applied but adopted the average of 3 mid-term examinations in the 1st semester of Grade 8 as the entering behavior. Due to the repeated test will be influenced by practices and post-test will be affected by pre-test, practices will have some effects on those tests; as a result, pre-test will be ignored in this study. However, the research results showed and suggested that the pre-test of Acids-Bases-Salts Performance Test should still be took place since teachers could have better understanding about students’ improvement in what concepts after class then.. III.

(7) 目次摘要............................................................................................................................. Ⅰ 目次............................................................................................................................. Ⅳ 表次............................................................................................................................. Ⅵ 圖次............................................................................................................................. Ⅸ. 第壹章緒論............................................................................................................. 1 第一節研究背景與動機..................................................................................... 1 第二節研究目的與研究問題............................................................................. 3 第三節名詞解釋................................................................................................. 4 第四節研究範圍以及研究限制......................................................................... 6 第五節研究假說................................................................................................. 7. 第貳章文獻探討..................................................................................................... 8 第一節表徵與多重表徵..................................................................................... 8 第二節學習動機與學習成就............................................................................. 17 第三節酸鹼鹽概念的研究................................................................................. 31. 第參章研究方法..................................................................................................... 38 第一節研究設計與流程..................................................................................... 38 第二節教學與教材設計..................................................................................... 41 第三節研究工具................................................................................................. 47 第四節研究對象................................................................................................. 52 第五節資料收集與分析..................................................................................... 53. IV.

(8) 第肆章研究結果與討論......................................................................................... 57 第一節自然科學習成就及自然科學習動機之測驗結果................................. 57 第二節各變因間相關分析................................................................................. 88 第三節檢定考驗分析......................................................................................... 88 第四節研究假說與研究問題之回應................................................................. 98. 第伍章總結、結論與建議..................................................................................... 100 第一節總結....................................................................................................... 100 第二節結論....................................................................................................... 101 第三節建議....................................................................................................... 102. 參考文獻................................................................................................................... 103 一、中文部分....................................................................................................... 103 二、英文部分....................................................................................................... 107. V.

(9) 表次表 2-2-1. Weiner 成敗歸因理論的三向度分析 .................................................... 22. 表 3-2-1. 實驗組多重表徵的教學設計................................................................. 41. 表 3-3-1. 酸鹼鹽教學目標..................................................................................... 47. 表 3-3-2. 酸鹼鹽成就測驗之雙向細目表............................................................. 48. 表 3-3-3. 酸鹼鹽成就測驗信度分析..................................................................... 49. 表 3-3-4. 自然科學習動機量表之分量題目分配情形......................................... 50. 表 3-3-5. 自然科學習動機量表信度分析............................................................. 52. 表 3-4-1. 實驗組及對照組人數............................................................................. 52. 表 4-1-1. 對照組與實驗組學習成就測驗各題答對人數和百分比..................... 57. 表 4-1-2. 兩組在「酸鹼鹽」教學單元之學習成就測驗整體平均答對率......... 61. 表 4-1-3. 兩組在「能以解離說解釋電解質導電的原因並能辨別酸鹼強度」之學習成就測驗平均答對率................................................................. 62. 表 4-1-4. 兩組在「知道各種酸性與鹼性物質的共通性質」之學習成就測驗平均答對率..................................................................................................... 63. 表 4-1-5. 兩組在「認識重要且常見的酸鹼鹽類的性質及用途」之學習成就測驗平均答對率............................................................................................... 66. 表 4-1-6. 表 4-1-6 兩組在「了解容積莫耳濃度的定義，且能以 H＋和 OH－的濃度分辨溶液的酸鹼性」之學習成就測驗平均答對率......................... 67. 表 4-1-7. 兩組在「了解 pH 值的定義以及其數值大小與氫離子濃度、酸鹼程度之間的關係」之學習成就測驗平均答對率......................................... 68. 表 4-1-8. 兩組在「能利用指示劑鑑別溶液的酸、鹼或中性」之學習成就測驗平均答對率................................................................................................. 69. VI.

(10) 表 4-1-9. 兩組在「知道酸鹼中和的原理及應用」之學習成就測驗平均答對率............................................................................................................. 69. 表 4-1-10. 對照組與實驗組學習成就測驗之教學目標平均答對率比較表......... 70. 表 4-1-11. 對照組與實驗組學習成就延宕測驗各題答對人數和百分比 ............. 71. 表 4-1-12. 兩組在「酸鹼鹽」教學單元之學習成就測驗與延宕測驗整體平均答對率比較表................................................................................................. 75. 表 4-1-13. 兩組在「能以解離說解釋電解質導電的原因並能辨別酸鹼強度」之學習成就測驗與延宕測驗整體平均答對率比較表................................. 75. 表 4-1-14. 兩組在「知道各種酸性與鹼性物質的共通性質」之學習成就測驗與延宕測驗整體平均答對率比較表............................................................. 76. 表 4-1-15. 兩組在「認識重要且常見的酸鹼鹽類的性質及用途」之學習成就測驗與延宕測驗整體平均答對率比較表..................................................... 76. 表 4-1-16. 兩組在「了解容積莫耳濃度的定義，且能以 H＋和 OH－的濃度分辨溶液的酸鹼性」之學習成就測驗與延宕測驗整體平均答對率比較表. 77. 表 4-1-17. 兩組在「了解 pH 值的定義以及其數值大小與氫離子濃度、酸鹼程度之間的關係」之學習成就測驗與延宕測驗整體平均答對率比較表. 77. 表 4-1-18. 兩組在「能利用指示劑鑑別溶液的酸、鹼或中性」之學習成就測驗與延宕測驗整體平均答對率比較表......................................................... 78. 表 4-1-19. 兩組在「知道酸鹼中和的原理及應用」之學習成就測驗與延宕測驗整體平均答對率比較表............................................................................. 78. 表 4-1-20. 對照組與實驗組學習成就延宕測驗之教學目標平均答對率比較表. 79. 表 4-1-21. 對照組「自然科學習動機量表」前測回答情形................................. 79. 表 4-1-22. 對照組「自然科學習動機量表」後測回答情形................................. 81. 表 4-1-23. 對照組學習動機前後測的平均數與標準差分析摘要表..................... 82. 表 4-1-24. 實驗組「自然科學習動機量表」前測回答情形................................. 83. 表 4-1-25. 實驗組「自然科學習動機量表」後測回答情形................................. 85 VII.

(11) 表 4-1-26. 實驗組學習動機前後測的平均數與標準差分析摘要表..................... 86. 表 4-2-1. 對照組與實驗組各變因間相關分析表................................................. 88. 表 4-3-1. 學習成效之組內迴歸係數同質性檢定摘要......................................... 89. 表 4-3-2. 共同迴歸線斜率為 0 假設考驗............................................................. 89. 表 4-3-3. 各組主要效果的多變量考驗統計量..................................................... 90. 表 4-3-4. 各組主要效果的單變量考驗統計量..................................................... 90. 表 4-3-5. 各組在「學習成就」及「學習動機」的平均數及調整後平均數摘要表............................................................................................................. 91. 表 4-3-6. 學習動機「能力歸因」分量之迴歸同質性檢定摘要表..................... 91. 表 4-3-7. 兩組學生在「能力歸因」分量後測成績之描述性統計量................. 92. 表 4-3-8. 不同組別在「能力歸因」分量後測成績之共變數分析摘要表......... 92. 表 4-3-9. 學習動機「努力歸因」分量之迴歸同質性檢定摘要表..................... 93. 表 4-3-10. 兩組學生在「努力歸因」分量後測成績之描述性統計量................. 93. 表 4-3-11. 不同組別在「努力歸因」分量後測成績之共變數分析摘要表 ......... 93. 表 4-3-12. 學習動機「工作價值」分量之迴歸同質性檢定摘要表..................... 94. 表 4-3-13. 兩組學生在「工作價值」分量後測成績之描述性統計量................. 94. 表 4-3-14. 不同組別在「工作價值」分量後測成績之共變數分析摘要表......... 95. 表 4-3-15. 學習動機「自我效能」分量之迴歸同質性檢定摘要表..................... 95. 表 4-3-16. 實驗組與對照組「自我效能」分量之迴歸相交點及差異顯著點..... 96. 表 4-3-17. 「學習成就延宕測驗」組內迴歸係數同質性考驗摘要表................. 97. 表 4-3-18. 對照組與實驗組在「學習成就延宕測驗」之共變數分析摘要表..... 97. 表 4-3-19. 對照組與實驗組在「學習成就延宕測驗」之描述性統計量............. 97. VIII.

