此題在附錄二：「非接觸力概念之半開放紙筆問卷」中之第八大題，此題 為探討學生對於在月球上的物體，是否會受到月球引力作用的看法。
表4-3-6「太空人站在月球上，手中舉起一個石頭，固定在某一個位置後，然後輕輕 的將石頭放開，則該石頭將會如何移動？」二項概念評量答題表現統計表 太空人站在月球上，手中舉起一個石頭，固定在某一個位置後，然後輕輕的 將石頭放開，則該石頭將會如何移動？（可複選）
（a） 放手後，石頭會在放手的位置處保持同一高度
，漂浮不動。
Ø（b）放手後，石頭會直接掉落到月球表面。
（c）放手後，石頭會逐漸飄離月球。
（e）其他。
a Ø b c d 總人數
＋A 31（21.7％） 54（37.8％） 55（38.5％） 6（ 4.4％） 143
－A 61（31.4％） 29（14.9％） 105（54.1％） 14（ 7.4％） 194
＋B 61（26.6％） 66（28.8％） 93（40.6％） 21（ 9.1％） 229
－B 31（28.7％） 17（15.7％） 67（62.0％） 3（ 2.6％） 108
＋A＋B 25（21.2％） 48（40.7％） 8（32.2％） 13（11.0％） 118
＋A－B 6（24.0％） 6（24.0％） 17（68.0％） 2（ 8.0％） 25
－A＋B 36（32.4％） 18（16.2％） 55（49.5％） 18（16.0％） 111
－A－B 25（30.1％） 11（13.3％） 50（60.2％） 7（ 8.4％） 83 全 體 2（27.3％） 83（24.6％） 160（47.5％） 40（18.9％） 337 註：Ø表示正確答案；＋A、－A表示介質評量高分群組、低分群組
＋B、－B表示接觸評量高分群組、低分群組
圖4-3-6「太空人站在月球上，手中舉起一個石頭，固定在某一個位置然後輕輕 的將石頭放開，則該石頭將會如何移動？」受測學生答題人數百分比率分佈圖
由統計表結果顯示（參閱表 4-3-6），約有將近一半（47.5％）的受測學 生持有（c）「放手後，石頭會逐漸飄離月球」的另有概念。他們認為月球上 的物體不會掉落到月球表面，而會飄浮在月球上空，或是飄離月球，顯示學 生認為物體在月球上沒有受到月球引力的作用。這概念在第四節探討捕捉學 生對地球引力詮釋的心智模式時，會提到學生在地球引力延伸至地球以外的 認知架構，學生認為月球因為沒有大氣，所以物體在月球上不受引力作用，
國外的文獻報告中也發現部分學生認為月球因沒有大氣，所以沒有力作用的 現象（Stead ＆ Osbone，1980；Watts & Zylbersztajn,1981）。其中在本 研究中，接觸評量低分群的組別中（－B：62.0％、＋A－B：68.0％、－A－B： 60.2％）超過六成以上的受測學生認為，當太空人放手後，石頭會逐漸飄離 月球，這顯示在非接觸力基本概念中，認為力的作用需要靠介質傳遞或是發
太空人站在月球上，手中舉起一個石頭，輕輕放手後，
石頭將會如何移動？
27.3 24.6
47.5
11.9
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0
a b c d
概念 百
分 比︵
％︶
生力的作用必須接觸才有效應的另有概念，會干擾到學生對引力的認知。
對於選項（b）「放手後，物體會直接掉落到月球表面」的概念，僅有 24.6
％的受測學生答對，他們認為物體在月球上會受到月球引力作用，所以月球 上的物體會掉落到月球表面上。但各群組答對的比例差異頗大，介質評量高 分群組（＋A）的學生（37.8％）比低分群組（－A）的學生（14.9％）高約 23％，接觸評量高分群組（＋B）的學生（28.8％）比低分群組（－B）的學 生（15.7％）高約 13.1％，二項概念的高分群（＋A＋B）有40.7％答對，由 以上各數據資料顯示，高分群組的學生比低分群組的學生具有較正確的科學 概念。因此學生具備的非接觸力作用基本概念的認知情況，很可能會影響學 生對引力的認知架構。
（五） 「如果太空人身體傾斜著，單腳站立在月球表面上的隕石坑 邊緣，則該太空人接下來將會有什麼遭遇？」之概念分析
此題在附錄二：「非接觸力概念之半開放紙筆問卷」中之第九大題，上題 中提及手放開後物體沒有直接接觸月球表面，而在這一題中，則提及太空人 是直接與月球接觸，藉由這兩題的比較，本研究進一步探究受測者對於地球 以外的世界是否會因物體的接觸與否所持的另有概念。並瞭解學生對於人類 在月球上是否受到月球引力的作用的看法。
