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動態幾何軟體與幾何解題之問題表徵、過程及反思行為之個案研究

本研究比較使用與不使用GSP之解題情境對於幾何解題時間、表徵方式、解題策略與反思行為之影響。採質性研究取向。研究對象取自台北縣市三所學校之四名學生，具高數學學習成就與熟練操作GSP，並非隨機取樣。研究工具有兩項，一為《幾何評量測驗》，內容為四道幾何問題，問題內容包括幾何變換、四點共圓、全等證明及平行線性質，其特色為難度高且圖形複雜。此工具由兩位具有豐富經驗的老師建立專家效度，所建立用以分析解題表徵、過程策略及反思行為之編碼原則的評分者信度(inter-rater reliability)為.82。另一工具為《GSP操作檢定》，該工具之設計係根據本研究之幾何評量測驗中可能用到的GSP操作技能，進行檢測，目的為確認受測者具備相關幾何知識且熟練操作GSP的動作技能。內容為八道作圖題，其評分者信度為.98，重測信度為.80。先施測《GSP操作檢定工具》，通過者進行放聲思考的訓練，實施《幾何評量測驗》，每一道題均有兩位受測者以GSP解題，另兩位以紙筆解題，針對施測內容進行訪談。研究結果如下：一、GSP組的解題者較非GSP組的解題者解題平均時間約快12分鐘，原因在於GSP能提供較固定且清晰、精確與可操作的圖象表徵以及動態操弄圖形的功能，易形成視覺發現；二、GSP環境有利於圖像表徵的形成與操弄，卻可能抑制代數符號的運算；三、紙筆解題者對問題的表徵方式為符號與圖象並重，進而影響其採用多元的解題策略與較多的反思行為；四、使用GSP解題者對問題的表徵方式以圖形為主，解題策略受GSP圖形操弄功能之影響，反思行為中質疑多於預見；五、非GSP解題者的繪圖反應解題者對於問題的整體理解，GSP解題者則透過繪圖理解問題：六、幾何知識、GSP操作技能、空間操弄能力以及與GSP的「對話」能力均為採GSP進行幾何解題成功與否的關鍵因素。研究對於GSP的解題者、幾何教學及未來研究等三方面提出建議。

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從系統功能語言學觀點探討學生閱讀科學課文--以肺循環文本為例

本研究旨在以系統功能語言學觀點，探討學生在閱讀科學課文的過程中，如何解讀圖片的表徵結構，及與科學課文的關係。以94名學習過血液循環單元的七年級學生為研究對象，使用自行設計之問卷施測；之後，並抽取其中自然科成績表現高、中、低成就學生各六名進行一對一半結構式晤談。本研究採取內容分析法，將圖片內容分類編碼。針對圖片閱讀的部分，分析受試者對圖片中表徵結構詮釋的類型頻率。對於圖文關係的部分，則分析文本斷詞、斷句與表徵結構所產生的連結頻率分佈。主要研究發現如下：(1)受試者對於圖片的閱讀受到表徵結構的複雜程度所影響。受試者對於概念結構中的分析過程，若其屬性為文字，則內容詮釋的結果較為一致；而缺乏文字屬性的分析過程，其詮釋內容與學生的先備知識有關。對於敘述性結構的閱讀，動作過程多半呈現方向性的詮釋。而同時具備敘述性結構與概念性結構者，則詮釋的意義會有競爭的現象。(2)受試者對於斷詞表現與表徵結構的圖文關係詮釋，以概念性結構中「載體」的屬性意義為主。此外，(3)受試者在完整斷句與表徵結構的圖文關係詮釋表現，在概念的部分較為相符；而對於不完整斷句的圖文關係詮釋情形，則與斷詞表現的部分類似。最後，本研究提出未來相關研究的建議。

