第四章 結果與討論
第二節 學生聲音概念探討
本節將探討研究者運用「聲音概念二階段試題」為工具，針對全班 28 位學 生檢測研究者教學前與教學後，學生概念改變情形。研究者為深入了解學生概念 情形，在教學結束後除進行後測外，並以「聲音概念二階段試題」題目為訪談結 構，針對研究者教學班級的學生進行個別訪談。
以下研究者依據本研究所探究的聲音概念，以「聲音的來源」、「聲音的大 小」、「聲音的高低」及「音色」四項核心概念主題，依序呈現學生的學習概況。
調查結果的撰寫，為便於陳述與說明，研究者在呈現題目時，在每個選項前加入 代碼，以便於使用代碼進行內容的陳述。代碼的表示方式如圖 4-15 所示，如果
是「第一階層選項」，為「前兩個代碼」，如：1-2 表示第 1 題，第二階層選項代 號為 2。如果是第二階層的選項，使用三個代碼，如：1-2-2 表示第一題，第一 階層的代號 2，第二階層代號為 3。
研究者進行資料分析時發現，極少部分學生在撰寫二階層試題時，僅勾選第 一階層的選項，第二階層的選項並未勾選，因此有部分試題第二階層之勾選人數 未達總數 28 人。
一、 【聲音的來源】－學生概念分析
聲音的來源是由物體振動產生的，發出聲音的物體本身會振動。在試題中的
（二）～（六）題，是藉由各種不同樂器，來檢測學生對於不同樂器聲音的產生 方式的詮釋。
圖 4-15 二階層試題選項代碼說明
代碼：1-2-3
第一碼為題號 第二碼為 第一階層 選項代號
第三碼為 第二階層 選項代號
i. 學生對於聲音來源的看法
ii. 學生對於鐵琴聲音來源的看法
表 4-3 「聲音概念二階段試題」第 2 題前後測答題情形
前測 後測
第一階層選項
人數 百分比 人數 百分比 2-1 我覺得是因為碰撞產生的 18 64.3% 3 10.7%
2-2 我覺得是因為空氣振動產生的 3 10.7% 12 42.9%
2-3 我覺得是因為物體振動產生的 7 25% 13 46.4%
第二階層選項 前測
（人）
後測
（人）
2-1-1 敲鐵琴的時候，琴棍和鐵琴發生碰撞或摩擦，所以有聲音。 15 1 2-1-2 敲鐵琴的時候，會使鐵琴裡面的空氣撞在一起，所以有聲音。 3 2 2-2-1 敲鐵琴的時候，鐵琴裡面的空氣會振動，所以有聲音。 0 5 2-2-2 敲鐵琴的時候，鐵琴裡面的空氣會振動，空氣互相撞擊，就會有聲音。 3 7 2-3-1 敲鐵琴的時候，鐵琴會振動，所以會有聲音。 5 6 2-3-2 敲鐵琴的時候，鐵琴裡面的空氣會振動，所以有聲音。 2 7
本題的鐵琴是以空心圓管組合而成，以敲擊的方式發出聲音。以聲音產生 的流程來說，樂器需要外力引起振動，振動然後產生聲音。學生在教學前大多數 認為鐵琴的聲音是由碰撞或摩擦產生的，多數人注意到的是琴棍與琴身碰撞或摩 擦的那一刻，同時也就聽到聲音，因此認為聲音是由碰撞而來，著重「外力」而 發出聲音，並沒有「振動」的概念。
由後測結果可以發現，學生認為鐵琴能夠產生聲音是與「振動」有關，多 數認為是空氣振動(含 2-3-2 選項)。研究者在後測訪談時，使用教學中的鐘琴為 樂器，將本題樂器修改成鐘琴，請學生說明鐘琴的聲音來源，此時學生的回答為
「鐵片振動發出聲音」。在訪談中，有 18 位學生認為本題圖片上的鐵琴是因為管 內的空氣振動才發出聲音，鐘琴是由鐵片振動才發出聲音的，兩者之間的差異在 於，圖片的鐵琴是空心的，鐘琴是實心的。有關學生在訪談時的觀點茲舉例如下：
題目 2：
下圖是一個鐵琴，鐵琴的中間是 空心的。你如果拿起琴棍敲擊 它，鐵琴就會發出聲音。你覺得 為什麼你敲鐵琴的時候，鐵琴就 會有聲音呢？
T：你覺得圖片上的鐵琴是怎麼發出聲音的？
S06：物體振動產生的，裡面的空氣會振動。
T：如果是鐘琴呢？
S06：我覺得是物體碰撞。
T：所以不是振動產生的？
S06：不對，是振動。
T：是什麼振動？
S06：鐵。
T：可是如果是圓管鐵琴你就覺得是空氣振動？
S06：因為這是空心的，所以裡面的空氣會振動。
T：你覺得鐵會不會振動？
S06：會啊！
T：主要是誰振動？
S06：空氣。 （訪 06）
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S02：如果是空心的我覺得是空氣振動和物體振動的關係。如果是實心的是物體振 動而發出聲音。
T：如果是空心的你認為空氣也有在振動？
S02：對。
T02：主要振動的是誰？
S02：鐵。
T：如果是我們做的木琴呢？
S02：是物體在振動。 （訪 02）
