（ One-way ANOVA analysis）

(1)

第肆章研究結果

本章將針對在本研究中所收集到之資料進行分析，分析結果可以分為量化資料與質性資料部份，量化資料來自於前測、後測以及延宕測驗之測驗結果，而質性資料則為自我解釋問卷所收集到之學生自我解釋敘述。

在本章量化資料的描述上，將個別學生之學習成就分為測驗之答對率、解釋題答對率兩者，另外學生所持有之概念架構之解釋融貫性由 Thagard 之 ECHO 程式運算出之解釋融貫性係數表示。由於 ECHO 運算的是概念架構中某單一命題在整個架構中之解釋融貫性係數，在此研究中則是將個別學生之概念架構中所有命題之融貫性係數加以平均之值來代表個別學生之概念架構之解釋融貫性，而個別學生之概念架構取決於學生在解釋題部份的回答組合。

第一節測驗結果概觀

在此節中將敘述控制組、反駁文本組以及自我解釋組等三組學生在板塊構造運動學說測驗中的表現以及比較與分析。

一、各組起始知識分析—前測結果差異分析

首先將對於前測結果進行單因子變異數分析

（ One-way ANOVA analysis）

，以了解在進行教學實驗之前，學生之於板塊構造學說的表現是否可以視為沒有差異。在測驗結果中，將得到學生對於板塊構造運動學說測驗的三項數值：

（一）答對率：學生在此測驗中所答對題數所佔之百分比值。

(2)

（三）解釋融貫性係數：由學生在解釋題部份的回答經過編碼後輸入ECHO所獲得之值。

因此將分為此三個面向來進行分析，而三個面向皆先進行變異數同質性檢定，獲得顯著性分別為 .086、 .249、 .274，皆未違反變異數同質性假定，所以繼續進行變異數分析，獲得結果如表4-1-1所示。

表4-1-1 前測結果變異數分析

控制組 N=40

反駁文本組 N=40

自我解釋組 N=40

F 值顯著性

平均答對率

（標準差）

66.11 (8.07)

68.61 (7.69)

68.15

(10.53) .902 .409

平均解釋題答對率

（標準差）

80.386 (12.06)

83.66 (9.72)

81.73

(13.46) .769 .466

平均解釋融貫性係數

（標準差）

47.11 (4.65)

47.31 (4.44)

46.17

(5.11) .660 .519

P*＜.05；P**＜.01；括號中數值為其標準差。

由以上分析獲得三組學生之表現在測驗總答對率方面的 F 值為 .902，未達到顯著水準（p= .409）；在解釋題答對率方面的 F 值為 .769，未達到顯著水準

（p= .466）；在解釋融貫性係數方面的 F 值為 .660，未達到顯著水準（p= .519）。由以上分析可知，三組學生在進行教學實驗之前在板塊構造運動學說測驗之表現可以視為沒有差異。

(3)

二、各次測驗組間結果比較分析

教學之後即實施後測，另在教學後六週實施延宕測驗，測驗結果由答對率、

解釋題答對率以及解釋融貫性係數三個面向來進行分析。由於在教學後六週之中，學校舉行期中考且範圍包含此一主題，推論延宕測驗之表現將受到準備考試之影響，延宕測驗在期中考三週後進行。

（一）答對率

各組各次測驗之平均答對率如圖 4-1-1 所示，結果顯示兩組實驗組之平均答對率在後測增加較為明顯，尤其是自我解釋組，而控制組呈現較緩和之增加趨勢。

55 60 65 70 75 80 85

前測後測延宕測驗

測驗別平

均答對率

控制組反駁文本組自我解釋組

圖 4-1-1 各組各次測驗平均答對率變化

各組各次測驗之平均答對率如表 4-1-2 所示，結果顯示控制組與反駁文本組之標準差在後測增加，尤其控制組學生由 8.07 增加至 10.48，顯示出控制組與反

(4)

測為小。

表4-1-2 各組各次測驗之平均答對率及變異數分析

控制組 N=40

F值顯著性

前測

（標準差）

66.11 (8.07)

68.61 (7.69)

68.15

(10.53) .902 .409

後測

（標準差）

67.69 (10.48)

79.63 (10.00)

82.87

(9.44) 25.690 .000**

延宕測驗

（標準差）

72.59 (7.91)

83.43 (8.30)

83.61

(7.54) 25.362 .000**

已知前測結果在三組之間並無顯著差異，同樣地對於後測以及延宕測驗進行單因子變異數分析。先進行變異數同質性檢定，後測結果獲得顯著性為 .966，

延宕測驗結果之顯著性為 .684，並未違反變異數同質性假定，所以繼續進行變異數分析，獲得結果如表4-1-2所示，顯示後測結果與延宕測驗結果在三組之間有顯著差異，且顯著水準皆達 .000，考量其變異數同質性檢定顯示其未違反變異數相等假設，且各組人數相同，遂使用Tukey 法進行事後分析，所得結果如下頁表4-1-3所示。

(5)

