第一節 教科書知識表徵的分佈情形

第四章 研究結果與討論

本研究的目的主要是在探討國中現行自然與生活科技教科書中 生物部分，其知識表徵呈現的情形；另外，也試圖探究學生在利用教 科書學習生物知識時，這些知識表徵的呈現方式對於他們課文閱讀理 解的影響。基於此，研究主要分為兩個階段來進行，第一階段是現行 教科書生物知識部分的文本分析，第二階段是利用第一階段分析出來 的結果設計問卷，並加上個別晤談，以期瞭解學生在面對不同的知識 表徵時，對於生物知識理解的情況。根據研究的目的及設計出來的流 程，研究者將這一連串研究得到的結果在本章進行敘述及探討，總共 分為四節進行討論。第一節先闡述教科書知識表徵的分佈情形到底如 何，接著，依據研究的第二階段所蒐集到的資料（問卷及對學生的晤 談）進行學生課文閱讀理解的分析與原因的探討，這一部分的結果會 分成三小節來敘述：第二節是針對知識表徵中，語文表徵及視覺表徵 兩大類對於學生課文閱讀理解的差異比較；第三節則是學生對於各類 語文表徵，包括概念陳述、類比與例子等課文閱讀理解的分析比較；

最後，將針對視覺表徵內實物圖與示意圖對學生課文閱讀理解的影響 進行分析比較。以下就依照上述的順序將本研究所發現的結果做進一 步的敘述與討論。

第一節 教科書知識表徵的分佈情形

教科書一直是教學內容的重要依據，也是學生學習的來源。為了

瞭解現行國中自然與生活科技教科書中知識表徵呈現的情況到底為

何，研究者將現今主要的三個版本進行分析，每一個版本皆分析的三

個單元的內容，分別為「循環系統」 、「神經系統」和「消化系統」 。

現在就各版本分析出來的結果先做整體性的介紹，再分別針對各個版

本生物知識分類中的構造知識與功能知識之知識表徵分佈情況做一

比較和說明。

一、 各版本知識表徵分佈的情形

根據三位評分員文本分析的結果，把這些資料經過彙整與統計的 分析，再將發現的結果作以下的說明。

本研究的知識表徵主要分為兩大類，第一大類為「語文表徵」，

第二大類為「視覺表徵」 ，各大類內又細分為 3~4 項。 「語文表徵」的 細項有概念陳述、例子（包括正向例子和負向例子） 、類比； 「視覺表 徵」的細項則是實物圖、示意圖、流程圖、表格以及類比。此部分將 針對 A、B、C 三個版本的知識表徵分佈情況分別做一個整體性的報 告，之後再加以比較及討論。

（一） 研究結果

◎ A 版本知識表徵的分佈情形

A 版本各個分析單元及整體知識表徵的分佈情況如表 4-1-1，而 圖 4-1-1 則是整體上，各知識表徵所佔的百分比。

表 4-1-1 A 版本整體內容各項知識表徵次數分配表

表徵 （次數）

概念陳述 例子 類比 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

單元名稱 ^{正向 負向 文字 圖像}

循環系統 35 4 0 0 0 2 7 3.7 0 0 神經系統 36.3 12.7 1 0 0 2 13 6 2 0

消化系統 44 1 0 1 0 0 3 1 0 0

總和 115.3 17.7 1 1 0 4 23 10.7 2 0

由表 4-1-1 可以看到 A 版本三個分析單元的各單元，其各類知識 表徵出現的次數皆以語文表徵中的概念陳述最高（循環系統單元中有 35 次，神經系統單元有 36.3 次，消化系統單元則有 44 次） ，正因為 如此，在整體內容分析的結果，也是以概念陳述所佔的比例最高，從 表 4-1-1 和圖 4-1-1 就可以得到證實，概念陳述出現的次數共有 115.3 次，而且在所有知識表徵當中，它所佔的比例高達 66％。如果語文 表徵和視覺表徵合在一起比較的話，緊接著，位居第二就是示意圖，

它出現的次數有 23 次，所佔的百分比為 13.17%。知識表徵出現頻率 第三名的則是語文表徵中的正向例子，它有 17.7 次的出現次數，佔 所有表徵的比例是 10.13%。

其餘表徵的分佈情形分別依序為：流程圖（次數：10.7 次；百分 比：6.12％） 、實物圖（次數：4 次；百分比：2.29％） 、表格（次數：

2 次；百分比：1.14％） 、負向例子及類比文字（兩項表徵皆相同，次 數：1 次；百分比：0.57％） ，其中，除了流程圖的知識表徵所佔比例 有超過 5%以外，其他四項表徵出現的百分比都在 5%以下，甚至低 於 3%。另外，A 版本則是未使用任何的類比圖像表徵，其出現的次 數為 0。

66.00 10.13

0.57 0.57 0.00

2.29

13.17 6.12 1.14 0.00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 概念陳述

正向例子 負向例子 類比文字 類比圖像 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他 知識表徵類別

百分比(% )

圖 4-1-1 A 版本整體內容各項知識表徵所佔百分比

A 版本使用負向例子及類比文字知識表徵都只有一次，負向例子 在「神經系統」單元出現一次，而類比文字是在「消化系統」單元中 出現。另外， 「表格」知識表徵僅在「神經系統」單元出現兩次，其 餘單元都是 0，主要是因為本研究所使用的文本是九十一學年度的教 科書，A 版本在下冊課本開始使用表格知識表徵，上冊課本並未使 用，所以才會有分析單元中的兩個單元在「表格」知識表徵出現次數 都是 0 這樣的情況發生。

◎ B 版本知識表徵的分佈情形

B 版本三個分析單元個別的知識表徵分佈情形以及整體內容知 識表徵的分佈情況如表 4-1-2，而圖 4-1-2 則是整體上，各知識表徵所 佔的百分比。

表 4-1-2 B 版本整體內容各項知識表徵次數分配表

表徵 （次數）

概念陳述 例子 類比 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

單元名稱 ^{正向 負向 文字 圖像}

循環系統 37.3 3 0 7.7 2 3 8 4.3 0 0 神經系統 41.3 9.7 1 2 2 0 8.7 3.7 0 0

消化系統 30 3 0 1 1 1 4 0 0 0

總和 108.6 15.7 1 10.7 5 4 20.7 8 0 0

B 版教科書在所分析的單元當中，並沒有使用表格這項知識表 徵，由表 4-1-2 和圖 4-1-2 可以得知，視覺表徵中的「表格」知識表 徵在出現次數及百分比都是 0。相對的，教科書內使用頻率最多的是 語文表徵中的概念陳述，它出現的次數平均有 108.6 次，佔所有知識 表徵的 62.52%，不論是各分析單元內容當中，或者是整體綜合觀之，

都高出其餘的表徵十分的多。

整體來看，使用頻率第二名的是視覺表徵中的「示意圖」知識表 徵，出現總次數為 20.7 次，所佔百分比為 11.92%，而如果僅觀察視 覺表徵的使用頻率，它則是位居第一。接下來，佔所有知識表徵第三 名的是正向例子，它的出現總次數是 15.7 次，所佔百分比為 9.04%，

它也是所有語文表徵使用次數第二名的知識表徵。佔所有知識表徵第 四名的則是「類比文字」知識表徵，它的出現頻率為 10.7 次，佔所 有知識表徵的 6.16%，它在語文表徵當中使用的次數僅次於「正向例 子」知識表徵。

其餘各項的知識表徵，他們佔所有知識表徵的使用次數排名依序 是流程圖（次數：8 次；百分比：4.61％）、類比圖像（次數：5 次；

62.52 9.04

0.58 6.16 2.88 2.30

11.92 4.61 0.00 0.00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 概念陳述

正向例子 負向例子 類比文字 類比圖像 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

知 識 表 徵 類 別

百 分 比 ( %)

