第參章 研究方法
本研究採取準實驗研究法，將研究對象分為實驗組和對照組，分別施以圖 像組織架構教學策略及傳統教學策略，探討兩種教學策略對國中七年級學生學 習神經系統概念的影響。以下分別對本研究之研究對象、研究流程、研究設計、
研究工具、資料收集與分析進行說明。
第一節 研究對象
1. 全體樣本資料
本研究對象為臺北市某公立國中七年級六個班級 154 位學生。此國中採常 態編班，研究隨機將三個班級（N=85）做為實驗組進行圖像組織架構教學策略
（graphic organizer teaching strategy，簡稱 GO 教學策略），三個班級（N=69）做 為對照組進行傳統教學策略（traditional teaching strategy，簡稱 TD 教學策略）。
以獨立樣本 t 考驗檢定兩種教學策略分組學生在接受神經系統單元教學之 前的先備知識差異，GO 教學策略組及 TD 教學策略組學生的前測成績分別為 10.32 和 10.99，結果如表 3.1.1，顯示兩組學生在學習神經系統單元前的相關知 識平均分數分布情形沒有顯著差異（p=0.321）。
表 3.1.1 兩種教學策略學生的前測成績比較
教學策略 人數 前測平均數 標準差 t 値 p 値
GO 組 85 10.32 3.54 .997 0.321 TD 組 69 10.99 4.56
為比較兩種教學策略以及不同生物科學習能力對學生學習神經系統相關概 念的影響，本研究以研究對象前一學期三次定期考試生物科平均成績做為學生 生物科學習能力的分組依據，將前 30%學生歸類為生物科高學業成就組、後 30%
歸為生物科低學業成就組，其餘歸類為生物科中學業成就組（以下分別簡稱高
成就組、中成就組及低成就組）。
兩種教學策略分組學生的生物科學業平均成績及標準差如表 3.1.2，以獨立 樣本 t 考驗檢定結果顯示，兩組學生在生物科學業平均成績分布無顯著差異
（p=0.166）。
表 3.1.2 兩種教學策略學生生物科學業平均成績的比較
教學策略 人數 平均數 標準差 t 値 p 値
GO 組 85 73.34 16.49 -1.39 0.166 TD 組 69 69.35 19.07
2. 晤談樣本資料
研究分別選取 GO 教學策略組與 TD 教學策略組學生各 30 人進行晤談，各 組學生學業成就分組人數如表 3.1.3。
以獨立樣本 t 考驗比較兩組晤談對象選擇題後測成績，表 3.1.4 顯示兩組學 生在選擇題後測成績表現無顯著差異，所選取對象在選擇題平均分數的分布呈 現均質性。
表 3.1.3 晤談對象學業成就分組人數表
GO 組 TD 組
學業分組 人數 人數百分比 人數 人數百分比
高成就組 18 60.0 20 66.7
中成就組 10 33.3 8 26.7
低成就組 2 6.7 2 6.7
表 3.1.4 GO 教學策略組與 TD 教學策略組 晤談學生選擇題後測成績的比較 教學策略 人數 平均數 標準差 t 値 p 値
GO 組 30 22.40 3.83 -0.77 0.44 TD 組 30 21.63 3.86
第二節 研究流程
本研究之流程如下圖所示。
形成研究問題
文獻探討
編製研究工具 選取研究對象
資料分析
撰寫研究報告 進行實驗處置
前測
後測
延後測 晤談 擬定研究計畫
1.教科書神經系統單元內容分析 2.神經系統單元相關研究 3.結構知識相關理論 4.圖像組織架構
1.編寫神經系統教材
2.編寫教案及製作教學媒體教材 3.編製學生學習活動單
4.發展神經系統評量工具
1.選擇題測驗預測樣本 五班 137 人 2.實驗組對象 三班 85 人
3.對照組對象 三班 69 人
1.實驗組：圖像組織架構教學策略 2.對照組：傳統教學策略
˙神經系統成就測驗（選擇題）
˙神經系統成就測驗（選擇題）
˙樹狀圖測驗（非選擇題）
1.研究目的 2.研究問題 3.研究設計
實驗組 30 人，對照組 30 人
˙人體圖測驗（非選擇題）
˙樹狀圖測驗（非選擇題）
˙情境推論題測驗（非選擇題）
˙神經系統成就測驗（選擇題）
