第四章 研究結果與討論
第四節 四種概念發展的途徑
學童在本實驗所產生的想法眾多，若是排除和類比推理有關的想法
（M1、M2、A1、A2 等），研究者歸納整理得到七種主要的概念，分別為 L、BL、B、BEL、LE、BE、E，如圖 4-2 所示。
研究者發現，若學童只要能發現「視覺角度有關」、「光照一樣」、「球 無關」等三要素，便能產生科學概念（E），否則只要缺少一種，就會形 成另有概念。
此七種概念分別獨立，並有不同的發展途徑，研究者參考許良榮、
劉政華（2004）對學童的溶解概念發展的研究，歸納出學童在「月相類 比模型」概念發展的四種途徑。
因為每個人的先前概念不同，所以每個人概念發展的起始點不同，
又因為每個人觀察及思考能力不同，所以實驗結束時的概念也不同，如 附錄九所示。以下針對概念發展的四種途徑舉例說明。
一、途徑一：G→L→BL→BLE→BE→E，以 BL 為主。
有 17 人遵循途徑一的模式，如圖 4-3 所示。途徑一共有六個階段，
歸納學童經過前預測、再預測、觀察、解釋、總結歸納以及移位觀察等 步驟概念發展的途徑共有 7 種，如表 4-6 所示。
表 4-6 概念發展途徑一
編號 途徑 學童（17 人） 備註
1 G→L S04 停留在 L
2 G→BL S26、S10、S27、S29 BL1→BL S18
3 M2（BL4）→BL S23
停留在 BL 4 G→L→BL→E S15
5 L→BL→E S14、S28
6 BL4→BL1→BL→E S11、S06、S34、S07、S09 7 BL→BLE→E S31、S13
發展成 E E
LE
BEL
BL B
L
BE
圖 4-2 七種主要概念
途徑一的學童大部分都會經過 BL 階段，有的停留在此階段形成非 科學概念；有的發展成科學概念。S04 從前預測到再預測都一直在猜測，
他認為產生不同形狀的原因跟月亮成因很像，就是「被隨意移動的烏雲 遮住了」，接著以中秋節來進行預測，他認為 1 號球是中秋節過完了，
結果發現是中秋節還沒有過完。到了總結歸納終於發現中秋節是 4 號 球，直到實驗最後，他表示產生不同形狀的原因和燈光有關，還停留在 L 階段。例如：
S04E1：很像月亮。因為..就是有其他部分把它遮起來，就會看到 現在這個圖案像月亮。被烏雲遮到吧！
S04RP3：（3）可以看到這邊（比 3 左半）。烏雲會移動吧。
S04E3：（3）比 2 號多一點。烏雲變少了。
S04RP4：（1）如果中秋節過完幾天..月亮就會變少了
S04E4：（1）應該是中秋節還沒過完。就是那個投影機直線..那個..
照到這邊.就看到月亮。
S04 總：（1）中間（4）..半圓（6）..小小的月亮（7）.1 號就一
感官 經驗
L
BL
經驗世界 視覺
BLE
光照一樣
BE
G
球 球無關
圖 4-3 概念發展途徑一
E
直加..加…加..到全亮。
S04 移：從這個減減減…到全亮（1234）從這個減減減…到全亮
（7654）。跟燈光有關係。
有六位學童停留在 BL 階段，其中 S18 和 S23 做完整個實驗之後都 一直堅持著原來的想法：BL。雖然 S23 在先前預測時存有 M2 的想法，
不過和 S18 一樣，他們都覺得球的位置和光照都有關，經過了實驗操作，
更是增強了他們的想法，所以一直到實驗最後還是堅持 BL 的想法，沒 有注意到「視覺角度不同形狀就不同」和「光照一樣」這兩個現象。例 如：
S18P1：因為比較前面所以會照到前面的地方。
S18E1：照的地方比較少。距離。前面跟後面，上面跟下面。這樣 的距離（比球到相機），旁邊這裡的距離。小的距離會比 較小一點。最後面那顆比較後面比較大。
S18 總：光。球的位置。