表4-1-3 後測與延宕測驗平均答對率單因子變異數分析Tukey 法事後比較

測驗別組別(I) 組別(J) 平均差異(I-J) 標準誤顯著性

控制組反駁文本組 -11.95 2.23 .000**

自我解釋組 -15.19 2.23 .000**

後測

反駁文本組自我解釋組 -3.24 2.23 .318

控制組反駁文本組 -10.83 1.77 .000**

自我解釋組 -11.02 1.77 .000**

延宕測驗

反駁文本組自我解釋組 - .19 1.77 .994

P*＜.05；P**＜.01

由表 4-1-3 顯示不論在後測或是延宕測驗中，反駁文本組與自我解釋組表現皆優於控制組表現，而反駁文本組與自我解釋組兩組之間則無顯著差異。

若以各次測驗的答對率提高的幅度來看，如表 4-1-4 所示。

表4-1-4 各組平均答對率增加情形與單因子變異數分析

控制組反駁文本組自我解釋組 F值顯著性

後測-前測 1.58 11.02 14.72 15.750 .000**

延宕測驗-後測 4.90 3.80 0.74 2.174 .118

延宕測驗-前測 6.48 14.82 15.46 9.777 .000**

單位為％，P*＜.05；P**＜.01。

表 4-1-4 顯示，在經過教學之後，自我解釋組學生之平均答對率增加最多，

達 14.72％，反駁文本組次之，達 11.02％，控制組最少，僅 1.58％，而在延宕測驗與後測之平均答對率增加情形中，控制組增加最多，為 4.90％，反駁文本組次之，為 3.80％，而自我解釋組最少，為 0.74％，顯示控制組在延宕測驗中進步較

(6)

反駁文本組次之，達 14.82％，控制組最少，僅 6.48％。經過變異數分析，可知三組平均答對率增加情形在後測-前測之間以及延宕測驗-前測之間達顯著差異，而其變異數同質性檢定分別為 .098 與 .907，未違反變異數同質性假定，遂使用 Tukey 法進行事後分析，所得結果如下表 4-1-5 所示。

表 4-1-5 平均答對率增加情形單因子變異數分析 Tukey 法事後比較

控制組反駁文本組 -9.45 2.42 .000**

自我解釋組 -13.15 2.42 .000**

後測-前測

反駁文本組自我解釋組 -3.70 2.42 .280

控制組反駁文本組 -8.33 2.27 .001**

自我解釋組 -8.98 2.27 .000**

延宕測驗- 前測

反駁文本組自我解釋組 -.65 2.27 .956

P*＜.05；P**＜.01

由上表可知在後測-前測以及延宕測驗-前測之平均答對率增加情形上，皆為反駁文本組與自我解釋組優於控制組，而反駁文本組與自我解釋組之間則無顯著差異，可推論反駁文本組以及自我解釋組之教學成效較控制組為佳。

由以上結果，推論在延宕測驗與後測之平均答對率增加情形中，因為準備期中考而使得學生表現進步，由於反駁文本組以及自我解釋組學生在後測表現已經甚佳，所以延宕測驗之進步空間已小。在前測與後測中，反駁文本組以及自我解釋組並無顯著差異，而由延宕-後測答對率增加情形來看卻分別為 3.80 與 0.74，

推論除了進步空間的不同之外，也有可能是由於反駁文本組的閱讀材料較教科書增加了反駁式文本的緣故。

(7)

（二）解釋題答對率

各組各次測驗之平均解釋題答對率如圖 4-1-2 所示，結果顯示兩組實驗組之平均答對率在後測增加較為明顯，尤其是自我解釋組，而控制組在解釋題方面在後測表現稍差，延宕測驗時進步較明顯。

65 70 75 80 85 90 95

測驗別平

均解釋題答對率

圖 4-1-2 各組各次測驗平均解釋題答對率變化

各組各次測驗之平均解釋題答對率如下頁表 4-1-6 所示，結果顯示除了控制組之平均解釋題答對率在後測降低之外，兩組實驗組皆在後測中大幅增加，在延宕測驗中三組學生之平均解釋題答對率皆增加。

(8)

控制組 N=40

F值顯著性

前測

（標準差）

80.39 (12.06)

83.66 (9.73)

81.73

(13.46) .769 .466

後測

（標準差）

79.42 (14.09)

88.66 (9.05)

89.42

(8.66) 10.462 .000**

延宕測驗

（標準差）

87.12 (9.12)

90.19 (8.35)

90.96

(6.25) 2.589 .079

上表顯示，僅有後測結果在變異數分析中達 .000 之顯著水準，表示三組間有僅在後測結果上達顯著差異，而其變異數同質性檢定，獲得顯著性為 .006，

表示其變異數不相等，遂繼續使用Dumett T3 進行事後比較，比較各組兩兩配對的差異，其事後分析結果如表4-1-7所示。

表4-1-7 後測平均解釋題答對率單因子變異數分析 Dumett T3法事後比較

控制組反駁文本組 -9.23 2.65 .003**

自我解釋組 -10.00 2.61 .001**

後測

反駁文本組自我解釋組 - .79 1.98 .972

P*＜.05；P**＜.01

表 4-1-7 顯示在後測之解釋題中，反駁文本組與自我解釋組表現優於控制組表現，而反駁文本組與自我解釋組兩組之間則無顯著差異。

若以各次測驗的解釋題答對率提高的幅度來看，如下頁表 4-1-8 所示。

(9)

