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研究生: 張瓊兒
論文名稱: 線上二階段概念圖診斷系統在科學迷思概念上的應用:以全球暖化為例
The Development of an On-Line Two-Tier Concept Mapping Diagnostic System for Evaluating Misconceptions in Scientific Topic: A Probe on the Knowledge Acquisition of Global Warming
指導教授: 張國恩
Chang, Kuo-En
宋曜廷
Sung, Yao-Ting
侯惠澤
Hou, Huei-Tse
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 資訊教育研究所
Graduate Institute of Information and Computer Education
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 157
中文關鍵詞: 迷思概念概念構圖兩階段診斷評量全球暖化
英文關鍵詞: conception, misconception, two-tier diagnostic assessment, concept map
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:211下載:0
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  • 本研究旨在整合概念構圖的特點及兩階段診斷測驗的優點,發展一套適合診斷學童科學迷思概念的線上兩階段診斷系統。
    本研究樣本為臺中市某所國民小學六年級學生共32人。配合學生的先備知識,研究者選定「全球暖化」科學概念作為本研究的診斷標的。研究者首先分析國內外「全球暖化」迷思概念之相關文獻,編製成二階段測驗概念圖題組,並匯入自行開發的診斷平台後,將評量內容以互動式概念圖呈現在電腦上,發展成「線上二階段概念圖診斷測驗」。本測驗是以概念圖評量為主要方法,受測者在兩個階段中皆是利用滑鼠點選與拖曳概念選項,完成指定的概念命題。第一階段測驗是以概念構圖檢測學童對科學知識內容的既有概念,並以兩階段測驗的精神進行第二階段針對持該既有概念的理由進行探究。測驗系統將自動記錄受測者的所有答題反應,並輸出診斷報表。研究者在施測後透過半結構晤談,以驗證「線上二階段概念圖診斷測驗」能否能檢測學生對特定科學知識的迷思概念。
    本研究之主要結果與發現:
    一、 兩階段概念構圖診斷系統在科學迷思概念之診斷上有良好的成效。
    二、 以概念構圖診斷學生的迷思概念,因概念構圖呈現視覺化的知識結構,提供學生較完整的思考脈絡與框架,增進認真答題的動機,有助學生表達心中真正的看法。以在同一概念構圖中完成多項命題的方式進行的「多對多配對」的概念構圖評量,加上選項總數多於命題總數,也降低了隨機猜測的機率。因此與傳統選擇題方式測驗相較,更能檢測出學生的迷思概念。
    三、 本研究所發展之診斷工具與研究結果可提供未來小學生各種科學迷思概念之診斷,以作為教學與課程設計的參考。

    The purpose of this study was to develop an online two-tier diagnostic system combined with a given concept mapping assessment instrument to diagnose young learners’ misconceptions in science.
    The sample for this study consisted entirely of 32 sixth graders selected from an elementary school in Taichung city, Taiwan. Before the study was conducted, the students had just taken science class on “global warming,” which was identified by the researcher as the diagnostic target. First, the researcher gathered and analyzed domestic and overseas literatures concerning the misconceptions in global warming. Second, a diagnostic mapping test on global warming was designed and refined by a number of experts in this particular field. When completed, it was then integrated into the on-line two-tier diagnostic system developed by the researcher and eventually presented online as an interactive concept mapping assessment. The subjects used mouse-click as well as drag-and-drop operations to complete the assigned propositions during both of the tiers of the test. In the first tier, the assessment detected the understanding of the subjects’ existing scientific facts; in the second tier, the researcher carefully examined and studied how the existing knowledge was acquired. After the assessment, the system recorded and reported the subjects’ responses in data grids. In addition, all of the subjects were given semi-constructed interviews on the same topic to validate the assessment.
    The findings were concluded as follows:
    1. The “on-line two-tier concept mapping diagnostic system” effectively diagnosed misconceptions held by the pupils.
    2. The “on-line two-tier concept mapping diagnostic system” showed efficiency and validity in diagnosing the misconceptions on the given scientific topic.
    3. The “on-line two-tier concept mapping diagnostic system” can serve as a convenient tool for science educators to investigate students’ misconceptions.

    目 錄 謝 辭 I 中文摘要 III 英文摘要 IV 目 錄 V 表 次 VII 圖 次 IX 第一章 緒論 1 第一節 研究背景與動機 1 第二節 研究目的 3 第三節 研究限制 4 第四節 名詞解釋 5 第二章 文獻探討 7 第一節 科學迷思概念 7 第二節 概念構圖 12 第三節 科學迷思概念的診斷 20 第四節 全球暖化議題的迷思概念 26 第三章系統設計理念、架構與功能 37 第一節 設計理念與原則 37 第二節 系統架構 .39 第三節 系統功能 40 第四章 研究方法 . 49 第一節 研究對象 49 第二節 研究設計 .51 第三節 研究工具 .54 第四節 資料處理與分析 .57 第五章 研究結果與討論 .58 第一節 線上二階段概念構圖診斷結果與分析 .59 第二節 晤談結果與線上二階段的迷思概念差異性比較 .75 第六章 結論與建議 .93 第一節 結論 .93 第二節 建議 .93 參考文獻 95 附錄一:訪談逐字稿一 103 附錄二:訪談逐字稿二 146 附錄三:全球暖化 156 表 次 表2-1 概念構圖在教學的應用研究整理 16 表2-2 用概念構圖診斷迷思概念的研究整理 24 表2-3 學童對全球暖化的迷思概念研究整理 26 表5-1 命題一學生作答分佈情形 60 表5-2 命題二學生作答分佈情形 63 表5-3 命題三學生作答分佈情形 65 表5-4 命題四學生作答分佈情形 66 表5-5 命題五學生作答分佈情形 68 表5-6 命題六學生作答分佈情形 70 表5-7 命題七學生作答分佈情形 72 表5-8 命題一與晤談結果比對之迷思概念分析 75 表5-9 命題二與晤談結果比對之迷思概念分析 76 表5-10 命題三與晤談結果比對之迷思概念分析 79 表5-11 命題四與晤談結果比對之迷思概念分析 80 表5-12 命題五與晤談結果比對之迷思概念分析 83 表5-13 命題六與晤談結果比對之迷思概念分析 86 表5-14 命題七與晤談結果比對之迷思概念分析 89 表5-15 診斷結果與晤談之比較總表 90 圖 次 圖3-1 系統架構 39 圖3-2 系統功能 40 圖3-3 以Cmap Tools設計的第一階段題組 42 圖3-4 以Cmap Tools設計的第二階段題組 42 圖3-5 匯入的CXL檔案結構示例 43 圖3-6 學生登入畫面 43 圖3-7 測驗畫面(第一階段) 44 圖3-8 測驗畫面(第二階段) 44 圖3-9 測驗畫面(特定命題第二階段完成後) 45 圖3-10 本機端答題資料存檔畫面 45 圖3-11 受測者答題內容檢視(第一階段) 46 圖3-12 受測者答題內容檢視(第二階段) 47 圖3-13 受測者二階段資料填答報表 48 圖4-1 研究架構圖 51 圖4-2 研究流程圖 53 圖4-3 全球暖化的標準概念構圖 55 圖5-1 第一階段概念構圖命題 59

    中文文獻
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