學生光合作用迷思概念分析

本研究探討學生的光合迷思概念，研究者的判斷來源主要來自光合作用概念 自編試卷前測的作答結果與前測之後與學生的問答後的紀錄；以下茲分述研究者 所觀察出來的學生光合迷思概念。

壹、 光合作用的條件與產物

光合作用的進行，需同時具備數個充足的條件才能促使此代謝活動成立，首 先環境中的生物必具備葉綠體或葉綠素，其二需要充足的光能，第三還需有水和 二氧化碳的提供，滿足此三個條件之下，光合作用才能順利執行。

前測試卷中有兩題針對此概念進行提問，以下表格為全班二十八位學生針對 此概念作答後的結果：

表 四–1 光合作用需要條件與物質概念分析

題型題號 單選第一題 配合第三題 (複選) 題目 觀察圖中各組情境，請問那些正

在進行「光合作用」

植物行光合作用時需要的條件 和物質有

作答正確人數 21 人 6 人

作答錯誤人數 7 人 22 人

現象一 6 人忽略光合需要「綠色生物」 有 7 人只忽略光合執行需「水」

現象二 1 人忽略自營生物光合需要「光」

從選擇題第一題分析學生作答結果，全班二十八位學生中有六位忽略生物需 具備葉綠體才能進行光合作用，回答的錯誤情境為「所有照光的生物皆能進行光 合作用」，並未考慮到動物身上沒有葉綠體構造，此為學生迷思概念之一；另有 一位學生雖考慮到進行光合作用必須要有綠色生物，但卻忽略光合作用需要光，

故選擇的錯誤情境為「所有存在綠色生物的環境皆有光合作用」，此為學生迷思 概念之二。

從配合第三題分析學生是否能正確描述出光合作用需要條件與物質，更發現 全班只有六位同學能完整寫出光合作用需要的所有條件，近八成的學生無法完整 描述，細觀作答結果，有七位作答錯誤學生僅忽略「水」為光合作用需要的原料，

此為光合作用需要物質中，學生常出現的迷思概念之三；另有八位作答錯誤學生 僅多寫或少考慮了一個條件；剩下的七位學生對於光合的條件和需要物質錯誤選 項至少有兩個以上，其迷思概念較多，甚或有對光合條件完全不清楚的學生。

光合作用的產物共有三項，一為光反應進行時產生的氧氣，二為暗反應產生 的水以及三最主要的產物葡萄糖(養分)；分析學生是否清楚光合作用產物的概念 時，試卷使用配合第四題複選方式提問，下表為學生作答情況：

表 四–2 光合作用產物概念分析

題型題號 配合第三題 (複選)

題目 植物行光合作用時會產生哪些物質

作答正確人數 1 人

作答錯誤人數 27 人

現象一 作答錯誤中有 7 人只忽略了光合產物中有「水」；餘 20 位學生在 此項回答光合產物作答中至少錯誤兩個以上

現象二 作答錯誤中有 16 人混淆光合作用主要產物「養分」和呼吸作用的 主要目的產生「能量」

光合作用產物的作答情形顯示學生概念模糊不清，且常常忽略次要產物「水」

的存在，此為迷思概念之四；而「養分」與「能量」的混淆是迷思之五。

貳、 光合作用的目的

異營生物透過攝食獲得養分，然而自營生物大多不能移動也沒有攝食構造，

不能透過攝食補充養分來源，所以透過葉綠素或葉綠體進行光合作用自行合成養 分供自己生存與利用，是故光合作用進行的目的主要為「產生養分」。

然而學生往往分辨不清楚「產生養分」和「產生能量」的代謝作用為何，在 文獻中發現學習者常將「氧氣」視為光合作用主要目的，故本測驗利用配合題第 一題和第二題向學生提問光合和呼吸作用的主要目的，下表為學生作答情況：

表 四–3 光合作用和呼吸作用主要目的概念作答分析

題型題號 配合第一題 配合第二題

題目 「光合作用」的主要目的是產生 「呼吸作用」的主要目的是產生

作答正確人數 10 人 10 人

作答錯誤人數 18 人 18 人

兩題皆對人數 8 人

現象一 正好將光合「產生養分」與呼吸「產生能量」寫顛倒者有 2 人

現象二

將光合目的誤認為是「產生能量」的有 11 人 將光合目的誤認為是「產生氧氣」的有 4 人 將光合目的誤認為是「產生光」的有 2 人

將光合目的誤認為是「產生二氧化碳」的有 1 人

由作答結果顯示，學生對於光合作用的目的最常出現的迷思概念為「產生能 量」，此與上頁描述的迷思之五相同；另有學生以為光合目的是「產生氧氣」此

為迷思之六；另有三人由觀察測驗作答情形和研究者與學生問答結果顯示，學生

現象二

黑暗下的水草，

有 6 位學生認為不會釋放出氣體。

有 6 位學生認為水草只會吐出氧氣。

有 3 位學生認為水草還是會釋出氧氣和二氧化碳。

現象三

在光照下只裝水草的水瓶，

有 12 位學生認為因為沒有任何二氧化碳來源，生存需求不足。

有 4 位學生以為水草是因為沒有動物而資源不足。

有 2 位學生覺得水草會因為氧氣不足無法生存。

現象四

有 6 位學生認為有光線存在的水域環境，便能讓生命持續延續。

有 4 位學生認為並沒有任何一個裝置的條件足夠使生命持續生存。

有 2 位學生以為有水草的環境就能讓生命持續生存，忽略光線。

分析學生錯誤的作答選項，可以看出學生判斷光照下的水草只會進行光合作 用，忽略呼吸作用持續進行，此為迷思之七；也有學生認為提供光源給只存在水 草的水瓶，會因為沒有二氧化碳而無法讓生命生存，忽略水草本身就有製造二氧 化碳的條件，為迷思之八。

探討到環境條件是否能讓生命生存時，有六位學生覺得光線的重要性凌駕於 其他，有光線便能生存，此為迷思之九；也有兩位學生以為只要存在綠色生物就 能延續生命的進行，忽略光的重要性，為迷思之十。

本研究中也探討學生是否瞭解綠色生物進行呼吸作用時需要條件和一般動 物相同也需要氧氣，而非二氧化碳，和執行光合作用時的需求和產物恰好相反，

故設計了配合第四題和第五題詢問學生植物的呼吸作用需要條件和產生物質；其 中，有高達十七位學生以為植物行呼吸作用的條件與光合作用一樣都需要氧氣，

此為迷思十一；有十五位學生認為植物呼吸後吐出來的氣體是氧氣，和光合作用 一般無二，為迷思十二。最後由以下表格羅列由前測試卷觀察到的學生迷思概念 共十二項：

表 四–5 學生的光合作用迷思概念

迷思一 有光線的情形下，生物均能進行光合作用。

迷思二 無論光線有無，有綠色生物就有光合作用

迷思三 光合作用只需光源和二氧化碳，忽略「水」也是光合作用需要原料。

迷思四 光合作用產物只有氧氣和葡萄糖，忽略也會產生產物「水」。 迷思五 「養分」與「能量」的意義混淆不清。

迷思六 光合作用主要目的是「產生氧氣」。 迷思七 光照下的水草只會進行光合作用。

迷思八 只存在水草的水瓶，無法製造二氧化碳。

迷思九 有充足光線再提供食物給水瓶中的動物，便能使生命生存。

迷思十 只要存在綠色生物就能延續生命，忽略光的重要性。

迷思十一 植物行呼吸作用和光合作用一樣都需要氧氣。

迷思十二 植物呼吸後吐出的氣體和光合作用一樣都是氧氣。