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科學課文中零代詞對學生閱讀理解的影響

本研究的主要目的是探討現行七年級「自然與生活科技教科書中含有零代詞(zero pronoun)對於學生閱讀理解的影響，並找出學生閱讀含零代詞課文時，影響學生判斷或尋找零代詞所指為何的因素。研究對象為臺北市某國民小學六年級的學生共69位，並於實驗的過程中，將受測學生分別依其「閱讀理解能力」、「先備知識」、與「日常零代詞用語閱讀理解能力」的高低不同而分組，並進行研究者從教科書中擷取出來的「科學課文中的零代詞測驗」。 研究有下列幾點的發現： 1.當學生在閱讀課文中含有零代詞的課文時，即使文章的內容完全相同，可是學生尋找到的零代詞所指對象卻多半並不相同，因此會讓學生衍生出許多不相同的解釋，並對課文內容產生不同的理解； 2.學生不同的「能力」高低也確實會影響學生對「科學課文中的零代詞閱讀理解」，也就是說高能力的學生在閱讀含有零代詞的科學課文時，其理解能力會比低能力的學生好； 3影響學生閱讀含零代詞的科學課文的學生能力依次為「日常零代詞用語閱讀能力」影響最大，其次為「閱讀能力高低」，再其次為「先備知識高低」； 4.而學生閱讀含零代詞課文時，影響判斷零代詞所指對象的因素，可分為四類： (1)距離(Distance) ：零代詞與其所指的對象在課文中提到的先後間隔距離；(2)競爭度(Competition)：零代詞前後可競爭作為其所指對象的詞語數量；(3)顯著性 (Saliency) ：指該段落中的競爭詞語若與該段落的話題越相符，則顯著性越高，作為零代詞的所指對象的可能性也越大；(4)一致性(Unity)：即零代詞與其所指對象是否屬於同一心理框架、觀點、部分或段落。這四個成分可以說幾乎是不論於口語中使用零代詞或閱讀零代詞文本時所共通的影響因素。 5.學生為了順利解答於課文中所看到的零代詞會運用下列四種策略： (1)先備知識：即利用搜尋記憶中對句子或語彙熟悉的部分，來彌補零代詞訊息產生的缺漏；(2)顯著性：多數的學生會判斷那些詞彙與當前的話題最為相符，亦即為顯著性越高；(3)詞彙或句子的線索：利用動詞、形容形、副詞等詞語的線索，或對照前後句子的語意，將使找出被零代詞的所指對象更為容易；(4)標點符號：利用標點符號的特性來將段落的句子作分隔，找出合適的語意。學生能使用這四種策略，有效幫助從科學課文中順利地尋回零代詞的所指對象，幫助學生理解課文內容。

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科學歌曲的教學對科學學習態度及科學概念學習成就的影響

本研究旨在探討「科學歌曲」融入教學活動對國中學生自然科學的學習成效及學習態度的影響。研究以準實驗研究的方式進行，並以台北市大同區94學年度某國中二、三年級為研究對象，其中二、三年級分別為116位132位學生。針對「自然與生活科技」二年級下學期的「力是什麼」，以rap的方式將該單元主要內容編寫成「饒舌科學歌曲」；又針對三年級下學期「電功率」內容，以兒歌「小蜜蜂」的旋律發展「科學兒童歌曲」。本研究根據上述二個單元發展紙筆式的學習成就測驗工具，並修改學習態度的量表，作為瞭解科學歌曲教學成就的量測工具；此外，並以晤談的方式探討學生對科學歌曲教學的評價。準實驗的程序如下：在單元教學活動結束後，先施以前測；實驗組以科學教學歌曲教學作為該單元的複習，而控制組則是以單元摘要講義的講述來複習該單元的內容，其後再施以後測，並於一個星期後實施延宕測驗。[抽取若干名學生進行訪談] 主要研究發現如下： 1.「科學歌曲－兒歌」的教學對於提昇學生科學學習概念成效有良好的效果，實驗組優於對照組，其中： 　(1)「科學歌曲－兒歌」自然高分組及中分組的表現中，實?組均優於對照組，只有在低分組的部份未達顯著差異。 　(2)「科學歌曲－兒歌」音樂高分組及中分組的表現中，實驗組均優於對照組，只有在低分組的部份未達顯著差異。 2.「科學歌曲－rap」的教學對於提昇學生科學學習概念成效有良好的效果，實驗組優於對照組，其中： 　(1)「科學歌曲－rap」自然高分組、中分組及低分組的表現中，實?組均優於對照組。 　(2)「科學歌曲－rap」音樂高分組、中分組及低分組的表現中，實驗組均優於對照組。 3.就實驗組學生來說，在「我對上理化課的態度」、「我與同學之間的關係」、「我對自己的要求」、以及「我對老師的感覺」等「科學學習態度」的四個向度中，均有顯著提昇。

