教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究
166
0
0
全文
(2) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學錶徵之比較研究. 誌. 謝. 「應當一無掛慮，只要凡事藉著禱告、祈求，和感謝，將你們所要的告訴 神。 神所賜、 出人意外的平安必在基督耶穌裏保守你們的心懷意念。」 聖經 腓立比書 4:6-7 感謝主，帶領我一直到今天。在研究所的過程中，不斷保守我，感謝主。 感謝指導教授－林陳涌老師不斷的、大力的鼓勵與肯定，讓我有繼續下去的勇氣！ 感謝老師平日、甚至是假日悉心的教導，並用研究室設備與資源支持我完成資料蒐集，老 師的關懷與協助激勵我將來也要回饋在學生身上。感謝口試委員林曉雯老師與林秀玉老師 在百忙中願意撥冗指導論文，耐心並用心的給我許多珍貴的建議，提供我不同角度的思 考、開闊我的視野，在此至上衷心的謝意。 此次論文的完成，尤其感謝文中兩位個案教師。他們的教學熱忱、坦然而開闊的胸 襟、認真的態度，使得研究者能蒐集到最詳盡與真實的一手資料，並獲得許多寶貴的學習 經驗，僅以此論文作為兩位個案教師不怕麻煩與打擾，真誠開放他們教學世界的一些回 饋，並感謝個案教師所任教學校的校長、教務主任與任課班級的導師、學生、訪談學生在 研究過程中，對研究者熱情的協助與資料的提供。 二年來，一邊當老師一邊當學生，總是苦哈哈的，但感謝學校同事：茵庭老師－願 意擔任我的代理導師，讓我在修課之餘不用擔心學生的大小事；感謝喬盈老師、廷威老師、 小君老師、明黛老師、秀妃老師、佳慧老師、美筠老師－在我工作與唸書十分疲累、有所 疏忽之時，主動提醒協助，並時常給我鼓勵與包容，讓我得以在工作之時，還能兼顧課業， 真的很謝謝您們；還有給我第一屆的學生，謝謝你們的懂事與乖巧，讓老師可以少點後顧 之憂，今年跟你們一起畢業了！ 感謝研究室的夥伴：元蘋、欣昀學姊、筱羚－謝謝您們對我的提醒與鼓勵，陪我度 過許多奮鬥的時光；謝謝麗蓉學姊不厭其煩的幫忙，以及家綺的協助，謝謝您們大家，Ａ 314 裡真的很溫暖。 感謝教會的輔導與朋友，為論文的事給我加油與代禱；感謝國中死黨－在我煩悶不 耐時，拉我出去玩；感謝大學麻吉彥萱－傾全力協助我英文摘要的撰寫以及在我心情不好 時，當我的垃圾桶。 真誠的感謝疼愛我的父母，謝謝您們的付出與代禱，特別是接納我晚上及假日常常 都在學校奮鬥沒有辦法陪您們，因您們的支持與鼓勵，讓我可以無後顧之憂的向著目標直 跑。假如這算得上一點小成就的話，願與您們分享。 感謝男友義豪，在這段時間中全程的陪伴與支持，即使天氣宜人正好出遊，但仍陪 我在圖書館埋頭苦幹，然後披星戴月地送我回家。謝謝你時常鼓勵與打氣，接納我的情緒、 逗我開心並陪伴我面對論文中大小的挑戰，有你真好。 謝謝大家的祝福與鼓勵，我終於畢業了，願 神賜福您們平安、健康、喜樂！ 台灣師大數位論文.
(3) 中文摘要 本研究欲了解資深及初任的國中生物教師在「過程性概念」與「物 質性概念」上所使用教學表徵之差異。本研究採教室觀察法，於 97 年 9 月至 98 年 3 月進入現場觀察並錄影錄音，收集教師教學資料， 並透過焦點團體訪談，蒐集學生的觀點。研究結果如下：1.不同本體 概念的教學：兩位教師在圖表說明、問答、討論、示範、類比、舉例 上差異較明顯。2.資深教師在「過程性概念」常使用動態板書、生活 經驗舉例、主題分組討論、多元類比與強調特性的方式幫助學生理解 過程性概念。3.資深教師在「物質性概念」使用靜態板書、生活經驗 舉例、類比的方式，並結合過程性概念統整說明。4.初任教師在兩種 不同屬性概念之教學表徵差異較不明顯，傾向使用表格、綱要的靜態 板書、引用課本圖片及課文舉例，有時採用物質性用語來說明過程性 概念。5.於過程性概念上，學生認為透過動態板書、生活舉例、示範 可加深印象。6.於物質性概念上，學生認為靜態版書標明物質構造部 位，利用表格總整理，可使觀念清晰易懂。本研究建議教師在不同本 體屬性的概念上應採用不同的教學表徵與語言；建立動態板書的模 式；提供初任教師觀摩資深教師教學的機會，以加速成長；最後，從 概念本體屬性的觀點進行教學改良。. 關鍵字：本體論、資深教師、初任教師、教學表徵 台灣師大數位論文.
(4) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學錶徵之比較研究. Abstract This study was attempted to understand how experienced and novice teachers differ in their uses of instructional representations between process concepts and matter concepts. Classroom observation was the principal method used in collecting teaching data. And in order to explore the students’ viewpoints, the focus group interview was used.The findings are as below：1. In different ontological of concepts：Teachers had difference in illustration, question-answer, demonstration, analogy and exemplifying.. 2.. Experienced. teacher. often. used. dynamic. blackboard-notes, everyday experience, team discussion, analogy in different ways and emphasizing characteristics to enhance students comprehension for process concepts.3. Experienced teacher used static blackboard-notes, everyday experience, analogy and integrating process concepts in teaching matter concepts.4. Novice teacher had no apparent difference in instructional representations for two kinds of concepts. He mainly used tables, outlines as blackboard-note and quoted pictures and examples from the textbook. Sometimes he also used material terms to explain process concepts.5. Students like to learn process concepts with dynamic blackboard-notes, and feel like everyday experience and analogy can make deep impressions.6. Students also rely on teacher’s static blackboard-notes for labeling structure. Using tables can help clear the concepts.The study suggests that teachers should take different kinds of instructional representations, language in different ontological concepts; Construct dynamic-blackboard-notes process model; Provide chances for novice teachers to watch experienced teachers’ teaching; in the end, 台灣師大數位論文.
(5) taking improvement of instruction from the view point of concept ontology.. Keyword: ontology; experienced teacher; novice teacher; instructional representation. 台灣師大數位論文.
(6) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學錶徵之比較研究. 目 第一章. 錄. 緒論………………….……………………………………….1. 第一節 研究背景與重要性………………….…………………….1 第二節 研究目的與問題…………………………………………..3 第三節 名詞解釋…………………………………………………..4 第四節 研究限制……..……………………………………………7 第二章. 文獻探討 ……………………………………………..……..8. 第一節 生物學概念的分類 ……………….……………...………8 第二節 教學表徵…………………………………………………21 第三節 資深與初任教師教學表現之比較………………………34 第三章. 研究方法……………………………………………………42. 第一節 研究設計與架構……………………………………………42 第二節 研究情境……………………………………………………47 第三節 資料蒐集……………………………………………………50 第四節 資料分析……………………………………………………59 第四章. 研究結果與討論……...…………………………….………..67. 第一節 資深與初任教師一般教學表現的比較……………………67 第二節 資深與初任教師在過程性概念上教學表徵的比較………79 第三節 資深與初任教師在物質性概念上教學表徵的比較……..110. 台灣師大數位論文.
(7) 第四節 學生對教師教學表徵的覺知 .…...………………………124 第五章. 結論與建議…………………………………………………141. 第一節 結論………………………………………………………..141 第二節 建議………………………………………………………..145 第三節 未來研究方向……………………………………………..147 參考文獻…………………………………………………….………...148 一、中文文獻……………………………………………………….….143 二、英文文獻………………………………………………………….151. 台灣師大數位論文.
(8) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學錶徵之比較研究. 表目錄 表 2-1-1：初任教師與資深教師教學表現之比較..................................41 表 3-3-1：教師觀察內容紀錄表.............................................................53 表 3-3-1：教師觀察內容紀錄表(續).......................................................54 表 3-3-2：學生焦點團體之學生組成.....................................................58 表 3-3-3：甲組觀看教學影片順序.........................................................58 表 3-3-4：乙組觀看教學影片順序..........................................................58 表 3-3-5：引用資料代碼..........................................................................59 表 3-4-1：過程性概念與物質性概念主題表.........................................66 表 4-2-1：資深教師與初任教師過程性概念的教學表徵統計表..........81 表 4-2-2：二位個案教師在光合作用單元使用之教學表徵統計表.....94 表 4-2-3：Ａ (資深) 教師在光合作用單元之教學流程說明表..........96 表 4-2-4：Ｂ (初任) 教師在光合作用單元之教學流程說明表..........97 表 4-2-5：二位個案教師在過程性概念的教學表徵比較表...............109 表 4-3-1：資深教師與初任教師物質性概念的教學表徵統計表........111 表 4-3-2：二位個案教師在花的構造單元使用的教學表徵統計表...118 表 4-3-3：Ａ (資深) 教師在花的構造單元之教學流程說明表.........118 表 4-3-4：Ｂ (初任) 教師在花的構造單元之教學流程說明表........120. 台灣師大數位論文.