圖 4-1-2 B 版本整體內容各項知識表徵所佔百分比

百分比：2.88％）、實物圖（次數：4 次；百分比：2.80％），最後一 名則是負向例子（次數：1 次；百分比：0.58％）。

如果將各個單元分別觀察， 「神經系統」單元和「消化系統」單 元知識表徵的分佈和整體觀之的情況幾乎是一樣的（不管是所有知識 表徵的比較，還是語文表徵及視覺表徵分開比較） 。但是，在「循環 系統」單元卻使用多次的「類比文字」知識表徵（次數：7.7 次） ，在 這個單元中，類比文字佔語文表徵的第二名，然而，它在另兩個單元 中只使用 1~2 次。另外， 「負向例子」知識表徵也只有在「神經系統」

單元出現一次，其他單元都闕如。

◎ C 版本知識表徵的分佈情形

C 版本三個分析單元個別的知識表徵分佈情形以及整體內容知 識表徵的分佈情況如表 4-1-3，而圖 4-1-3 則是整體上，各知識表徵所 佔的百分比。

表 4-1-3 C 版本整體內容各項知識表徵次數分配表

表徵 （次數）

概念陳述 例子 類比 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

單元名稱 ^{正向 負向 文字 圖像}

循環系統 29.7 4 0 0.3 0 3 5.7 3.7 0 0 神經系統 26.4 11.6 0 1 0 2.3 2.3 1 0 0 消化系統 33 2 0 0 0 0 2.3 0 0 0.7

總和 89.1 17.6 0 1.3 0 5.3 10.3 4.7 0 0.7

C 版本的知識表徵分佈，以語文表徵中之概念陳述所出現的比率 是最大的，在個別單元之中，概念陳述都是一枝獨秀，次數最高，想 當然爾，若以整體內容觀之，結果應是如此，這可以從表 4-1-3 及圖 4-1-3 獲得證實，概念陳述出現的總次數有 89.1 次，佔全部知識表徵 的 69.07%。位居所有知識表徵第二名的是語文表徵中的正向例子，

它的使用頻率馬上下降至 17.6 次，所佔的比例則是 13.64%。排名第 三的是視覺表徵中的示意圖，它的平均出現次數有 10.3 次，佔所有 知識表徵的百分比為 7.98%。

雖然前兩名的出現百分比差距很懸殊，尤其是語文表徵的概念陳 述領先其餘的知識表徵甚多，它高出位居第二名的正向例子也有五倍 之多（69.07% : 13.64%），但是，正向例子的比例也有 10%以上。然 而，視覺表徵中的示意圖雖是第三名，卻已降至 10%以下，只有約 8%的比例。

位於第三名之後的知識表徵，其出現的百分比更是在 5%以下。

第四名的知識表徵為視覺表徵的實物圖，它的出現次數有 5.3 次，所 佔百分比為 4.11%；第五名也是視覺表徵中的一項，它是流程圖，其

69.07 13.64

0.00 1.01 0.00

4.11 7.98 3.64 0.00

0.54

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 概念陳述

正向例子 負向例子 類比文字 類比圖像 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他 知識表徵類別

百分比(% )

圖 4-1-3 C 版本整體內容各項知識表徵所佔百分比

出現的次數為 4.7 次，所佔比例是 3.64%；類比文字只出現 1.03 次，

僅佔 1.01 個百分比；最後，則是其他（次數：0.7 次；百分比：0.54

％） 。

在此值得觀察的是，所有的知識表徵當中，有三項知識表徵出現 的頻率為 0，有一項是屬於語文表徵，兩項是視覺表徵，它們分別是 類比文字、類比圖像以及表格，也就是說，在 C 版本的教科書中，

這三項知識表徵並沒有被使用到。

（二） 分析討論

從上面的分析結果可以很清楚的看出，不管是哪一個版本，知識 表徵使用的前三名皆是語文表徵的概念陳述、正向例子，以及視覺表 徵的示意圖，其中，概念陳述皆佔了很大的比例，三個版本都有高達 六成甚至接近七成的情況。科學文本（文章）之所以閱讀困難，就是 因為它使用了很多的專有名詞和邏輯性的語句（Yore & Shymansky, 1991） ，但是，教科書卻是國中學生由閱讀來學習科學的重要來源，

如果教科書當中充滿了概念陳述的知識表徵，對學生來說，這可能會 是一本比較難以理解，甚至是難以學習的課本。

就語文表徵內的知識表徵加以比較，出現頻率次要的則屬正向例 子，不管是那個版本，佔所有語文表徵的百分比都有 10~20%（A 版：

13.11%；B 版：11.54%；C 版：16.30%） ，在學習某一個知識時，如 果使用符合此一知識的例子，對於學生精緻化他腦中某一科學知識的 基模是很有幫助的（Gagné et al, 1993），因此，這三本教科書都有考 慮到「正向例子」知識表徵的重要性。但是，例子除了符合的例子之 外，還有不符合的例子，也就是本研究所稱的「負向例子」 ，這對於 學生的學習也是很重要的，它可以提供學生一個不正確的情境，讓學 生有機會產生概念的衝突，而和自己所學到的知識加以比較，進而達 到有意義的學習（Hynd, McWhorter, Phares & Suttles, 1994）。然而，

本研究所分析的教科書嚴重缺乏「負向例子」知識表徵，A 版和 B 版教科書都只有在神經系統單元中出現過一次，C 版更是一次都沒 有。關於語文表徵中的類比文字，只有在 B 版本有比較大量的使用，

三個單元總共出現了 10.7 次，佔語文表徵的 7.87%，佔所有知識表徵

的 6.16%，其他兩個版本出現頻率不超過 2 次，也就是 A 版本和 C 版本在此項知識表徵方面比較少，不只如此，在這兩個版本中，視覺 表徵的類比圖像使用次數根本是 0。類比的知識表徵對於科學學習的 影響研究甚多，在生物知識的學習上，如果是想要讓學生學到一個統 整性的知識，類比則是一個適合且有效的工具（Wandersee, 2000），

由此可知，A 版和 C 版是需要加強此方面的知識表徵。

在視覺表徵方面，示意圖是普遍被使用到的知識表徵，而在「表 格」知識表徵上，A 版只出現 2 次，這是因為上冊的教科書並沒有使 用，到了下冊才出現；但是，B 版本和 C 版本則都沒有使用到，因此，

表格知識表徵，在 B 版本和 C 版本出現頻率比較少。

綜合觀之，C 版本在各項知識表徵的出現頻率都比其他兩個版本 還要低（見表 4-1-3） ，而且，在使用知識表徵的種類上，也較其他兩 個版本還要少。在科學學習時，如果使用各種不同的知識表徵呈現給 學生，等於提供給學生鷹架以形成他腦中的模型，幫助學生理解新的 知識，並且接受新知的合理性（Smith, Blakeslee & Anderson, 1993;

White & Frederiksen, 1998） 。但是，C 版本缺乏語文表徵的負向例子；

視覺表徵的類比圖像及表格，因此，它並沒有呈現出多種的知識表徵 以提供學生學習。

二、 構造性知識的知識表徵分佈情形

科學知識具有其特性，而生物知識本身也有它的獨特性，根據這 些特點，本研究將生物知識分為兩大類，第一類是構造性的知識，它 是指一知識系統內結構組成的部分，各部分之間具有空間關係，此通 常是具體的實體；第二類是功能性的知識，這類的知識是指某一知識 所扮演的角色、一連串的步驟或改變、造成此行為的機制，通常是抽 象的實體。

此部分是想要探討三個版本的國中自然與生活科技教科書裡，生

物知識分類中的第一類——構造性知識，其各項知識表徵分佈的情況

究竟為何，因此，依舊會先將各版本的知識表徵分佈做一個介紹，再

進一步分析比較。

（一） 研究結果

◎ A 版本知識表徵的分佈情形

A 版本三個分析單元在構造性知識方面，個別的知識表徵分佈情 形以及整體知識表徵的分佈情況如表 4-1-4，而圖 4-1-4 則是綜合三個 分析單元內的構造性知識，其內各知識表徵所佔的百分比。