表4-1-8 各組平均解釋題答對率增加情形與單因子變異數分析

後測-前測 -0.97 5.00 7.69 4.542 .013*

延宕測驗-後測 7.70 1.53 1.54 4.079 .019*

延宕測驗-前測 6.73 6.53 9.23 .531 .589

單位為％，P*＜.05；P**＜.01。

由表 4-1-8 可知，在經過教學之後，自我解釋組學生之平均解釋題答對率增加最多，達 7.69％，反駁文本組次之，達 5.00％；而在延宕測驗-後測之平均解釋題答對率增加情形中，控制組增加最多，為 7.70％，反駁文本組與自我解釋組相差甚少，分別為 1.53％與 1.54％；而在延宕測驗-前測之平均解釋題答對率增加情形中，則仍然是自我解釋組增加最多，達 9.23％，控制組次之，為 6.73％，

而反駁文本組最少，為 6.53％。經過變異數分析，可知三組平均答對率增加情形在後測-前測之間以及延宕測驗-後測之間達顯著差異，而其變異數同質性檢定分別為 .216 與 .143，未違反變異數同質性假定，遂使用 Tukey 法進行事後分析，

所得結果如下表 4-1-9 所示。

表 4-1-9 平均解釋題答對率增加情形單因子變異數分析 Tukey 法事後比較

控制組反駁文本組 -5.96 2.94 .110

自我解釋組 -8.65 2.94 .011*

後測-前測

反駁文本組自我解釋組 -2.69 2.94 .631

控制組反駁文本組 6.15 2.49 .039*

自我解釋組 6.15 2.49 .039*

延宕測驗- 後測

反駁文本組自我解釋組 .00 2.49 1.000

(10)

優於控制組；在延宕測驗-後測之平均解釋題答對率之增加情形中，則是控制組表現優於反駁文本組與自我解釋組表現，而反駁文本組與自我解釋組兩組之間則無顯著差異。

在後測中，控制組之平均解釋題答對率甚至減少，可推論反駁文本組以及自我解釋組之教學成效較控制組為佳，而控制組解釋題答對率的減少，可能是因為講述教學較少提供學生思考的機會，而新知識與學生之原有概念還未統合的緣故；而在延宕測驗中推論是由於反駁文本組以及自我解釋組學生在後測表現已經甚佳，所以延宕測驗之進步空間已小。

（三）解釋融貫性係數（標準答案 52.13）

各組各次測驗之平均解釋融貫性係數變化如圖 4-1-3 所示，結果顯示解釋融貫性係數的分布範圍較小。此外，自我解釋組在後測的進步較為明顯。

30 35 40 45 50 55 60

測驗別平

均解釋融貫性係數

(11)

各組各次測驗之平均解釋融貫性係數如表 4-1-10 所示，結果顯示控制組之標準差在後測增加，顯示出控制組學生在後測的表現較為歧異；而反駁文本組與自我解釋組學生在後測的表現比前測表現較為一致，尤其自我解釋組由前測之 5.110 降至 2.996，最為明顯；但在延宕測驗中，控制組與反駁文本組之標準差皆有減少，推論為準備考試而閱讀教科書的影響，但有趣的是自我解釋組的標準差大幅增加，經過檢查，發現自我解釋組中有一名學生的表現在三次測驗中非常歧異，使得自我解釋組在前測與延宕測驗結果之標準差變化較大。

表4-1-10 各組各次測驗之平均解釋融貫性係數及變異數分析

控制組 N=40

自我解釋組

N=40 F值顯著性

前測

（標準差）

47.11 (4.65)

47.31 (4.44)

46.17

(5.11) .660 .519

後測

（標準差）

47.49 (3.94)

48.73 (4.12)

49.44

(3.00) 2.827 .063

延宕測驗

（標準差）

48.58 (3.37)

49.50 (2.87)

49.09

(4.05) .707 .495

接著進行後測與延宕測驗之變異數同質性檢定，後測結果獲得顯著性為 .060，延宕測驗結果之顯著性為 .594，皆未違反變異數同質性假定，所以繼續進行變異數分析，獲得結果如表4-1-10所示，可知在各次測驗結果上三組之間皆未達顯著差異。

若以各次測驗的解釋融貫性係數提高的幅度來看，如下頁表 4-1-11 所示。

(12)

後測-前測 0.38 1.42 3.27 3.495 .034*

延宕測驗-後測 1.09 0.77 -0.35 1.214 .301

延宕測驗-前測 1.47 2.19 2.92 .941 .393

P*＜.05；P**＜.01。

由表可知，在經過教學之後，自我解釋組學生之平均解釋融貫性係數增加最多，達 3.27，反駁文本組次之，達 1.42，控制組最少，為 0.38；而在延宕測驗- 後測之平均答對率增加情形中，控制組增加最多，為 1.09，反駁文本組增加 0.77，

