第肆章級位分體論述語意理解之探討

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第肆章級位分體論述語意理解之探討

此章內容主要討論教師與學生對於科學文本中級位分體論述的語意理解。由前述分析可以發現科學文本有多元論述級位與分體關係的型式，這些型式透過不同的詞彙角色來體現，尤其是過程詞佔了很大的比例，換言之，過程詞在表述級位與分體關係上扮演重要的角色，對於使用教科書主角的教師與學生而言，他們是否識別這些過程詞彙所勾繪出的級位分體關係？對於這些過程詞彙在表達級位關係上又有何理解，這是本章所關注的焦點。

第一節研究理念

由前章的分析發現文本用於描述概念級位分體關係的論述方式相當多元且各具意義，每個教科書版本編者之所以會使用某些論述方式，意味著他們認為該論述最能表示該概念之間的語意關係。不過回到教學實務的層次來看，科學教學現場中，教師與學生對於文本級位分體論述的理解，應是值得關注之議題。此議題所反映的意義不只是呈現教師與學生的理解觀點，更帶給教科書編者在撰寫文本內容上一些反思，而目的不外提升科學教科書編輯的品質。

本章以凱利方格技術(Kelly Repertory Grid Techniques)為分析方法，它可以藉

由個體對於元素(elements)與構念(constructs)的評價，瞭解個體對於這些元素與構

念的心理認知。就本文而言，就是瞭解教師與學生對於不同概念間語意關係以及

不同論述方式在描述語意關係上的理解情形，本文從國中科學教科書的物質組成

與分類主題中選取一段文章，並將文章中概念之間的語意關係作為方格技術中的

元素，以前章分析的幾個主要論述方式作為構念，來探知教師與學生對概念之語

意關係與論述方式在描述語意關係上的理解。以下將說明實驗文本、研究對象、

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研究問卷、資料處理與分析以及研究發現等部份。

第二節實驗文本的分析

一、文本內容的結構

本文從現行國中科學教科書內容中，選取一段「物質與原子」的文本內容作為本研究的實驗文本，來分析級位分體論述的特性。此主題的內容特色有二：第一，其呈現了由下至上(buttom-up)的概念階層，來說明物質的組成，此部分的概念是屬於微觀不可視的層次，這類概念就是因為缺乏具體物可直接觀察，因此在語意上相對抽象，此部分主要描述物質的組成結構，在研究上適合作為分體關係分析的瞭解。其次，此主題又以一些具體實例來對應不同階層中的概念，例如以水和空氣等實例來說明化合物與混合物，此部分著重於物質的分類，可作為級位關係分析的瞭解。下述將呈現文本的內容以及其概念架構。

本文的實驗文本如下：

(1)氫氣是由氫分子組成，(2)而氫分子是由 2 個氫原子構成，(3)由於只含氫原子，(4)所以氫為元素；(5)同理，氧也是元素。(6)水電解可以生成氫氣和氧氣，(7)每個水分子是由 2 個氫原子及 1 個氧原子所組成，(8)因此水是由兩種原子依一定比例組成，(9)稱為化合物。(10)而混合物是由兩種或兩種以上的純物質以不定的比例混合而成，(11)例如空氣是由氮氣、氧氣、氬氣和二氧化碳等多種純物質混合而成。

（引自康軒國中自然與生活科技第四冊，2004，頁 11）

此段文章中可見許多概念以及描述概念之間語意關係的論述方式，其中概念

以黑體字標示，而描述語意關係的型式則以斜體字底線標示。文章中的概念蘊含

著一個概念架構，若以概念圖的方式來呈現，此概念架構則如圖 4-2-1 所示。

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此圖中左方圓圈數字代表著六個不同概念層次，而方塊文字代表文本中出現的概念，每個層次具有一個能指詞彙(signifier lexicon)及其所對應的所指詞彙 (signified)，例如「元素」屬於能指詞彙，而「氫、氧」就是元素的所指詞彙。此外，相同層次中的能指與所指以相同的顏色來區示，這些能指和所指的所屬概念層次整理如表 4-2-1：

表 4-2-1 文本概念層次與對應詞彙

概念層次能指詞彙對應之所指詞彙

1 混合物空氣

2 純物質氮氣、氧氣、氬氣、二氧化碳

3 化合物水

4 元素氫、氧

5 (分子) 氫分子、水分子

6 原子氫原子、氧原子

在上圖中，長形方塊表示文本內容出現的詞彙，而楕圓方塊則是文本隱涵的詞彙，例如「分子」此詞彙未在文中出現，而以氫分子與水分子這些所指來呈現。

圖 4-2-1 物質與原子文本的概念架構

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方塊之間以不同的線條形式來聯繫以表徵不同的語意關係，直線與虛線分別表示級位與分體關係，而曲線則表概念之間的隱涵關係(implicit relation)。

隱涵關係意味著概念之間的語意關係較為隱晦，例如文中描述「水電解可以生成氫氣、氧氣」，水並無法直接形成氫氣和氧氣，水的成分中也不是氫氣和氧氣。水產生氫氣、氧氣尚需要經過電解步驟，因此較不易直接識別其語意關係，

然而氫氣與氧氣的產生顯然又來自於水分子中的氫原子與氧原子，另外，「水是由二種原子依一定比例組成」中，水與原子並非屬於同一概念層次，但是它們又透過「組成」這種型式來論述，且原子又象徵氫原子與氧原子的意義。這二句在級位與分體關係的體現上並不明確，因此將它們列為隱涵關係。

二、文本的語句分析

上述的文本共有 164 個字，依據系統功能語言的觀點，可以將文本內容分成 11 個小句(clauses)，文中的數字即為小句編號。文本的語句分析在於辨認小句中概念的角色意義，每個詞彙在小句中各有其擔任的角色，有些是參與者(participant) 的角色，有些則是過程(process)的角色，而有些則是環境成份(circumstance)。參與者經常以名詞或名詞組的形式出現，是小句中的人物性質，是小句事件中的演員(actor)，過程則是動詞的形式，描述參與者的動作，用以連繫參與者之間使其成為一事件狀態，環境成份則是指以介詞或副詞為主的詞彙，描述事件的時空關係。因此三者成為語句分析中的核心概念，用來瞭解整個小句中實體在特定時空條件下所發生狀態或動作的語意。其中參與者就相當於小句中的概念，而過程就相當於論述方式，二者均與級位分體關係的論述有關，為使清楚呈現研究文本的內容，表 4-2-2 呈現實驗文本的語句分析，以幫助本文在方格分析法中呈現清楚的構念與元素。

經上述之語句分析發現小句 3 與小句 9 的主位參與者被省略，無法直接從字

面得知二個小句的主詞，這種現象稱為「零主詞」或「零代詞」，在科學文本中

是常見的描述形式，雖然可以省略某些小句的主詞，而避免主詞贅述的情形，但

也因為無法直接識別主詞，因此容易產生語意上的解讀差異。例如可能產生的問

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題是：小句 9 中，「稱為化合物」的主詞是什麼？由語意脈絡來推論主詞應為「由二種原子依一定比例組成的物質」，而水就是屬於這樣的物質，因此水屬於化合物，但是文本中卻未呈現這樣的描述，這種主詞省略的現象在科學文本中會產生語意級階(semantic ranking)的跳躍，使得語意的發展無法連貫，容易產生語意混淆或誤解(陳世文、楊文金，2006），在文本編輯或是課室講述上，應可留意如此論述是否能清楚地表達語意。

