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研究生: 張力中
Chang, Li-Chung
論文名稱: 探討POEC與分組合作學習模式在國二「原子與分子」單元的學習成效
A Study of the Learning Effect of POEC and Cooperative Learning Model for 8th Grades on the Unit of「Atoms & Molecules」
指導教授: 林如章
Lin, Ru-Jang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 146
中文關鍵詞: POEC分組合作學習校內教師社群
英文關鍵詞: POEC, cooperative learning, teacher professional learning community
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:106下載:28
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  • 本研究旨在探討POEC(Predict-Observe-Explain- Conclusion)教學與分組合作學習(Cooperative Learning)模式,對國二「原子與分子」單元學習成效的影響,同時亦探討校內教師社群對本教學模式共同備課之參與度調查,以及實驗組學生接受POEC與分組合作學習教學後的感受情形。本研究採準實驗研究設計,研究對象為研究者任教學校之二個國二班級,其中一班為實驗組,以研究者所屬校內教師社群所開發之POEC與分組合作學習模式進行教學;另一班為控制組,以傳統講述式教學法教學。教學單元為國二上學期理化科,第六章原子與分子單元,受課堂數為6節課。
    本研究之研究工具包含「原子與分子單元測驗卷」、「教師對POEC與分組合作學習共同備課參與度問卷」、「學生對POEC與分組合作學習感受問卷」以及半結構式晤談資料。將測驗卷前、後測結果進行量化分析,了解實驗組與控制組學生經過不同教學法後的學習成效;再進行延宕測及半結構式晤談以了解實驗組學生在「原子與分子」單元學習的情形,之後整理學生在學習感受問卷的填答結果,以了解學生對於接受POEC與分組合作學習模式的學習感受。
    研究結果發現:一、在整體比較方面,實驗組與對照組於「原子與分子」單元後測及進步分數統計均達顯著差異,表示POEC與分組合作學習模式較講述式教學更能夠顯著提升學習成效且澄清迷思概念。二、同組內不同學習成就學生比較方面,兩組個別組內高分、中分與低分三群學生進步分數幅度並未達到顯著差異。三、兩組間相同學習成就學生之間的比較來看,高分群進步分數無顯著差異,但中分以及低分群進步分數中皆有顯著差異,顯示採取POEC與分組合作學習模式對中成就以及低成就學生學習成效有明顯改善。四、建議教師以此模式推廣之其他單元之教學。五、大部分的學生喜歡POEC與分組合作學習模式,且確實能提升班級的學習效果。
    根據上述結論,本研究做出相關建議,作為現階段國中科學探究教學與未來研究之參考。

    The purpose of this study was to explore: 1. the influence of the teaching strategy of POEC (prediction-observation-explanation-conclusion) and the cooperative learning approach for the unit “Atom and Molecule” on eighth graders’ learning effects; 2. the participation of the teacher professional learning community in collaborative lesson planning for this teaching-learning model; and 3. the attitude of students in the experimental group toward this model. The quasi-experimental method was adopted, with subjects comprising two classes of eighth graders in the junior high school where the researcher teaches. One class was used as the experimental group, undergoing the cooperative learning approach and the POEC teaching strategy developed by the teacher professional learning community of the school, while the other class was designated as the control group with the traditional teaching method. The teaching unit was Unit Six “Atom and Molecule” of the physics-chemistry course for the first semester of the eighth grade in junior high school. There were 6 sessions in total for teaching this unit.

    The research tools included: “Atom and Molecule Learning Test”, “Questionnaire of Teachers’ Participation in the Collaborative Lesson Planning for the POEC Teaching Strategy and Cooperative Learning”, “Questionnaire of Students’ Attitude toward the POEC Teaching Strategy and Cooperative Learning”, as well as a semi-structured interview. Both the pre-test and post-test were conducted, with the results quantitatively analyzed to understand the learning effects of both groups that received different teaching methods. A retention-test and semi-structured interviews were later performed to understand how well the students in the experimental group learned material from the “Atom and Molecule” unit. In the end, the results of the questionnaires of students’ attitude toward the POEC teaching strategy and cooperative learning were collected and analyzed.