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北部地區育幼機構八年級學童數學學習成就相關因素之調查研究

本研究探討育幼機構與一般家庭學童數學學習成就的現況，及預測其數學學習成就的變因。研究樣本採立意取樣，選取臺北市、臺北縣、桃園縣、新竹市與新竹縣共10所育幼機構八年級學童39人，及同地區10所國中的八年級學童323人。研究工具為TIMSS 2003已公開的數學試題與學生問卷，其中數學學習成就測驗的信度K-R20為 .92，具內容效度與專家效度；數學學習成就相關因素問卷的信度Cronbach,s α為 .75，具建構效度與專家效度。數據以描述性統計、皮爾森積差相關、獨立樣本T檢定與逐步多元迴歸分析之。研究結果如下：（一）育幼機構學童在數學學習成就上顯著低於一般家庭學童（P＜ .05），但當資源與支援足夠時，育幼機構學童的數學學習成就不比同地區的一般家庭學童差，如臺北市與新竹縣；（二）臺北市育幼機構因為安置年齡最早，且安置時間最長，加上育幼機構的家中同住人數接近一般家庭，為家庭式機構教養的模式，其數學學習成就最高，並與臺北市一般家庭學童的數學成就無顯著差異；（三）新竹縣育幼機構因為知名度高，課輔志工人數與社會資源豐富，數學學習成就顯著高於新竹縣一般家庭學童（P＜ .05），研究結果顯示若能及早安置與補救，育幼機構學童也能和一般家庭學童有相同的表現，甚至更好；（四）育幼機構學童存在下列的現象：對數學的態度呈現低自信與低評價；在上課時進行與數學有關的學習活動頻率較低；缺乏學習數學的參考書與課外補習機會；志工課輔人數不足；期望最高教育程度以完成中等教育階段居多（46％）；期望自習時間較育幼機構規定的還短（1小時）；（五）預測育幼機構學童數學表現最強的變因為「志工或課輔老師輔導數學的人數」，可以解釋數學學習成就30％的變異量，所有變因總共可以解釋數學學習成就43％的變異量；預測一般家庭學童數學表現最強的變因為「家中藏書量」，可以解釋數學學習成就22％的變異量，所有變因總共可以解釋數學學習成就55％的變異量。研究建議如下：（一）建議各級政府針對資源較落後的地區予以更多的經費補助與資源；（二）希望大專院校學生或社會人士能投入更多的志工與課輔工作，協助提升育幼機構學童的學習成就與自信；（三）深入研究育幼機構學童的數學學習 困難。