表 4-1-4 A 版本構造性知識各項知識表徵次數分配表

表徵 （次數）

概念陳述 例子 類比 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

單元名稱 ^{正向 負向 文字 圖像}

循環系統 15 0 0 0 0 1 3 0 0 0

神經系統 19 3 0 0 0 1 6 1 1 0

消化系統 15 0 0 0 0 0 2 0 0 0

總和 49 3 0 0 0 2 11 1 1 0

73.13 4.48

0.00 0.00 0.00

2.99

16.42 1.49

1.49 0.00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 概念陳述

正向例子 負向例子 類比文字 類比圖像 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他 知識表徵類別

百分比( %)

由表 4-1-4 可以看出，在 A 版本教科書當中，三個分析單元內的 構造性知識，是以語文表徵中的概念陳述出現次數最多（分別為 15 次，19 次，15 次） ，也因此，在整個內容的構造性知識方面，則是以 語文表徵中的概念陳述佔最大部分，由表 4-1-4 及圖 4-1-4 可以得到 證實，它的總出現次數有 49 次，佔所有知識表徵百分比為 73.13%，

這比整體內容觀之所佔的比例還要高（由表 4-1 可知，整個內容來看，

概念陳述佔所有知識表徵的 66%）；位居所有知識表徵第二名的則是 視覺表徵中的示意圖，它的出現次數是 11 次，所佔比例為 16.42%，

示意圖也是各項視覺表徵當中，出現頻率最多的知識表徵。

從第三名開始，知識表徵使用的頻率明顯下降許多，第三名是語 文表徵當中的正向例子，它的出現頻率僅有 3 次，佔所有知識表徵的 4.48%；第四名是視覺表徵中的實物圖，它有 2 次的出現次數，所佔 百分比為 2.99%；最後則是「流程圖」及「表格」知識表徵，它們都 是屬於視覺表徵，兩者出現次數都只有 1 次，佔所有知識表徵的 1.49%。

A 版本在整個構造性知識內容上，語文表徵當中，負向例子及類 比文字的出現次數都是呈現 0 的情況，換句話說，在構造知識方面，

A 版本在語文表徵的使用上，只出現兩種知識表徵，一個是概念陳 述，另一項則是正向例子。不但如此，「概念陳述」還佔了非常大的 比例（它佔所有語文表徵的 94.23%） ，然而，排名第二的「正向例子」

僅有 5.77 個百分點，更仔細的分析發現，正向例子的使用都集中在

「神經系統」單元之中，其他單元並未使用。

在視覺表徵的使用上， 「示意圖」是最主要的知識表徵（佔所有 視覺表徵的 73.33%） 。要特別說明的是， 「表格」知識表徵只有在「神 經系統」單元中出現，主要的因素和第一部份所述的原因相同，因為 A 版本在下冊每單元才有加入這項知識表徵，上冊並沒有，所以，才 有這樣的情況出現。

◎ B 版本知識表徵的分佈情形

B 版本各個分析單元及整體構造性知識內，其知識表徵的分佈情

況如表 4-1-5，而圖 4-1-5 則是整體構造性知識上，各項知識表徵所佔

的百分比。

表 4-1-5 B 版本構造性知識各項知識表徵次數分配表

表徵 （次數）

概念陳述 例子 類比 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

單元名稱 ^{正向 負向 文字 圖像}

循環系統 17 0 0 4 0 3 3 0 0 0

神經系統 18 2 0 0 0 0 6 0 0 0

消化系統 9 0 0 0 0 1 3 0 0 0

總和 44 2 0 4 0 4 12 0 0 0

圖 4-1-5 B 版本構造性知識各項知識表徵所佔百分比

66.67 3.03

0.00 6.06 0.00

6.06 0.00 0.00 0.00

18.18

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 概念陳述

正向例子 負向例子 類比文字 類比圖像 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他 知識表徵類別

百分比(% )

整合三個單元的內容來看，由表 4-1-5 和圖 4-1-5 就可以觀察到，

B 版本教科書中的構造性知識是以語文表徵的概念陳述為主，它的出 現總次數有 44 次，佔所有知識表徵的 66.67%；位居第二名的知識表 徵是視覺表徵中的示意圖，使用次數是 12 次，所佔比例為 18.18%；

排名第三的知識表徵有兩項，第一項是屬於語文表徵的類比文字，第 二項則是視覺表徵的實物圖，兩者都出現 4 次，佔所有知識表徵的 6.06%；最後是語文表徵的正向例子，它的出現次數為 2 次，所佔百 分比為 3.03。

B 版本教科書的構造性知識中，有幾項知識表徵的使用次數是 0，語文表徵的負向例子、視覺表徵的類比圖像、流程圖及表格它們 都是沒有被使用到的知識表徵。

大體上來說，在每一個單元中普遍被使用到的知識表徵是：語文 表徵的概念陳述，以及視覺表徵的示意圖，它們在各自所處的知識表 徵大類中（此所指的是語文表徵和視覺表徵）佔了非常大的比例，至 少都高達 75%。其他項的知識表徵出現的次數明顯少了很多，而且，

由表 4-1-1 可看出，這些使用頻率不高的知識表徵（語文表徵的正向 例子、類比文字；視覺表徵的實物圖）都只集中在某一個單元當中，

像正向例子只出現在神經系統單元當中，類比文字則僅在循環系統中

出現。

◎ C 版本知識表徵的分佈情形

C 版本三個分析單元，在構造性知識方面，各個單元知識表徵分 佈情形以及綜合觀之的知識表徵分佈情況如表 4-1-6，而圖 4-1-6 則是 綜合三個分析單元內的構造性知識，其內各知識表徵所佔的百分比。

表 4-1-6 C 版本構造性知識各項知識表徵次數分配表

表徵 （次數）

概念陳述 例子 類比 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

單元名稱 ^{正向 負向 文字 圖像}

循環系統 11 1 0 0 0 2 4 0 0 0

神經系統 10.7 4.3 0 0 0 1 2 0 0 0 消化系統 9 1 0 0 0 0 2.3 0 0 0.7

總和 30.7 6.3 0 0 0 3 8.3 0 0 0.7

圖 4-1-6 C 版本構造性知識各項知識表徵所佔百分比

62.65 12.86

0.00 0.00 0.00

6.12

16.94 0.00

0.00 1.43

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 概念陳述

正向例子 負向例子 類比文字 類比圖像 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

知識表徵類別

百分比

在 C 版本的教科書裡，構造性知識方面知識表徵的使用是以語 文表徵的概念陳述為主，它出現的總次數有 30.7 次，佔所有知識表 徵的 62.65%；以整體知識表徵來分析，緊接在後面的是視覺表徵的 示意圖，它的出現頻率為 8.3 次，所佔比例是 16.94%；第三名的是語 文表徵的正向例子，它有 6.3 次的出現率，具有 12.86%的比例；再來，

就是視覺表徵的實物圖，它的總出現數有 3 次，佔所有知識表徵的 6.12%。

假若將語文表徵和視覺表徵分別觀之，構造性知識內知識表徵的 使用，在語文表徵方面，概念陳述和例子是被使用到的知識表徵，其 中以概念陳述為主（佔語文表徵的 82.97%） ，正向例子所佔的比例並 不多，負向例子和類比文字並沒有出現在 C 版本教科書的構造性知 識當中；在視覺表徵方面，也僅有兩項知識表徵被使用，而且以示意 圖佔大部分，每一個單元都有使用此項表徵的情況，並沒有集中於某 一單元之中，另外，類比圖像、流程圖及表格在此部分出現的次數皆 為 0。