(9) 表 4-3-6：二位個案教師在物質性概念的教學表徵與解說特性比較表 ……………………………………………………………..123 表 4-4-1：Ａ (資深) 教師教學表徵與學生覺知之教學表徵比較表.125 表 4-4-2：Ｂ (初任) 教師教學表徵與學生覺知之教學表徵比較表.126. 台灣師大數位論文.
(10) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學錶徵之比較研究. 圖目錄 圖 2-1-1：本體樹的組織架構..…............................................................12 圖 2-2-1：教學表徵的修改或創新歷程…..............................................25 圖 2-2-2：教學表徵分類架構..................................................................29 圖 2-2-3：生物課教室口語形式的分類架構..........................................33 圖 3-1-1：研究架構圖..............................................................................43 圖 3-1-2：研究流程圖..............................................................................46 圖 3-4-1：教學行為觀察架構圖..............................................................61 圖 3-4-2：口語表徵觀察架構圖..............................................................63 圖 4-1-1：動態板書之解說、文字與圖表的關係...................................72 圖 4-1-2：A (資深) 教師分組討論座位示意圖………….…………....76 圖 4-2-1：A (資深) 教師教學實況－年輪形成之黑板呈現.................84 圖 4-2-2：A (資深) 教師年輪形成之黑板示意圖.................................84 圖 4-2-3：B (初任) 教師教學實況－年輪形成之黑板呈現.................86 圖 4-2-4：B (初任) 教師年輪形成之黑板示意圖.................................86 圖 4-3-1：A (資深) 教師教學實況－花的構造之黑板呈現...............113 圖 4-3-2：B (初任) 教師教學實況－神經系統之黑板呈現...............114. 台灣師大數位論文.
(11) 第一章 緒論. 第一章 緒論. 本章在描述研究背景、重要性、目的與研究問題。首先介紹研 究背景與重要性、研究目的與問題，進而說明本研究涉及之名詞釋 義，最後討論研究限制。. 第一節 研究背景與重要性. 進行科學教育的過程中，教師佔有很重要的地位。教師除須備 有正確廣泛的學科知識內涵，更必須將所知配合教學知識，運用適合 的教學表徵，將學科知識轉化為學生所能了解的形式，使學生能統 整、完整、清楚習得一系列的知識內容。生物學給人的印象常是生物 現象與事實片段的組合，但就生物學的知識而言，其具有整合 (intergration)、龐大 (vastness) 、範圍不明確 (fuzzy edges) 、獨一無 二 (uniqueness) 、擁有多重次領域 (subdomains) 等不易了解特性， 讓教師在教學上面對更大的挑戰 (Fisher, 2000) 。Fisher (2000) 指 出，生物概念可以分成兩大部分：物質 ( matter ) 概念和過程 ( process ) 概念。物質性的概念因是分別獨立的概念，對學生而言較 容易接受；過程性的知識因牽涉交互作用且有時間因素，學生學習較 為困難。尤其不同屬性的知識，若用相同的概念來學習，則會造成學 台灣師大數位論文. 1.
(12) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 習的混亂 ( Chi, 1994 ) 。Barak 等人 (1999) 發現，教師必須覺察到 生物概念不同的屬性類別，在教學時應強調概念本質的特性，才能讓 學生掌握概念的完整性。 教師在教學初期經常困擾於不知如何統整學科知識與教學知 識，讓學生可以適切理解。並且初任教師在概念組織上較為僵化，未 注重教學策略與中心概念之間的連結，造成教學的窄化 (張賴妙理, 1998) 。其在教學過程中以思考教學內容為先，再來是知覺自己的教 學與學生反應，最後才是對語言的關注 (張鳳珠, 1996) ，這讓初任教 師在詮釋生物不同屬性的概念上，越顯困難。大部份的初任教師是在 摸索過程中，靠嘗試錯誤來修正自己的教學，但 Berliner (1986) 認 為藉由觀摩紀錄資深教師的實際教學表現，可做為其他教師的範例， 供教師作為參考與修正、減少獨自摸索的時間。 Grossman ( 1995 ) 也 指出教師會在教學與反省中發展他們的專業知識，因此除了大學時期 學科知識與教學訓練外，進入校園中，資深教師的實務教學經驗對初 任教師的專業發展而言是非常重要的。 回顧國內相關概念本質與教學的研究，大多以量化研究加強本 體概念的教學法與學生概念改變的關係。針對教師的部份，僅高惠瑾 ( 2005) 以質量並進的方式，觀察一理化科效能教師的教學表徵與學 生學習成效關係，尚無針對生物科初任或資深教師在不同本質概念教. 台灣師大數位論文. 2.
(13) 第一章 緒論. 學方式之研究，並缺乏以觀察法深入探討二者使用教學表徵的策略與 呈現差異。故此，促使本研究針對資深生物教師與初任生物教師，在 不同本質概念上所呈現的教學表徵加以比較，並透過質性研究的方 式，省思初任與資深教師對不同屬性的知識，在教學處理上有何不 同？進而了解學生是否能覺知其差異與看法。希望藉此研究結果協助 初任教師提升教學技巧、選取適合的教學表徵表達不同本質概念並減 少獨自摸索的時間，以達嘉惠學生的目標。. 第二節 研究目的與問題. 一、研究目的 本研究在比較一位資深國中生物教師與一位初任國中生物教 師，在介紹不同屬性概念所使用的教學表徵。藉由觀察二位教師在其 中過程性以及物質性概念上的教學行為與口語表徵，並加以比較分 析。期望能以資深教師運用教學表徵的實例，提供初任生物教師做參 考。. 二、研究問題 根據本研究的目的，將本研究的主要研究目的整理出下列三項： （一） 比較資深與初任教師在「過程性概念」之整體教學表徵差 台灣師大數位論文. 3.
(14) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 異為何？ （二） 比較資深與初任教師在「物質性概念」之整體教學表徵差 異為何？ （三） 學生對資深與初任教師在不同屬性概念使用教學表徵的 覺知為何？. 第三節 名詞解釋. 一、資深教師 (experienced teacher)： Berliner (1988) 將教育專業的發展分為五階段：初任（任 教第一年） 、資深初任（任教 2 至 3 年） 、有能力的教師（第 3 至第 4 年） 、幹練的教師（5 年經驗）及專家教師（5 年以上） （引自郭慧菊, 2003） ，教師任教至五年以上就邁入精熟階 段，故本研究的資深教師定義為進入國民中學任教 5 年以上 的教師。本研究之個案教師已任教國中生物達十年，並擔任 自然科國教輔導團團員二年的教師，符合資深教師之定義。. 二、初任教師 (novice teacher)： 依據 Berliner (1988) 的界定，本研究之初任教師定義為進. 台灣師大數位論文. 4.
(15) 第一章 緒論. 入國民中學正式任教第一年的教師。本研究中的個案教師於 教學實習結束後，隨即進入研究國中擔任生物代課教師，正 式教學年資為 0 至 1 年，符合初任教師之定義。. 三、教學表徵 (instructional representations)： Shulman (1986) 所定義的教學表徵是指教師為達教學的 目的，以最佳的型態、類比、圖解、示範、解釋及家庭作業 等，轉換自己的學科內容知識以傳達給學習者的呈現方式。 本研究參考文獻中的表徵分類架構，並將教學表徵細分為教 學行為與口語表徵兩大部份進行研究的觀察分析。. 六、物質性概念 (matter concept)： Fisher (2000) 依據 Chi (1992) 知識本體論的看法，提出生 物概念可以分為物質性與過程性概念。物質性概念著重在了 解構造的功能、組成、其組成物質的特性、屬性、狀態等。 例如：細胞的構造與功能 (Barak, 1999) 。本研究依現行國中 生物上、下冊. (康軒, 2008) 包含的生物知識內容，參照文. 獻以及教師實際授課內容，挑選出物質性概念主題。. 七、過程性概念 (process concept)： 台灣師大數位論文. 5.
