化學學習

首先本節就化學教育學習之定義進行探討，了解化學酸鹼中和相關概念的學 習與教學意義，再就化學酸鹼中和相關概念教學上的困難、理化科目之學習與動 機分別進行討論。

壹、化學學習教育

我國為培養每位國民科學精神與素養，目的於學會觀察、詢問、規劃、實驗、

歸納、研判，也培養出批判、創造等各種能力，為當前國內所推廣九年一貫課程 之目標(教育部，2008)。過去之研究指出科學素養是學生必須了解科學本質與社 會活動相互作用之關係，具備將學習到的科學知識應用於日常生活處理事務之能 力(Yager, 1993)。又以實驗或實地觀察之方式進行學習，使其學生了解如何進行 探究活動，讓學生獲得解決問題的能力(教育部，2008)。

我國九年一貫課程之安排，國中階段之學生為第一次接觸到化學抽象的學習，

而此階段之學習，對於日後在化學學習上皆具有正面的相關性，因此化學對於學 生在整個化學學習的範疇中，具有相當深遠的影響與重要性(Yarroch, 1985; Finley, 1991)。因此，在自然科學教育課程安排上，如何規畫能使學生以更真實、做中學 之方式進行知識建構，一方面提升學生對於化學抽象概念了解，另一方面進一步 應用所學以解決生活上的問題，是相當重要的，是以，透過數位教材之學習環境

提供擬真的學習內容，以增進化學學習成效，或許有助於化學式學習。

貳、化學酸鹼中和相關概念於教學上的困難

目前我國於化學教育上，主要為教師講述、學生聽講的方式進行，而這樣傳 統教學方式通常以教師為中心，陳述課本上的知識、理論與事實，學生則是做為 聽眾，被動的接收知識，這樣的教學方式，學生的參與往往有限。除此之外，邱 美虹(2000)指出科學教學中，概念學習困難之原因可能來自下列四點：一、受到 個人經驗的影響：個人的學習習慣、方式皆不一，講述方式進行課程非每個人都 可有相同的學習效果；二、概念本身是抽象的：概念中有許多表徵性、概念性的 符號；三、概念本身是複雜的：科學概念多為一連串複雜的關係；四、概念本身 較為微觀：大多科學概念皆為微觀之觀點，如化學學習：原子量、化學結構式、

酸鹼中和反應式等，非宏觀可了解整體知識概念。由前述可得，目前科學之教學 中最主要的癥結點在於知識概念太過於抽象，學生無法以宏觀的角度進行知識建 構，而化學科學中，充斥許多概念性的符號以及微觀的知識概念，因此，教師在 設計化學學習活動時，可將化學概念以較為具體的方式呈現，如：教育遊戲，使 其學生能經由解決學習任務的歷程中，能與真實世界問題做連結，進而促進學生 對於化學學習之學習成效與態度之提升。

認知發展論將個體的認知發展情形分為感覺動作期(sensorimotorstage)、前運 思期(pre-operational stage)、具體運思期(concrete operational stage)和形式運思期 (formal operational stage)等四個階段(張春興，2004)，就國中生而言，11 至 15 歲 的學童已經進入了形式運思期，可透過抽象、表徵性的符號進行邏輯思考，不須 依靠具體的事物進行思考與學習。但是 Herron (1975)之研究指出，發現有許多學 童其認知仍停留在具體運思期；有些研究也顯示大部分的國中生，甚至高中生和 部分的大學生仍然處於具體運思期階段，對於抽象概念的學習出現了極大的困難 (Tsaparlis, 1997)。

Schmidt (1991)研究 7500 位國中學生的酸、鹼、中和概念，發現學生多半瞭

解酸鹼中和概念的意義，但經常誤解酸鹼中和後 H⁺及 OH^－會消失不見；過去酸 鹼迷思概念有關之研究報告中指出，學生在酸鹼部分的迷思概念中，低成就的學 生易以名稱模式、現象模式來判斷物質的酸鹼性質，且不易受課程的改變，而高 成就的學生較容易以科學模式來判斷物質的酸鹼性，且較容易受課程的影響(Chiu, Lin, & Liang, 2003)；過去的研究發現，有限的認知發展、不足的科學先備知識，

及不適當的模型使用，使台灣學生對於抽象概念的學習是相當困難的(Tseng, Tuan,

& Chin, 2010)，以這樣的教學方式進行教學活動，往往使學生處於被動接收知識 的角色，導致學生的參與度降低，且不積極於學習活動當中(O¨ zmen, 2008)。

