本研究旨在透過實驗教學研究，探討議題式教學模組對高中一年級學生概念學習之影響。實驗課程設計為一個以議題為學習情境的地球科學課程，希望能藉由議題課程的引導，促進學生發展系統性概念及幫助學生在面臨科學相關議題時，能應用所學知識於解決問題過程中。期待結果能提供教師在未來設計高中議題式教學課程設計之參考及依據。實驗研究對象為台灣北部某私立高中一年級學生，共有一個班級參與此實驗教學研究其中男生35人，女生18人。研究設計採實驗研究法之單一組前後測設計（one-group pretest-posttest design）（Borg & Gall,1989）。教學模組的課程以「聖嬰現象」為主題，將高中基礎地球科學課本中所提及之大氣、海洋，及其交互作用融入在此教學模組。本研究主要為質的分析，加上量的呈現。資料來源：「聖嬰現象概念搜尋單」、「半結構式晤談」。質的分析方面，研究者使用Flow-Map Method（語意流程圖分析法）以及內容分析法進行資料整理及歸納。量的分析則為T考驗。研究結果顯示：
1.實驗教學後，學生對於聖嬰現象的相關科學性概念的習得與教學前相比達到顯著差異（ p ＜0.05），Effect Size(d值)為1.26，而聖嬰現象相關科學性概念之交叉連結數目比起實驗教學前亦有顯著差異（ p ＜0.05），Effect Size為0.76，此結果表示學生實驗教學後對於聖嬰現象相關的科學性概念有顯著的了解，也發展出較具組織性的概念架構。
2.晤談結果分析發現，學生能夠敘述出海氣系統的交互作用，其中學生對於地表風、海流和湧升流的關係最為熟悉（85 % 的學生可以說出其關係 ）；而關於海流、湧升流與表面溫度，以及表面溫度和熱帶降雨，只有50 % 可以說出其關係。此外，100 ﹪的學生能說出情境特定系統性概念問題的關係。
3. 語意海氣作用概念數與海氣系統概念數交叉分析上發現，整體來說針對非情境特定的系統概念問題中科學概念關係數和後測的科學概念交叉連結數達到顯著相關。而情境特定系統概念的科學概念關係類型數也和後測科學概念交叉連結數目也接近顯著相關。由此可知，本研究之議題式課程，對學生的概念改變是有影響的。
4.整體來說，學生學習過此聖嬰現象的議題式課程之後，能夠應用於海氣系統交互作用的解釋上，這也代表學生在經過這樣的課程後，能夠有一個較完整的海氣交互作用的觀念。

一、中文部分
王澄霞（1995）：STS活動中之「教」與「學」，科學教育學刊，第三卷，第一期，115-137。
何俊青（1995）：國民小學概念教學實驗研究。高雄市：國立高雄師範大學碩士論文（未出版）。
李秀娟、張永達、黃達三（1998）：概念圖應用於國中生物教材之分析與評論—以神經系統為例。師大學報，213，14-26。
林生傳（1994）：概念學習與發展的階次模式理論研究（一）。國科會專題研究報告：NSC 82-0301-H-017-005。
林清山（1992）：心裡與教育統計學。台北市：東華書局。
邱上真（1998）：知識結構的評量：概念圖構圖技巧的發展與試用。特殊教育學報，4，215-244。
邱美虹（1993）：科學教科書與概念改變。科學教育月刊，63，2-8。
邱美虹（1994）：科學課程革新-評介Project2061，SS＆C和STS理念。科學教育月刊，174，12-17。
邱美虹（2000）：概念改變的省思與啟示。科學教育學刊，8（1），1-34。
洪木利（1994）：教學策略對學生概念之發展（一）。輯於行政院國家科學委員會科學教育發展處編印，八十三年度科學教育專題研究計畫成果討論會摘要，58-62。台北市：行政院國科會。
徐順益，許榮富（1990）：學生科學概念與認知結構分析。國科會專案研究報告。
周新富（1991)：國民小學教師專業承諾、教師效能信念與學生學業成就關係之研究。高雄市：國立高雄師範大學教育研究所碩士論文（未出版）。
周新富（1998）：提升學習動機的教師行為。教育實習輔導季刊，4（3），53-57。
南一書局（2002）：高中基礎地球科學。台北市：南一書局。
陳玉玲（2000）：概念改變教學策略對地球運動概念之教學效果—以國小六年級學生為例。台北市：國立台灣師範大學科學教育研究所碩士論文（未出版）。
陳英嫻（1995）：月相盈虧之概念改變。師大學報，40，509-548。
張川木（1995）：促進概念改變教學法（1）。科學教育月刊，185，21-27。
張川木（1996）：促進概念改變教學法（2）。科學教育月刊，186，10-18。
康熙圖書（2002）：高中基礎地球科學。台中市：康熙圖書網路股份有限公司。
教育部（1999）：九年一貫課程「自然與生活科技」綱要。台北市：教育部。
陳文典（1998）：STS理念下之教學，台灣教育，575，10-19。
黃台珠、熊召弟、王美芬、佘曉清、 知勤、段曉林和熊同鑫譯（2002）：促進理解之科學教學。台北市：心裡出版社。
黃光雄、簡茂發（1998）：教育研究法。台北市：師大書苑。
黃昭銘（2003）：
黃達三（1999）：科學、技學、社會—未來科學教育的新方向，國教之聲，23（2），4-13。
葉婉儀（2003）：探討社會性科學議題地震教學模組對高一學生地科學習之成效分析。台北市：國立台灣師範大學地球科學系研究所碩士論文（未出版）。
楊芳瑩（2002）：日常科學思考之培養。科學教育月刊，247，10-20。
楊雅玲（1999）：STS教學模組對學生學習成效之影響，12-26。
趙金祈、許榮富、黃芳裕（1995）：建構論在科學教育研究的典範類型與應用（一）。科學教育月刊，180，2-16。
鄭婉敏（1999）：認知的學習理論的教學意涵及其對教學的啟示。台中師院學報，13。
劉俊庚（2002）：概念改變與概念改變教學策略之文獻分析—以概念圖和後設分析模式探討其意涵與影響。台北市：國立台灣師範大學科學教育研究所碩士論文（未出版）。
鍾聖校（1990）。認知心理學。台北市：心裡出版社有限公司。
鍾聖校（1993）。認知心理學。台北市：五南出版社。