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高一學生生物演化概念分析與概念改變教學之研究

本研究以概念本體論、生物演化的變異論與轉型論為理論背景與心智模式分類依據，以改編自Shtulman(2006)設計的生物演化概念問卷，首先對120位高一學生進行紙筆測驗，以了解學生的生物演化概念。 紙筆測驗結果顯示，在生物演化概念問卷的紙筆測驗表現上，120位學生具有轉型論、變異論與綜合型三種心智模式。六大題組30題總得分最高者為+28，最低者為-14，平均5.68。顯示就全體學生在整份問卷的表現而言，變異論心智模式傾向多於轉型論心智模式傾向。 研究者根據Chi & Slotta、Geraedts & Boersma、Shtulman的主張，設計一個生物演化教學課程，對教學組的學生進行實際教學補救，並於教學後進行紙筆測驗之後測。最後再對教學組與對照組學生進行生物演化問題之晤談，以其對生物演化問題的解釋架構與邏輯性，佐證教學成效，並比較不同問題情境下的表現差異。 在紙筆測驗上，學生在面對教科書中學過的演化問題時，普遍能有變異論的作答反應，但卻不能遷移至未學過的演化問題情境，遂代之以轉型論的作答。在解釋達爾文理論的物種適應因果機制時，變異論者會選擇具有完整突現過程本體屬性的選擇類比；而轉型論者最為偏好的類比與本體屬性則依序為外力類比（直接的與相呼應的屬性），其次是成長類比（次團體或種類屬性），而意圖類比（意圖的屬性）則較少。在晤談中，學生在遇到教科書中未學過的演化問題時，普遍傾向以轉型論的架構來推論演化模式。 綜合紙筆測驗前、後測及晤談結果顯示，對照組學生對達爾文的演化理論停留在機械記憶，並未能充分理解其理論。而教學組學生在實施過以提問法輔助進行的生物演化教學課程及突現過程本體訓練後，則會有較多的變異論心智模式，並普遍能遷移至未學過的演化問題。 　　研究者認為，傳統教科書在論述生物演化時，偏重在變異（個體差異）、過度繁殖、生存競爭、適者生存這四個達爾文演化論名詞與直線式過程（程序）的描述上。生物演化教育應聚焦在演化本身的意涵、族群在演化上的重要意義、以及演化模式發生的突現過程因果機制。

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跨年級學生氣體心智模式演變歷程之探究與分析

本研究為一跨年齡學生氣體微觀模型相關概念之研究，調查了小學六年級(82人)、國中二年級(90人)、國中三年級(101人)、高中二年級自然組(82人)、高中三年級自然組(85人)、與大學化學系高年級(53人)等共492位學生對於氣體微觀本質以及理想氣體模型的想法，並推測其心智模式。 氣體本質心智模式包括四個組成概念，分別為：氣體組成本質為連續或粒子、氣體成份如何分佈、氣體成分間是否為真空、以及氣體成分運動方式。研究結果發現以小六學生中約有50%持有連續觀，且想法最多樣化；國二學生則約有50%認為氣體運動有特定方向；國三以後仍固著的迷思概念為「粒子間非真空」，約50%學生持有，且此迷思概念持續到化學系高年級仍佔約30%，屬於最難改變之迷思概念。學生們持有的氣體本質心智模式共34種，演變歷程中同樣以小六學生出現之種類最多，隨著年級上升逐漸轉變為完整科學模式以及僅有「粒子間非真空」一迷思概念之「類科學模式」。 理想氣體模型心智模式包括七個組成概念，研究結果顯示，包括「氣體體積改變時，壓力的變化」、「氣體粒子數量改變時，氣體壓力的變化」與「溫度上升時壓力（與體積）會上升，反之則下降」等三項巨觀概念在小學六年級就已有多數學生選擇正確的概念。微觀概念包括：「密閉容器內氣體壓力的成因」、「粒子運動速率與溫度之關係」「粒子本身體積與溫度之關係」、與「同樣數量的不同種類氣體壓力（或體積）的異同之微觀機制」四項。其中第二項在國三之後便有將近60%的學生擁有正確概念，第一項與第四項則到高二之後才有多數學生正確，且迷思概念種類多於其他組成概念，第三項概念於化學系高年級仍僅60%學生這麼認為，換言之「粒子本身體積會熱漲冷縮」是最為固著之迷思概念。理想氣體模型心智模式共52種，演變歷程中小六至高二種類均相當多，且上述四個年齡層的學生心智模式不一致比例均不低。大部分出現模式中均持有正確的巨觀概念，主要差異在於各微觀概念的變異。正確性則至高二後才有明顯進步，完整科學模式亦至高二才出現。至化學系高年級仍有多種「類科學模式」，其迷思概念為「粒子本身體積會熱漲冷縮」以及「同樣數量的不同種類氣體壓力（或體積）的異同之微觀機制」兩項。 以上分析顯示在教學方面，學校課程是從巨觀現象開始逐漸轉換至微觀模型，部分學生能夠有效的進行轉換並習得正確概念，但仍有部分學生無法順利的建立微觀模型。在概念改變理論方面，本研究支持學生的概念系統在遭遇衝突時，少數學生原先的系統是整體完全轉變為新系統；大部分學生的概念系統是在長時間中累積系統成份的小幅變化而逐漸演變為完全正確的概念系統。

