第四章 研究結果與討論
第四節 二段式診斷測驗施測第二層選項結果及雙層選項交叉分析
一、二段式診斷測驗第二層選項正確概念百分比及作答結果分析
根據 Peterson ＆ Treagust（1986，1989）指出，任何一組所佔人數的百 分比大小如果超過百分之二十以上，則表示該選項是頗具代表性的一種迷思概
227（26.06%）
3 像雞蛋一樣的長橢圓形球體，赤道上的直徑較短 58（6.66%）
1
4 很像正圓形的球體，但其實是橢圓形，南極到北極之間338（38.81%）
的直徑較短
5 很像正圓形的球體，但其實是橢圓形，赤道上的直徑較 短
145（16.65%）
（二）地球內部構造與狀態 a.地球內部構造
由表 4-4-2 的分析，第 2、5、6、15 題主要探討的是學生對地球內部構造的 概念，詳細結果分析如下：
第二題學生正確回答比例為 77.73%。顯示學生對於地球分為地殼、地函、地 核三層沒有顯著迷思概念存在。本題是教科書中曾經提過的內容。值得一提的 是，有 3.33%學生會將大氣圈、水圈等也算進地球內部構造。由於選項中明白提 出「地球內部」，因此，會出現這樣的選答情形，應是學生對於文字的認知有所 差異或並未詳細思考。
第五題學生正確答對比例為 28.24%，僅有少部分學生答對。若與其他選答比 例較接近的選項相較，有 27.67%的學生雖然知道地球中心的成分主要為鐵、鎳兩 種金屬，但卻誤認為液態。另也有 28.82%的學生認為地球中心是岩漿。綜合兩個 選答比例較高的錯誤選項，研究者發現學生傾向於認為地球中心主要由岩漿組 成，有迷思概念存在。但是對於地核的成分則無迷思概念存在。
第六題要問的是以「目前」而言，科學家是否能「直接」看到地球內部的垂 直構造與組成成分。有 59.60%的學生能知道必須藉由間接的方式如：地震波對地 球內部進行探測。值得一提的是，有 6.66%的學生還是認為地球內部均由岩漿組 成對照第五題的施測結果，顯然確實有部分學生存在地球內部均為岩漿的迷思概 念。
第十五題僅約 39.83%的學生認為地下 100km 處即有岩漿的層圈構造（即軟流 圈）。有 31.58%的學生仍認為必須深達地函與地核交界處甚至是地核才有可能發
現明顯的岩漿層圈。顯然學生確實認為地球中心的組成主要為岩漿。
493（56.60%）
6
5 至少要挖到地球最中心 72（8.27%）
b.地球內部狀態
由表 4-4-3 的分析，第 3、4 題主要測驗學生對地球內部狀態的迷思概念，
詳細結果分析如下：
第三題有 61.08%學生能正確回答出地球內部的溫度分佈情形。明顯的迷思概 念在於學生會將地球外部的因素考慮進去，認為也會影響地球內部垂直溫度變 化。例如有 16.65%的學生會認為緯度會影響，而有 3.79%的學生甚至將溫室效應 也考慮進去。
第四題則有 54.99%的學生能知道越往地球中心，壓力越大。比較明顯的迷 思概念在於，有 19.98%的學生認為是否在火山底部，會影響地球內部的垂直壓力 分佈。
綜合上述，學生對地球內部狀態最主要的迷思概念在於，往往會將地球外部 的變化當作影響地球內部的因素之一，甚至將一些長期性的大氣現象也考慮進 去。且這兩題的答對比例與第一層選項高達 93.2%與 91.0%的情形仍有約 35%的落 差，這顯示學生的概念並不清楚。
表 4-4-3 地球內部狀態第二層選項施測結果統計表
題號 選項 理由 選答人數（百分比）
1 地球內部的溫度是一致的 48（5.51%）
2 緯度越高處越冷、緯度越低處越熱 145（16.65%）
3 接近海洋者較冷、接近陸地者較熱 67（7.69%）
4 越接近地表越冷、越接近地心越熱 532（61.08%）
5 溫室效應較強處較熱、溫室效應較弱處較冷 33（3.79%）
3
1 地球內部的壓力是一致的 33（3.79%）
2 緯度越高處越大、緯度越低處越小 14（1.61%）
3 接近火山者較大、接近一般陸地者較小 174（19.98%）
4 越接近地表越大、越接近地球中心越小 33（3.79%）
5 高山底部較大、海洋底部較小 101（11.60%）