鍾聖校（1994）。對科學教育錯誤概念研究之省思。教育研究資訊，2(3)，89-110。
蘇宏仁（1996）：科教課程模式—科學、技學、社會（STS）之探討，科學教育月刊，190，23-27。
龍騰文化（2002）：高中基礎地球科學。台北市：龍騰文化事業股份有限公司。
二、英文部分
Aikenhead , G.S.(1980).Science in social issue: Implications for teaching. Ottawa: Science Council of Canada.
Aikenhead, G.S.(1994).What is STS Science Teaching? Aikenheaded. STS Education: Internation Perpectives on Reform.47-59.
Aikenhead, G..S.(1994).A review of research into STS science. Paper presented to the annual NARST meeting, March 28,Anaheim,C.A.
Anderson, O.R.(1997).A neurocognitive perpectivism on current learning theory and science instructional strategies. Science Education. 81, 67-89.
Anderson, O.R.(1999). Neurocognitive bases for constructivism in education: A neurobiological, congnitive and cultural perspective. International Conference on Thinking and Education.
Anderson, O.R. and Demetrius, O.J.(1993).A flow-map method of representing cognitive structure based on respondent’s narrative using science content. Journal of Research in Science Teaching,30 , 953-969.
ASE.(1981).Education through science : the policy statemate of Association for Science Education.School Science Review,63 , 5-52.
Ausubel, D.P(1968).Educational psychology: a cognitive view. New York: Holt, Rinehart & Winston.
Borg, W.R. & Gall, M.D.(1989).Education research(5th ed). White Plains, NY: Longman Group Ltd.
Bybee, R.W. and Mau, T(1986).Science and technology related global problem: An international survey of science educators, Journal of Research on Science Teaching, 23 , 599-618.
Canas, A.J., Ford, K.M., Novak, J.D., Hayes, P., Reichherzer, T. R.,& Suri, N.(2001). Online concept maps: enhancing collaborative learning by using technology with conception maps. The science teacher, 68(4) , 2001
Chi, M. T. H.(1992). Conceptual change within and across onto categories: Implications for learninr and discovery in sciences. In R. Giere (Ed.), Cognitive models of science: Minnesota studies in the philosophy of science. Minneapolis:University of monnesota Press, 129-186.
Cohen,E.(1986).Statistical power analysis for behavioral science (2ed ed.).Hillsdale, New Tersey: Lawrence Erlbaum Associates.
Driver, R. (1989). Students’ conception and the learning of science. International Journal of science Education, 11, 481-490.
Driver, R., Asoko, H Leach, J., Mortimer, E., & Scoti, P. (1984). Constructing science knowledge in the classroom. Educational Research, 23(7), 5-12.
Driver, R., & Oldham, V. (1986). A constructivist approach to curriculum development in science. Studies in science education, 13, 105-122.