S18 移：沒有其他想法（搖頭）
S23P 全：然後我覺得 1 號球應該比較看的見，陰影應該比較少。
然後 2 號球，3 號球這樣子慢慢的陰影變多。有想到月亮。
月亮，他剛開始是滿月嗎，然後慢慢的變小，那黃色的 部分也會慢慢的變小，黑色的變的比較多。假如光照到 的話，第 1 顆應該比較接近光。所以覺得比較亮
S23E5：球的角度不同的話，那光的增多還是減少，都會相對的不 一樣，
S23 總：因為光和球的所在地不同，所以光影和黑暗的部分也會有 所不同也會更改
S23 移：就跟我剛才所說的一樣，位置懸掛處一樣，代表光影就一 樣。只是黑暗的方向不一樣，像左跟右。光照到每一顆
球不一樣。
和 S18 和 S23 不同，S11 等五人雖然在前預測時擁有 BL4 的非科學 概念，但是最後都發展成科學概念。S11 一開始覺得球離燈光越遠光照 的越少，實驗之後修正自己的想法，變成離燈光越遠光照的越多，到了 移位觀察階段便發現和人站的位置有關。
S11P5：因為越後面光照的越少。
S11E6：（3）因為比較遠照到的比較多。
S11 總：離燈光越近亮的越少，離燈光越遠，亮的越多。燈照的多 少有關。
S11 移：每顆球都照到一半，一半沒有被照到，位置不同看到的形 狀也不同。人站的位置。
途徑一（共 17 位）有 16 位學童在總結歸納時形成了 BL 概念，當 學童坐在七顆球的中間時，此概念似乎真的可以用來解釋「月相類比模 型」，可能是因為學童對此概念感到很滿意，所以學童還是維持原來的 想法，不會產生概念改變。當他們離開座位，若有發現「視覺角度不同 形狀就不同」和「光照面積一樣」這兩個異例，就會進行調適，發展成 過渡階段或科學概念，若沒有發現，只是在進行同化，利用原有的概念 來處理新現象。
二、途徑二：G→L→BL→B→BE→E，以 B 為主。
雖然途徑二的學童和途徑一差不多都是從是從 G 、L、BL 開始發展，
如圖 4-4 所示，但途徑二的學童比較早發現「光照一樣」，比較沒有注 意到「視覺角度的影響」，所以每個人都有產生「B」的概念，可是並沒 有 LE 概念的出現。有 9 人遵循途徑一的模式，如表 4-7 所示。
表 4-7 概念發展途徑二
編號 途徑 學童（9 人） 備註
1 BL→B S17、S25 2 L→BL→B S12、S24 3 G→L→B S19 4 L→BL3→BE S02
停留在和 B 有關
5 G→B→E S08、S21
6 BL→B→E S32 發展成 E
途徑二的 5 位學童有 6 位停留在和 B 概念有關的階段，其中 S25 等 5 人發現「光沒有移動」，於是修正成 B 概念。S02 覺得球的位置有關係，
甚至能指出每顆球所在的角度不同光照到的面積也不同，他也發現「光 照一樣」，但他更發現「視覺角度」的因素，所以 S02 形成了 BE 的過渡 階段，無法察覺「球無關」。例如：
S25P3：比較遠照的比較大
S25 總：跟位置（遠和近）有關。耶..好像近的亮的比較少。然後 遠的亮的比較多。位置不同。有的照的比較少（7）有的
感官 經驗
L
BL
經驗世界
視覺 B
BE
G
球 球無關
圖 4-4 概念發展途徑二 光照一樣
E
比較多（4）。
S25 移：光..沒有，光沒有移動位置。因為光沒有移動，這個球有 移動。球有關。
S02P 全：因為光從這邊照射過來（比右邊）然後有可能從這邊跑過 去，然後就會看到這邊（比相機照到的地方）。
S02 總：因為光線照過來如果是 180 度，90 度就是一半，45 度就比 較小，這邊也一樣，角度越小，照到的也比較小。1 號球 大概 45 度。直角（2）。3 號 135 度。光照過去我們是看 到一半一半。