表 4-2-2 文本之語句分析

三、文本的詞彙鏈分析

詞彙鏈分析目的在於幫助瞭解指涉級位與分體關係之概念所具有的角色，包括小句內橫向的概念角色，以及小句與小句之間的縱向概念角色的認知(Unsworth, 2001)。這樣的分析方式可以綜觀整體文本脈絡下的語意關係。承續前述文本小句語句分析，進一步進行實驗文本的詞彙鏈分析，分析情形如表 4-3-2 所示，表中左欄列出實驗文本的每一小句，而右欄則是選出小句中的詞彙，再將這些詞彙進行橫向與縱向的聯結，並呈現其蘊含的級位分體關係，以認清各概念的語意角色，對語意關係有深層認識。

小句參與者過程參與者說明

1 氫氣是由…組成氫分子

2 氫分子是由…構成氫原子

3 只含氫原子主語省略

4 氫為元素

5 氧是元素

6 水電解、生成氫氣、氧氣

7 水分子是由…所組成氫原子/氧原子

8 水是由…組成原子

9 稱為化合物主語省略

10 混合物是由…混合而成純物質

11 空氣是由…混合而成氮氣、氧氣、氬氣、二氧化碳

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表 4-2-3 實驗文本之詞彙鏈分析

文本－物質與原子詞彙鏈分析

1. 氫氣是由氫分子組成

2. 而氫分子是由 2 個氫原子構成 3. 由於只含氫原子

4. 所以氫為元素 5. 同理，氧也是元素

6. 水電解可以生成氫氣和氧氣 7. 每個水分子是由 2 個氫原子及 1

個氧原子所組成

8. 因此水是由兩種原子依一定比例 組成

9. 稱為化合物

10. 而混合物是由兩種或兩種以上的 純物質以不定的比例混合而成 11. 例如空氣是由氮氣、氧氣、氬氣

和二氧化碳等多種純物質混合而 成

氫氣 氫分子

氫分子 氫原子

氧氣

水氫氣

水分子 水

meronym

原子 meronym

氫原子 hyponym 元素

氧 hyponym

氫原子 ^co-meronym氧原子

化合物

混合物 純物質

空氣氮氣氧氣

二氧化碳 氬氣 co-meronym

meronym meronym co-meronym

meronym meronym

hyponym meronym

hyponym

meronym

meronym meronym

氫

元素

meronym

co-meronym

純物質 純物質 co-meronym

hyponym

co-meronym

純物質 純物質 hyponym

hyponym

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第三節研究工具與對象

一、問卷之設計理念

在探討師生對於級位分體論述之語意理解上，本文的研究工具為「物質與原子語意論述」的問卷，此問卷是以凱利方格技術來設計，凱利方格法(Repertory Grid Technique)源於George. A. Kelly的個人建構論(personal construct theory)，此理論描述個體從知自外在刺激、轉化這些刺激形成概念，並與心理構念產生聯結的過程。這個理論意義上不只是認知理論，更是個體如何解釋周遭世界的理論。

Kelly(1955)認為個體心理建構的過程與他如何預期事件有關，而個人預期事件的方式又源於其即存構念，每個個體都是個人科學家(personal scientist)來建構對周遭世界的認識與詮釋。Kelly的個人建構論將個體視為一心理空間(psychological space)以儲存與分類我們的經驗，心理空間並非先天存在，而是透過在建構對事物認知的過程所產生，是反映個體經驗的系統(Shaw & Gaines, 1992) 。RGT在科學教育領域也是常見的分析方式，其用於研究的主題包括科學本質理解(Stead, 1983; Bezzi, 1999; 林陳涌、楊榮祥，1998)、學生之學科知覺(Fetherstonhaugh, 1994;

Winer & Vazquez, 1995)、科學概念理解（楊文金，2000；陳雅芬，2000；陳可恭，

2005；）、教師教學信念（李宜靜，1996；王心詠、黃台珠，1997；蔡秀芳，1998）、

學習環境知覺(翁敏婷，2000)、小組互動(藍偉瑩，2001)以及文本語言分析(李哲迪，2006)等。

使用 RGT 分析技術時，需要引出元素(element)與構念(construct)，構念是指個體用來解釋事件以及整理、分類、記下行為過程的一種概念。在解釋事件時，

個體會注意到某些有別於其他事件的特性，在相似與相異的分辨過程中所作的詮

釋就形成了個體的構念，這些元素與構念間的關聯便反映在個體的心理空間之

中。元素與構念的引出可以採用不同的策略(Shaw, 1981)，例如透過晤談或預測的

方式引出，然而若事先預設好所欲討論的元素與構念，同樣可利用凱利方格技術

來分析，例如陳雅芬(2001)、陳可恭(2005)以及李哲迪(2006)等人的研究。本文問

卷中的元素與構念也是預先設定，元素是來自於「物質組成與分類」主題中某段

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文本的概念，而構念則是第三章中所分析的級位分體的論述方式。這些構念只挑選出過程詞的型式，以過程詞作為構念可分析小句單位中元素與構念的關聯。而這樣的設計中，元素與構念之間的關係可視為是語言中概念與論述方式的聯繫關係，而構念將元素分群，也可看出元素在個體心理空間裡的群集關係。以下將進一步說明本文設計的問卷結構。

二、RGT 問卷的元素

在凱利方格技術中，元素是分析方法中的要角。本文根據前述文本語句分析

（見表 4-2-2），從每個小句中選取參與者（概念）作為 RGT 的元素，在 11 個小句中原有 11 組元素組合，但小句 6 中水與氫氣、氧氣尚有包含電解過程，未直接描述級位分體關係，故不予考慮，而小句 4 與 5 合併成一組元素，因此問卷中共有九種的元素組合，元素組合與小句對應情形列表如下：

表 4-3-1 元素組合與對應小句

三、RGT 問卷的構念

問卷的構念是指文本的論述方式，也就是文本利用什麼樣的說法來描述概念

編對應小句

號凱利方格元素

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 氫氣－氫分子 

2 氫分子－氫原子 

3 氫－氫原子 

4 元素－氫、氧  

5 水分子－氫原子、氧原子 

6 水－原子 

7 化合物－水 

8 混合物－純物質 

9 空氣－氮氣、氧氣、氬氣、

二氧化碳 

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間的級位分體關係。在第三章中整理出 35 種論述方式，這些型式均可作為問卷構念，但考量問卷構念數量過多可能增加學生答題負擔而影響問卷的效度，因此以「解構、組合、確認、含攝」的過程語式為主，並從此四類中選出 13 種文本主要的論述方式作為本文問卷中的構念。這些論述方式在文本中可描述語意關係，有些描述級位關係，在表 4-3-2 中以（H）表示，有些描述分體關係，以（M）

表示，有些則是屬於內隱論述的方式，以（I）表示，這些論述方式與語意關係的對應是由前述實驗文本的分析、以及兩位科教領域學者討論而得。

此外，由文獻分析可知，「X is a kind of Y」與「X is a part of Y」是表達級位與分體關係最簡單的語式，故在問卷構念上增加「一種」與「一部分」二者，以瞭解受試者對級位分體關係的識別。若將問卷構念列表呈現，則如表 4-3-2 所示。

