臺灣博碩士論文加值系統

摘要
本研究利用我們所發展的兩段式診斷工具來研究高雄市中小學生對氣體相關概念及概念圖示的認知樣式、模式、層次、頻率分布以及認知的發展情形。施測對象包括小四至高三共1912位有效樣本，測後深度晤談人數為116人。
研究結果顯示，氣體相關概念之綜合式筆試問卷的α信度（p<0.05）在題幹及理由陳述方面分別為：國小0.507、0.675；國中0.680、0.772；高中0.546、0.612。筆試及測後晤談的再測信度為0.699（p<0.01）。診斷工具之各題項的鑑別度皆達顯著水準，整體並具有建構效度及與基本學力測驗的效標關聯效度。由筆試及晤談資料的分析得到以下結論：
（一）在氣體的組成方面，學生在國小年段的主要認知模式是「宏觀連續靜態無交互作用的層次」（層次一），國中年段則轉變為「宏觀連續動態無交互作用的層次」（層次三）、高中時轉變為「微觀連續靜態有交互作用的層次」（層次八）。
（二）在氣體的運動方面，學生在國小年段的主要認知模式是「宏觀連續動態無交互作用的層次」（層次三），國中年段沒有成長、高中年段轉變為「微觀連續靜態無交互作用的層次」（層次六）。
（三）在氣體的體積與熱量的關係方面，學生在國小年段的主要認知模式是「宏觀連續靜態有交互作用的層次」（層次二），國中年段沒有成長、高中年段轉變為「宏觀連續動態有交互作用的層次」（層次四）。
（四）在氣體的狀態方面，學生在國小年段的主要認知模式是「宏觀連續靜態有交互作用的層次」（層次二），國中年段變為「宏觀連續動態有交互作用的層次」（層次三）、高中年段轉變為「宏觀連續動態有交互作用的層次」（層次四）。
（五）在氣體的狀態轉化（凝結）方面，學生在國小年段的主要認知模式是「宏觀連續靜態有交互作用的層次」（層次二），國中年段變為「宏觀斷續靜態無交互作用的層次」（層次五）、高中年段轉變為「微觀連續動態無交互作用的層次」（層次十一）。
（六）在氣體的整個概念圖式方面，學生在國小年段的主要認知模式是「宏觀連續靜態有交互作用的層次」（層次二），國中年段變為「宏觀連續動態有交互作用的層次」（層次三）、高中年段轉變為「宏觀斷續靜態無交互作用的層次」（層次五）。
（七）概括而言學生的認知是由感覺經驗的常識性思維層次進到抽象、本質的科學認知層次。例如氣體運動是因為風吹 → 氣體本身會運動 → 氣體分子本身會運動 → 氣體分子碰撞造成氣體運動
（八）116位筆試及測後晤談的對比分析顯示，測後晤談的平均認知層次高於筆試，其細節或許可用來矯正大量施測的統計誤差。

目 錄
摘 要 Ⅰ
目 錄 Ⅱ
表 次 Ⅳ
圖 次 Ⅶ
第壹章 緒論 1
第一節 問題背景及研究動機 1
第二節 研究目的與待答問題 2
第三節 研究限制 3
第四節 名詞釋義 4
第貳章 7
第一節 概念及概念圖式在認知或思維中的地位 7
第二節 迷思概念在「有意義學習」（概念的發生）中的地位 12
第三節 迷思概念在概念重建和概念改變中的地位 15
第四節 「物質微粒理論」的認識論分析 16
第五節 物質微粒理論的知識論分析 38
第三章 研究方法及步驟 41
第一節 研究理念 41
第二節 研究流程 42
第三節 研究樣本 45
第四節 研究工具的發展 46
第五節 資料的處理 51
第肆章 結果與討論 55
第一節 綜合式筆試問卷之項目分析 55
第二節 綜合式筆試問卷之因素分析 62
第三節 綜合式筆試問卷之描述性統計 69
第四節 綜合式筆試問卷對研究背景之單因子變異數分析 74
第五節 綜合式筆式問卷之關聯分析 90
第六節 綜合式筆試問卷之多元迴歸分析 96
第七節 學生對氣體相關概念的認知樣式、模式、層次與頻率分析106
第八節 測後深度晤談與綜合式筆試問卷之關聯分析 130
第伍章 結論與建 139
第一節 結論 139
第二節 建議 145
參考文獻 146
附錄 154
附錄A：國內外物質微粒相關概念研究成果概要 154
附錄B：綜合式筆試問卷 157
附錄C：測後深度晤談半結構式問卷 159
