第伍章 結論與建議
本研究使用問卷方式進行施測，施測對象為小六、國一、國二、高一、高二 和大一，有效問卷共 747 份。根據第肆章問卷內容結果歸納整理，分為兩個部分，
第一部分為本研究之結論，第二部份針對未來研究和教學上的建議。
第一節 結論
一、不同年級學生在選擇題中演化概念的類型與比例
1. 次概念一「變異的來源」：在未學習演化概念前，小六學生使用環境和 意圖突變類別約各佔 30%，隨著年齡增長，使用突變/有性生殖類別的 比例越來越高。然而在國二和高二皆出現些微的下降，國二為意圖突變 類別上升，當沒有生物課程，部分國二學生容易使用意圖來解釋，而當 有遺傳教學時，部份高二學生反而會選用環境類別來解釋，認為環境是 變異的主要來源因素。
2. 次概念二「族群裡的變異」：尚未學習演化概念前，小六學生有半數以 上認為族群裡的個體都是相同的，經過國一的生物教學後，可理解的學 生達到 80%，國二階段出現相同類別和其他類別略為上升，主要因為沒 有相關課程，隨著年齡增長出現科學類別比例越來越高，除了演化專門 單元之外，其餘的生物課程，例如：生態和遺傳都有助於次概念二「族 群裡的變異」之建立。
3. 次概念三「可遺傳的變異」：從國一到大一階段具備遺傳類別比例已達 到 60%以上，而高一到高二階段有略為下降 3%，部份學生無法逆向思 考，也就是尚未建立次概念三。用進廢退類型隨著年齡增長而逐年下
降，然而學習類型在小六到國一有明顯地下降，不過國二到大一所佔有 比例仍然維持約 13%左右，部分學生仍就認為後天的學習造成的改變，
可以遺傳到下一代。
4. 次概念四「特定性狀比例改變」：隨著年級增長比例逐年上升，在國一 到國而階段有些微下降(約 1%)，次概念四之研究結果與次概念二相 似，當學生具備有族群裡的變異概念後，有機會更進一步延伸適合環境 的物種在族群中佔有比例增加。其他類別在小六到高二階段皆約佔 10~20%，雖然課程教學與之相關，但仍舊尚未完全建立正確的概念。
5. 次概念五「性狀的存活」：從小六到大一具備適者類別比例皆高於 60%，
也間接表示在小六學生尚未學習演化單元之前，已有超過半數學生具備 此概念。強壯和改變類別在各年級佔有比例約 15%，學生很容易認定具 有短暫優勢的生物便能存活，未能考量到當環境發生改變之情況。
6. 次概念六「適應」：變異類型的比例逐年上升，但最高比例的大一只有 54%屬於變異類別，可見此概念較難學習。國一到國二階段出現降低的 情況(降 15%)，由於沒有生物教學，下降幅度明顯，而高一到高二比例 持平約為 42%，雖然沒有專門演化單元，但是生物課程仍就提供演化相 關知識，協助學生做延伸思考。其餘的特質屬性當中，整體來說強壯和 改變類別出現比例較高，但仍未能考量當環境突然改變之情況。小六的 答案較為多樣性，其他類別佔 4.3%，而其他年級皆低於 5%。
二、不同年級學生在開放題中演化概念的類型與比例
1. 次概念一「變異的來源」：突變/有性生殖類型隨著年級增長而比例逐漸 上升，除了國一到國二階段下降約 12%，且國二出現此類型的比例甚至 低於小六，國二沒有生物課程，加上施測時間為下學期，對於演化相關
內容較為陌生。在國二階段當中，突變/有性生殖比例下降，而意圖轉 變、環境和未提及比例皆出現上升。意圖轉變和環境類別的趨勢在高一 達到高峰，而隨後逐年下降，由於高一下學期課程為生態，較重視人類 與環境的關係，導致部分學生以環境類別解釋，認為環境可以主導變異 來源，另外將近 50%高一學生以意圖突變類別解釋，屬於外在因素的直 覺聯想。