    The research findings were as follows: 1. In general, the difference in the “Atom and Molecule” unit post-test scores and the progress in scores between the experiment group and the control group reached a significant level, indicating that the POEC teaching strategy and the cooperative learning approach can better elevate students’ learning effect and their understanding of complex science concepts than the traditional teaching method. 2. The different progress in scores among high-achievers, intermediate-achievers and low-achievers in each group did not reach a significant level. 3. As for the equivalents of both groups, the high-achievers of both groups did not show significant differences in the progress of their scores while the intermediate-achievers and the low-achievers between the two groups exhibited a significant difference in the progress of their scores, suggesting that the POEC teaching strategy and the cooperative learning approach help to improve the learning effects of the intermediate-achievers and low-achievers. 4. It is suggested that teachers adopt and promote the POEC teaching strategy and the cooperative approach in the teaching of other units. 5. Most students liked the POEC teaching and the cooperative learning approach, and they could enhance the learning effects of the whole class.

    Based on above findings, suggestions are proposed at the conclusion of this study to serve as a reference for the improvement of current junior high school science teaching, as well as for relevant research in the future.

    目 錄 中文摘要 i Abstract ii 表目錄 v 圖目錄 vii 第一章 緒論 1 第一節 研究背景與研究動機 1 第二節 研究目的與問題 2 第三節 研究範圍及限制 3 第四節 重要名詞解釋 3 第二章 理論基礎與文獻探討 6 第一節 「原子與分子」概念結構 6 第二節 POE教學策略之研究 16 第三節 分組合作學習之研究 23 第四節 校內教師社群之研究 29 第三章 研究方法與步驟 34 第一節 研究流程 34 第二節 研究對象 35 第三節 教材設計 36 第四節 研究工具 39 第五節 施測程序 40 第六節 資料收集與處理 40 第肆章 研究結果及分析 42 第一節 不同教學法對學生在「原子與分子」單元學習成效的影響 42 第二節 實驗組與對照組學生在「原子與分子」單元前測結果分析 51 第三節 實驗組與對照組學生在「原子與分子」單元後測結果分析 63 第四節 實驗組在「原子與分子」單元後測、延宕測結果與晤談內容分析 