四季成因課程

四季成因線上課程是以TEL教學模式(Technology-Enhanced Learning, Hsu, Wu & Hwang, 2008) 作為課程設計基礎，其教學模式包括：

1. 情境化 (contextualization)：利用動畫呈現世界各地的季節變化，學生點選世界地圖中的代表性都市後，動畫會顯示出該城市一年四季的溫度變化和景色圖片，讓學生回想起自己生活中與四季關聯的經驗。

2. 直觀理解 (sense making)：針對學生的另有概念設計「異例」動畫，動畫呈現學生常有的直覺觀念並且檢視其合理性，讓學生產生認知衝突，而重新檢視其原有概念的合理性。

3. 探究 (exploration)：提供一系列的模擬實驗動畫 (包括：手電筒照射實驗、燈泡照射實驗、手電筒照射亮度實驗、倒水到容器模擬等)和四季模擬程式，並利用引導問題來幫助學生思考所欲探討的概念內涵，並推論四季變化的成因。

4. 建模 (modeling)：學生以概念圖表徵出其解釋模型。

5. 應用 (application)：提供火星及水星上四季成因的情境，讓學生嘗試應用剛形成的解釋模型。

施行成果：

本研究團隊應用四季成因課程進行一系列研究來探討高中生學習四季概念的相關研究，首先研發診斷測驗來瞭解台灣地區高中生普遍存在的另有概念類型，再針對主要另有概念類型設計可以引起認知衝突的動畫和促進知識重構的電腦模擬程式的網路教材，做單一組前、後測的實驗研究設計，以學生所繪的概念圖作為判斷學生於教學前後概念轉變的依據，結果顯示：大部分的另有概念類型可以經由 TEL model 的教學設計而移除或降低，但對於「地球與太陽距離遠近為造成四季成因」的另有概念（事實上在北半球地區遠日點為夏季而近日點為冬季）卻反增不減（Hsu, Wu, Hwang, 2008）。

於是，研究者改進診斷學生迷思概念的二階診斷測驗，可以同時診斷學生多個另有概念並由網路管理系統即時判斷學生的另有概念類型，再依據即時診斷出的另有概念類型由網路管理系統自動給予可以促進概念改變的教材。因此，建置一個以學生為中心的網路學習環境提供可以促進四季概念改變的機會，再對照另一組教師引導的教學設計，試圖瞭解學生中心和教師引導的兩種教學取向如何在 TEL model 兩大認知階段 : 直觀理解階段（包括：情境化和意義化）和建構關係階段（包括：探索、建模和應用）影響學生四季另有概念的改變（Hsu, 2008）。結果顯示：不管那個教學取向在直觀理解階段會讓多數學生產生認知衝突，造成另有概念類型的頻率增加；但是經過建構關係階段後，學生中心的教學取向較能幫助學生將四季成因的想法轉變到接近科學模式，而產生 whole sale 形式的概念改變（Hsu, 2008）。

教學意涵：

研究成果在教學實務上的意涵有以下幾點：（1）科學教育文獻上常提及四季成因概念為不易學習且多數學生具另有概念，透過提出資訊融入教學的教學模式（TEL model）來提供教師設計教學活動的參考；（2）對於一些不易改變的另有概念，提供學生機會自行探索（exploration）、建模（modeling）、和應用模式（application），較能讓學生產生接近科學模式的概念改變；（3）提出整合另有概念診斷測驗和網路教材的學生中心取向的學習環境，試圖建置一個讓學生可以依個人先前概念來重構知識的數位學習環境。

相關資料：

• 四季成因課程
• 四季成因模擬軟體

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