附錄D：學生對氣體相關概念的認知模式、層次與頻率分析 160
附錄E：測後晤談與筆試問卷認知樣式、模式、層次比較 218
表次
表2-1-1 科學概念的理解和改變的12項知識論主張（Novak, Mintzes, & Wandersee, 1998, p76） 10
表2-5-1 物質微粒理論及其競爭理論間的比較（Mintz, Wandersee & Novak,1998） 39
表2-5-2 運用建構主義來進行「物質微粒理論教學」時的一些應注意事項（Mintz, Wandersee & Novak, 40
表3-3-1 研究樣本的背景變數 45
表3-3-2 研究樣本的人數 45
表3-4-1 物質微粒之相關（科學）概念的命題陳述。（宏觀層次的陳述在前，微觀層次的陳述在後） 46
表3-4-2 根據「物質微粒理論之認識論分析」的文獻探討結果對下列概念的先前研究成果進行分類、排序與概括 47
表3-4-3 題幹選項題項編號 49
表3-4-4 理由敘述題項編號 49
表3-5-1 物質微粒理論之認知（或認識或思維）模式與層次的歷史發展概要 52
表3-5-2 機械典範（或物質微粒理論）之認知模式與層 53
表3-5-3 命題題幹選擇題選項之編碼與計分方式 54
表4-1-1 國小題幹選項得分之項目分析 55
表4-1-2 國小理由敘述層次之項目分析 56
表4-1-3 國中題幹選項得分之項目分析 57
表4-1-4 國中理由敘述層次之項目分析 58
表4-1-5 高中題幹選項得分之項目分析 59
表4-1-6 高中理由敘述層次之項目分析 60
表4-2-1 國小題幹選項得分之因素分析 62
表4-2-2 國小理由敘述層次之因素分析 63
表4-2-3 國中題幹選項得分之因素分析 64
表4-2-4 國中理由敘述層次之因素分析 64
表4-2-5 高中題幹選項百分化之因素分析 66
表4-2-6 高中理由敘述層次之因素分析 66
表4-2-7 學生題幹選項得分之因素分析之綜合比較 68
表4-2-8 學生理由敘述層次之因素分析之綜合比較 68
表4-3-1 國小綜合式筆試問卷之描述性統計 69
表4-3-2 國中綜合式筆試問卷之描述性統計 70
表4-3-3 高中綜合式筆試問卷之描述性統計 71
表4-4-1 班級變異數分析同值性F值檢定 74
表4-4-2 各年級之各班班級在題幹總分平均值差異 75
表4-4-3 各年級之各班班級在理由平均層次平均值差異 76
表4-4-4 學習成就變異數分析同值性F值檢定 78
表4-4-5 各年級之不同學習成就學生在題幹總分平均值差異 79
表4-4-6 各年級之不同學習成就學生在理由平均層次平均值差異 80
表4-4-7 年級變異數分析同值性F值檢 81
表4-4-8 各年級學生平均值統計分析 82
表4-4-9 各年級學生題幹總分平均值差異事後考驗 82
表4-4-10 各年級學生氣體的組成層次平均值差異事後考驗 82
表4-4-11 各年級學生氣體的特徵層次平均值差異事後考驗 83
表4-4-12 各年級學生氣體狀態改變層次平均值差異事後考驗 83
表4-4-13 各年級學生理由平均層次平均值差異事後考驗 83
表4-4-14 國小男女生平均值差異 85
表4-4-15 國中男女生平均值差異 86
表4-4-16 高中男女生平均值差異 86
表4-4-17 父親教育程度變異數分析F值同值性考驗 87
表4-4-18 國中生父親教育程度不同對學生在理由平均層次的差異 87
表4-4-19 母親教育程度變異數分析F值同值性考驗 88
表4-4-20 國中生母親教育程度不同對學生在題幹總分的差異 88
表4-4-21 國中生母親教育程度不同對學生在理由平均層次的差異 88
表4-5-1 國小理科成績與題幹選項得分Pearson相關分析 90
表4-5-2 國小理科成績與理由敘述層次Pearson相關分析 90
表4-5-3 國中理科成績與各題題幹Pearson相關分析 90
