第一節 板塊構造運動的迷思概念

第肆章 結果與討論

本章共分四節，第一節將學生的迷思概念加以分類整理，並比較兩組的異 同；第二節探討概念改變活動的成效，比較兩組學生概念改變是否有差異；第三 節分析學生對兩種教材的學習態度；第四節是綜合討論，比較文獻和研究結果。

第一節 板塊構造運動的迷思概念

在板塊構造運動概念前測，學生呈現出的迷思概念很多，較普遍的一些迷思 概念整理如表 4-1-1 所示。

表 4-1-1 迷思概念分類表

相關概念 對應迷思概念 編碼

板塊是地殼和軟流圈組成的地球外殼。 TECD 板塊會受侵蝕沉積等作用改變大小。 TECS 海岸線就是板塊的交界。 TECB1 板塊

國界就是板塊的交界。 TECB2 海洋地殼面積變大，因為：c海底擴張。

2海平面上升。

3陸地沉入地函。

4陸塊被擠壓變小。

OCEB1 OCEB2 OCEB3 OCEB4 海底擴張

海洋地殼在變小，因為被侵蝕。 OCEE 大陸地殼面積變小，因為：1風化、侵蝕等作用。

d大陸地殼沉沒融熔。

e海平面上升。

f大陸地殼受到擠壓。

CONS1 CONS2 CONS3 CONS4 大陸漂移

四億年前大陸還沒分裂。 CONA 板塊擠壓隆起產生裂縫，因此岩漿冒出形成火山。 VOLC1 板塊擠壓形成火山，軟流圈岩漿被擠出。 VOLC2 火山

液態外地核也是岩漿的來源之一。 VOLM

地震搖晃造成岩層斷裂形成斷層。 EARF

地震 地震是板塊碰撞的震動。 EARC

因為學生已學習過板塊構造單元，有些文獻中提到的迷思概念如大陸中央最 高、海洋中央最深、山脈是垂直作用力推升造成(Marques & Thompson,1997)，

山脈是快速形成、大陸沒有移動(Philips,1991)，火山和地震是同一件事(Katharyn

& Thomas,1993)，幾乎都沒有出現。但將斷層和地震錯誤聯繫(Katharyn &

Thomas,1993)的迷思概念，則出現次數很多。

表 4-1-1 的迷思概念，普遍程度依次是：大陸地殼面積會變小、地震搖晃造 成岩層斷裂形成斷層、板塊是地殼和軟流圈組成的地球外殼、海洋地殼面積在變 大、板塊會受侵蝕沉積等作用改變大小、海岸線或國界是板塊的交界。擁有這些 迷思概念的學生所佔全體百分比如下表 4-1-2。

表 4-1-2 迷思概念出現的百分比 各組佔百分比 迷思概念 總百分比例

多重類比組佔百分比 反駁陳述組佔百分比

TECD 36 16 20

TECS 25 13 12

TECB1 24 14 10

TECB2 7 4 3

OCEB1 14 10 4

OCEB2 10 7 3

OCEB3 1 1 0

OCEB4 4 1 3

OCEE 4 3 1

CONS1 13 7 6

CONS2 19 9 10

CONS3 16 10 6

CONS4 3 0 3

CONA 17 7 10

VOLC1 9 3 6

VOLC2 1 1 0

VOLM 22 12 10

EARF 42 22 20

EARC 2 1 1

討論

由迷思概念所佔比例，可看出兩組學生所具有的迷思概念相差不多，只有在 海底擴張的迷思概念上，多重類比組比反駁陳述組多 11%，約七個人次。因此這 兩組學生的迷思概念分布，在教學活動之前可視為是等同的。

本研究原沒有要探討板塊構造的概念，但意外發現很多學生對板塊的構造並 不太清楚，常把板塊和地殼、陸地等混為一談。為回應此一發現，兩種閱讀教材 便加入板塊構造的簡要說明，但反駁陳述教材因陳述需要而描述較多。

張裂性板塊交界會有火山，學生大多可以理解，但聚合性板塊交界會有火 山，大部分學生都不太了解。有位學生為理解板塊擠壓形成火山的過程，做了一 個相當有創意的推理，如圖 4-1-1。學生將板塊擠壓形成火山，想像成板塊拱起 成火山狀，中間正好是地下岩漿被擠壓噴出的地方。

圖 4-1-1 板塊擠壓形成火山過程圖

原以為這只是個案，不料在晤談中發現另一位學生也有相同的想法，他在晤 談中畫了解說圖，左邊是板塊擠壓形成火山岩漿噴出，右邊是板塊張裂形成火山 岩漿流出，如圖 4-1-2。

圖 4-1-2 板塊擠壓和張裂形成火山示意圖

在前測沒有發現這位學生，是因為他的前測回答只有簡短的一句：「因為板 塊運動」 。這句話有些籠統，並不夠明確。

另外，山脈成因、感覺不到板塊移動的原因、大陸與海底岩石的差異，大部 分學生概念都正確，幾乎沒有普遍的迷思概念。至於預測地震，約 90%的學生 認為科技還不夠發達，所以目前不能預測，只有兩個學生能運用所學概念去判斷 預測的可能性與解說判斷的理由。

第二節 多重類比和反駁陳述概念改變活動的成效比較

多重類比和反駁陳述的概念改變活動成效比較，區分為三個部分，第一是前 後測資料分析，第二是延宕測驗資料分析，第三是各題前後延測的迷思概念改變 分析。為進行前後測量的分析，前後測必須計分量化，方法是選項和答題理由都 計分，但 1、2、4、7 題答題理由不計分，滿分為三十一分，計分方式如下表 4-2-1。

因延後測全是選擇題，以一題一分計算，總分是十六分。

表 4-2-1 計分方式

答題情形 計分 選項正確 一分 選項錯誤 零分 理由正確 二分 理由半對 一分 理由錯誤 零分

一、前後測資料分析

前後測的資料分析分為三個部分，分別是：多重類比組和反駁陳述組前測得

分比較、多重類比組和反駁陳述組的組內前後測得分比較、多重類比組和反駁陳

述組後測得分進步程度比較。

(一)多重類比組和反駁陳述組前測得分比較

兩組的前測得分比較由兩部分組成，分別是：兩組的組間比較、兩組的 組內比較。

1. 兩組的組間比較

將這兩組前測的得分進行 T 考驗，結果如下表 4-2-2，顯示兩組前 測平均得分沒有達顯著差異。兩組得分的人數比較如圖 4-2-1，而兩組 得分的分布如表 4-2-3，顯示兩組的平均分數、標準差、最高和最低得 分都很接近， 而且得分的分布也很類似，只是多重類比組的低得分人 數要比反駁陳述組稍微多一點。

表 4-2-2 多重類比組和反駁陳述組前測得分 T 考驗

平均得分 標準差 顯著性 t 值

多重類比組(N=35) 13.54 4.40

反駁陳述組(N=34) 14.09 3.62 0.576 -0.562

4 5 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 23 24

得分

0 1 2 3 4

5 組別

多重類比組 反駁陳述組

圖 4-2-1 多重類比組和反駁陳述組前測得分比較圖

人 數

表 4-2-3 多重類比組和反駁陳述組前測得分分布

多重類比組 反駁陳述組

得分 人數 累計百分比 人數 累計百分比

4 1 (2.9%) 2.9 - 5 2 (5.7%) 8.6 -

6 - 1 (2.9%) 2.9

7 - -

8 1 (2.9%) 11.4 1 (2.9%) 5.9 9 1 (2.9%) 14.3 -

10 1 (2.9%) 17.1 -

11 5 (14.3%) 31.4 5 (14.7%) 20.6 12 1 (2.9%) 34.3 5 (14.7%) 35.3 13 5 (14.3%) 48.6 5 (14.7%) 50.0 14 3 (8.6%) 57.1 4 (11.8%) 61.8 15 4 (11.4%) 68.6 1 (2.9%) 64.7 16 5 (14.3%) 82.9 5 (14.7%) 79.4 17 1 (2.9%) 85.7 4 (11.8) 91.2 18 2 (5.7%) 91.4 -