表 4-3-2 RGT 問卷的構念設計

語意類別構念語意類別構念

分為（I）混合而成（M）

解構分成（I）結合成（M）

含有（M）

含（I）

組合

化合成（M）

含攝

包含（I）是（H）

組成（M）確認

有（I）

構成（M）級位一種（H）

組合

聚集而成（M）分體一部分（M）

常見的級位分體論述為「A 是一種 B」以及「A 是 B 的一部分」，同時也是判別級位關係與分體關係最簡單的語式，因此可由此二構念來瞭解受試者對元素之間語意關係的理解。問卷試題的設計，上階概念會居於主位(Theme)，而下階概念居於述位(Rheme)，中間透過某個構念來描述，但在{是}、{一種}、{一部分}

三個構念中，考量到語意之因素，需要將前述語式結構互換，將下階概念置於主

位，而上階概念居於述位，例如[ ]是[ ]的一部分或[ ]是一種[ ]（詳

細的問卷試題可參考附錄一）。另外，在組合語式中，選取六種不同型式，這些

型式雖然在前述分析中均用於指涉分體關係，但是可能涉及到混合與原子間鍵結

的不同分體意義，故列入問卷構念進行討論，以有效瞭解讀者對於這些構念在描

述級位分體關係的理解情況。

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1

1 氫氣/氫分子 2

2

2 氫分子/氫原子 3

3

3 氫/氫原子 4

4

4 元素/氫,氧 5

5

5 水分子/氫原子,氧原子 6

6

6 水/原子 7

7

7 化合物/水 8

8

8 混合物/純物質 9

9

9 空氣/氮氣

#分為 1 1 分為

#分成 2 2 分成

#含有 3 3 含有

#含 4 4 含

#包含 5 5 包含

#組成 6 6 組成

#構成 7 7 構成

#聚集而成 8 8 聚集而成

#混合而成 9 9 混合而成

#結合成 10 10 結合成

#化合成 11 11 化合成

#有 12 12 有

#是 13 13 是

#一種 14 14 一種

#一部分 15 15 一部分

* * * * * * * * *

凱利方格表

四、問卷試題分析

凱利方格的矩陣結構是由構念與元素分別作為經緯相互交織而成，本問卷的元素共有九組，而作為構念的論述共有 15 種，因此兩者產生 135( 9×15)種論述句。

而每個論述句即為一題試題，因此共有 135 題試題。根據問卷中的元素與構念的組合，可形成一個方格表，如下圖所示。

因此每位受試者所填答的答案可以轉化為方格來表示。這個方格的格式如附錄三所示。而問卷的試題雖然共分為九組（即九組元素），但各組的語式結構相同，這些結構呈現如表 4-3-3。

問卷中呈現研究文本的內容，讀者在讀過文本內容之後，根據文本語意來判斷論述語與概念之間的「適合程度」，也就是某組元素用某種構念來描述的適合程度，適合程度分為五個等級：「非常適合(=5)」、「很適合(=4)」、「適合(=3)」、「不適合(=2)」、「最不適合(=1)」，請受試者逐題填上自己認為最合適的程度，問卷的完整內容附於文後，另外對於 33 位國二學生進行問卷預試，結果發現，問卷內在一致性 α值為.88（詳見附錄二），顯見問卷具有良好信度，堪以使用。

圖 4-3-1 問卷的凱利方格空白表

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表 4-3-3 問卷試題的語式

試題語式

1 可以分為。 9 是由混合而成。

2 可以分成。 10 是由所結合成。

3 含有。 11 是由所化合成。

4 含。 12 有。

5 包含。 13 是。

6 是由所組成。 14 是一種。

7 是由所構成。 15 是一部分。

8 是由聚集而成。

五、研究對象

本研究受測的對象為中學學生與科學教師，其中包括高二學生 78 人、國中國二學生 65 人，以及科學教師 7 人，總計人數為 150 人，文中分別以代號 SS(高二學生)、JS(國二學生)以及 ST(科學教師)表示。受測的國二學生在國二上學期接觸過「物質組成與分類」的主題，因此對於此主題的內容並不陌生，而高二學生在高一時學過基礎化學，在高二也接觸到物質與原子之結構的主題，此主題介紹原子模型、元素分類、物質結構與鍵結種類，相較於國中階段，高中生接觸到物質組成與分類上更深入的概念。比較高二與國二的學生之用意有二，一是高中學生科學學習時間較國中學生久，科學文本內容較為深入，因此在學科知識較為豐富，同時可能對語意論述的識別較為敏銳，因此研究預期二者對於論述語意解讀應有差異，二是瞭解二者對論述的理解，可供科學教學與文本編輯的參考。

此外，科學教師對級位分體論的語意解讀亦為本文探討的重點之一，因為科

學教師的看法攸關學生在概念系統上的建構。本文受測的七位科學教師中，三位

為高中教師，四位為國中教師，具有相當教學經驗且熟知科學教科書內容，在研

究上具適切性。本文的研究對象為國中學生，高中學生及科學教師，因此在分析

上，除了可以瞭解各組對象的看法之外，亦尚可進行教師與學生以及高中與國中

學生的差異比較，以有效反映師生對級位分體論述的看法與理解。

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第四節資料處理與分析

由於本文採用凱利方格技術來探討教師與學生對級位分體論述之理解，因此此節主要說明凱利方格技術在研究資料上處理程序與分析方法。

一、資料處理程序

每位受試者所填寫的問卷，均可形成一個方格，因此方格數等於所有受試人數，方格中的數值由 1 到 5。各組對象可形成一方格表，故研究中的方格：國二學生方格、高二學生方格以及科學教師方格。方格中的每個數值即為所有受試者的答題平均值。例如整體方格中第 i 行第 j 列中的值等於第一位受試者第 i 行第 j 列的值累加到第 n 位受試者第 i 行第 j 列的值的平均數。若以式子表示則為：

C

^ij

=∑[ ( C

1

)

^ij

+(C

²

)

^ij

+…+( C

n

)

^ij

]

/

n

因此整體方格中的每一個值，都是個別受試者評比的平均值。算出整體平均值之後，將方格的評值以 RepIV 1.10 軟體進行分析。而整個資料進行處理流程以下圖表示。

圖 4-4-1 問卷資料處理程序圖

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二、資料分析方法

本文所使用 RGT 的分析技術包括 FOCUS、主成分分析(PrinCom)、COMPARE 以及合併方格的主成分分析。前二者是屬於單一方格的分析，而後二者則是比較兩個方格間差異的方法。本文中受測的對象為國二學生(JS)、高二學生(SS)以及科學教師(ST)三組。這三組受測對象可獲得〔JS〕、〔SS〕以及〔ST〕三個評比方格，

因此這三者可分別進行單一方格的 FOCUS 以及 PrinCom 分析。在本文中將探討科學教師與整體學生以及高二學生與國二學生對級位分體論述的理解差異，因此可分別對於〔Δ

TS

〕=〔Δ

ST-(JS+SS)