(12) 圖次圖 2-1-1. 酸鹼滴定圖............................................................................................... 13. 圖 2-2-1. Maslow 需求層次論圖示 ......................................................................... 21. 圖 3-1-1. 研究架構圖............................................................................................... 38. 圖 3-1-2. 研究流程圖............................................................................................... 40. 圖 3-2-1. 「溶液與離子」動畫內容....................................................................... 42. 圖 3-2-2. 「電解質溶液的導電」動畫內容........................................................... 43. 圖 3-2-3. 「電解質的強弱」動畫內容................................................................... 43. 圖 3-2-4. 「解離說」電腦模擬實驗內容............................................................... 44. 圖 3-2-5. 「酸鹼中和」電腦模擬實驗內容........................................................... 45. 圖 3-2-6. 電子化投影片內容................................................................................... 46. 圖 4-3-1. 「自我效能」分量之迴歸相交點及差異顯著點................................... 96. IX.

(13) 第壹章緒論本章分成四節，第一節說明研究背景與動機，第二節為研究目的與研究問題，第三節是名詞解釋，第四節說明研究範圍以及研究限制，第五節敘述研究假說。. 第一節研究背景與動機科學概念的學習對許多學生而言是相當困難的，而且在科學教育過程中，我們發現學生的科學知識往往是片段的，不一致和膚淺的（Green,McClosky & 。邱美虹（2000）指出在科學教學中，其概念學習困難的原因 Caramazza, 1985）可能來自於：1.受到個人經驗的影響；2.概念本身是抽象的；3.概念本身是複雜的；4.概念本身是微觀。楊鵬耀（2005）指出國小到大學的科學課程中包含很多的科學概念，其中酸鹼鹽是必學的重要概念，但這範圍的概念學習總是讓學生感覺困難，尤其在酸鹼的解離及反應特性，除了這些概念本身較為抽象之外，也比其他概念多了複雜性及可變性。宋志雄（1992）也曾指出學生對於不可觀察之酸與鹼抽象概念的學習較有困難，學生經由學校的學習的確有很大的改變，但在改變的過程中仍有許多的迷思概念一直存在學生的概念架構中而難以改變。姚錦棟（2002）也發現國中學生在學習酸鹼鹽概念時，多將它視為記憶性概念，學習一段時間後，學生會有概念回歸現象，這些都是因為學生產生迷思概念。林樹聲（2001）探討三位師院非數理背景學生於大三職前培育階段和在職任教第一年結束初任教師時期，對水溶液之酸鹼概念的認知狀況，以及職前與在職時期回答內容的差異，研究指出三位師範學院非科學主修樣本對於較抽象的概念，例如 pH 值的意義、中和反應、氫離子或氫氧根離子等，多數表示不清楚，因而阻礙了他們進一步理解或解釋相關的現象。由以上的文獻可以瞭解，酸鹼鹽單元是極為複雜而且抽象的。對學生學習而言是相當困難的，縱使經過課堂中一系列的教學，還是存在一些迷思概念；對教 1.

(14) 師而言，由於酸鹼鹽這個單元是較複雜且抽象的，所以教師本身也可能對酸鹼鹽這個單元存在迷思概念，因此會讓酸鹼鹽的教學更不容易。基於以上原因，要說明一個抽象的科學概念，我們在教學上常常會使用多種表徵來進行教學，舉凡文字、符號、影片、動畫、圖片、口語說明以及實驗等多種不同的方式來教導同一概念，也就是說，當單一表徵無法解釋一個概念時，若同時使用多種表徵來解釋該概念，會讓這個概念更容易理解，這就是多重表徵的重要意義及價值。邱美虹（2006）指出教師可善用多重表徵的模型進行教學，例如應用電腦動畫與粒子運動模型，所顯現的動態表徵配合文字、口語敘述等，說明氣體粒子的隨機運動，可促進學生形成與現象相同屬性的心智模式。Mayer （1997）指出學習教材以視覺化介面設計，可以直接模擬真實的空間來呈現事物與概念，落實視覺化的學習與思考，能減少學習者從抽象符號轉換為具體經驗的認知負載（引自邱智仁，2007）。王亦欣（2002）等人的研究皆顯示出多重表徵教學法對學生的學習上有明顯助益。從以上的研究我們發現多重表徵有助於學習者學習比較困難及抽象的概念。因此，研究者開始著手教材設計，希望透過電子化投影片教學（Powerpoint 教學）、電腦模擬實驗、電腦動畫教學、動手作實驗、分組討論、角色扮演、影片欣賞、歌曲吟唱及文章賞析等多重表徵方式，幫助學習者學習酸鹼鹽的相關概念。. 2.

(15) 第二節研究目的與研究問題本研究的目的與問題如下：一、研究目的本研究是依據多重表徵理論及結合相關文獻設計以電子化投影片教學、電腦模擬實驗、電腦動畫教學、動手作實驗、分組討論、角色扮演、影片欣賞、歌曲吟唱及文章賞析等多重表徵方式進行多重表徵教學，以探討多重表徵教學對學生學習成就及學習動機的差異。二、研究問題根據上述研究目的，擬定的研究問題如下：（一）多重表徵教學法與傳統教學法對學生學習成就的差異為何？（二）多重表徵教學法與傳統教學法對學生學習動機的差異為何？（三）多重表徵教學法與傳統教學法對學生學習自然科內容保留的差異為何？. 3.

(16) 第三節名詞解釋本節說明本研究所涉及之「學習成就」、「學習動機」、「學習保留」、「多重表徵教學法」、「傳統教學法」等五個專有名詞之意義，逐項說明如下：一、學習成就是指學習者經由學校課程教學後，在各類學科上所獲得的認知、技能、情意；通常可以用量化的分數或質的描述來加以衡量學習者學習的結果（李美瑩， 1994）。本研究是指學生在研究者自編之「酸鹼鹽學習成就測驗」之得分。此測驗係依據康軒版第四冊第二章「酸、鹼、鹽」之教材內容進行編製試題，以評量學生之學習成就。二、學習動機根據張春興（1996）對動機一詞所下的定義：動機（motivation）是指引起個體活動，維持已引起的活動，並引導該活動朝向某一目標的內在歷程。學習動機（motivation to learn）是指引起學生學習活動，維持學習活動，並導引該學習活動趨向教師所設定目標的內在心理歷程。本研究所指的學習動機表現，係指八年級學生在「自然科學習動機量表」上填答得分情形，得分越高，代表學生的學習動機越強。三、學習保留學習者在學習後，經過一段時間再測得的學習內容記憶保留量稱為學習保留。本研究是在教學活動完成後約一個月時間，再以自然科的教學單元成就測驗做測試，學生在測驗上所得的成績，分數越高代表其學習保留程度越高。四、多重表徵教學法本研究所使用教學法即是在課堂中融入數個表徵的方式來教學，包含電子化. 4.

