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研究生:陳健忠
研究生(外文):Jian-Jong Chen
論文名稱:心智圖及論證融入科展培養學生科學探究能力之研究
論文名稱(外文):The Effect of Dual Engine – Mind Map and Argumentation in Promoting Student Inquiry Learning Outcome.
指導教授:林煥祥林煥祥引用關係李暉李暉引用關係
指導教授(外文):Huann-Shyang LinHuei Lee
學位類別:博士
校院名稱:國立東華大學
系所名稱:課程設計與潛能開發學系
學門:教育學門
學類:綜合教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
論文頁數:226
中文關鍵詞:心智圖論證教學科學展覽科學探究能力
外文關鍵詞:mind mapargumentationscience fairscience inquiry competence
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本研究旨在以心智圖和論證教學模式為教學活動的理論依據,促進學生在參與科學展覽活動的過程中積極進行科學探究,進一步探討這些學習活動是否能夠有效提升學生的形成科學議題能力、解釋科學現象能力及提出科學證據能力等三項科學探究能力。本研究的資料收集包含活動學習單、個人筆記、科學展覽作品和科學探究能力試卷等質性和量化資料,資料分析則以質性研究為主,同時搭配量化資料來詮釋相關的研究結果。
研究結果指出,結合心智圖與論證教學模式融入科學展覽活動可以促進學生的科學探究能力;聚焦式同儕討論是心智圖用來培養形成科學議題能力的關鍵因素;科學探究能力的培養必須建構在學生的科學知識基礎上;反證是質疑別人的利器,也是修正自己主張的重要依據;三個科學探究能力之間是息息相關的。
本研究在教學上的應用有三,其一是培養科學探究能力必須從學生的基本科學知識來下手;其二是反證是質疑別人與修正自己想法的重要教學媒介;其三是學生參與科學探究活動需同時具備三個科學探究能力。

In this study, teaching activities of mind map and teaching argumentation patterns were integrated into the science fair activities, to investigate if those learning activities can effectively promote students’ science competences of identifying scientific issues competence, explaining phenomena scientifically competence, and using scientific evidence competence. Data collection including videotape, learning sheets, students’ reflection note, science fair works, and the assessment of science competence test. The mixed method of data analysis were used to conduct both qualitiative and quantitative analyses.
This study revealed that combining mind map and teaching argumentation patterns with science fair activities can develop students’ science competences; the focused peer discussion of mind maps is the key factor to develop the competence of identifying scientific issues; developing the science inquiry competences must be established on the basis of the students’ science knowledge; rebuttals can be used to not only questioning others, but also revising self-claims; the three science competence are interrelated.
The implication of teaching is that developing students’ science inquiry competences must start from the basis of the students’ science knowledge; rebuttals can be used as an important medium for questioning others and revising self-claims; students must possess the three of the science inquiry competences to participate science inquiry activities.

第一章 緒論 1
第一節 研究動機與重要性 1
第二節 研究目的與待答問題 3
第三節 名詞釋義 4
第二章 文獻探討 95
第一節 科學探究過程中所需具備的關鍵能力 5
第二節 心智圖 16
第三節 論證教學 27
第四節 科學展覽活動在科學教育的應用 41
第三章 研究方法 59
第一節 研究架構 59
第二節 研究設計 61
第三節 研究之參與者 62
第四節 研究情境及心智圖和論證融入科學展覽活動的實施過程 63
一、研究情境 63
二、心智圖融入科學展覽活動的實施過程 65
三、論證融入科學展覽活動的實施過程 68
第五節 研究者的立場與角色 71
第六節 資料收集 72
一、質性資料 72
二、量化資料 74
第七節 資料分析 79
一、質性資料分析 79
二、量化資料分析 81
第四章 研究結果 83
第一節 學生在科學探究能力試卷的表現情況 83
一、實驗組與對照組學生在測驗總分的表現情況 83
二、實驗組與對照組學生在形成科學議題向度的表現情況 86
三、實驗組與對照組學生在解釋科學現象向度的表現情況 88
四、實驗組與對照組學生在提出科學證據向度的表現情況 91
五、小結 93
第二節 學生在科學探究能力的學習歷程 95
一、學生在形成科學議題向度的學習歷程 95
二、學生利用心智圖在形成科學議題向度的學習歷程 115
三、學生在解釋科學現象向度的學習歷程 125
四、學生在提出科學證據向度的學習歷程 132
五、學生參與論證活動在解釋科學現象與提出科學證據的學習歷程 143
六、小結 166
第五章 研究的主要發現之討論與應用 169
第一節 研究特色 169
第二節 研究限制 171
第三節 研究在教學上的應用 172
第四節 未來研究的建議 172
參考文獻 174
一、中文文獻 174
二、英文文獻 178

附錄一 學生活動單 184
附錄二 科學探究能力試卷 185


一、中文文獻:
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