而自我解釋組減少 0.35；在延宕測驗-前測之平均答對率增加情形中，則以自我解釋組最多，達 2.92，反駁文本組次之，為 2.19，控制組最少，為 1.47。經過單因子變異數分析，可知三組平均解釋融貫性係數之增加情形僅在後測-前測之間達顯著差異，而其變異數同質性分析為.867，未違反變異數同質性假定，遂使用 Tukey 法進行事後分析，所得結果如下表 4-1-12 所示。

表 4-1-12 平均解釋融貫性係數答對率增加情形單因子變異數分析 Tukey 法事後比較

控制組反駁文本組 -1.11 1.13 .584

自我解釋組 -2.95 1.13 .027*

後測-前測

反駁文本組自我解釋組 -1.83 1.13 .238

P*＜.05；P**＜.01

結果顯示在後測-前測之平均解釋融貫性係數之增加情形中，僅有自我解釋組優於控制組，而控制組與反駁文本組，以及反駁文本組與自我解釋組兩組之間則無顯著差異。

(13)

由以上結果，推論反駁文本組以及自我解釋組之教學成效在提升解釋融貫性方面較控制組為佳，使得學生在後測持有架構之解釋融貫性提高，然而提高之幅度僅在自我解釋組與控制組之間達顯著差異；而由於反駁文本組以及自我解釋組學生在後測表現已經甚佳，所以在延宕測驗之進步空間已小；然而總增加最多仍是自我解釋組的學生。

（四）小結

如上述各組各次測驗結果的分析中可以發現，在平均答對率方面，三組之前測結果無顯著差異，而後測結果與延宕測驗結果則達顯著差異，經過事後比較得知，反駁文本組與自我解釋組表現皆優於控制組表現，而反駁文本組與自我解釋組兩組之間則無顯著差異；在平均解釋題答對率方面，三組之前測結果與延宕測驗結果無顯著差異，而後測結果則達顯著差異，經事後比較得知，在後測中，反駁文本組與自我解釋組在解釋題部份表現皆優於控制組表現；在解釋融貫性係數方面，三組之各次測驗結果無顯著差異，如以下簡表 4-1-13 所示。

表4-1-13 各次測驗各方面得分單因子變異數分析結果簡表

答對率解釋題答對率解釋融貫性係數

前測未達顯著差異未達顯著差異未達顯著差異

後測達顯著差異* 達顯著差異* 未達顯著差異

延宕測驗達顯著差異* 未達顯著差異未達顯著差異

*表反駁文本組與自我解釋組表現皆優於控制組表現

在答對率方面，從後測結果以及延宕測驗結果可以推論出反駁文本組以及自我解釋組之教學成效較控制組為佳；在解釋題答對率方面，從後測結果可以推論出反駁文本組以及自我解釋組之教學成效較控制組為佳；在解釋融貫性係數方面，則無法看出顯著的影響。

(14)

可以看出在後測-前測之間，自我解釋組在各方面得分皆優於控制組表現，顯示自我解釋組的教學成效較佳，而反駁文本組則僅在答對率上優於控制組表現；在延宕測驗-後測上，僅有解釋題答對率在三組之間達顯著差異，且為控制組優於兩組實驗組，推論為兩組實驗組在後測中表現甚佳，在延宕測驗時其進步空間已小。

表4-1-14 各次測驗各方面得分各次測驗間之增加情形之單因子變異數分析結果簡表

答對率解釋題答對率解釋融貫性係數

後測-前測達顯著差異** 達顯著差異* 達顯著差異*

延宕測驗-後測未達顯著差異達顯著差異*** 未達顯著差異

延宕測驗-前測達顯著差異** 未達顯著差異未達顯著差異

*表僅有自我解釋組表現優於控制組表現，**表反駁文本組與自我解釋組表現皆優於控制組表現，

***表控制組表現優於反駁文本組與自我解釋組表現。

三、本節所得

綜合以上分析，在此可以回應本研究之研究目的（一）、（二）：

基於研究目的（一）探討反駁式文本對於學生學習板塊構造運動的成效及其對於學生解釋架構的影響，研究問題為：

1-1 反駁式文本之於講述教學對於學生學習成就是否有明顯的影響？

1-2 反駁式文本之於講述教學對於學生架構之解釋融貫性是否有明顯的影響？

針對研究問題 1-1，綜合分析結果顯示反駁式文本之於講述教學對於學生學習有明顯的影響，在後測之答對率、解釋題答對率優於控制組表現；在延宕測驗

(15)

之答對率優於控制組表現；針對研究問題 1-2，則反駁式文本之於講述教學對於學生架構之解釋融貫性並無明顯的影響。

基於研究目的（二）探討自我解釋對於學生學習板塊構造運動的成效及其對於學生解釋架構的影響，研究問題為：

2-1 自我解釋之於講述教學對於學生學習成就是否有明顯的影響？

2-2 自我解釋之於講述教學對於學生架構之解釋融貫性是否有明顯的影響？

針對研究問題 2-1，綜合分析結果顯示自我解釋之於講述教學對於學生學習有明顯的影響在後測之答對率、解釋題答對率優於控制組表現；在延宕測驗之答對率優於控制組表現；針對研究問題 2-2，則結果顯示自我解釋之於講述教學對於學生架構之解釋融貫性並無明顯的影響。