(17) 投影片教學、電腦模擬實驗、電腦動畫教學、動手作實驗、分組討論、角色扮演、影片欣賞、歌曲吟唱及文章賞析等。五、傳統教學法本研究所指的傳統教學法為文本教學配合實驗活動，也就是根據康軒版八年級下學期自然與生活科技第二章「酸鹼鹽」單元進行傳統教學，教師利用板書逐一介紹教材內容，必要時，教師會補充許多教材或經由考試增加許多練習的機會；至於實驗活動則是自然與生活科技課本中所安排的實驗內容。而文本部分為研究者依據教科書自行編寫而成的講義。. 5.

(18) 第四節研究範圍以及研究限制本研究的研究範圍以及研究限制說明如下：一、研究範圍（一）本研究的學科內容是八年級自然與生活科技之「酸、鹼、鹽」單元；（二）研究對象是台北市一所國中八年級的學生，每班約 29～33 人。二、研究限制（一）研究結果只針對「酸、鹼、鹽」的相關單元，研究結果不宜過度推論至其他教材上；（二）本研究對象為都會區的八年級學生，研究結果只能推論至與研究樣本相似的學生，不宜將其過度引伸。（三）本研究只有六十位參與的學生，分析時運用 ANCOVA 及 MANCOVA 的統計分析，人數顯得不足，然而本研究只屬初步探索性質，故仍有參考價值，但分析結果不宜過分延伸。. 6.

(19) 第五節研究假說針對研究問題，本研究待檢驗的研究假說如下：（一）研究假說一：實驗組與對照組學生在學習成就上無顯著差異；（二）研究假說二：實驗組與對照組學生在學習動機上無顯著差異；. 在延宕測驗（學習保留）上無顯著差異。. （三）研究假說三：實驗組與對照組學生. 7.

(20) 第貳章文獻探討本章分成三節，第一節說明表徵與多重表徵，第二節敘述學習動機與學習成就，第三節介紹酸鹼鹽概念的研究。. 第一節表徵與多重表徵一、表徵的理論基礎：表徵的發展較早是以布魯納（Bruner）（1964）的認知表徵理論為基礎，之後 Paivio（1991）將人類的表徵系統分為語文的（verbal）及非語文的（nonverbal），以下分別兩種，並根據這兩種表徵系統發展出二元編碼論（dual coding theory）就認知表徵理論與二元編碼論整理說明：（一）認知表徵理論張春興（1997）指出布魯納（Bruner）（1964）認為人類對其環境周遭的事物，經由知覺而將外在物體或事件轉換為內在心理事件的過程，稱為認知表徵（cognitive representation），布魯納將認知表徵的發展，分為以下三個階段： 1. 動作表徵期（enactive representation）：動作表徵是指個體經由實物操作或動作與週遭事物產生連結，亦即透過身體的動作來認知、了解周圍的世界，進而獲得知識。 2. 形象表徵期（iconic representation）：這種表徵主要是依靠視覺運用簡單的影像來了解世界，此時期的兒童可以藉由照片裡的圖像認知物體，也能對留在記憶中的心像（mental image）加以回憶，進而獲得知識。故此時期人類進入抽象思考的開始。 3. 符號表徵期（symbolic representation）：符號表徵是透過語言、文字及抽象符號進行心理運思而獲得知識。故此時期是人類認知能力發展臻至成熟階段。張春興、林清山（1982）指出，布魯納的認知表徵理論也被視為一種認 8.

(21) 知學習的理論，可以用來描述人類學習的心理發展歷程。一般對於事物的學習程序通常都會由具體的動作表徵而後在逐漸抽象至形象與符號表徵。（二）二元編碼論 Paivio（1991，引自邱惠芬，2003）主張有兩個不同的認知表徵系統掌管人類的記憶和認知，一為語言系統（verbal），處理和語言有關的刺激，在處理、編碼後，儲存在文字記憶區中；二為非語言系統（nonverbal），處理視覺影像訊息、嗅覺、觸覺或情感等，主要的功能在於分析外在的景象並且衍生內在的心理意象，非語言系統將刺激進行處理、編碼後，儲存在圖像記憶區中。當外界的訊息同時以語言和非語言系統共同進行編碼時，例如文字與圖像同時呈現，會比單獨的使用語言系統或非語言系統進行編碼，更容易儲存至記憶中。將訊息使用多種途徑的編碼方式，個體除了經由語言性刺激（文字）之外，還可以經由非語言性刺激（圖像或動畫）來進行多方面的連結，當訊息間的相關越多，那麼可提供的線索也越多，那麼記憶也會比較深刻。在 Paivio 所定的二元編碼論中也提到了，語言系統或非語言系統的運作是受單一的語言或非語言的刺激而引發，這種作用通常屬於知覺程度的處理。當相關的訊息從記憶中提取以便進一步處理時，運作的功能便由一對一而提昇至系統內或系統間的多對一或一對多的聯繫（林麗娟，1996）。而 Paivio（1990，引自覃湘晴，2005）將學習者對語言性與非語言性訊息的聯繫方式分為三種： 1. 表徵性連結（representational connection）：指的是語言系統或非語言系統受到外在刺激所產生的記憶表徵，而這種連結通常是外在刺激與個體記憶系統之間最直接的作用方式。從個別的系統來看，在語言性系統中，個體自外界接收到特定的語言性刺激（例如文字、語音），會在個體的記憶中引發特定語意、定義的語言或語言性表徵的聯繫；在非語言性系統中，個體若自外界接收到特定的非語言性刺激（例如圖像、動畫），就會再在個體的記憶中引發特定的非語言意象或非語言性的意象表徵的聯繫。舉例來說，當我們看到 9.

(22) 或聽到「艋舺」這個字詞，就會產生艋舺這個詞的語意表徵；相對的，當我們看到艋舺的時候，也會產生艋舺的意象表徵。 2. 參照性連結（referential connection）：指的是語言系統和非語言系統間的聯繫，而其中的非語言系統包括所有動態與靜態的視覺情境，具有時間與空間的特質（林麗娟，1996）。雖然語言系統與非語言系統間的功能各自獨立，但兩系統中的單位卻相互聯繫，這種參照性聯繫可以幫助學習者利用本身所創造的意象元來對應文字元的聯想。例如：艋舺這個詞的意義可以使人聯想到艋舺的意象；而艋舺的意象又能使人聯想到艋舺這個詞的意義。在多重表徵教學的過程中，常常會使用多媒體教學，是希望可以提供學習者不同的表徵，例如：聲音、文字、圖像、動畫等等，使學習者在提取訊息時，可以藉由不同的感官經驗（視覺、聽覺）的非語言意象來提取對應的語言文字訊息。 3. 關聯性連結（associative connection）：指的是單獨的語言記憶系統或非語言系統內記憶單元的聯繫，這表示個別的語言系統或非語言系統內的元素具有關聯性聯繫，也就是說，特定的語意會引發某些語意的聯想；而特定的意象會引發某些意象的聯想。舉例而言，在語言性的記憶系統中，「艋舺」這個詞的語意可以引發「龍山寺」、「獨木舟」、「阮經天」等等語意的聯想，在非語言性系統中，亦可以引發許多聯想的意象，例如「黑社會打鬥畫面」、「朋友間重義氣」等等意象。而根據此原則，為了要幫助學習者連貫相關知識，許多教材的設計都會運用文字性或圖示性的類比與比喻以建立關聯性聯繫。就二元編碼論而言，學習者若能同時使用語言系統與非語言系統來有效處理訊習，並促進此三種聯繫的建立，使得語言性訊息和非語言性訊息產生強而有力的連結，才能輔助學習者有效的提昇其學習成效（徐易稜，2001）。二、表徵的意義：表徵（representation）指的是將外在現實世界的事物以另外一種較為抽象或符號化的形式來代表的歷程，而在認知心理學的訊息處理上，則是指訊息處理過 10.