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國小數學寫作評分規準之開發-以闡述性寫作及編織字網為例

近年來數學寫作已逐漸受到學者們的重視，鑑於仍甚少有關於數學寫作評量的研究，因此本研究的目的是要建立適合我國國小學生數學寫作的評分規準，以供數學教育與研究實務之用。 本研究為質性的研究，為了方便讀者的閱讀理解，將分為四個階段來介紹研究的進展。研究的第一階段為「初始期」，主要為歸納數學寫作評分規準應該包含哪些項目，理論方面透過中西方文獻的閱讀與分析，做文章次數的彙整統計；而實務面向則蒐集國小?師、數學系研究生、國小學生、及學生家長們的評分觀點，並分析歸納其觀點次數。研究的第二階段為「釐清期」，為確認數學寫作評分規準的子項目能兼顧數學及寫作所應具備的能力，透過國內外解題及寫作相關文獻釐清兩者的關係，界定出本研究所謂的數學寫作並不等同於傳統的解題，解題只是包含於數學寫作裡面的一種形式。 研究的第三階段為「調整期」，根據釐清期所得的包含關係，本研究希望發展適合「闡述性寫作」及「編織字網」的評分規準，首先參酌國內、外的課程標準，且為每一個評分子項目撰寫論證，來確立其重要性。其次，考量此兩套評分規準將來國小教師們使用時的便利性，研究者也各自為其編撰了評分規準說明。調整期為使此兩套評分規準更臻實用，邀請三位國小?師及兩位數學?育專家針對兩套評分規準，給予修正的建議，研究者彙整上述的意見與指導?授及研究小組討論後，終於確立了本研究的數學寫作評分規準。 研究的第四階段為「實踐期」，主要目的是探討本研究的信效度。首先，因為數學評分項目是以文獻次數統計及國小教師們的意見彙整，所以具備內容效度；其次，此兩套評分規準邀請二位數學?育專家針對其評分子項目提供修改之建議，所以具備專家效度；最後，此兩套評分規準也邀請九位國小教師們和研究者進行評分，共十位評分者，並求算他們評分的一致性，得到高度的相關，所以具備交互評分者信度，代表此兩套評分規準的子項目相當明確，方能達到如此的成效。