（二） 分析討論

經由上面的圖表及描述可以發現，無論是哪一個版本的教科書，

對於構造性的知識方面，在知識表徵的使用上，還是以語文表徵的概 念陳述為主，它在所有知識表徵的分佈當中，佔了很大的比例（A 版 本：73.13%；B 版本：66.67%；C 版本：62.65%）；使用頻率位居第 二的，也都是視覺表徵中的示意圖，大約佔了 16~18%的比例，這和 第一部份，亦即整體生物知識（構造性知識和功能性知識合併來看）

所分析出來的結果是相一致的。

如果將知識表徵分成語文表徵和視覺表徵兩大類，再各別分析。

在語文表徵方面，除了大量使用「概念陳述」知識表徵之外，在 A

版本和 C 版本內，正向例子在數量及比例上是僅次於概念陳述的知

識表徵，B 版本的正向例子則是位居第三名。雖然如此，但仔細分析

可以發現：三個版本在使用正向例子這項知識表徵時，有集中於某一

單元的現象，另外兩個單元都沒有呈現（除了 C 版本在這兩個單元

中各有一次的出現次數）。然而，運用符合某一概念的例子，對於課

文閱讀理解是有幫助的，因此， 「正向例子」知識表徵在這三個版本 的構造性知識當中是比較缺乏的，當然，相對上，C 版本較其他兩個 版本使用的次數為多，所佔比例也較多（A 版本的正向例子佔所有語 文表徵的 5.77%；B 版本的正向例子是佔 4.35%；C 版本的正向例子 則是佔 17.03%。關於「類比文字」知識表徵，使用的情況更少。A 版本和 C 版本當中，完全沒有出現此項知識表徵，B 版本有使用它，

而且還是位居語文表徵中的第二名。相較於 A 版本和 C 版本，B 版 本使用類比文字的情況是比較多的，但是，它主要是集中於「循環系 統」單元當中。類比可以幫助學生將無法觀察到的現象具體化

（Veneille & Treagust, 1997） ，而本研究所分析的單元，其構造性知識 所描述的內容，都是學生無法直接觀察到的現象，因此，類比是需要 的。由此可知，A 版本和 C 版本使用此項表徵是比較少的。

視覺表徵方面，示意圖是每個版本充分使用到的知識表徵。本研 究所指的構造性知識乃指一知識系統內結構組成的部分，各部分之間 具有空間關係，此通常是具體的實體，所以，流程圖的表徵幾乎不會 出現在此類的知識當中。除了 A 版本在「神經系統」單元內，為了 要指出「運動神經元」和「感覺神經元」的位置，而使用流程圖之外，

其餘的地方都沒有使用，這是一個合理的狀況。關於「表格」知識表 徵，和第一部份的情況相似，B 版本和 C 版本都是比較少的情況，而 A 版本則因為上下冊的差異，造成只有一個單元具有此項知識表徵的 呈現。因為構造性知識的特性，所以，教科書的呈現，對於學生看不 到的具體實體應該要使用視覺表徵，最常用的就是示意圖和實物圖，

但要考慮到實物圖對學生的理解可能反而會產生困難，因此，並非都 以實物圖呈現為最佳。

三、 功能性知識的知識表徵分佈情形

本研究將生物知識加以分類，第一類是前面所稱的「構造性知 識」 ，另一類則是「功能性知識」 。下面將針對功能性知識加以分析，

探討三個版本教科書之中的功能性知識，其知識表徵使用的情況。在 此，會先呈現出三個版本在功能性知識方面，知識表徵的分佈情形，

接著，再做分析與討論。

（一） 研究結果

◎ A 版本知識表徵分的佈情形

A 版本各個分析單元及整體來看，在功能性知識方面，知識表徵 的分佈情況如表 4-1-7，而圖 4-1-7 則是整體上，各知識表徵所佔的百 分比。

表 4-1-7 A 版本功能性知識各項知識表徵次數分配表

表徵 （次數）

概念陳述 例子 類比 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

單元名稱 ^{正向 負向 文字 圖像}

循環系統 20 4 0 0 0 1 4 3.7 0 0 神經系統 17.3 9.7 1 0 0 1 7 5 1 0

消化系統 29 1 0 1 0 0 1 1 0 0

總和 66.3 14.7 1 1 0 2 12 9.7 1 0

圖 4-1-7 A 版本功能性知識各項知識表徵所佔百分比

61.56 13.65

0.93 0.93 0.00

1.86 11.14 9.01 0.93 0.00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 概念陳述

正向例子 負向例子 類比文字 類比圖像 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他 知識表徵類別

百分比(%)

綜合所有知識表徵來比較，由表 4-1-7 可以看出，A 版本在功能 性的知識方面，呈現的知識表徵是以語文表徵中的概念陳述為主，它 出現的總次數有 66.3 次，從圖 4-1-7 也可以得知，其佔所有知識表徵 的 61.56%；排名第二的，也是屬於語文表徵大類的其中一項，它是

「正向例子」 ，出現頻率共有 14.7 次，所佔的比例為 13.65%；位居第 三的是視覺表徵中的示意圖，它出現的頻率有 12 次，佔所有知識表 徵百分比為 11.14%；緊接著，第四名是視覺表徵的流程圖，它出現 的次數是 9.7 次，佔了 9.01%的比例；第五名是視覺表徵的實物圖，

使用次數只有兩次，佔所有知識表徵的 1.86%。

前段所述是綜合所有知識表徵一起來比較，現在將語文表徵和視 覺表徵分開來觀察。在語文表徵的部分，A 版本都有使用到每一項知 識表徵，但是比例有所不同，出現次數最多的是概念陳述，它佔所有 語文表徵的 79.88%；接著，正向例子次之，它所擁有的百分比則是 17.71%；然而，負向例子和類比文字則只有 1 次的出現次數，跟前面 兩項知識表徵比起來，明顯少了很多。

另一類是視覺表徵，在 A 版本的功能性知識當中，視覺表徵的

使用主要是以示意圖為主，它佔了所有視覺表徵的 48.58%；第二名

的是流程圖，它所佔的比例為 39.27%；另外，實物圖及表格也都有

使用到，各出現了 2 次和 1 次；關於類比圖項的知識表徵，A 版本並

沒有使用到。

◎ B 版本知識表徵分的佈情形

B 版本三個分析單元，在構造性知識方面，各個單元知識表徵分 佈情形以及綜合觀之的知識表徵分佈情況如表 4-1-8，而圖 4-1-8 則是 綜合三個分析單元內的構造性知識，其內各知識表徵所佔的百分比。

表 4-1-8 B 版本功能性知識各項知識表徵次數分配表

表徵 （次數）

概念陳述 例子 類比 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

單元名稱 ^{正向 負向 文字 圖像}

循環系統 20.3 3 0 3.7 2 0 5 4.3 0 0 神經系統 23.3 7.7 1 2 2 0 2.7 3.7 0 0

消化系統 21 3 0 1 1 0 1 0 0 0

總和 64.6 13.7 1 6.7 5 0 8.7 8 0 0

圖 4-1-8 B 版本功能性知識各項知識表徵所佔百分比

59.98 12.72

0.93 6.22 4.64 0.00

8.08 7.43 0.00 0.00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 概念陳述

正向例子 負向例子 類比文字 類比圖像 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他 知識表徵類別

百分比

在 B 版本的教科書當中，各項知識表徵的比較上，仍以語文表 徵的概念陳述遙遙領先，它出現的總次數達 64.6 次，佔所有知識表 徵的 59.98%；佔居第二名的，仍是屬於語文表徵內的一項，它是正 向例子，其使用頻率有 13.7 次，所佔比例為 12.72%；第三名的是視 覺表徵的示意圖，它有 8.7 次的出現次數，佔所有知識表徵的 8.08%；

緊接著，第四名則是視覺表徵的流程圖，它和示意圖相差無幾，出現 次數是 8 次，佔有 7.43%的比例；第五名是語文表徵的類比文字，它 有 6.7 次的使用次數，所佔百分比是 6.22%；下一個是視覺表徵的類 比圖像，它和類比文字的出現次數相當，有 5 次的出現次數，所佔比 例為 4.64%；最後，是語文表徵的負向例子，它的總出現次數才僅僅 1 次。

