分析水溶液相關概念與研究

「溶液」在自然科課程中是一個基本且重要的概念，學習溶液的 相關概念時受日常生活的影響很大，學生因此也很容易產生錯誤概念

（Blanco & Prieto，1997）。「溶液」在化學領域上也是非常的重要的，

因為許多反應都是在溶液中進行的，舉凡電解質溶液的導電、電化電 池的反應、化學反應等都與物質溶解後形成水溶液有關（林嘉琦，

2005）。從國內外學者的研究中可以發現到學生對於水溶液單元仍存 有許多迷思概念，可以提供給教育工作者在教學上之參考，做為改進 教學設計之依據。以下將分為：國內外針對溶液部份存在的迷思概念 相關研究，以及關於溶液概念教學策略的相關研究兩個部份分別介 紹。

一、國內外針對溶液部份存在的迷思概念相關研究

Prieto 等人（1989）以開放性問題與繪圖題研究西班牙地區 11~14 歲的學生對溶液基本概念的認知情形，研究發現有 20~30%的學生認 為溶質並不是均勻的。有 60%以上的 11~14 歲學生持有連續性物質的 概念，缺乏粒子觀點。對於溶解過程，溶質扮演的角色比溶劑還重要，

也就是學生的注意力主要集中在溶質，他們也認為溶解是一種化學變 化，會產生新的物質。

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黃寶鈿（1990）研究發現：1.學生認為糖的溶解是指糖分布在水 的空隙中，而水分子之空隙原先是空氣；2.糖溶化後，固體本身會變 液體，所以糖溶解後就變成糖水了；3.糖水溶液一定是越底部粒子越 多；4.糖溶解在水中，糖粒子就不見了，所以沒有重量。

Abraham 等人（1994）針對國中、高中與大學學生對五個化學概 念的認知，研究發現有部分學生認為糖會沉到杯底而不是均勻混合，

這可能是歸因於在日常生活中喝完麥片或飲料，糖會留在底部而導致 的錯誤觀念，沒有學生能以粒子混合的概念來說明溶解。有 27%學生 認為糖溶解會破裂，然後跟水產生新物質，所以是一種化學反應。另 外還有學生認為溶解過程中，糖晶體結構沒有裂開，也沒有產稱均勻 混合。

劉元生（1994）針對國中學生所做的研究中發現，部分國三學生 認為溶液靜置一段時間後，溶質一定會沉澱下來，而使溶液底部具有 較大的濃度，以及認為底部沉澱溶質的多寡會影響飽和溶液的濃度。

Erickson 等人（1996）利用個別面談的方式診斷高二學生溶解度 的概念，研究發現對於溶解現象，學生傾向於解釋溶質是由固體轉變 為液體的物理變化，以及溶質與溶劑的化學變化。

林嘉琦（2005）發現到學生在溶解單元的迷思概念有：1.當溫度 下降，飽和溶液中不會有溶質結晶析出來。2.同溫下，飽和溶液中的

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溶質沉澱量越多，表示濃度越大。3.將溫度提高，飽和溶液中的溶質 無法再溶解。4.全部固體物質在越高溫的水中溶解越快。

從以上的文獻可以發現，學生對於溶液有許多錯誤觀念，如果要 改變日常生活中的概念，需要把微觀的概念和巨觀的觀察做連結，這 對學生來說是很困難的。因此，Blanco & Prieto（1997）就建議教學 時以粒子模型（包括粒子的運動及粒子間的作用力）來解釋溶解現象，

才能有效幫助學生了解微觀抽象的概念。

二、關於溶液概念教學策略及不同教學法的相關研究

國內外也有許多關於溶液概念教學策略與不同教學法的研究，如 Ebenzer（2001）利用多媒體來幫助學生學習溶液相關概念，結果顯 示動畫可以使學生了解「融化」和「溶解」的不同。

楊純珠（1999）則是以多媒體電腦輔助學習系統協助國三學生學 習「溶液」概念，研究結果顯示學生在多數的迷思概念有顯著改善；

另外學生對於多媒體電腦輔助學習系統在幫助學習「溶液」概念上給 予正面的肯定。

黃寶鈿（1996）對於溶液概念的教學則是從認知衝突的角度來進 行，提供以實驗活動為主的認知衝突教學策略，學生可經由特殊設計 之操作實驗中獲得具體的經驗，並可對於抽象概念有自我協調的機會，

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研究結果發現實驗組學生經過教學後，對溶液相關概念的了解情況有 顯著的成長。

楊勝安（2003）以學習環之教學策略針對溶液相關概念設計教學 活動，藉以幫助學生學習與導正學生既有的錯誤概念，研究結果發現 對於實驗組學生溶液相關概念的學習具有正面的幫助，尤其在溶質的 粒子觀點以及溶質粒子守恆概念的進步幅度最大。

林嘉琦（2005）應用 POE 教學策略探討學習「溶解」單元概念改 變之情形，研究結果顯示：經過 POE 教學後，學生在溶液觀、擴散 運動觀、溶解度特性的概念都有所成長並提升思考層次。從學生經過 預測、觀察、解釋的概念連結情形，發現到中、低成就個案在「擴散 運動」和「氣體溶解度」部分還需要另外提供觀察條件才能達成有效 地概念連結。在 POE 情境中學生預測的理由會以生活經驗為主，也 可能是隨意猜測，因此對預測的理由也無法解釋清楚。學生喜歡動手 操作實驗，解釋時會與同儕討論，但較少使用科學名詞來說明原理，

可見對科學名詞認知不足。從以上的文獻可以發現，學生喜歡觀察及 動手操作實驗，若要學生把微觀的概念和巨觀的觀察做連結，需要教 師在旁做適時的引導。

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