19 1 (2.9%) 94.3 1 (2.9%) 94.1

20 - -

21 - -

22 - -

23 1 (2.9%) 97.1 1 (2.9%) 97.1 24 1 (2.9%) 100.0 1 (2.9%) 100.0

總計 35 人 34 人

兩組都分為高成就、中成就、低成就三群學生，將相對應的三群前 測得分進行 T 考驗，結果如下表 4-2-4。結果組間同群的前測平均得分 都未達顯著差異，和前述兩組間整體比較結果相同，但這裡可以看出低 成就群學生的差異，大於中成就群學生的差異，中成就群學生的差異又 大於高成就學生。

多重類比組和反駁陳述組的高成就、中成就、低成就三群學生，其 前測得分分布比較如圖 4-2-2，兩組除了低成就群差異稍明顯外，高成 就和中成就群得分分布相當接近。

表 4-2-4 組間三群學生前測得分 T 考驗

群別 平均

分數 標準差 95%的

信賴區間 顯著性 多重類比組 15.25 3.62

高成就

(12 人) 反駁陳述組 15.67 3.45 (-3.410,2.576) 0.775 多重類比組 15.08 3.42

中成就

(12 人) 反駁陳述組 14.42 3.40 (-2.221,3.554) 0.637 多重類比組 10.00 4.27

低成就

(11 人) 反駁陳述組 11.80 3.19 (-5.270,1.670) 0.291

高成就 中成就 低成就

學業成就

0 5 10 15 20 25

前 測 得 分

17

69 54

37

組別 多重類比組 反駁陳述組

圖 4-2-2 兩組高、中、低成就群前測得分分布比較 2. 兩組的組內比較

將 多 重 類 比 組 三 群 學 生 的 前 測 得 分 進 行 單 因 子 變 異 數 分 析 (One-Way ANOVA)，同樣也對反駁陳述組三群學生的前測得分進行單 因子變異數分析，其結果如下表 4-2-5，顯示兩組各自的三群中至少有 兩群在前測得分達顯著差異。

兩組各自的三群前測得分事後比較考驗，其結果如表 4-2-6。結果 顯示多重類比組的高與低成就群、中與低成就群平均得分達顯著差異，

高與中成就群平均得分則差異甚小；反駁陳述組的高與低成就群平均得

分達顯著差異，其餘都沒達顯著差異。

表 4-2-5 多重類比組與反駁陳述組的三群前測得分單因子變異數分析

組別 群別 人數 平均得分 標準差 F 值 顯著性 高成就 12 15.25 3.62

中成就 12 15.08 3.42 多重類比組

低成就 11 10.00 4.27

7.084 0.003*

高成就 12 15.67 3.45 中成就 12 14.42 3.40 反駁陳述組

低成就 10 11.80 3.19

3.709 0.036*

*P<0.05

表 4-2-6 兩組的三群前測得分事後比較考驗結果 組別 變異數同質性

考驗之顯著性

事後比較

考驗法 群別比較 顯著性 (高，中) 0.999 (高，低) 0.014*

多重類比組 0.465 Dunnett T3

(中，低) 0.016*

(高，中) 0.637 (高，低) 0.030*

反駁陳述組 0.985 Tukey/Kramer

(中，低) 0.180

*P<0.05

小結一

多重類比組和反駁陳述組的整體比較，可以看出平均分數、標準差、得 分分布都很相近，而且前測兩組的平均得分 T 考驗，並沒有達顯著差異。將 兩組分為高成就、中成就、低成就三群比較，發現組間對應的兩組平均得分 也都未達顯著差異。這顯示兩組前測時是在同一起點上，也就是說在概念改 變活動之前兩組可視為等同。

單因子變異數分析各組內三群學生得分，目的是探究在概念改變活動

前，不同學業成就群學生間的差異。結果發現兩組組內的高與中成就群差異

很小，都未達顯著差異，而高或中成就群與低成就群都有較大差異。

(二)多重類比組和反駁陳述組的組內前後測得分比較 兩組組內的前後測得分，各自分開比較。

1. 多重類比組

將多重類比組前後測得分進行 T 考驗，結果如下表 4-2-7，顯示前 後測平均得分達顯著差異。每個人前後測的得分比較如圖 4-2-3，可以 明顯看出每位學生得分幾乎都增加了，但少數幾位學生反而是減少；得 分分布比較如表 4-2-8，可以看出得分分布往高分方向移動。

表 4-2-7 多重類比組前後測得分 T 考驗

圖 4-2-3 多重類比組前後測得分比較

平均得分 標準差 顯著性 t 值

多重類比組前測 13.54 4.40

多重類比組後測 16.20 4.33 0.OOO* -5.207

*P<0.001

0 10 20 30

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 學生編號

得 分

前測

後測

表 4-2-8 多重類比組前後測得分分布比較

得分 前測人數 後測人數 4 1 (2.9%) -

5 2 (5.7%) - 6 - 1 (2.9%)

7 - -

8 1 (2.9%) 1 (2.9%) 9 1 (2.9%) 1 (2.9%) 10 1 (2.9%) 2 (5.7%) 11 5 (14.3%) 1 (2.9%) 12 1 (2.9%) 2 (5.7%) 13 5 (14.3%) - 14 3 (8.6%) - 15 4 (11.4%) 2 (5.7%) 16 5 (14.3%) 7 (20%) 17 1 (2.9%) 6 (17.1%) 18 2 (5.7%) 2 (5.7%) 19 1 (2.9%) 3 (8.6%) 20 - 2 (5.7%) 21 - 2 (5.7%) 22 - 2 (5.7%) 23 1 (2.9%) - 24 1 (2.9%) -

25 -

26 1 (2.9%)

總計 35 人 35 人

組內的高成就、中成就、低成就三群學生，各依前後測得分進行 T 考驗，顯示三群前後測平均得分都達顯著差異，結果整理如下表 4-2-9。

比較這三群的前後測得分盒鬚圖(圖 4-2-4)，可以看出每群的後測得分 分布形狀和前測大致相同，但得分軸是偏移向上。另外值得注意的是，

中成就群得分分布比其他兩群要集中，顯示此群有關板塊概念的知識水

準較整齊，除有一極端值外，在後測她仍是極端值，但得分稍微減低。

表 4-2-9 多重類比組高、中、低成就三群前後測得分 T 考驗

高成就 中成就 低成就

學業成就

5 10 15 20

25 17

17

前測得分 後測得分

圖 4-2-4 高成就、中成就、低成就三群前後測得分盒鬚圖比較 群別 平均

分數 標準差 最高 分

最低 分

95%的

信賴區間 顯著性 前測 15.25 3.62 23 11

高成就

(12 人) 後測 18.25 4.20 26 11

(-4.857,-1.143) 0.005**

前測 15.08 3.42 24 11 中成就

(12 人) 後測 17.17 1.90 22 15

(-3.396,-0.771) 0.005**

前測 10.00 4.27 16 4 低成就

(11 人) 後測 12.91 4.72 20 6 (-5.621,-0.198) 0.038*

*P<0.05 **P<0.01

後 測 得 分

2. 反駁陳述組

將反駁陳述組前後測得分進行 T 考驗，結果如下表 4-2-10，顯示 前後測平均得分達顯著差異。每個人前後測的得分比較如圖 4-2-5，可 以明顯看出每位學生得分幾乎都增加，但也有幾位學生是減少；得分分 布比較如表 4-2-11，可以看出分布是往高分方向移，但不如多重類比 組般一致。

表 4-2-10 反駁陳述組前後測得分 T 考驗

0 5 10 15 20 25 30

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 學生編號

得 分

前測 後測

圖 4-2-5 反駁陳述組前後測得分比較

平均得分 標準差 顯著性 t 值

反駁陳述組前測 14.09 3.62

反駁陳述組後測 15.91 4.54 0.003** -3.171

**P<0.001

表 4-2-11 反駁陳述組前後測得分分布比較

得分 前測人數 後測人數

4 - -

5 - -

6 1 (2.9%) -

7 - -

8 1 (2.9%) 2 (5.9%) 9 - 2 (5.9%) 10 - 2 (5.9%) 11 5 (14.7%) - 12 5 (14.7%) 1 (2.9%) 13 5 (14.7%) 2 (5.9%) 14 4 (11.8%) 3 (8.8%) 15 1 (2.9%) 4 (11.8%) 16 5 (14.7%) 5 (14.7%) 17 4 (11.8) 1 (2.9%) 18 - 3 (8.8%) 19 1 (2.9%) 1 (2.9%)