(16) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. Fisher (2000) 依據 Chi (1992) 知識本體論的看法，認為過 程性概念主要在闡釋交互作用的關係，具有時間特性、順序 性，包含輸入物、輸出物，受質、狀態或構造上的改變以及 功能等，且通常有特定的進行條件，此種概念較複雜也較為 統整。例如：光合作用 (Barak, 1999) 。過程性概念因與受質、 輸入物、輸出物以及構造間交互作用有關，故也包含部份物 質性的概念在其中。本研究依現行國中生物上、下冊 (康軒, 2008) 包含的生物知識內容，參照文獻以及教師實際授課內 容，挑選出過程性概念主題。. 第四節 研究限制. 本研究因限於人力、物力及時間等因素考量，因此會產生以下 研究限制： 一、本研究採個案研究，每位教師皆有自己的教學風格與表徵方式， 不宜做過度的推論、詮釋所有生物教師的教學。 二、本研究學校之規模龐大，處於台北都會區，故學生的家庭背景、 學習程度皆有學區特性的限制，未考慮城鄉差距，不宜做過度的 推論到所有學生的狀況。 台灣師大數位論文. 6.
(17) 第一章 緒論. 三、本研究僅從七年級生物課本擷取部分的學習主題作為探討的概 念，所以不宜做過度推論、詮釋所有國中生物教材的內容。. 台灣師大數位論文. 7.
(18) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 第二章 文獻探討 本研究以資深與初任教師為對象，目的於比較教師在不同類別的 生物學概念上，所使用的教學表徵之差異。根據上述研究目的，本章 將相關文獻分成「生物學特性與概念分類」、「教學表徵」與「初任 及資深教師之比較」進行探討。在「概念特性與分類」的相關文獻中， 探討生物學知識的本質與探討 Chi (1994) 所建立的本體論架構，作為 本研究概念的分類方式；第二部份，回顧有關「教學表徵」的文獻， 整理教學表徵的形成與發展、特性與分類以及其與學習的關係，表徵 的分類將成為本研究觀察架構的參考；第三部份探討前人對初任與資 深教師之比較，進而瞭解其在一般教學表現與教學表徵之差異。. 第一節 生物學的概念分類 概念是個人知識體系的最小單位，與個人認知結構的建立以及學 習歷程有密切的關係，本研究的內容中，所使用之概念與知識意義相 通，以下分成「知識的分類」、「生物學知識的特性」、「生物學的 概念分類」與「不同屬性的教材與科學學習」四部份進行說明。. 一、知識的分類. 台灣師大數位論文. 8.
(19) 第二章 文獻探討. 2001 年， Anderson 等人修訂 Bloom 認知分類為「認知歷程向 度」、「知識歷程向度」。並將知識向度分成四項，分別為事實知識 (factual knowledge) 、概念知識 (conceptual knowledge)、程序知識 (procedural knowledge)、後設認知知識 (metacognitive knowledge)。其 中，事實知識與概念知識與本研究內容較有關係，故進一步說明。事 實知識是學生學習科目或解決問題必須知道的基本元素，包括術語的 知識，例如對每個學科特定的符號、術語或詞句的知識，以及特定細 節和元素的知識，例如有關事件、位置、資料、資訊等個別事實的知 識。而概念知識在張春興 (1996) 的定義中，認為廣義的概念是指個 體對具同類屬性事物獲得的概括性單一經驗；狹義的概念是指以單一 概括性的名稱或符號，用以代表具有共同屬性的一類事物的全體。可 見概念知識是從較複雜、結構較大的基本元素間抽取共同功能屬性， 予以分類、類別與關係而成為一類事物全體的知識。概念知識包括分 類和類別的知識、原理和通則的知識、理論／模式／結構的知識等三 項 (引自李坤崇, 2004)。. 另外知識亦可分為觀察知識 (observational knowledge) 與理論知 識 (theoretical knowledge) 。按照經驗主義的觀點，要形成一個概 念，首先從觀察開始，由觀察取得直接經驗，藉由經驗事實為基礎而 產生概念，由此而來的知識則稱為觀察知識。而理論知識則可以是依 台灣師大數位論文. 9.
(20) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 賴觀察的事實，透過經驗方法所取得的成果，通過歸納法得出的理論 或定律，或者由科學家在尚未有觀察知識時，所假設的論點 (舒煒光, 1984)。以遺傳學為例，孟德爾所提出的雜交子代比例，可以經觀察 而得，這屬於觀察知識；但其為解釋此現象而提出的顯隱性概念，則 為理論知識。然而在教師的教學上，是否察覺不同種知識而採用不同 的教學策略，則有待討論。 Lin (2003) 以生物學概念本質的觀點，將知識區分為現象知識 (phenomenal knowledge)、機制知識 (mechanic knowledge) 與實物知 識 (physical knowledge)。現象知識包含了生命世界中所發生的現象， 如食物鏈、生產者、消費者與分解者。機制知識則是指現象發生的機 制與規則，如光合作用、呼吸作用。實物知識則是構成生命世界的粒 子或分子之相關知識。一個概念中，可能包含了三種知識，而不同的 知識間也有交互作用。若以上知識間具有交互作用關係，則生物教師 應進行知識的統整教學而非將其分開說明。 近年在概念改變的研究領域中，Chi 等學者 (1994) 提出知識的本 體分類論 (ontological categories)，將知識概念分為物質 (matter or thing)、過程 (processes)、心智狀態 (mental states) 三類，如圖 2-1-1 所示。所謂「物質」概念是指含有特定屬性 (attributes) 的物體，例 如是紅色的、是有重量的。「過程」概念是指事件的發生具有序列性. 台灣師大數位論文. 10.
(21) 第二章 文獻探討. 與因果關係，在此類別中，包含四種概念：程序步驟、事件、系統或 有限制條件的交互作用 (constraint-based interaction) 。經過更深入的 研究，2005 年 Chi 將過程概念劃出兩個次類別： 「事件」 、 「步驟」 、 「系 統」類別改為「直接過程」 (direct processes) ，如人體的血液循環； 「有限制的交互作用」改為「突現過程」 (emerge process) ，如擴散 作用。最後， 「心智狀態」包含情緒、傾向等信念。每個概念依階層 分類，相同的類別擁有共享的屬性；不同的類別則幾乎沒有共享的屬 性，也就是類別間彼此的屬性是獨立的，所以屬性可以說是概念所具 備最重要的本質。而學生對所學概念屬性的歸納是否正確，則影響其 學習的效果。 她企圖以此來解釋為何學生在學習某些概念時，特別容易造成另 有概念。Chi 認為學習者在學習新概念時，會將所習得的概念加以歸 類，以便應運用類似的概念來類化學習。故在同一類的知識概念中， 應用同種屬性概念理解，才能達到教學的目標。但當學習者在學習過 程性概念時，容易傾向將之歸類於物質性概念的分類之下，例如把「電 流」—此過程性概念視為物質性概念來認知，而造成學習的困難。因 此，她認為學習物理的概念轉變需要具有跨越分辨本體類別的能力 (引自邱美虹, 2000) 。但邱美虹 (2000) 認為，單以學科來畫分概念 改變並非最佳的方式，而應以概念本質來說明較為適當，如各學科中. 台灣師大數位論文. 11.
(22) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 名詞的界定(如化合物的概念)較易學習，但若是屬於具有動態屬性的 交互作用關係的概念則不易學習(如化學平衡)，然而哪些是屬於過程 概念？哪些則是屬於物質概念呢？邱美虹 (2000) 認為要區分概念的 類別，首先要對該學科的本質內容有所了解，再由內容的特性及研究 的需求而定。. 物質. 過程. 「是紅的」、 「是重 的」、 「是瘦的」、 「佔 有空間的」 (石頭、建築物). 自然種類. 活的. 心智狀態. 「一個小時之久」、 「昨天發生的」 (假期、雷雨). 人造物質. 步驟. 固定 的、破的 (檯燈). 「執行」、 「序列」 (綁鞋帶). 不是活的. 事件. 「凋謝」 (花朵). 動物. 意圖的. 「餓」 (蜜蜂). 固體 「火花」 (鑽石). 條件為主的 交互作用. 情緒的. 意圖的. 「害怕」 起因於、 一致的、同時發生 有始有終 (煙霧、塞車) (如接吻、打架). 「有目的的」 (接吻、打架). 植物. 「是真的」、 「是有關 X」 (做夢、想像). 隨機的. 自然現象. 人造. (擲銅板). (閃電、 物種形成). (電流). 「渴望」. 液體 「漏」 、「累積」 (牛奶、水). 圖 2-1-1：本體樹的組織架構(Chi, 1992; 1994 修正;引自邱美虹, 1998). 二、生物學知識的特性. 台灣師大數位論文. 12.