2. 次概念二「族群裡的變異」：在國一到國二出現下降約 10%，因為沒有 生物課程，高一和高二出現無方性類別比例相近，高一下學期的生物多 樣性和高二下學期的遺傳單元，皆有助於學生理解族群裡的變異，因此 比例變動很小。另外，從開放題中無法得知學生學生是否具備族群裡各 體皆為相同，此部分仍需要由選擇題來得知。
3. 次概念三「可遺傳的變異」：遺傳類型除了國一到國二出現下降，其餘 各年級出現比例逐年增加，不過高一比例低於國一，因為高一基礎生物 內容沒有提及遺傳概念，而國一下學期課程遺傳單元後緊接著演化，所 以國一學生對於次概念三較為熟悉。在尚未進行教學前，用進廢退和學 習類別在小六比例為最高，意味著學生易傾向拉馬克的用進廢退和學習 觀點來解釋變異，經過教學後比例幾乎低於 10%。
4. 次概念四「特定性狀比例改變」：除了國一到國二比例下降之外，屬於 比例增加類別的比例隨著年即逐年上升。根據學生答案內容可發現，當 學生有提到族群裡的個體變異，幾乎都會更進一步提到特定性狀比例增 加之情況，顯示出次概念二和次概念四出現科學類別具備順序上的關連 性。而漸變類別在小六比例(31.6%)最高，而後出現比例逐年下降，由 於開放題無法看出族群裡的變異，部分學生的解釋可能提到漸漸改變，
然而卻是具備族群變異的漸漸改變(變深色比例增加)，而非指整個族群
的顏色漸漸變深，在此不做深入探討。
5. 次概念五「性狀的存活」：適者類型出現比例逐年上升，在國一到國二 出現下降。與選擇題結果相較，小六學生出現適者類型的比例並非佔開 放題的最高比例，原因在於小六學生尚未熟悉「適者生存，不適者淘汰」
的說明方式，而選擇題有選項可以輔助，所以結果與選擇題有些不同。
其餘類型當中，以改變類型在每個年級當中皆佔有一定的比例，在國一 階段的教學有稍微使改變類型下降，因此教學上需要重視此概念的建 立。
6. 開放題採用讓學生寫下自己對於演化的解釋，然而學生的表達與寫作能 力，不盡然相同，加上部分學生未達成寫滿五行的規定，所以整體開放 題的表現情況較不如選擇題。整體而言，五個次概念的科學類型在國一 到國二階段出現下降的現象，而高一到高二只是些微下降或是上升，主 要原因在國二沒有生物課程，而高一和高二有生態和生殖遺傳相關單 元，因此在高一和高二比例變化較小。
三、不同年級學生在整體演化概念發展情況 (一)、不同年級學生在選擇題之概念發展
1. 小六階段當中，次概念五「性狀的存活」的正確比例(66.7%)為最 高，然而在次概念四「特定性狀比例改變」比例(16.2%)為最低，
本研究結果顯示國一學生經過教學後，擁有次概念四的正確比例為 56.6%，可見國一教學能夠有效地協助次概念四的學習。
2. 從國一到大一階段當中，次概念二「族群裡的變異」的正確比例最 高，而次概念六「適應」的正確比例為最低。經過國一教學已能理 解族群裡生物不會長得一樣，而適應概念屬於延伸概念，較為困難
學習，且教科書未針對此部分說明，教學上需要教師給予指導。
3. 在國一到國二階段當中， 除了次概念三「可遺傳的變異」正確比 例相似，其餘五個次概念符合正確比例皆為下降的情況，因為國二 沒有生物教學，顯示教學對於演化概念理解佔有重要的影響，當沒 有相關課程時，學生具備演化概念之正確比例也隨著下降。