(23) 程中，將訊息譯碼而轉換成另一種形式，以便儲存或表達的歷程（張春興，1989）。由於我們見不到知識結構的內涵，所以只能根據知識呈現在外的形式，即表徵（representation）的方式，間接去推論得知（余民寧，1999；引自陳盈吉，2004）。表徵又分成兩個面向（陳婉茹，2004；陳盈吉，2004；鍾曉蘭，2006）：（一）內在表徵（internal representation）：人類心智系統或在長期記憶區中，一個特定的知識結構，在某些情形下稱為概念，是個體內的活動。內在表徵只能從學習者在處理概念、解決問題的某種表現中來推斷其輪廓。（二）外顯表徵（external representation）：模式化各種心智過程時所使用的符號系統，如圖表、曲線圖、文字等等，是個體對概念的外顯動作。 Boulter 和 Buckley（2000）提出以表徵的方式和表徵的屬性兩個不同的維度來分類及解釋模型（引自鍾曉蘭，2006）： 1. 表徵的方式：分為五種－具體的（concrete）、言語的（verbal）、視覺的（visual）、數學的（mathematical）、動作的（gestural），而這五種表徵方式可以單獨存在或是互相搭配形成混合的表徵方式。 2. 表徵的屬性：分為量化或質性、動態或靜態、決定的或隨機的。由於科學概念多為抽象且難以用肉眼觀察到的，所以學生容易有迷思概念，以致於在學習上常常遇到困難。以本研究的主題-酸鹼鹽單元為例，因為有些概念是屬於微觀現象，所以在教學上常會使用多種表徵來教學，例如影片、動畫、圖片、文字以及實驗等多種不同的表徵方式來教導同一概念，也就是說，當單一表徵無法解釋與呈現一個概念時，去使用多種表徵來解釋與呈現該概念，使其概念更清楚且容易理解，這就是多重表徵的重要意義與價值。. 11.

(24) 三、多重表徵：（一）多重表徵的意義：多重表徵的意義為用不同的表徵方式去呈現及建構同一概念（左台益， 2001），例如：同時展現文字與圖樣時，則可稱為「多重表徵」（Multiple representations）。多重表徵與概念學習的關係相當密切，因為一個概念是多面向的，單一表徵往往只能呈現觀念或概念結構的一部份而已，而此一觀念或概念的其他部分，單一表徵可能無法顯現出這些性質。在教科書中最常以單一文字表徵來表示，往往只能表達某一概念或概念的一部份，但是如果在單一表徵中加入其他的表徵如圖形或動畫，如此，運用數個表徵可以彌補單一表徵不足的地方。而學習者也可以由較豐富的知識表徵中增進理解，進一步的在表徵與表徵間做連結而獲得正確概念。以康軒版第四冊第二章 2-5 酸與鹼的反應為例： 1. 文字表徵：. 鹽酸中含有氯化氫解離出的 H＋與 Cl－，氫氧化鈉水溶液中含有氫氧化鈉解離出的 Na＋與－＋－ OH ，當鹽酸中加入少量的氫氧化鈉水溶液，H 會與加入的 OH 反應生成水，所以混合後溶液中的 H＋數量減少，也表示混合液的酸性減弱。如果加入的氫氧化鈉與鹽酸的莫耳數一樣多時，鹽酸解離出的 H＋數目與氫氧化鈉解離出的 OH－數則混合液呈中性。若此時加入更多量的氫氧化鈉水溶液時，溶液中的 OH－數目將大於 H＋數目，而使混合液呈鹼性。（摘自康軒版自然與生活科技課本第四冊 P.54） 2. 若以圖畫表徵：. 12.

(25) 圖 2-1-1 酸鹼滴定圖（摘自康軒版自然與生活科技課本第四冊 P.54）若課文中同時以文字、圖畫兩種表徵呈現時，可以提供學習者更多的資訊來建構相關概念，如果以文字表徵再加上動畫表徵呈現，對於學習者在概念與現象中的連結與文字表徵加上圖畫表徵會有所不同。（二）多重表徵的功能： Ainsworth（1999）將多重表徵主分類為三種功能：互補角色功能、限制詮釋功能與建構深層理解功能，其中此處所指的多重表徵皆為外在表徵（Multiple external representations)簡稱 MERs，說明如下： 1. 互補角色：（1）互補資訊：當單一表徵無法包含概念的所有面向，此時多重表徵就能夠藉由提供概念的不同面向以發揮互補不同資訊的角色。（2）互補過程：互補過程是指對資訊處理能力的互補。例如：透過表格可以讓資訊變的更清楚，也可以找到其規律性；透過方程式則是濃縮呈現出變數之間的量化關係。 2. 限制詮釋：（1）熟悉性限制：使用熟悉或已理解的表徵幫助學習者理解一個較不熟悉或較. 13.

(26) 抽象的表徵。在認知心理學常用類比的方式將兩個不同領域間的知識對應，例如：在教電流時常以水流做比喻。（2）內在特性限制：第一個表徵出現時，若資訊量不足或對於學習者為抽象或不熟悉的表徵，會造成學習者產生過多不必要的推論，所以當第二個表徵出現會對之前所呈現的資訊的範圍加以限制，以利於正確的推論。例如：甲從乙的旁邊走過去，若加入圖形表徵，可以讓學習者更清楚甲是在乙的左邊或右邊。 3. 建構深層理解：（1）抽象性：學習者能夠自行創造出一個心智實體來作為高層次概念基礎。（2）延伸性：擴大相似或已知的知識到其他學科領域上，利用多重表徵可以讓知識更具體。（3）關連性：表徵教學除了要做到對於單一表徵的完整建構，也要做到表徵間互相連結的工作。因此，多重表徵可做為表徵與表徵之間的連結，將抽象化的知識變得更具體，如果善用多重表徵，可以降低認知負荷以及增加學習的動機與效果。四、化學上的多重表徵：在化學中的多重表徵最常被提及的是 Johnstone（1993；引自陳婉茹，2004）提出在學習化學有三個層次的表徵：巨觀（macroscopic），微觀（microscopic），和符號（symbolic）。 1. 巨觀表徵（macroscopic representation）：可直接觀察、感覺的現象，例如：產生沉澱、產生氣泡、顏色變化等。 2. 微觀表徵（microscopic representation）：藉由分子、原子及離子的排列或運動來解釋，這類的表徵無法直接被觀察到。 3. 符號表徵（symbolic representation）：藉由符號、數字、化學式、反應方程式 14.

(27) ＋－來表徵，例如：NaCl(s)→Na (aq)＋Cl (aq)、H＝MSΔT 等，這類表徵太抽象而讓人不容易理解。學習化學知識對大部分的學生而言，都是要理解一些看不見的或無法直接感觸的概念。而學生往往無法把他們在實驗室看到的巨觀現象，和微觀的本質及過程作連結（Gabel,1998；Schank & Kozma,2002；引自陳婉茹，2004）。而在化學課堂上，教師雖然寫下有意義的符號且多次加以解釋、說明，但對學生而言，這些符號只是文字、數字或箭頭，甚至是難以理解的世界。Mayer（2001）則認為深層理解不應只是記憶知識，也要能解決其他學習遷移的問題，若學生能夠自由轉化不同的表徵，可以不同的向度來呈現知識，達到整合知識層次的有意義的學習。因此在表徵之間做連結是一種知識過程，需要深層概念的了解。但大部分的學生不能在巨觀表徵、微觀表徵與化學表徵之間作表徵的轉換，代表他們內在概念知識也難以進行連結。 Park 及 Gittelman（1992）研究也指出，動畫或電腦模擬實驗對於一些抽象難以理解的概念、動態屬性的科學概念，或微觀世界表徵的學習有相當的助益（引自鍾曉蘭，2006）；Rohr 及 Reimann（1998）研究同樣的也顯示出學習者在學習氣體粒子概念的時候，動畫組的學習成效優於文本組與靜態表徵組（引自陳盈吉，2004）。；葉文中（2006）指出電腦多媒體可用動態的圖像呈現抽象概念或肉眼看不見的現象變化過程，可彌補課本中只以文字或圖片表達卻沒有考慮學生先備知識且缺乏解釋的缺陷，讓學習者無須憑空想像而能直接理解學科知識；邱顯博（2002）針對國二、國三學生進行擴散作用的研究結果顯示：角色扮演組的學生對於該組教學活動的情意面向抱持正面的看法，他們不但喜歡此種活動方式，也支持角色扮演活動能對學習有所助益，學生大多認為此種活動能夠促進粒子觀與對擴散作用的認識；而張秀澂（2002）的研究中指出，將電腦動畫融入講解式教學法時，對低分群學生的學習，有顯著的成效，且將電腦動畫融入實驗教學法時，對學生學習成效亦達顯著的成效；在邱美子（2002）的研究發現電化學 15.