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科學文本之級位分體論述與師生對其語意理解之研究

科學文本的功能不僅是說明概念的定義，同時也需要解釋概念之間的關係，而級位與分體就是兩種概念之間主要的語意關係，級位關係是指主類與次類間的類屬關係，分體關係則指整體與部分間的組成關係，為了體現級位與分體關係，科學文本會以不同的論述方式來描述，本文目的即在探討科學文本中描述級位分體關係的論述方式以及師生對級位分體論述的語意理解。本研究首先以STAR程式分析現行國中科學教科書物質組成與分類主題的內容，瞭解科學文本描述級位分體關係之論述方式。接著選取國中與高中學生各65與78位，以及科學教師7位，共150位師生作為研究對象，以「物質與原子」文本作為實驗文本，依其內容設計物質與原子語意論述問卷作為測驗工具，師生閱讀文本內容後填答問卷，最後以凱利方格技術（RGT）探討師生之語意理解及比較兩者之理解差異。 研究發現科學文本體現級位分體關係的論述方式相當多元。在語式方面，有解構、組合、確認、含攝、列舉、範疇以及符號等七種用於描述級位分體關係的語式類型，在詞彙層次方面，文本更可透過過程、關係元、修辭以及過程修辭等四種詞彙角色來描述，其中某些論述方式具有雙重語意關係的指涉性質，導致語意關係的體現較為模糊，這類論述稱為內隱論述，而「過程+修辭」的論述方式較能清楚體現語意關係，稱為外顯論述。 師生對於級位關係的理解較具共識，他們能夠明確地辨識出級位關係與分體關係的語意差異，同時也瞭解分體關係中具有混合分體的語意，但科學教師比國中學生更進一步分化出混合分體與鍵結分體，甚至是單一成分與多重成分的混合分體。此外，根據科學教師與學生對級位分體論述的語意理解，「是、一種」與「組成、構成」適合用於描述級位與分體關係，而「混合而成」與「化合成、結合成」適合用於描述混合分體與鍵結分體，同時也指出包含、含、有、分為、分成、一部分等論述方式所指涉的語意關係較為模糊，顯示它們並非體現級位分體關係理想的論述方式。 最後，根據研究結論與建議，促使科學教師與教科書編者思考在科學教學或是文本編輯上如何使用不同論述來清楚表達概念之間的級位分體關係，以增進學生的語意理解。

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從情境認知師徒制的觀點，探討科學實習教師的信念、知識與實務之轉變

摘要 本研究的目的主要是從，教師所持理論、Lave & Wenger（1991）的情境認知師徒制與Wenger（1998）的實務社群觀點，來分析實習教師在實習工作中教學實務的變動，進而詮釋實習教師之教師信念與知識的轉變與教學實務的關連。並探討同一學科社群之資深教師對於個案實習教師的可能影響。 研究對象為北市某高中兩位科學實習教師，及兩位個案的輔導與資深教師共11位。總計兩學期共25週的研究期間，收集了訪談、教學攝影、教室觀察、相關文件與教案等質性資料。信念分為教師教學、學生學習、教師自我期望，以及週遭他人互動四個面向。知識涵蓋自我實習與學生學習困難，兩項困難的理解與解決策略。實務則分別記錄教學以及導師實務。 資料分析結果顯示，兩位個案分別呈現兩種合法且常見的實務參與軌跡，化學個案是由週邊實務而逐漸核心參與的軌跡，物理個案則呈現持續保持於邊緣的邊緣參與軌跡。實務對於知識的影響方面，核心實務的參與提供化學個案反思以及資深教師給予回饋的機會，其發展過程常由實際試教或觀摩資深教師啟發個案對某一知識的反思，反思之後產生初步策略，再將初步策略與資深教師討論後實踐於後續的試教中，實行之後再視成效修改。透過不斷反思、產生策略、於試教中使用並修正、再回到反思的循環流程，化學個案逐漸把教學困難轉化為解決困難的實務知識。反觀物理個案，不但較少發現自己教學與學生學習的困難，亦沒有累積出具體的實務知識，面對不同班級時只能用同一種解題的模式教學。 實務對於信念的影響，化學個案信念多有轉變，轉變之類型以教學與班級經營為主，轉變的契機同樣來自實際試教後的反思。物理個案，信念大部分保持不變，來源多是自己過去求學的經驗。最後資深教師的影響，化學個案的信念藉由和資深教師間的互動而有所轉變，較少來自輔導教師直接影響。知識則呈現充分利用觀摩資深教師教學與參考資深教師的教案的過程，將社群中共享的教學資源作為自己發展實務知識的基礎。物理個案邊緣參與的軌跡，則限制了和資深教師的互動，因此較難發現資深教師對其有何影響。