4. 選擇題的演化概念在高一到高二階段當中，次概念二「族群裡的變 異」、次概念四「特定性狀比例改變」和次概念五「性狀的存活」
出現比例增高，另外三個次概念則是高二學生的表現較高一低。次 概念一「變異的來源」和次概念三「可遺傳的變異」，兩個次概念 與遺傳相關，高二生物課程主要為遺傳相關，但高二學生的正確比 例仍較高一低，可見學生無法將遺傳概念延伸至演化單元，加上只 在國一有學過演化，導致高二階段較多學生都會以外在因素來解釋 變異的來源。
(二)、不同年級學生在開放題之概念發展
1. 小六階段當中，擁有正確的次概念一「變異的來源」和次概念三「可 遺傳的變異」比例為最高，但次概念四「特定性狀比例改變」正確 比例為最低，與選擇題結果相同，小六學生雖然初步了解遺傳變 異，然而卻認為性狀比例改變應為漸漸改變(胡椒蛾的體色慢慢變 深)，可見小六尚未完全理解變異的真正意義。
2. 國一階段當中，擁有正確的次概念五「性狀的存活」比例為最高，
比例最低為次概念四「特定性狀比例改變」，與小六學生相同，其 中進步幅度最大為「性狀的存活」，可見經過教學後，國一學生以 能夠開始使用適者生存、不適者淘汰之相關文字描述。
3. 國二和高二符合正確比例最低的皆為次概念三「可遺傳的變異」，
約有 10%的學生會使用用進廢退或學習來說明變異，在國一階段除 了教科書上的長頸鹿例子外，應該可以再用其他例子協助學生理 解。
4. 國一到大一階段當中，正確比例最高為次概念五「性狀的存活」，
選擇題當中小六的正確比例亦是次概念五，可推知對於性狀的存 活，在小六階段已有初步的建立，到國一之後已能夠確實使用文字 描述來說明。
(三)、選擇題和開放題之關係
1. 選擇題的平均分數，除了國一和國二、高一和高二，這兩組未達顯 著差異，其餘的年級兩兩之間都有達到顯著差異。雖然國二學生在 選擇題整體平均分數低於國一學生，但仍未達顯著差異，而高一和 高二皆有演化相關課程，不過沒有演化專門單元，因此兩個年級未 達顯著差異。
2. 開放題的平均分數，除了國一與國二、高一、高二；國二和高一、
高二；以及高一和高二之間皆未達顯著差異，其餘任兩個年級皆達 顯著。因為國一、高三和大一有演化專門單元，本研究的國一年級 剛學完演化單元，較能使用演化觀點解釋獵豹的演化過程，而國 二、高一和高二學生在文字描述的內容，只能提到部份的演化概 念，因此任兩個年級未達顯著差異，不過與小六比較都達到顯著差 異。
3. 各個年級學生在選擇題與開放題之平均分數趨勢十分相近。進一步 分析每位學生在選擇題與開放題的成績，結果發現兩種試題達高度 相關，根據此結果將兩種試題得分整合，作為整體演化概念之判斷 依據。
(四)、整合選擇題和開放題之結果
1. 整合選擇題和開放題之平均分數，在國一到國二、高一到高二出現 些微下降，其餘年級皆逐年上升，而標準差除了小六和大一最低之 外，國一的演化教學，雖然可以提升部分學生之理解，但部分學生 依舊持有原先的想法，所以從國一、國二、高一和高二階段的標準 差較大。
2. 經過國一的演化教學後，進步幅度最高為次概念二「族群裡的變異」
和次概念四「特定性狀比例改變」，可見學生已能夠接納族群裡的 個體不完全相同，且性狀的比例亦不相同。
3. 經過國一的演化教學後，進步較小的分別為次概念三「可遺傳的變 異」和次概念六「適應」。其中次概念三「可遺傳的變異」，雖然 在小六正確比例較高，不過到大一階段比例卻依舊較低，也顯示出 國一的演化單元教學需要加強此概念，以降低學生使用拉馬克的用 進廢退和後天學習解釋。而次概念六「適應」，屬於較延伸抽象概 念，因此進步幅度較低，但是教師在教學上仍可幫助此概念之建立。
