學生對燃燒的思考模式分析

本研究依晤談結果及雙層試題施測結果，將學生對於燃燒所持迷思概念的原 因想法，經過初步歸納晤談學生之反應後，再進行各項判斷依據或理由之特性的 歸類，共分為以下幾項模式(mode)：屬性模式、條件模式、結果模式、直覺經驗 模式、名詞模式。本研究將學生對於物質燃燒想法的思考模式分為以下五項：

1.屬性模式(attribute mode)：以物質之特徵或性質判斷的思考模式。此種 模式所依據之物質屬性可再細分為二類，一為外顯 (expilicit) 屬性；感 官知覺可以直接察覺的屬性，例如重量、體積、顏色….等等。一為內隱

(impilicit)屬性；感官知覺不能直接察覺的屬性，例如內含成分。以 B402、

B802 舉例說明：

B402：我就覺得那個…那個就質感滑滑的，應該比較不會燃燒。

研究者：玻璃呢？

B402：我就覺得太硬，然後那個什麼表面比較滑，就燒不起來。

＊ ＊ ＊ 研究者：怎樣的物質才可以燃燒？

B802：油要比較多。

2.條件模式(condition mode)：依據操作或反應所需條件判斷的思考模式。

例如學生 B406、B603 與 A407 的敘述都屬於此思考模式。

B406：那個不管怎樣的方法要讓他燃燒總要有火吧！所以我認為一定 要有火才能燃燒。

B603：嗯…高溫、嗯..熱啊！就這樣！才可以燒起來！

A407：假如燃燒物體旁邊有易燃物，它就會燒很快，一下子就竄起來 了。

3.結果模式(outcome mode)：以產物或反應結果判斷的思考模式。例如學生 A605 及 A810 的敘述：

A605：保利龍燒，可以燒是可以燒，不過有毒氣。

＊ ＊ ＊

A810：…它（指天然氣）燃燒完全的話就什麼都沒有了，不完全的話 就剩下一氧化碳。

研究者：那汽油呢？燒完之後剩什麼？

A810：應該是沒有剩吧！

4.直覺經驗模式(empirical mode)：以直覺、臆測、猜想之非理性思考或邏

輯推理進行判斷的思考模式或因日常生活經驗、教師教導、實驗經驗判斷 的思考模式。像 A606 及 B802 學生的敘述：

研究者：那保利龍，你為什麼覺得保利龍不能燒？

A606：因為保利龍，假如你用……你用一炷香吧！一塊保利龍只要輕 輕碰到熱它就會融化，像以前一、二年級的美勞就有這樣子用 過。

＊ ＊ ＊ 研究者：你從哪邊知道感覺他可以燃燒？

B802：課本上、印象中…

5.名詞模式(term mode)：以科學上術語做為判斷的思考模式。以 B803 及 A401 兩位學生為例：

B803：那要看他的沸點，他的沸點到了也是可以燃燒。

＊ ＊ ＊

研究者：所以你認為可以燃燒的只有黃金、硫磺、氫氣，為什麼你認 為只有這三樣可以燃燒？

A401：因為他們燃燒不會爆炸。

壹、 學生對物質燃燒的思考模式—晤談結果

將學生的想法依以上各項思考模式整理如表 4-3-1，發現結果模式被提及的 項次最多，但以燃燒會產生煙（黑煙）、產生熱、是否有毒或臭味產生集會剩下 灰燼，各年級都有四人以上提出。其中值得注意的是國二學生提出一些想法是在 國小學生中未出現的，如：剩下（產生）水（蒸氣）、剩下油，產生碳、產生新 物質、產生氧化物等，也可以知道國中學生學過較多的科學知識，比較容易將其 提出說明。而在條件模式，學生普遍提到要有火、有氧，而可燃物的想法也只有

國二學生提到，可能是課程學過，但學過的內容學生就容易混淆，在條件模式中，

也只有國二學生提到需到達沸點及熔點，很明顯的混淆「燃點」的概念。名詞模 式提及的項次雖不多，但學生多集中在「爆炸」、「蒸發」、「熔化」等觀點，各年 級都有超過三人提及。

