認知風格與先備知識於預測、模擬、觀察、解釋科學探究活動之影響

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姓名

黃若瑜(Jo-Yu, Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

學習與教學研究所

論文名稱

認知風格與先備知識於預測、模擬、觀察、解釋科學探究活動之影響
(Cognitive Style and Prior Knowledge Effect Study on Scientific Prediction, Simulation, Observation and Explanation Inquiry-Baed Learning Activity)

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摘要(中)

科學教育中，探究式學習扮演重要的角色。基於科技對於探究式學習的潛力，研究者結合電腦模擬技術及POE (Prediction-Observation-Explanation) 探究式學習模式，運用物理模擬平台Algodoo 設計出相關之PSOE (Prediction-Simulation-Observation-Explanation) 探究式學習活動。提供學習者一個可自行操作並調整變數及觀察的探究環境，以培養學習者科學探究精神。另探討在此PSOE 探究式學習活動中，不同認知風格及先備知識學生在各階段的表現及其科學態度改變。本研究研究對象為國中八年級學生共計60人，探究主題為國中自然與生活科技第四冊浮力與壓力單元，總計共進行兩個實驗探究，包括：聯通管原理實驗及浮力原理實驗。兩個實驗探究各自遵循預測、模擬、觀察、解釋四個步驟進行，學生使用Algodoo 軟體搭配學習單進行學習。研究結果發現：場獨立組學生及高先備組學生在此類型PSOE探究式學習活動中表現較佳，與場相依組及低先備組學生達顯著差異。另外，在預測、模擬、觀察、解釋四個階段中，學生於解釋階段的表現較低，和其它階段表現有明顯的差異。另外科學態度改變部分，場獨立組、場相依組、高先備組、低先備組四種分類類型之學生，在進行PSOE 探究式學習活動之前後，整體科學態度都有顯著提升，其中在自然科學的成功態度面向四個組別皆有所提升，另在學習自然科學信心面向，場相依型及低先備型學生也有顯著提升。

摘要(英)

Inquiry-based learning approach plays an important role in science education, and technology has demonstrated its potential on enhancing inquiry-based learning performance. In this study,the author integrates simulation technology and POE (Prediction-Observation-Explanation)learning approach into a revised model named PSOE (Prediction-Simulation-Observation-Explanation). Sixty junior high school students were involved in this study lasting for seven weeks to evaluate the PSOE model. To provide the students a physical simulation environment,a platform, Algodoo, developed by Algoryx company was adopted in which the students can explore and observer the simulation results by manipulating the variables. Moreover, to explore the human factors affected learning performance, different cognitive style (field-dependent and field-independent students) and prior knowledge students (high prior knowledge and low prior knowledge students) were employed. The results reveal that most of the students were weak in the Explanation stage. The results also indicated that the field-independent students had higher score compared to the field-dependent student, and high-prior knowledge students had higher scores than the low-prior knowledge students, but low-prior knowledge students had much
improvement than the high-prior knowledge students. Meanwhile, the students’ science attitudes were improved after adopting PSOE inquiry-based learning activity.

關鍵字(中)

★ 探究式學習
★ PSOE模式
★ 電腦模擬
★ 認知風格
★ 先備知識
★ 科學態度

關鍵字(英)

★ inquiry-based learning
★ PSOE model
★ simulation
★ cognitive style
★ prior knowledge
★ science attitude

論文目次

中文摘要 ............................................ I
Abstract .......................................... II
誌謝 .............................................. III
目錄 ............................................... IV
表目錄 ............................................. VI
圖目 .............................................. VII
緒論 ...... ................................... 1
第一節研究背景及動機 .................................1
第二節研究目的 ...................................... 5
第三節研究問題 ...................................... 6
第四節研究假設 ...................................... 6
文獻探討 ............................................ 7
第一節探究式學習 .................................... 7
第二節認知風格 ..................................... 13
第三節先備知識 ..................................... 16
研究方法 ........................................... 21
第一節研究對象 ..................................... 21
第二節 PSOE 模式 ................................... 21
第三節研究目標 ..................................... 24
第四節研究設計 ..................................... 24
第五節實驗流程 ..................................... 25
第六節研究工具 ..................................... 29
第七節資料蒐集與分析 ............................... 33
研究結果 ........................................... 35
第一節先導實驗 ..................................... 35
第二節正式實驗 ..................................... 41
結論及建議 ......................................... 58
第一節研究結論 ..................................... 58
第二節未來發展 ..................................... 59
參考文獻 ............................................ 61
附錄一：聯通管原理為主題之PSOE 探究式學習活動學習單 .... 69
附錄二：浮力原理為主題之PSOE 探究式學習活動學習單 ...... 73
附錄三：國中中學生自然科學態度量表 .................... 78