如果將語文表徵單獨分析，可以發現：B 版本在功能性知識上，

運用了每一項的知識表徵。很顯然的，概念陳述還是佔了最大的比 例，佔所有語文表徵的 75.11%；正向例子佔第二，有 15.93%的比例；

接著是類比文字，它也有 7.79 個百分比；然而， 「負向例子」知識表 徵僅出現在神經系統的單元當中，而且只有 1 次，它也只佔了語文表 徵的 1.16%。。

視覺表徵方面，共使用了三項知識表徵，分別是示意圖、流程圖 以及類比圖像，其餘兩個知識表徵——實物圖和表格，在 B 版本當 中沒有被使用到。在這三項被使用到的知識表徵，每一項的出現次數 並沒有很大的差距，最多的是示意圖，它佔所有視覺表徵的 40.09%；

緊接在後的是流程圖，它所佔的百分比為 36.87%；類比圖像則有 23.04%的比例。

◎ C 版本知識表徵分的佈情形

C 版本共分析三個單元，在構造性的知識方面，各個單元知識表

徵分佈情形以及綜合觀之的知識表徵分佈情況如表 4-1-9，而圖 4-1-9

則是綜合三個分析單元內的構造性知識，其內部各知識表徵所佔的百

分比。

表 4-1-9 C 版本功能性知識各項知識表徵次數分配表

表徵 （次數）

概念陳述 例子 類比 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

單元名稱 ^{正向 負向 文字 圖像}

循環系統 18.7 3 0 0.3 0 1 1.7 3.7 0 0 神經系統 15.7 7.3 0 1 0 1.3 0.3 1 0 0

消化系統 24 1 0 0 0 0 0 0 0 0

總和 58.4 11.3 0 1.3 0 2.3 2 4.7 0 0

圖 4-1-9 C 版本功能性知識各項知識表徵所佔百分比

73.00 14.13

0.00 1.63 0.00

2.88 2.50 5.88 0.00 0.00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 概念陳述

正向例子 負向例子 類比文字 類比圖像 實物圖 示意圖 流程圖 表格 其他

知識表徵類別

百分比(%)

C 版本教科書中，由表 4-1-9 和圖 4-1-9 可以看出，在所有知識 表徵之中，以語文表徵的概念陳述佔最大的比例，它的出現次數有 58.4 次，佔所有知識表徵的 73%；位居第二名的，則是語文表徵的正 向例子，它有 11.3 次的出現頻率，所佔百分比為 14.13%；第三名的 是視覺表徵中的流程圖，它的出現次數明顯比前兩名的少了很多，它 的出現次數有 4.7 次，佔有 5.88%的比例；排名第四的是視覺表徵的 實物圖，它的使用次數有 2.3 次，佔所有知識表徵的 2.88%；第五名 的知識表徵的出現次數和實物圖的十分相近，它是視覺表徵的示意 圖，出現次數為 2 次，所佔百分比為 2.50%；最後，則是語文表徵的 類比文字，它有 1.3 次的出現頻率，佔所有知識表徵的 1.63%。

上面所敘述的，是將所有知識表徵綜合起來分析，接下來，將把 語文表徵和視覺表徵區分開來觀察。在語文表徵方面，出現次數最多 的是概念陳述，它佔所有語文表徵的比例高達 82.25%；位居語文表 徵第二名的是正向例子，所佔百分比為 15.92%；第三的則是類比文 字，它僅佔有 1.83%的比例。而在 C 版本語文表徵的使用上，並沒有 出現負向例子的知識表徵。

在視覺表徵方面，使用到的知識表徵包括實物圖、流程圖以及示 意圖，C 版本並沒有運用類比圖像和表格的知識表徵。功能性的知識 內，流程圖的所佔的百分比最多，佔了一半的比例，有 52.22%；而 實物圖和示意圖則不相上下，各佔了 25.55%以及 22.22%的比例。值 得一提的是，在所有分析的單元中， 「消化系統」單元都沒有使用到 任何的視覺表徵，換句話說，「神經系統」單元在功能性的知識內只 有使用語文表徵這類的知識表徵。

（二） 分析討論

綜合上面所述，不管是哪一個版本，對於功能性知識的內容，其 知識表徵的呈現上，都是以語文表徵的概念陳述為主，而且佔了相當 大的比例，除此之外，出現次數排名第二的都是語文表徵的正向例 子，所佔百分比有約 11~13%。這和整體分析，亦即將構造性知識和 功能性知識綜合比較的結果相一致。

在本研究當中所指的功能性知識乃是某一知識所扮演的角色、一

連串的步驟或改變、造成此行為的機制，通常是抽象的實體。然而就 是因為這樣的特性，再加上日常生活上並不容易接觸到，致使學生在 學習的時候會產生困難。正因為如此，教科書應該要提供不同的表徵 給學生，讓學生能夠理解這些知識（Roseman, 2002） 。如果以這樣的 標準來分析，功能性知識中所運用的知識表徵比構造性功能所使用的 還要多元了，當然，這和知識本身的特性也很有關係，例如：流程圖 的知識表徵是藉由濃縮一連串的口語符號，呈現出一科學知識的路徑 或循環的基模，因此，並不容易在構造性的知識上使用到。但是，也 因為功能性知識的抽象性，所以不管是那個版本，都運用了比較多種 的知識表徵來呈現。

如果比較各版本知識表徵的分佈情形，在語文表徵方面，C 版本 使用的知識表徵種類最少，它並沒有使用到負向例子；而 A 版本和 B 版本都有使用到每一項知識表徵，但是，只有 B 版本使用較多次的 類比文字，而 A 和 C 版本雖然也有使用到類比文字，但都只有出現 1 次。當我們學習的時候，面對不熟悉的過程性知識，通常會使用較簡 單的類比來解釋（Wandersee, 2000） ，如果教科書能提供類比給學生，

對學生的學習會有相當的幫助，因此，A 版本和 C 版本在「類比文字」

知識表徵的使用是略顯不足的。而另一個知識表徵——負向例子，除 了 C 版本根本沒使用外，A 版本和 B 版本雖然都有運用到，可是，

卻都只有在「神經系統」單元內出現過 1 次，換句話說，負向例子的 知識表徵不管是在那個版本都是比較少的。

視覺表徵方面，流程圖在功能性知識上被充分使用到，這和此類 知識本身的特性有關。類比圖像的知識表徵只有在 B 版本有多次的 出現頻率，而且，它會和類比文字互相配合，這有助於學生的學習，

A 版本和 C 版本就沒有使用到這項知識表徵，提供學生另一種思考的 機會。在表格的知識表徵，則只有 A 版本有運用到，表格可以讓學 生很清楚的瞭解某一個知識內各物件彼此之間的關係，如果這些都以 語文表徵來呈現，那學生勢必要自己去尋找這些關係（Robinson &

Schraw, 1994） ，這對某些學生來說，可能會發生困難，因此，教科書

應要提供「表格」知識表徵，就這點來分析，B 版本和 C 版本顯然出

現次數比 A 版本出現次數少。

另外，不管是哪一個版本，在「消化系統」單元內，所運用到的 知識表徵並不多，無論是使用的次數或項目都有這樣的現象，尤其是 C 版本，更是只有語文表徵的使用，而且，只有出現語文表徵的其中 兩項，概念陳述及正向例子；A 版本和 B 版本雖有用到視覺表徵，但 次數並不多，這應該是要加強的地方。在構造性知識及整體來看， 「消 化系統」相較於其他單元，也都是以語文表徵為主，和功能性知識所 得到的結果相似。