(28) 概念學習中，國中學生使用電化學電腦動畫輔助教學媒體後，的確能提升學習成效；吳昌家（2002）的電腦動畫輔助教學對國中學生粒子概念學習成效之研究中指出後測結果顯示其實驗組學生其學習成就顯著高於其對照組。由以上文獻可知，教師若能將多重表徵與教學內容、教材與教法作巧妙的融合及精心的設計後，呈現在課室的學習活動中，將有助於學生增進多重表徵轉換的能力，讓學生達到有意義的科學學習。. 16.

(29) 第二節學習動機與學習成就壹、學習動機為什麼有些學生上課總是興致勃勃，而有些學生上課卻是無精打采興趣缺缺？為什麼有些學生回家總是拼命的作題目，而有些學生卻是一題也不想做？為什麼有些學生可以持之以恆的把一本小說看完，而有些學生卻是翻了幾頁就放棄了，這些問題均涉及動機。一、動機的意義要定義學習動機，首先要了解動機（motivation）的意義。張春興（1996）認為動機是指引起個體活動，維持該活動，並促使該活動朝某一目標進行的內在作用，是一種促使個體進行各種行為的內在動力。Brown（1989）指出，動機具備個人從事某一行動的本能、衝動和情緒，這種動力發自於內在，而表現的強度則受環境所影響（引自李玉菁，2005）。Slavin (2003) 更淺顯解釋「動機」是指什麼因素使得你想做這件事、繼續做下去和決定你試圖往哪個方向去做（引自王淑娟，2007）。綜合上述，動機是引發個體行為的內在狀態，而不是外顯行為；當個體表現同一外在的行為時，內在的心理歷程未必相同，所以不能只單憑外顯行為就斷定個體的動機，需進一步對動機進行分析。二、學習動機的意義學習動機（learning motivation）簡單的說就是學生是否願意去學習。張春興（1994）指出學習動機是指引起學生學習活動，維持學習活動，並導引該學習活動趨向教師所設定目標的內在心理歷程。黃金山（2002）指出在學習的過程中，凡能促使學生自動自發去學習的動力，皆稱之為學習動機。段曉林（2005）界定學習動機是當學習者意識到所要進行的活動有價值，自己有自信能達到，且有合宜的學習策略能達成目標時會進行持續的學習。綜合上述，學習動機在學習歷程. 17.

(30) 中佔有舉足輕重的地位，不僅會影響學生是否從事學習活動，同時也會決定他們從活動中獲得多少。因此，教師如何依照學生學習的動機去設計教學方式及教學內容，是現在教育者所要面臨的重要問題。然而，每個學者對動機解釋角度不一，大致上有下列幾項分類：（一）內在動機 (intrinsic motivation) 與外在動機（extrinsic motivation）：動機一般可分為內在動機（intrinsic motivation）與外在動機（extrinsic motivation）（McCown, Driscoll, ＆ Roop, 1996; Ormrod, 1995）。內在動機是指我們從事某種行動的原因，來自於該行為能成就個人價值或是能滿足個人信仰以及自我預期。例如：我想爭取好成績，只是想測試自己的能力與毅力，這便是一個因內在動機而發生的行為。而外在動機是指我們從事某些行動或行為的誘因，來自於該行為能夠幫助我們獲得某種外在的酬勞。例如：我想爭取好成績，是因為我可以獲得豐厚的獎金或獎品，這便是一個因外在動機而發生的行為。因此，當兩個人表現出完全相同的行為時，其動機可能截然不同；一個可能是出自於個人的興趣（為內在動機所驅使），而另一個可能只是為了迎合師長或父母的期望（為外在動機所驅使）。（二）生理性動機（physiological motivation）與心理性動機（psychological motivation）。動機也可分為生理性動機和心理性動機來探討（張春興，1994）。生理性動機指因個體身體上生理變化而產生內在需求，從而引起行為的動機，通常和個人生命的延續直接相關，例如飢、渴、睡、性等（多半與生俱來不需學習）。心理性動機指引起個體各種行為的內在心理原因，例如滿足安全、好奇探索、與人交往、追求成就、尊嚴及理想等（多經學習而獲得）。（三）普遍性學習動機（general motivation to learn）與偏重型學習動機（specific motivation to learn）。. 18.

(31) 動機也可分為普遍性學習動機和偏重型學習動機來探討（張春興，1994）。這是依照學生學習動機的強弱來分類，普遍性學習動機的學生對於所有知識與學科都能全心投入、認真求問，以教育心理學的觀點來看，這類學生所具有的學習動機，並非在短時間內教導出來，而是長期累積。而偏重型學習動機的學生只對某特定學科感興趣，其他學科則不加以注意，甚至呈現放棄狀態。這類學生的學習動機大多是在求學過程中因學業失敗或師生關係影響而逐漸養成的。綜合以上內容，我們發現教師在教學過程中必須先了解到每位學生的學習動機類型，並且透過不同的教學方法與策略以促進學生主動學習。三、學習動機理論有關學習動機的理論很多，以下僅就與本研究有關之動機理論，包括需求層次論、自我歸因論、期望價值論及自我效能論，來說明本研究之學習動機的理論基礎，茲分述如下：（一）需求層次論人本學派的動機理論認為動機是一種需求，為追求或創造需求滿足機會的動力。人有自由意志及選擇自我決定的權利，每個人都具有使自己更為成長的動力，相信人是具有自我實現的潛能。而人本學派中討論動機者，以馬斯洛（Maslow）（1970）提出的需求層次論最受重視，應用也最為廣泛。Maslow提到人類的動機是由多種不同性質的需求組成的，依其前後關係和高低層次之分，共分為七個層次： 1.. 生理需求（physiological need）：維持個體生存及延續種族的基本需求，如：食、衣、住、行的滿足，需要運動、休息和睡眠等。. 2.. 安全需求（safety need）：免於恐懼及威脅，獲得依賴和保護的需求。. 3.. 愛與隸屬需求（belongingness and love need）：被人愛護、關注、親近及支持的需求。 19.

(32) 4.. 自尊需求（self-esteem need）：希望獲得尊重、自尊、信心及他人仰慕的需求。. 5.. 知的需求（need to know）：此需求又稱為認知需求，旨在探討、分析瞭解事情的真相，在涵意上知的需求即屬學習動機。. 6.. 美的需求（aesthetic need）：此需求又稱情意需求，指的是追求對稱、系統美感的經驗，對美好事物欣賞的需求，使人更富情趣、生動。. 7.. 自我實現需求（self-actualization need）：此需求意指完成個人目標、發揮潛能，充分成長，最後趨向統整的個體。其中前四項即為基本需求（Basic needs），又因為都是心理上或生理上的欠. 缺而產生的，又稱為匱乏性需求（Deficiency needs）；後三項則稱之為成長需求（growth needs）。需求的滿足是由下而上發展的，較低層次的基本需求若無法被滿足，則個體無法進一步尋求知的需求、美的需求、自我實現需求的滿足。馬斯洛對於學習與教學有兩點主張：1.學習不是外塑的，而是內發的；2.教師的任務不只是教學生知識，更重要的是為學生設置良好的學習環境，讓學生自行學習。而在馬斯洛的兩類需求中，學習動機是屬於成長需求中的知的需求，而知的需求的產生將繫於基本需求是否滿足。因此，教師進行教學時，首先必須協助學生滿足其基本需求，以使其能追求高層次的需求。. 20.