˙樹狀圖測驗（非選擇題）
第三節 研究設計
一、實驗設計
本研究旨在探討圖像組織架構對學生學習神經系統概念的影響，透過準實 驗研究法，將研究對象隨機分為實驗組與對照組，分別以圖像組織架構教學策 略和傳統教學策略做為兩個組別之間的實驗變項，以神經系統各項測驗（包括 選擇題與非選擇題）所得的成績做為依變項。實驗設計與流程如表 3.3.1，包括 教學前的測驗、教學處置、教學後的測驗、晤談及延後測驗四個部分。在研究 發展過程中，該校任教生物科的兩位教師充分參與教學設計及流程的討論，並 對本研究自編教材、教具、學習活動單及評量工具的設計提供專家意見。
研究評量對象分為全體樣本及晤談樣本兩個部分：全體樣本的評量以教學 策略及生物科學業成就做為自變項，選擇題測驗、樹狀圖測驗成績做為依變項；
晤談樣本的評量則以教學策略為自變項，分別以人體圖測驗、樹狀圖測驗及情 境推論題測驗成績做為依變項。
表 3.3.1 實驗設計與流程表 組別
流程
實驗組
（GO 教學策略組）
對照組
（TD 教學策略組）
前測 選擇題測驗 選擇題測驗
教學處置 GO 教學策略 TD 教學策略
後測 ˙選擇題測驗
˙樹狀圖測驗（非選擇題）
˙選擇題測驗
˙樹狀圖測驗（非選擇題）
晤談
˙人體圖測驗（非選擇題）
˙樹狀圖測驗（非選擇題）
˙情境推論題測驗（非選擇題）
˙人體圖測驗（非選擇題）
˙樹狀圖測驗（非選擇題）
˙情境推論題測驗（非選擇題）
二、教學處置
本研究將學生分為實驗組與對照組，兩組教學時間同樣為五節課，分別施 以圖像組織架構教學策略及傳統教學策略。
以下分別從教師活動與學生活動說明兩種教學策略的差異。在教師的教學 活動部分，第一節課透過「反應時間的測量」實驗活動引起學生動機，進而引 入「刺激與反應」、「神經細胞的構造與功能」、「神經系統的組成與功能」及「神 經傳導途徑」等章節概念。整個教學過程中，教師以本研究自製教學媒體呈現 教材內容，GO 教學策略組媒體教材以神經系統樹狀圖為鷹架，由樹狀圖的每一 個節點做為引介各名詞概念的起點（附錄 3.3.1）；TD 教學策略組媒體教材在概 念的訊息量與圖文內容均和 GO 教學策略組相同，差別僅在於缺乏神經系統樹狀 圖鷹架（附錄 3.3.2）。
在學生活動部份，GO 教學策略組及 TD 教學策略組學生都有一份研究者 自編教材（附錄 3.3.3 及附錄 3.3.4），當每個小單元教學結束時，教師引導學生 閱讀研究自編教材內容並畫重點。此外，在完成大單元教學後，GO 教學策略組 學生需填寫學習活動單（附錄 3.3.5），而 TD 教學策略組學生則由教師以問答的 方式複習與 GO 教學策略組學習活動單相同的概念。
為確保教學實施均遵照研究所設計的流程及策略進行，研究設計教學策略 檢核表（附錄 3.3.6），請兩位生物系學生於教學現場進行觀察，依教學流程的實 施情形進行觀察與記錄。
GO 教學策略組與 TD 教學策略組的教學流程分別如表 3.3.2 及表 3.3.3。
表 3.3.2 【神經系統單元】GO 教學策略組教學流程設計
教學內容 教師活動 學生活動 教學
時數
前測
引導活動 「反應時間的測定」活動 ˙兩人一組進行活動 1
第一節
刺激與反應 說明：1.刺激與反應 2.受器與動器 ˙聽講、回答問題 複習 ˙引導學生閱讀研究自編教材。 ˙閱讀自編教材，並畫重點 第二節
神經細胞的 構造與功能
說明：神經細胞的構造與功能。 ˙聽講、回答問題 複習 ˙引導學生閱讀研究自編教材。 ˙閱讀自編教材，並畫重點
1
第三節
神經系統的組成 說明：人體的神經系統可分為中樞神經及周圍神經。 ˙聽講、回答問題
中樞神經 說明：中樞神經包括腦和脊髓。 ˙聽講、回答問題
周圍神經
說明：
1.周圍神經包括與腦相連的腦神經以及與脊髓相連的脊神經。
2.腦神經及脊神經的定義與功能。
3.說明「感覺神經與運動神經」的定義。
˙聽講、回答問題
複習 ˙引導學生閱讀研究自編教材。 ˙閱讀自編教材，並畫重點 1
腦 說明：腦的功能與組成。 ˙聽講、回答問題 脊髓 說明：脊髓的功能。 ˙聽講、回答問題 大腦
說明：