20 - -

21 - 4 (11.8%)

22 - -

23 1 (2.9%) 3 (8.8%) 24 1 (2.9%) 1 (2.9%)

25 - -

26 - -

總計 34 人 34 人

組內的高成就、中成就、低成就三群學生，各依前後測得分進行 T 考驗，顯示高成就和中成就群前後測平均得分都達顯著差異，但低成就 群並未達顯著差異，其實是幾乎沒有差異，結果整理如下表 4-2-12。比 較這三群的前後測得分盒鬚圖(圖 4-2-6)，可以看出除中成就群後測得 分分布形狀和前測相似外，其餘兩群後測得分分布都變得較分散，高成 就和中成就群的得分軸還是偏移向上，但低成就群後測得分幾乎和前測 差不多。另外，三群前測的極端值在後測都沒出現。

表 4-2-12 反駁陳述組高、中、低成就三群前後測得分 T 考驗

群別 平均

分數 標準差 最高分 最低分 95%的

信賴區間 顯著性 前測 15.67 3.447 24 12

高成就

(12 人) 後測 17.92 4.926 24 9

(-4.419,-0.081) 0.043*

前測 14.42 3.397 23 11 中成就

(12 人) 後測 17.25 2.832 21 13

(-4.911,-0.755) 0.012*

前測 11.80 3.190 16 6 低成就

(10 人) 後測 11.90 3.247 16 8 (-2.245,2.045) 0.918

*P<0.05

高成就 中成就 低成就

學業成就

5 10 15 20

25 2

34 19

前測得分 後測得分

圖 4-2-6 反駁陳述組前後測得分盒鬚圖比較

小結二

多重類比組和反駁陳述組前後測平均得分均有顯著差異，顯示後測得分 普遍提升。兩組各自的高成就、中成就、低成就三群學生前後測得分比較，

發現多重類比組的三群後測得分都有顯著的提升，反駁陳述組的高成就與中

成就二群後測得分也有顯著提升，但低成就群卻幾乎沒有。整體而言，多重

類比組的進步趨勢比反駁陳述組一致，也更明顯一些，這表示兩組的概念改

變活動有一定的成效。

(三)多重類比組和反駁陳述組後測得分進步程度比較

兩組的後測得分進步程度比較由兩部分組成，分別是：兩組的組間比 較、兩組的組內比較。

1. 兩組的組間比較

兩組的後測平均得分進步比較如下表 4-2-13：

表 4-2-13 多重類比組與反駁陳述組平均得分進步比較

將這兩組後測的得分進行 T 考驗，結果如下表 4-2-14，顯示兩組 後測平均得分沒有顯著差異。兩組得分的人數比較如圖 4-2-7，兩組得 分的分布如表 4-2-15。兩組的得分分布還是很接近，但兩組後測的平 均得分高低與前測的相反，後測是多重類比組比反駁陳述組得分稍微高 一點，但差距比前測小(前測平均得分差距 0.55 分)。

表 4-2-14 多重類比組和反駁陳述組後測得分 T 考驗

前測平均得分 後測平均得分 進歩分數 多重類比組(N=35) 13.54 16.20 2.66 反駁陳述組(N=34) 14.09 15.91 1.82

平均得分 標準差 顯著性 t 值

多重類比組(N=35) 16.20 4.33

反駁陳述組(N=34) 15.91 4.54 0.788 0.270

6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 26

得分

0 1 2 3 4 5 6

7 組別

多重類比組 反駁陳述組

圖 4-2-7 多重類比組和反駁陳述組後測得分人數比較圖

人 數

表 4-2-15 多重類比組和反駁陳述組後測得分分布

多重類比組 反駁陳述組

得分 人數 累計百分比 人數 累計百分比

6 1 (2.9%) 2.9 -

7 - -

8 1 (2.9%) 5.7 2 (5.9%) 5.9 9 1 (2.9%) 8.6 2 (5.9%) 11.8 10 2 (5.7%) 14.3 2 (5.9%) 17.6 11 1 (2.9%) 17.1 -

12 2 (5.7%) 22.9 1 (2.9%) 20.6 13 - 2 (5.9%) 26.5 14 - 3 (8.8%) 35.3

15 2 (5.7%) 28.6 4 (11.8%) 47.1 16 7 (20.0%) 48.6 5 (14.7%) 61.8

17 6 (17.1%) 65.7 1 (2.9%) 64.7 18 2 (5.7%) 71.4 3 (8.8%) 73.5 19 3 (8.6%) 80.0 1 (2.9%) 76.5 20 2 (5.7%) 85.7 -

21 2 (5.7%) 91.4 4 (11.8%) 88.2 22 2 (5.7%) 97.1 -

23 - 3 (8.8%) 97.1 24 - 1 (2.9%) 100.0

25 - -

26 1 (2.9%) 100.0 -

總計 35 人 34 人

兩組的高成就、中成就、低成就三群學生，其後測平均得分進步如

下表 4-2-16。從這裡可以看出，多重類比組三群的進步比反駁陳述組

的三群要多，但除低成就群進步相差較大外，其餘兩群差異有限。

表 4-2-16 多重類比組與反駁陳述組三群後測平均得分進步比較

若將兩組相對應的三群後測得分進行 T 考驗，結果整理如下表

4-2-17。組間同群的後測平均得分都未達顯著差異，和前述兩組間整體 比較結果相同，但這裡可以看出低成就群學生的差異，大於中與高成就 群學生的差異。

多重類比組和反駁陳述組的高成就、中成就、低成就三群學生，其 後測得分分布比較如圖 4-2-8。圖中可以發現多重類比組的高成就和中 成就群得分分布，比對應的反駁陳述組高成就和中成就群要集中，但兩 組的低成就群則差不多。

表 4-2-17 多重類比組與反駁陳述組三群後測平均得分 T 考驗 組別 群別 前測平均得分 後測平均得分 進歩分數

高成就 15.25 18.25 3.00 中成就 15.08 17.17 2.09 多重類比組

(N=35)

低成就 10.00 12.91 2.91 高成就 15.67 17.92 2.25 中成就 14.42 17.25 2.83 反駁陳述組

(N=34)

低成就 11.80 11.90 0.10

群別 平均

分數 標準差 95%的

信賴區間 顯著性 多重類比組 18.25 4.20

高成就

(12 人) 反駁陳述組 17.92 4.93 (-3.543,4.210) 0.860 多重類比組 17.17 1.90

中成就

(12 人) 反駁陳述組 17.25 2.83 (-2.125,1.958) 0.933 多重類比組 12.91 4.72

低成就

(11 人) 反駁陳述組 11.90 3.25 (-2.731,4.749) 0.579

高成就 中成就 低成就

學業成就

5 10 15 20 25 30

後 測 得 分

17

組別 多重類比組 反駁陳述組

圖 4-2-8 多重類比組和反駁陳述組後測得分盒鬚圖

2. 兩組的組內比較

將多重類比組分的三群學生後測得分進行單因子變異數分析，反駁 陳述組的三群學生，同樣進行後測得分的單因子變異數分析，其結果如 下表 4-2-18，顯示兩組各自的三群學生至少有兩群在後測平均得分達 顯著差異。

兩組各自的三群後測得分事後比較考驗，其結果如表 4-2-19。結 果顯示多重類比組的高與低成就群、中與低成就群平均得分達顯著差 異，高與中成就群平均得分差異則很小；反駁陳述組的高與低成就群、