參考文獻

1. 古智勇（2003）。動畫網頁輔助學習數學幾何成效之研究─以國小六年級角柱和角錐單元為例。未出版之碩士論文，國立屏東教育大學數理教育研究所。屏東。
2. 吳建賢（2014）。資訊科技融入國小六年級自然與生活科技領域之行動研究-以「簡單機械」多媒體網頁教學為例。未出版之碩士論文，國立中正大學教育學研究所。嘉義。
3. 吳裕益（1987）。認知能力與認知型態個別差異現象之探討。教育學刊，3(7)，253-300。
4. 李幸玟（2010）。前導組體型式與先備知識在多媒體學習成效與認知負荷上的影響─以國中地理科為例。未出版之碩士論文，國立嘉義大學教育科技研究所，嘉義。
5. 李婉芬、林志明、唐文華(2007)。以3D 電腦動畫模擬輔助國小學童磁場概念之學習。物理教育學刊，8(1)，17-31。
6. 林永淇（2012）。以實體使用者介面為基礎的電腦教學模擬對國小學生自然與生活科技學習成效與學習動機之影響。未出版之碩士論文，國立嘉義大學數位學習設計與管理學系，嘉義。
7. 林立群、顏晴榮（2013）。多媒體組合方式對學習成效之影響--以國小三年級數學例行性問題解決為例。科學教育， (365)， 2-18。
8. 林建佑（2008）。認知風格對模擬學習成效及學習歷程影響之研究。未出版之碩士論文，國立台灣師範大學工業科技教育系，台北。
9. 林振欽、洪振方 (2008)。國中學生電腦模擬單擺建模歷程個案研究。高雄師大學報:自然科學與科技類，(25)，1-24。
10. 林義桀（2014）。認知風格與先備知識對教室中兩人共用一機推測式學習策略活動影響之探討。未出版之碩士論文，國立嘉義大學數位學習設計與管理學系研究所，嘉義。
11. 張韶瑩（2003）。高雄地區國二學生數學認知風格與學習成就相關研究。未出版之碩士論文，國立高雄師範大學數學系碩士論文，未出版，高雄市。
12. 許雅雁（2012）。數位遊戲式輔助教學對八年級學童科學態度和學習動機之影響初探─以「大氣壓力」單元為例。未出版之碩士論文，國立臺北教育大學數位科技設計學系，台北。
13. 陳育志（2011）。問題導向學習對國小高年級學童科學態度與學習策略之影響。未出版之碩士論文，國立屏東教育大學數理教育研究所，屏東。
14. 陳柏裕（2011）。以眼動探討多媒體呈現方式及先備知識對學生學習成效與認知負荷的影響。未出版之碩士論文，國立嘉義大學數位學習設計與管理學系，嘉義。
15. 陳美如（2001）。合作探究教學觀察：多元文化觀點。教育研究資訊，9(4)，43-65。
16. 陳裕政（2012）。國小六年級學生學習動機、科學態度與科學探究能力之相關研究。未出版之碩士論文，國立屏東教育大學數理教育研究所，屏東。
17. 陳銹陵、陳明溥、韓宜娣（2011）。鷹架類型與先備知識對高職電腦軟體應用課程之成效探討。數位學習科技期刊，3(1)，101-120。
18. 黃玉萍（2013）。自我解釋對不同先備知識學生閱讀科學性文章學習成效的影響。未出版之碩士論文，國立中正大學教育學研究所。嘉義。
19. 黃贊樺（2011）。探討科學解釋文字鷹架融合 POE 策略對概念改變與科學解釋能力影響之研究-以光學單元為例。未出版之碩士論文，國立交通大學理學院科技與數位學習學程，新竹。
20. 楊秀停、王國華（2007）。實施引導式探究教學對於國小學童學習成效之影響。科學教育學刊，15（4），439-459。
21. 葉宜親（2013）。科學遊戲參與與國小三年級學童學習自然科學的科學態度之關係研究─以嘉義市「科學168」科學闖關遊戲為例。未出版之碩士論文，國立嘉義大學教育學系研究所，嘉義。
22. 詹欣妮（2013）。小組競爭遊戲中認知風格對於學生挫折容忍度與學習成效差異研究。未出版之碩士論文，國立嘉義大學數位學習設計與管理學系，嘉義。
23. 鄒玉鈿、張景媛（2012）。「探究式創意實驗教學」對八年級學生自然領域學習表現之影響。慈濟大學教育研究學刊，(8)，53-90。
24. 劉宏文、張惠博（2001）。高中學生進行開放式探究活動之個案研究 − 問題的形成與解決。科學教育學刊，9(2)，169-196。
25. 劉嘉茹、侯依伶（2011）。以眼動追蹤技術探討先備知識對科學圖形理解的影響。國立台灣師範大學教育心理與輔導學系教育心理學報，(43)，227-250。
26. 謝宗憲（2007）。探究媒體格式提升七年級學生電腦模擬電化學學習成效。未出版之碩士論文，國立嘉義大學教育科技研究所，嘉義。
27. 鍾采蓉（2012）。多媒體教材之教學模式對學習者認知負荷與學習態度之影響-以國小高年級「自然與生活科技」為例。未出版之碩士論文，國立臺中科技大學多媒體設計系碩士班，台中。
28. 顏銘宏、游光昭（2005）。利用線上模擬增強學生科技概念學習之探討。國際科技教育課程改革與發展學術研討會論文。
29. 蘇義賢（2008）。電腦模擬教學在高中生活科技之應用-以室內配線教學為例。未出版之碩士論文，國立嘉義大學教育科技研究所，嘉義。
30. 英文文獻
31. Allport, G. G. (1937). Personality: A psychological interpretation. New York: Holt.
32. American Association for the Advancement of Science (AAAS). (1994). Benchmarks for science literacy. New York: Oxford University Press.
33. Bell, R. L., Blair, L. M., Crawford, B. A., & Lederman, N. G. (2003). Just do it? Impact of a science apprenticeship program on high school students′ understandings of the nature of science and scientific inquiry. Journal of Research in Science Teaching, 40(5), 487-509.
34. Blumenfeld, P. C., Soloway, E., Marx, R., Krajcik, J. S., Guzdial, M., & Palincsar, A. (1991).
35. Motivating project-based learning: Sustaining the doing, supporting the learning. Educational Psychologist, 26(3 & 4), 369-398.
