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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    從系統典範探討板塊構造學說多重類比教學-「凱利方格法」(RGT)之系統性應用
    (2005) 陳可恭; Ke-Kung Chen
    摘 要 本研究旨在援引系統理論的核心思維以探討「板塊構造學說多重類比教學」。首先,對「系統典範在科學教育上的知識論意涵」與「系統化建構多重類比教學模式的可能進路」進行理論探索;其次則以「板塊構造學說」為標的主題,進行「系統性應用凱利方格法(RGT)以協助多重類比教學」之實徵研究。 實徵研究共安排三個組別的學生(n=121)給予不同教學處置,並以「板塊構造學說概念理解」前、後測進行效能評估。教學處置內容分別為:(一)一般教學組(CT)-以原教科書按一般方式實施進行教學活動;(二)多重類比組(MA)-以研究者所設計之「多重類比教學訊息系統」實施教學;(三)多重凱利組(MR)-以研究者所設計「多重類比教學系統」實施教學,並於課前、課(中)後參與RGT評值及接受「學習前、後構念系統比較」與「師生認知差異比較」之回饋。結果顯示:三個教學組之後測成績均較前測進步,但實驗效果Cohen’s d則依序為MR組(1.53)>MA組(1.16)>CT組(0.53);經以Scheffe法做多重比較,顯示三個教學組的教學成效彼此間均有差異(α=.05);MR組優於MA組,MA組優於CT。再者,研究中亦顯示,藉RGT可將「類比物與目標物」的相對關聯性及結構關係清楚理析,並可及時檢視師生認知差異、動態提供內外回饋;因此在協助「多重教學訊息系統建構與管控」、「學習者構念系統探析與監控」及「互動式教學程序系統(教學模式)建構」等作業上,皆可發揮良好效能。 此外,經由個別晤談發現,多重類比教學對學習者可產生如下影響: (一)簡單類比與複雜類比各具啟與增強之效,均有實用價值;(二)多個類比物可藉交集概念湧現「新基模」;(三)可促進自發性類比對應的發生;(四)可促進「因果關係」的動態推理;(五)有助於類比限制之自發性察覺;(六)系統性提供多重類比物可促進概念統整。至於當學習者面臨「異例」(anomaly)時,多重類比能對其思維動線產生何種影響,則有待進一步探討。 綜上可見,多重類比教學確能有助於「板塊構造學說」的學習,而RGT則有助於系統性建構「互動式多重類比教學模式」以增進學習效能。 關鍵詞:系統典範、板塊構造學說、多重類比、凱利方格法。
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    探討高一學生對於「板塊構造運動」所持有之概念架構之解釋融貫性
    (2005) 曾舒平; Su-Ping Tseng
    本研究為一初探性質之研究,目的在於嘗試以Thagard(1992)的解釋融貫性理論來探討高一學生對於「板塊構造運動」的理論架構之解釋融貫性,以其所提出的ECHO程式加以檢驗,並探討擁有不同解釋融貫性的學生在學習成效上的差異,及其在概念改變的程度上有何相異之處。另外,本研究探討以反駁式文本與自我解釋技巧來進行教學是否對於學生理論架構之解釋融貫性有所影響。研究結果顯示:(1)在板塊構造學說上學生常見之另有概念為「大陸漂移就是板塊構造運動」、「軟流圈等同地函等同岩漿」,而其概念架構之錯誤也與這些另有概念相關,使得學生在板塊構造學說之概念架構上有特定之錯誤類型;(2)反駁性文本與自我解釋技巧的使用能提高學生之學習成就;(3)學生持有之原有概念架構之解釋融貫性不影響其在教學後的學習成就,但是原有概念架構之解釋融貫性較高者較難以改變其概念架構,而較低者則較容易改變其概念架構。