四、不同年級學生所持有整體演化概念之解釋類型
1. 六個次概念合併為整體演化概念類型過於繁多，共 864 種，所以改採用 四個主概念合併，分別為「個別變異」、「遺傳決定」、「不同的存活率」
和「累積世代的改變」，且認知狀態重新編碼作為整體演化概念組合，
經過統計後，共整理出 20 種認知狀態組合。
2. 小六學生認知特徵組合最高比例(17.1%)為「來源遺傳適應錯誤模式」，
此組合中只有主概念三「不同的存活率」具備科學概念，其餘概念皆尚 未建立正確概念，小六學生易傾向使用外在特性來解釋演化概念，而主
概念三為外在可以觀察的，因此小六學生能夠擁有此科學概念。
3. 國一學生認知特徵組合最高比例(10.6%)為「適應錯誤模式」，此組合當 中只有主概念四「累積世代的改變」尚未建立正確的概念，其餘的三個 主概念「個別變異」、「遺傳決定」、「不同的存活率」皆已具備科學概念。
另外，認知特徵組合次高比例(8.8%)為「適應混合模式」，亦只有主概 念四尚未建立，不過主概念四為混合類別(部分為科學、部分為錯誤)。
而且，國一開始出現整體演化概念組合為「科學模式」，比例為 5.3%，
也就是高達 25%的國一學生具備主概念一、二和三，至於教學部分則需 要更加強主概念四。
4. 國二學生認知特徵組合最高比例(8.9%)為「適應錯誤模式」，與國一結 果為相同組合，顯示國二階段沒有歷經教學，最高比例的認知特徵組合 沒有改變，只是比例略為下降，可見國一的教學仍具備延宕的作用。然 而，認知特徵組合為次高比例為 6.5%，組合方式為兩種，其中一種「適 應混合模式」亦為主概念四混合類別，而相同百分比的另一組合為四個 主概念皆為錯誤概念，顯示出國一的教學扮演重要的影響，若當時具備 清楚且明確的演化概念，有機會可以延續到國二階段，然而若當時概念 不夠完整，到了國二階段便會出現回復至尚未學習演化概念之情況。而 且，符合科學整體演化概念的比例為 2.4%，較國一比例下降。
5. 高一學生認知特徵組合最高比例(16.5%)為「適應混合模式」，此組合只 有主概念四「累積世代的改變」尚未建立完整的概念，不過已有部分已 建立，經歷基本學歷測驗和基礎生物課程，間接地強化演化概念。然而，
認知特徵組合次高比例(9.2%)為「遺混適錯模式」，主概念二「遺傳決 定」為混合類別，且主概念四「累積世代的改變」為錯誤類別，由於基 礎生物著重於生態觀點，未強調生殖和遺傳概念。而且符合科學整體演
化概念的比例為 6.8%，較國一和國二比例高。
6. 高二學生認知特徵組合最高比例(14.6%)為「適應混合模式」，與高一相 同，比較國一、國二、高一和高二比例最高的認知狀態組合，可以發現 到國中階段主概念四「累積世代的改變」由錯誤類別，到了高中階段轉 變為混合類別，可見主概念四已逐步建立。然而，認知特徵組合次高比 例為 12.5%，主概念四為錯誤類別。且符合科學整體演化概念的比例為 11.1%，有逐年增加的趨勢。值得注意的認知特徵組合比例(8.3%)為「來 源遺傳適應混合模式」，只有主概念三為科學類別，其餘主概念皆為混 合類別，表示學生無法將演化概念問題延伸至不同情境，教學上可以多 使用不同例子協助理解。