1.大腦的構造與功能。
2.大腦相關疾病：中風（外傷）癱瘓、植物人。
˙聽講、回答問題
小腦
說明：
1.小腦的構造與功能。
2.小腦相關疾病：小腦萎縮症。
˙聽講、回答問題
腦幹
說明：
1.腦幹的構造與功能。
2.腦幹相關疾病：醫學上腦死的定義。
˙聽講、回答問題 複習 ˙引導學生閱讀研究自編教材。 ˙閱讀自編教材，並畫重點
1
概念複習 ˙以樹狀圖.ppt 引導學生整合【神經系統的組成】概念 ˙填寫活動單 第四節
神經傳導途 徑示例
說明：課本圖 6-5、6-8 神經傳導途徑 ˙聽講、回答問題 綜合活動 ˙引導學生【反應時間活動】問題討論 ˙回答問題，填寫活動單
1
表 3.3.3 【神經系統單元】TD 教學策略組教學流程設計
教學內容 教師活動 學生活動 教學
時數
前測
引導活動 「反應時間的測定」活動 ˙兩人一組進行活動 1
第一節
刺激與反應 說明：1.刺激與反應 2.受器與動器 ˙聽講、回答問題 複習 ˙引導學生閱讀研究自編教材。 ˙閱讀自編教材，並畫重點 第二節
神經細胞的 構造與功能
說明：神經細胞的構造與功能。 ˙聽講、回答問題 複習 ˙引導學生閱讀研究自編教材。 ˙閱讀自編教材，並畫重點
1
第三節
神經系統的組成 說明：人體的神經系統可分為中樞神經及周圍神經。 ˙聽講、回答問題
中樞神經 說明：中樞神經包括腦和脊髓。 ˙聽講、回答問題
周圍神經
說明：
1.周圍神經包括與腦相連的腦神經以及與脊髓相連的脊神經。
2.腦神經及脊神經的定義與功能。
3.說明「感覺神經與運動神經」的定義。
˙聽講、回答問題
複習 ˙引導學生閱讀研究自編教材。 ˙閱讀自編教材，並畫重點 1
腦 說明：腦的功能與組成。 ˙聽講、回答問題 脊髓 說明：脊髓的功能。 ˙聽講、回答問題 大腦
說明：
1.大腦的構造與功能。
2.大腦相關疾病：中風（外傷）癱瘓、植物人。
˙聽講、回答問題
小腦
說明：
1.小腦的構造與功能。
2.小腦相關疾病：小腦萎縮症。
˙聽講、回答問題
腦幹
說明：
1.腦幹的構造與功能。
2.腦幹相關疾病：醫學上腦死的定義。
˙聽講、回答問題 複習 ˙引導學生閱讀研究自編教材。 ˙閱讀自編教材，並畫重點
1
概念複習 ˙問答：引導學生複習【神經系統的組成】概念 ˙回答問題 第四節
神經傳導途 徑示例
說明：課本圖 6-5、6-8 神經傳導途徑 ˙聽講、回答問題 綜合活動 ˙引導學生【反應時間活動】問題討論 ˙回答問題，填寫活動單
1
第四節 研究工具
本研究所使用的研究工具包括神經系統單元自編教材、教學媒體教材、學 習活動單及學習成就評量工具。
表 3.4.1 研究工具一覽表
研究工具 教學分組 內容說明
GO 組
˙5 頁。
˙圖文訊息量與康軒版教科書相同，但多了腦幹反射的例 子以及腦神經、脊神經功能的補充。
˙文字內容經過結構化的編排，除了一般的章、節名稱外，
在每一概念段落另外加上標題，目的是對應圖像組織架 構教學策略，呈現教材內容的結構性。
自編教材
TD 組 ˙5 頁。
˙內容與 GO 組相同，但每一概念段落沒有另外加上標題。
GO 組 ˙以神經系統樹狀圖作為鷹架，由樹狀圖的每一個節點做 為引介名詞概念的起點。
教學媒體
TD 組 ˙內容與 GO 組相同，但沒有呈現樹狀圖。
GO 組 ˙結構式樹狀圖、人體圖。
學習活動單
TD 組 ˙無
前測 兩組 ˙選擇題測驗 28 題 後測 兩組 ˙選擇題測驗 28 題
˙樹狀圖測驗（非選擇題）
晤談 兩組
˙人體圖測驗（非選擇題）
˙樹狀圖測驗（非選擇題）
˙情境推論題測驗（非選擇題）
延後測 兩組 ˙選擇題測驗 28 題
˙樹狀圖測驗（非選擇題）
大腦 小腦 腦幹
腦 脊髓 腦神經 脊神經
感覺神經 運動神經 感覺神經 周圍神經 神經系統
中樞神經
運動神經
依照功 能分為
一、自編教材的設計
本文第貳章教科書內容分析結果顯示，一般教科書對於神經系統單元概念 缺乏結構化的敘述，本研究根據學科知識邏輯，重新編寫學習教材（附錄 3.3.3 及附錄 3.3.4），教材中的圖文訊息量與研究對象學校所選用教科書該單元內容相 同，但多了腦幹反射的例子以及腦神經、脊神經功能的補充。為避免教科書形 成干擾研究的變項，因此教學處置期間，教師統一將課本收回，以研究自編教 材做為上課的主要學習材料。