另外，比較反駁文本組以及自我解釋組學生之表現，可以得知雖然在各次測驗各方面得分上，自我解釋組得分大致上較反駁文本組稍高，但在答對率、解釋題答對率以及解釋融貫性係數三方面，不論在後測或是延宕測驗中，反駁文本組與自我解釋組之間皆無顯著差異。

再者，比較組內各次測驗成績變化，可知控制組的進步主要發生在後測以及延宕測驗之間，推論為準備期中考的影響大於教學之影響；而反駁文本組以及自我解釋組的進步則主要在後測與前測之間，推論教學的影響較大。

(16)

在板塊構造運動學說測驗中，主要包含之相關概念有以下十個：火山在地球上的分布及其成因、地震在地球上的分布及其成因、火山與地震分布的關係、山脈形成的成因、海底地形、中洋脊的成因、海溝的成因、大陸漂移的動力、板塊運動的動力、軟流圈的性質，本節將依序將這些概念逐一分析學生作答的情形，

以釐清學生在板塊構造學說上持有哪些另有概念，並延伸探討學生所持有之概念架構是否有特定常見之類型。

一、各個概念學生作答情形分析

（一）概念一：火山在地球上的分布及其成因

此概念相關題目為第一部份第 1、2、4 題，題目敘述如表 4-2-1

：

表4-2-1 第一部份第1、2、4題題目敘述

1. 火山在地球上的分布情形如何？

(A)均勻分布，各地火山的分布密度相近。(請續答第2題)

(B)火山通常都發生在某些帶狀區域內，形成帶狀分布。（請跳答第4題）

2. 為什麼火山會均勻分布呢？

(A)因為火山是板塊構造運動的產物，而板塊構造運動是全球性的，所以火山呈現均勻分布。（請續答第3題）

(B)因為有地震的地方才有火山，而地震是均勻分布的，火山也就成均勻分布。

（請跳答第7題）

(C)因為有岩漿的地方才會形成火山，而任何地方的地底下都有岩漿分布，所以火山是均勻分布的。（請跳答第7題）

(D)因為火山是由於大陸漂移彼此碰撞的產物，而大陸漂移是全球性的，以致於到處都會發生火山，呈現均勻分布。（請跳答第5題）

4. 為什麼火山會成帶狀分布呢？

(A)因為有岩漿的地方才有火山，而岩漿是帶狀分布的。（請跳答第6題）

(B)因為火山是發生在板塊邊界的地質現象，而板塊邊界是帶狀的（請跳答第3題）

(C)因為要先有地震才有火山，而地震的分布是帶狀的。（請跳答第7題）

(D)因為大陸漂移的緣故，拉扯火山而形成帶狀分布。（請續答第5題）

(17)

在第 1 題中，各組各次各選項回答人數與其百分比如表 4-2-2 所示，並將百分比作圖如下。

表4-2-2 第一部份第1題各組各次測驗各選項回答人數與百分比

前測後測延宕前測後測延宕前測後測延宕

1A 4

(10%) 0 0 0 0 0 0 0 0

1B* 36 (90%)

40 (100%)

*表正確答案，單位：人。

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1B*

1A

圖 4-2-1 第一部份第 1 題各組各次測驗各選項回答人數百分比

以上圖表顯示，在前測中大部分學生對於「火山在地球上的分布」概念是正確的，只有控制組有 4 人持有另有概念，依照試題指示而繼續作答第 2 題，而在第 2 題「火山在地球上均勻分布的成因」中，此 4 人中有 2 人選擇(A)：「因為火山是板塊構造運動的產物，而板塊構造運動是全球性的，所以火山呈現均勻分

(18)

是全球性的，以致於到處都會發生火山，呈現均勻分布。」由此可知雖然學生在火山分布情形的概念上有錯誤，但在成因上依然傾向於使用板塊構造運動或是大陸漂移來解釋。在後測以及延宕測驗中，則所有學生都選擇了正確選項。

而在第 1 題答對而跳答第 4 題的學生，其各組各次測驗各選項回答人數與其百分比如表 4-2-3 所示，並將人數百分比作圖如下頁圖 4-2-2。

4A 2 (5%)

3 (7.5%)

1 (2.5%)

2 (5%)

2

(5%) 0 4

(10%) 0 1 (2.5%)

4B* 28 (70%)

30 (75%)

33 (82.5%)

36 (90%)

39 (97.5%)

31 (77.5%)

37 (92.5%)

38 (95%)

4C 4 (10%)

3 (7.5%)

4 (10%)

1 (2.5%)

1

(2.5%) 0 3 (7.5%)

3 (7.5%)

1 (2.5%)

4D 2 (5%)

4 (10%)

1 (2.5%)

2

(5%) 0 0

未作答 4#

(10%) 0 1

(2.5%) 0 0 0 0 0 0

小計 40 (100%)

40 (100%)