選項（a）「太空人將會離開隕石坑，飄浮在月球上」的選答人數有 75.9
％（參閱表4-3-7），顯示出超過七成以上的受測學生，具有「在月球上的太 空人會飄浮在月球上」的另有概念，其中比率最低的為二項概念的高分群組
（＋A＋B）亦有66.9％，對於這概念的來源，研究者推測除了認為月球沒有引 力之外，另外可能的來源是從媒體的科幻影片中得到的印象。而答對（b）「太 空人將會跌落在月球的表面上」選項約三成（32.1％）的受測學生（參閱圖 4-3-7），在二項概念評量中，高分群組（＋A、＋B、＋A＋B）選答的人數百分比
（35.8％至 46.6％）高於低分群組的選答人數百分比（22.9％至 28.0％），顯 示高分群組具有的正確科學概念較優於低分群組的科學概念。
表 4-3-7 「如果太空人身體傾斜著，單腳站立在月球表面上的隕石坑邊緣，
則該太空人接下來將會有什麼遭遇？」二項概念評量答題表現統計表 如果太空人身體傾斜著，單腳站立在月球表面上的隕石坑邊緣，則該太空 人接下來將會有什麼遭遇？（可複選）
（a）太空人將會離開隕石坑，漂浮在月球上。
Ø（b）太空人將會跌落在月球的表面上。
（c）如果太空人不改變姿勢，他會自然的繼 續維持原來的姿勢。
（d）其他。
a Ø b c d 總人數
＋A 101（70.6％） 62（43.4％） 41（28.7％） 2（1.3％） 143
－A 155（79.9％） 46（23.7％） 65（33.5％） 3（1.5％） 194
＋B 165（72.1％） 82（35.8％） 78（34.1％） 3（1.3％） 229
－B 91（84.3％） 26（24.1％） 28（25.9％） 2（1.8％） 108
＋A＋B 79（66.9％） 55（46.6％） 37（31.4％） 3（2.5％） 118
＋A－B 22（88.0％） 7（28.0％） 4（16.0％） 1（4.0％） 25
－A＋B 86（77.0％） 27（24.0％） 41（36.9％） 1（0.9％） 111
－A－B 69（83.0％） 19（22.9%） 24（28.9％） 5（6.0％） 83 全 體 256（75.9％） 108（32.1%） 106（31.5％） 10（2.9％） 337 註：Ø表示正確答案；＋A、－A表示介質評量高分群組、低分群組
＋B、－B表示接觸評量高分群組、低分群組
這一題與上一題「（b）放手後，石頭會直接掉落到月球表面」的含意相 同，均是探討學生對於月球上的物體是否受到引力作用的認知架構。從數據 資料發現（參閱表4-3-8），共計有 280 人（83.1％）具有一致性的認知架構，
其中包括兩題均答對的人數有67 人（19.9％），他們認為月球上的物體會掉 落到月球表面，而且太空人也會跌落在月球表面上。此外，兩題均答錯的人 數有213 人（63.2％），認為月球上的物體不會掉落到月球表面，而且太空人 也不會跌落在月球表面上。另外，呈現內在不一致性的人數共有 57（16.9％）
人，其中有 41 人（12.2％）認為月球上的石頭不會掉落到月球表面，而太空 人卻可以跌落到月球表面，16 人（4.7％）正好相反，認為石頭會掉落到月 球表面，而太空人不會跌落到月球表面。可是，學生為什麼在不同測試的情
圖4-3-7「如果太空人身體傾斜著，單腳站立在月球表面上的隕石坑邊緣，
則該太空人接下來將會有什麼遭遇？」受測學生答題人數百分比率分佈圖
表4-3-8 學生對於月球上物體或人是否會掉到月球表面答題表現統計表 N＝337 組別 石頭落下 石頭不落下 石頭落下 石頭不落下 總 計
太空人跌下 太空人跌下 太空人不跌下 太空人不跌下
＋A＋B 42（12.5％） 13（3.9％） 6（1.8％） 57（16.9％） 118
＋A－B 5（1.5％） 2（0.6％） 1（0.3％） 17（5.0％） 25
－A＋B 12（3.6％） 15（4.5％） 6（1.8％） 78（23.1％） 111
－A－B 8（2.4％） 11（3.3％） 3（0.9％） 61（18.1％） 83 總 計 67（19.9％） 41（12.2％） 16（4.7％） 213（63.2％） 337
境下會出現內在不一致性的概念？研究者推測有以下幾個因素會使得受測 學生呈現內在不一致性的現象：
如果太空人身體傾斜著，單腳站立在月球表面上的隕石坑邊緣，
太空人將會有什麼遭遇？
76.0
32.0 31.5
0.0 3.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
