光合作用課程內容與迷思概念相關研究

光合作用單元是生物學裡學生相當難以理解的主題之一 (王雪紛，1997)。

學生所擁有的有關光合作用的先備知識，與光合作用本身並沒有直接關聯，而是 分散於植物的機能和天然物質上的相關觀點，但這些先備知識對往後教室的學習 有重大的影響。研究者任教於國中階段，而本研究的目的是希望解決國中階段學 生的光合作用迷思概念，進行研究前有其必要往前追溯學生在國小階段所習得的 光合作用相關知識，以了解學生光合作用概念的發展歷程與起點。

壹、 國小光合作用概念之課程內容

此段整理九年一貫後國小自然課本(康軒、牛頓、南一及翰林版)中相關光合 作用單元及分布年級，分別陳述如下表所示。(課程前為年級別、後為學期別)

表 二–2 康軒版國小自然課本光合作用相關課程及內容

課程 單元名稱 光合作用相關之內容

三上 植物的身體 觀察植物的型態、特色。認識根、莖、葉、花和果實。

三上 看不見得空氣 空氣特性、空氣佔有空間。

三下 種蔬菜 種植植物需要的條件。植物生長需要土壤、水和肥料。

三下 百變的水 水的重要性、水的應用、植物生長需要水。

四上 水生家族 水生植物生長方式、水生植物外型和構造。

四上 奇妙的光 介紹光的特性，直進、反射、折射、以及美麗的色光。

四上 交通工具與能源 提到太陽能也是可以利用的能源之一。

四下 水的移動 認識毛細現象、虹吸現象和連通管現象。

五上 觀測太陽 陽光幫助植物製造生長所需的養分。

五上 植物世界面面觀 植物根、莖、葉的功能和葉片的蒸散現象。

六上 大地的奧秘 風化後的土壤，是植物生長的所在。

六下 生物與環境 生物與其所處環境互為影響。

資料來源：研究者自行整理

表 二–3 牛頓版國小自然課本光合作用相關課程及內容

觀察上列四表，研究者發現目前國小自然課本中，只有康軒版並未直接出現 專有名詞「光合作用」，課程內容囊括光合作用主題所需具備的相關概念，確實 散布在各年級的相關單元之中，若是國小自然科教師在教學過程中從未提到「光 合作用」一詞，則學生升上國中後，將為首次接觸，而這單元又是國中課程中，

教材首次出現的動態進行的自然概念，因此學生要整理散佈在小學課程中的先備 知識並結合國中新上的科學觀念的確有一定的困難度。

牛頓、南一、翰林版皆有「光合作用」單元，但南一和翰林版將光合作用概 念延伸到地球上氧氣與二氧化碳的氣體平衡觀點，此概念雖為存在的事實也是極 重要的概念，但往往因為教師和教科書重複強調植物能吸收二氧化碳氣體，產生 氧氣，更催化學生出現常見的三大迷思：一為光合作用主要目的是製造氧氣；二 為光合作用存在的目的是為幫人類製造氧氣，為利他行為；三也容易使學生以為 氧氣的來源與二氧化碳大為相關，甚至有因果關係，氧氣的出現是二氧化碳裂解 產生；此三大迷思困惑許多已升上國中階段的學生，且也極易發現這些迷思概念 都不大容易藉由傳統教學破除及變更。

貳、 光合作用迷思概念之相關研究

此小節整理國內外學者在研究光合迷思概念時的發現和結果，以及學生常見 的光合作用迷思概念，作為研究者在研究期間的教學參考與發展課程設計的來 源，並提供研究者設計教學課程上的啟示。

表 二–6 光合作用迷思概念之相關研究 研究者(年代) 研究對象 研究結果 王雪紛(1997) 五年級

學生

即使經過教學，學生對於葉綠素是進行光合作用重要 條件之一、澱粉和光合作用的關係和光合作用的概念 上仍存有不少迷思概念。

林佳平(2001) 四.五.六 年級學生

學童對光合作用有許多迷思。不同背景變項(城鄉、

地區、族群和年級)的學童對光合概念有顯著差異。

郭惠芳(2002) 四年級

Beardsley(2008)

9~12 年級 Shaw Jr.(2010)

三年級

Ilona Ahopelto etc. al.(2011)

國小師資