中與低成就群平均得分達顯著差異，高與中成就群平均得分差異也甚

小。

表 4-2-18 多重類比組與反駁陳述組的三群後測得分單因子變異數分析

組別 群別 人數 平均得分 標準差 F 值 顯著性 高成就 12 18.25 4.20

中成就 12 17.17 1.90 多重類比組

低成就 11 12.91 4.72

6.331 0.005**

高成就 12 17.92 4.93 中成就 12 17.25 2.83 反駁陳述組

低成就 10 11.90 3.25

7.944 0.002**

**P<0.01

表 4-2-19 兩組的三群後測得分事後比較考驗結果 組別 變異數同質性

考驗之顯著性

事後比較

考驗法 群別比較 顯著性 (高，中) 0.801 (高，低) 0.028*

多重類比組 0.007 Dunnett T3

(中，低) 0.044*

(高，中) 0.904 (高，低) 0.002*

反駁陳述組 0.074 Tukey/Kramer

(中，低) 0.007*

*P<0.05

比較兩組三群前測得分的單因子變異數分析(表 4-2-6)和後測的單

因子變異數分析(表 4-2-19)，可以發現兩組後測除高與中兩群未達顯

著差異外，其餘各群間都達顯著差異，而前測時反駁陳述組的中與低兩

群是未達顯著差異的。這是因為後測時反駁陳述組的高與中成就群有顯

著進步，但低成就群進步極微小的關係。

表 4-2-6 兩組的三群前測得分事後比較考驗結果 組別 變異數同質性

考驗之顯著性

事後比較

考驗法 群別比較 顯著性 (高，中) 0.994 (高，低) 0.006*

多重類比組 0.465 Tukey/Kramer

(中，低) 0.008*

(高，中) 0.637 (高，低) 0.030*

反駁陳述組 0.985 Tukey/Kramer

(中，低) 0.180

*P<0.05

小結三

比較多重類比組和反駁陳述組的後測平均得分，以多重類比組進步較 多，但並未到達顯著的差異，所以整體而言兩組的進步相當。比較兩組三群 的後測平均得分，發現多重類比組三群的進步都相當，而反駁陳述組除低成 就群在後測平均得分只進步 0.1 分外，其餘兩群的進步則和多重類比組各群 略同。

兩組的組內三群比較，發現組內的高與中成就群在前後測的表現相當，

並沒有顯著差異，而低成就群在前後測和上述兩群都有顯著差異，除了在前 測反駁陳述組的低成就群和中成就群之外。

綜合小結一、二、三

由前後測的資料分析，可知概念改變活動後多重類比組和反駁陳述組皆有明 顯進步，顯示學生迷思概念有減少或修正的情形。但兩組的進步幅度差異不大，

並沒有達到顯著差異，顯示兩種概念改變活動教材在後測的概念改變成效約相

同。

二、延宕測驗資料分析

延宕測驗資料分析有兩個部分，分別是：延宕測驗與後測的題目對應、多重 類比組和反駁陳述組延宕測驗得分比較。

(一)延宕測驗與後測的題目對應

除了有關板塊構造、火山形成、山脈形成的概念，分為數個子概念之外，

其餘各題幾乎和後測題目相同。對應的方式是將延宕測驗題目對應到後測題 目，並註明後測該題相關的板塊構造運動概念，整理如下表 4-2-20。後測 第七題和第十三題在延宕測驗沒有相應的題目，因為這兩題對偵測普遍的迷 思概念沒有多大的作用，所以延宕測驗刪除這兩題。

表 4-2-20 延宕測驗與後測題目的對應

後測驗題目 對應延後測題目 概念

1.板塊是什麼？ 1,2,3 板塊構造

2.火山的岩漿來自何處？ 13,14,16 板 塊 移 動 、 板 塊 隱 沒、形成新海洋地殼 3.板塊本身的形狀和大小自古以來都

不變嗎？ 5 板 塊 移 動 、 板 塊 隱 沒、形成新海洋地殼 4.大陸地殼和海洋地殼有什麼不同？ 7 板塊構造 5.地球上的大陸地殼總面積是不變的

嗎？ 8 板 塊 移 動 、 板 塊 隱

沒、形成新海洋地殼 6. 哪裡是板塊交界處？ 4 板塊構造

7.為什麼人感覺不到板塊移動呢？ 無 板塊移動 8.你認為 4 億年前地球的海洋、陸地分

布和現在是否相同？ 10 板 塊 移 動 、 板 塊 隱 沒、形成新海洋地殼 9.地球上海洋地殼的總面積大致上是

漸漸變大還是變小？ 6 板 塊 移 動 、 板 塊 隱 沒、形成新海洋地殼 10.為什麼會形成火山呢？ 13,14,16 板 塊 移 動 、 板 塊 隱 沒、形成新海洋地殼 11.地球上的山脈，例如喜馬拉雅山

脈，都是和地球一樣古老嗎？ 9,11,12 板 塊 移 動 、 板 塊 隱

沒、形成新海洋地殼

12.地震和斷層有什麼關聯？ 15 板 塊 移 動 、 板 塊 隱

沒、形成新海洋地殼

13.能準確預測地震何時何地發生嗎？ 無 板塊移動

(二)多重類比組和反駁陳述組延宕測驗得分比較

兩組的延宕測驗得分比較由兩部分組成，分別是：兩組的組間比較、兩 組的組內比較。因為學生缺席的緣故，兩組延宕測驗的人數都減少為 33 人。

1. 兩組的組間比較

將兩組延宕測驗得分進行 T 考驗，結果如下表 4-2-21，顯示兩組 的延宕測驗平均得分並未達顯著差異。兩組得分的人數比較如圖 4-2-9，兩組得分的分布如表 4-2-22。兩組的得分分布很類似，但多重 類比組分布稍集中一些。

表 4-2-21 多重類比組和反駁陳述組延宕測驗得分 T 考驗

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

延宕測驗得分

0 2 4 6 8

10 組別

多重類比組 反駁陳述組

圖 4-2-9 多重類比組和反駁陳述組延宕測驗得分比較

平均得分 標準差 95%的信賴區間 顯著性 多重類比組

(N=33) 10.09 2.60 反駁陳述組

(N=33) 9.88 2.98

(-1.163,1.587) 0.759

人 數

表 4-2-22 多重類比組和反駁陳述組延宕測驗得分分布

多重類比組 反駁陳述組

得分 人數 累計百分比 人數 累計百分比

3 - 2 (6.1%) 6.1

4 - 1 (3.0%) 9.1

5 2 (6.1%) 6.1 1 (3.0%) 12.1 6 2 (6.1%) 12.1 1 (3.0%) 15.2 7 2 (6.1%) 18.2 1 (3.0%) 18.2 8 1 (3.0%) 21.2 1 (3.0%) 21.2 9 6 (18.2%) 39.4 4 (12.1%) 33.3 10 5 (15.2%) 54.5 4 (12.1%) 45.5 11 5 (15.2%) 69.7 9 (27.3%) 72.7 12 5 (15.2%) 84.8 6 (18.2%) 90.9 13 1 (3.0%) 87.9 1 (3.0%) 93.9 14 3 (9.1%) 97.0 -

15 1 (3.0%) 100.0 2 (6.1%) 100.0

總計 33 人 33 人

若將兩組相對應的三群延宕測驗得分進行 T 考驗，結果整理如下表

4-2-23。組間同群的延宕測驗平均得分相差都不到一分，也都未達顯著 差異，和前述兩組間整體比較結果相同，這裡可以看出兩組間三群學生 的差異程度幾乎相同，但反駁陳述組的中成就群比多重類比組的平均高 一點。

多重類比組和反駁陳述組的高成就、中成就、低成就三群學生，其

延宕測驗得分分布比較如圖 4-2-10。圖中可以發現兩組的高成就和中

成就群得分分布差異不大，但兩組的高或中成就群得分分布與低成就群

則相差較多。

表 4-2-23 兩組三群的延宕測驗得分 T 考驗

高成就 中成就 低成就

學業成就

2.5 5 7.5 10 12.5 15

延 宕 測 驗 得 分

42 35

組別 多重類比組 反駁陳述組

圖 4-2-10 兩組三群的延宕測驗得分分布比較

群別 平均

分數 標準差 95%的

信賴區間 顯著性 多重類比組 12.08 1.93

高成就

(12 人) 反駁陳述組 11.58 1.83 (-1.092,2.092) 0.522 多重類比組 10.00 2.00

中成就

(10 人) 反駁陳述組 10.36 2.01 (-2.199,1.472) 0.683 多重類比組 8.00 2.10

低成就

(11 人) 反駁陳述組 7.30 3.37 (-1.943,3.343) 0.580

2. 兩組的組內比較

將兩組組內高成就、中成就、低成就三群的延宕測驗得分進行單因 子變異數分析，結果整理如下表 4-2-24。結果顯示兩組中的三群，都 至少有兩群達顯著差異。

兩組的事後比較考驗結果對照如表 4-2-25，從表中可以發現如果 設定 α 值為 0.1，多重類比組的三群間都有顯著差異，但如果為 0.05 則只有高與低成就群達顯著差異。同樣如果設定 α 值為 0.1，則反駁 陳述組只有高與中成就群未達顯著差異，但如果為 0.05 則只有高與低 成就群達顯著差異。

