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研究生: 方健諺
Fang, Jian-Yan
論文名稱: 探討使用不同論證任務對大學生學習摩擦力概念之成效
Comparing Learning Effects of Different Argumentation Tasks on University Students’ Concepts of Friction.
指導教授: 顏妙璇
Yen, Miao-Hsuan
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 科學教育研究所
Graduate Institute of Science Education
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 121
中文關鍵詞: Toulmin論證模式競爭理論迷思概念
英文關鍵詞: Toulmin Argument Pattern, Competing theory, Misconception
DOI URL: https://doi.org/10.6345/NTNU202202479
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:136下載:12
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  • 摘要
    本研究目的為探討大學生透過不同的論證任務學習摩擦力概念時,受試者的學習成效為何。研究中使用Toulmin論證模式中的「論據」與「反駁」,讓兩組受試者透過執行不同的論證任務學習摩擦力,藉此探討兩組別受試者的摩擦力應用知識與迷思概念改善情形,並觀察受試者執行任務時的表現。因執行的論證任務不同將受試者分成兩組:論據組有24人而反駁組有22人。
    針對本研究之研究目的與問題,說明研究結果如下:
    1. 應用知識學習成效與迷思概念改善情形在組別間並無顯著差異,不論使用哪種論證方式學習並無顯著差異。
    2. 論證能力在學生的學習過程中扮演了重要的角色,高論證能力的受試者在摩擦力的應用知識學習成效和迷思概念的改善情形皆比低論證能力的受試者稍好,達邊緣顯著。
    3. 以任務表現進行分析,發現論證能力與迷思概念分別顯著地影響任務表現,但論證能力與迷思概念間並無交互作用。即高論證能力的受試者的任務表現比低論證能力的受試者來得好;低迷思概念的受試者的任務表現則比高迷思概念的受試者來得好。
    4. 整理兩組別受試者訪談時對於執行論據與反駁任務的想法,發現受試者執行完論證任務後,大多有發現兩論證任務的功能。反駁組中,覺得反駁相較於論據對於學習比較有用的受試者,認為反駁可以多一個思考的角度檢視自己的想法是否有錯;而論據組中覺得論據相較於反駁比較有用的受試者則認為論據可以幫助我們連接證據跟主張,有系統地產生正確概念架構。

    Abstract
    The purpose of this study was to compare the learning effects of different argumentation tasks on university students’ concepts of friction. Two groups of students learned about friction through generating warrants (N = 24) and rebuttals (N = 22), two components of the Toulmin Argument Pattern, respectively. Their performance in applied knowledge, reduction of misconceptions, and task performance were observed and compared. Four major findings are discussed as follows:
    1. The performance in the post-test was significantly better than that in the pre-test. But the differences between groups were not significant.
    2. Students’ argumentation ability was important for learning. Students with higher argumentation ability had slightly better performances in both applied knowledge (p < .07) and reducing misconceptions (p < .06) than those with lower argumentation ability.
    3. Both the argumentation ability and misconception before task affected the task performance. Students with higher argumentation ability had better task performance than those with lower argumentation ability. Students with fewer misconceptions also had better task performance than those with more misconceptions.
    4. From the interview after task, both groups of students perceived the benefit of the task assigned to them. Students in the rebuttal group felt that generating rebuttals can provide an alternative viewpoint to examine the correctness of their thoughts. Students in the warrant group felt that generating warrants can help them connect the data with the claim and establish a framework of correct knowledge systematically.