83 第五節 教師與學生問卷內容分析 93 第五章 結論與建議 98 第一節 結論 98 第二節 建議 101 參考文獻 102 表目錄 表2- 1微觀粒子概念的相關研究 7 表2- 2 POE 教學策略教師與學生的任務 17 表2- 3 國內外POE教學之相關研究 18 表2- 4建構主義和實證主義知識論之比較表 23 表2- 5合作學習理論綜合整理 25 表2- 6傳統教學與分組合作教學設計比較 26 表2- 7「學生小組成就區分法」STAD分組情況及實施流程表 27 表2- 8實務社群與教師團隊之比較 30 表3- 1研究步驟 35 表3- 2「原子與分子」單元學習目標 37 表3- 3 實驗組與對照組教學標題及內容 37 表3- 4 研究問題與分析方法對照表 40 表4- 1「原子與分子」單元前、後測Shapiro-Wilk常態性檢定結果 42 表4- 2實驗組與對照組後測成績同質性考驗 43 表4- 3實驗組與對照組前、後測描述性統計資料表 43 表4- 4實驗組與對照組前、後測獨立樣本t檢定表 44 表4- 5實驗組與對照組對於後測以及前後測差異之t統計考驗力摘要表 44 表4- 6實驗組與對照組前測對後測之迴歸係數同質性考驗結果表 45 表4- 7不同教學法(組別)在「原子與分子」單元學習成效描述性統計資料表 45 表4- 8不同教學法(組別)之單因子共變數分析表 45 表4- 9實驗組及對照組在前測總分之高、中、低分組人數分布及前、後測平均分數表 46 表4- 10實驗組及對照組高、中、低分組學生之「後測-前測」進步分數資料表 46 表4- 11實驗組之不同分數組別學生在「後測-前測」之單因子變異數分析結果摘要表 47 表4- 12對照組之不同分數組別學生在「後測-前測」之單因子變異數分析結果摘要表 47 表4- 13實驗與對照組之高分群前、後測及「後測-前測」描述性統計資料表 47 表4- 14實驗與對照組之高分群前、後測及「後測-前測」獨立樣本檢定(一) 47 表4- 15實驗與對照組之高分群前、後測及「後測-前測」獨立樣本檢定(二) 48 表4- 16實驗與對照組之中分群前、後測及「後測-前測」描述性統計資料表 48 表4- 17實驗與對照組之中分群前、後測及「後測-前測」獨立樣本檢定(一) 48 表4- 18實驗與對照組之中分群前、後測及「後測-前測」獨立樣本檢定(二) 49 表4- 19實驗與對照組之低分群前、後測及[後測-前測]描述性統計資料表 49 表4- 20實驗與對照組之低分群前、後測及[後測-前測]獨立樣本檢定(一) 49 表4- 21實驗與對照組之低分群前、後測及[後測-前測]獨立樣本檢定(二) 50 表4- 22實驗組及對照組前測答對人數及百分比 52 表4- 23前測實驗組及對照組於概念類型1「原子說」答對率分析表 53 表4- 24 前測實驗組及對照組於概念類型1各子概念答題狀況分析表 53 表4- 25前測實驗組及對照組於概念類型2「原子說(元素與化合物)」答對率分析表 54 表4- 26 前測實驗組及對照組於概念類型2各子概念答題狀況分析表 54 表4- 27前測實驗組及對照組於概念類型3「原子結構(元素週期表)」答對率分析表 55 表4- 28 前測實驗組及對照組於概念類型3各子概念答題狀況分析表 55 表4- 29前測實驗組及對照組於概念類型4「原子分子」答對率分析表 56 表4- 30 前測實驗組及對照組於概念類型4各子概念答題狀況分析表 56 表4- 31前測實驗組及對照組於概念類型5「化學式」答對率分析表 57 表4- 32 前測實驗組及對照組於概念類型5各子概念答題狀況分析表 57 表4- 33前測實驗組及對照組於概念類型6「粒子觀點的純物質和混合物」答對率分析表 58 表4- 34 前測實驗組及對照組於概念類型6各子概念答題狀況分析表 58 表4- 35前測實驗組及對照組於概念類型7「粒子觀點的元素與化合物」答對率分析表 59 表4- 36前測實驗組及對照組於概念類型7各子概念答題狀況分析表 59 表4- 37前測實驗組及對照組於概念類型8「巨觀的物理與化學變化」答對率分析表 60 表4- 38前測實驗組及對照組於概念類型8各子概念答題狀況分析表 60 表4- 39前測實驗組及對照組於概念類型9「微觀的物理與化學變化」答對率分析表 61 表4- 40前測實驗組及對照組於概念類型9各子概念答題狀況分析表 61 表4- 41前測實驗組及對照組於概念類型10「化學反應式」答對率分析表 62 表4- 42 前測實驗組及對照組於概念類型10各子概念答題狀況分析表 62 表4- 43實驗組及對照組各題組後測答對人數及百分比 