學位論文
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Item 探討建模教學對於密度及水溶液概念的學習成效(2019) 胡琇惠; Hu, Siou-Huei科學家利用模型思考，解決問題。在科學課程中，教師利用模型，幫助孩童認識世界。學生透過模型了解理論，教師可運用不同的表徵與模型，幫助學生探索與認識自然。本研究依課程內容可分為密度及水溶液兩單元，課程設計以邱美虹（2016）提出的建模歷程為架構，其過程包含八個步驟：分別為模型選擇、模型建立、模型效化、模型分析、模型應用、模型調度、模型修正、模型重建。 本研究主要探討在進行建模教學後，對於學生在密度與水溶液的學習成效上是否有幫助。本研究分為兩個研究主題：研究一：探討建模教學對於「密度概念」；研究二：探討建模教學對於「水溶液概念」學習成效。研究對象為台北市某國中八年級四班學生進行研究，將四班隨機分成建模教學組與一般教學組，建模教學組學生有55位，一般教學組學生有54位，共109位。研究工具分為量化與質性工具，量化工具包含密度及水溶液概念之前測、後測與延宕測驗、認知負荷問卷，質性工具包含學生晤談資料。概念測驗工具由兩位具有化學背景的大學教授，與一位資深國中教師建立專家效度，且密度與水溶液試卷信度為0.81及0.79。針對學生測驗結果，將以SPSS進行t-test及共變數分析（ANCOVA） 整體研究結果顯示：（1）建模教學可以幫助學生科學概念的學習與問題解決，其中在密度概念（F=25.1，p<0.001）及水溶液概念（F=13.83，p<0.001）中均達顯著差異。（2）建模教學最能幫助中能力學生學習科學概念，而在較複雜的科學概念上，對低能力學生幫助較低，但對於高能力學生則幫助較大。（3）建模教學運用模型思考，幫助學生學習與解決問題。但由於過程中學生要學習科學概念與建模歷程框架，相較於一般傳統教學，建模教學更容易造成個體的認知負荷，其中在密度概念整體認知負荷（t=2.66，p=0.009，df=89）及水溶液概念整體認知負荷（t=2.58，p=0.01，df=84）中均達顯著差異。Item 探討科學關係圖的教學、圖形技能與學生概念學習之關係：以密度單元為例(2015) 蘇郁茹; SU, Yu-Ru本研究設計兩種科學關係圖的教學活動，分別為數學表徵連結科學表徵教學組(學科連結組)與科學實作建構圖形教學組(實作建構組)。前者強調數學函數圖形與科學關係圖建構與詮釋的連結性，後者透過實作活動收集數據、形成圖形，進而產生推理與詮釋。活動結合國中理化課程首章量化單元─「密度」，欲了解科學關係圖的教學、原圖形技能的差異與概念理解之關係。研究對象為高雄市某濱海地區公立國中之八年級生，每教學組別各兩班，共四個班級98人參與。研究資料來源為自行設計與發展的「圖形技能測驗」、「密度概念測驗」及「密度概念延宕測驗」。 研究結果顯示，教學前後兩組別的概念理解皆有顯著進步，圖形技能的表現卻未達顯著差異。不同教學組別對概念整體表現無顯著影響，但原圖形技能的不同，則會顯著反映在概念理解的表現上。將試題分群，概念後測「未涉及科學關係圖」的試題屬性與「記憶、了解」之認知層次，實作建構組的表現較佳；高圖形技能組明顯優於中、低圖形技能組。而「涉及科學關係圖」與「應用、分析」的概念試題，低圖形技能組則明顯低於其他兩能力組別。就學生於概念延宕測驗的表現而言，為學科連結組較佳；原圖形技能的差異亦會影響延宕測驗的概念理解表現，其中低圖形技能組明顯低於中、高技能組別。此外，原圖形技能的高低顯著影響教學後圖形技能及兩大能力指標的表現，教學組別並無顯著影響。 本研究顯示圖形技能對科學學習的重要性，且得知該技能不易於短時間內改變。兩教學組別各有優勢，透過實作活動建構圖形的方式，可顯著提升學生較低階認知層次與未涉及圖形的概念表現。若教學搭配函數圖形與關係圖的連結，則可促進學生於概念延宕測驗的理解表現。