〕以及〔Δ

S

〕=〔Δ

SS-JS

〕進行方格比較分析。

FOCUS 分析可看出元素與構念的群集分佈(cluster distribution)。使用 Rep IV1.10 程式可以分別呈現元素與構念的樹狀圖，來表示元素間或構念間的相似性，也就是受試者所認為元素或構念之間的相似程度，因此除了可看到哪些元素或構念彼此形成群集之外，還可瞭解它們之間相似性的階層關係(Easterby-Smith, 1981)。

主成份分析(Principle Component, 簡稱 PrinCom)則呈現元素和構念系統呈現二維座標上的分佈，有些元素或構念可能較為聚集，有些則較為分散，由二者在二維空間的分佈情形瞭解出元素或構念的相似性，以及元素與構念的相關情形，

雖然它無法如 FOCUS 可看出元素構念的階層關係，但是它提供平面視覺的訊息，輔助解讀元素與構念在座標分佈上的可能語意。

這二種分析技術屬單一方格分析法，利用這二種技術可獲得以下分析訊息：

1. 〔SS〕

^FOCUS

：高二學生的 FOCUS 分析 2. 〔JS〕

^FOCUS

：國二學生的 FOCUS 分析 3. 〔ST〕

^FOCUS

：科學教師的 FOUCS 分析 4. 〔SS〕

PrinCom

：高二學生的 PrinCom 分析 5. 〔JS〕

^PrinCom

：國二學生的 PrinCom 分析 6. 〔ST〕

^PrinCom

：科學教師的 PrinCom 分析

COMPARE 則是用於比較兩方格間元素或構念的相似程度。將原有二方格中

的數值相減後，再取絕對值，則可得到另一個方格，方格中的每個數值即是兩方

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格中兩兩數值的差異值。相似程度的計算方式如下：

Similarity ＝[1-(P

1

+P

2

+…+P

n

) / (V

^max

-V

^min

)×m] ×100%

假設 P 代表元素或構念，而 m 與 n 可分別指涉元素與構念的個數，形成一 m×n 的方格陣列，V

^max

與 V

^min

分別指評比的最大值與最小值。式中 P

1

+P

2

+…+P

n

表示某元素(構念)所對應的每個構念(元素)的差異值總和，而(V

^max

-V

^min

)×m 即是最大總差異。在本文中，採 1 到 5 等級，而共有 9 個元素與 15 個構念，為增加研究數據的解析度，將原有的等級分數(ranking scale)採以線性轉換，由原始分數 1 至 5 轉換為 0 至 99（RepIV 程式可設定之最大數值為 99），也就是原始分數的 1 等於轉換後的值 0，原始分數的 5 轉換為 99，若假設方格平均值為 X，則轉換後分數 Y 之轉換方式如下：

Y＝99(X-1) / (5-1)

原始分數轉換分數

5 99

4 74.25 3 49.5 2 24.75

1 0

因此元素的最大總差異量為 (99-0)×9=891 ，構念的最大總差異量為 (99-0)×15=1485。由此可分別算出元素或構念之間的相似程度，而本文所欲分析的相似度包括〔Δ

SJ

〕

^Similarity

與〔Δ

TJ

〕

^Similarity

二者。

二個欲比較的方格可合併成一個方格，稱為合併方格(composited grid)，將合併方格進行主成分分析，可以同時看到二個方格的元素與構念呈現在同一二維平面中。在本文中，給予不同受試對象的問卷內容均相同，因此評比方格中的元素與構念也相同，因此可直接進行方格合併。

合併方格可分為合併元素方格或是合併構念方格，合併元素方格主要在比較

二維平面中二方格元素的相似分佈，因此合併元素方格中的元素數為原有二方格

中的元素相加而得，例如本文中共有 9 個元素，因此可形成一 18×15 的合併元素

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方格。同樣地，合併構念方格則是在比較原有二方格中構念在平面上的分佈情

形，方格中的總構念數也是原有方格的構念數相加，因此本文可形成一 9×30 的

合併構念方格，當然也可對 18×30 的合併方格進行分析，但是因為平面中的元素

與構念數過於密集，反而不易分析其相似性。本文對合併元素方格以及合併構念

方格進行主成分分析，目的在瞭解教師與國中學生，以及高二學生與國二學生對

於元素與構念的理解。

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第五節師生對級位分體論述之語意理解

教師與學生對於科學文本中的級位分體論述有什麼樣的語意理解？他們如何解讀這些論述？彼此之間的看法又有何差異？這些是本節所欲分析之問題。

本文以凱利方格法來分析上述問題，在以下的討論中，首先呈現國中學生、

高中學生以及科學教師在 FOCUS 群集情形與 PrinCom 主成分分析之元素與構念分佈，分析各組研究對象對級位分體論述的語意解讀，爾後再比較高中與國中學生以及科學教師與國中學生之間的差異，並針對各組解讀結果及差異情形進行討論。

一、國中學生的語意理解

將每位國中學生作答之問卷轉換為一個如前述圖 4-3-1 所示的凱利方格表，

此圖中第 i 行第 j 列的數值為每位國中學生方格中第 i 行第 j 列的平均值，代表的是他們對於某個級位分體論述的識別情形。方格中共有 9 組元素與 15 組構念，

每個構念在方格中依最為適合與最不適合分處兩端，而其中具有「#」之構念為負向構念。為增加資料的解析度(revolution)，將原有的值距(range)1 至 5 線性轉換為 0 至 99。數值愈接近 99 表示適合程度愈高，反之愈接近 0 表示適合程度愈低。

以下分析分為三部分，首先是學生對於各語意關係與論述方式相似性的看法，其次是學生對各概念間語意關係的識別，最後討論學生對各概念與論述方式之間的相關性。

（一）國中學生 FOCUS 分析

凱利方格的 FOCUS 分析在於瞭解學生對於元素與構念相似程度的解讀。圖 4-5-1 中右方呈現的是構念之間的相似程度，而右下方則是元素之間的相似程度，

圖中的方格有不同的顏色呈現，數值 0 至 33 為白色背景，數值 34 至 65 為淺灰

(17)

背景，而數值 66 至 99 為深灰背景，象徵不同相似程度的排列。為了使相似構念能夠集中呈現，Rep IV 會反轉某些方格中的構念數值，例如含有、含、有、包含、

一部分、一種以及是等構念的數值均經方格之轉置，這些被反轉過之構念，數值愈小代表相似程度愈高（99 減去反轉過的數值即等於未反轉的數值）。

1.方格構念之群集分析

由圖 4-5-1 可知，文本所分析的構念大致形成 6 個群集之分佈，這些群集包括 {混合而成}、{含有、含、有、包含}、{一部分}、{化合成、結合成、聚集而成}、

{分為、分成、構成、組成}以及{是、一種}。

由各個構念的評值來看，以{是}與{一種}彼此語意相似性與其他論述方式有所區別，而{混合而成}與{一部分}的語意也與其他論述的語意不同（如圖中標示之處）。顯示國中學生認為{混合而成}與{一部分}在描述語意關係上，可能蘊含特