4
6 越接近地表越小、越接近地球中心越大 479（54.99%）
（三）板塊運動與相關地質活動 a.板塊構造與動力來源
由表 4-4-4 的分析，第 7、8、9、10 四題主要在了解學生對板塊構造與板塊 漂移動力來源的概念，詳細分析結果如下：
第七題中，有 36.05%的學生能正確選答，認為目前地表看到的陸地與海洋都 是板塊的一部份。也就是說，他們認為板塊的垂直範圍包含地球表面。另外，較 明顯的迷思概念是學生認為板塊是在我們無法觀察到的地球內部。即使有的學生 認為板塊較接近地球中心，有的則認為只是在距離地表不遠的地下，但共同點是 均認為板塊與我們生存的地球表面是分離的，約佔 31.4%。另外值得一提的是，
有學生認為僅有陸地才是板塊。這在第八題的結果中亦可看出。
第八題主要測驗學生對於板塊水平範圍的概念。有 33.87%的學生正確選答即 認為中國大陸只是板塊的一部份，因此其海岸線並非板塊間的交界線。本題明確 的迷思概念為 49.37%的學生認為海岸線即是交界線，這顯示學生認為板塊有海、
陸之分，但事實上板塊的水平範圍是跨越海陸交界線的。這在吳家鶴（民 93）的 研究中有所提及，而研究者平常在日常教學時亦有發現。對照第七題的選答結 果，此一迷思概念極為明顯。
第九題中有 53.85%的學生能正確選答，瞭解板塊漂移的動力來源為地球內 部熔融物質的流動。較為明顯的迷思概念為學生認為地震會造成板塊的移動，佔
選答結果中的 29.97%，這顯然是倒因為果的想法，表示學生將地震當成原因而非 大陸地殼較老(20.55%)，兩個選項的學生選答比例均超過 20%，顯示學生確實存 在有以生物學的原理以及以人類活動程度來判斷地層年代的迷思概念。這與蘇育
198（22.73%）
7
227（26.06%）
3 中國大陸位於板塊內側，因此不是交界線 295（33.87%）
1 板塊與海洋相連接，因此海水流動能推動板塊 53（6.08%）
266（30.54%）
4 陸地上能找到比較多人類遺跡。所以大陸地殼比較老179（20.55%）
所擠壓而成的，無明顯迷思概念存在。
270（31.00%）
5 板塊聚合處地殼不穩定，會產生很多地震，震出一個
179（20.55%）
12
4 中國大陸板塊與台灣板塊 38（4.36%）
295（33.87%）
4 海岸山脈是板塊活動造成的，才是交界帶 96（11.02%）
學生對地震發生的頻率會有這麼高的感覺，可能與台灣多地震及我們周遭的地區
126（14.46%）
1 地球每個地方都常發生地震，躲哪裡都不安全 184（21.13%）
508（58.32%）
18
5 靠近赤道的熱帶國家因為氣溫高，較常發生地震，搬 到高緯度國家就比較安全
53（6.08%）
二、第一層選項與第二層選項正確概念百分比分析
表 4-4-7 第一層與第二層選項答對比例比較表
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
第一層 90.4 93.2 91.0 86.5 39.4 70.4 39.4 47.7 67.7 56.7 41.6 86.1 83.8 51.6 64.9 62.2 17.8 71.6
第二層 38.8 77.7 61.08 54.9 28.2 56.6 36.0 33.8 53.8 30.5 31.0 52.7 72.6 37.2 39.3 47.7 14.5 58.3
0 20 40 60 80 100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 題號
答對比例
0 20 40 60 80 100
第一層選項 第二層選項
圖 4-4-1 第一層與第二層選項選答正確比例統計圖
由上表可知，學生在第一層選項與第二層選項之答對比例差距相當大。除 第 7 題差距 3.4%、第 17 題相距 3.3%之外，其餘差距均到達 10%以上。相差最多 的是第一題，差距達 51.6%。顯然學生對選答的選項其原因並未深究，存在有迷 思概念。