(23) 第二章 文獻探討. 生物學一詞最早出現在十九世紀，研究範圍主要是自然史、植 物、醫藥方面的解剖學和生理學等。然而人們常將生物學視為物理或 化學的附屬子集，認為生物學的發現最終可以簡化為物理、化學的原 理。例如：生物體內的分子組成(例如：水、蛋白質酵素等)，是按照 物理、化學的原理來運作 (Mayr, 1982) 。但 Nagel (1961) 表示，在 愈高的整合層次上，物理和化學的機制就越難完整解釋生命現象，而 且許多成功的生物理論都不包括物理及化學特性，連物理學大師薛丁 格 (1960) 也指明：生命的活動方法不能化約成普通的物理定律。除 此之外，生物在組織系統上會出現一種特性來取代或附加於這些機械 性的機制上，而這些全新的特質，無法從低層組成特性中推知，此即 為生物的突現 (emergence) 性質。這告訴我們，生命最特殊的性質並 非來自組成成分，而是由這些成分組成的組織、系統 (Mayr, 1997) 。. 究竟讓生物學獨特之處在哪裡？為何其與物質科學大相逕庭？ 答案在於生命的獨特性。物質科學中的定律沒有時間及空間限制，可 運用基本定律解釋或預測結果，且沒有例外；其研究對象是無生物， 本身不會有功能性，也沒有目的性或終止點 (Rosenberg, 1985) 。但 生物學中的規律現象，大部分不具共通性，且常有例外發生。生物學 所研究的對象本身就是時間與空間的產物，且具有生命。 Mayr (1997) 認為生命具有以下特性： 台灣師大數位論文. 13.
(24) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. （一）演化程式：生命至今已有 38 億年的歷史，生物的所有特 性都反映著歷史變化的累積。 （二）化學特質：生物由具有功能的分子—核酸、酵素、賀爾蒙 等組成，都是無生命世界中找不到的巨分子。 （三）調節機制：生物體內充滿了調節與控制的機制，以維持系 統的穩定，這也是無生命世界中所沒有的。 （四）組織化：生命體是一個複雜的次序系統，各階層的組織化， 可解釋生物的調節能力、交互作用的控制和演化及發生過 程的限制。 （五）目標系統：生物適應系統是個以胚胎發生和成體的生理、 行為活動為目標的系統。 （六）受大小的限制：生物體積從最微小的病毒至樹木，是在有 限的範圍內。由於細胞十分微小，也提供生物發生和演化 的彈性。 （七）生命週期：生物體都會經過一完整的生命週期，自受精卵 至各式的胚胎或幼蟲，直到成體，每種生物的生命週期複 雜程度皆不同。 （八）開放的系統：生命體會從外界吸取能量和物質，並排出代 謝產物，並不受熱力學第二定律限制。. 台灣師大數位論文. 14.
(25) 第二章 文獻探討. 以上特質使生物具備一些無生命系統所缺乏的能力：演化、 代謝、自我複製、生長和分化、自我調節、對環境刺激產生反應 等，並生命會被生存需求所限制 (Miller, 1973)。這些特徵都使生 命和無生命在本質上有根本的不同，造成生物學的知識亦有所不 同。 Fisher (2000) 認為生物學知識的特性包含： （一）整合（intergration） ：生物學知識包含了整合的知識網絡以 及分離的知識。 （二）巨大 (vastness)：生物的知識至今仍在發展，知識受到內 容和研究方法的影響，有些沒有明確的結構。 （三）界線模糊不清 (fuzzy edges)：生物學知識的邊界模糊，一 如生命本身難以定義，令人困惑。 （四）次領域 (subdomains)：生物包含大量的次領域，分為各種 學門，提出不同理論與問題。次領域可以從分子到星際之 間，從現存到曾經存在過的，自陸生至水生，自自營至寄 生，自超微至巨觀，自微小單細胞至巨大多細胞。大多生 物學教科書與教學方式也是以次領域的方式呈現生物學 的知識，這很容易使學生只知道獨立領域的知識內容，而 對概念間的連結十分缺乏 (Waheed & Lucas, 1992)。. 台灣師大數位論文. 15.
(26) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. （五）獨一無二 (uniqueness)：生物學的知識是廣泛且龐大的， 高度複雜、不完整的，與物質科學的特性非常不同。 生物學包含時間領域與眾多的次領域，其深度與廣度、涉及許 多交互作用的知識層面並許多肉眼不能見之關鍵過程，都讓生物學成 為特別難教與難學的一門學問。. 三、生物學的概念分類 若以本體分類論的觀點，對生物學概念進行分類又是如何？ Fisher (2000)在 ” Mapping the Biology Knowledge ” 一書中，根據 Chi 的論點來看待具高度複雜性的生物學內容，他認為物體的屬性、 狀態屬於物質性概念；事件則屬於過程性概念。過程性知識中有一些 必要的因子，包括：所在位置、催化劑、反應物、生成物、受質、狀 態或構造上的改變、時間順序性以及功能等。 Barak (1999) 也依據本體分類論為生物概念做「物質性」與「過 程性」的區分。他認為： (一) 物質 (matter) 概念： 含有特定屬性、狀態，在生物學的範圍中，通常是指某 個構造、組成或分類，可由物質策略學習，如細胞的構造、 血液的成分等。 (二) 過程 (process) 概念 台灣師大數位論文. 16.
(27) 第二章 文獻探討. 過程概念是含有時間性和空間性的事件概念，具有交互 作用下的限制。過程概念可細分為四種生物交互作用： 1. 單一過程中的相互關係 (interrelations within a biological process) 僅牽涉單一過程的相互關係，如光合作用。 2. 過程間的相互關係 (interrelations between processes) 牽涉過程間的相互關係，如無氧呼吸與有氧呼吸之間的 相互關係 3. 過程與一般生物現象的相互關係 (interrelations between processes and general biological phenomena)。 涉及過程與生物現象的交互關係，如代謝作用與體溫調 節之間的關係。 4. 一般生物現象與科學理論架構的相互關係 (interrelations between a general biological phenomena and scientific theoretical frameworks)。 涉及一般生物現象與理論間的交互關係，如細胞繁殖與 熱力學定律的相互關係。 以上過程性概念的定義，多著重在時間順序、步驟、事件以及相 互關係上，另外生物體的功能也被 Fisher (2000) 納入過程性概念中。 一如邱美虹 (2000) 提出，概念的分類應取決於彼此之間所存在的特. 台灣師大數位論文. 17.
(28) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 性及研究的需求，因此本研究將綜合前述文獻對物質性與過程性概念 的定義及前人研究中所提出的典型例子，作為研究主題的分類依據， 對欲觀察的生物課程主題概念加以分類。而因文獻對功能的分類尚無 統一說法，故在教材中出現與功能相關之課程內容，皆不納入研究範 圍。 四、不同屬性的教材與與科學學習 科學家透過本體分類論，企圖解決學生迷思概念造成的學習困 難。Slotta 和 Chi (1996) 進行實證研究時發現，若先直接進行本體分 類的屬性(例如：突現過程)教學，將有助於學生接下來學習的這一類 屬性概念。其研究方法為先讓學習者利用氣體擴散的電腦教學模組學 習，建立「突現過程」的類別，再檢測學生學習電流概念的成果。研 究顯示，若先進行突現過程的類別訓練，則可使具有相同突現過程類 別的電流概念學習效果有所改善。表示學生若將某一概念與特定的屬 性類別相連結，他會嘗試以此來理解接下來的教學。若連結配對錯 誤，將形成深刻的另有概念。 黃佳杏 (2007) 對生物恆定性概念改變研究中亦發現，若讓學生 先進行強調屬性的多媒體教學，則有助學生在生物恆定性概念以及概 念屬性的學習。意即透過強調屬性的教學後，有助建立正確的概念屬 性類別架構，而發生學習遷移，使學生有較佳的學習成效。所以教學 台灣師大數位論文. 18.
(29) 第二章 文獻探討. 前教師可先提供屬性類別的指導，協助學生先建立類別基模，將有助 於學習接下來相同的屬性類別概念。 另外，高惠瑾 (2005) 觀察一位效能科學教師在不同屬性概念上 的教學表徵與學生學習的關係，發現個案教師在自認學生較難理解之 概念上會增加教學表徵的種類與次數，並且使用動態表徵時(包括角 色扮演、解決生活問題、示範實驗、類比)，其教學表現對學生學習 成效有顯著的影響。 Barak 等人 (1999) 針對學生生物性過程的理解進行研究，他們 要求學生解釋所了解的生物過程性概念，如光合作用，透過學生回答 的詞語中的關鍵動詞和所繪製的心智圖來判斷學生的概念屬性。研究 發現學生傾向用物質性概念屬性的思考來解釋過程性概念時，表達常 是線性且侷限的；若以過程性概念為出發點來闡述，則反應出層次 性、整體性、多元性與連結性。研究結果強調，如果教師或學生使用 物質性概念的語言來說明過程性概念時，將會限制學習者對生物學本 質—動態性、演繹性、生物過程與現象間相互關係的連貫性之認識。 故此，教師必須覺察到生物概念不同的屬性類別，教學時應強調系統 間的相互關係和系統的本質而非視為個別系統看待。 由上述可知，學生在學習科學概念時，教師的教學表徵會引導學 生對屬性類別的認識與歸類，若學生獲得較完整的概念屬性引導，將. 台灣師大數位論文. 19.