表 4-2-24 多重類比組和反駁陳述組三群的延宕測驗單因子變異數分析

組別 群別 人數 平均得分 標準差 F 值 顯著性 高成就 12 12.08 1.93

中成就 12 10.00 2.00 多重類比組

低成就 11 8.00 2.10

11.886 0.000**

高成就 12 11.58 1.83 中成就 12 10.36 2.01 反駁陳述組

低成就 10 7.30 3.37

8.684 0.001**

**P<0.001

表 4-2-25 兩組的三群延宕測驗事後比較考驗結果 組別 變異數同質性

考驗之顯著性

事後比較

考驗法 群別比較 顯著性 (高，中) 0.055 (高，低) 0.000*

多重類比組 0.083 Tukey/Kramer

(中，低) 0.074 (高，中) 0.365 (高，低) 0.009*

反駁陳述組 0.015* Dunnett T3

(中，低) 0.071

*P<0.05

小結

延宕測驗題目全部都是選擇題，選項是根據學生前後測的迷思概念而 來，這部分的資料可以作為概念改變持久與否的佐證。結果兩組在延宕測驗 的平均得分上，多重類比組比反駁陳述組稍好，但未達顯著差異，表示整體 而言兩組的概念改變持久度差不多。此結果和兩組後測的比較相似。

在後測時兩組組內的高與中成就群得分相當接近，但在延宕測驗這兩群 差異擴大，尤其是多重類比組的高與中成就群；在後測時兩組的低成就群和 其餘兩群都有顯著差異，但在延宕測驗裡低與中成就群差異稍減少。

後測時兩組的高與中成就群雖然各項數據很相近，進步幅度也相近，但 延宕測驗時兩群差異卻變大，顯示高成就群比中成就群概念改變持久，尤其 是多重類比組的這兩群幾乎已達顯著差異。

三、各題前後延測的迷思概念改變分析

前後測的題目是相同的，在初步分析前後測時發現第四題、第七題、第十一 題答對率很高，而且沒有出現普遍的迷思概念，所以這裡不再進一步分析。第十 三題因為極少人答對，普遍的錯誤想法和板塊構造概念沒有直接的關係，所以此 處也不再分析。

各題討論的順序並不完全依照測驗卷題號，而是依板塊構造、板塊運動、火 山、地震概念的順序，分為四個部分，而且每一個概念的題數並不相同。統計答 對率一欄，答對的定義是選項和理由都正確，半對是選項正確理由半對，以佔該 組百分比表示。因延宕測驗全為單選題，所以前後測各題對應的延宕測驗題只計 答對率，若對應的題數超過一題，則分別列出答對率。

另外，有些地方答對率與迷思概念比率的總合可能會超過 100%，因為半對

率和迷思概念會有重疊的部分，所以有些會超過 100%。

(一)板塊構造

第一題對應的延宕測驗題目：

1. 軟流圈在地球下列哪一分層構造中？ c地殼 d地函 e地核 。 多重類比組 c選項：6.1% d選項：87.9% e選項：6.1%

反駁陳述組 c選項：18.2% d選項：78.8% e選項：3.0%

2. 板塊是什麼？ c地殼的別稱 d由地殼和軟流圈組成的物體 e地函別稱 f浮在軟流圈上由岩石組成的物體。

多重類比組 c選項：0.0% d選項：6.1% e選項：3.0% f選項：90.9%

反駁陳述組 c選項：6.1% d選項：9.1% e選項：0.0% f選項：84.8%

3. 下列何者是「大陸漂移」的正確說明？

c大陸地殼在板塊之上移動或分裂，所以陸地便能漂移。

d大陸地殼在海洋地殼之上移動或分裂，所以陸地便能漂移。

e大陸地殼是板塊的一部分，隨著板塊一起移動或分裂。

f大陸地殼是板塊的一部分，在海洋地殼之上一起移動或分裂。

多重類比組 c選項：15.2% d選項：12.1% e選項：54.5% f選項：18.2%

反駁陳述組 c選項：18.2% d選項：9.1% e選項：66.7% f選項：6.1%

討論

多重類比組的答對率下降許多，迷思概念甲明顯減少，迷思概念乙大增。

反駁陳述組的答對率稍上升，迷思概念甲明顯減少，且迷思概念乙也稍減少。

由延宕測驗第一題和第二題答對率高，可知大多數學生對板塊構造有粗 略的概念，但顯然許多學生對大陸地殼、海洋地殼和板塊之間的關聯，仍不 1.板塊是什麼？________c就是地殼 d由地殼和軟流圈組成的地球外殼

e就是地函 f浮在軟流圈上由岩石組成的物體。

常出現的 迷思概念

甲：板塊就是地殼。 乙：板塊是地殼和軟流圈組成的地球 外殼。

表 4-2-26 第一題兩組比較

組別 多重類比 反駁陳述

測驗別 前測 後測 延宕測 前測 後測 延宕測 答對率 48.6 28.6 87.9 52.9 58.8 78.8

90.9 84.8 迷思概念 甲：20

乙：31

甲：8.6

乙：62.4 54.5

甲：11.8 乙：35.3

甲：8.8

乙：32.4 66.7

夠清楚，從兩組延宕測驗第三題的選項選擇率分布可以看出。原以為板塊構 造很容易理解，只要在教材中稍加描述複習即可，結果卻不是這樣。

總體而言，多重類比教材在迷思概念改變的效果和提升答對率上比反駁 陳述教材差，甚至還使答對率下降。這原因可能是多重類比教材對板塊構造 說明較簡略，而反駁陳述教材對板塊構造說明較詳細的緣故。

第六題對應的延宕測驗題目：

4. 下列何者是板塊間的交界處？ c海洋和陸地的交界 d國與國的交界 e大河流和山谷 f海溝和中洋脊或山脈。

多重類比組 c選項：0.0% d選項：9.1% e選項：0.0% f選項：90.9%

反駁陳述組 c選項：6.1% d選項：0.0% e選項：0.0% f選項：93.9%

討論

多重類比組在後測的全對率下降一些，但半對率上升很多，且迷思概念 甲稍下降，但迷思概念乙卻上升。反駁陳述組在後測的全對率下降一點，但 半對率上升一點，而且迷思概念甲稍下降，迷思概念乙上升。

延宕測驗這題的答對率很高，顯然學生大多有正確的概念，但回答開放 性問題可能就無法寫出完整的答案。兩組在前後測的迷思概念乙上升，應是 6.哪裡是板塊交界處？________c海岸線 d國界 e海溝。