GO 教學策略組與 TD 教學策略組所使用的教材在圖文內容完全相同，差別 僅在於 GO 教學策略組教材除了一般的章、節名稱外，在每一概念段落另外加上 標題，進行更結構化的編排，目的是對應圖像組織架構教學策略，呈現教材內 容的結構性。除了研究自編教材之外，GO 教學策略組另外輔以學習活動單（附 錄 3.3.5），加強學生對於圖像組織架構的印象。
二、教學媒體教材的設計
由於神經系統單元概念之間存在明顯的層次性與關聯性，在學習上有一定 的順序，因此利用教學媒體可以呈現圖像組織架構的動態（dynamics）效果，以 達到圖像組織架構教學的目的。
本研究所使用的教學媒體（附錄 3.3.1 及附錄 3.3.2）係配合前述研究自編教 材內容及架構所設計。GO 教學策略組及 TD 教學策略組所使用的教學媒體內容 完全相同，差別僅在於 GO 教學策略組是以神經系統樹狀圖（圖 3.4.1）作為鷹 架，由樹狀圖的每一個節點做為引介名詞概念的起點。
圖 3.4.1 人體神經系統樹狀圖
依照連接 部位分為
三、評量工具的設計
本研究為探討學生在概念知識、概念關係理解及概念應用三個向度上的學 習成效，在前測、後測及延後測所使用的評量工具包括選擇題測驗及非選擇題 形式的樹狀圖測驗；晤談所使用的評量工具則為開放式問題，包括人體圖測驗、
樹狀圖測驗及情境推論題測驗。各項評量工具目的及設計分別如後述。
（一）選擇題測驗
本測驗主要為評量學生對於知識的記憶與理解，屬於一般傳統的成就測 驗。本研究先針對研究自編教材內容進行概念分析（附錄 3.4.1），製作成雙向 細目表（表 3.4.2），再依此編寫試題。所編製的試題先經由三位現任生物科教 師就題目內容加以審查，提供修正意見，最後製作為 28 題的單一選擇試題（附 錄 3.4.2）。
試題初稿完成後，選取 137 位已於七年級學習過相關概念的八年級學生進 行預測，同時亦蒐集預測樣本七年級上學期第三次定期考試的生物科成績，做 為評量工具的效標關聯效度分析。預測結果各試題得分的平均數、標準差、鑑 別指數、修正之試題-相關總分（rit），以及剔除該試題之後整體測驗的 Cronbach α值如表 3.4.3 所示。
由表 3.4.3 可知，各試題的得分平均數介於 0.33 至 0.86 之間。依據 Doran
（1980）提出之難易度劃分基準，表 3.4.4 顯示驗屬於「極容易」的試題有 2 題，
屬於「容易」的試題有 17 題，屬於「困難」的試題有 8 題，屬於「極困難」的 試題有 1 題。整份測驗屬「極容易」與「容易」試題的占 67.8%，「困難」及「極 困難」試題占 32.2%。
根據 Ebel 及 Frisbie（1991；引自王保進，2003）的鑑別度評鑑標準，表 3.4.5 顯示本測驗鑑別指數在 0.40 以上、屬於良好試題的有 25 題，占 89.3%；鑑別指
本測驗剔除該試題之後整體測驗的 Cronbachα值介於 0.86~0.87 之間，顯示 內部均質信度穩定。
根據上述分析，本測驗第 22 題得分平均數為 0.33，鑑別度指數為 0.18，應 該屬於缺乏鑑別度的不良試題。分析本題學生答對人數偏低的原因，係因為本 題為綜合了兩個神經傳導途徑的應用題，學生必須有非常清楚的概念才能正確 解題，因此答對率偏低。為保持本測驗在各類型式題的完整性，故仍保留此試 題。
表 3.4.2 神經系統選擇題測驗雙向細目表
概念知識 概念理解 概念應用
教學目標
主要概念 題號 題數 題號 題數 題號 題數
合計 題數
受器 1 1 12、14 2 3
動器 2 1 15、18 2 3
大腦 10、20、23 3 6 1 11 1 5
小腦 7 1 13 1 2
腦幹 8、19、26 3 3
脊髓 28 1 1
周圍神經 24、(27) 1 1
感覺神經 16 1 1
運動神經 3 1 1
神經傳導 9、17 2 4、5、21、22、