(33) 圖 2-2-1 Maslow 需求層次論圖示（摘自張春興，2004）（二）自我歸因論「歸因」一詞指的是個體對事件或結果所知覺到的原因，研究焦點在於個體如何解釋原因，以及這些解釋的涵義（吳幸宜，1994）。歸因理論最早是由Fritz Heider在1958年所提出來的，其歸因論有兩個要點：一、將行為發生解釋為環境因素使然者，稱為情境歸因；將行為發生解釋為當事人性格因素使然者，稱為性格歸因。二、一般人在解釋自己的行為時多採取情境歸因，在解釋別人的行為傾向時，多採取性格歸因。Rotter (1966)提出了制控信念（locus of control），制控信念是指個人在日常生活中對自己與環境關係的看法。有些人會將成功歸因於自己努力，將失敗歸因於個人疏忽，此種看法稱為內控（internal control）；但有些人會將成功歸之於幸運，失敗歸於外在原因，此種看法稱為外控（external control）。 Bernard Weiner（1972）綜合了的以上兩位學者的觀點提出三向度的自我歸因論（self-attribution theory），Weiner的歸因理論有三項主要假設： 1. 個人對自我行為有自求了解的動機。 2. 解釋自己行為後果時個人所做的歸因非單一向度。 21.

(34) 3. 個人未來行為動機強弱，受個人先前結果的歸因影響。基於以上三種假設，Weiner（1974）將自己的成敗歸因於以下六種原因：（1）能力（2）努力（3）工作難度（4）運氣（5）身心狀況（6）其它，如他人的協助。而在學生們對考試成敗的歸因，則多以前四項為主，後兩項為副（張春興， 1994）。後來，Weiner將以上六個因素分別納入此三個向度之中加以解釋： 1. 因素來源：指當事人自認為影響其成敗的原因是個人因素（內控）或外在環境因素（外控）。此一向度上，「能力」、「努力」及「身心狀況」歸因屬於內控向度，其他屬於外控向度。 2. 穩定性：指對於成功或失敗的歸因是否會隨情境的不同而有所變化。「能力」與「工作難度」為穩定歸因；其他均為不穩定歸因。 3. 能控制性：：指對於成功或失敗的歸因是否由個人意願所決定。只有「努力」可憑個人意願控制，其他均非個人所能控制。綜合以上六因素及三向度，可由表2-2-1的內容表示之：表2-2-1 Weiner成敗歸因理論的三向度分析成敗歸因向度歸因別. 穩定性穩定. 能力. 不穩定. 內在. 能控制性. 外在. 能控制. ˇ. ˇ. 努力工作難度. 因素來源. ˇ. 運氣. ˇ. 身心狀況. ˇ. 其它. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ ˇ. ˇ. ˇ. ˇ ˇ. ˇ ˇ. （摘自張春興，1996，p.314） 22. 不能控制. ˇ.

(35) 綜合上述觀點，一般人受到過去經驗以及成就的需求，會左右對行為結果成敗的歸因，進而影響對未來的期望、努力程度及情緒反應，終至影響到下一次的學習過程、行為表現。歸因理論提醒教師在教學過程中，應該了解學生對學習的成效結果，做了哪些歸因，並協助學生在建立正確且適當的歸因方式，以激勵學生保持學習動機，提升對未來達成目標的期望。（三）期望價值論期望價值論的主要涵義為：個體是否會努力去達成目標是依據他們對奬賞的期望而定。Edwards（1954）和後來的Atkinson（1964）發展出以下列公式為基礎的動機理論：動機（M）＝成功的可能性（Ps）× 成功的誘因價值（Is）這個公式稱為期望模式（expectancy model）或期望價值模式。這項理論意謂著人們達成某些事情的動機主要受兩個因素所主導，分別是個人對達成目標的可能性和對此目標的價值評斷。追求成功的動機與成功的機率和誘因的價值有密切的關係，若人們認為他們成功的可能性是零，或者是認為成功沒有價值，則他們的動機將會是「零」。 Atkinson也指出「成功的可能性過高」將有損動機的產生。例如學習者的能力強，考試很容易獲得高分，那他對唸書則不需太認真、努力。因此，當成功的可能性為一半時，所產生的動機最大。期望價值論在教育的重要啟示是：「學生的考試不可以太簡單，也不可以太困難」。假如某些學生認為很輕鬆就可以得到很好的成績，則他們的動機將不會達到最高點；反之，若學生認為他們不管怎麼努力，成績也不盡理想，則他們的動機將達最低點。（四）自我效能論自我效能（self-efficacy）理論是由Bandura（1977）所提出，是指個人對自. 23.

(36) 己是否能完成某一行為的知覺，即是對自我能力及達成目標之行動力的自信程度。自我效能會影響個人對活動的選擇、行為的動力、努力的程度、及工作的堅持。而Bandura（1977，引自陳琇姿，2006）認為影響自我效能的因素有四方面： 1. 過去的成就表現（performance accomplishment）成功的過去經驗易使個人對效能的判斷提高，而反覆的失敗則使判斷降低。然而對自我效能感強的人來說，偶爾的失敗對其判斷幾乎沒有影響；但失敗對不確信自己能力的人則影響很大。 2. 替代性經驗（vicarious experience）除了個人過去的成就表現之外，看到跟自己類似的人表現成功也會提高個人對效能的評價。。但因替代性經驗是由觀察到他人而形成的經驗，對自我效能的影響較不及親身經驗成功所獲得的效能感。 3. 口頭說服（verbal persuasion）口頭說服主要是透過他人的回饋而影響自我效能。正向的回饋可以提昇自我效能；而負向的回饋則降低自我效能。不過，由於口語說服並不能提供可靠的經驗基礎，因此，由口語說服所引起的自我效能可能比較微弱且短暫。 4. 情緒的激發（emotional arousal）在受到威脅的情境中，情緒的激發會引起效能的期望。由於情緒的高度激發會削弱個體的表現，故受到不良情緒如厭惡、焦慮等影響者，可能會有較低的成功期望。綜合以上內容，我們發現自我效能不僅主導了個人處理事情時的態度，同時也影響了個人在學習時的動機，若對某領域具備較高的自我效能知覺，自然會有較高的動機去學習（葉淑瑜，2003）。 24.

(37) （四）小結綜合以上的動機理論，得知學習動機對於學生的學習有著重大的影響。因此，教師在教學過程中可給予學生適當的回饋，可以是成績、獎賞、工作本身的價值、讚美、他人或自我的認同等，藉以引起學生興趣、持續行為。同時，適時給予成功經驗，教導並建立正確的「成敗」歸因方式，體認學習的成敗由自己掌握，以此提升學生的學習動機及學習成效。四、影響學習動機的因素影響學習動機的因素很多，以下將影響學習動機的因素區分為個人因素、教師因素、學習經驗、外在誘因等四各部分，並從學習層面來探討影響學生學習動機的因素。（一）個人因素學生的人格、態度、興趣、習慣、自信心、自控能力、歸因方式、成就需求、自我概念、他人的期望、家庭學習文化等因素都會影響學生的學習動機。此外，學生應用學習技巧與學習策略的能力，亦會影響其學習成效與動機。（二）教師因素學生學習往往因為教師的期待、讚美、獎賞、回饋、處罰與批評等而改變其學習動機。另外像教材的選擇、教學方法與技巧、教學態度、教室環境的佈置、評量的方式、增強的方式、教室氣氛或是師生間的互動關係，或是教師的反應，如眼神、表情、肢體的動作等行為，均會經由學生的歸因，而影響學生的學習意願與成效。（三）學習經驗學習動機多半是在求學經驗中因學業成敗或師生關係的影響而逐漸養成的（張春興，1994）。教材難易、枯燥或有趣會影響學生的學習興趣，學習成就較 25.

