致性的思考模式。
研究者與學生晤談後,經過分析、整理後可歸納與本研究主題直接相關 為十四個主要概念。經由兩位國中教師分別分析學生回應的述詞及歸類,其 評分者信度達 98.6%。在晤談時,研究者不提出地球引力的名稱,當受測者 主動提起地心引力時,研究者才追問受測者對地球引力(地心引力)的相關 概念的思考方式。
受測學生編碼共三位數,前兩位數為晤談序位由 01 編號至 15,第三位 數代表性別:1 代表男生,2 代表女生;例如 022 即表示第 2 位是女學生,
141 即表示第 14 位是男學生。
(一)情境一:國三學生對於非接觸力基本概念的看法
第一個情境之非接觸力基本概念,從學生個別問題的反應及答題(參閱表 4-4-1)顯示,十五位學生對概念 1.「力看得到嗎?」有七位學生認為看不見,
有八位學生認為看得見;概念 2.「非接觸力作用需要靠介質傳遞嗎?」有十 一位學生認為與介質無關,四位學生認為非接觸力作用需要靠介質傳遞;至 於概念 3.「物體受到地球引力的原因」,本研究提問有關這個概念的目的,
是想要了解學生是否知道物體受到地球引力的作用,是物體與地球之間的交 互作用。經深入分析結果發現,十五位學生共可歸類為八種類型,包括:他 們不知道引力源自於物體間的交互作用,而認為是地球內部有某些東西存在 或是具有某些能量,有的學生認為是地球內部的溫度特別高或是地球具有核 心等不同的說法。其中除了編號 141 學生回應不知道,其餘學生則以自己的 看法解釋物體在地球上為何會受到地球引力的作用。
在第貳章文獻探討中,提到 Popper 的否證論,Popper 認為由於科學理 論的產生過程是一種假設、是臆測及不斷創新的過程。在科學教育中,對於 學生的這些假設始於自我建構的假設、臆測及創思,而學生對於物體受到地 球引力的原因有許多不同的假設,故學生具有其先存概念、迷思概念、或是
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另有概念等,所以學生在學習階段中,不斷接受新的資訊,累積知識,透過 不斷的否證後,再創新及重新建構新的概念,這樣經過反覆不斷的驗證,才 可以得到一個正確的科學概念。
表 4-4-1 第一個情境:非接觸力基本概念中之學生個別問題的反應及答題(N=15) 情境一:非接觸力基本概念
問題 問題的反應及答題學生 1.力看得見嗎? Ù1. 看不見(011、051、071、081、091、112、141)
2 看得見(022、032、042、061、101、122、132、152)
2.非接觸力作用 需要介質嗎?
Ù1. 與介質無關(011、032、042、051、061、071、091、101、132、141、
152)
2. 需要介質,沒有空氣磁鐵就沒有磁力、沒有地心引力,在太空中,書 會往上飛、在月球石頭往上飄、太空人往上飄(022、081、112、122)
3 物體受到地球引 力的原因
1. 地球內部有些東西,像磁鐵一樣,有特殊的成分 / 一些礦藏,有一 種看不見的力量 / 能量,(011、032、042、071、122、132)
2. 地球長出來的(051、081、022)
3. 地球是實心,有核心,自然因素造成的。所以籃球是空心的,不會 有引力,人體雖然是實心,但人的體型構造沒有那種自然的變化,
所以人沒有引力(061)
4. 只有星球會產生,籃球蘋果桌子都不會產生引力(091)
5. 人類有引力,從自己身上來的;桌子有引力是自己製造的,桌子引 力若大於地球就會彈出,若小於地球引力,就會保持在地面上(101)
6. 地球形成的時候,在地球內部的溫度特別高,壓力也特別的大,所 以吸力就特的大(112)
7. 不知道(141)
8. 有正負極就會產生引力(152)
4.地球引力有大 小嗎?
1. 一樣 / 固定的。(022、071、081、122)
Ù2.離地心越遠,引力越小(011、042、051、061、091、101)
Ù3.質量 / 重量愈大,引力愈大。(011、032、061、091、112、141)
4. 沒有空氣,就沒有重量,就沒有引力(101、032、132)
5. 離地面越近,引力愈大(152)
5.地球引力有範 圍嗎?
1. 大氣層(011、022、032、042、071、081、112、122)
2. 太陽系(061、091、132、101)
Ù3.沒有(051、141、152)
Ù代表正確答案
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尤其在第八類型:「有正負極就會產生引力」,編號 152 學生認為會產生 地球引力是因物體有正負極的關係,研究者推論編號 152 學生在非接觸力中 之靜電力、磁力及地球引力用同一種模式來解釋產生引力或斥力的原因,換 言之,編號 152 學生認為靜電有正、負兩種電荷,磁極有 N、S 兩種磁極,
它們彼此之間都有吸引力或排斥力,所以物體會受到地球的吸引也是因為兩 者之間有不同的正負電。下面是節錄編號 152 學生晤談時的口語資料:
概念 4.「地球引力有大小嗎?」在學生回應的述詞中,有四位學生認為 地球引力的大小是固定不變的;有六位學生認為離地心越遠引力就越小,其 中有三位同時認為質量或重量越大,引力也越大,他們已有物體與地心之間 的距離及物體的質量大小會影響地球引力大小的概念;有的學生認為是離地 面越近,引力會越大。有三位學生則有不同的看法,他們認為沒有空氣,就 沒有重量,因此就沒有引力,這三位學生其中有兩位對概念 2.「非接觸力作 用需要靠介質傳遞嗎?」的看法,則是認為地球引力是要靠介質傳遞的,這 裡所謂的介質指的是空氣,因此他們認知具有一致性。概念 5.「地球引力有 範圍嗎?」,有八位學生認為地球引力所及的範圍在大氣層內,認為地球引力 是要靠介質傳遞,沒有空氣,地球引力也失去作用了,另外,有學生認為大 氣存在,產生大氣壓力會影響引力的作用。除此之外,還有四位學生認為是 在太陽系內,另有三位學生回答地球引力是沒有範圍的。
……
91.T:地心引力怎麼產生的?
92.S:嗯….地球北極跟南極,好像正極和負極,這樣吸引,就會產生 吸引的力量。
93.T:我會不會產生引力?
94.S:會吧,因為會帶有一點點的負電吧,就像打雷吧,帶有負電就 會吸過來,就會產生吸力。
95.T:桌子會不會產生引力?
96.S:會,因為桌子會傳導。
97.T:什麼樣的會產生引力?
98. S:就是有正極負極。
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