第二節 學生對語文表徵與增加視覺表徵理解的分析

本研究的第二階段是想要瞭解學生面對以不同知識表徵（以下簡 稱為表徵）形式呈現的文本時，其課文閱讀理解的情形。依據此研究 目的，第二階段乃根據第一階段分析的結果，將現行教科書的文本內 容加以修改，形成第二階段的問卷，並以此問卷施測及進行晤談。本 節將針對研究的第二階段，關於學生在閱讀教科書文本的過程當中，

對於「語文表徵」與增加「視覺表徵」理解差異的比較加以分析，並 進一步探討造成此種差異的因素。在視覺表徵方面，又將其分為「圖 片表徵」和「表格表徵」，以利於分析比較。因此，此節又分為三部 分加以詳述，第一部分是對於語文與增加圖片表徵的比較；第二部分 則針對語文和增加表格表徵的比較；第三部分則是探討不同閱讀理解 能力的學生對於「語文表徵」與增加「視覺表徵」理解的差異情況又 是如何。

一、 語文表徵和增加圖片表徵理解的比較

這一部分將針對「語文表徵」及加入「視覺表徵」中的圖片表徵 這兩項知識表徵加以比較。而圖片表徵又可分為兩個部分分別來探 討，第一部份是屬於靜態的圖片，實物圖和示意圖皆屬於此類，第二 部分則是可以呈現出科學知識路徑或循環的圖片，也就是流程圖。以 下將就這兩部分分別討論之。

（一） 語文表徵和增加靜態圖片（實物圖及示意圖）表徵的比較

此處所指的「語文表徵」即是以文字的方式呈現出某一個生物知

識，亦即學生在閱讀以此知識表徵呈現的生物知識時，僅有以文字的 方式來描述；而和其相比較的是增加「靜態圖片表徵」 ，也就是學生 所閱讀的文本，除了以語文表徵呈現之外，還會加上實物圖或示意圖 的知識表徵。總共有五道題目，每一道題目都有兩小題，第一小題是 語文表徵，第二小題是加入靜態圖片表徵的題目；這五道題目當中，

有四題是屬於構造性知識，一題功能性知識的題目，功能性知識的題 目只有一題，主要是因為靜態圖片表徵較不適合呈現出動態的知識，

所以，從教科書文本分析中得到的結果僅有一個是屬於功能性知識表 的概念。表 4-2-1 是學生對於此兩種表徵課文閱讀理解的比較。

表 4-2-1 全體學生對語文表徵與增加靜態圖片課文閱讀理解的比較 樣本數 平均數 標準差 t 值

語文 290 7.78 4.09

增加靜態圖片 290 8.89 4.29 9.28*

*p＜0.05

表 4-2-2 不同知識類別的語文表徵與增加靜態圖片課文閱讀理解之 比較

知識類別 知識表徵 樣本數 平均數 標準差 t 值 語文 290 6.03 3.26 構造性知識

（4 題） 增加靜態圖片 290 7.02 3.43 9.44*

語文 290 1.74 1.04 功能性知識

（1 題） 增加靜態圖片 290 1.86 1.09 3.51*

*p＜0.05

由表 4-2-1 的結果可以發現，學生在閱讀語文表徵的文本時，理 解情況調查的平均分數是 7.78 分，而閱讀有靜態圖片表徵的文本時，

則是 8.89 分，統計分析的結果是 t=9.28，p＜0.05，顯示兩者有達顯 著差異，由此可以證明：在閱讀文本時，如果加入實物圖或示意圖，

學生認為確實會增加他們對於生物概念的瞭解，而且，不管是閱讀構

造性知識或功能性知識，圖片都能輔助他們的課文閱讀理解，表 4-2-2

中，構造性知識方面，閱讀語文表徵的課文閱讀理解分數是 6.03 分，

閱讀含有靜態圖片表徵的文本是 7.02 分，統計分析的 t 值為 9.44，p

＜0.05，達顯著差異；功能性知識方面（第十四題），閱讀語文表徵 的文本，其理解分數是 1.74 分，閱讀含有靜態圖片表徵的文本則是 1.86 分，經過統計分析，t=3.51，p＜0.05，表示有達顯著差異。透過 學生的問卷及晤談的結果也可以得到證實。學生分別看完兩段文本之 後，被要求自行比較哪一段是比較理解的段落，學生反應的情況如表 4-2-3：

表 4-2-3 學生自行比較語文表徵和增加靜態圖片表徵之反應情況表

構造性知識 功能性知識

第五題 第十三題 第十八題 第十九題 第十四題 第一段

22(7.6%） 24(8.3%） 17(5.9%） 51(17.6%） 44(15.2%）

第二段

161(55.5%) 142(49%) 160(55.2%) 119(41%) 118(40.7%)

沒差別，都看得懂

25(8.6%) 79(27.2%) 47(16.2%) 60(20.7%) 70(24.1%)

沒差別，都看不懂

82(28.3%) 45(15.5%) 66(22.8%) 60(20.7%) 58(20%)

在表 4-2-3 中，選項裡的第一段指的是只有呈現語文表徵的敘 述，也就是前述的第 1 小題，第二段指的是除了語文表徵之外，還加 入靜態圖片表徵的敘述，也就是前面所指的第 2 小題。表格中左邊的 數字是勾選該項目的人數，刮號內的數字則是勾選該項目人數佔所有 人數的百分比。從表中統計的結果可以看到，每一道題目裡都是第二 段選項的反應人數明顯比其他選項的人數還要多，亦即學生對於第二 段，也就是有加入靜態圖片的段落，他們都認為比較能理解此段的概 念在講些什麼。學生填寫原因時，也明顯指出是因為圖片的因素，他 們的回答如下：

（第五題）

上面兩段話（第 2 題包含圖），哪一段話比較能讓你清楚瞭解維管束內到底長什麼樣子？

…第一段 ;第二段 …沒有什麼差別，兩個都能讓我完全了解 …沒差別，兩個都看不懂 為什麼？ 圖片比較好瞭解

（資料來源：0309121）

題 號 選 項

（第十三題）

上面的第 1 段和第 2 段中，哪一段話比較能讓你清楚瞭解紅血球的形狀？

…第一段 ;第二段 …沒有什麼差別，兩個都能讓我完全了解 …沒差別，兩個都看不懂 為什麼？ 有圖使我更瞭解什麼是紅血球

（資料來源：0114212）

由上面的資料可以清楚看到，學生認為圖片確實有助於對概念的 理解。這主要是因為「圖片」知識表徵能將一知識系統內有關結構的 組成部分之空間關係明確的指出來，使學生不但能很清楚的瞭解各構 造的名稱，而且還能知道彼此確切的空間關係，這有利於他們腦中對 於構造性知識方面的模型之形成，另一方面，對於腦中已由文字產生 心智模型的學生，可以有機會作比對，以修正或增強他原本的心智模 型，此可由學生的晤談的過程中就可以得到證實（以下的對話中，R 代表晤談者；S 代表學生）。

（晤談題目：第十八題）

R：第十八題中，哪一小題比較能讓你瞭解它在講什麼？

S：（看完之後）第 2 小題。

R：為什麼？

S：因為…裡面的圖…

R：裡面的圖怎樣了嗎？

S：裡面它的神經有告訴你哪些是哪些的，它們在哪裡都有講…

R：那第 1 小題呢？

S：第 1 小題沒有呀！它只是在解釋告訴你而已。

R：意思就是說上面文字解釋，你並不知道位置在哪裡嗎？

S：…不太清楚，很難想，可是有圖就知道了呀！

（資料來源：0113111）

（晤談題目：第十八題）

R：第十八題中，哪一小題你比較瞭解？

S：（看完之後）第 2 小題。

R：為什麼？

S：因為有圖嘛！

R：為什麼有圖會讓你比較瞭解？

S：因為…原本「神經組織逐漸往身體的前端集中」這句話不太確定在它講些什麼，但是，它（指

圖）有畫，就可以和它（文字）相比較，看它們差在哪裡。

R：也就是說，如果沒有圖的話，就比較不知道它在講什麼？

S：也還好啦，只是可以和自己原本想的比較一下。

（資料來源：0113202）

不管是知識還是人們腦中的心智模型都是由很多表徵組合起來 的（Franco & Colinvaux, 2000） 。從上面兩段談話中可以很清楚發現，

當靜態圖片和語文表徵一起呈現時，圖片表徵可以彌補語文表徵之不 足，學生會利用圖片表徵來和語文表徵的內容相比較，試圖找出兩種 表徵的相關之處，以建構他們腦中關於動物神經系統構造的圖像心智 模型，也可以利用圖片表徵和自己由語文表徵的理解所形成的心智模 型相比較。如果學生閱讀到只呈現語文表徵的文本，他們則沒有機會 修正或增強他由語文表徵的理解所形成的心智模式。而在功能性知識 方面，雖然研究中僅有一題，但由學生的回答之中也可以知道，圖片 表徵的呈現會有助於學生對功能性知識的瞭解。