(38) 好的科目，會因為過去的學習奠定優異的基礎而產生信心，學習動機會被保留，而學習成就不佳的學科，會因為失敗的學習經驗，易使學生感到挫折，進而影響學生的學習動機。（四）外在誘因學校中經常採用正面的（讚許、獎品、給予權利等）與負面的（訓斥、剝奪權利、勞動服務、低分數等）的回饋以督促學生學習，其目的正是藉由外在誘因以維持學生的學習動機（張春興，1994）。此外，適當的評量也能夠激起學生的學習動機，而當學生本身瞭解學習的價值與目的時，學習動機亦會提高（儲慧平， 2003）。五、學習動機之測量工具根據以上的動機理論，本研究所使用的「自然科學習動機量表」分為「能力歸因」、「努力歸因」、「自我效能」、「工作價值」等四個分量茲加以討論。（一）能力歸因能力歸因是學生在追求成就的情境中，分析成敗的因素在於自己本身能力的高低。此類歸因內容包含了能力和作業難度，在歸因理論當中，均屬於較為穩定的性質。（二）努力歸因根據Weiner 的自我歸因理論，學生認為成功的因果關係在於個人努力以及他人的幫助，且認為努力後一定可以達到自己的期望及理想的狀況。此類的歸因包含了努力、身心狀況、運氣及他人的幫助，在歸因理論當中屬於較為不穩定的性質。. 26.

(39) （三）自我效能自我效能是只學生在特定的領域或學科中，個體對於自己表現能力的信念，根據經驗對自己希望達成某一個目標時其供作能力的評估。（四）工作價值工作價值是指學生從事一項工作的理由及對於該工作的重要性、效用或興趣的信念。六、結語動機是學習的原動力，學生缺乏學習動機的結果不僅造成學習成就的低落，也間接造成教室管理上的問題。而高昂的學習動機，對於學習效果的提昇很有幫助。因此，如何激發學生的學習動機是教學領域中值得探討的問題（林寶山， 1988）。就教師而言，激發學生的動機是目的也是一種手段，教師於教學設計時，若能適時運用動機策略，激發學生的求知慾望，相信對教與學將有莫大的助益。因此，研究者希望透過多重表徵理論所設計的課程可以提昇學生的學習動機。. 貳、學習成就一、成就與學習成就的意義楊朝祥（1985）認為「成就係指在特殊技能或知識方面的收穫或程度」。繆敏志（1990）認為「成就是只由正式課程、教學設計之特定教育經驗獲得的知識、理解和技能」。張春興（1996）指出「成就」有三種意涵：（一）是指個人或團體行動之後，能夠成功地達到所欲追求的目標；（二）指在某種領域內達到某種成功的水準（如獲獎）或程度（如得學位）；（三）指在學業成就上得到的分數。依此而言，學習成就是透過學習歷程而達到某一水平的知識或技能。就學習而言，學習成就是指學生在學習某一科目時，對於教學內容的精熟表 27.

(40) 現。學習成就往往也是學習中最令人關切的目標，因為從學生的學習成就表現中，教師可以發現學生對於教學內容的瞭解及改變的程度，即是教學者希望藉由教學的過程，讓這個改變的過程時間縮短、改變的成效卓越。張美玲（2000）更指出教師可以從學生的學習成就表現發現學生對於教學內容的了解，以作為修正教學的參考；而家長可以從子女的學習成就表現，了解子女的學習狀況；而學生則可以從自己的學習成就表現發現是否有需要改進及檢討的地方。二、學習成就相關之研究（一）影響學習成就的因素學童在學習概念的過程中，影響學習成就的因素很多，研究者希望透過文獻探討，綜合過去學者研究的結果，整理出影響學童學習成就的可能因素分為內在因素與外在因素： 1. 內在因素：包括學生的性別、智力、焦慮、學習態度、學習動機、人格、身體健康及缺陷等因素。張殷榮（2001）在探討影響我國學生在TIMSS-R中科學學習成就的因素發現，國中男生的科學學習成就顯著高於女生。李震甌（2002）發現高、低學習成就的學童在解決科學問題能力表現與思考模式明顯不同。林怡如（2003）研究高中一年級學生數學焦慮與學業成就的關係，具有顯著相關，數學焦慮對數學學業成就具有顯著的預測力。吳淑珠(1998)以高雄縣586位國小五年級普通班學童為對象，研究指出:學習動機與學業成就具有顯著相關，學習動機愈高，學業成就愈高。葉麗珠（2005）以基隆市、台中縣及台南縣四所國中學生為研究對象，研究指出，學生學習態度愈積極，數學成就也會較佳。 2. 外在因素：外在因素又分為家庭因素與學校因素。（1）家庭因素：. 28.

(41) 在研究上林清江（1984）建議將家庭因素區分為家庭物質設備、子女數目、父母教育程度與職業等加以探討。Cuttance（1980，引自何東興，2005）認為有較高學歷的父母比較有時間與能力輔導子女的課業。吳素援（2004）以家庭背景（家庭的收入、父親教育程度、職業）、文化資本與財物資本，對國小學童數理成就的影響研究，其結果顯示，家庭背景直接影響文化資本與財物資本而間接影響數理成就。張芳全（2006）以台灣國中二年級學生參加TIMSS 2003年為樣本，來探討影響國中二年級學生的數學學習因素。研究指出，數學學習成就較高的學生組別在課外補習確實比數學學習成就低的學生還多。（2）學校因素：包含教師的人格特質、管教方式、教學方法及內容、學習環境、同儕關係、教室氣氛等。王聖閔（1993）透過國中數學第一冊第一章教學，研究結果發現，教師高期望行為會影響學生學習成就表現。陳枝烈（2001）也指出教學設備、教科書及班級氣氛等都是透過教師的教學行為與期望，進而影響學童的學習成就。賴政弘（2006）指出學生感受到安定與和諧的班級氣氛，學習態度會跟著變好，而良好的學習態度，會有助於提昇學生的學習成就。李麗日（1986）發現，國中學生的同儕人際關係和學業成就具有正相關。另外，由相關文獻，如動態類比（陳婉茹，2003）、多重表徵（鍾曉蘭，2006）、POE教學（尤建捷，2007）、科學歌曲（沈彥宏，2006）及小組合作（林秀玉，2006）等，發現教師的教學方法與內容也會提高學習成就。（二）學習成就的測量工具學習成就的評定，常用教師評定的等第或測驗分數，或兩者兼採的方式。但是教師評定的等第常會牽涉到教師的主觀認定和印象分數，且缺乏效度及信度考驗，所以不如成就測驗評量來的客觀公正。余啟民（1994）曾指出如欲評量學業成績高低，應以成就測驗為指標。簡茂發（1987）也指出測量學生學習成就的科. 29.

