國小學生月亮迷思概念探討

一、國小課程月亮的迷思概念

過去許多關於天文學的相關研究指出，國小學童與教師對於學習天文與教學方面最感到 困惑，同時也存在著許多的迷思概念（王龍錫，1993；姜滿，1990；唐國詩，1996；陳文屏，

1999；黃鳳琴，2002）。王美芬（1991）的研究也指出小學的自然課程中，天文學部分比較難 學習的原因是，天文現象只能以自我中心（self-centered）的角度來觀察太陽、月亮、地球的 運轉情形，其結果造成很多的錯誤概念。另外，姜滿（1990）與毛松霖（1995）的研究指出，

在國小自然科的教學單元中，教師覺得相關於地球科學的教學最困難，特別是在太陽系星體 運動現象最不易教學。而學者Kavanagh、Agan 與 Sneider（2005）的研究結論顯示許多人甚 至到了成人階段都還對天文仍有迷思概念的存在。所以可以知道國小學童對天文概念的學習 是存在著困難的，教師對於地球科學相關的教學也覺得相當棘手，並且學生可能從國小階段 一直到成人後都可能存在著天文迷思概念。月亮迷思概念也是天文迷思概念的其中之ㄧ，一 樣有著相似的學習困難，許多學者也對於國小階段月亮相關單元容易產生的迷思概念提出看 法。

綜合多位學者（毛松霖，1995；王美芬，1991；李曉雯，2001；姜滿，1993；劉伍貞，

1995；賴瑞芳，2002）的研究，國小學生的月亮迷思概念臚列如下：

（一）學生缺乏「因為月出時間比前一天晚，所以同一時間、同一地點觀看月亮，月亮 應該出現在比較東方的位置」的概念。

（二）學生對於以日期決定月相，和以月相決定農曆日期均感困惑。

（三）學生對於月相的變化順序沒有把握。

（四）學生以為月蝕的月形和上弦月的月相是相同的。

（五）學生以為「月亮被地球的影子遮住了」。

（六）太陽繞著地球轉動，所以月亮光亮部分會移動。

（七）雲遮住了月亮造成月相的變化。

（八）學生認為月亮是活的，會隨著心情變化光亮的部分（萬物有靈論，animism）。

（九）在月相盈虧的月形中沒有畫出凸月。

（十）不論月亮的形狀為何，大多認為月亮在晚上十二點位置最高。

（十一）學生認為月相變化週期的日數為 31 日。

（十二）許多學生都誤認為月亮只有在晚上才看得到。

（十三）不論月形為何，月亮所能看到的時間都差不多。

（十四）多數學生無法對同一天內，不同地點所見的月形是否相同進行推理。

而針對以上這麼多不同的月亮迷思概念，教學者應該如何因應？在美國國家科學基金會

（Nation Science Foundation，簡稱 NSF）及美國國家航空暨太空總署（National Aeronautics and Spac Administration，簡稱 NASA）所共同推動的天文教育計劃：Project ASTRO（Astronomers and Teachers as Partners in Classroom）結合了天文科學專家、業餘天文學家以及學校教師共同 組成，其研究中指出天文學習的重要關鍵有（引自鄭文光，2003）：

（一）教師需更耐心地教導學生，以便讓他們可在學習基本天文概念的過程中，發展探 究能力的技巧。

（二）學生需要透過觀測、操縱模型與現有理論的衝突，來建構自己對天文的認識。

（三）因為二維圖像的表達通常很容易造成學生的迷思概念的產生，因此讓學生有機會 操作三維立體模型，通常是幫助學生建構天文概念較有效的方式。

根據以上可以知道，教師要教好天文應該要培養學生發展探究的能力，並引導學生透過

觀察與操縱模型，發現本身原有知識與新知識之間的衝突來建構自體的天文觀念。除此之外，

教師若能了解迷思概念的特性與成因，應更能了解如何改正兒童的學習困難。

二、迷思概念的意義、特性與成因

迷思概念的研究從1970 年代之後逐漸受到重視，科學教育工作者開始廣泛的注意到兒 童科學概念的學習，科學迷思概念（Science Misconception）成為研究的主流之一（Head，

1986）。Hashweh（1986）認為，學生有很多的自有概念很難改變，這些概念分為以程序性知 識的方式存在，以及來自對世界上一切現象的經驗兩種。前者是屬於自動而沒有意識的方式 存在，因此學生很難察覺與改變；後者則是學生一直用來解釋世界上某一些特定領域的現象，

也是非常難以改變。學者傾向於傳統實證科學哲學者，會比較注重於了解自然現象在於客觀 觀察進而歸納推理，以獲得共識之科學概念。因此學生的學習在於完全掌握這種由共同特質 而完整定義的概念。這類學者將學生擁有不完整的科學定義， 或不同於科學家定義的想法視 為錯誤概念（misconceptions），多以科學家或教師的角度來評量學生的科學概念，對於學生 擁有有別於科學家的概念給予較多負面的名稱，如天真理論（naïve theory）、錯誤概念（wrong concepts）（Abimbola, 1988）。另外，有一些學者傾向於非傳統性之科學哲學，視科學知識為 經驗的再組織（kuhn, 1970），而非一客觀且絕對之定義。因此較不注重批判學生的想法是否 與科學家的一致，而在於了解學生學生如何從舊有經驗中建構出他們的想法。因此他們多以 研究者的角度來觀察探究學生的科學概念，對於不同於科學家思考的兒童想法以比較不具批 判性的名稱來稱呼，如另有架構（alternative framework），另有概念（alternative conception），

