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探討建模教學對八年級學生酸鹼概念發展與建模能力的影響
(2013) 黃文田; Wen-Tien Huang
本研究選取國民中學教科書自然與生活科技第四冊『酸與鹼』單元為研究主題，依課程內容擷取『酸鹼的定義與通性』、『酸鹼濃度與pH值』和『酸鹼中和與鹽類』三個主題概念設計教學活動。分別進行『建模教學』、『建模合作教學』和『一般教學』三種不同教學模式，探討不同教學法對學生酸鹼概念與建模能力的影響，並進一步探討兩者間的相關性。本研究的研究對象為國中八年級三個班共88位學生，所使用的研究工具為研究者針對主題概念所研發的『酸鹼概念診斷測驗』與『建模能力分析試題』，據此工具以量化的形式來分析學生的酸鹼概念與建模能力。研究結果如下：一、兩種建模教學(實驗組)在教學後酸鹼概念的後測及延宕測表現，都顯著優於一般教學(控制組)，在兩實驗組間的比較上，『建模合作組』在後測和延宕測的表現皆優於『建模教學組』。建模教學與建模合作教學在『酸鹼的定義與通性』和『酸鹼濃度與pH值』主題概念的學習，都能顯著優於一般教學。但在較為複雜的『酸鹼中和與鹽類』概念學習上，建模教學無法顯著優於一般教學，而建模合作教學依然能顯著優於一般教學。二、教學前三組學生在『酸鹼中和』心智模式皆以現象模式、直覺濃度模式與不一致的混合模式、競爭模式和散亂模式為主。教學後『一般教學組』達類科學模式的比例為25%，『建模教學組』的類科學模式比例為35.7%，『建模合作組』有34.7%的類科學模式，且有9.4%達科學模式。延宕測後『建模教學組』與『建模合作組』在類科學模式以上的比例稍增加，但『一般教學組』卻減少，顯示建模教學較一般教學能幫助學生建構出正確的科學心智模式。三、兩種建模教學(實驗組)在教學後建模能力的後測及延宕測表現，都顯著優於一般教學(控制組)，在兩實驗組間的比較上，『建模合作組』後測的表現優於『建模教學組』。延宕測後『建模合作組』在三組間仍然保有最佳表現。建模教學在各個建模歷程的後測和延宕測表現上都優於一般教學，顯示建模教學較一般教學更能有效提升學生的建模能力。研究中亦發現，兩實驗組在前三個歷程的建模能力表現上差異不大，但在後二個建模歷程，『建模合作組』的表現明顯優於『建模教學組』。可見透過合作式的建模教學，對於學生高階認知與推論能力的培養具有較佳的成效。四、教學前三組中僅『建模合作組』的酸鹼概念與建模能力達顯著相關 (p＜.01)，其餘兩組的相關性低。教學後三組均達顯著正相關(p＜.001)，顯見三種教學模式均能同時提升學生的酸鹼概念與建模能力。而建模教學比一般教學較能同時提升教學成效與學生的建模能力，且透過合作式學習，更能增進整體的成效。