此外，各思考模式並非彼此獨立或具有互斥性，有可能並存於學生的認知結 構中，例如學生可能同時存在以固體或氣體(屬性模式)、高溫（條件模式）或者 曾看過或聽過(直覺經驗模式)做為判斷物質是否可燃的依據，以學生 B601 為例，

在說明物質是否可燃時，就因不同物質而有不同的思考模式做為判斷的標準。

B601：因為氫氣是氣體啊，啊我覺得大部分的固體都是可以燃燒的，

只是他的溫度不一樣。

研究者：還有嗎？

B601：像那個黃金啊，可能燃燒的溫度要非常高才可以被燃燒這樣子。

研究者：然後呢？

B601：然後銅，我好像聽過印象中有人講過鑄銅啊，然後玻璃是看過人家，

聽過..學過有琉璃啊，然後酒精就是有做過實驗啊，天然氣就瓦斯啊！我們用，

用瓦斯煮東西的時候，就會用到啊！

表 4-3-1 物質是否可燃晤談結果分析表

另一方面，不同的思考模式並未具有絕對性的對錯之分，不同的學生雖然可 能有相同的思考模式，但是可能有不同的判斷結果，例如以物質是否熔化(名詞 模式)判斷物質是否可燃，甲學生可能因而將保利龍歸類為可燃，如學生 410，而 乙學生可能考慮熔化只是現象並不是燃燒，就像學生 B403 的想法，就會產生不 同的歸類結果。

研究者：好，你認為黃金、銅、鐵、保利龍是可以燃燒的，為甚麼你這 樣認為？

A410：因為它燃燒出來之後，可能會有那個一個液體出現，也就是熔 化了。

＊ ＊ ＊

B403：保利龍只是燃燒過會熔化，他不是整個燃燒掉，鐵絲、黃金、

玻璃、銅它燒過之後可能會有紅的或者是變熱現象，不是完全 燃燒掉。

研究者：所以熔化不算燃燒？

B403：他是燃燒後產生一個現象而已，不是完全在…他燒了之後就會 熔掉而已啊！

表 4-3-1 顯示，學生在結果模式中提出的理由最多，顯示學生在面對物質的 燃燒想法時，對於不同物質可能相同的以結果模式來思考，可是卻有不同說法，

以學生 B401 為例：

研究者：怎樣的情況下可以使物體燃燒？

B401：一就是要有氧氣，要不然他就會二氧化碳出來，火就會熄滅，

二就是酒精，三就是火。

研究者：每一種物體在燃燒的過程中都要有這三項嗎？

B401：對！嗯..酒精可以不用，可是氧氣跟火一定要。

研究者：氧氣在燃燒中是做什麼的？

B401：氧氣在燃燒之後會變成二氧化碳，可是酒精燈就一直把氧吸進 去，然後再吐出一氧化碳。

此外，同一位學生也可能運用同一思考模式中不停的解釋它的想法，以學生 B802 為例，他會以不同物質的不同屬性來判斷物質的燃燒。

B802：喔！汽油就是有油啊，然後火碰到油就會燃燒。天然氣就是石 油揮發出來的，碰到也可以燃燒。…

….（略）

研究者：什麼是可以燃燒的東西？

B802：以保利龍來說喔！..是塑膠啊！

研究者：那酒精中含有什麼可以燃燒的東西？

B802：酒精喔！酒。

綜合觀之，小四學生以直覺經驗模式和結果模式做為思考判斷物質是否可燃 的學生數目最多，可能與其在現今教材中，學習到關於燃燒的概念並不多，所以 學生多會以感官經驗判斷。以屬性模式來做為判斷依據的學生，雖然隨年級而遞 減，但也都在七人以上，顯示物質的屬性，應該是學生較為熟悉的。此外，雖然 名詞模式提及的項次最少（只有五項），但小六及國二的學生都有高達十二個學 生（總晤談數十四人）提及名詞模式，四年級學生卻僅佔五人，差異頗大，這可 能與學生愈高年級學過的科學術語愈多，也會運用於做為思考的標準。此外，以 條件模式思考的學生亦隨年級增加而增多。

