第四章 結果與討論
第一節 另有概念
本章主要是針對 POE 活動單及晤談資料之分析結果提出說明與討論。第一節 探討國中三年級學生在色光混合所呈現的科學概念及另有概念。第二節探討國中 三年級學生在色光混合所使用的推理類型。第三節探討國中三年級學生在色光混 合所持有的概念與運用的推理類型對推理結果的影響。第四節綜合討論。
第一節 另有概念
本節整理歸納 31 位國中三年級學生在 POE 活動中的作答情形及所呈現的混 合色光的概念，茲列舉代表性的例子說明如下：
一、學生在整個 POE 活動中，作答的情形
本實驗之 POE 活動共分五組活動進行，在每組活動中，學生依據活動單設計 的流程，先進行色光混合的預測，再觀察實驗結果並提出解釋，茲將 31 學生作 答的結果整理於表 4-1-1 中：
表 4-1-1 學生在 POE 活動的作答情形
五組全對, 對有錯」中共 10 人，占 32%，其中 ST7、ST9、ST10、ST22、ST23、ST27、ST30 七位學生，在前面幾次預測都是錯，後面幾次修正為對，這也說明 POE 活動能提 供學生概念改變的機會，當學生發現所持有的概念和觀察現象不一致時，學生會 試著改變概念，進而影響作答的結果。從這七位學生作答情形，我們發現學生從 原本持有錯誤的答案，經過幾次的觀察後，修正為對的答案。另 ST21、ST25、ST31 這 3 位學生在這五組活動作答中，答對和答錯交錯混合，沒有固定的順序，可能 的原因是學生所持有的另有概念影響到他們作答的結果，讓學生的答案呈現時對
時錯的情形。而且從學生的作答結果發現，有 23 位學生的做答結果到最後是正 確的，這也說明本研究的學生的推理能力相當不錯，因此只要有好的教學策略再 加上好的實驗裝置，學生的推理能力便被適時的激發出來。
再從學生推理結果來分析，推理結果和觀察結果一致者，第一組有 16 人；
第二組 21 人；第三組 24 人；第四組 23 人；第五組 24 人，從各組答對的人數來 看，本研究發現學生推理的結果隨著實驗組數的增加，人數有遞增的趨勢，學生 從原本的第一組 16 人，慢慢進步到第五組的 24 人，顯示本研究的實驗裝置結合
POE 策略確實能提昇學生的推理能力。
綜合以上的研究結果發現，本研究所設計的色光混合的實驗裝置結合 POE 策略確實能幫助學生概念改變及提昇學生的推理能力。
二、國中三年級學生在色光混合持有之概念
本節概念分類方式，參考洪淑淩 (2006)的分類方式，將 31 位學生在 POE 活 動中，在「預測」階段與「解釋」所持有的概念進行分類，其中包含了另有概念、
科學概念及直覺概念。茲將學生所持的概念列舉如下(表 4-1-2)，包含「光波強 度」、「光波波長」、「光譜組成」、「光的折射」、「光的吸收」、「光的反射」、「光的 混合」等七方面，並將學生用直觀反應回答的概念列為「直覺概念」。以下以晤 談資料呈現學生的回答情形。
表 4-1-2 學生在色光混合所持有的概念
(一)「光波強度」方面：
在光波強度方面 ST18 在 P5 階段時，認為紅光會出現是因為紅光顏色比較 強，會把紫色的蓋過去，所以紅光就會出現，然而根據光的強度而言，紫光的強 度應比紅光強，因此 ST18 所持的概念是不正確的，列為另有概念，以 1-1SA 表 示。ST24 在 P5 階段時認為紫光會看不見是因為光通過玻璃紙時，會變暗一點，
暗就會看不見。ST24 所持有的概念是正確概念，列為科學概念，以 1-1SC 表示。
茲將受試學生所持的理由列舉如下：
ST18P5： 紅色顏色比較強，比較偏紅，把紫色蓋過去，所以偏紅色系。
ST24P5：紫光加紅色玻璃紙會變暗一點，黑就會被吸收，所以就會不見。
(二)「光的波長」方面：
ST1 在 P1 階段時，認為紅光經過紅色玻璃紙仍然會出現紅色的光。ST7 在 P1 階段時只根據橙色玻璃紙所出現的色光為預測的理由。ST31 在 P5 階段指出因為 黃、綠、藍沒有出現過，所以實驗結果會出現。ST11 在 P3 階段時指出因為玻璃 紙疊在一起，所以當光射過去時會共同出現兩種玻璃紙呈現的結果。由以上學生 所持的概念得知，ST1 以玻璃紙的顏色為判斷的依據，也就是學生認為玻璃紙只 會讓和玻璃紙波長一樣的色光通過，這是不正確概念，因此列為另有概念，以 2-1SA 表示。ST7 是以單一玻璃紙呈現的結果為判斷的依據，而忽略了另一片玻 璃紙也會造成影響，因此列為另有概念，以 2-2SA 表示。ST31 其所持的概念是以
色光出現的機率為判斷的依據，因此列為另有概念，以 2-3SA 表示。ST11 認為會 出現兩種單色光都會出現的顏色，但本實驗只會出現的交集色光，因此學生本身 持有的另有概念，以 2-4A 表示。茲將學生持有的理由列舉如下：
ST1P1：紅色光經過紅色玻璃紙還是紅色。
ST7P1：用橙色玻璃紙的時候有出現黃色跟橙色出現 ST31P5：因為這三個沒有出現過。
ST11P3 玻璃紙疊在一起，光射過去會呈現這四個顏色
