科學教育研究所

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本所於民國75年秋奉教育部核准設立,經當時理學院吳院長京一、與數學系、物理系、化學系、生物系、地球科學系等系主任,以及本校科學教育學者之籌備和規劃,分別於75年成立博士班,於76學年度招收第1屆博士班學生,83年成立碩士班,於84學年度起正式招收第1屆碩士班學生,87年成立教學碩士班,於88學年度招收第1屆教學碩士班學生。

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    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。