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姓名	熊翊丞(Yi-Cheng Xiong)  查詢紙本館藏	畢業系所	物理學系
論文名稱	探究與實作課程對高中生科學推理能力的影響 (The Effects of the Inquiry-based Practice Course on High School Students’ Scientific Reasoning)
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摘要(中)	本研究欲探討導入十小時的探究與實作課程前、後，高中生科學推理能力的表現與改變。課程參考十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校-自然科學領域探究與實作學習重點設計，讓學生進行探究與實作中的四個探究學習內容(發現問題、規劃與研究、論證與建模、表達與分享)。本研究採取單組前後測設計，以便利取樣的方式選取桃園市某所高中二年級的學生共29位做為研究樣本，進行共十小時的探究與實作課程單元。研究過程蒐集學生的科學推理能力測驗成績與課堂簡報，利用描述性統計、T檢定、無母數檢定與簡報評分指標進行結果分析。研究結果發現：課程對於提升高中生科學推理能力有統計上的顯著進步；課程將高中生的科學推理能力提升到與國內外理工科系大學生相當。
摘要(英)	This study was conducted to examine the performance of and changes in high school students’ scientific reasoning before and after the introduction of a 10-hour inquiry-based practice course. The course was designed to focus on “inquiry and practice” learning in the natural sciences as demonstrated in the Curriculum Guidelines for 12-year Basic Education for Elementary and Secondary Schools as well as General Senior Secondary Schools. During the inquiry-based practice course, students were engaged in four inquiry learning phases: asking a question, planning and research, evidence argumentation and modeling, and presentation and sharing. A one-group pretest-posttest design was applied in this study. A total of 29 tenth grade students in a high school in Taoyuan City were selected as the study sample. The students’ scientific reasoning test scores and classroom presentations were collected during the study and analyzed using descriptive statistics, t-test, nonparametric test, and presentation scoring indicators. The results of the study indicate that the course demonstrated a statistically significant improvement on the scientific reasoning of high school students. The scientific reasoning ability of those high school students was comparable to that of domestic and foreign university students from STEM majors. In this study, the one-group pretest-posttest design was adopted with a technique of convenient sampling(29 G10 students from a local senior high school in Taoyuan City). For this students, there’s a ten hour inquiry and pracetice course to take four course unit sequentially which main tranins argumentation and modeling. The data including the pre- and post- tests of Scientific Reasoning and slides were collected and analyzed with descriptive statistics, t test, nonparametric statistics and scoring indicators of brief report. The results showed that i) students’ scientific reasoning ability was improved significantly after inquiry and practice course; ii) students’ scientific reasoning ability was improved the same as STEM college students at home and abroad; iii) for students in Piaget’s cognitive development concrete operational and transitional stages, their scientific reasoning ability was improved significantly after inquiry and practice course; iv)students’ performance of argumentation and modeling in slides was improved significantly.
關鍵字(中)	★ 探究與實作課程 ★ 科學推理能力 ★ 十二年國民基本教育 ★ 簡報評分指標 ★ 高中生	關鍵字(英)	★ Inquiry and Practice course ★ Scientific Reasoning ★ Curriculum Guidelines of 12- Year Basic Education ★ rubric of slides ★ Senior High School Student
論文目次	目錄 摘要 vi Abstract vii 誌 謝 viii 目錄 ix 圖目錄 xii 表目錄 1 一、 緒論 3 1-1 研究背景與動機 3 1-2 研究目的 6 1-3 研究問題 7 1-3-1 探討高中生在課程前、後之表現與改變 7 1-3-2 探討不同認知發展階段高中生在課程前、後之表現與改變 7 1-3-3 探討高中生與國內外學生之表現與差異 7 1-3-4 探討高中生之簡報表現 8 1-4 名詞釋義 8 1-4-1 科學推理能力 8 1-4-2 探究與實作 8 1-4-3 認知發展階段 9 1-5 研究和限制 10 1-5-1 研究樣本限制 10 1-5-2 研究時間限制 10 1-5-3 研究工具限制 10 二、 文獻探討 11 2-1 科學推理能力的重要性 12 2-2 科學推理能力如何培養 14 2-3 科學探究活動如何設計 17 2-4 科學推理能力的測量工具 20 三、 教學設計與研究方法 23 3-1 研究架構 23 3-1-1 準備階段 24 3-1-2 資料收集階段 25 3-1-3 結果分析階段 25 3-2 課程發展理念 25 3-2-1 科學探究活動之分類 25 3-2-2 科學探究活動之實務經驗 26 3-2-3 科學探究活動之主題選取 28 3-3 課程試行流程 29 3-4 課程內容 31 3-5 課程與108自然領綱的關聯 34 3-6 研究對象 36 3-7 研究工具 36 3-8-1 科學推理能力測驗 36 3-8-2 簡報評分指標 38 3-8 資料分析 40 3-9-1 統計方法之選擇原則 40 3-9-2 科學推理能力測驗 40 3-9-3 簡報評分指標 43 四、 研究結果與討論 45 4-1 探討高中生在課程前、後之表現與改變 45 4-1-1 高中生科學推理能力之前、後測分數差異。 45 4-1-2 高中生科學推理子項能力之前、後測分數差異。 46 4-1-3 高中生科學推理子項能力之分布圖形。 47 4-1-4 小結與討論 48 4-2 探討不同認知發展階段高中生在課程前、後之表現與改變。 49 4-2-1 高中生於課程前後的認知發展階段分布。 49 4-2-2 不同認知發展階段高中生之科學推理能力前、後測分數差異。 50 4-2-3 CO&ET高中生科學推理子項能力之前、後測分數差異。 51 4-2-4 LT高中生科學推理子項能力之前、後測分數差異。 52 4-2-5 FO高中生科學推理子項能力之前、後測分數差異。 54 4-2-6 CO與ET高中生科學推理子項能力之分布圖形。 55 4-2-7 LT高中生科學推理子項能力之分布圖形。 56 4-2-8 FO高中生科學推理子項能力的分布圖形。 57 4-2-9 高中生各認知發展階段之科學推理子項能力分布圖形比較 58 4-2-10 小結與討論 60 4-3 探討高中生與國內外學生之表現與差異 62 4-3-1 高中生與國中生之科學推理能力差異 63 4-3-2 高中生與其他國內高中生之科學推理能力差異 64 4-3-3 高中生與國內大學生之科學推理能力差異 65 4-3-4 高中生與國外大學生之科學推理能力差異 67 4-3-5 小結與討論 68 4-4 探討高中生之簡報表現 69 4-4-1 高中生於「單元三」與「單元四」之簡報表現差異 69 4-4-2 高中生於「A發現問題」之簡報表現 70 4-4-3 高中生於「B規劃與研究」之簡報表現 71 4-4-4 高中生於「C論證與建模」之簡報表現 72 4-4-5 小結與討論 73 五、 結論與建議 74 5-1 研究發現 74 5-2 綜合討論 75 5-3 檢討與建議 75 5-3-1 對研究設計的檢討與建議 75 5-3-2 未來教學與研究方向建議 77 參考文獻 79 附錄 84 附錄一、科學推理能力測驗 84 附錄二、簡報評分指標 93 附錄三、單元一之材料表與學習單 95 附錄四、單元二之學習單 97 附錄五、單元二之中職選手資料庫 98 附錄六、單元三之簡報範例 104
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指導教授	朱慶琪	審核日期	2021-9-7
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