25、27 6 8
合計題數 8 13 7 28
表 3.4.3 「神經系統選擇題測驗」各試題得分的平均數、標準差、鑑別指數、
修正之試題-相關總分（rit），以及剔除該試題之後整體測驗的 Cronbachα值
（N=137）
題號 平均數 標準差 鑑別度指數 rit α
1 0.74 0.44 0.46 0.40 0.86 2 0.75 0.43 0.61 0.57 0.86 3 0.57 0.50 0.58 0.42 0.86 4 0.52 0.50 0.44 0.29 0.87 5 0.56 0.50 0.66 0.41 0.86 6 0.83 0.38 0.42 0.50 0.86 7 0.86 0.35 0.42 0.49 0.86 8 0.54 0.50 0.60 0.40 0.86 9 0.65 0.48 0.59 0.45 0.86 10 0.62 0.49 0.53 0.36 0.86 11 0.64 0.48 0.59 0.50 0.86 12 0.86 0.35 0.37 0.54 0.86 13 0.75 0.43 0.53 0.48 0.86 14 0.78 0.42 0.53 0.51 0.86 15 0.62 0.49 0.39 0.28 0.87 16 0.75 0.44 0.46 0.35 0.86 17 0.80 0.40 0.42 0.43 0.86 18 0.83 0.37 0.43 0.52 0.86 19 0.71 0.46 0.62 0.51 0.86 20 0.80 0.40 0.53 0.62 0.86 21 0.70 0.46 0.44 0.31 0.86 22 0.33 0.47 0.18 0.08 0.87 23 0.74 0.44 0.46 0.34 0.86 24 0.49 0.50 0.42 0.34 0.86 25 0.72 0.45 0.54 0.42 0.86 26 0.59 0.49 0.56 0.35 0.86 27 0.44 0.50 0.51 0.26 0.87 28 0.43 0.50 0.67 0.43 0.86
表 3.4.4 選擇題測驗難度分配表
試題得分平均數 試題難度 題數 占全部試題比例（﹪）
0.85-1.00 極容易 2 7.1
0.60-0.84 容易 17 60.7
0.35-0.59 困難 8 28.6
0.00-0.34 極困難 1 3.6
表 3.4.5 選擇題測驗鑑別度分配表
鑑別度指數 試題品質 題數 占全部試題比例（﹪）
0.40 以上 非常好的題目 25 89.3 合理可用的題目，可能須細部修改
（二）樹狀圖測驗 1. 試題設計
神經系統單元涵蓋許多專有名詞（如中樞神經、周圍神經、腦神經、脊神 經、感覺神經、運動神經、大腦、小腦、腦幹、脊髓等），這些名詞在屬性上有 些屬於功能定義（例如感覺神經與運動神經），有些則是屬構造定義（例如腦神 經與脊神經），且彼此之間亦存在階層關係或對應關係。然而，一般的選擇題測 驗並無法評量學生對於這些概念關係的了解，同時也較難評量學生對於這些名 詞內涵的理解程度。因此，本研究除了選擇題測驗之外，設計了樹狀圖測驗題，
以評量學生在學習神經系統單元之後，對於教材中所提到的幾個主要概念之間 關係的了解。
樹狀圖測驗於後測、晤談及延後測三個階段進行。後測及延後測的樹狀圖 試題提供了 12 個主要名詞，學生必須利用樹狀圖的方式表現名詞之間的關係。
在實施本測驗之前，為避免 TD 教學策略組學生不了解樹狀圖的意義，研究先以 學生學過的「細胞的構造」進行樹狀圖示範（附錄 3.4.3），另外再以「人體血液 的組成」進行樹狀圖練習（附錄 3.4.4），確保受測學生了解樹狀圖的意思。
後測及延後測樹狀圖測驗試題如下：
下列為【人體神經系統】的幾個重要名詞，請根據你對它們的了解，利用樹狀 圖的方式，表現這些名詞的關係。
提示：神經系統、感覺神經、運動神經、中樞神經、周圍神經、腦、腦神經、
脊髓、脊神經、大腦、小腦、腦幹 答案：