Nakhleh 與 Krajcik (1994)研究 14 位高中生的酸鹼與 pH 值，研究結果發現，透 過微電腦實驗可以促進學生的學習成效與知識整合。

由上述可知，自然科學教育課程對於國民之重要性，因此在課程的規劃與安 排，應當注重如何讓學生以更容易理解的方式來進行課程內容，除了提供運用課 堂知識以解決問題的機會外，進而提升學生問題解決能力，所以，透過數位教材 的學習環境，藉由讓學生做中學的概念進行學習，可能有助於化學學習。

參、理化科目之學習與動機

動機(Motivation)之定義主要是引起學生之注意、維持已引起的活動，並導使 朝向某一個目標的內在歷程；所謂的學習動機(Learning Motivation)意指，在一教 學活動中，如何去引起學生學習注意、並維持學習活動，導致該學習活動趨向教 師所設定目標的內在心理歷程(張春興，1996)。學習動機對於學生在學習成效之 表現有相當重要之影響，李永吟(1984)主要將學習動機於學習成效上之扮演角色 做歸納，分別為下列四點：一、動機使學生產生一種動力作用；二、動機能使人 有目標或方向；三、動機是有選擇性的；四、動機使學生的行為變得有組織。而 過去有關於學習理論之相關研究，主要採用三種不同之觀點，分別為行為學派 (Behaviorist approach) 、 人 本 學 派 (Humanistic approach) 與 認 知 學 派 (Cognitive approach)，以下就行為學派、人本學派以及認知學派對於學習動機之觀點分別分

述之：

一、行為學派：行為學派的觀點著重於學習之結果是在於學生行為上的改變，強 調外在事件對個體的影響，不重視個體自由抉擇和自我決定的歷程，而是強 調環境決定個體之行為(李坤崇，1990)。

二、人本學派：認為動機是一種需求，為追求或創造需求滿足機會的動力，其最 著名為 Maslow 的需求層次，包含三個概念：(一)動機是屬內發性的動機，是 人類身心發展的內在力量；(二)人類的各種需求動機之間是有組織的，有層 次關係且是循序漸進的；(三)各需求層次間關係的變化，受個體生長的社會 環境與生物主觀遺傳因素的影響，只有當較低層次需求獲得滿足後，較高層 次需求才會產生。

三、認知學派：認知學派的則是注重學生對於該科知識上的改變，相信學習是一 種內在心理活動的歷程，不能直接觀察到，認為學習動機乃是介於環境與個 人行為之間的一個中介歷程，會因個人看法不同而產生不同的求知需求(張春 興，1996)。

然而，有研究指出在許多的學習歷程中，學生多屬於非自發性的參與，教師 給予的學習任務通常是無法引發學生之內在興趣或是使之感受不悅趣的(Ryan &

Deci, 2000)。研究指出，內在動機對於學習以及成就之表現具有自發性成長的特 質，有利於促使高品質的學習成效表現，如果將學生的動機表現轉向為內在動機 而非外在動機，則可促使學生持續不斷的投入學習、精熟知識(Ryan & Stiller, 1991;

Lee & Anderson, 1993)。Deci 與 Ryan (2000)研究指出，對於學生之學習動機可依 據不同的行為目標與原因分成內在動機和外在動機，內在動機是指學生參與活動 是為了自發性的興趣；外在動機則是指學生參與活動並為發自內在，而是為了外 在的因素，如：學習成果、獎勵等因素而參與活動。除此之外，Anderman 與 Young (1994)使用不同教學策略來探討影響不同科學成就的中學學生之科學動機表現，

其研究結果發現，若採用能力導向策略會降低成就表現低的學生在動機與認知表 現低落。

由前面過去的文獻探討可得知，了解哪些因素能使學生產生內在動機是必要 的，如：了解學生對於該科科目之學習動機、哪些教材形式能有效引起學生主動 學習，使之能夠以自願性的方式進行學習活動，而非被動、受控制地投入，是值 得詳細探討、亦是值得研究的方向之一。因此，本研究欲採用不同的學習環境(角 色扮演遊戲、圖文式網頁)，期望學生能以有意義的連結進而提升內在動機，並透 過不同的回饋策略(資訊性回饋、績效性回饋)，即能體會學習的價值、主動尋求 知識與掌握學習規劃，最終達到有效提升學生學習化學酸鹼中和單元概念之學習 成效和學習態度。