第四章 研究結果與討論
第三節 學生概念改變分析與個案探討
為了深入了解學生課程前後的概念變化情形，根據學生的概念類型分類，繪 製成圖表4.3.1。前測概念類型分為四類：未回答的學生與無概念歸類在一起，
共有23 人；迷思概念類型學生包含：月食模式、位置模式與月食位置混合模式，
共23 人；科學模式共 5 人；持有零碎概念的學生有 11 人。後測則分為一樣為四 類：無概念共有5 人；迷思概念類型學生包含：月食模式、位置模式與月食位置 混合模式，共19 人；科學模式共 8 人；另外持有零碎概念的學生則有 30 人。
接下來透過學生的前後測診斷測驗與晤談資料，進一步了解學生課程前後概 念改變的情形。
(23) (23) (11) (5) 無概念 迷思概念 零碎概念 科學概念
前測
後測
無概念 迷思概念 零碎概念 科學概念
(5) (19) (30) (8) 備註：
□ ：直接轉變為科學概念。
○ ：負向的概念改變。
圖 4.3.1 學生前後測概念改變變化圖
2 1
1
2
7 1
1 12
3
8 4
9 9
2
一、學生前後測概念類型改變分析
圖 4.3.2 編號 202029 的學生前測答案
圖 4.3.3 編號 202029 的學生後測答案
(二)轉變為科學模式
此類型學生有 6 人，其中由迷思概念轉變為科學模式的有 4 人，從零碎概念 轉為科學模式的有2 人。以迷思概念類型來看，位置模式或混合模式轉為科學模 式的有3 人，月食模式則有 1 人。學生在發生概念改變的過程發生在電腦模擬的 階段，當學生操作「角度變化實驗」時可以看到不同角度的球形，進而與月相盈 虧成因連結在一起，以下為編號202028 學生的後測晤談資料與診斷測驗前測答 案(圖 4.3.4)與後測答案(圖 4.3.5)。
T：月相盈虧成因為何？
S202028：月球只有被太陽照到的那一面會亮，且是逆時針繞著地球轉的，人在地 球上只看的見月球的一面，當地球和月球轉動，看見月球亮的形狀就會不一樣。
T： 你能不能用保麗龍球描述月球怎麼動？(遞球給學生) S202028：就這樣繞還有這樣轉。
T： 那你覺得人在地球上怎麼轉？
S202028：應該是…..和地球一起轉吧。
T： 你怎麼會覺得我們是這樣轉的？
S202028：就軟體裏面提到的啊！人隨著地球自轉在動吧，所以有暗有亮…….就 是白天和晚上。
T： 那你能不能解釋診斷測驗中這個月相(下弦月)的原因？
S202028：是那個半圓形的月亮喔？
T： 對！可以嗎？
S202028：我想想看，好像是這個樣子…..月亮在這裡，地球在這裡，太陽就這裡 吧！
T： 你剛剛說月亮不發光，那你現在排的月亮位置哪邊有光亮？
S202028：這邊。
T： 那地球上呢？
S202028：地球上也是這邊亮啊！
T： 你為什麼覺得這個位置會出現這樣的月亮形狀？
S202028：就太陽光過來…月亮反射，地球上看到。軟體裏面好像是這樣子排的，
應該沒錯吧！
圖 4.3.4 編號 202028 學生的前測答案
圖 4.3.5 編號 202028 學生的後測答案
(三) 轉變為零碎概念
轉變為零碎概念的學生有 23 人，其中從無概念改變而來的有 12 人，迷思概 念的有9 人，另外有 2 人從科學模式改變而來。迷思概念類型中從位置模式改變 為零碎概念者有4 人，茲以編號 202004 為例，前測(圖 4.3.6)中以「太陽照到月 亮的反射」來回答月相盈虧成因，後測(圖 4.3.7)中則以「地球自轉再加上公轉，
使得我們和太陽月亮間的角度不同」，顯示學生在後測能以日地月位置來思考月 相盈虧成因，雖然對於月相盈虧成因的解釋還無法很完整的回答。
圖 4.3.6 編號 202004 學生的前測答案
圖 4.3.7 編號 202004 學生的後測答案
至於有 2 人從科學模式改變為零碎概念，以編號 205008 學生為例，在診斷 測驗前測(圖 4.3.8)提到月相盈虧成因是因為「因為月亮會對地球公轉，還有太 陽光」且在第八題繪以明暗面說明月相變化，但到了後測(圖 4.3.9)則回答「太 陽每天照在月亮上的面都不一樣，所以反射在我們眼中就不一樣」，但第八題答 案錯了，在後測晤談中認為月球只有公轉而無自轉。而可得知此個案學生已經會 使用明暗面作為關鍵概念，透過關鍵概念思考月相盈虧成因。