36. Chi, M. T. (2000). Self-explaining expository texts: The dual processes of generating inferences and repairing mental models. Advances in Instructional Psychology, 5, 161-238.
37. Cronbach, L. J., & Snow, R. E. (1977). Aptitudes and instructional methods: A handbook for research on inter- actions. New York: Irvington.
38. Dochy, F. (1994). Prior knowledge and learning. In T. Husen & T. N. Postlethwaite (Eds.),International Encyclopedia of Education (2nd ed., pp.4698-4702). Oxford/ New York:Pergamon Press.
39. de Jong, T., & Van Joolingen, W. R. (1998). Scientific discovery learning with computer simulations of conceptual domains. Review of Educational Research, 68(2), 179-201.
40. Edelson, D. C., Gordin, D. N., & Pea, R. D. (1999). Addressing the challenges of inquirybased learning through technology and curriculum design. Journal of the Learning Sciences, 8(3-4), 391-450.
41. Fennema, E., & Sherman, J. A. (1976). Fennema-Sherman mathematics attitudes scales:Instruments designed to measure attitudes toward the learning of mathematics by females and males. Journal for Research in Mathematics Education, 7(5), 324-326.
42. Glaser, R., & de Corte, E. (1992). Preface the assessment of prior knowledge as a determinan for future learning. In F. J. R. C. Dochy (Ed.), Assessment of prior knowledge as a determinant for future learning (pp.1-2). London: Lemma B.V. Jessica Kingsley Publishers.
43. Hong, J. C., Hwang, M. Y., Liu, M. C., Ho, H. Y., & Chen, Y. L. (2014). Using a “prediction– observation–explanation” inquiry model to enhance student interest and intention to continue science learning predicted by their Internet cognitive failure. Computers & Education, 72, 110-120.
44. Hunt, D. E., Greenwood, J., Noy, J., & Watson, N.(1973). Assessment of conceptual level:Paragraph completion test method. Toronto: Institute for Studies in Education.
45. Kagan, J. (1965). Reflection-impulsivity and reading ability in primary grade children. Child Development, 36(3), 609-628.
46. Lazonder, A. W., Wilhelm, P., & Hagemans, M. G. (2008). The influence of domain knowledge on strategy use during simulation-based inquiry learning. Learning and Instruction, 18(6), 580–592.
47. Lin, L. F., Hsu, Y. S., & Yeh, Y. F. (2012). The role of computer simulation in an inquirybased learning environment: Reconstructing geological events as geologists. Journal of Science Education and Technology, 21(3), 370-383.
48. Linn, M. C., Pea, R. D., & Songer, N. B. (1994). Can research on science learning and instruction inform standards for science education? Journal of Science Education and
49. Technology, 3(1), 7-15.
50. McNeill, K. L., Lizotte, D. J., Krajcik, J., & Marx, R. W. (2006). Supporting students′ construction of scientific explanations by fading scaffolds in instructional materials. The Journal of the Learning Sciences, 15(2), 153-191.