圖 4-5-1 國中學生的 FOCUS 分析

100 90 80 70 60 100 90 80 70

化合物 /水元素 /氫 ,氧空氣 /氮氣氫氣 /氫分子氫 /氫原子氫分子 /氫原子混合物 /純物質水 /原子

水分子 /氫原子 ,氧原子

#混合而成混合而成

含有 #含有

含 #含

有 #有

包含 #包含

一部分 #一部分

#化合成化合成

#結合成結合成

#聚集而成聚集而成

#分為分為

#分成分成

#構成構成

#組成組成

一種 #一種

是 #是

23 12 70 27 25 21 68 36 38 50 34 13 22 21 19 21 17 17 52 24 19 28 26 28 24 22 17 58 21 22 29 36 29 27 31 24 31 20 18 33 33 41 32 25 25 55 42 17 36 33 43 56 57 31 25 16 35 34 42 44 45 60 62 21 18 46 49 50 58 52 54 60 20 14 64 54 47 50 54 51 56 30 33 73 46 53 53 69 64 63 26 31 63 55 57 66 69 64 69 23 18 66 66 70 70 69 72 77 24 17 77 74 77 79 71 81 85 14 18 75 79 68 81 84 88 87 16 13 68 65 78 87 86 89 84

Focus Matrix

Hy pony my and Merony my statements Element 9 Construct 15 Range 0 to 99

論述方式相似性分為六個群集

語意關係相似性分為三個群集

(18)

別的使用意義。以{混合而成}來說，方格中的評值差異極大，在描述[混合物/純物質]與[空氣/氮氣...]時，學生認為以{混合而成}來描述兩元素最為適合(數值為 70 與 68)，這可能是受到文本內容論述的影響（因為原有文本使用{混合而成}來描述混合物與純物質，以及空氣與氮氣、氧氣、氬氣及二氧化碳之間的關係），

因此學生給予較高的數值，然而其他元素之間卻不適合以{混合而成}來描述（而其他元素的評值則低於 38）。

此外{混合而成}也不適於描述[氫分子/氫原子]、[氫/氫原子]以及[氫氣/氫分子]這些概念的關係（其評值分別 21,25 和 27），從化學結構來解釋，此三組概念之中，「整體」是由單一「部分」組成，故{混合而成}不適合用來描述這類概念的語意關係，它較適於表示整體是由二個以上的部分混合的語意關係。

除{混合而成}之外，{一部分}亦可視為另一獨立構念，雖然它與{含有、含、

有、包含}等構念之相似度達 85％，但是由 FOCUS 的圖中可知，{含有、含、有、

包含}適合用來描述[元素/氫,氧]、[化合物/水]以外的元素（上述四個構念的數值已經過反轉），然而{一部分}在這些元素中方格數值相對較高（如圖中之灰色區塊），也使得{一部分}的語意與其他構念較不相似，若與{一種}相較，則可看出{一部分}在方格中[元素氫,氧]與[化合物/水]與其他元素的構念評值有明顯差異，反映出學生對{一種}的語意解讀較為一致。

2.方格元素之群集分析

在方格元素方面，根據圖 4-5-2 中元素的相似性，9 組概念大致分為 3 個群集。

[元素/氫,氧]、[化合物/水]為群集一，此群集與其他二個群集的語意有明顯地差異，而[空氣/氮氣...]為群集二，其語意關係又與群集三的語意關係略有不同。

群集三包含 6 組概念，這 9 組概念有高度相似的語意關係，但是群集二與群集三的相似度便降低（圖 4-5-1 顯示約為 90％），顯示[空氣/氮氣…]此組元素的語意關係，其前述各組的語意關係有所差異。而[元素/氫,氧]與[化合物/水]二組元素被學生視為是同一群集，雖然組內的相似度很高(90％)，但組間的差異卻很大，

可見學生清楚地區分出此二者屬於級位關係，其他元素屬於分體關係，其中，學

生反映出[空氣/氮氣...]的分體語意又與其他概念的分體略有不同。

(19)

由 FOCUS 的群集分析可知，國中學生清楚地區辨出元素和氫、氧以及化合物和水的語意關係與其他概念的語意關係有所不同，他們也發現到空氣與氮氣之間的語意與其他概念之間的語意略有不同。究竟學生如何辨識這些概念之間的語意關係？哪些概念屬於級位，又哪些概念屬於分體？這些問題可以透過 RGT 之 Crossplot 方法來分析。

（二）國中學生 Crossplot 之分析

在閱讀文本論述後，究竟國中學生識別概念之級位分體關係的情形為何？由文獻可知，瞭解概念之間的級位分體關係，可由一種與一部分來識別。因此在 RGT 之 Crossplot 方法中，以一種與一部分作為二維座標的兩軸，來觀察元素在此二軸上之分佈情形，結果發現，國中學生認為[化合物/水]以及[元素/氫,氧]之間的關係屬於級位關係，另一方面，[空氣/氮氣...]則是最能表示分體關係。

圖 4-5-3 即為國中學生答題之 Crossplot 分析，圖中的 Y 軸代表{一種}，X 軸代表{一部分}，且不考慮其他構念數值之影響，各元素之分佈呈現在不同象限之中。由圖中可知，方格元素大致區分為三個群集：

群集一：[元素/氫,氧]、[化合物/水]

群集二：[空氣/氮氣...]、[水分子/氫原子,氧原子]、[氫/氫原子]、[氫氣/氫分子]、

[氫分子/氫原子]

圖 4-5-2 國中學生之元素語意相似性

群集三

群集二

群集一

(20)

群集三：[混合物/純物質]、[水/原子]。

從其象限分佈來看，群集一的二組概念較傾向 Y 軸，這二組概念之間屬於主類與次類的關係，這表示學生認為[元素/氫,氧]以及[化合物/水]之間屬於級位關係，但其他概念分佈於 Y 軸之另一端，學生認為這些概念之間較不屬於級位關係。

此外，[元素/氫,氧]的位置落於第一象限，X 軸投影也在＋X 的位置，意味者學生雖然認為它們是級位關係，但也可能具有分體之語意成分，就是將氫、氧理解成元素的一部分。這種語意理解可能類似於 Winston(1987)所指之部分之「集合

－成員」之語意，元素是一個集合名詞，而氫、氧是它的成員，因此可以說成氫和氧是元素的一部分。

再進一步比較可以發現，[化合物/水]同樣也是一個集合與成員之間的關係，

但是它處於第三象限，在 X 軸投影落於－X 軸方向，顯示學生並不認為化合物與水之間的關係具有分體語意。為何[元素/氫,氧]與[化合物/水]兩者具有「集合-成員」的語意，但學生認為[元素/氫,氧]可用一部分來描述，但是[化合物/水]則否？

氫 /氫原子元素 /氫 ,氧

水 /原子化合物 /水

空氣 /氮氣

#一部分

一種

混合物 /純物質

水分子 /氫原子 ,氧原子氫氣 /氫分子

氫分子 /氫原子

#一種

一部分 Crossplot RGT

Hy pony my and Merony my distribution

氫 /氫原子元素 /氫 ,氧

水 /原子化合物 /水

空氣 /氮氣

#一部分

一種

混合物 /純物質

水分子 /氫原子 ,氧原子氫氣 /氫分子

氫分子 /氫原子

#一種

一部分 Crossplot RGT

Hy pony my and Merony my distribution 群集一

群集二群集三二

一

圖 4-5-3 國中學生級位分體關係之識別 I

II

III IV

(21)

