此題在附錄二:「非接觸力概念之半開放紙筆問卷」中之第七大題,由於 學生生活在地球的環境中,對地球上發生的事情較能體會,因此瞭解學生對 於地球環境以外的星體是否受到地球引力的影響進行分析。
表4-3-5「高掛在天空中的月球為什麼不會掉到地球上?」
二項概念評量答題表現統計表
高掛在天空中的月球為什麼不會掉到地球上?(可複選)
(a)因為月球有固定的軌道,所以不會掉下來。
(b)因為月球和地球沒有接觸,所以月球不受地 球引力的影響。
(c)因為月球和地球之間有一個排斥力,此力與 地球引力平衡了。
(d)因為月球在地球的大氣層外,所以月球不受地球引力的影響。
Ø(e)其他。請說明理由:(地球對月球的吸引力提供月球繞地球運行的 向心力)
a b c d Øe 總人數
+A 76(53.2%) 28(19.6%) 41(28.7%) 58(40.6%) 9(6.2%) 143
-A 104(53.6%) 50(25.8%) 34(17.5%) 98(50.5%) 10(5.1%) 194
+B 118(51.5%) 44(19.2%) 56(24.5%) 101(44.1%) 22(9.7%) 229
-B 62(57.4%) 34(31.5%) 19(17.6%) 55(50.9%) 2(1.8%) 108
+A+B 60(50.8%) 20(16.9%) 38(32.2%) 39(33.1%) 20(16.9%) 118
+A-B 16(64.0%) 8(32.0%) 3(12.0%) 19(76.0%) 1(4.0%) 25
-A+B 58(52.3%) 24(21.6%) 18(16.2%) 62(55.9%) 13(11.7%) 111
-A-B 46(55.4%) 26(31.3%) 16(19.3%) 36(43.4%) 5(6.0%) 83 全 體 108(53.4%) 78(23.2%) 75(22.3%) 156(46.3%) 39(11.3%) 337 註:Ø表示正確答案;+A、-A表示介質評量高分群組、低分群組
+B、-B表示接觸評量高分群組、低分群組
學生的答題顯示(參閱表 4-3-5),不論是全體受測學生或是在每種類型 的分組中,選答(a)「因為月球有固定的軌道,所以不會掉下來」的選項中,
都超過五成的比例,他們認為月球有固定的軌道,所以不會掉下來,這也呼 應了第一節所分析學生對於力概念的了解,學生會用日常經驗的直觀反應來 詮釋現象。在選項(b)「因為月球和地球沒有接觸,所以月球不受地球引力 的影響」,接觸評量低分群組的分組中(-B、+A-B、-B-B)選答此項各有三 成多的比例(31.5%、32.0%、31.3%),顯示出接觸評量的低分群組學生會 持有物體必需接觸才會發生力作用現象的概念。這與「靜置在桌面上的書本,
為什麼不會掉落到地面上?」的概念分析中也發現接觸評量的低分群組學生有 同樣的現象。
圖4-3-5「高掛在天空中的月球為什麼不會掉到地球上?」
受測學生答題人數百分比率分佈圖
在高分群分組中(+A、+B、+A+B)約有 25%至 32%的受試學生持有「(C) 因為月球和地球之間有一個排斥力,此力與地球引力平衡了」的另有概念,
研究者推測高分群的學生在力學概念認知架構中,認為月球受有地球引力的 影響,是為吸引力,而月球高掛天空有固定的軌道,在靜力平衡概念下,必 須有一力與地球引力平衡,此力則為排斥力。值得注意的是差不多有半數
(46.3%)的學生持有(d)「因為月球在地球的大氣層外,所以月球不受地 球引力的影響」的另有概念,這顯示有不少學生認為地球引力影響的範圍至 大氣層,沒有空氣的地方就沒有地球引力。這與國外的文獻報告中,發現不 同年齡層的學生也存在著沒有空氣的地方就沒有地球引力的另有概念具有 同樣的結論(Stead Osbone,1980; Watts & Zylbersztajn,1981; Watts,
1982; Bar, Zinn, Goldmuntz & Sneider, 1994; Bar, Sneider &
高掛在天空中的月球為什麼不會掉下來?
53.4
23.1 22.3
46.3
11.6
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
a b c d e
概念 百
分 比︵
%︶
Martimbeau,1997)。另外有 11.3%的學生選答(e)其他,在敘明理由中,
具有正確概念的學生僅 5∼6%,乃因本研究的測試樣本中有一個班級是資優 班學生,在課業上加深加廣的學習前提下,比一般常態編班的班級具有較多 的科學概念。