表4-5-4 國中理科成績與各題理由層次Pearson相關分析 90
表4-5-5 高中理科成績與各題題幹Pearson相關分析 91
表4-5-6 高中理科成績與各題理由層次Pearson相關分析 91
表4-5-7 學測成績與題幹總分及理由平均層次Pearson相關分析 91
表4-5-8 國小四年級各因素Pearson相關分析 92
表4-5-9 國小五年級各因素Pearson相關分析 92
表4-5-10 國小六年級各因素Pearson相關分析 92
表4-5-11 國小各因素Pearson相關分析 92
表4-5-12 國中一年級各因素Pearson相關分析 93
表4-5-13 國中二年級各因素Pearson相關分析 93
表4-5-14 國中三年級各因素Pearson相關分析 93
表4-5-15 國中各因素Pearson相關分析 94
表4-5-16 高中一年級各因素Pearson相關分析 94
表4-5-17 高中二年級各因素Pearson相關分析 94
表4-5-18 高中三年級各因素Pearson相關分析 95
表4-5-19 高中各因素Pearson相關分析 95
表4-6-1 國小學生各題題幹選項得分預測題幹得分之逐步多元迴歸分析 96
表4-6-2 國小學生各題理由敘述層次預測理由平均層次之逐步多元迴歸分析 97
表4-6-3 國中學生各題題幹選項得分預測題幹得分之逐步多元迴歸分析 99
表4-6-4 國中學生各題理由敘述層次預測理由平均層次之逐步多元迴歸分析 100
表4-6-5 高中學生各題題幹選項得分預測題幹得分之逐步多元迴歸分析 101
表4-6-6 高中學生各題理由敘述層次預測理由平均層次之逐步多元迴歸分析 102
表4-6-7 學生背景預測題幹總分之逐步多元迴歸分析 103
表4-6-8 學生背景預測理由平均層次之逐步多元迴歸分析 104
表4-6-9 題幹總分及理由平均層次預測學生理科成績之逐步多元迴歸 105
表4-7-1 國小學生對氣體相關概念的認知樣式、模式、層次與頻率分析 106
表4-7-2 國中學生對氣體相關概念的認知樣式、模式、層次與頻率分析 111
表4-7-3 高中學生對氣體相關概念的認知樣式、模式、層次與頻率分析 118
表4-8-1 晤談題目與綜合式筆試問卷之項目分析 130
表4-8-2 晤談題幹選項得分改變百分比 132
表4-8-3 晤談理由敘述層次改變百分比 133
表4-8-4 晤談與綜合式筆試問卷題幹得分Pearson相關分析 134
表4-8-5 晤談與綜合式筆試問卷理由層次Pearson相關分析 134
表4-8-6 國小晤談的認知樣式、模式、層次、頻率分析 134
表4-8-7 國高中晤談的認知樣式、模式、層次、頻率分析 136
圖次
圖3-2-1 研究流程 42
圖3-4-1 「物質微粒之相關概念」的邏輯關係圖 48
圖4-3-1 國小題幹得分分布 72
圖4-3-2 國小理由平均層次分布 72
圖4-3-3 國中題幹得分分布 72
圖4-3-4 國中理由平均層次分布 72
圖4-3-5 高中題幹得分分布 73
圖4-3-6 高中理由平均層次分布 73
圖4-4-1 各年級題幹總分平均值 84
圖4-4-2 氣體的組成層次平均值 84
圖4-4-3 氣體的特徵層次平均值 84
圖4-4-4 氣體狀態改變層次平均值 85
圖4-4-5 理由平均層次平均值 85
圖4-7-1 G1r組成層次比較 128
圖4-7-2 G1r組成交互作用層次比較 128
圖4-7-3 G2r層次比較 129
圖4-7-4 G3r層次比較 129
圖4-7-5 G4r層次比較 129
圖4-7-6 G5r層次比較 129
圖4-7-7 G7r層次比較 129
圖4-7-8 G8r層次比較 129
圖4-8-1 晤談與筆試題幹總分 131
圖4-8-2 晤談與筆試理由平均層次 132

中文部分
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