S02 移：就是從肉眼看，從這個角度看過去，….看到的就不一樣。
如果從這邊看過去那邊遮到的就比較少；如果在這邊看 那光可以看到的就比較多。肉眼，球的位置。
途徑二有 3 位學童發展成科學概念。S21 等人在操作實驗過程中都 覺得跟球的位置有關，跟光無關，到了移位觀察時就發現「和人的位置 有關」，於是發展成科學概念。例如：
S21P 全：用猜的。
S21RP5：因為前面照出來比較少，後面照出來的比較多。
S21 總：亮的地方從小到大，再從大到小。球位置不一樣，形狀也 不一樣。位置有關。光沒有關。
S21 總：和人的位置有關。
途徑二的學童在概念發展的過程中都曾經產生 B 概念，他們可以發 現「光照的每一球都是一樣的」這個現象，5 位學童對此概念感到很滿 意，所以還是維持原來的想法，並沒有產生概念改變。4 位學童移位觀 察之後發現「視覺角度不同形狀就不同」，其中 3 位調適成科學概念，
另外一位增加 E 概念形成 BE 的過渡階段。在實驗過程中，當球的位置 改變，其實觀察者的視覺角度也是跟著改變，B 和 E 其實不可分的，如
果學童能從同一顆球不同的方向觀察時，就會發現「看的方向形狀就不 同」的現象。持有 B 概念的學童一直被球的位置所吸引，以至於沒有察 覺視覺角度的因素。
三、途徑三：L→LE→E，以 LE 為主。
途徑三的學童是以 LE 為主，如圖 4-5 所示，他們不覺得和 B 及 BL 有關，所以此歷程學童只要能發現「光照一樣」就能順利發展成科學概 念。有 6 人遵循途徑三的發展途徑，如表 4-8 所示。
表 4-8 概念發展途徑三
編號 途徑 學童（6 人） 備註
1 LE→LE S35 停留在 LE 2 L→LE→E S16、S03
3 LE（M1）→E S22、（S01）
4 G→LE→E S20
發展成 E
途徑三的六位學童，有 5 位學童到最後都發現「光照到每一顆球都 一樣」，其中 S03 在進行第四次解釋時就覺得：「好像每一個都會照到一 半，是看的角度不一樣」。只有 S35 從頭到尾都是堅持 LE 概念，即使離 開座位她還是認為 1、2、3 這三顆球是 3 號比較多。例如：
視覺 感官
經驗 L
LE
經驗世界 光照一樣
E
球無關 G
圖 4-5 概念發展途徑三
S35P1：因為光是從這邊出來（右手比右邊），相機是從這邊出來（左 手比前方），光只照到這邊（右手比右邊），相機會拍到 這邊（左手比前方），所以只有一點點的光而已。。
S35 總：如果在這邊看的話會看到這個樣子，光照到這邊，跑到前 面去看的話會變成這個樣子（比 4 號），看的方向。光有 關。還有看的方向。
S35 移：應該是看的方向和光。角度吧！光照到每一顆球的面積不 一樣。1、2、3 是 3 號比較多。
S03E4：它好像每一個都會照到一半，有一半會看不到有一半會看 的到，然後就是在哪裡看的角度不一樣。
研究者發現，以 S35 所在的角度去觀察，的確 1、2、3 這三顆球是 3 號比較多，只是和剛剛比起來這三顆大小已經很接近了。研究者拿這 個問題和一位資深自然教師討論，他認為可能是實驗室不夠大，必須要 從更遠的地方去觀察此三顆球，人和球之間角度影響才會減少，不過這 樣實驗空間要更大。然而有二十七位學童在移位觀察之後覺得光照到每 一顆球其實都是一樣，可見得大部分學童都能發現「光照一樣」。
四、途徑四：LE→LEB→EB→E，以 LEB 為主。
途徑四的學童也是從 LE 開始發展，跟途徑三不太一樣，他們覺得 球的位置也有關，如圖 4-6 所示。只有 3 人遵循途徑四的模式，如表 4-9
途徑四的學童也是從 LE 開始發展，跟途徑三不太一樣，他們覺得 球的位置也有關，如圖 4-6 所示。只有 3 人遵循途徑四的模式，如表 4-9