Gagne,E.D, Yekovich, C.W. & Yekovich, F.R. (1993). The Cognitive Psychology of School Learning (2nd ed.). New York: Haeper Collons College Publishers.
Garnett, P. J., & Hackling, D. (1995). Students’ alternative conceptions in chemistry: A view of research and implications for teaching and learning. Studies in Science Education.
Gillbert, J. K., Osborne, R. J., & Fensham, P. J. (1982). Children’s science and its consequences for teaching. Science Education, 66(4), 623-633.
Harms, H. C., & Yager, R. E.( Eds ). (1981). What Research Says To Science Teacher. Vol.3 Washington, DC: National Science Teacher Association.
Heath, P.A. (1992). P.A. Organizing for STS teaching and leraning : The doing of STS. Theory in Practice, 16, 52-58.
Hewson, M. G., & Hewson, P. W.(1983). Effect of instruction using student’s prior knowledge and conceptual change strategies on science learning. Journal of Research in Science Eduacation, 20(8), 731-743.
Hewson ,P. W., & Thorley, N. (1989). The conditions of conceptual change in the classroom. International Journal of Science Education, 11(5), 541-553.
Iskandar, S. M. (1991). An evaluation of science-technology-society approach to science teaching. Unpublished doctoral dissertation, University of lowa, lowa City.
Kember, D. and Gow,L. (1994). Orentations to teaching and their effect on the quality of student learning. Journal of Higher Education, 65, 58-74.
Kitchener, K. S. (1983). Cognition, metacognition and epistemic cognition. Human Development.
Kuhn, T. S. (1970). The structure of Scientific Revolutions (2nd ed.). Chicago: The University of Chicago Press.
Lewis, E. L., & Linn, M. C. (1994). Heat Energy and Temperature Concepts of Adolescents, Adults, and Experts: Implications for Curricular Improvements. Journal of Research in Science Teaching, 31(6), 657-677.
Markham, K. M., Mintzes, J. J., & Jones, M. G. (1994). The concept map as a research and evaluation tool: further evidence of validity. Journal of Research in Science Teaching, 31(1), 91-101
Mayer, V. J. (1991). Earth system science. The Science Teacher, 1991(1),35-39.
McGee, M. G. (1979). Human spatial abilities: psychometric studies and environmental, genetic hormonal, and neurological influences. Psychological Bulletin, 86, 889-918.
Novak, J. (1988).Leraning science and the science of learning. Studies in Science Eduacation, 15, 77-101.
Novak, J. (1990). Concept mapping : a useful tool for science education. Journal of research in science teaching, 27(10), 937-949.
Novak, J., & Gowin, D. (1984). Learning how to learn. Cambridge: Camcridge University Press.
Piaget, J. (1973). Psychology of Intelligence. Totowa, NJ: Littlefield.
Posner, G. J., Strike, K. A., Hewson, P. W., & Gertzog, W. A. (1982). Accommodation of a scientific conception: toward a theory of conceptual change. Science Education, 66(2), 211-227.
Roth W. and Roychoudhury, A. (1994). Physics students’ epistemologies and views about knowledge and learning. Journal of Research in Science Teaching, 31, 5-30.
Schommer, M. (1990). Effect of beliefs about the nature of knowledge on comprehension. Journal of Educational Psychology, 82, 498-504.
Solomon, J. (1987). Social Influence of the Construction of Pupils Understanding of Science. Studies in Science Education, 14, 63-82.
Stavridou, H., & Solomonidou, C.(1998). Conceptual reganization and the construction of the chemical reaction concept. International Journal of Science Education, 20(2), 205-221.
Thompson, B. (2002). What future quantitative social science research could look like: confidence intervals for effect sizes. Educational Resaerch, 31(3), 25-32.
Von Glaswesfeld, E. (1989). Constructivism in education. In T. Husen, & N. Postlethwaite (Eds). The international in encyclopedia of education. Supplementary vol. 1, 162-163. New York: pergamon.
Vygorsky, L. (1978). Mind in society: Cambridge, MA: Garvard University Press.
Wallace, J. D., &Mintzes J. J. (1990). The concept map as a research tool: Exploring conceptual change in biology. Journal of Research in Science Teaching, 27(10), 1033-1052.
Yager, R. E. (1984). Defining the discipline of science education. Science Education, 68, 35-37.
Yager, R. E. (1989).Development of student creative skills: A quest for successful science education. Creativit Resaerch Journal, 2(3), 18-20.
Yager, R. E. (1998). The power of a current issue for making school programs more relevant. Social Science Record, 26(2), 42-43.
Yang, F. Y. (2002). Conceptual learning through issue-based instruction. Paper presented in the 2002 Annual Meeting of National Association of Research in Science Teaching.