a b c d
概念 百
分 比︵
％︶
1.受測學生將有生命的物體與無生命的物體分開思考，認為「人」的本 身可以自行施力，做為人是否能跌落到月球表面的重要因素，而不是考慮人 是否受到月球引力的影響。
2.受到電視、電影的科幻影片中的演出影響。
3.物體質量大小也在考慮的因素中，認為人質量較大，石頭質量較小，
所以石頭不會掉下來。
2. 受到本研究工具的視覺影響，在題本中，認為太空人 ″已″ 站在月球 上了，因此同樣道理，人也可以跌落在月球表面上。
3. Norman（1983）指出學生在解釋現象時，會依不同的個體背景、相 似系統的過去經驗，和人類的消息處理系統的結構有所限制，因此顯現出來 的心智模式是不準確、不一致的。Vosniadou（1994）認為迷思概念是自發性 的建構，它通常是在測試的情境下產生的，並認為心智模式是拿來解決問題 的，是一種動態改變。而心智模式是反應當時心中既存的概念，依據以上所 述，研究者認為學生會因問題的情境不同，對類似問題的內容做出不同的反 應，是啟動不同的模組，產生心智不一致的狀態而呈現內在不一致性。
（
六） 受測國三學生對於「地球圍繞著太陽運行，為什麼地球不 會離開太陽系，而在宇宙中運行？」之概念分析
此題在附錄二：「非接觸力概念之半開放紙筆問卷」中之第十大題，學生 在國中階段的科學課程學習中，並不了解萬有引力概念，但由於現今學生攝 取知識的資訊管道來源多元化及網絡的傳輸無遠弗屆，故此題的設計是探討 國中三年級的學生對於科學知識的攝取及自行建構的認知架構，所產生對天 體運行的詮釋及另有概念。
結果顯示（參閱 4-3-9），有 32.3％的受測學生具有「（a）因為地球圍繞 著太陽運行，這是一個自然的現象」的另有概念，認為地球繞太陽運行是自 然現象，他們是以經驗現象來解釋天體的運行。有 54.0％的受測學生持「（b）
因為太陽周圍有固定的軌道線，地球必須在軌道上運行，不可隨意離開。」
的另有概念，顯示學生對萬有引力概念不清楚，但是知道地球繞太陽旋轉有
表4-3-9 地球圍繞著太陽運行，為什麼地球不會離開太陽系，而在宇宙中 運行？二項概念評量高分群組與低分群組答題表現統計表
地球圍繞著太陽運行，為什麼地球不會離開太陽系，而在宇宙中運行？
（可複選）
（a） 因為地球圍繞著太陽運行，這是一個自然的現象。
（b） 因為太陽周圍有固定的軌道線，地球必須在軌道上 運行，不可隨意離開。
（c）因為其他星球對地球的拉力達到平衡了。
Ø（d）其他。（地球與太陽之間的萬有引力提供地球繞太陽運行的向心力）
a b c Ø d 總人數
＋A 48（33.7％） 68（47.6％） 78（54.6％） 10（ 6.9％） 143
－A 61（31.4％） 114（58.8％） 85（43.8％） 10（ 5.1％） 194
＋B 69（30.1％） 117（51.1％） 108（47.2％） 23（10.0％） 229
－B 40（37.0％） 65（60.2％） 55（50.9％） 2（ 1.8％） 108
＋A＋B 34（28.8％） 50（42.4％） 64（54.2％） 22（18.6％） 118
＋A－B 14（56.0％） 18（72.0％） 14（56.0％） 1（ 4.0％） 25
－A＋B 35（31.5％） 67（60.4％） 44（39.6％） 12（10.8％） 111
－A－B 26（31.3％） 47（56.6％） 41（49.4％） 5（ 6.0％） 83 全 體 109（32.3％） 182（54.0％） 163（48.4％） 40（11.9％） 337
註：Ø表示正確答案；＋A、－A表示介質評量高分群組、低分群組
＋B、－B表示接觸評量高分群組、低分群組
固定的軌道，而且不可偏離軌道。其中除了二項概念評量高分群組（＋A、＋A
＋B）答題比率未達五成外，其餘各組都超過五成的答題率。另外有48.4％的受 測學生持「（c）因為其他星球對地球的拉力達到平衡了，所以地球繞著太陽運行，
不會離開太陽系」的另有概念。在（d）選項敘明的理由中，有部分學生認為地 球與太陽的吸引力和彼此間的排斥力會達到平衡的另有概念，他們認為地球繞 著一定的軌道運行，必需符合靜力平衡的條件。
由上述分析學生對於天體運行所持的另有概念，了解學生確實不清楚天 體運行與引力之間的關係。正如本研究在第壹章緒論所言：地球引力的名詞 是熟悉的，概念本身是抽象的。
圖4-3-8 地球圍繞著太陽運行，為什麼地球不會離開太陽系，
圖4-3-8 地球圍繞著太陽運行，為什麼地球不會離開太陽系，