值得注意的是各年級中，都有相當多的人次是以「直覺經驗」模式來作為判 斷的依據，顯示源自於生活經驗的概念常會影響學生，而當成正確科學意義來判 斷。此與郭國成（民 91）的研究結果相似，研究中顯示學生對燃燒概念回答的模 式以日常生活經驗為主。

貳、 學生對物質燃燒的思考模式--雙層試題施測結果

（一）四年級學生的對燃燒概念的思考模式

將每一位學生的選答選項，轉換成思考模式選項，四年級的施測人數總計 387 人。但各題中，並不包含在這一題中選答其他選項或未填答者。四年級學生 對於燃燒的概念模式，以「結果模式」所佔比例最多（29.0﹪）。此結果與晤談 結果相似。其次，選擇條件模式、直覺經驗及名詞模式的學生數均差不多，分別 是 19.5﹪、20.7﹪及 19.3﹪，顯示四年級學生對燃燒的思考模式，分布比較平 均，可能因為「燃燒」是日常生活中常見的經驗，學生在未學習前會發展出屬於 自己的「燃燒」想法。這些想法可能來自於日常生活中，像烤肉等；或以曾學過 的名詞說明，像熔化、蒸發等；或認為燃燒就需要某些條件。

在晤談時有相當多的學生提及屬性模式，然而在雙層試題中，四年級學生選 答屬性模式的人數並不多，只佔 11.5﹪，是所有模式中最少的，此結果與晤談結 果相差甚多，其中的原因，可再進一步深入探究。

另外，從表 4-3-3 中也可明顯看出，相似的題目，四年級學生未必有相同的 思考模式，如前三題題目內容都是與「物質是否可燃」有關，而各模式也分布於 選項中，可是第一題（氫氣是否可燃）學生的選答以結果模式與名詞模式最多，

分別是 109 人及 134 人；第二題（黃金是否會燃燒）學生則以直覺經驗和名詞模 式選答的人最多，分別是 134 人及 158 人；而第三題（保利龍是否會燃燒），選 答的人就集中在條件模式與結果模式（118 人與 209 人），可知四年級學生在思考 其燃燒想法時，會因物質不同而有所差異。

表 4-3-3 四年級學生燃燒思考模式選答人次表

表 4-3-4 六年級學生燃燒思考模式選答人次表

思考模式。

（四）學生對物質燃燒思考模式的發展

從之前晤談的資料分析，就已發現各年級學生有些持有以屬性模式來思考燃 燒概念，會認為所有金屬都會燃燒、會認為物質中只要有油就可以燃燒，或者因 為實驗燃燒酒精燈，而覺得物質含酒精就可燃燒，當然也有因為認為氧可以助 燃，所以只要與氧有相關的物質都可以燃燒，表 4-3-6 中顯示施測結果各年級學 生以屬性模式思考的僅佔一成左右（小四、小六及國二分別是 11.6﹪、8.4﹪及 8.3﹪），也許是在有其他選項時，屬性模式的誘答力，比不上以條件模式或結果

從之前晤談的資料分析，就已發現各年級學生有些持有以屬性模式來思考燃 燒概念，會認為所有金屬都會燃燒、會認為物質中只要有油就可以燃燒，或者因 為實驗燃燒酒精燈，而覺得物質含酒精就可燃燒，當然也有因為認為氧可以助 燃，所以只要與氧有相關的物質都可以燃燒，表 4-3-6 中顯示施測結果各年級學 生以屬性模式思考的僅佔一成左右（小四、小六及國二分別是 11.6﹪、8.4﹪及 8.3﹪），也許是在有其他選項時，屬性模式的誘答力，比不上以條件模式或結果