兒童科學（children’s science）等（Abimbola, 1988）。

學者徐順益與許榮富（1990）基於建構的觀點，探討概念的學習，因考慮到採用錯誤概 念來表示學童的想法，似乎對錯分明，傾向否定學童的前置概念，故音譯為迷思概念。鄭麗 玉（1998）也認為迷思概念暗示概念尚有不足處，有別於正規的科學概念，而另類概念無此 暗示，因此譯為迷思概念一詞優於另類概念。根據蔡孟雄（2009）的研究認為，迷思概念是 因為學習者對科學事物的想法與科學家們公認的科學觀念不同，如果能了解這些想法的特

性，將有助教學者的教法修正，並幫助學習者進學習。

由以上觀點可以知道學生因為前置概念不容易改變，造成不易接受科學家認可的正統概 念，因此前置概念阻礙了學習。所以探討前置概念的形成原因非常重要，而這些前置概念也 就是所謂「迷思概念」。蔡孟雄（2009）統合了學者（許瑛玿、謝惠珠，2004；楊志強、洪文 東，2002；鍾聖校，1994；Fisher, 1985）所歸納的迷思概念特性，認為迷思概念是學習者在 學習的過程中所產生的問題結構，通常是因為學習者本身不具備完整的概念，對事物的察覺 偏向直覺性的猜測，致使產生與科學家不相同的概念。而在學習者的迷思概念的知識中有部 分是共同存在的，並且常常是根深蒂固、難以改變的。但是又有些迷思概念的形成是因為學 習者的概念不清楚或是概念缺乏，因而這樣的迷思概念常常會有前後不一的情況，而當有其 他新想法時便會輕易拋棄原有的概念，因此迷思概念也有不穩定的特性。賴瑞芳（2002）則 引述Head（1986）與 Blosser（1987）等的研究指出迷思概念的來源如下：

（一）迷思概念是由學習者每天的經驗與觀察事物的結果得來。

（二）迷思概念可能是由慣用語或隱喻（metaphors）的使用而來。

（三）迷思概念可能是從不恰當的類比所產生的混淆而來。

（四）迷思概念可能是從同儕文化（From the peer culture）而來。

（五）迷思概念可能來自於一些與生俱來的理念（Innate origin of some ideas）。

而關於迷思概念的形成原因，郭重吉（1988）的研究發現：

（一）學生在接受教學前，對一些常見自然現象的形成原因，早有他們自己的想法

（conception），並且這些想法與正統科學概念不相同。

（二）通常學生所持有不同於正統科學概念的想法，可經由推測其形成原因歸納成數個 種類。

（三）學生會保護自己的想法，以先入為主的觀點去解釋所見的各種現象，因而使用傳 統的教學方法並不容易改變學生的想法，會影響到教師的教學，成為學習的阻礙。

（四）學生有某些學習上的困難，並非由於推想力不足，而是因為對該學科的內容知識

背景不足。

除此之外，尚有其他原因造成迷思概念的形成，不過大概都是由學習者與情境兩相交互 作用而產生的（賴瑞芳，2002）。在瞭解迷思概念的特性與成因之後，我們應該能擬定改變迷 思概念的方法與策略。

三、迷思概念的改變

王美芬（1992）認為概念的學習是科學教育的重要課題，因為概念的學習有助於記憶、

了解及學習的轉移。根據賴瑞芳（2002）的研究，概念的學習不同於事實記憶的學習，前者 是經過學習者主動架構他腦中的知識，是一種主動的、真正了解的學習；而後者則是知識的 複印，很少有認知架構的重組。皮亞傑認為學生學習前的知識非常重要，因為舊有概念常常 會根深蒂固地阻礙學生進行新概念的學習，學生往往在課堂的學習後仍以自己的先有概念為 主（參考自熊召弟等譯，1996）。洪振方（1996，1997）也針對科學概念的學習特性提出兩點 看法：

（一）學生所要學習的科學概念常與其另有概念相矛盾，並且在教學後也不易產生概念 上的改變。

（二）學生所要學習的科學概念在學生的長期記憶體中，找不到相關的認知基模，也就 是先備知識，因此造成學生學習的困難。

綜合上述，要改變學生的概念並不是一件簡單的事，除了教師在教學上的努力之外，更 要學生克服自體長期記憶中的舊有概念，並讓新概念能與學生的認知基模產生聯繫。而學童 在概念形成之初，通常只能局部性地去理解事物，無法像成人般理解事物概念之屬性，一旦 接受了正式課程後，概念的改變情形就是一項值得研究之課題。而站在建構主義的立場，兒 童在概念形成之階段，並非完全沒有任何概念，而是逐漸建構知識的（林月芳，2004）。由

綜合上述，要改變學生的概念並不是一件簡單的事，除了教師在教學上的努力之外，更 要學生克服自體長期記憶中的舊有概念，並讓新概念能與學生的認知基模產生聯繫。而學童 在概念形成之初，通常只能局部性地去理解事物，無法像成人般理解事物概念之屬性，一旦 接受了正式課程後，概念的改變情形就是一項值得研究之課題。而站在建構主義的立場，兒 童在概念形成之階段，並非完全沒有任何概念，而是逐漸建構知識的（林月芳，2004）。由