你覺得還有：

_________________________________________________________

常出現的

迷思概念 甲：海岸線就是板塊的交界。 乙：國界就是板塊的交界。

表 4-2-27 第六題兩組比較

組別 多重類比 反駁陳述

測驗別 前測 後測 延宕測 前測 後測 延宕測 全對率

半對率

14.3 37.1

8.6 68.6

11.8 50.0

8.8 55.9 迷思概念 甲：28.6

乙：8.6

甲：20.0 乙：17.1

90.9

甲：20.6 乙：5.9

甲：14.7 乙：17.6

93.9

有些學生沒有認真做答所致。

大體上來說，兩種教材對迷思概念改變的效果差不多，對答對率提升也 差不多。在這題兩組表現相當，差別不大。

(二)板塊運動

第三題對應的延宕測驗題目：

5. 下列何者不是板塊形狀、大小改變的原因？ c風化侵蝕沉積的作用 d中洋脊會形成新的地殼 e板塊碰撞擠壓變形 f有些板塊會沉入地球 內部。

多重類比組 c選項：45.5% d選項：24.2% e選項：3.0% f選項：27.3%

反駁陳述組 c選項：54.5% d選項：24.2% e選項：9.1% f選項：12.1%

討論

多重類比組在後測答對率有些下降，迷思概念甲維持不變，迷思概念乙 則略降。反駁陳述組在後測答對率大致沒變，迷思概念甲和迷思概念乙都稍 下降。

延宕測驗的題目和後測的題目有些差異，所以迷思概念乙未列入選項。

3.板塊本身的形狀和大小自古以來都不變嗎？________

c只有形狀改變 d只有大小改變 e全部都有改變。

寫出改變的原因：

__________________________________________________________

常出現的

迷思概念 甲：板塊會受侵蝕沉積等作用改變大小。 乙：海水上升。

表 4-2-28 第三題兩組比較

組別 多重類比 反駁陳述

測驗別 前測 後測 延宕測 前測 後測 延宕測 全對

半對

5.7 51.4

2.9 37.1

8.8 41.2

5.9 41.2 迷思概念 甲：25.7

乙：8.6

甲：25.7 乙：2.9

45.5

甲：23.5 乙：11.8

甲：14.7 乙：5.9

54.5

從延宕測驗的選項選擇率分析，發現選項二和選項四選擇率不低，這兩項的 和可視為是具有迷思概念的比率，大部分是迷思概念甲。迷思概念甲、乙的 產生是板塊和陸地相互混淆造成，根源是對板塊構造了解不清楚。

反駁陳述組答對率較高，迷思概念減少也較多。這可能是多重類比教材 對板塊構造說明較簡略，沒有達到概念改變的效果，以及反駁陳述教材對板 塊構造說明較多，有助於釐清迷思概念。

整體而言，反駁陳述組教材在概念改變上優於多重類比組教材，提升答 對率上則差不多。兩組概念改變都不明顯，反駁陳述組表現較好是因為沒有 退步。

第八題對應的延宕測驗題目：

10. 有關地球的海洋和陸地分布，下列何者正確？

c自地球形成到約兩億年前為止，地球上只有一塊大陸地殼。

d約兩億年前盤古大陸開始分裂，板塊構造運動才開始。

e盤古大陸出現之前，地球表面都是由海洋所覆蓋。

f在盤古大陸之前，已曾有板塊構造運動使陸地四散分布。

多重類比組 c選項：24.2% d選項：30.3% e選項：30.3% f選項：15.2%

反駁陳述組 c選項：18.2% d選項：27.3% e選項：39.4% f選項：12.1%

8.你認為 4 億年前地球的海洋、陸地分布和現在是否相同？______

c是 d不是。

寫出為什麼你認為相同或不同：

____________________________________________________________

常出現的 迷思概念

甲：四億年前大陸還沒分裂(板塊運動尚未開始)。

乙：四億年前只有海洋沒有陸地。

表 4-2-29 第八題兩組比較

組別 多重類比 反駁陳述

測驗別 前測 後測 延宕測 前測 後測 延宕測 全對

半對

51.4 8.6

57.1 14.3

55.9 11.8

55.9 17.1 迷思概念 甲：14.3

乙：2.9

甲：2.9 乙：0.0

15.2

甲：20.0 乙：0.0

甲：11.8 乙：5.9

12.1

討論

多重類比組在後測答對率有上升一些，迷思概念甲顯著減少。反駁陳述 組的後測答對率大致沒變，迷思概念甲減少，但迷思概念乙增加一些。

兩組延宕測驗的答對率都很低，因為對應的延宕測驗題目與後測題目層 次不同，而且兩種教材都沒有提到地球形成過程和板塊運動之間的關聯。但 教材敘述以盤古大陸在兩億年前開始分裂漂移作為開場，讓學生產生一些誤 解，以為板塊運動在兩億年前才開始，這是修正教材很好的資訊。前後測的 高答對率表示學生大多了解板塊運動造成大陸移動分裂。

值得注意的是迷思概念乙在前後測出現率很低，但在延宕測驗卻是選擇 比率最高的。選項一和選項二的意思差不多，可以合併一起看，這樣迷思概 念甲出現比率就仍比乙高。

大體上，兩種教材效果差不多，都能造成一些概念改變，以及提升一些 答對率。

5.地球上的大陸地殼總面積是不變的嗎？________c是 d不是。

原因是：

____________________________________________________________

常出現的 迷思概念

大陸地殼面積會變小，因為：

甲：受到風化、侵蝕等作用。 丙：海平面上升。

乙：大陸地殼也會沉沒融熔。 丁：大陸地殼受到擠壓。

表 4-2-30 第五題兩組比較

組別 多重類比 反駁陳述

測驗別 前測 後測 延宕測 前測 後測 延宕測 全對

半對

2.9 2.9

2.9 5.7

0.0 2.9

2.9 0.0

迷思概念

甲：14.3 乙：17.1 丙：20.0 丁：0.0

甲：17.1 乙：20.0 丙：5.7 丁：0.0

33.3 甲：11.8 乙：20.6 丙：11.8 丁：5.9

甲：5.7 乙：34.3 丙：11.8 丁：5.9

30.3

第五題對應的延宕測驗題目：

8. 以全球大陸地殼總體而言，下列何者正確？

c海底擴張，所以大陸地殼面積變小。

d大陸地殼被侵蝕減少，所以變小。

e海水面上升，所以大陸地殼變小。

f大陸地殼被擠壓抬升，所以面積縮小。

g大陸地殼不易下沉，所以大小約不變。

h大陸地殼被侵蝕抹平，所以面積變大。

多重類比組 c選項：18.25 d選項：15.2% e選項：21.2%

f選項：12.1% g選項：33.3% h選項：0.0%

反駁陳述組 c選項：15.2% d選項：9.1% e選項：24.2%

f選項：12.1% g選項：30.3% h選項：6.1%

討論

多重類比組的後測答對率，沒什麼改變，迷思概念只有丙明顯減少，而 且在後測出現兩個新的迷思概念：海底擴張所以陸地變小(因地球表面積一 定)、板塊擠壓會形成新陸地(故大陸地殼變大)，但只是少數。答對率很低。

反駁陳述組後測答對率變動很小，迷思概念乙增加明顯，其餘僅甲略 減，另外後測出現一個新的迷思概念：火山噴發形成新陸地。低答對率情形 和多重類比組相同。

前測、後測和延宕測驗答對率都不高，表示這題對初學者而言是很難 的，因這題需綜合板塊構造運動的許多概念，多數學生雖能以板塊構造運動 概念去推理，但對其中某些概念了解不足，推理得到的結果便是五花八門的 迷思概念，以及低答對率。例如迷思概念丙，便表示學生無法清楚區分陸地 和大陸地殼的不同；迷思概念乙表示學生認為地殼有相同的性質，一樣都會 隱沒融熔再形成。另外，由延宕測驗選項選擇率的分布，可以發現選項一在 前後測很少出現，但延宕測驗出現比率卻不低，顯示有些迷思概念受限於書 寫的表達能力，而沒在前後測完全呈現出來。選項一的迷思概念應是受「海 底擴張」專有名詞字面的誤導，以為地球上所有的海洋都變大。

整體而言，兩種教材沒有造成重要的概念改變效果，也沒提高答對率。

第九題對應的延宕測驗題目：

6. 以全球海洋地殼總面積而言，下列何者正確？

c新海洋地殼在中洋脊形成，所以海洋地殼總面積增大。

d大陸地殼被侵蝕減少，所以海洋地殼總面積變大。

e海水面上升，大陸地殼變小，所以海洋地殼總面積變大。

f大陸地殼被擠壓抬升面積縮小，所以海洋地殼總面積增大。

g形成的新海洋地殼和沉入地球的略同，所以海洋地殼總面積不變。

h形成的新海洋地殼比沉入地球的少，所以海洋地殼總面積變小。

多重類比組 c選項：18.2% d選項：3.0% e選項：18.2%

f選項：12.1% g選項：48.5% h選項：0.0%

反駁陳述組 c選項：12.1% d選項：3.0% e選項：24.2%

f選項：9.1% g選項：48.5% h選項：3.0%

討論

多重類比組在後測答對率緩增一些，迷思概念甲乙顯著減少，但新增 一迷思概念丙。原本前測比反駁陳述組高的迷思概念持有率，後測時已降 至相近。反駁陳述組答對率增加不多，迷思概念甲略減乙丙增加。