（晤談題目：第十四題）

R：知道圖在畫什麼嗎？

S：其實不是很懂。

R：那你怎麼說有圖可以讓你比較瞭解？

S：因為字（此學生指的是“意思＂）很多都看不懂，雖然圖不是很懂，但是我可以知道它（白 血球）會吃細菌。

（資料來源：0113262）

（晤談題目：第十四題）

R：文字當中的「產生抗體」知道是什麼意思嗎？

S：（想了一會兒）不知道 R：你為什麼說有圖比較懂？

S：因為它有畫把細菌吃掉ㄚ，我就知道了白血球會吃細菌。ㄚ！「產生抗體」大概是把細菌吃 掉的意思。

（資料來源：0113292）

上述的晤談過程中，學生對於白血球的功能，由語文表徵的描

述，都不是很瞭解，但由於圖片的表徵，使得他們理解到「白血球會 吃細菌」這件事。因此，即使是功能性知識方面，雖然靜態圖片知識 表徵只能呈現出一連串科學過程中的某一個階段，但是，這對學生來 說，可以很輕易的抓到概念的重點。圖片表徵不但可以引發他長期記 憶中非語文系統的記憶庫，也可以引發他語文系統的記憶庫，所以，

可以幫助他瞭解科學概念，建立心智模型。然而，僅僅語文表徵的呈 現，尤其對學生來說是屬於抽象的文字，根本無法找到對應的非語文 表徵，也因此對於科學概念的瞭解就有限了，這和 Paivio（1986）提 出「二元編碼」理論的說法是相一致的。

（二） 語文表徵和增加流程圖表徵的比較

前面所分析的變項之一是「視覺表徵」中圖片表徵裡面的靜態圖 片，接下來，這一部份要探討的是學生對於增加圖片表徵中的另一 類——流程圖表徵和僅以「語文表徵」呈現的課文閱讀理解之比較。

總共有五道題目，每一道題目也都含有兩小題，這兩小題皆闡述相同 的生物知識，不同的是，第一小題只有文字的形式呈現，意即在此稱 之的「語文表徵」變項；第二小題除了語文表徵之外，還包含了流程 圖的知識表徵，也就是於此所謂的增加「流程圖表徵」變項。在題目 的類型方面，和前面第一部份的情況相反，起因於「流程圖」知識表 徵的特點，造成此一部份只有一題是屬於構造性知識，其餘四題都是 功能性知識的題目。全體學生對於「語文表徵」以及對加入「流程圖 表徵」課文閱讀理解的比較如下表 4-2-4。

表 4-2-4 全體學生對語文表徵與增加流程圖課文閱讀理解的比較 樣本數 平均數 標準差 t 值

語文 290 8.00 4.29

增加流程圖 290 8.88 4.42 6.48*

*p＜0.05

表 4-2-5 不同知識類別的語文表徵與增加流程圖課文課文閱讀理解 之比較

知識類別 知識表徵 樣本數 平均數 標準差 t 值 語文 290 1.30 1.01 構造性知識

（1 題） 增加流程圖 290 1.57 1.07 7.20*

語文 290 6.70 3.52 功能性知識

（4 題） 增加流程圖 290 7.32 3.58 5.24*

*p＜0.05

整體觀之，學生對於有流程圖知識表徵的敘述，理解情況的平均 分數是 8.88 分；對於僅有語文表徵的敘述，理解狀況的平均分數則 是 8 分，經由統計分析進行檢測，得 t=6.48，p＜0.05，兩者有達顯 著差異，代表學生在閱讀完兩段具有不同知識表徵的敘述之後，認為 流程圖知識表徵的文本讓他們對於生物知識產生較多的理解（見表 4-2-4） 。如果將構造性知識和功能性知識分開比較，也是產生一樣的 結果。從表 4-2-5 就可以看出，在構造性知識方面（第二十三題），

閱讀語文表徵文本的課文閱讀理解分數是 1.30 分，而閱讀含有流程 圖表徵的文本是 1.57 分，統計分析之後所得的 t 值為 7.20，p＜0.05，

達顯著差異；功能性知識方面，學生閱讀語文表徵的文本之後，其理 解分數是 6.70 分，閱讀含有流程圖表徵的文本則是 7.32 分，經過統 計分析，t 值是 5.24，p＜0.05，表示達顯著差異。透過學生的問卷及 晤談的結果也可以得到證實。學生在填寫問卷時，分別看完兩段敘述 之後，被要求自行比較哪一段是比較理解的段落，學生反應的情況如 表 4-2-6：

表 4-2-6 學生自行比較語文表徵和增加流程圖表徵之反應情況表

構造性知識 功能性知識

第二十三題 第八題 第九題 第二十五題 第二十八題 第一段

26(9.0%） 81(27.9%） 50(17.2%） 22(7.6%） 27(9.3%）

第二段

153(52.8%) 114(39.3%) 112(38.6%) 151(52.1%) 142(49%)

沒差別，都看得懂

31(10.7%) 53(18.3%) 75(25.9%) 55(19.0%) 64(22.1%)

沒差別，都看不懂

80(27.6%) 42(14.5%) 53(18.3%) 62(21.4%) 57(19.7%)

題 號 選 項

上表 4-2-6 選項中指的第一段是僅有語文表徵的描述，第二段則 是有語文表徵再加上流程圖表徵的描述。從表中的數據可以發現，不 管是構造性知識的題目，還是功能性知識的題目，學生都認為第二 段，也就是包含流程圖知識表徵的敘述能讓他們比較瞭解。這個現象 也可以由學生填寫問卷中的原因得到印證。

（第八題）

上面兩段話（第 2 題包含圖），哪一段話比較能讓你清楚瞭解瓣膜的功能？

…第一段 ;第二段 …沒有什麼差別，兩個都能讓我完全了解 …沒差別，兩個都看不懂 為什麼？ 他清楚的標出每個位置及方向

（資料來源：0114342）

（第二十五題）

上面兩段話（第 2 題包含圖），哪一段話比較能讓你清楚瞭解什麼是反射？

…第一段;第二段 …沒有什麼差別，兩個都能讓我完全了解 …沒差別，兩個都看不懂

為什麼？ 圖易懂

（資料來源：0202262）

（第二十八題）

上面兩段話（第 2 題包括圖），哪一段話比較能讓你清楚區分反射與意識？

…第一段 ;第二段 …沒有什麼差別，兩個都能讓我完全了解 …沒差別，兩個都看不懂 為什麼？ 有簡單的圖

（資料來源：0308161）

從上面的資料可以知道，給予學生兩段具有不同知識表徵的文 本，他們在閱讀之後，都明確的指出讓他們產生比較多理解的原因是 因為有流程圖的提供。更有學生進一步寫出流程圖能讓他們比較快理 解文本內所要說明的生物知識，內容如下：