在晤談階段為爭取時效，對學生所進行的樹狀圖測驗於方式上則略有修 正，研究者將上述提示的 12 個名詞製作成背面貼有磁鐵的字卡，受試學生則 直接於小白板上貼出名詞之間的關係。圖 3.4.2 為晤談學生樹狀圖測驗作答示 例。
圖 3.4.2 晤談學生樹狀圖測驗作答示例
B2 C2
E2 F2
D3
A2
2. 試題評分標準
（1）概念排列關係的編碼
本研究的神經系統樹狀圖包含 12 個名詞，根據名詞之間的關係將每個關 聯概念視為一個命題，圖 3.4.3 與表 3.4.6 表示樹狀圖命題的內容及編碼方式。
圖 3.4.3 人體神經系統樹狀圖命題編碼
表 3.4.6 人體神經系統樹狀圖概念關係編碼表
編碼 命題 編碼 命題
A2 神經系統包括中樞神經和周圍神經 D3 腦包括大腦、小腦、腦幹 B2 中樞神經包括腦和脊髓 E2 腦神經分為感覺神經和運動神經 C2 周圍神經包括腦神經和脊神經 F2 脊神經分為感覺神經和運動神經
（2）概念理解的編碼及評分
為深入了解學生對於神經系統樹狀圖當中 12 個名詞定義及關係的理解，本 研究於實施後測之後，進一步選取 GO 教學策略組及 TD 教學策略組各 30 位學 生進行結構式晤談。
樹狀圖測驗的晤談方式分為兩階段，第一階段先請受試學生在小白板上以 研究準備的名詞字卡貼出所認為的概念關係，並進行說明；第二階段則根據受 試者所呈現的樹狀圖，並對照其人體圖測驗答案，請學生回答相關問題。
大腦 小腦 腦幹
腦 脊髓 腦神經 脊神經
感覺神經 運動神經 感覺神經 周圍神經 神經系統
中樞神經
運動神經
樹狀圖測驗晤談的主要問題如下：
1.中樞神經和周圍神經的功能分別是什麼？它們之間有沒有什麼關係？
2.什麼是腦神經？什麼是脊神經？
3.腦神經和腦的關係是什麼？脊神經和脊髓的關係是什麼？如果將腦神經排 列在腦的後面，脊神經排列在脊髓後面，你認為合不合適？
4.什麼是感覺神經？什麼是運動神經？
5.感覺神經或運動神經和腦神經或脊神經有沒有什麼關係？
上述概念理解測驗晤談問題的答案及評分部分，本研究邀請三位現任生 物教師進行訪談，以專家答案對學生晤談資料進行編碼及評分（表 3.4.7）。
晤談第 1 題主要目的是為了解學生對於中樞神經與周圍神經功能的理 解，這兩個概念在樹狀圖中屬於層次較高、具涵蓋性的概念，若回答中樞神 經具有「判讀訊息」或「發布命令」各得 1 分，回答周圍神經具有「傳遞訊 息」功能者得 1 分。
第 2 題「腦神經」與「脊神經」本身為構造名詞，若能正確回答其定義 各得 1 分。第 3 題主要目的為測驗學生對於腦神經與腦、脊神經與脊髓關係 的理解。腦與腦神經雖然有構造上的關係，但在功能分類上分屬於中樞神經 與周圍神經；脊髓與脊神經亦有構造關係，但同樣在功能分類上也分屬中樞 神經及周圍神經。
第 4 題「感覺神經」與「運動神經」本身為功能定義名詞，「感覺神經」
的完整答案為「將訊息由受器傳送到中樞（腦或脊髓）的神經」，然分析晤談 資料的過程中，發現受試學生的敘述常常不夠完整、僅呈現部分正確答案，
因此評分分為兩段，若能提及「感覺神經將受器的訊息傳進來」即得 1 分，
第 5 題為測驗學生對於「腦神經與感覺神經、運動神經」、「脊神經與感 覺神經、運動神經」關係的理解。若能回答「腦神經依照功能可分為感覺神 經或運動神經」給 1 分，回答「脊神經依照功能可分為感覺神經或運動神經」
亦給 1 分。
綜合上述五個問題可將答案歸納為十二項，總分為 12 分。
表 3.4.7 樹狀圖概念理解測驗編碼及評分表
神經系統相關概念 專家答案 編碼 得分
判讀訊息 A1 1
中樞神經
發布命令 A2 1
周圍神經 傳遞訊息 A3 1
腦神經 與腦相連的神經 B1 1
脊神經 與脊髓相連的神經 B2 1
將腦神經或脊神經排列在 腦或脊髓後面合不合適？
（功能定義）
不合適，因為兩者都屬於周圍神經，是負責傳遞訊息 B3 1
將訊息由受器傳送到中樞（腦或脊髓）的神經 C1 1
感覺神經
將訊息由受器傳送到中樞（腦或脊髓）的神經 C2 1
將中樞（腦或脊髓）發布的命令傳送到動器的神經 C3 1
運動神經