(42) 學工具，稱之為成就測驗，而學科成就測驗通常用於學科教學之後，目的為了評量學生學習後所達到的成就水準。目前許多學校仍舊是以教師自編之紙筆測驗來作為定期評量的主要工具，測驗的範圍乃配合教學進度而定，目的在評估學生對於該階段教學內容的精熟程度（張美玲，2000）。而本教學實驗亦是配合學校正常教學進度所實施，因此，足以說明研究者依據教師自編測驗的原理所編製之成就測驗，將可作為測量國中學生自然科的學習成就表現之工具，以瞭解多重表徵理論所設計的課程是否為一提昇學生學習成就的有效方法。綜合以上文獻，我們可以了解，個人、家庭及學校都是影響學生學習成就的重要因素，而面對學習成長中的孩子，教師扮演影響孩子學習成就的重要關係人，而學生本身的自信心、自我控制能力或是成就需求，也都會直接影響其學習動機（李咏吟，1995）。因此，一位稱職的老師，如果可以選擇正確管教方式，讓學生對老師有信任感，會有助於提昇學生的學習成就（胡小慧，2003）；若能帶動良好的班級學習氣氛，鼓勵同儕互動，便能提升班級學習風氣，進而提升學習成就；而善用多元的教學方式、了解學生個人特質因材施教，了解每個學生需求，如此便可以提高學生的學習意願與動機，進而提升學習成就。因此，本研究希望透過多重表徵教學，來增進學生的學習理解，進而提高學生的學習成就。參、結語謝宜君、紀文章（2003）指出影響學生學習成效的主要因素，以學生本身因素的影響最大，其中又以個人的學習動機影響最大。學習動機也已被公認並證實為影響學生學習成敗的關鍵因素之ㄧ（林建平，2003；陳雅雯，2003；郭秀緞， 2003；Short & Weissberg-Benchell,1989）。盧青延（1992）針對國中補校學生的研究發現，學習動機與學業成就呈正相關。張玉茹（1997）針對國中學生英語科學習動機的研究亦顯示，英語學習動機與學習成就成正相關。以上研究均顯示，學業成就與動機有相關存在，故對教學者而言，了解學習動機有其必要，學習動機是個相當重要的課題。 30.

(43) 第三節酸鹼鹽概念的研究一、國中階段的酸鹼鹽概念在我國實行九年一貫課程的自然與生活科技領域中，有關酸鹼鹽的部份，在分段能力指標中有提及「認識酸、鹼、鹽與水溶液中氫離子與氫氧離子的關係，及pH值的大小與酸鹼反應的變化」，而在次主題「226酸、鹼、鹽」中也提及「常見食物的酸鹼性、物質的酸鹼性、酸鹼指示劑、酸鹼中和、電解質與非電解質、酸鹼鹽的定義及其作用及pH值」等單元（教育部，1999）。二、酸鹼鹽迷思概念的研究國內外的文獻對於學生酸鹼鹽的迷思概念研究甚多，以下僅就文獻中，我國中學生在酸鹼鹽概念學習上較相關的部份，整理如下：酸鹼鹽迷思概念類型：根據國內外文獻所發現的酸鹼鹽迷思概念類型分類成以下五個單元：酸鹼的定義及性質、pH 值、酸鹼中和、鹽類的相關概念及電解質與離子濃度。（一）酸鹼的定義及性質：在教育部所公佈的九年一貫課程中，可以很清楚的知道國中階段的學生是以阿瑞尼士（Areninuss）的定義為主要的酸鹼概念，阿瑞尼士定義在水中產生H+ 者為酸，在水中產生OH－者為鹼。由以下文獻指出，學生對酸鹼的定義及性質不甚清楚而有所誤用，而造成這樣的迷思概念主要是因為名稱符號、生活中的現象及感觀。 1.. 名稱符號：這個類型的特徵是學生會使用特定的字眼或是官能基來決定溶液的酸鹼. 性，例如：學生會認為名稱中有酸字的是為酸性有氫字的是酸性、或是含有氫原子的是酸、含有氫氧原子的是鹼（宋志雄，1992；陳姍姍，1993；姚錦棟，2002）。 31.

(44) 2.. 生活中的現象及感觀：分為物理性質及化學性質. （1）物理性質：這個類型的特徵是學生會使用巨觀的特性，來判斷溶液的酸鹼性。例如：學生會以味覺來判別物質的酸鹼性（ROSS，1991；宋志雄， 1992；陳姍姍，1993）；學生會容易認為酸和鹼是具有自身特定的顏色或是利用其顏色的深淺來判斷強弱（Nakhleh，1994）。（2）化學性質：這個類型的特徵是學生也會使用巨觀的特性，來判斷溶液的酸鹼性。例如：酸鹼都具腐蝕性、酸鹼都具有毒性，酸鹼都會對人體產生灼傷，酸可融化金屬（ROSS，1991；李詩閔，2000；姚錦棟，2002）。（二）pH值宋志雄（1992）的「探究國三學生酸與鹼的迷思概念並應用以發展教學診斷工具」研究中提到有國三學生認為鹽酸在水中的pH 值是較醋酸為大。陳姍姍（1993）在「我國國三學生酸鹼概念之研究」中指出：在強酸和弱酸的定義上，大都認為是腐蝕性的不同，部分學生會直接以pH 值的大小來判斷該酸的強弱，且學生對離子和溶液酸鹼性和pH 值之三者關係不十分清楚。（三）酸鹼中和 1.. 對於中和的反應過程不了解：陳姍姍（1993）指出學生大都了解酸鹼中和之意義，並確定其為放熱反應，. 但對於鹽類之生成和種類之判斷、中和反應之方程式和淨離子反應方程式之表達以及酸中和之反應計算上，皆有困難。 2.. 對於酸鹼中和的結果不了解：. （1）中和離子概念：這個類型的學生往往會認為酸性溶液與鹼性溶液的中和反應後，一定會產生中性的水溶液，而忽略酸鹼中和產生鹽類後的水解。Schmidt（1997）（引自 32.

(45) 蘇景進，2004）針對 7500 個德國中學生研究發現 40%學生認為酸鹼中和後是中性溶液，即使弱酸或弱鹼的中和反應也一樣形成中性溶液，並認為中和後並不存. ＋－在 H 及 OH 。姚錦棟（2002）的研究指出學生認為酸加鹼因反應物用完溶液巳無離子呈中性而一部份學生認為酸鹼混合形成中性的鹽及水等。（2）中和電荷概念：這個類型的學生認為「中和」是指酸性與鹼性溶液中帶正電與帶負電的離子相互抵銷的結果。姚錦棟（2002）的研究指出學生認為酸鹼混合因陰陽子電量相同呈電中性故呈中性或是酸鹼混合因陰陽子數目相同呈電中性故呈中性。 3.. 對於中和後的溶液不了解：. （1）濃度判斷：這類型的學生判斷酸鹼中和後溶液的酸鹼性是以原本酸中H＋或原本鹼中 OH－的濃度或量來決定，但是卻未考慮到酸鹼中和後產生的鹽類往往會發生水解的現象，進而影響到溶液的酸鹼性。姚錦棟（2002）的研究指出學生判別混合液之酸鹼性主要是以溶液之濃度及體積同時考量，即酸性及鹼性溶液若濃度及體積相同時，其氫離子濃度與氫氧根離子濃度相同，混合液呈中性。甚至黃萬居（1996）更發現學童認為酸鹼中和後溶液必為中性，不用考慮反應時濃度、體積等條件。（2）解離度判斷：這類型的學生判斷酸鹼中和後溶液的酸鹼性會以酸性及鹼性水溶液的解離度來判斷，學生會認為「強酸加強鹼會產生中性溶液」、「強酸加弱鹼會產生酸性溶液」、「弱酸加強鹼會產生鹼性溶液」。姚錦棟（2002）學生認為若為強酸加強鹼，則溶液中氫離子濃度和氫氧根離子濃度相同，混合液呈中性；若為強酸加弱鹼，則溶液中氫離子濃度大於氫氧根離子濃度，混合液呈酸性；若為強鹼加弱酸，. 33.