    目錄 第一章 緒論 1 第一節 研究動機 1 第二節 研究的重要性 3 第三節 研究目的與研究問題 4 第四節 名詞解釋 5 第五節 研究適用範圍與現制 6 第二章 文獻探討 7 第一節 Toulmin論證模式 7 第二節 競爭理論在論證教學上的應用 13 第三節 Toulmin論證與科學學習 19 第四節 論證教學與概念改變 22 第五節 摩擦力的迷思概念 26 第三章 研究方法 31 第一節 研究設計 31 第二節 研究對象 33 第三節 研究流程 38 第四節 研究工具 43 第五節 資料分析與處理 56 第四章 研究結果與討論 59 第一節 探討不同論證任務的學習成效 59 第二節 執行不同論證任務對不同論證能力受試者學習成效的影響 62 第三節 探討受試者迷思概念和論證能力高低與任務表現的關係 67 第四節 統整受試者對論證任務的想法 70 第五章 結論與建議 76 第一節 研究結果摘要 76 第二節 研究討論與結論 78 第三節 未來發展與建議 80 參考文獻 82 附錄一 摩擦力迷思概念檢測試題 87 附錄二 摩擦力應用知識檢測試題(前測) 90 附錄三 摩擦力應用知識檢測試題(後測) 97 附錄四 摩擦力介紹文章 103 附錄五之一 摩擦力概念學習之論證任務投影片:論據組 105 附錄五之二 摩擦力概念學習之論證任務投影片:反駁組 108 附錄六 論證教學投影片 112 附錄七之一 論證學習單-論證能力前測試題 113 附錄七之二 論證學習單-論證教學與練習 114 附錄七之三 論證學習單-論證練習 119 附錄七之四 論證學習單-論證能力後測試題 121 圖目錄 圖2-1-1 基本的Toulmin論證架構 8 圖2-1-2 完整的Toulmin論證架構 9 圖2-1-3 林煥祥等人(2007)所提出各論證元素關係圖 10 圖2-1-4 本研究中論據組所採用的論證架構 12 圖2-1-5 本研究中反駁組所採用的論證架構 12 圖2-2-1 Voss和Means(1991)的論證架構 13 圖2-2-2 論據組與反駁組論證架構對照圖 18 圖3-3-1 研究流程圖 38 圖3-3-2 論據組之論證架構 40 圖3-3-3 反駁組之論證架構 41 圖3-4-1 研究工具編制流程 43 圖3-4-2 巨觀尺度下的摩擦力作用情形 47 圖3-4-3 微觀尺度下的摩擦力作用情形 47 圖3-4-4 粒子尺度下的摩擦力作用情形 48 圖3-4-5 論據組論證任務之論證架構 任務1(待填答) 50 圖3-4-6 論據組論證任務之論證架構 任務1(完整) 50 圖3-4-7 反駁組論證任務之論證架構 任務1(待填答) 50 圖3-4-8 反駁組論證任務之論證架構 任務1(完整) 51 圖3-4-9 完整Toulmin論證架構與論證元素之定義 52 圖3-4-10 論證學習單格式範例 53   表目錄 表2-1-1 Osborne等人(2004)建立之論證層次標準表 11 表2-3-1 Osborne等人(2004)所列出論證相關教學類型。 19 表2-5-1 摩擦力迷思概念之文獻整理 27 表2-5-1 摩擦力迷思概念之文獻整理(續) 27 表2-5-2 五大摩擦力概念之正確概念與迷思概念主張對照表 28 表2-5-2 五大摩擦力概念之正確概念與迷思概念主張對照表(續) 30 表3-1-1 實驗流程與研究工具對照表 32 表3-2-1 反駁組中剔除之受試者摩擦力迷思概念與摩擦力應用知識前測分數 34 表3-2-2 論證能力前後測與組別的變異數分析表 35 表3-2-3 論證能力前後測平均分數表 35 表3-2-4 論證能力前後測得分之人數分布表(受試者總人數共46人) 36 表3-2-5 兩組別摩擦力應用知識前測試題平均分數與標準誤 36 表3-2-6 兩組別摩擦力迷思概念前測試題平均分數與標準誤 37 表3-4-1 迷思概念二階段是非題評分規準 44 表3-4-2 迷思概念檢測試題之前測與後測評分者信度(以相關係數表示) 44 表3-4-3 摩擦力應用知識檢測試題之前測與後測題目類型對照摩擦力概念表 45 表3-4-4 摩擦力應用知識檢測試題評分者信度(以相關係數表示) 46 表3-4-5 子任務與摩擦力概念類別對照表 49 表3-4-6 任務表現評分規準表 52 表3-4-7 論證評分規準表 54 表3-4-8 論證測驗之評分者信度(以相關係數表示) 55 表3-5-1 質性或量化研究工具類別對照表 56 表3-5-2 研究問題與資料分析方法 57 表4-1-1 摩擦力應用知識之共變數分析迴歸係數同質性考驗 59 表4-1-2 摩擦力應用知識之共變數分析摘要表 60 表4-1-3 應用知識前測與後測的平均值和標準誤 60 表4-1-4 摩擦力迷思概念之共變數分析迴歸係數同質性考驗 60 表4-1-5 摩擦力迷思概念之共變數分析摘要表 61 表4-1-6 應用知識前測與後測的平均值和標準誤 61 表4-2-1 摩擦力應用知識之共變數分析迴歸係數同質性考驗 62 表4-2-2 摩擦力應用知識之共變數分析摘要表 63 表4-2-3 應用知識調整後的後測平均值和標準誤 63 表4-2-4 摩擦力迷思概念之共變數分析迴歸係數同質性考驗 65 表4-2-5 摩擦力迷思概念之共變數分析摘要表 65 表4-2-6 迷思概念後測的平均值和標準誤 66 表4-3-1 論據組中迷思概念與論證能力對任務表現之變異數分析摘要表 67 表4-3-2 反駁組中迷思概念與論證能力對任務表現之變異數分析摘要表 68 表4-3-3 論據組學生的任務表現分數平均值和標準誤 68 表4-3-4 反駁組受試者的任務表現分數平均值和標準誤 69 表4-4-1 「反駁組」訪談問題一受試者答案統計 70 表4-4-2 「反駁組」訪談問題二受試者答案統計 71 表4-4-3 「反駁組」訪談問題三,選擇反駁的受試者答案統計 72 表4-4-4 「論據組」訪談問題一受試者答案統計 73 表4-4-5 「論據組」訪談問題二受試者答案統計 74 表4-4-6 「論據組」訪談問題三,選擇論據的受試者答案統計 74

    參考文獻
    中文部分
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