(30) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 能協助其對屬性類別的正確歸類並促進學習成效。因此，本研究欲將 生物學概念先依照生物學內容屬性的特性並研究的需求，區分出「物 質性概念」和「過程性概念」 ，然後觀察教師在不同屬性概念上所呈 現教學表徵的差異，並進一步了解學生對教師教學表徵的覺知。以下 針對教師教學表徵的部份，再進一步探討與說明。. 台灣師大數位論文. 20.
(31) 第二章 文獻探討. 第二節 教學表徵. 教學表徵為表徵的形式之一，本研究關注教師在不同概念上 所呈現之教學表徵。為解答研究問題，本節將介紹教學表徵定義 與特性，接著說明教學表徵的發展與影響因素，最後提出前人研 究之科學教師教學表徵類別，期許可以找出供詳實描述教師教學 表徵的方向。. 一、教學表徵的定義與特性 表徵係指以東西或現象來代表心中之事物或事件，人們利用 不同表徵來進行溝通活動與心靈思考上的媒介。表徵的形式包含 外在表徵與內在表徵。外在表徵乃指以言語、文字、符號、圖片、 具體物、活動或實際情境等形式存在的表徵。透過外在表徵，我 們可以表達出自己的想法而達到與外界溝通的目的。內在表徵是 指存在個人心中或腦海裡，而他人無法直接觀察的心智表徵，個 體可以透過內在表徵進行想像、構思、推理等思考活動 (Hieberrt & Carpenter, 1992)。 教學表徵 (instructional representations) 是指教師在教學的過 程中，為使學生理解課程內容，將個人學科知識轉型傳達、呈現 給學習者時所使用的表徵。形式涵蓋了教學中的隱喻、類比、圖 台灣師大數位論文. 21.
(32) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 形說明、範例、示範、模擬、動手操作、家庭作業、教室活動及 不同形式的解說 (Shulman, 1986) 。在教學的過程當中，教師擔任 主動溝通的角色，其必須有效的使用表徵、建立豐富的表徵資料 庫，將自身已知的學科知識，適當的轉換成語言、符號、圖片、 具體事物或活動等訊息做為學生概念建構的來源 (黃永和, 1997) 。若以教學層面來討論教學表徵的性質，則有下列特性(林 曉雯, 1994; 黃永和, 1997; Grossman, 1989)： （一）教學表徵具有學科專一性：教師一定要透過學科專門知識， 來形成、選擇及評鑑教學表徵，並用學科專門知識，而非個 人的喜好，來判斷教學表徵是否使用恰當。因每一學科特性 非完全相同，所以教師在使用教學表徵時，也要展現出學科 專一性。 （二）表徵中教材內容及教學形式為不可分割的一體：教學表徵 同時包含了教材內容與形式的呈現，形式使得學生更理解內 容，而內容與形式都可能傳達一些教學設計中的訊息。 （三）教學表徵具可轉換性：教學內容雖然相同，但教師在考量 學生心智狀態、動機、時間、環境等因素下，會以不同的形 式呈現，且形式間可變化交替來使用。 （四）教學表徵的不完備性：每一種教學表徵都有其限制，即沒. 台灣師大數位論文. 22.
(33) 第二章 文獻探討. 有完美的教學表徵。教學表徵就像一把雙面劍，用它來幫助 學生學習的同時，也可能誤導其學習。所以教師在使用教學 表徵時，要時時提醒自身以此檢視教學，以促使教師掌握不 同教學表徵的限制而有所轉換。 （五）教學表徵的可能性：任何科學概念都可以用某些心智上的 方式，有效的教給任何發展階段的兒童。換言之，若教師將 學科內容轉換成適合學生的表徵模式，便能促使學生有效學 習，所以教學表徵在促進學習成效上具有極大的可能性。. 二、教學表徵的發展與影響因素 為了達成教學目標，教師必須使用有效的教學表徵來轉化知 識，然而教師如何形成並發展教學表徵？首先須了解教學表徵是 如何產生的？Grossman (1989) 以及 McDiarmid (1989) 等學者認 為在實際的教學情境中，教師使用的教學表徵可能來自下列項目： （一）課程教材：包括教科書、教師指引、電腦軟體、教具、幻 燈片、教學影帶以及其他教學用的補充材料等，這些材料本 身就是一種教學用的表徵。 （二）師資培育及在職進修課程：師資培育及在職進修課程，常 提供各學科的教學表徵策略，另一方面也協助培養職前及在 職教師創造教學表徵的能力。 台灣師大數位論文. 23.
(34) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. （三）學習經驗：教師本身的學習經驗，例如當初他的老師是如 何教光合作用的、學習動物分類時，教師曾做過哪個令他印 象深刻的活動、經過實際的體驗，這些特定內容之教學策略 的記憶也成為教師形成教學表徵的來源。 （四）創造：教師從自己對學科知識的了解、教學過程、學生回 應、教學情境脈絡的經驗與想像來創造自己的教學表徵，例 如設計實驗、製作學習單、設想問題與回應學生等，這些皆 可能是對表徵的修正或是原創性的發明。 （五） 其他：包括了同事間的經驗分享、學術性的教育研究報告、 教育性的期刊文章、教學觀摩所獲得的經驗等。 教師形成教學表徵後，仍會不斷的修正與創造，林曉雯 (1994) 研究一位具有多年教學經驗之國中生物教師的教學表徵中發現， 個案教師經常進行教學表徵的調整與創新。當個案教師認為自己 的教學表徵已完備時，不會引發表徵的修改與創新；而一旦發現 已有的教學表徵具有不周全之處，如：無法與過去的學習經驗、 生活經驗互相連結或不符合科學事實而造成學生誤解或不容易理 解時，教師就會形成修改教學表徵的需要，並進一步修改與創新 舊的教學表徵，見圖 2-1-1。形成新的表徵過程中，教師考量學生 是否會因此產生迷思概念、學生可能的先備概念、學科特質、學. 台灣師大數位論文. 24.
(35) 第二章 文獻探討. 生能力、實驗教具等因素，經由多次修正、創新以行程新的表徵 形式，呈現出一動態的循環發展歷程。除了教學的需要外，教師 教學表徵也會因課前的準備、學生的評量結果、上課時與學生的 互動、學生的反應、個案教師對自我的要求與反省而做調整，使 教學表徵越來越完善 (劉麗玲, 2000; 鍾瑞珍, 2001)。 教學需要 引 發 尋找資料. 影 響. 產生構想. 促 成 修改或創新教學表徵. 圖 2-2-1：教學表徵的修改或創新歷程 (引自林曉雯, 1994, p78) 多元表徵的來源，可豐富教師的表徵資料庫；教學的需要可 促使教師研發更趨完備的教學表徵。而教學任務的成敗關鍵在於 教師是否可以站在學生的角度，將學科內容轉換成適當的教學表 徵，也就是教師透過學生的眼光來看待這些學科知識。若教師知 道教學表徵是有效促進學生學習的方法，卻忽略在使用的同時需 要成功的轉化學科知識，這樣的教學活動亦缺失去教學成效 (Ball, 1989) ，所以教師如何在合理的情境脈絡中表達出最適切的教學表 徵就更顯出其重要性。黃永和 (1997) 整理 McDiarmid (1989)、 台灣師大數位論文. 25.
(36) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. Shulman (1986) 等人認為影響教師發展適切教學表徵的知識基礎 如下： （一）學科知識：教師對學科概念理解越深刻、越廣泛，則越能 選擇、創造與使用適當且多元的教學表徵。 （二）教學知識：教師能有目標、有原則、有計畫、有方法的使 用教學原則、方法與策略，才能引導出適當的學科教學表徵。 （三）學習者知識：教師在教學前，必須充分瞭解學習者的心智 狀態、先備知識、學習風格、動機以及易在學習過程中產生 之另有概念等，才能選擇適當的教學表徵。 （四）情境脈絡知識：包括所處班級、學校、社區、政治、文化 等大環境思潮，甚至是學生、學校、家長對教師的期許也是 影響教師呈現教學表徵的重要情境脈絡因素。 由此可知，教師從知識基礎出發，綜合課程內容、情境脈絡 進行一連串的交互作用，最終才能表現出有效的教學表徵。. 三、敎學表徵與學習 教學表徵是教師傳達學科專門知識的工具，而學生接受後必須 能有效的學習，才可稱為良好的教學表徵。在 Ball (1988) 的研究 中，發現有效的教學表徵包含了以下四點： （一）要能正確且適當 的呈現學科實質內容與本質的訊息（二）易被學習者所理解（三） 台灣師大數位論文. 26.