綜合上述，學生在「光的波長」方面，所持的概念均為另有概念，而無科學 概念，學生大多會易受玻璃紙顏色的影響而直接以玻璃紙為推理的依據，王玉龍 (2006)研究國小六年級學生在單色光的概念研究，也發現相同的情形。
(三)「光譜的組成」方面：
ST18 在 P2 階段認為淡色系的會出現。ST4 在 E2 階段認為橙色跟黃色色調很 像，因此會出現。ST27 在 P1 階段認為白光是由藍、黃、綠光所組成。由以上的 例子得知，ST18 和 ST4 利用色彩的色系和色調來解釋色光的現象，這是一種另有 概念，以 3-1SA 表示。ST27 認為白光是由藍、黃、綠所組成，而非七彩光組成，
顯然是一種另有概念，以 3-2SA 表示。茲將學生持有的概念列舉如下：
ST18P2：屬於比較淡色系。
ST4E2：因為色調很相像，橙色跟黃色很相像。
ST27P1：白光是藍、黃、綠組成。
(四)「光的折射」方面：
ST1 在 E4 階段指出，光線經過綠色玻璃紙只會折射出綠色光，而不會產生其 他顏色，ST23 在 E1 認為紅、橙光會出現是三稜鏡造成的。由以上的例子可知，
ST1 能提出折射的概念來解釋，但其認為玻璃紙只會折射和其顏色相同的色光，
因此列為另有概念，以 4-1SA 表示。ST23 將呈色結果歸因於三稜鏡，由於本研究 中，三稜鏡只有色散的功能，並不能造成呈色的結果，因此列為另有概念，以 4-2SA 表示。
ST1E4：因為光線經過綠色玻璃紙會折射綠色光。
ST23E1：三稜鏡造成的，只會產生紅、橙
(五)「光的吸收」方面：
ST1 在 E1 階段指出黃光和綠光被吸收就沒有折射出來。ST3 在 E4 階段指出 紅、橙、藍三種光被吸收了，但這三種光仍然會出現。ST16 在 P4 階段指出黃、
綠、藍、紫等四種色光不會出來是因為被過濾掉，所以才會看不到。ST17 在 P1 階段指出黃光和綠光不會出現是因為紅色玻璃紙阻檔造成的。由以上學生所持的 概念可以得知，ST1 認為光不會出來是因為被吸收了，這個概念符合科學家的概 念，因此列為科學概念，以 5-1SC 表示。ST16 認為光被吸收了，但仍然會發射出 來，顯然和真正的科學概念相衝突，因此列為另有概念，以 5-1SA 表示。ST16 利
用光被過濾掉，就會看不到的正確概念來解釋，其實在本實驗用了雙層的玻璃 紙，玻璃紙本身就有過濾光的效果，因此學生所持的概念為科學概念，以 5-2SC 來表示。ST17 能利用玻璃紙能阻檔光，光就不會出來的科學概念來解釋，因此列 為科學概念，以 5-3SC 來表示。茲將學生所持的理由列舉如下：
ST1E1：黃光和綠光可能被吸收，就沒有折射出來。
ST16P4：黃、綠、藍、紫會被過濾掉，過濾掉我們會看不到。
ST3E4：紅、橙、藍被吸收，只發出這三個顏色。
ST17P1 因為紅色玻璃紙阻檔黃綠
綜合上述，大部份的學生在「光的吸收」方面均能提出光被吸收、過濾、阻 檔就會看不到的科學概念，從表 4-1-2 可知，有 17.43%的學生在光的吸收方面持 有科學概念，只有 0.32%的學生會持有光被吸收了，仍然會出現的另有概念，因 此，學生在光的吸收方面大多能持有科學概念。
(六)「光的反射」方面：
ST12 在 P1 階段指出紅、橙會被反射出來，所以會出現紅橙。ST12 更在 P3 階段直接指出黃色玻璃紙和綠色玻璃紙會同時反射出紅、橙、黃、綠、藍。由此 可知 ST12 能利用反射的正確概念來提出解釋，並且也能利用玻璃紙會同時反射 共有顏色的色光來解釋，因此列為科學概念，以 6-1SC 表示。茲將學生所持的理 由列舉如下：
ST12P1：紅、橙這兩種被反射出來，其他顏色被吸收。
ST12P3：因為黃綠都會同時反射紅、橙、黃、綠、藍
(七)「光的混合」方面：
ST24 在 P4 階段時，認為綠色水彩加紫色水彩會產生橙、藍。ST11 在 E3 階 段認為光的三原色是黃、綠、紅。ST2 在 P1 指出因為紅色玻璃紙會出現紅、橙，
橙色玻璃紙也有出現紅、橙，因此，紅、橙色光會出現。由以上的例子可知，ST24 兩位學生是利用顏料的混合方式來解釋色光混合的概念，此為不正確的概念，列 為另有概念，以 7-1SA 表示。ST11 也是以顏料的三原色來解釋光的三原色，因此 也是另有概念，以 7-2SA 表示。ST2 則以色光減法混色的原理來解釋呈色的結果，
其概念是正確概念，也是本實驗的主要原理，因此列為科學概念，以 7-2SC 表示。
茲將學生持有的概念列舉如下：
ST24P4：用水彩，綠色水彩加紫色水彩會產生這兩個顏色。
S11E3：光的三原色是黃、綠、紅
ST2P1：因為紅色的時候有紅跟橙，橙色的時候也有紅跟橙，所以應該紅 和橙會出現。
綜合上述，學生在光的混合持有另有概念與科學概念，在另有概念方面，學 生易將將光的混合的情形，用顏料的概念來解釋，而且容易將光的三原色和顏料 的三原色搞混。在科學概念方面，學生能利用色光加法混色的概念來提出合理的