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研究生:蘇育男
研究生(外文):Yu-Nan Su
論文名稱:融入Tyson's多面向架構之5E教學策略發展國中自然與生活科技之熱學單元之研究
論文名稱(外文):The integrated of the Tyson’s multidimensional framework into 5E teaching model for developing events of heart and temperature for the students at junior high level
指導教授:徐順益徐順益引用關係
指導教授(外文):Shun-Yi Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:科學教育研究所
學門:教育學門
學類:普通科目教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:169
中文關鍵詞:多面向觀點概念改變5E教學模式溫度與熱
外文關鍵詞:multidimensional frameworkconceptual change5E teaching modelheart and temperature
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本研究旨在設計符合實際課室情境的教學模式以進行學生概念改變之教學,採用融入Tyson的多面向架構理論的5E教學模式。由認識論觀點來看,在5E教學模式各階段滿足Ponser等人的概念改變四條件(不滿意、可理解、合理的以及豐富的),以促進學生進行概念改變。另外在本體論觀點方面,針對學科概念及課程教材內容進行分析,將類別間與類別內的概念改變融入教材中,以幫助學生產生概念改變。在社會/情感方面,研究者在教材的組織中加入活動讓學生之間產生密切的社會性互動,並鼓勵學生進行思考,讓學生發展自我的學習策略,進而產生概念改變。
研究選取2個班級為實驗組(30人)與對照組(30人),針對溫度與熱單元,分別採用5E教學模式與現行教科書教學。在學生學習方面,5E教學模式與教科書教學模式對於學生學習成就的影響相互比較後,發現不論是「5E教學模式」或是「教科書教學模式」均能夠提升學生的學習成就;但在概念改變成效方面,融入多面向概念改變觀點的實驗組經過教學後概念改變優於對照組;在學習動機方面,實驗組學生整體學習動機的提升明顯高於對照組的學生(p<.05),另外在科學學習價值(SLV)、成就目標(AG)以及學習環境誘因(LES)這三個向度也有顯著性差異。
This research focuses on how the researcher develops a suitable conceptual change teaching model in real-life teaching environment. This research integrated Tyson’s multidimensional framework into 5E teaching model, from perspective of epistemology, the 5E teaching model in each stage satisfied the four conditions of conceptual change model (CCM: dissatisfied, intelligible, plausible and fruitful), boosting up students to change their concept. Besides, after analyzing the subject concept and content of teaching materials from a ontology perspective, concept changes within and across ontological categories are integrated in the content of teaching materials to help students for a conceptual change. Moreover, in social/affective aspect, researchers use 5E teaching model allowing students to socially interact closely with each other, encouraging students to think, exploring self studying strategy, and produce concepts change.
The research involves two classes, each consists of 30 students, as the experimental group and control group respectively. The experimental group, is taught by Conceptual Change Teaching in contrary to Text Book Teaching of the control group. The result of the research indicates that in terms of exam results, both groups improved their performance after receiving teaching, but the improvement on the experimental group is greater than the control group. In terms of learning motivation, the overall motivation of the experimental group is obviously greater than the control group (p <0.05). There are also obvious differences in terms of SLV, AG and LES.
第壹章 緒論
第一節 研究背景與動機……………………………………………… 1
第二節 研究目的與待答問題………………………………………… 3
第三節 名詞解釋……………………………………………………… 4
第四節 研究限制……………………………………………………… 5
第貳章 文獻探討
第一節 認知理論與學習……………………………………………… 6
第二節 另有概念的形成與診斷………………………………………21
第三節 概念改變理論…………………………………………………38
第四節 5E教學模式……………………………………………………56
第五節 熱學的發展與相關研究………………………………………68
第參章 研究方法
第一節 研究設計與流程………………………………………………89
第二節 研究對象與教學設計…………………………………………92
第三節 研究工具………………………………………………………103
第四節 資料收集與分析………………………………………………108
第肆章 研究結果
第一節 實驗組與對照組之學習成就…………………………………113
第二節 實驗組與對照組之溫度與熱概念……………………………114
第三節 實驗組與對照組之學習動機…………………………………133
第伍章 結論與建議……………………………………………………139
參考文獻
中文部分…………………………………………………………………142
英文部分…………………………………………………………………145
附錄…………………………………………………………………………149