將中樞（腦或脊髓）發布的命令傳送到動器的神經 C4 1
腦神經依照功能可分為感覺神經或運動神經 C5 1
感覺神經、運動神經與
腦神經及脊神經的關係 脊神經依照功能可分為感覺神經或運動神經 C6 1
（三）人體圖測驗 1. 試題設計
為了解學生於透過兩種教學策略，對於圖文記憶與對應關係的學習成效，
本研究以自編教材上的人體神經系統示意圖編製為開放式測驗題，請學生看圖 回憶所學的構造名稱，並標示到正確的對應位置。
人體圖測驗試題設計如下：
看圖說故事：
請回憶你所學過的神經系統重要名詞，在下列人體神經系統 示意圖的適當位置，標示出你所知道的構造名稱。
2. 試題評分標準
歸納晤談資料，學生答案共有 18 類，包括具體的構造名詞例如大腦、小 腦、腦幹、脊髓、腦神經、脊神經等，以及抽象的涵攝性概念，例如中樞神經、
周圍神經。表 3.4.8 列出人體圖測驗 18 類答案，本題編碼及評分方式為：寫出 名詞且標示位置正確者計以 1 分，若寫出名詞但標示位置錯誤者計以 0 分。
表 3.4.8 人體圖測驗評分表
名詞 得分 名詞 得分
中樞神經 1 脊神經 1
周圍神經 1 感覺神經 1
腦 1 運動神經 1
大腦 1 受器 1
小腦 1 動器 1
腦幹 腦殼
（四）情境推論題測驗 1. 試題設計
為比較兩種教學策略對於學生學習神經系統相關概念的知識遷移及應用 的影響，本研究在晤談階段，對受訪者進行情境推論題測驗。
情境推論題主要為一段描述運動神經元疾病（俗稱漸凍人）的短文，受訪 者必須由文章所提供的線索判斷出正確的答案。
情境推論題試題設計如下：
英國著名的物理學家史蒂芬˙霍金不幸罹患了某種神經系統的疾病。罹 患這種疾病的人起初覺得肌肉無力，接著動作變得不靈活、四肢癱瘓，狀似 植物人。但患者心智正常、意識清醒，對外界的刺激能和正常人一樣產生敏 銳的感覺，然而他們卻無法進行語言及動作的表達。患者發病後，只能眼睜 睜看著自己身體逐漸衰退，四肢無法隨意識動作，有如僵凍了般，而被稱為
「漸凍人」。
「熾熱的靈魂，卻被禁錮在逐漸僵化的軀殼裡動彈不得，只能透過眼睛 與外界接觸」正是此種疾病末期患者的寫照。台灣目前估計約有八百至一千 位患者。
根據上文線索，請推論史蒂芬˙霍金的神經系統哪裡出了問題？請說明做此 判斷的原因。
1、你認為史蒂芬˙霍金身體發生問題的部位是：
2、你做這個推論的原因：
2. 試題評分標準
在答案及評分部分，本研究邀請三位現任生物教師進行訪談，以專家答案 對學生晤談資料進行編碼及評分。分析專家訪談結果，教師認為有用的正向線 索有四項，分別是「對外界刺激能和正常人一樣產生敏銳的感覺」，「心智正常、
意識清醒」，「無法進行語言的表達」，「無法進行動作的表達、四肢無法隨意識 動作」，線索編碼分別以 A、B、C、D 表示。此外，分析學生晤談資料顯示，
受試學生對於「肌肉無力」、「動作不靈活、四肢癱瘓」常會產生錯誤的判斷，因 此將這兩個線索定義為負向線索，編碼分別以 E、F 表示。
本大題評分分為三個部分，第一個部分為「運用的線索量」：學生只要在 答題的過程中提及上述任何一個線索即獲得 1 分，四個正向線索與兩個負向線 索總分為 6 分。
第二個部分為「合理的答案判斷」：由正向線索所推論出來的合理答案判 斷有九個，學生在作答的敘述中，每出現其中一個合理的答案即獲得 1 分，總 分為 9 分；A1~A4、B1~B2、C1、D1~D2 分別表示根據線索 A∼B 所做的合理 答案判斷，其中編碼 D1 表示預設的積極性答案，A1~A4、B1~B2、C1、D2~D2 則為消極性答案。
第三個部分為「錯誤的答案判斷」：分析受試學生由「肌肉無力」（線索 E）、
「動作不靈活、四肢癱瘓」（線索 F）兩個負向線索及其他線索所推論出來的錯誤 答案判斷主要歸為三類：
（1）因「肌肉無力」而判斷「小腦有問題」（錯誤判斷 E1）；
（2）因「動作不靈活、四肢癱瘓」而判斷「脊髓有問題」（錯誤判斷 F1）；
（3）其他錯誤的判斷（錯誤判斷 G1）。
錯誤答案判斷的評分方式為學生作答的敘述中，每出現上述 E1~G1 其中一 個錯誤的答案判斷即計 1 分，總分為 3 分。