(37) 第二章 文獻探討. 要有助於學習（四）在教學情境脈絡中是合理的。這表示，除了 讓學生容易理解與吸收外，仍須幫助學生能清楚、具邏輯性與統 整性可表達出學科專門知識的教學表徵，才能視為有助益的教學 表徵 (鍾瑞珍, 2001)。然而學生是否能覺知教師的教學表徵？教學 表徵與對學生學習的影響又是如何？林美淑 (2004) 從個案行動 研究中發現，研究者初始的學科教學原貌較凌亂且無組織架構， 但經歷了三次的教學改變後，學生能覺知教師教學表徵的改變與 多樣化，且感受到教師的學識是豐富。教師進行教學策略與表徵 的改變後，學生概念成績達顯著差異，答對率、理解程度也上升， 對自己學習能力的信心增加、並能運用所學解決生活上的問題。 劉麗玲 (1999) 綜合學生普遍感到喜歡並且認為有助學習的 教學表徵包括：故事、科學史、圖形說明、實物示範說明、類比、 隱喻、諧音、生活經驗舉例、實驗示範、動手操作等。但也發現， 學生對這些表徵的學習覺知雖趨於正向，但學生喜好的程度與在 學習上幫助的程度有較大的差別。換言之，令學生感到有趣的教 學表徵，並不一定就是最能幫助學生學習的教學表徵。那麼，何 種教學表徵較能協助學生學習呢？鍾瑞珍 (2001) 對國中教師教 學表徵與學生學習之關係的研究中得到此結論：會令學生印象深 刻的教學表徵，通常是與生活緊密關聯、有趣活潑的，例如：生. 台灣師大數位論文. 27.
(38) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 活事例的類比、動手操作、教師的示範說明；但問答引導、類比、 動手操作、生活事例、概念連結、圖表說明、隱喻、因果說明等 八類教學表徵，雖學生未感到全部都很活潑生動，但都認為其可 協助自己進行有意義的學習。 總結而言，學生能覺知教師使用的教學表徵，並因教師教學 表徵的精進刺激了學生的學習動機和進而促進學生的學習成效 (林美淑, 2004) 。面對教學，教師的教學表徵不該只有一種，應具 備豐富且多元的教學表徵資料庫，除了引起學生對學科內容的興 趣外，也需因應學生的個別差異與教學情境的需求，並使用有效 的教學表徵幫助進行學生有意義的學習活動 (黃永和, 1997) 。. 四、科學教師常用的教學表徵 科學教師為讓學生習得科學知識，需運用多種不同的教學表 徵來呈現教師的學科專門知識，以下列出前人觀察科學教師教學 實況所歸納出之常用教學表徵。 林曉雯 (1994) 透過進入教學現場觀察一位資深國中生物教 師的教學，建立了生物教師的教學表徵類型。其以對象主體為分 類，歸納了個案教師多樣化教學表徵，包括： （一）教師為中心的 教學表徵：類比、隱喻、因果、範例說明、名詞定義、圖表說明、 展示說明、示範說明（二）教師與學生為中心的教學表徵：問答 台灣師大數位論文. 28.
(39) 第二章 文獻探討. 引導、問題討論（三）學生為中心的教學表徵：學生操弄、模擬 遊戲及家庭作業等，見圖 2-2-2。 類比 隱喻 教師為中心的教學表徵 解釋. 因果 範例說明 名詞定義. 圖表說明 展示說明 示範說明 教學表徵. 教師與學生為中心的教學表徵 問答引導 問題討論 學生為中心的教學表徵 學生操弄 模擬遊戲 家庭作業 其它教學表徵活動. 圖 2-2-2：教學表徵分類架構 (引自林曉雯, 1994, p68 ). 台灣師大數位論文. 29.
(40) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 鍾瑞珍 (2001) 「國中生物教師教學表徵與學生學習之關係」 研究中參考林曉雯 (1994) 之觀察架構，發現個案教師的教學表 徵類型有：類比，隱喻、因果說明、生活事例、名詞定義、圖表 說明、示範說明。概念連結、發問問題、問答引導、動手操作與 家庭作業一共十二類。其以問答引導及圖表說明為教學主軸，其 他教學表徵的使用則視教材內容而決定採用何種教學表徵。另 外，其研究發現，生活事例與問答引導是個案教師與學生共同認 為能促進生物概念學習的兩種教學表徵。而動手操作、示範說明 此類活動式的教學表徵是讓學生在學習一學期生物課以後，印象 最深的教學表徵。 Lamke (1990) 學者在 Talking science：Language, learning, and values 一書中，提出科學教師中十數種常見的活動類別，包 含：班級事項 (classroom business)、複習 (review)、實物演示 (demonstration)、引起動機 (motivation)、教師講述 (teacher exposition)、三段式對話 (triadic dialogue)、課本內容的對話 (external text dialogue)、學生發問的對話 (student-questioning dialogue)、教師－學生的辯論 (teacher-student debate)、真正的對 話 (true dialogue)、交互討論 (cross-discussion)、教師總結 (teacher summary)、測驗 (testing)等。其中三段式對話是指：依照教師提. 台灣師大數位論文. 30.
(41) 第二章 文獻探討. 問、學生回答、教師提出對答案的評斷，連續進行的對話方式。 上述活動中，與教學知識內容相關者為：複習、實物演示、引起 動機、教師講述、課本內容的對話、教師總結等。課本內容對話 則為三段式。對話的形式，但教師的提問或學生的答案是直接唸 課文而來。 Smith 和 Meux (1970) 研究 9 年級到 12 年級的英語、社會、 科學和數學課的教室口語。認為教室口語中會有一些不斷重複的 結構，這些結構可以用邏輯的觀點來分析。Smith 和 Meux 將這 些結構分成十三類，包括：下定義(defining)、描述 (describing)、 命名 (designating)、陳述 (stating)、報告 (reporting)、代替 (substituting)、評價 (evaluating)、給意見 (opining)、分類 (classifying)、對照比較 (comparing and contrasing)、條件推論 (conditional inferring)、解釋 (explaining)、指示與管理教室 (directing and managing classroom)。其中教室口語中最常出現的 是：描述、命名、解釋 (Fey, 1970) 。描述是指用字詞來描述某 事物。命名則是為一個具像或抽象的客體取一個名稱。解釋為設 定出在某情境與條件下會發生的事件。 林芬遠 (1996) 針對國中生物課口語進行三個層次的探討， 包括：教室口語的口語形式，見圖 2-2-3、教室口語的情境脈絡以. 台灣師大數位論文. 31.
(42) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 及教室口語的內涵。其又將口語內涵分為社會心理及教育兩個層 面來討論。其中「幫助了解生物概念」的口語內涵包括： （一）類比：用學生比較熟悉的事物、現象和愈說明的概念來做 對照，以說明新的概念。 （二）定義名詞：用一些學生以了解的辭彙，來說明新的名詞是 什麼。 （三）已知概念再舉例：有兩種，一種是學生已知道的概念，再 舉出屬於這個概念的例子，但並不進一步說明這些例子。另 一種是舉出屬於某個概念的例子，來說明、解釋此概念。 （四）說明因果關係：說明某些原因造成了某種結果，來解釋一 個概念為什麼會發生。 （五）敘述過程：敘述過程有兩種，一種是藉由敘述某些現象、 概念的發生過程來說明此概念；另一種是藉由敘述科學發現 的過程中，獲得生物知識的特定過程、方法，來說明生物概 念。 （六）說明目的：說明一個現象；概念具有什麼功能，或具有什 麼特別的目的。 （七）比較概念：將兩個以上的概念拿來做比較、對照。 另外， 「幫助了解實驗」的口語內涵則包含：敘述實驗步驟及. 台灣師大數位論文. 32.
(43) 第二章 文獻探討. 說明實驗步驟的目的。 上述各學者因關注的焦點不同，而將所觀察到的教學表徵做 了不同的分類，但可以發現，教師的口語解說部份含有最多元的 教學表徵，而其他部分則可歸納為教師的教學行為所呈現的教學 表徵。故本研究將教學表徵分為教學表徵與口語表徵兩個類別， 再參考林芬遠 (1996) 、 林曉雯 (1994) 、 Lamak (1990) 、 Smith 和 Meux (1970) 之表徵分類，形成本研究欲觀察個案教師之教學 表徵架構表。 引用課文的解說 教師解說 非引用課文的解說. 教師獨白 非教師解說. 三段式對話 師生對話. 簡單問答 追問 題組 全班唸課文. 圖 2-2-3：生物課教室口語形式的分類架構 (引自林芬遠, 1996, p59). 台灣師大數位論文. 33.