*表正確答案，#此 4 人跳答第 2 題而不須作答第 4 題，單位：人。

(19)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

未作答 4D 4C 4B*

4A

圖 4-2-2 第一部份第 4 題各組各次測驗各選項回答人數百分比分布

其中 4B 為正確答案，結果顯示不論組別，大部分學生皆持有正確概念，且持有正確概念之學生人數大致隨測驗而增加。在後測中，自我解釋組的增加幅度較大，由原本的 31 人增為 37 人，推論為教學的影響。

檢視各組各次測驗中持有錯誤概念的學生所選之選項分布，可以發現各組各選項的人數皆在 4 人以下，無明顯較多人數之選項，所以綜合三組來看，學生在前測中選擇(A)：「因為有岩漿的地方才有火山，而岩漿是帶狀分布的。」之人數為 8 人，(A)選項屬於正確概念，而由此延伸另一概念：岩漿呈帶狀分布的原因，

相關的題目為第一部份第 6 題，如下頁表 4-2-4 所示，若學生在第 6 題正確回答，

則認定其持有正確概念，反之，若在第 4 題選擇(A)，在第 6 題卻回答錯誤者則認定其持有錯誤概念，而正確回答與持有錯誤概念人數如下頁表 4-2-5 所示，可以了解在第 4 題選擇(A)之 8 名學生中，有 4 名是持有正確概念，4 名持有錯誤概念，持有錯誤概念的多是認為(B)：「因為岩漿受地球自轉影響，因地球轉動而成帶狀分布。」，有 3 名學生；而以各組學生在各次測驗的回答結果顯示持有錯誤概念之學生人數，各組皆隨測驗而減少。

(20)

6. 岩漿為何是帶狀分布的？

(A)因為岩漿通常存在於板塊邊界，而板塊邊界是帶狀的。（請跳答第3題）

(B)因為岩漿受地球自轉影響，因地球轉動而成帶狀分布。（請續答第7題）

(C)因為岩漿受地球磁場的影響，沿著磁力線分布。（請續答第7題）

表4-2-5 第一部份第4題選擇(A)之學生在第6題之各組各次測驗各選項回答人數

4A 2 3 1 2 2 0 4 0 1

6A* 1 2 1 1 1 0 2 0 1

6B 0 1 0 1 1 0 1 0 0

6C 0 0 0 0 0 0 1 0 0

未作答 1 0 0 0 0 0 0 0 0

持錯誤

概念人數 1 1 0 1 1 0 2 0 0

回到之前第 4 題的討論，不分組別，在前測持有錯誤概念之學生在第 4 題中選擇(C)：「因為要先有地震才有火山，而地震的分布是帶狀的。」之人數為 8 人，

是人數最多的，而選擇(D)：「因為大陸漂移的緣故，拉扯火山而形成帶狀分布。」

之人數為 5 人次之；而在後測中選擇(C)之人數為 7 人，選擇(D)為 5 人；而在延宕測驗中選擇(C)之人數為 5 人，選擇(D)為 2 人。由此可看出在此一概念中，學生常見之另有概念為「地震造成火山」。

若分組討論，選擇(C)之各組學生，控制組在前測、後測以及延宕測驗中分別有 4 人、3 人、4 人，而反駁文本組分別為 1 人、1 人、0 人，自我解釋組為 3

(21)

大致隨測驗而減少，而控制組學生則無；而選擇(D)之各組學生，控制組在前測、

後測以及延宕測驗中分別有 2 人、4 人、1 人，而反駁文本組分別為 1 人、1 人、

1 人，自我解釋組為 2 人、0 人、0 人，結果顯示自我解釋組持有此錯誤概念之學生在後測之後即皆改變成正確概念。

（二）概念二：地震在地球上的分布及其成因

此概念相關題目為第一部份第 7、8、9 題，題目敘述如表 4-2-6

：

表4-2-6 第一部份第7、8、9題題目敘述

7. 地震在地球上的分布情形如何？

(A)均勻分布，各地地震的發生頻率與分布密度相近。（請續答第8題）

(B)地震發生的地點通常都集中在某些帶狀區域內，形成帶狀分布。（請跳答第9題）

8. 為什麼地震會均勻分布呢？

(A)因為有岩漿的地方才會有地震，而任何地方的地底下都有岩漿分布，所以地震是均勻分布的。（請跳答第10題）

(B)因為有火山的地方才有地震，而火山是均勻分布的，地震也就成均勻分布。

（請跳答第10題）

(C)因為地震是由於大陸漂移彼此碰撞的產物，而大陸漂移是全球性的，以致於到處都會發生地震，呈現均勻分布。（請先跳答第5題後再繼續跳答第10題）

(D)因為地震是板塊構造運動的產物，而板塊構造運動是全球性的，所以地震呈現均勻分布。

（請先跳答第3題後再繼續跳答第10題）

9. 為什麼地震會成帶狀分布呢？

(A)因為有岩漿的地方才有地震，而岩漿是帶狀分布的。（請續答第10題）

(B)因為地震通常都發生在板塊邊界處，而板塊邊界是帶狀的。

（請先跳答第3題後再繼續回答第10題）

(C)因為要先有火山才有地震，而火山的分布是帶狀的。（請續答第10題）

(D)因為地震是由於大陸漂移，造成陸地彼此互相推擠而引發的，所以地震通常都沿著大陸邊緣發生。（請先跳答第5題後再繼續回答第10題）

(22)