從延宕測驗選項選擇率分析，可以發現還有部分學生的迷思概念是：

9.地球上海洋地殼的總面積大致上是漸漸變大還是變小？______

c漸漸變大 d漸漸變小 e不變。

寫出你的理由：

___________________________________________________________

常出現的 迷思概念

海洋地殼面積在變大，因為： 海洋地殼在變小，因為：

甲：海底擴張。 丙：海洋地殼會下沉。

乙：海平面上升。

表 4-2-31 第九題兩組比較

組別 多重類比 反駁陳述

測驗別 前測 後測 延宕測 前測 後測 延宕測 全對

半對

25.7 5.7

31.4 8.6

17.6 2.9

23.5 11.8 迷思概念

甲：20.0 乙：14.3 丙：0.0

甲：8.6 乙：5.7 丙：14.3

48.5 甲：8.8 乙：5.9 丙：0.0

甲：5.9 乙：14.7 丙：2.9

48.5

陸地沉入地函、陸地被侵蝕減少，所以海洋地殼面積在變大的迷思概念一 樣，在前後測出現較少，為避免迷思概念數目龐雜，所以沒有列入表中。

這題和上面後測第五題有關聯，迷思概念同樣較多樣，但答對率比第 五題高。對照第五題迷思概念丙和本題迷思概念乙，可以清楚看出有些學 生認為海水淹蓋的地殼就是海洋地殼，如果再對照前測第三題的迷思概念 甲，可以看出學生把陸地、大陸地殼、板塊彼此混淆了。迷思概念甲和上 一題一樣，是受「海底擴張」專有名詞字面的誤導。

整體而言，多重類比教材在概念改變的效果上比反駁陳述教材好一 些，提高答對率上則差不多。

(三)火山

第二題對應的延宕測驗題目：

13. 板塊張裂造成的火山如中洋脊火山，爆發時噴出的岩漿是來自哪裡？

c地殼融熔 d地函軟流圈 e液態外地核 f地核最中心 。

多重類比組 c選項：36.4% d選項：57.6% e選項：0.0% f選項：6.1%

反駁陳述組 c選項：33.3% d選項：57.6% e選項：6.1% f選項：3.0%

14. 板塊聚合擠壓造成的火山，如安地斯山脈的火山或台灣島的七星山，它 們噴發出的岩漿是來自哪裡？ c沉沒的地殼融熔 d地函最深處 e液 態外地核 f地核最中心 。

多重類比組 c選項：90.9% d選項：0.0% e選項：3.0% f選項：6.1%

反駁陳述組 c選項：72.7% d選項：15.2% e選項：6.1% f選項：6.1%

2.地下的岩漿來自何處？_______c地殼融化 d地函軟流圈 e液態外 地核。

常出現的

迷思概念 甲：液態外地核也是岩漿的來源之一。

表 4-2-32 第二題兩組比較

組別 多重類比 反駁陳述

測驗別 前測 後測 延宕測 前測 後測 延宕測

答對率 45.7 60.0 57.6 55.9 64.7 57.6

迷思概念 甲：22.9 甲：14.3 90.9 甲：20.6 甲：17.6 72.7

討論

多重類比組答對率顯著提升，迷思概念下降一些。反駁陳述組答對率升 高一些，迷思概念略降，在後測表現與多重類比組約相同。

延宕測驗第十四題答對率比第十三題高，而且多重類比組比反駁陳述組 高，這可能和學生普遍認為火山噴發是高壓下造成岩漿噴出有關，而板塊擠 壓形成高壓，所以火山岩漿自然噴出。中洋脊張裂噴出岩漿形成火山山脈，

有些學生在想法上可能會產生矛盾，因為原先的想法是山脈形成需擠壓、岩 漿噴發需高壓。注意此題選c算錯，但並不算是迷思概念，因為那只是概念 不完整。

整體來看，多重類比教材在概念改變的效果比反駁陳述教材好一點，提 高答對率上也是多重類比教材好一些。

第十題對應的延宕測驗題目：

16. 下列各圖表示兩板塊推擠時形成火山的過程，哪一個正確？

c d e f

多重類比組 c選項：54.5% d選項：12.1% e選項：30.3% f選項：3.0%

10.為什麼會形成火山呢？_____ c板塊裂開 d板塊擠壓 e都可能。

寫出你的理由：

_________________________________________________________

常出現的 迷思概念

甲：板塊擠壓隆起產生裂縫，因此岩漿冒出形成火山。

乙：板塊擠壓拱起形成火山，軟流圈岩漿被擠出。

表 4-2-33 第十題兩組比較

組別 多重類比 反駁陳述

測驗別 前測 後測 延宕測 前測 後測 延宕測 全對

半對

2.9 31.4

5.7 31.4

5.9 35.3

0.0 41.2 迷思概念 甲：5.7

乙：2.9

甲：0.0 乙：2.9

30.3

甲：11.8 乙：0.0

甲：11.8 乙：0.0

27.3

討論

多重類比組答對率微幅增加，迷思概念稍減，全對率很低。反駁陳述組 答對率稍增，迷思概念沒改變，和多重類比組一樣都是低答對率。

從延宕測驗的選項選擇率看，可以發現在前後測出現率低的迷思概念，

實際上普遍率可能很高，例如迷思概念乙在前後測出現率很低，但延宕測驗 選項一選擇的比率卻極高。在第一節板塊構造運動的迷思概念，研究者原以 為只是個案，從延宕測驗才知道這其實是學生很普遍的迷思概念。

整體來說，兩組教材都沒有達到概念改變的效果，也沒有明顯提升答對 率。

(四)地震

第十二題對應的延宕測驗題目：

15. 有關地震和斷層間關聯的描述，下列何者正確？

c板塊撞擊產生震動便是地震，震動使岩層發生斷裂。

d板塊撞擊產生震動便是地震，斷層和地震沒有關係。

e岩層受擠壓、拉開等力而斷裂，斷裂時產生的震動就是地震。

f地震先發生，搖晃使岩層斷裂造成斷層，但和板塊運動無關。

12.地震和斷層有什麼關聯？________c地震造成斷層 d斷層錯動造成 地震 3其他關聯。

寫出你的理由：

___________________________________________________________

常出現的 迷思概念

甲：地震搖晃造成岩層斷裂形成斷層。

乙：地震是板塊碰撞的震動。

表 4-2-34 第十二題兩組比較

組別 多重類比 反駁陳述

測驗別 前測 後測 延宕測 前測 後測 延宕測 全對

半對

11.4 14.3

37.1 0.0

11.8 11.8

38.2 8.8 迷思概念 甲：42.9

乙：2.9

甲：25.7 乙：2.9

45.5

甲：41.2 乙：2.9

甲：23.5 乙：0.0

48.5

多重類比組 c選項：48.5% d選項：6.1% e選項：45.5% f選項：0.0%

反駁陳述組 c選項：30.3% d選項：18.2% e選項：48.5% f選項：0.0%

討論

多重類比組答對率提升很多，迷思概念甲也降低很多。反駁陳述組答對 率增加許多，迷思概念甲乙也都明顯減少。

從延宕測驗選項選擇率分析，可以發現迷思概念乙在前後測出現率很 低，但反駁陳述組在延宕測驗時出現比率卻不低。注意迷思概念甲在延宕 測驗有回歸的現象，選擇率比後測要高，表示此迷思概念不易改變。