(44) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 第三節 資深與初任教師教學表現之比較 本研究以兩位國中生物教師為研究對象，兩位個案教師之年資 不同，在 Berliner (1988) 的界定中可視為資深與初任教師。針對資深 與初任科學教師在教學表現上的差異比較研究很多，本節就資深與初 任教師的教學表現做文獻上的整理與探討。. 一、資深與初任教師一般教學表現的比較 依 Berliner (1988) 的研究界定，初任教師為任教一至三年的教 師，而教師任教至五年就邁入精熟階段。他認為資深教師具有豐富的 教學經驗，透過研究資深教師的教學實務經驗，可以作為有效的教學 範例，成為初任教師學習的典範並改進其教學。而研究初任教師可以 了解其專業知識發展、奮鬥的過程 (Elbaz, 1991)。比較初任及資深教 師教學表現，可尋求更多相關教學與教師行為的訊息，得以協助初任 教師理解教學 (Berliner, 1986; Shulman, 1986) 。 （一）資深教師 一般來說，資深教師基於多年的教學經驗，能理解學生的先前知 識，且可預知學生可能遇到的困難、迷思概念而先做適當的解釋，且 能以適合學生、完整又富組織性的方式來呈現學科內容 (汪玉婷, 1992; 張賴妙理, 1999)。概念組織方面，資深教師具有豐富的學科知. 台灣師大數位論文. 34.
(45) 第二章 文獻探討. 識，故能把焦點放在教學策略上，會對課本順序作些微的調整，且以 中心概念為主軸來鋪陳相關概念，有效的協助學生學習；擅長使用多 元化的教學策略來協助學生學習並且強調概念之間的連結性，教學中 能重複呈現相關概念，提供學生統整概念及應用所學的概念與原理之 機會。對於重要概念，擅長運用多重教學表徵來展示同一概念，且表 達表徵的能力也較佳，其在教學時比較重視情境，例如善用抓重點、 定義、敘述、引發動機策略行動等等。總而言之，資深教師擁有較良 好的學科知識理解能力和產生有效教學表徵的學科知識，可以解決學 生的學習困難，進而改變學生的先前概念。 (王春興, 1887; 洪綺霞, 2004; 高惠瑾, 2005; 張賴妙理, 1999; 郭立研, 2004; Berry & Bolland, 1992; Garnett & Tobin, 1988; MacDonald, 1996) （二）初任教師 因初任教師不明瞭學生的先備知識、易產生的迷思概念及對教學 策略所知有限而無法採取合宜的教學策略，其教學計畫上偏重學科與 教學方面的思考，而忽略學生與教學情境方面的考量，所以只有完成 教學概念順序與上課流程的思考 (張賴妙理, 1999; 郭章義, 1996) 。 其較常以直線方式呈現教學內容而非動態的交互關聯，僅是簡要敘述 概念內容，概念的組織與順序上大致與課本安排相似，不注重策略行 動與中心概念之間的連結，所使用的教學策略有窄化和慣性的傾向。 以講述式教學為主，師生間之間互動較低 (張賴妙理, 1999) ；其教學 台灣師大數位論文. 35.
(46) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 表徵能力較貧乏，也缺少對教學策略的適當理解，因知識有限、教學 準備不足或缺乏處理學生問題的經驗，在教學時無法完全掌握學生的 先備知識或能力，並容易忽略學生所提的討論，而以自己設計的教案 為教學重心，因此呈現不具彈性的教學模式 (郭立研, 2004; Borko & Livingstone, 1989; MacDonald, 1996) 。. 二、資深教師與初任教師教學表現之比較 以下就幾個教學表現的面向，進行資深教師與初任教師更深入的 比較。 （一）表徵多樣性 資深教師的教學表徵比初任教師更具多樣性 (洪綺霞, 2004) ，其會視學生反應與解說需要而變換不同的表徵方式， 因此教學中經常是多種表徵交互出現或同時並用 (劉麗玲, 1999) ，例如師生問答、討論、示範實驗、錄影帶觀賞、模型、 實物展示等等，來協助學生學習教材的困難處 (張賴妙理, 1998; 郭立研, 2004) 。資深教師重視學生發表的能力與師生 間的互動，在教學中會使用教師與學生為中心的問答引導， 透過發出一連串的問題來刺激學生思考，也從回答中了解學 生的想法，作為下一個概念教學的基礎 (郭立研, 2004) 。 而初任教師則習慣使用同一表徵來協助學生學習，較無法 台灣師大數位論文. 36.
(47) 第二章 文獻探討. 深入思考教學表徵的細節，從課本或過去的學習經驗中構思 教學表徵，而透過學生的反應來增加對學生與教學情境的了 解 (郭章義, 1996) 。初任教師的教學中，主要使用以教師為 中心的教學表徵－圖表說明，條列出課本大綱、搭配口語敘 述作為教學重心，整堂課圍繞著展示的圖片來講解。其習慣 使用同一表徵來協助學生學習，遇到學生學習困難處，僅以 重複敘述的方式補救，無法轉換其他的表徵來呈現科學概念 (張賴妙理, 1998; 郭立研, 2004) 。 （二）生活事例與舉例 資深教師先以生活中容易觀察的具體事例作引導，接著講 解課本抽象的概念，幫助學生更容易理解課本的內容 (王韶霙, 2002) 。資深教師希望能透過運用生活事例培養學生的思考模 式及宏觀視野，幫助學生連結生活事例與學科概念，且注重 整體概念，所以呈現生活事例的次數較多 (蔡美娟, 1998) 。 其使用範例的來源除了教科書之外，還有教師製作的學習 單，花費較少的引導時間就可以順利達到教學目的 (洪綺霞, 2004) 。初任教師亦會使用生活事例的舉例，也注意到日常科 學與學校科學知識的不同，但舉例僅著重在學生理解層面 (蔡 美娟, 1998) ，其所舉的範例大多依賴教科書與坊間參考書作. 台灣師大數位論文. 37.
(48) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 為來源 (洪綺霞, 2004) 。. （三）問答討論 資深生物教師以師生問答、問題討論的教學方式為主，師 生間及學生之間互動高 (張賴妙理, 1999) 。資深教師讓學生 分組討論時，會要求學生以學過的知識設計解決生活上的問 題，培養其問題解決的能力，而學生經由討論答對問題後很 有成就感，就會更喜歡學習這個科目 (王韶霙, 2002) 。其所 提的問題與教學內容較有相關，問題形式則以閉鎖收斂類型 題目較高 (洪綺霞, 2004; 郭立研, 2004) 。 初任教師所發問的問題類型大都為班級管理類，花較多時 間在班級管理，與教學內容相關的發問反而較少 (郭立研, 2004) 。初任生物教師進行討論教學時，因不熟悉引導討論的 技巧，只引導到少數學生參與討論，或無法引導學生朝正確 思考方向邁進，加上教學進度的壓力，很容易讓初任生物教 師回歸原先熟悉的教學策略 (張賴妙理, 1999) 。除此之外， 初任教師發問的問題意義不清，易引發學生偏離主題，花費 較多的時間在討論與主題無關的情境問題，反而無法順利達 到引到學生的目的 (洪綺霞, 2004) 。 （四）評量 台灣師大數位論文. 38.
(49) 第二章 文獻探討. 資深教師為了解學生的學習狀況和提示上課的重點，會在 教學過程中以問答、演練題目、討論、作業等方式進行評量。 家庭作業的內容除了教師製作的學習單外，還會根據上課的 內容要求學生上網找資料繳交報告。初任生物教師較少在每 個概念講解階段後即時評量學生的理解程度，而家庭作業多 為要求學生做坊間參考書的題目 (洪綺霞, 2004; 張賴妙理, 1999) 。 （五）教師知覺、思考、語言之關係 張鳳珠 (1996) 在進行初任科學教師對其教學與教學行 為之知覺與思考的研究中，發現其個案教師認為初任教師放 在知覺、思考、語言的注意力和關切不相等，其會以思考為 重，其次是知覺學生的反應，最後才注意到語言的表達方式； 反之，一位有經驗的教師最先注重語言，說出的話對學生都 很重要，然後開放性的知覺學生的回饋，而將思考則留做知 覺的最後判斷。 （六）其他 根據張賴妙理 (1999) 對初任及資深教師的比較，可以看 出兩種教師在概念組織、教學方式、對學生學習困難概念的 理解與教學呈現、討論技巧、評量、學生迷思概念、科學本. 台灣師大數位論文. 39.
