學位論文
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Item 探討動態類比對於化學平衡概念學習之研究 -八年級學生概念本體及心智模式之變化-(2004) 陳婉茹; Chen, Wan-Ju動態平衡是許多自然學科的基礎，但是，由於巨觀與微觀世界的差異，造成學習上的困難（van Driel, 2002）。而以Chi等人的觀點而言，動態平衡的困難點在於其本體屬性為突現本體，而非直接過程本體。於是許多研究開始設計各種教學策略，以幫助學生進行學習，而最常被提及的兩種教學方式，分別為類比（e.g. Johnstone, MacDonald,& Webb, 1977; Olney, 1988）與電腦動畫（e.g. Hameed , Hackling, & Garnett, 1993）。本研究結合這兩種方式發展出「動態類比」，以動畫的方式展現類比物與目標物的對應，冀望能夠為學生的學習帶來更多的助益。 依據上述的目的，本研究主要的研究問題為：一、經由類比及動態類比的教學方式，是否可以幫助學生於動態平衡單元的學習？二、經過教學之後，心智模式與概念本體的改變情形為何？三、心智模式、概念本體、學習態度對於概念學習的可能影響情形？因而本研究選擇溶解平衡、化學平衡、相平衡三個教學主題，選取三個八年級的班級，並隨機分派至對照組、類比組、以及動態類比組，以進行教學研究，並由每班中選出六位標目學生，進行晤談以瞭解學生心智模式的變動情形。 本研研究的結果如下： 1. 就概念整體的表現而言，動態類比組的表現是優於類比組的，而類比組的表現優於對照組。 2. 就概念本體得分而言，動態類比組與類比組於本體屬性的得分皆優於對照組，然而動態類比組與類比組有著相近的表現，兩組中產生概念跨越的學生其維持的情形也較佳。 3. 就心智模式而言，學生於動態平衡單元中的四種主要心智模式分別為：雙向心智模式、單向-雙向心智模式、單向心智模式、靜止模式。動態類比組後測晤談中，83%的學生其主要心智模式為雙向心智模式，而類比組為66%，對照組為50%。且關於心智模式的融貫性與一致性皆是動態類比組優於類比組，類比組優於類比組的情形。 4. 就情意面向而言，動態類比組認為此次教學可以幫助理解、較為有趣、而且並未造成學習上的負擔，對於本次教學所持的態度是最為正向的，而類比組次之，對照組則趨向於中性的看法。 5. 學生若具備較科學心智模式（R平方為0.67）、對於粒子運動的本體屬性有較好的認識（R平方為0.25）、對於本次的教學如果抱持較正向的態度（R平方0.09），那麼也就會有較佳的概念學習。研究中的發現是心智模式對於概念學習的影響最大，而本體概念次之，而情意面向的影響層面較小。 綜上所述，由於本研究之「類比物」──「舞者」與「目標物」──「粒子」的對應，因而在概念本體上的表現，類比組與動態類比組兩組的成效相近；而就概念完整性而言，則動態類比組較優，因此動畫似乎可以幫助建立較佳的心智模式。動態平衡概念雖難，但是，只要選擇適當的教學方式，例如：本研究的類比「舞會」或是動態類比的方式，還是可以增進學生的學習。