（第二十三題）

上面兩段話（第 2 題包含圖），哪一段話比較能讓你清楚瞭解什麼是感覺神經？什麼是運動神 經？

…第一段 ;第二段 …沒有什麼差別，兩個都能讓我完全了解 …沒差別，兩個都看不懂 為什麼？ 因較快的使我瞭解

（資料來源：0308202）

當同時有「流程圖」知識表徵呈現的時候，學生普遍認為有助於 他們對某一生物知識的課文閱讀理解，而且可以比較快的抓住概念的 重點。推究其原因，主要是因為流程圖知識表徵利用箭頭、語文的符 號等呈現出某一科學行為或機制，Paivio（1986）認為非語文的刺激 能十分快速的激發長期記憶中的語文系統，但語文刺激對於非語文系 統的激發則慢了許多，所以，非語文的刺激較容易理解與記憶，流程 圖知識表徵就是如此，由以下學生的談話中可以證實：

（晤談題目：第九題）

R：為什麼第 2 小題比較懂？

S：因為有圖呀！

R：為什麼？

S：因為圖裡有箭頭。

R：箭頭？你看到了什麼了嗎？

S：裡面的血在流動，讓我知道身體裡面的情況，它到底長什麼樣子。

（資料來源：0113111）

（晤談題目：第九題）

R：為什麼第 2 小題比較懂？

S：也不是比較懂啦！其實都懂，只是有圖馬上就知道它在說什麼。

R：為什麼？難道文字不行嗎？

S：（搖頭）字的話還要想，然後才能把圖畫出來，可是這個圖直接把整個心臟的收縮及舒張都畫 出來，我就不用想得這麼辛苦了。

（資料來源：0113031）

過程性的知識是序列性、有時間性的知識，它通常是微觀的，對 於學生而言，要學習它（過程性知識）並不容易（Aleixandre, 1996；

Barak, 1999） 。本研究中的功能性知識就屬之，而此部分共有四題題

目，因此，學生要形成此類知識的心智模型就必須要有抽象思考及推

論的能力，圖片則有助於學生的推論（Holmes, 1987） ，而此類知識最

常使用的視覺表徵，從第一節分析的結果可以知道，即是流程圖。從

上面的對話中清楚的顯示出，流程圖知識表徵確實幫助學生對於功能

性知識的推論，因而減少了課文閱讀理解的時間，讓學生能有效的形

成他的心智模型。另一方面，即使是構造性知識，假若學生不能觀察

或親身經歷，對他們來說，也是十分抽象的，同樣也需要圖片知識表 徵的協助，此部分的其中一題是屬於構造性知識，也就是第 2 小題，

它是以流程圖來呈現，然而，研究結果顯示出，它也有和功能性知識 相同的結果。

二、 語文表徵和增加表格表徵理解的比較

這一部份的內容將針對「語文表徵」和加入「視覺表徵」中的表 格知識表徵加以比較。此類型的題目共有五道題，每一道題目之中有 兩小題，第 1 小題僅呈現出語文表徵，第 2 小題則是除了語文表徵以 外，還加入了表格的知識表徵。因為表格知識表徵可能會包括同時構 造性知識及功能性知識，所以，此部分在探討的時候並不會將構造性 知識和功能性知識分別視之。學生對「語文表徵」和增加「表格知識 表徵」的課文閱讀理解情況的比較如表 4-2-7。

表 4-2-7 全體學生對語文表徵與增加表格知識表徵課文課文閱讀理 解的比較

樣本數 平均數 標準差 t 值

語文 290 7.87 3.98

增加表格 290 9.30 4.15

13.94*

*p＜0.05

從表 4-2-7 的統計結果可以很明顯的看出，學生對於語文表徵的 課文課文閱讀理解的平均分數是 7.87 分，若包括表格知識表徵的課 文閱讀理解分數則是 9.30 分，經過統計分析，進行 t 檢測，得 t=13.94，

有達顯著差異，也就是說表格知識表徵對學生而言，是有助於他們對 於文本當中所敘述的生物知識之理解。

問卷的內容除了要學生勾選理解情形之外，也要求學生自行比較

這兩段敘述對他們而言，哪一段有較多的理解，學生的反應情況如表

4-2-8。

表 4-2-8 學生自行比較語文表徵和增加表格知識表徵之反應情況表

第一題 第三題 第十七題 第二十題 第二十一題

第一段

22(7.6%） 57(19.7%） 15(5.2%） 18(6.2%） 12(4.1%）

第二段

185(63.8%) 145(50.0%) 146(50.3%) 131(45.2%) 175(60.3%)

沒差別，都看得懂

37(12.8%) 39(13.4%) 30(10.3%) 107(36.9%) 55(19.0%)

沒差別，都看不懂

46(15.9%) 49(16.9%) 99(34.1%) 34(11.7%) 48(16.6%)

表 4-2-8 選項列中的“第一段＂指的是僅有「語文表徵」的段落；

“第二段＂則是包含兩種知識表徵，也就是「語文表徵」和「表格知 識表徵」的段落。從表中的數據可以清楚的看到：勾選“第二段＂的 人數明顯高於其他選項，每一題都有至少 45%以上的人認為第二段能 讓他們更瞭解文本的內容。由此可知，學生認為包含表格知識表徵的 文本能增加他們對生物知識的理解。特別的是，第二十題選擇“沒差 別，都看得懂＂之比例相當高（佔 36.7%），主要的原因是他們在先 前已經學過「卵生」 、 「胎生」的知識。科學知識的學習或閱讀理解和 學生的先備知識息息相關（Alexander & Kulikowich, 1994; Baudet &

Denhiere, 1991） 。當在他們的腦中已具有較完備的心智模型，對某些 學生而言，呈現較多的知識表徵對他們課文閱讀理解的狀況並沒有多 大的幫助，因為他們對此概念的心智模型已經建立；但對某些學生而 言，雖然有很完整的心智模型，但他們認為呈現語文表徵以外的知識 表徵可以幫助其修正或增強原本的心智模型。從以下的對話可以得到 證實：

（晤談題目：第二十題）

R：你們有沒有教過這個觀念？

S：有。

R：那你為什麼認為兩段沒差？

S：因為這些我本來就知道，上面的字和下面的圖其實都一樣，只是圖比較簡單。

R：這些和你知道的一不一樣？

S：一樣吧！？

R：你們有教過卵胎生嗎？

S：…

（資料來源：0113061）

題 號 選 項

（晤談題目：第二十題）

R：你們有沒有教過這個觀念？

S：有。

R：那裡面寫的你都懂囉？

S：對。

R：所以你才說有沒有表格都沒差囉？

S：對呀！但是有的話，可以讓我比較一下。

R：比較什麼？

S：馬上可以讓我比較和自己想的有沒有一樣。

（資料來源：0113031）

上面兩位學生在問卷填答上，都勾選“沒差別，都看得懂＂這個 選項，但卻呈現出不同的現象。從學生 0113061 的回答當中就可以發 現，這位學生本身對動物生殖的方式已具有先備概念，腦中早已存有 心智模型，因此，他認為表格知識表徵的呈現並沒有幫助，而且他也 沒有利用它把原本的心智模型再精緻化。而學生 0113031 雖然認為兩 段話沒差別，他都懂，但是，他有再利用表格知識表徵來修正自己的 心智模型。

再來看看勾選“第二段＂的學生，他們的想法又是如何。另一位 學生 0113232 雖然都瞭解文本內的內容，但是，他卻認為有表格知識 表徵仍能幫助他瞭解，因為可以將原本的心智模式作修正，晤談結果 如下：

（晤談題目：第二十題）

R：這個你們有教過嗎？

S：有教過。

R：裡面講的都懂嗎？

S：（點頭）

R：你剛剛說因為有表格讓你比較瞭解，為什麼？

S：因為它把重點直接說出來。以前沒教過卵胎生，但我有聽過，看字的時候比較模模糊糊的…，

有表的話就可以比較和其它有什麼不同了。

R：那和你學的有沒有不一樣？

S：沒有。只是我又知道卵胎生是什麼了。

（資料來源：0113232）