事實上，級位關係意義上等同於「集合－成員」的分體語意，因此一部分也可以用來描述級位關係，但是需要描述二個成員與集合之間的關係，舉例來說，

學生認為[元素/氫,氧]可以用{一部分}來形容，是因為描述氫和氧二個成員與元素之間的關係，也就是主類與二個次類之間的級位關係可以用{一部分}來形容，但主類與一個次類的級位關係則否，換言之，「氫和氧是元素的一部分」中的部分指涉的是二個次類，而非單一次類，因此當我們說「水是化合物的一部分」時，

在語意上便較不成立。這是{一部分}用於指涉級位關係上需要滿足的限制。

除了群集一之外，其他二個群集則分佈於－Y 軸端，其中有 55％(5 個/9 個) 的元素落於第四象限，顯示這些元素較傾向分體關係的意義，由各元素在 X 軸之投影可知，學生認為最能代表分體關係的是[空氣/氮氣...]，即氮氣、氧氣等是空氣的一部分最為適合，其次才是[水分子/氫原子,氧原子]。而在第三象限有[混合物/純物質]與[水/原子]二組元素，這意味著此二組元素在學生的語意關係理解上，並非典型的級位關係與分體關係。

在實驗文本中，[混合物/純物質]與[空氣/氮氣...]均透過混合而成來描述，但學生認為[混合物/純物質]則較不屬於分體語意，可能的原因在於空氣與氮氣、氧氣等屬於具體的實例說明，因此較易判斷其為分體語意，但是純物質與混合物同屬集合性質的泛稱詞彙，並未指稱特定的實體物，因此較不易識別其語意關係，

同樣地，原子亦為泛稱詞彙，並未述明為氫原子與氧原子，較難識別與水之間的語意關係，可能是造成[混合物/純物質]與「水/原子」之分體語意較為模糊的原因。

（三）國中學生之 PrinCom 分析

圖 4-5-4 為國中學生元素構念之主成分分析，由圖中每個成分所能解釋之變

異量可知，前二個成分解釋之變異量達 90.1％，顯示二維座標能有效反映元素與

構念之關係。主成分分析所呈現的是元素與構念之相關性，元素以黑框灰底標

示，而含＃之構念表示負向構念，未含＃之構念為正向構念，也就是本文所關注

的構念。

(22)

1.方格構念之分析

圖 4-5-4 中呈現元素與構念的相關分佈，圖中構念主要分布成四個區塊，最右方是{是、一種}，代表這二種論述方式在語意上較為接近，且與其他論述方式的語意距離較遠，在圖中的左方也有一構念區塊，表示{分為、分成、化合成、

結合成、聚集而成、組成、構成}等論述方式的語意相近，這些論述方式屬於解構與組合的語式，可見國中學生認為解構與組合語式在語意關係的表達上意義相近。但是另有一些論述方式落於原點附近，包括{含、含有、包含}的含攝語式與 {有}的確認語式，由前述討論可知，這些論述方式屬於內隱論述，可以用於描述級位關係，也可以用於描述分體關係，例如{包含}、{有}即是明顯的例子。

{有}與{是}雖然同屬確認語式，但是因為有在語意關係指涉上較為內隱，因此學生對於二者的語意表述有不同解讀，可見內隱論述似乎影響學生對於級位分體關係上的辨識。另外，{混合而成}在座標左上方獨處一隅，與其他論述方式語意較不相近，顯示{混合而成}在描述上只適合[空氣/氮氣...]的分體關係。

圖 4-5-4 國中學生之 PrinCom 分析

1: 81.7%

含有包含

聚集而成混合而成

是

氫氣/氫分子空氣/氮氣

Percentage v ariance in each component 1: 81.7% 2: 8.4% 3: 5.0% 4: 2.7% 5: 1.3%

PrinGrid RGT

"Hy pony my and Merony my statements Element 9 construct 15"

分成

分為一部分

含有

氫/氫原子

2: 8.4%

氫分子/氫原子構成水/原子

組成結合成

化合成

一種

元素/氫,氧

化合物/水混合物/純物質

水分子/氫原子,氧原子 ^{1: 81.7%}

含有包含

聚集而成混合而成

是

氫氣/氫分子空氣/氮氣

Percentage v ariance in each component 1: 81.7% 2: 8.4% 3: 5.0% 4: 2.7% 5: 1.3%

PrinGrid RGT

"Hy pony my and Merony my statements Element 9 construct 15"

分成

分為一部分

含有

氫/氫原子

2: 8.4%

氫分子/氫原子構成水/原子

組成結合成

化合成

一種

元素/氫,氧

化合物/水混合物/純物質

水分子/氫原子,氧原子

(23)

上圖中顯示，{是}與{一種}的語意相近，而{構成}與{組成}的語意也相近，，

但這兩種論述方式卻分處第一成分軸的兩端，表示它們的語意關係不同，國中學生能夠區別{是、一種}的級位關係以及{組成、構成}的分體關係，同時也表示第一成分軸可當成語意關係軸（該軸之變異量可達 81.7％），因此每種論述方式在此軸上的分佈，即代表學生認為這些論述方式所適於描述的語意關係的差異。由此可知，學生認為{一種、是}最適於描述級位關係，而{組成、構成}最適於描述分體關係，這樣的識別結果與與前述實驗文本分析的結果（文本常以是和組成來描述描述級位關係與分體關係）不謀而合。

2.方格元素之分析

在圖 4-5-4 的最右方，[元素/氫,氧]最靠近{一種}，顯示學生認為在描述元素與氫、氧之間的關係時，最適合用一種來表達，也就是氫是一種元素，而氧也是一種元素，雖然{是}也相當接近[元素/氫,氧]，但他們認為{一種}比{是}更適合描述其語意關係，這意味著當文本可以改為「氫為一種元素，同理氧也是一種元素」，更能清楚地指出語意關係。同樣地，{一種}比{是}更適合描述化合物與水之語意關係。由此來看，{一種}比{是}更清楚地表達級位關係。

{一種}最適於表達級位關係，但{一部分}卻不盡然，學生認為有更適合描述分體關係的論述方式，如圖 4-5-4 所示，[氫氣/氫分子]與[氫/氫原子]與{含有}最接近，顯示含有較適合表達這二組元素的語意關係，而氫分子與氫原子之間應該用{化合成}或{結合成}來描述，從化學鍵結來看，氫分子中之氫原子彼此鍵結，{化合成}與{結合成}可以表達鍵結之意，但{含有、含}則較無法達到這樣的效果，這表示描述鍵結的分體語意時，用{化合成}或{結合成}描述更能精準呈現其意，例如[水/原子]、[水分子/氫原子,氧原子]之間均有鍵結存在，故用以{化合成}或{結合成}來描述。

{組成、構成}二個構念分布在第一成分軸的左端，表示它們適合用於描述分

體語意，且與附近元素相距不遠，因此{化合成、結合成、聚集而成}所描述的語

意關係均可用{組成}或{構成}來取代，由此可知，這二個論述方式在描述分體關

(24)

係上具有廣泛的涵蓋性，能夠描述不同的分體意義，但從不同方面來看，它們相對地降低分體語意的精確性，換言之，它們無法呈顯{化合成}或{結合成}所蘊含的鍵結語意，也無法表達{聚集而成}或{混合而成}所蘊含的集合語意。也就因為 {組成、構成}具有精確傳達語意關係的侷限性，因此文本想要表達精準的分體關係，應該避免使用{組成}或{構成}這類的論述方式。