圖 4.3.8 編號 205008 學生的前測答案
圖 4.3.9 編號 205008 學生的後測答案
T： 你認為月相成因如何？
S202028：太陽每天照在月亮上的面都不一樣，所以反射在我們眼中就不一樣 T： 太陽如何照射在月亮上面呢？
S202028：月球反射太陽光啊！
T： 你能說明什麼叫反射太陽光？
S202028：就太陽光照射下來，這邊就有光…
T： 你剛剛說太陽每天照在月亮的面都不一樣，能不能說明一下？
S202028：就是月亮繞著地球轉，被太陽照的地方不一樣。
T： 不一樣？
S202028：對啊！這邊有光(用球表示)，而且這一面都在這裡(球上一點)，所以看
到的形狀不一樣。
T： 那就是這一點固定朝向太陽？
S202028：對啊！月亮應該是不動的吧！只繞地球轉…
T： 那你說說看第八題的月相應該如何解釋呢？
S202028：就是月球在這裡，地球和太陽又在這裡，好像是 90 度。
(四)轉變為迷思概念
此概念類型轉變的學生有 9 位，在無概念轉變而來的 8 位學生中，有 6 位持 位置或混合模式解釋月相成因，2 位持月食模式解釋月相成因；其他的 1 位學生 (編號 202020)則從零碎概念轉變為迷思概念-位置模式，探究其診斷測驗內容，
從原本前測(圖 4.3.10)認為「月球公轉與地球自轉、公轉」造成月相成因，後測 (圖 4.3.11)轉變成以「月球公轉」解釋月相成因，第八題則以明暗面解釋說明上 弦月，但所選的答案“A＂是錯誤的。轉變為迷思概念的學生多以月球繞地球公 轉的相對位置或以明暗面來思考月相盈虧成因，對於診斷測驗中特定月形的解釋 是錯誤的，可見學生能以教師提供的關鍵概念來思考，雖然最後解釋月形的答案 是錯誤的。
圖 4.3.10 編號 202020 的前測答案
圖 4.3.11 編號 202020 的後測答案
較特別的是編號 202026 的學生，在前測(圖 4.3.12)持有科學模式解釋月相 成因，但後測(圖 4.3.13)中卻以月食解釋月相成因，在第八題則以明暗面解釋上 弦月形，後測晤談資料亦顯示以月食解釋部份月相成因。
T ：你認為月亮的形狀每天都會有變化，主要的原因是什麼？
202026：因為月亮繞著地球轉，位置不一樣，太陽照射到月亮的位置也會不一樣，
所以月亮的性狀就不一樣。
T ：老師這邊有三顆大小不一樣的球，你能不能描述月亮怎麼運動的？
202026：月亮繞著地球轉。(用最小的兩顆球，最小的球繞著第二顆球以逆時針轉) T ：月亮形狀會有變化，你能不能用這三顆球表示？
202026：就是小顆的在繞著地球轉，然後我們看到小顆的被太陽照到的亮的有不一 樣。
T ：被太陽如何照射？
202026：光線照在球上，反射過來！
T ：你覺得哪個位置可能會出現彎彎的月亮，如眉月？(診斷測驗圖形) 202026：地球在中間的時候(把第二顆放在最小和最大的球之間)。
T ：地球在中間？
202026：嗯！光線會被地球給擋住一點點，所以有些沒反射光線.
T ：所以你認為會造成這樣的月亮？
202026：應該是吧！
圖 4.3.12 編號 202026 的前測答案
圖 4.3.13 編號 202026 的後測答案
(五)轉變為無概念
此概念類型轉變的學生總共 2 人，1 位從迷思概念而來，1 位則從零碎概念 而來。 編號 202024 的學生前測(圖 4.3.14)以迷思概念-位置模式解釋月相成 因，後測(圖 4.3.15)則以“陰影遮住了＂來回答月相盈虧的成因，並且未詳細說 明是何種物體遮住的現象，因此歸類在無概念。編號 202016 學生前測持零碎模 式解釋月相成因，後測則以「地球繞太陽公轉與角度差異」解釋月相成因，也歸 類在無概念。
圖 4.3.14 編號 202024 學生的前測答案
圖 4.3.15 編號 202024 學生的後測答案