表目次
表2-2-1 概念診斷工具之特性比較…………………………………………… 31
表2-3-1 概念改變條件的描述………………………………………………… 42
表2-3-2 分析概念改變的種類………………………………………………… 45
表2-3-3 課室情境、動機、認知因素與概念改變過程的關聯………………52
表2-4-1 三段式學習環的修訂………………………………………………… 58
表2-4-2 5E 教學模式的應用………………………………………………… 65
表3-1-1 實驗組、對照組處理設計模式表…………………………………… 89
表3-2-1 研究樣本基本資料………………………………….……………… 92
表3-2-2 科學命題陳述與另有概念類型對應表……………………………… 95
表3-2-3 5E 教學模式流程表………………………………………………… 97
表3-3-1 溫度與熱成就測驗內容雙向細目表…………………………………104
表3-3-2 熱概念檢核表…………………………………………………………104
表3-3-3 另有概念類型與另有概念項目………………………………………106
表3-4-1 資料與待答問題結合表………………………………………………110
表3-4-2 資料編碼表……………………………………………………………112
表4-1-1 實驗組與對照組成就測驗前、後測獨立樣本T 檢定結果表………113
表4-1-2 實驗組與對照組成就測驗後測得分之共變數分析….……………114
表4-2-1 概念診斷測驗各題答對比率表………………………………………114
表4-2-2 概念診斷第1 題實驗組選項分布情形………………………………115
表4-2-3 概念診斷第2 題實驗組選項分布情形………………………………116
表4-2-4 概念診斷第3 題實驗組選項分布情形………………………………117
表4-2-5 概念診斷第4 題實驗組選項分布情形………………………………118
表4-2-6 概念診斷第5 題實驗組選項分布情形………………………………119
表4-2-7 概念診斷第6(1)題實驗組選項分布情形…………………………120
表4-2-8 概念診斷第6(2)題實驗組選項分布情形…………………………121
表4-2-9 概念診斷第7 題實驗組選項分布情形………………………………122
表4-2-10 概念診斷第8 題實驗組選項分布情形……………………………122
表4-2-11 概念診斷第9 題實驗組選項分布情形……………………………124
表4-2-12 概念診斷第10 題實驗組選項分布情形…………………………125
表4-2-13 概念診斷第11 題實驗組選項分布情形…………………………125
表4-2-14 概念診斷第12 題實驗組選項分布情形…….……………………126
表4-2-15 實驗組與對照組成就測驗後測得分之共變數分析…….…………127
表4-2-16 實驗組與對照組成就測驗後測得分之共變數分析……….………128
表4-2-17 科學命題陳述與另有概念類型對應表……………………………129
表4-2-18 概念診斷測驗之概念改變得分共變數分析結果表………………130
表4-3-1 實驗組與對照組學習動機不同向度T 檢定………………………133
表4-3-2 實驗組學習動機各向度進步相關係數………………………………134
表4-3-3 動機問卷單題分析……………………………………………………135

圖目次
圖2-3-1 本體樹的組織架構…………………………………………………… 48
圖2-3-2 本體論的類別轉換…………………………………………………… 50
圖2-3-3 概念改變的多面向架構…………………………………………… 53
圖2-3-4 概念改變的歷程……………………………………………………… 54
圖2-4-1 三段式學習環教學模式……………………………………………… 59
圖2-4-2 7 E 教學模式……………………………………………………… 61
圖2-5-1 K-12 年級熱能概念圖……………………………………………… 79
圖2-5-2 溫度與熱量次主題概念圖…………………………………………… 81
圖3-1-1 研究流程圖…………………………………………………………. 91

附錄次
附錄一 AAAS 熱學概念總圖……………………………………………………149
附錄二 對照組熱學單元活動設計……………………………………………152
附錄三 實驗組熱學單元活動設計……………………………………………156
附錄四 溫度與熱成就測驗……………………………………………………161
附錄五 溫度與熱概念診斷測驗………………………………………………163
附錄六 科學學習動機量表………………………………………………………167
附錄七 半結構性晤談單…………………………………………………………169
中文部份
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英文部份
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