7. 大一學生認知特徵組合最高比例(25%)為「適應混合模式」，主概念四「累 積世代的改變」為混合類別，且次高比例(23.3%)為「科學模式」，出現 比例更為高二更為增高。另外，大一階段當中，具備主概念一、二和三 的比例已經超過半數學生。不過值得注意的，與高二相同，認知特徵組 合比例(13.8%)為「來源遺傳適應混合模式」，只有主概念三為科學類 別，其餘皆為混合類別，比例高於高二階段，也就是仍有部分學生尚未 建立完整的演化概念，一旦出現不同的情境便無法使用科學的演化概念 解釋，因此教學上仍需要詳細介紹整體演化機制。
8. 各個年級未列入認知狀態組合的比例，小六和大一為最低，因為小六尚 未學習演化概念，所以組合較為集中於錯誤或混合概念，而大一因為經 過演化專門單元的教學，所以組合較集中於科學概念，所以兩個年級未 列入認知狀態組合比例較低。反觀，國一、國二、高一和高二階段，因 為曾經學習演化單元或演化相關概念，反而出現組合類型最多，經過教 學的科學概念以及本來存有的概念整合，因此未列入認知狀態組合的比
例亦較高。
9. 「科學模式」從國一開始出現，除了到國二階段比例下降外，其餘年級 則為逐年上升，也就是國二階段沒有生物課程，的確會造成影響，而高 一和高二階段雖然無演化專門單元，但仍有演化單元相關的生物課程，
亦可以幫助學生對於整體演化概念之理解。
五、由支序圖來看跨年級學生演化概念發展歷程
1. 由 20 種認知狀態組合更進一步篩選，至少其中一年級出現比例約為 10%，篩選後剩下 9 種心智模式(認知特徵組合)，使用 PAUP 軟體分析，
共分析出 135135 棵樹，由儉約原則篩選剩下 16 棵，研究者依照研究結 果數據對照，找出一棵最佳的演化概念之演化樹。
2. 科學模式的發展歷程為，小六階段之前已具備主概念三「不同的存活 率」，在小六階段發展出主概念一「個別變異」，國一階段依序發展出主 概念二「遺傳決定」和主概念四「累積世代的改變」。
3. 科學模式為理論上演化概念的發展歷程，然而若以主概念正確比例達半 數以上認定為該年級已建立該主概念，小六到大一階段皆已建立主概念
「不同的存活率」，高一和大一除了主概念三已建立，另外還建立主概 念一「個別變異」和主概念二「遺傳決定」，而高二還建立了主概念二。
此結果與概念演化樹的演化概念發展歷程符合。
4. 演化概念之主概念一「個別變異」尚未建立，隨後影響到主概念二「遺 傳決定」的學習，甚至會造成主概念三「性狀的存活」由科學類別轉變 為混合類別，緊接著主概念四也會出現混和或錯誤類別。
5. 綜合整理九種心智模式可以發現，除了科學模式外，主概念四皆為非科 學類別，可見主概念四在演化單元屬於較難學習的概念。
六、從演化概念支序圖與文獻內容之對照
1. 從 Toulmin 角度來看演化概念之發展分析支序圖結果，可以看到心智模 式出現競爭和存活的事件，國小六年級有六組心智模式，國中一年級開 始出現競爭的情況，競爭後部份心智模式消失，部分心智模式開始出 現，共有九種心智模式，到國二階段亦是，然而高一之後剩下六種心智 模式，直到大一只剩下五組心智模式持續地存留下來。
2. 由 Vosniadou(1994)提出概念改變架構來看演化概念之發展分析支序圖 結果，國小六年級出現六種心智模式，可以視為生活經驗所產生的預 設，經過國一的教學，產生了九種心智模式，可視為經歷生活經驗和教 學內容衝突所產生的心智模式，結果顯示心智模式出現最多類型的年級 為國一和國二，也就是在第一次教學後，學生出現各式各樣的想法，既 包含過去生活經驗所建構的想法，又包含新學習的知識，所以出現的模 式為最多。學習過程中，學生會慢慢地修改架構理論底下的預設，建立 出特定理論架構的文化情境觀察和信念，慢慢地構成科學心智模式，概 念改變後，就會出現合成模式(部分具備科學，部分為錯誤類型)的存在。