64 表4- 44後測實驗組及對照組於概念類型1「原子說」答對率分析表 65 表4- 45 後測實驗組及對照組於概念類型1各子概念答題狀況分析表 65 表4- 46後測實驗組及對照組於概念類型2「原子說(元素與化合物)」答對率分析表 66 表4- 47 後測實驗組及對照組於概念類型2各子概念答題狀況分析表 66 表4- 48後測實驗組及對照組於概念類型3「原子結構(元素週期表)」答對率分析表 67 表4- 49 後測實驗組及對照組於概念類型3各子概念答題狀況分析表 67 表4- 50後測實驗組及對照組於概念類型4「原子分子」答對率分析表 68 表4- 51 後測實驗組及對照組於概念類型4各子概念答題狀況分析表 68 表4- 52後測實驗組及對照組於概念類型5「化學式」答對率分析表 69 表4- 53 後測實驗組及對照組於概念類型5各子概念答題狀況分析表 69 表4- 54後測實驗組及對照組於概念類型6「粒子觀點的純物質和混合物」答對率分析表 70 表4- 55 後測實驗組及對照組於概念類型6各子概念答題狀況分析表 70 表4- 56後測實驗組及對照組於概念類型7「粒子觀點的元素與化合物」答對率分析表 71 表4- 57後測實驗組及對照組於概念類型7各子概念答題狀況分析表 71 表4- 58後測實驗組及對照組於概念類型8「巨觀的物理與化學變化」答對率分析表 72 表4- 59後測實驗組及對照組於概念類型8各子概念答題狀況分析表 72 表4- 60後測實驗組及對照組於概念類型9「微觀的物理與化學變化」答對率分析表 73 表4- 61後測實驗組及對照組於概念類型9各子概念答題狀況分析表 73 表4- 62後測實驗組及對照組於概念類型10「化學反應式」答對率分析表 74 表4- 63 後測實驗組及對照組於概念類型10各子概念答題狀況分析表 74 表4- 64前、後測中子概念題目答對的比例及差異示意表 75 表4- 65前、後測中子概念題目答對的比例及差異示意表 76 表4-66 「原子模型」題綱中迷思概念類型及對應題號 78 表4-67實驗組與對照組在「原子模型」題綱中答對率變化表 78 表4-68「原子與分子」題綱中迷思概念類型及對應題號 78 表4-69實驗組與對照組在「原子與分子」題綱中答對率變化表 79 表4-70「物質變化」題綱中迷思概念類型及對應題號 79 表4-71實驗組與對照組在「物質變化」題綱中答對率變化表 79 表4-72實驗組與對照組在「原子模型」題綱中各認知向度答對率增減表 80 表4-73實驗組與對照組在「原子與分子」題綱中各認知向度答對率增減表 81 表4-74實驗組與對照組在「物質變化」題綱中各認知向度答對率增減表 82 表4-75 實驗組在「原子與分子」單元後測及延宕測答對人數及百分比 83 表4-76 實驗組在「原子與分子」單元後測及延宕測描述統計量 84 表4- 77實驗組在「原子與分子」單元後測及延宕測相依樣本相關性 84 表4- 78實驗組在「原子與分子」單元後測及延宕測相依樣本檢定 84 表4-79實驗組在「原子與分子」單元後測及延宕測相依樣本檢定 84 表4-80半結構性晤談作答情形分配表 85 表4-81「POEC與分組合作學習」教師及學生問卷可靠性統計量 93 表4- 82教師在「分組合作學習」教師參與度填答結果統計、描述性統計資料表 93 表4-83學生在「教師共同備課開發之新式教案結合分組合作學習」感受問卷填答結果統計、描述性統計資料表 95 圖目錄 圖2- 1、化學中的三種概念層級 14 圖2- 2化學中的三種概念層級 15 圖2- 3P(預測)-O(觀察)-E(解釋)-C(結論)新式教案範例 22 圖2- 4「近側發展區」(ZPD;zone of proximal development)的概念圖 25 圖4- 1 實驗組與對照組在「原子模型」題綱中答對率變化圖 78 圖4- 2實驗組與對照組在「原子與分子」題綱中答對率變化圖 79 圖4- 3實驗組與對照組在「物質變化」題綱中答對率變化圖 80 圖4- 4實驗組與對照組在「原子模型」題綱中各認知向度答對率增減長條圖 81 圖4- 5實驗組與對照組在「原子與分子」題綱中各認知向度答對率增減長條圖 81 圖4- 6實驗組與對照組在「物質變化」題綱中各認知向度答對率增減長條圖 82 圖4-7學生SM03原子模型圖 圖4-8學生SL01原子模型圖 89 圖4-9學生SL03原子模型圖 90 圖4-10學生SH03分子模型圖 91 圖4-11學生SH03水的三態變化圖 92

    一、中文部分
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