比分布作圖如下。

7A 1

(2.5%) 0 0 0 0 0 0 0 0

7B* 39 (97.5%)

40 (100%)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

7B*

7A

以上圖表顯示，在前測中大部分學生對於「地震在地球上的分布」概念是正確的，只有控制組有 1 人持有另有概念，依照試題指示而繼續作答第 8 題，而在第 8 題「地震在地球上均勻分布的成因」中，此 1 人選擇(D)：「因為地震是板塊構造運動的產物，而板塊構造運動是全球性的，所以地震呈現均勻分布。」由此

(23)

可知雖然此學生在地震分布情形的概念上有錯誤，但在成因上依然傾向於使用板塊構造運動或是大陸漂移來解釋。在後測及延宕測驗中，則所有學生都選擇了正確選項。

而在第 7 題答對而跳答第 9 題的學生，其各組各次各選項回答人數與百分比如下表 4-2-8 所示，並將人數百分比作圖如下頁圖 4-2-4。

表4-2-8 第一部份第9題各組各次各選項回答人數與百分比

9A 0 1

(2.5%) 1 (2.5%)

1

(2.5%) 0 0 1

(2.5%) 0 0

9B* 27 (67.5%)

22 (55%)

34 (85%)

29 (72.5%)

32 (80%)

33 (82.5%)

31 (77.5%)

32 (80%)

35 (87.5%)

9C 1 (2.5%)

2

(5%) 0 1 (2.5%)

1

(2.5%) 0 0 3

(7.5%) 0

9D 11 (27.5%)

15 (37.5%)

5 (12.5%)

9 (22.5%)

7 (17.5%)

6 (15%)

7 (17.5%)

5 (12.5%)

4 (10%)

未作答

1#

(2.5%) 0 0 0 0 1

(2.5%) 1

(2.5%) 0 1 (2.5%)

小計 40 (100%)

40 (100%)

*表正確答案，#此 1 人跳答第 8 題而不須作答第 9 題，單位：人。

(24)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

未作答 9D 9C 9B*

9A

圖 4-2-4 第一部份第 9 題各組各次測驗各選項回答人數百分比分布其中 9B 為正確答案，結果顯示不論測驗別，大部分學生皆持有正確概念。

控制組持有正確概念的人數依照測驗別依序為 27 人、22 人、34 人，反駁文本組則為 29 人、32 人、33 人，自我解釋組則為 31 人、32 人、35 人，可知除了控制組之外，兩組實驗組持有正確概念的人數皆隨測驗而增加，而控制組在後測結果中持有正確概念人數減少，在延宕測驗中又大幅增加，推論是由於教學後學生尚未將新知識與其原有知識整合的緣故，使其後測表現不佳，而由於準備考試的緣故，使得延宕測驗的表現與其他兩組實驗組相近。

而持有錯誤概念的學生中，以選擇(D)：「因為地震是由於大陸漂移，造成陸地彼此互相推擠而引發的，所以地震通常都沿著大陸邊緣發生。」的人數較多，

可知在此概念下，學生主要持有之另有概念為「地震是由於大陸漂移所引起之現象」。

（三）概念三：火山與地震分布的關係

此概念相關題目為第一部份第 10、11、12 題，題目敘述如下頁表 4-2-9

：

(25)

表 4-2-9 第一部份第 10、11、12 題題目敘述

10. 比較火山與地震的分布情形，你認為下列哪一項是對的？

(A)火山與地震的分布無關。（請續答第11題）

(B)火山與地震的分布大致相同。（請跳答第12題）

11. 為什麼你認為火山與地震的分布無關？（作答完請跳答第13題）

(A)因為火山與地震的發生原因不同。

(B)因為火山與地震發生的地質狀況不一樣。

12. 為什麼你認為火山與地震的分布大致相同？（作答完請續答第13題）

(A)因為有火山的地方才有地震。

(B)因為有地震的地方才有火山。

(C)因為火山與地震都是由岩漿所引發的。

(D)因為火山與地震都是板塊邊界的地質現象。

(E)火山與地震的分布相同純粹是偶然。

(F)因為火山與地震都是大陸漂移所造成的現象。

在第 10 題中，各組各次各選項回答人數與百分比如表 4-2-10 所示，並將人數百分比作圖如下頁圖 4-2-5。

10A 5 (12.5%)

4 (10%)

1 (2.5%)

2

(5%) 0 7

(17.5%) 0 0

10B* 35 (87.5%)

36 (90%)

39 (97.5%)

38 (95%)

40 (100%)

33 (82.5%)

40 (100%)