表 3.4.9 情境推論題編碼及評分表
正向線索 編碼 合理答案判斷 編碼 得分
˙受器正常 A1 1
˙感覺神經正常 A2 1
˙脊髓正常 A3 1 對外界刺激能和正常人一樣產生敏銳的感覺 A
˙大腦正常 A4 1
˙大腦正常 B1 1 心智正常、意識清醒 B
˙腦幹正常（表示人還活著） B2 1 無法進行語言表達 C ˙大腦語言區有問題 C1 1
˙運動神經有問題 D1 1 無法進行動作的表達、四肢無法隨意識動作
D ˙肌肉（動器有問題） D2 1
負向線索 編碼 錯誤答案判斷 編碼 得分
肌肉無力 E ˙小腦有問題 E1 1
動作不靈活、四肢癱瘓 F ˙脊髓有問題（∵脊髓控制四肢動作） F1 1
其他錯誤的判斷
˙周圍神經有問題 70225
˙肌肉無力，因為腦幹控制肌肉 70105
˙意識清醒，中樞神經正常 70110
˙無法做動作的表達，大腦不正常 70123
˙狀似植物人，腦幹不正常 70301
˙四肢無法隨意識動作，小腦是負責 運動的 70303
˙肌肉無力，且變得不靈活是脊神經 有問題 70601
˙肌肉動作不靈活四肢癱瘓是脊神經 有問題 70610
˙中樞神經 70613
˙對外界刺激和正常人一樣，所以腦 幹正常 70628
˙因為意識清醒，腦神經正常；四肢 不能動，不能傳遞訊息到大腦，脊神 經有問題 70629
G1 1
：表示預設的積極性答案（其他為消極性答案）
第五節 資料蒐集與分析
一、資料蒐集
本研究資料蒐集分為兩個部分，第一個部分為全體研究對象的測驗資料，
包括前測選擇題答案卷，後測及延後測選擇題、樹狀圖答案卷。各項測驗實施 時間及蒐集資料如表 3.5.1。
第二個部分為晤談的資料，包括神經系統人體圖（示例如圖 4.3.1）、情境推 論題答案卷及樹狀圖照片檔案（示例如附錄 3.4.2）。此外，整個晤談過程全程以 數位攝影機錄影錄音作為後續資料轉錄依據。
表 3.5.1 研究資料蒐集彙整表 測驗項目
（依實施時間排列）
資料種類
前測
（教學前實施）
後測
（教學後實施）
晤談
（後測之後實施）
延後測
（教學七週 後實施）
選擇題測驗答案卷 9 9 9
樹狀圖測驗答案卷
（非選擇題） 9 9
（照片及影音資料） 9 人體圖測驗答案卷
（非選擇題）
9
（及影音資料）
情境推論題測驗答案卷
（非選擇題）
9
（及影音資料）
二、資料分析
（一）選擇題測驗總得分分析 1. 教學前後的學習成效比較：
以相依樣本 t 檢定分別考驗兩種教學策略學生在前測-後測、前測-延後測、
後測-延後測成績的差異。
2. 「教學策略」與「生物科學業成就」對學生選擇題測驗成績的影響：
（二）不同知識類型試題得分分析
以教學策略和生物科學業成就分組為自變項，各類型試題前測平均成績為 共變數，進行獨立樣本雙因子共變數分析，分別比較兩組學生在後測及延後測 各類型試題成績表現的差異。
（三）晤談結果分析
本研究採取結構式晤談，包括人體圖、樹狀圖及情境推論題三項測驗，各 項測目的及驗晤談內容詳見本章第四節評量工具設計。晤談過程以數位攝影機 錄音及錄影，晤談內容經轉錄為二十萬字逐字稿之後，依照第四節所敘述之轉 譯標準進行編碼，並將編碼結果進行量的分析。晤談資料經三位專家教師依據 各測驗編碼方式所得之編碼結果達高度一致性。
1. 人體圖測驗
（1）以獨立樣本 t 考驗比較兩種教學策略學生在名詞的整體回憶量及正確性。
（2）以獨立樣本 t 考驗比較兩種教學策略學生在各名詞的回憶量及正確性。
2. 樹狀圖測驗
（1）以獨立樣本 t 考驗比較兩種教學策略學生樹狀圖排列正確平均人數。
（2）以獨立樣本 t 考驗比較兩種教學策略學生樹狀圖概念理解平均得分。
（3）以獨立樣本 t 考驗比較兩種教學策略學生在樹狀圖個別概念的答對平均數。
3. 情境推論題測驗
（1）以獨立樣本 t 考驗比較兩種教學策略學生運用線索量平均數。
（2）以獨立樣本 t 考驗比較兩種教學策略學生合理答案判斷平均數。
（3）以獨立樣本 t 考驗比較兩種教學策略學生錯誤答案判斷平均數。
