臺灣博碩士論文加值系統

本研究目的有三：一是探討 POE教學前、中、後學童於電路主題（學習簡單電路和串聯電路）所持有的相關概念和心智模式的改變；其次探討學童在POE教學中，對異例的反應類型及影響異例反應的因素；第三則是探討學童POE教學後並聯電路學習遷移的情形。本研究之研究對象為18名桃園縣某非都會區某國小四年級參與寒假攜手計畫活動的學生，其學業成就為原班「後20%」之低成就者。本研究採質性研究，藉由診斷性測驗（前、後測）及POE教學（含實驗及半結構式訪談）確定受試者之相關概念和心智模式及其異例反應和影響因素。研究結果顯示：1.學童在前測階段共出現6種模式，未出現科學模式，經過實作階段修改後已有27.78%的類型中包含D科學模式，科學解釋階段時和後測階段，已大幅增加。其次，研究者發現極性概念和元件雙極性概念較易概念改變，電流方向概念在前測階段僅有少數具有科學單極的概念，經實作階段和解釋階段修正後，大部分的學童能修正為科學單極，到了後測階段已修正者可維持，在實作階段和解釋階段未修改者，在後測中亦不再改變。封閉性、有無電流以及通路概念經實作階段和解釋階段修正者多，部分學童在POE教學時似乎表現良好，實際上又返回原來的概念，並非真正概念改變。2.學童在POE實作階段以部分概念改變的次數為最多，其次是概念改變。在POE科學解釋階段發生「概念改變」為最多，「忽略」居次。另外，學童在實作階段修正因素出現次數首推「新想法更簡單、更清晰地便解決了問題」，科學解釋階段修正因素以「我可以理解老師提供的想法，並且可以用我自己的話重複說明」為最多。3.後測已有2/3受試者正確學習遷移至並聯電路。本研究POE課程設計於實作階段僅提供基本電路裝置予學童實作觀察，部分無法直觀判斷的概念無法產生異例現象，應增加簡易器材協助學童驗證和學習。未來可考慮以小組同時進行個別的前測、POE教學和後測，減少因時程造成的影響。

This study has three purposes: first, to find out the mental models and related concepts of students before, during and after POE teaching on school theme in the circuit (learn simple circuits and series circuits); second, to find out students’ response to different types and cases and the factors of such responses in the process of POE activities; third, to explore the transfer of students’ learning about parallel circuit. The subjects in this research were 18 four graders from a non-urban elementary school in Taoyuan County who participate in winter remedial program and were among those low achievers with academic achievement at the worst 20% in the original class. The mental models and related concepts of the subjects were confirmed by means of diagnostic tests (before and after the test) and POE teaching (including experimental and semi-structured interviews).
The results of the research reveal the following facts: (1) On one hand, while there was not observable science and mental models of the students before the pretest, after the modification in the implementation phase more than a quarter of the subjects manifested such science and mental models. In fact, in the scientific interpretation phase and post-test phase, these models had increased significantly. On the other hand, it appeared easier to establish the concept of polarity and the bipolar nature of devices while, in the pretest phase, only a few of the students possessed the concept of direction of current and single-polarity. However, after the correction in the implementation and interpretation of phase, the majority of the subjects were able to understand such concepts. In the post-test phase, both corrected and uncorrected subjects no longer underwent any change. Most subjects showed, in the implementation and interpretation phases, signs of improvement on the knowledge about closeness of circuit, the presence of current or not, and passage of circuit. Some students performed well during POE teaching but returned to previous cognitive style afterwards, which signified the absence real conceptual change. (2) The largest number of students showed “partial conceptual change” in the implementation phase of POE, followed by the number of students with “full conceptual change”. In the scientific explanation phase, the most cases showed “conceptual change”, with those with “neglect” in second. Moreover, the most frequent factor of correction in the implementation phase is “The concept provides me with an easier and clearer method for problem solving” while in the scientific explanation phase most subjects agreed “I can understand the concept provided by the teacher, and restate such concept in my own words.” (3) In the post-test phase, have been measured after 2/3 subjects to transfer to a parallel circuit correctly.
In this study, the students were only provided with basic circuit devices to observe their implementation in the implementation phase of POE. Since some concepts that are difficult to directed comprehended can hardly bring up any anomaly, more simple devices are actually needed to help students verify and learn what they are told. In the future, individual pre-test, POE teaching and post-test can be applied to different groups of students so as to reduce the impact of tight schedule.

第一章 緒論.................................................1
第一節 研究背景與動機........................................1
第二節 研究目的與研究問題....................................5
第三節 名詞釋義.............................................7
第四節 研究範圍與限制........................................9
第二章 文獻探討............................................11
第一節 異例與異例反應.......................................11
第二節 影響異例反應的因素....................................19
第三節 POE 教學策略........................................27
第四節 電路另有概念與心智模式之研究...........................34
第五節 低成就學生的學習.....................................43
第六節 文獻總結............................................47
第三章 研究方法............................................49
第一節 研究對象............................................49
第二節 研究工具............................................50
第三節 研究流程............................................57
第四節 資料蒐集與分析.......................................59
第五節 本研究之信、效度與研究倫理.............................65
第四章 結果分析與討論.......................................69
第一節POE教學前、中、後學童電路主題相關概念改變情形............69
第二節POE教學前、中、後學童對於學習簡單電路和串聯電路所持有的心智模.......................................................95
第三節POE教學過程中，學童對簡單電路和串聯電路之異例反應類型....125
第四節POE教學過程中，影響學童對簡單電路和串聯電路之異例反應的因素..............................................135
第五節POE教學後，學童並聯電路所持有的心智模式及學習遷移的情形...138
第五章 結論與建議..........................................143
第一節 結論...............................................143
第二節 建議...............................................148

參考文獻..................................................151
附錄.....................................................163
附錄一 簡單電路和串聯電路診斷性測驗（前測）...................163
附錄二 簡單電路和串聯電路POE學習單..........................164
附錄三 簡單電路、串聯和並聯電路診斷性測驗（後測）.............174
附錄四 簡單電路和串聯電路POE 教案...........................176
附錄五 POE教學記錄........................................181
附錄六 POE教學過程之異例反應包含概念項目.....................193

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