此外，{混合而成}在圖中只與[空氣/氮氣...]最為靠近，而與其他的元素相距較遠，顯示空氣與氮氣、氧氣等最適合以{混合而成}來描述，因為氮氣、氧氣、

氬氣和二氧化碳均為空氣成分，但是各成分間並非彼此鍵結，而且成分相互分散並不聚集，顯見{混合而成}適合描述整體與混合部分的分體語意，這也提醒教科書在使用混合而成在描述語意關係時，應適合用於混合分體的關係上。

（四）小結

根據上述國中學生 FOCUS 與 PrinCom 的分析，可以整理出下列主要的結果。

在語意關係方面，[元素/氫,氧]與[化合物/水]分佈在第一成分軸的右端，其他的語意關係則分佈在左端，顯示國中學生能夠理解[元素/氫,氧]與[化合物/水]與其他概念的語意關係有所不同，也就是他們區別出級位關係與分體關係的差異。此外，由[空氣/氮氣...]的分佈也可推知，不僅其語意關係與[元素/氫,氧]與[化合物/

水]有所不同，且與其他分體關係也略有差異，換言之，國中學生不只理解到概念之間有級位分體關係的差異，而且[空氣/氮氣...]的分體關係又與其他概念的分體關係有所不同。

在論述方式上，國中學生認為{是、一種}兩者的意義相近，且在意義上與其他論述方式明顯不同，它們適合用於描述級位關係，例如「水是一種化合物」或

「氫是一種元素」，而{組成、構成、化合成、結合成}等則較適合表達分體關係，

例如「水分子是由 2 個氫原子和 1 個氧原子所組成」，也可說成「水分子是由 2

個氫原子和 1 個氧原子結合成」，但是有些論述方式在主成分分析的投影落於座

標原點附近，例如{有、含有、含、包含}以及{一部分}，表示它們在描述分體關

(25)

係的適合度不高，可能不太能清楚表達分體的語意。若對應第參章的分析結果可知，這些論述方式中有些屬於內隱論述的方式，例如含、包含、有等，它們能夠用於描述級位或分體關係，在使用上並非指涉特定的語意關係，使得其指涉的語意關係較為內隱，由國中學生的分析結果來看，這些論述方式似乎不適合用於指涉某個語意關係，換言之，使用這些內隱論述的方式來描述級位或是分體關係，

並不能有助於瞭解其所指涉的語意關係。

整體而言，國中學生能夠識別級位與分體語意的不同，也反映出分體關係中有不同語意的分化。這些不同語意關係各有合適的論述方式來描述，這些適合的論述方式可以較為精準的呈現出語意關係，但是也反映了某些論述方式並不能明確地幫助讀者瞭解其所指涉的語意關係，這提供了在語意關係論述上一些值得思考之處。

二、高中學生級位分體論述之分析

高中學生與國中學生的問卷設計均相同，因此高中學生的方格也是 9×15 的方格，方格數值的值距同樣從 0 至 99，每個方格數值代表他們認為某個級位分體論述的適合程度，數值愈低表示其認為適合程度愈低。以下分析將以 FOCUS 呈現高中學生認為各元素與構念之相似性，再透過 Crossplot 瞭解學生對各元素語意關係的理解，最後再由 PrinCom 分析呈現各元素與構念之相關分佈，以瞭解高中學生對於元素與構念之間相關性的想法。

（一）高中學生 FOCUS 分析

依據學生在方格中所填答的數值進行 FOCUS 分析（如圖 4-5-5 所示），可瞭

解學生對於各概念間語意關係與論述方式的語意相似性之理解。圖中方格的數值

為高中學生對各試題之評值，圖中右方為不同論述方式的相似性，圖中右下方為

概念語意關係的相似性，以下針對兩者進行討論。

(26)

1.方格構念之群集分析

圖 4-5-5 顯示，方格構念形成 7 個群集，包括{混合而成}、{含有、含、有、

包含}、{一部分}、{化合成、結合成}、{聚集而成}、{分為、分成、構成、組成}、

{是、一種}，各個群集中構念的語意相近，例如{是、一種}的語意相似度在 95％

以上。與國中學生認知的構念群集相較，兩組學生的構念群集差異不大，但其中不同的是對{聚集而成}的語意理解，國中學生認為{聚集而成}與{化合成、結合成}

的語意相似（圖 4-5-1 顯示其相似度高達 95％），然而高中學生所認為的{聚集而成}與{化合成、結合成}的語意相似度只約達 80％。顯示他們認為{聚集而成}的意思與{化合成、結合成}的意思並不相同。這些差異可在後續的 PrinCom 分析再作深入的討論。

高中學生認為{是}與{一種}的語意相似，且由方格評值可知，{是、一種}在圖 4-5-5 高中學生之 FOCUS 分析

100 95 90 85 80 75 100 95 90 85 80 75 70 7

7

7 化合物 /水 4

4

4 元素 /氫 ,氧 1

1

1 氫氣 /氫分子 3

3

3 氫 /氫原子 2

2

2 氫分子 /氫原子 5

5

5 水分子 /氫原子 ,氧原子 6

6

6 水 /原子 8

8

8 混合物 /純物質 9

9

9 空氣 /氮氣

#是 13 13 是

#一種 14 14 一種

組成 6 6 #組成

構成 7 7 #構成

分成 2 2 #分成

分為 1 1 #分為

聚集而成 8 8 #聚集而成

#包含 5 5 包含

#含 4 4 含

#有 12 12 有

#含有 3 3 含有

結合成 10 10 #結合成

化合成 11 11 #化合成

79 83 45 30 14 9 7 8 21 88 84 33 35 14 9 7 13 28 79 72 23 38 18 23 29 36 27 81 73 36 40 22 26 35 48 42 75 67 54 46 32 28 41 33 35 74 62 67 56 49 45 44 37 37 85 80 39 60 58 63 66 44 44 64 75 57 59 59 67 71 67 73 38 60 56 63 67 69 70 67 75 43 71 59 59 77 69 67 74 73 40 66 62 67 78 77 81 77 83 43 65 52 60 65 63 35 48 87 84 80 57 53 29 35 45 61 69 84 78 66 54 38 22 31 71 78 12 17 27 23 22 23 21 74 73

Focus Matrix Senior Student Hy pony my and Merony my statements

Element 9 Constract 15 Range 0 to 99

100 95 90 85 80 75 100 95 90 85 80 75 70 7

7

7 化合物 /水 4

4

4 元素 /氫 ,氧 1

1

1 氫氣 /氫分子 3

3

3 氫 /氫原子 2

2

2 氫分子 /氫原子 5

5

5 水分子 /氫原子 ,氧原子 6

6

6 水 /原子 8

8

8 混合物 /純物質 9

9

9 空氣 /氮氣

#是 13 13 是

#一種 14 14 一種

組成 6 6 #組成

構成 7 7 #構成

分成 2 2 #分成

分為 1 1 #分為

聚集而成 8 8 #聚集而成

#包含 5 5 包含

#含 4 4 含

#有 12 12 有

#含有 3 3 含有

結合成 10 10 #結合成

化合成 11 11 #化合成

79 83 45 30 14 9 7 8 21 88 84 33 35 14 9 7 13 28 79 72 23 38 18 23 29 36 27 81 73 36 40 22 26 35 48 42 75 67 54 46 32 28 41 33 35 74 62 67 56 49 45 44 37 37 85 80 39 60 58 63 66 44 44 64 75 57 59 59 67 71 67 73 38 60 56 63 67 69 70 67 75 43 71 59 59 77 69 67 74 73 40 66 62 67 78 77 81 77 83 43 65 52 60 65 63 35 48 87 84 80 57 53 29 35 45 61 69 84 78 66 54 38 22 31 71 78 12 17 27 23 22 23 21 74 73