51. Messick, S. (1976). Personality consistencies in cognition and creativity. In S. Messick(Ed.), Individuality in Learning (pp. 4-33). San Francisco: Josey-Bass.
52. National Research Council (NRC). (1996). National science education standards. Washington, DC: National Academy Press.
53. Olde, C. V. D., & Jong, T. D. (2004). Student‐generated assignments about electrical circuits in a computer simulation. International Journal of Science Education, 26(7), 859-873.
54. Owens, R. F., Hester, J. L., & Teale, W. H. (2002). Where do you want to go today? Inquirybased learning and technology integration. The Reading Teacher, 55(7), 616-625.
55. Pask, G., & Scott, B. C. E. (1972). Learning strategies and individual competence. International Journal of Man-Machine Studies, 4(3), 217-253.
56. Pegg, J. M. (2006). Developing explanations: student reasoning about science concepts during claims-evidence inquiry lessons. Ph.D. dissertation Corvallis, OR: Department of Science and Math Education, Oregon State University.
57. Psycharis, S., Botsari, E., Mantas, P., & Loukeris, D. (2014). The impact of the computational inquiry based experiment on metacognitive experiences, modelling indicators and learning performance. Computers & Education, 72, 90-99.
58. Riding, R., & Cheema, I. (1991). Cognitive styles—An overview and integration. Educational Psychology, 11(3-4), 193-215.
59. Schauble, L., Glaser, R., Duschl, R. A., Schulze, S., & John, J. (1995). Students′ understanding of the objectives and procedures of experimentation in the science classroom. The Journal of the Learning Sciences, 4(2), 131-166.
60. Soloway, E., Guzdial, M., & Hay, K. E. (1994). Learner-centered design: The challenge for HCI in the 21st century. Interactions, 1(2), 36-48.
61. Sweller, J. (2003). Evolution of human cognitive architecture. Psychology of Learning and Motivation, 43, 215-266.
62. Wang, F., & Hannafin, M. J. (2005). Design-based research and technology-enhanced learning environments. Educational Technology Research and Development, 53(4), 5-23.
63. Windschitl, M. (2003). Inquiry projects in science teacher education: What can investigative experiences reveal about teacher thinking and eventual classroom practice? Science Education, 87(1), 112-143.
64. Witkin, H. A., & Moore, C. A. (1974). Cognitive style and the teaching learning process.Paper Presented at the annual meeting of the American Educational Research Association, Chicago, April.
65. Witkin, H.A., Moore, C.A., Goodenough, D.R. & Cox, P.W. (1977). Field-dependent and field-independent cognitive styles and their educational implications. Review of Educational Research, 47(1), 1-64.

指導教授

張立杰(Ben Chang)

審核日期

2016-8-17

推文