(26)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

10B*

10A

以上圖表顯示，大部分學生對於「火山與地震分布的關係」概念是正確的，

但仍有部份學生持有另有概念，依照試題指示而繼續作答第 11 題，而在第 11 題

「火山與地震的分布無關之原因」中，回答人數分布如表 4-2-11 所示，可知學生持有「火山與地震的分布無關」之錯誤原因概念。

表4-2-11 第一部份第11題各組各次各選項回答人數

11A 3 3 1 1 2 0 4 0 0

11B 2 1 0 0 0 0 3 0 0

小計 5 4 1 1 2 0 7 0 0

單位：人。

而在第 10 題答對而跳答第 12 題的學生，其各組各次各選項回答人數與百分比如下頁表 4-2-12 所示，並將百分比分布作圖如後頁圖 4-2-6。

(27)

12A 0 0 0 0 0 0 1

(2.5%) 0 0

12B 1 (2.5%)

2 (5%)

1

(2.5%) 0 0 1 (2.5%)

1 (2.5%)

2 (5%)

12C 1 (2.5%)

1 (2.5%)

2

(5%) 0 0 3

(7.5%) 2 (5%)

1 (2.5%)

12D* 30 (75%)

28 (70%)

33 (82.5%)

34 (85%)

38 (95%)

39 (97.5%)

27 (67.5%)

37 (92.5%)

36 (90%)

12E 0 0 0 0 0 1

(2.5%) 0 0 0

12F 3 (7.5%)

5 (12.5%)

3 (7.5%)

2

(5%) 0 0 1

(2.5%) 0 0

未作答

5#

(12.5%) 4#

(10%)

1#

(2.5%)

1#

(2.5%) 2#

(5%) 0 7#

(17.5%) 0 1 (2.5%)

小計 40 (100%)

40 (100%)

*表正確答案，#表跳答第 11 題而不須作答第 12 題，單位：人。

(28)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

未作答 12F 12E 12D*

12C 12B 12A

其中 12D 為正確答案，在持有正確概念的人數上，大部分學生皆持有正確概念，而控制組在後測結果中持有正確概念之人數稍降，而兩組實驗組皆增加，

且自我解釋組增加之人數甚多，達 10 人，可推論為教學之影響。

而持有錯誤概念之學生中，由選項人數分布來看、可以發現各組各選項人數皆少，只有控制組學生選擇(F)：「因為火山與地震都是大陸漂移所造成的現象。」

的學生稍多，前測、後測、延宕測驗的人數為 3 人、5 人、3 人，可與概念二之另有概念「地震是由於大陸漂移所引起之現象」相呼應。另外值得注意的有反駁文本組學生選擇(B)：「因為有地震的地方才有火山。」、(C)：「因為火山與地震都是由岩漿所引發的。」以及選擇(F)：「因為火山與地震都是大陸漂移所造成的現象。」的學生皆在後測結果中轉為持有正確概念，而自我解釋組學生選擇(A)：

「因為有火山的地方才有地震。」以及(F)：「因為火山與地震都是大陸漂移所造成的現象。」的學生皆在後測結果中轉為持有正確概念，推論為教學之影響，但人數皆少。

(29)

（四）概念四：山脈形成的成因

此概念相關題目為第一部份第 13 題，題目敘述如表 4-2-13

：

表4-2-13 第一部份第13題題目敘述

13. 地表上有許多山脈，如中央山脈、安地斯山脈等等，你認為為什麼會有山脈呢？

(A)地球剛形成時是炙熱的岩漿球，在冷卻過程中因為熱脹冷縮原理而皺縮產生山脈。

(B)由於板塊彼此擠壓，造成岩層的扭曲變形而形成山脈。

(C)山脈是由於岩漿上升至地表後冷卻累積形成的。

(D)山脈是由於大陸漂移，造成陸地彼此互相推擠變形而形成的。

而第一部份第 13 題各組各次各選項回答人數與百分比如表 4-2-14 所示，並將百分比分布作圖如下頁圖 4-2-7。

13A 0 0 0 0 0 0 0 0 0

13B* 30 (70%)

29 (72.5%)

35 (87.5%)

37 (92.5%)

35 (87.5%)

37 (92.5%)

13C 2 (5%)

2

(5%) 0 2

(5%) 0 0 2

(5%)

2

(5%) 0

13D 6 (15%)

9 (22.5%)

5 (12.5%)

3 (7.5%)

5 (12.5%)

1 (2.5%)

3 (7.5%)

未作答

2

(5%) 0 0 0 0 0 0 0 0

小計 40 (100%)

40 (100%)

(30)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

未作答 13D 13C 13B*

13A

其中 13B 為正確答案，在持有正確概念的人數上，大部分學生皆持有正確概念，而控制組在後測結果中持有正確概念之人數稍降，而反駁文本增加，可推論為教學之影響，而自我解釋組人數不變，應是由於答對人數已達 90％以上，

難以再增加的緣故。

而持有錯誤概念的學生中，以選擇(D)：「山脈是由於大陸漂移，造成陸地彼此互相推擠變形而形成的。」的人數較多，可知在此概念下，學生主要持有之另有概念為「山脈是由於大陸漂移所引起之現象」，可以與概念二之另有概念「地震是由於大陸漂移所引起之現象」與概念三之另有概念「火山與地震是由於大陸漂移所引起之現象」相呼應。

（五）概念五：海底地形

此概念相關題目為第一部份第 19、20 題，題目敘述如下頁表 4-2-15