Focus Matrix Senior Student Hy pony my and Merony my statements

Element 9 Constract 15 Range 0 to 99

論述方式相似性分為 7 個群集

語意關係相似性分為 4 個群集

(27)

元素 4 與元素 7 上的評值明顯高於其他元素的評值，這表示學生認為{是、一種}

較適合用來描述[元素/氫,氧]與[化合物/水]，也意味者描述級位關係時可用{是}或 {一種}來描述，由此也可看出高中學生在級位關係上與國中學生有相同的理解。

{組成、構成}與{分為、分成}在圖中形成一群，它們的語意相似度可達 90％，

其中{組成、構成}的語意較接近，而{分成、分為}的語意較接近，前者屬於組合 (composition)語式，而後者則是解構(decomposition)語式，兩者在語意上具有倒裝論述的性質，也就是組合與解構互為反逆語式，當我們說 A 是由 B 與 C 組成或構成時，它同樣也被改述為 A 可以分為或分成 B 與 C，而高中學生認為這兩者的語意是相當接近的。仔細觀察這四種論述方式在各元素的數值可以發現，它們在 [元素/氫,氧]與[化合物/水]的評值較低，而在其他元素的評值較高，顯示高中學生認為這四種論述方式適合描述分體關係。

此外，{一部分}在各元素的評值並未呈現極端情況，換言之，高中學生認為 {一部分}並不適合用來描述特定的語意關係，其中評值較高的為[空氣/氮氣...]、

[氫分子/氫原子]以及[元素/氫,氧]，其評值分別為 87, 65 以及 65。仔細比較這三者的語意關係可以發現，[空氣/氮氣...]、[氫分子/氫原子]屬於分體關係，而[元素/

氫,氧]屬於級位關係，可見，學生認為一部分可以用來描述分體，甚至可以描述級位關係，換言之，他們認為「氫和氧是元素的一部分」的語意是成立的，這裡的部分是指主類與二個次類的級位關係，因為[化合物/水]屬於主類與一個次類的級位語意，其評值只有 43，可見當描述二個以上的次類時，可以用一部分來表達級位關係。

國中學生認為{混合而成}只適用[空氣/氮氣...]的語意關係，但高中學生認為它還可以描述[混合物/純物質]的語意關係（二者的評值各為 73 與 74）。事實上，

這兩者都是屬於整體與部分混合的語意，[空氣/氮氣...]是[混合物/純物質]的舉例說明，因此兩者的語意關係均在描述部分在整體中的空間混合，而其他分體關係的評值均很低，表示它們並非描述空間混合的意思。這也可看出高中學生對於哪些概念屬於混合的分體語意比國中學生有更精確的理解。

2.方格元素之群集分析

(28)

圖 4-5-5 顯示，各元素依相似性差異可分成 4 個群集。[空氣/氮氣...]是[混合物/純物質]為一群，表示兩者語意接近。[水分子/氫原子,氧原子]、[氫分子/氫原子]

和[水/原子]為一群，這三組概念中，都具有化學鍵結的語意存在，例如水在結構上是二種原子鍵結而成，氫原子彼此鍵結形成氫分子，氫原子與氧原子鍵結形成水分子，因此三者的語意較為接近。

[氫氣/氫分子]與[氫/氫原子]形成一群，語意相似性達 92％，這兩組概念在{聚集而成}的評值分別為 61 與 40（見圖 4-5-5），這表示高中學生認為「氫氣是由氫原子聚集而成」的說法不妥，因此{聚集而成}並不適合用於氫與氫原子的關係，

而造成評值上的差異。

最後，[元素/氫,氧]與[化合物/水]成為一群，與其他元素的相似性只達約 77

％，表示這二組概念的語意關係接近，但卻與其他概念的語意關係有所不同。它們在{是}與{一種}的評值較高，而其他構念的評值較低，這顯示學生認為{是}與 {一種}適合描述此二組概念的語意關係。

（二）高中學生 Crossplot 之分析

在高中學生的 Crossplot 分析中，同樣以{一部分}與{一種}作為二維空間的二軸，投影位置愈傾向＋X 軸與＋Y 軸表示其語意關係愈傾向於分體關係與級位關係。圖 4-5-6 即為高中學生的 Crossplot 分析，從各元素在二維空間中的分佈來瞭解學生對於概念之語意關係的看法。

從元素分佈的象限來看，只有[元素/氫,氧]與[化合物/水]二組概念落於第一與第二象限，其他的元素則落於第三象限與第四象限，顯示這二組概念的語意關係被解讀為級位關係（其投影接近＋Y 軸），而其他如[水分子/氫原子,氧原子]或[水 /原子]並不被認為是級位關係。另一方面，高中學生認為[空氣/氮氣...]的語意關係最傾向於分體關係，而[水/原子]則相反，事實上，原子的意思是代表氫原子和氧原子，但是此處並未明確指出原子的實際名稱，可能因此造成高中學生認為[水/

原子]較不屬於分體關係。

(29)

若與國中學生之 Crossplot 相較可以發現，兩組學生的[元素/氫,氧]均落於第一象限，落於此象限的元素意味它除了具有級位語意之外，還蘊含分體語意，換言之，高中學生認為[元素/氫,氧]蘊含了這兩種關係。由 FOCUS 分析中[元素/氫, 氧]在{一部分}上的評值達 65 可知，高中學生認為其蘊含分體關係的意涵，但是對[化合物/水]並沒有這樣的語意解讀，由此來看，當描述二個次類(sub-class)與主類 (super-class) 之間的關係時，其意義等同於描述二個成員 (member) 與集合 (collection)的關係，此時級位關係也可被解讀為分體關係，因此可透過{一部分}

來描述。

（三）高中學生之 PrinCom 分析

高中學生的 PrinCom 分析主要在瞭解高中學生對各概念之語意關係與論述方式相關性的解讀。其分析結果呈現如圖 4-5-7 所示，由圖中下方顯示各成分所佔的百分變異量可知，第一主成分與第二主成分的變異量達 88.1％，顯示此圖能有效反映兩者之相關性，圖中的元素以黑框灰底標示，而圖中有些×並未有文字標示，這些×原為負向構念的分佈位置，因本文並不考慮這些負向構念的分析，故

氫分子/氫原子氫/氫原子

元素/氫,氧

水/原子化合物/水

空氣/氮氣一部分

#一部分

一種

#一種

水分子/氫原子,氧原子混合物/純物質

氫氣/氫分子 Crossplot Senior StudentT

"Hyponymy and Meronymy statements Element 9

第肆章 級位分體論述語意理解之探討