整體上來說，兩組教材都有明顯的概念改變成效，也有差不多的答對 率提升，但迷思概念甲改變不易，所以答對率還是不高。

沒有進一步分析的後測題目，其對應的三題延宕測驗題目和答對率，以 及各選項的選擇率如下。第七題和板塊構造的組成物性質有關，答對率並不 高。

7. 下列哪一種物質密度最小？ c組成大陸地殼的主要岩石 d組成海 洋地殼的主要岩石 e組成地函的岩石 f組成地核的物質 。

多重類比組 c選項：51.5% d選項：15.2% e選項：3% f選項：30.3%

反駁陳述組 c選項：57.6%d選項：18.2% e選項：3% f選項：21.2%

答對率 多重類比組：51.5% 反駁陳述組：57.6%

11. 地球陸地上的山脈是如何形成的？ c地球冷卻後，收縮產生的皺 紋 d板塊間的推擠使地殼隆起 e板塊間張裂造成 f長年風化和侵 蝕以及搬運作用，自地表雕塑出來。

多重類比組 c選項：0% d選項：97% e選項：0% f選項：3%

反駁陳述組 c選項：3% d選項：87.9% e選項：6.1% f選項：3%

答對率 多重類比組：97% 反駁陳述組：87.9%

12. 將山脈像長條蛋糕一樣橫切開，觀察剖面構造，最可能是下列哪一 情形？ c沒有構造，完全由均質岩石構成 d許多化石排列在山脈底 層 e有許多斷層和褶皺構造 f嵌入許多板塊構造的斷片。

多重類比組 c選項：0% d選項：15.2% e選項：75.8% f選項：9.1%

反駁陳述組 c選項：3% d選項：0% e選項：90.9% f選項：6.1%

總結

兩種教材在概念改變的成效上，差不多是一樣的，其中兩題兩種教材都沒成 效，兩題反駁教材較佳，兩題多重類比教材較好一些，一題兩組都有明顯成效，

兩題兩組都略有成效。反駁教材成效較佳的是有關板塊構造的部分，多重類比教 材成效較好一些的則是有關海洋地殼總面積變化及岩漿來源的部分。

兩組都沒有成效的兩題是有關大陸地殼總面積變化與火山如何形成，這是值 得往後教學和教材編撰者注意的地方。有關地震的發生這題雖有明顯的概念改變 成效，但具有迷思概念學生的比率仍很高，也是教學和教材編撰者要著重的地方。

以 Chi(1992)的知識本體分類論來看，板塊屬於物質類別，海底擴張、大陸 漂移、火山、地震、山脈是過程類別，物質類別概念改變應較容易，過程概念改 變則可能較不容易。本研究發現板塊構造雖屬於物質類別，但迷思概念也不是很 容易改變，可能是與板塊相關的概念較多，造成概念間的連結比較複雜之故。

第三節 兩種教材的學習態度

兩組的教材不相同，所以有兩種學習態度問卷，分別給多重類比組和反駁陳 述組施測。這兩種態度問卷題目和題數都不同，但所對應的七個主要問題大致相 同，目的是想知道學生對教材的看法和態度，有哪些印象深刻的地方，有哪些不 清楚的地方，一方面可作為前面資料分析的佐證，另一方面可作為修正改進的參 考。

一、多重類比學習態度問卷

多重類比學習態度問卷每個概念有三題，前兩題是針對所使用的類比物，一

題是學生對類比的態度。表 4-3-1 中的數字是表示勾選該項的人數。

表 4-3-1 多重類比學習態度問卷統計

概念 非常同意 同意 沒意見 不同意 非常不同意 7 18 9 3 0 7 14 11 5 0 大陸漂移

3 15 9 8 2 3 14 12 7 1 2 10 11 12 2 海底擴張

4 14 11 7 1 4 16 11 4 2 4 14 7 10 2 板塊運動

4 13 10 10 0 2 14 15 5 1 4 14 15 3 0 山脈形成

4 10 11 10 2 4 7 17 8 0 13 13 13 8 0 地震成因

4 10 14 8 1 5 17 9 6 0 2 16 13 6 0 火山成因

4 12 12 9 0 3 19 10 3 2 2 19 12 4 0 教材態度

3 9 12 9 4

由上表可知，大部分學生對教材中使用的類比都持正面的態度，但對海底擴 張用「輸送帶」、地震用「黑白雙層巧克力」則接受度較低。有些類比接受度很 高，例如地震以「藤條折斷」為類比、大陸漂移以「報紙碎片」等，而地震也是 有明顯概念改變成效的部分。另外，山脈形成的類比接受度雖高，但學生覺得沒 有這些類比也能理解；教材態度第三題是反向題。

第二十二題勾選喜歡這種教材的有 30 人，回收有效問卷是 37 份。喜歡的類

比以巧克力板比喻火山、拼圖和碎報紙比喻大陸漂移、藤條折斷比喻地震出現次

數較多。

二、反駁陳述學習態度問卷

反駁陳述學習態度問卷每個概念有兩題，一題是有沒有增加了解，一題是對 迷思概念有沒有幫助。表 4-3-2 中的數字是勾選該選項的人數。

表 4-3-2 反駁陳述學習態度問卷統計

概念 非常同意 同意 沒意見 不同意 非常不同意 5 20 9 2 1 大陸漂移

5 17 12 2 1 5 22 7 2 1 板塊構造

4 19 12 1 1

1 5 12 11 8

板塊運動

1 7 15 7 7

1 4 12 12 7

山脈成因

1 8 11 10 7

7 13 14 2 1 7 15 12 2 1 地震成因

3 16 14 3 1 5 22 7 2 1 火山成因

3 13 19 1 1 9 17 9 1 1 教材態度

5 7 18 3 4

反駁陳述教材的接受度幾乎都很高，尤其是有關大陸漂移、板塊構造、火山 成因，而板塊構造部分是反駁陳述教材優於多重類比教材的地方。注意板塊運 動、山脈成因、教材態度第二題是反向題。

第十六題勾選喜歡這種教材的有 31 人，有效回收問卷是 37 份。印象深刻的

說明，以宇宙膨脹(練習教材)、板塊構造、板塊運動、火山形成、地震成因出現

次數較多。

第四節 綜合討論

由前後測驗、晤談、延宕測驗的資料分析，發現學生有關板塊構造運動的迷 思概念最普遍的有下列數個：大陸地殼面積會變小、地震搖晃造成岩層斷裂形成 斷層、板塊是地殼和軟流圈組成的地球外殼、海洋地殼面積在變大、板塊會受侵 蝕沉積等作用改變大小、海岸線是板塊的交界。另外，在前後測驗和晤談以為很 少學生具有的迷思概念，在延宕測驗卻發現有些迷思概念其實出現率不低，甚至 有出現率很高的。這可能是前後測驗和晤談主要是開放式問題，學生的表達能力 有限或深層的預設不易察覺，所以才在全為選擇題的延宕測驗顯示出來。

Marques 和 Thompson (1997)研究葡萄牙 16-17 歲的高中生有關板塊運動 單元的迷思概念，他們所發現有關板塊構造運動的迷思概念，在本研究中也出現 的只有「大陸漂移是地球自轉造成」、「中洋脊和陸地山脈成因相同」 ，但也只有 一兩個人回答過一次，其餘的迷思概念都沒出現。除了研究的概念範圍不同之 外，社會文化可能也是因素之一，因為有些迷思概念在筆者教書多年來都沒發現 過，例如「板塊是疊成一堆的」 、 「山脈是垂直力推升的」 。

在回答預測地震此問題時，發現學生不會應用所學的板塊構造知識去解釋地 震成因，這與 Coleman 和 Soellner (1995)研究大學生應用有關地震知識於社會 議題的能力，其結果是有些類似的。研究發現的板塊擠出岩漿形成火山的迷思概 念，原本認為很少學生具有，其實是相當普遍，這迷思概念與 Barrow 和 Haskins (1996)發現的「學生認為地震和火山的共同關係是地底壓力」有點類似。

比較奇怪的是，學生好像都很容易接受陸地能移動千里的概念，不像 Thagard (1992)概念革命一書中描述韋格納提出大陸漂移時的那樣，當時人們很 難接受他的陸地漂移概念，Philips (1991) 也曾提到有些成人認為大陸沒有移動 的迷思概念。這種情形可能是學生受已存在概念較少的束縛，所以比較容易接受 新概念的緣故，也可能是沒有仔細思考日常生活經驗的緣故。

反駁陳述組在後測有顯著的進步，但是低成就群的學生卻沒有進步，相對而