(50) 教師在過程性概念與物質性概念上的教學表徵之比較研究. 質的呈現等方面都有所差異。 郭立研 ( 2004 ) 則指出初任教師所呈現的概念組織圖與 教科書相似，缺乏小節間的聯結。補充的知識以羅列專有名 詞呈現，極少做深層解釋。而資深教師會先講整體概念再講 小概念，讓學生先有一初步架構。補充相關知識時，會講求 清楚解釋。發問問題類型上，資深教師在與內容呼應程度及 問題層次上皆較初任教師高。彙整兩人對資深與初任教師的 研究如表 2-1-1。 前人對資深與初任教師的比較研究，多自班級經營、教學 策略、教學表徵、對學生先備知識的掌握等角度切入，而關 於教學表徵部分，大部分研究注重於教師對某特定困難的概 念所呈現的教學方式為何，來進行比較探討。針對本體分類 論，目前僅國內高惠瑾 (2005) ，觀察一位理化效能教師對不 同屬性類別的概念，做教學表徵觀察分析與對學生概念改變 的影響。尚無關注在初任與資深教師對不同屬性生物概念之 教學表徵比較，這也是本研究欲進行的研究方向。. 台灣師大數位論文. 40.
(51) 第二章 文獻探討. 表 2-1-1：初任教師與資深教師教學表現之比較 項目. 資深教師. 初任教師. 概念組織. 層次性； 連結較多概念； 重複呈現概念 對補充概念力求解釋清楚. 層次性； 連結較少概念； 較少重複呈現概念 補充概念缺乏深度的解釋. 教學方式. 教學表徵較多元 引導式探討；. 教學表徵較單一 教師中心的講述式教學、依賴圖 表教學； 與學生互動較低. 與學生互動高. 對 學 生 學 習 能指出困難的概念；多重教學 能指出困難的概念； 概 念 的 理 解 表徵、互動方式； 重複講解、圖形、靜態展示方 與教學呈現 式； 較理解學生先前知識與教多類 不明瞭學生先前知識，所之教學 型的教學策略，較能採取適切 策略有限，無法採取合宜的教學 的教學策略 策略 討論的技巧. 多進行合作學習小組討論；同 組或不同組學生會相互補充或 質疑對方意見；就學生內容統 整答案. 較少進行討論；花時間引導少數 同學；依在提示之後教師說答 案；學生之間較少相互補充說明 與質疑. 發問類型. 教師管理類佔 33.0% 加強語氣類約佔 27.0% 較多圍繞教學概念發出問題. 教師管理類佔 46.9% 加強語氣類約佔 30.0% 少發出與教學相關問題. 評量. 常在教學過程中以問答、演練 較少在每個概念講解後及時進 題目、討論、作業等方式進行 行評量 評量. 學 生 的 迷 思 較能理解學生的迷思概念並以 較缺乏對學生迷思概念的理解 概念 舉例、討論等方式處裡 科 學 本 質 的 演化理論的發展 演化理論的發展 呈現 科學家的實驗過程與思考題目. (整理自張賴妙理, 1999; 郭立研, 2004). 台灣師大數位論文. 41.
(52) 教師在過程性概念與物質性概念之比較研究. 第三章 研究方法. 本研究將比較資深教師與初任教師在不同屬性概念上之教學表 徵，並以學生的覺知作為校正，故以現場觀察、焦點團體討論蒐集相 關質性資料進行研究。本章首先說明研究設計、架構與流程；第二節 介紹研究對象與情境；第三節說明本研究資料的蒐集；第四節則為本 研究資料分析方式，包括教學觀察架構、概念分類等。藉由以上資料 蒐集與分析，來了解教師在運用教學表徵說明不同屬性概念時之差 異。. 第一節 研究設計與架構. 長期以來，研究者一直對於資深教師如何使用教學表徵與教學技 巧來增進學生了解生物課程，抱持相當大的興趣。在尚未決定研究主 題前，就已有進入多位資深教師教室觀察的經驗，並常與不同教師討 論如何精進教學能力。故在閱讀相關文獻後，逐漸形成本研究問題， 並分別在 97 年 6 月及 8 月邀請到本研究二位個案教師。以下為研究 設計與架構：. 一、研究設計 台灣師大數位論文. 42.
(53) 第三章 研究方法. 本研究採質性研究的方式，旨在由兩位國中生物教師的教學活動 中，比較資深與初任教師在本體論中不同概念的教學表徵，包括教師 間的差異比較與不同概念間的差異比較，最後以學生覺知教師教學表 徵的部份作為校正，用以回答研究問題並達到研究目的。研究者在徵 得個案教師同意後，進入現場錄影、錄音觀察，蒐集相關文件等並作 比較分析。本研究之架構表如圖 3-1-1 所示：. 教師類別 資深教師. 初任教師. 概念類別 教師間比較 教學表徵. 概念間比較. 物質性概念. 概念間比較. 過程性概念. 學 生 覺 知. 教師間比較. 圖 3-1-1：研究架構圖 二、研究流程 本研究分為前期、中期及後期，共三個段落進行。本研究之流 程如圖 3-1-1 所示。 （一）研究前期：確立研究問題、邀請個案教師 研究者於一下及暑假期間蒐集相關文獻資料，形成研究 初步的方向，並於 97 學年度開學前徵得研究學校的同意，邀. 台灣師大數位論文. 43.
(54) 教師在過程性概念與物質性概念之比較研究. 請該校二位符合研究條件之教師參與本研究。在長期隨班拍 攝前，研究者先於 9 月初，進入個案教師的班級中，尋找適 當的紀錄模式與個案班級，研究者遂確定以錄影、錄音模式 紀錄，並選出適合長期拍攝的個案班級。但其中因資深教師 有指導實習教師，在上學期第一次段考至第二次段考的期 間，將釋出原本觀察的班級讓實習教師進行試教，故在這段 時間當中可能造成紀錄中斷。在與個案教師商量後，資深教 師認為教學過程不會因不同班級而有太大差異，且考量本研 究的主題與師生互動較無關係，因此決定在這段時間選擇資 深教師的另外一個班級進行課堂錄影紀錄。 （二）研究中期：進入班級紀錄觀察、發展觀察架構 在 97 年 10 月至 98 年 2 月間，進行兩位教師之課堂觀察， 觀察期間研究者持續進行相關文獻的搜集與探討，並參考初 步觀察情形，逐漸形成本研究的觀察架構。本研究將所觀察 的教師教學表徵分為兩類：教學行為及口語表徵，建立觀察 架構的過程中，常會因兩位個案教師之明顯差異而發展出新 的觀察項目，所以觀察架構不斷修正調整。詳細的觀察架構 發展過程將在第四節進行說明。 （三）研究後期：資料整理、發展分析模式、學生焦點團體討論、完. 台灣師大數位論文. 44.
(55) 第三章 研究方法. 成論文 研究者於教室觀察中期找出不同概念的典型主題單元，著 手進行初步的資料分析並建立分析模式，詳細的分析模式發 展過程，將在第四節說明。蒐集完教師之觀察資料後，研究 者盼能透過學生的覺知，對研究資料提供另一個角度的看 法，故剪輯部分典型課程教學影片，請學生觀看後加以回答 不同教師對此單元所呈現教師表徵的差異。學生焦點團體討 論的進行方式，將於第三節中說明。 最後進入資料整理與分析階段，反覆閱讀個案教師的每一 堂課之文字稿，註記省思與發現。因本研究重點為不同教師 在不同概念之教學表徵比較，故除了解兩位個案教師整體教 學模式與流程之間的差異外，尚須針對欲分析的概念主題與 教學表徵這兩個面向逐一審視。經過一次一次的閱讀與分析 後，逐漸形成本研究之結果，進行撰寫直到完成。. 台灣師大數位論文. 45.
相關文件
各國的課程綱要均強調運算的概念性了解。我國 2009 年課程綱要談到所謂
1.10.1989, salary conversion for serving GMs with different types of academic qualifications should follow the appropriate conversion tables at Aided Schools General Circular
Students in this Learning Unit should recognise the concepts of sample statistics and population parameters and their relationships:. Population Parameter
In fact, his teachers believe that it is his good ear for music that has helped him with the precise pronunciation of different languages – especially with a tonal language like
To explore different e-learning resources and strategies that can be used to successfully develop the language skills of students with special educational needs in the
Explore different e-learning resources and strategies that can be used to successfully develop the language skills of students with special educational needs in the..
Instruction Teachers systematically guide students to understand how the writing of life stories could help them apply knowledge of different life stages
This study analyzes high school students’ problem-solving processes in different problem representations (Verbal, Drawn-Verbal) on graph of function using Schoenfeld’s