3. 在演化概念之學習歷程，每個分支所出現的認知特徵，都表示為概念改 變歷程，改變方式有漸進式和跳躍式，相同的主概念在不同的支序上會 有所不同，與 Vosniadou(1994)在特定理論的文化情境觀察有關，包含 學習和外在環境等刺激，都會影響到概念發展歷程。
4. Fereari & Chi(1998)和 Chi(2005)研究指出，演化屬於本體樹當中的突現 概念，學生因為錯置概念於本體樹的直接屬性，所以導致學習上發生困 難。本研究雖然沒有針對演化概念屬性分析，但根據學生於開放試題的 答案內容，推測學生可能因為錯置本體屬性，而出現許多外在特徵或目 的取向之解釋內容。
第二節 建議
一、未來研究上的建議
1. 本研究根據 PAUP 軟體所分析得到的概念演化樹，還需要相關演化概念 之研究驗證，以做為檢視本研究所繪製的支序圖符合學生的演化概念發 展歷程。
2. 根據學生在開放試題的回答發現部分學生會提到當需要性狀改變時，演 化才會開始，當性狀不再需改變時，演化則會停止，而本研究沒有針對 此部份設計分析標準，因此日後的演化相關研究應可以加入此向度。
3. 本研究使用問卷的選擇題和開放題作答內容，作為了解不同年級學生之 演化概念，提供整體的概念發展趨勢，屬於量化為主、質性為輔研究，
日後的研究可以針對本研究所提出的心智模式內容進行晤談，以確認心 智模式的內容，學生是否會使用此模式來解釋演化過程。
4. 本研究欲了解學生的生物學習歷程中，演化概念的發展情況，一般在高 中階段開始分社會組和自然組，本研究所選用對象為第三類組，若能分 析高中社會組以及大學非生物主修學生應該能看出另種不同的演化概 念發展趨勢，甚至可將社會人士列入研究對象，不過研究對象的選擇需 要再審慎思考，由於影響造成結果的因素較多，加上因為沒有主要的生 物教學，針對研究結果的歸因可能較為困難。
5. 本研究跨年級演化概念，從不同情境的問卷試題測驗學生的演化概念，
從開放題的文字敘述發現到學生錯把演化概念本體屬性放置於直接過 程，提到演化具有起點和終點，往後的演化概念研究可針對演化概念本 體屬性進行測驗，可理解學生對於演化概念之本體理解情況，是否對於 演化概念之解釋產生影響。
二、教學上的建議
1. 演化概念較難實際體驗，且結合許多的生物相關概念，因此在教學上可 以設計演化體驗活動，讓學生擔任演化過程的捕食者或被掠食者，藉此 強化整體演化概念之建立。
2. 由概念演化樹可得知演化概念發展歷程依序為不同的存活率、個別變 異、遺傳決定，最後為累積世代的改變，因此教學上可配合學生演化概 念發展過程，依序引導學生建立正確的演化概念。
3. 高中一年級和二年級尚未有演化課程，其中高一教學上可藉生態單元說 明生物多樣性之背後意涵，另外，高二教學上有關生殖遺傳的單元，可 說明有性生殖的真正意義，將有助於高三演化單元的學習。
4. 教學上的用字遣詞需要多加注意，避免給予學生演化是具有方向性，不 要使用目的性的字詞來解是演化結果，且部分學生在開放題當中，提到 演化過程有開始和終止的現象，教師應可以強調演化屬於長時間的歷 程，是連續的過程。
