本研究之主要研究目的有五：一、以Levin(1982)的圖片功能分類法來分析國中自然科學科教科書中的圖形分布情形。二、探討國中地球科學課本附圖所用不同的表徵是否會干擾國二學生學習地球科學知識。三、探討國二學生在詮釋國中地球科學課本中的圖形時，是否有受直覺法則影響的跡象。四、世界地圖有兩種常見的類型，第一種類型是地圖中央線是經度0°線，台灣在世界地圖的右邊。第二種類型是地圖中央線是國際換日線（經度180°線），台灣在世界地圖的左邊。本研究想探討在這兩種不同類型的地圖下，國二學生解讀這兩類圖形時是否有差異，其所應用的解題策略是否有所不同。五、探討國小學習地球科學之後，且尚未正式學習國中地球科學課程的國二學生，對於地球內部構造會有哪些的心智模式。本研究之研究對象為國二學生。本研究所涉及的評量工具題目，以國中地球科學課本為主。在研究方法採學生接受前後測驗（約相隔一週）及問卷調查與晤談。
本研究之研究結果顯示：一、國中自然科教科書課本中附圖平均每一頁有1.1張以上的圖形，但卻以表徵類圖形最多。二、當題目的圖形為有背景圖時，學生在判斷情意的題目時，會因背景圖而造成判斷上的差別，判讀背景圖為有煙囪冒煙之圖形時，較多學生會認為代表溫度升高；判讀沒有背景圖之圖形時，比較多學生會認為代表溫度較低或沒有變化。三、學生在回答箭頭停留位置與箭頭長短圖形題目時，有隨more A—more B直覺法則判斷的可能，但可能也會因學科知識因素做判斷。四、圖形中的不同的排列順序產生不同的答對率，當題目上的兩個國家在國際換日線同側時，及題目上有直接給兩個國家之間的時差時，學生的答對率較高。而由於整體答對率不高，無法明確判斷出地圖排列情形對學生的答對率有沒有太大的影響。圖形的左右對調對學生而言，需花較多心思去弄懂。五、國二學生對地球內部構造的心智模式中，發現受試者會根據他們所學到的知識創造出自己的地球，在地球內部構造與板塊運動想法部分有5個模式：、地球由泥沙、化石、岩漿等組成；板塊運動就是泥土動‚、地球分成地殼、岩漿、地心；地心中的岩漿造成板塊運動ƒ、地球是很多層組成，地表底下的岩漿造成板塊運動，岩漿底下還有東西，但不知道岩漿底下還有什麼。„、地球是很多層組成，岩漿造成板塊運動，地心也是岩漿。…、地球除地心是岩漿外，其餘全是板塊組成，可稱為「磚塊模式」。

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