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由此我們可以看出，學生在進行答題時，會因為樂器的構造不同而產生不 同的想法。此測驗題目，強調鐵琴的中間是空心的，因此填寫 2-3 項目的學生中，
約有一半的學生選擇 2-3-2 項目，學生認為「除了物體振動，空氣也必須振動」
才能夠產生聲音，因此會選擇 2-3-2 的答案，這與第 1 題學生在訪談表示的概念 相符合，學生其實在「振動的來源」與「空氣的傳遞」之間不一定分得清楚，畢 竟要聽到聲音的確有兩個環節，一個是物體振動產生聲音，物體產生聲音後，經 由空氣(介質)傳遞，我們才可以聽到聲音。因此當我們問有關「聲音的來源」的 相關概念時，學生容易因認為「空氣傳遞聲音」，把回答選擇在「空氣的振動」
上。
iii. 學生對於小鼓聲音來源的看法
表 4-4 「聲音概念二階段試題」第 3 題前後測答題情形
前測 後測
第一階層選項
人數 百分比 人數 百分比 3-1 我覺得是因為碰撞產生的 11 39.3% 1 3.6%
3-2 我覺得是因為空氣振動產生的 9 32.1% 6 21.4%
3-3 我覺得是因為物體振動產生的 8 28.6% 21 75%
第二階層選項 前測
（人）
後測
（人）
3-1-1 打鼓時，物體互相碰撞，本來就會有聲音。 3 1 3-1-2 打鼓時，鼓裡面有空氣，敲鼓的時候，鼓裡面的空氣會互相撞擊，產
生聲音。 7 0
3-1-3 打鼓時，會把外面的空氣從鼓的細縫裡打進去，和鼓裡面的空氣發生
撞擊，就會有聲音 1 0
3-2-1 打鼓時，鼓裡面的空氣會有振動，所以會有聲音。 3 4 3-2-2 打鼓時，鼓裡面的空氣會在裡面跑來跑去，所以會有聲音。 1 1 3-2-3 打鼓時，鼓裡面的空氣會振動，互相撞來撞去，所以會有聲音。 5 1 3-3-1 打鼓時，鼓皮會振動，所以會有聲音。 4 14 3-3-2 打鼓時，鼓裡面的空氣會有振動，所以會有聲音。 1 6
3-3-3 打鼓時，會振動音波，所以會有聲音。 3 1
學生在教學前，對於鼓為什麼會發出聲音在第一階的概念各選項十分接近，
但由第二階的答題情形來看，大多數的學生都認為與「鼓裡面的空氣振動或撞擊」
有關。本題在教學後，學生的想法集中在聲音是由物體振動所產生的（3-3 選 項），其中有三分之二的學生認為是鼓皮振動所以會有聲音（3-3-1 選項）。
學生在本題認為「聲音由物體振動而來」的比例提高，研究者認為，這與教 學時，研究者帶領學生實際製作「玩具鼓」有關，藉由實際製作和討論的歷程，
學生對於同一情境的認知與回答比較一致。與上題學生在鐵琴的回答相互比較，
更可以發現，學生對於圓管鐵琴是陌生的，加上學生容易因樂器的構造給予不同 的想像，因此在回答上就不容易趨於一致。不過，這也顯示學生在概念的類推上，
僅能類推概念至「結構相近」的樂器上。
題目 3：
我們敲【鼓】的時候，鼓可以產 生聲音，我覺得主要是因為…
在訪談過程中可發現，認為「物體振動產生聲音」的學生，會認為「鼓面振
教學前後學生的概念都集中於「空氣的摩擦或碰撞使笛子產生聲音」，在第 二階層的選項上，也多集中在 4-2-2 選項。教學後，學生大多數不再認為聲音 是因為手按住「笛子」而來，學生已經體會到與管內的空氣有關（4-1 項目人數 減少，4-2 增多）。4-3 選項由 3 位增至 7 位，4-3-1 選項也由 0 位增加到 6 位。
研究者認為，「吹管樂器」的振動來源是空氣，是教學中振動現象最不容易 觀察的樂器。學生在學習使用「吸管笛」、「吸管排笛」的過程，雖能透過觸摸管 壁振動推測空氣的振動，但這也容易讓學生認為，聲音是空氣與管壁摩擦而來。
研究者在教學中沒有特別強調「空氣流動」與「空氣振動」的差別，因此學生不 易分辨，也產生了混淆的情形。由於學生看不到空氣是如何振動的，因此訪談中，
學生常常以「摩擦」、「振動」、「流動」名詞回答，甚至出現「空氣循環流動」的 說法。
S21：吹就有聲音，空氣在笛子裡面循環流動。
S26：空氣的摩擦或振動，因為吹笛子時，空氣在笛子裡面流動，和笛子裡面發生 摩擦，所以就會有聲音。
T：你覺得跟振動有沒有什麼關係？
S26：我覺得笛子裡面的空氣會振動。
T：你覺得是摩擦還是振動產生聲音。
S26：空氣振動。 （訪 21、訪 26）
在前幾題的教學訪談中，研究者發現，學生其實對於「物體振動」這個抽象 名詞，似乎不太容易接受，反而比較容易接受實際物品例如：鼓面振動、鐵片振 動、空氣振動等概念，因此研究者思考，如果 4-3 選項修改為「空氣振動產生聲 音」，或許就會有比較多的學生會認同這個概念。
v. 學生對於三角鐵聲音來源的看法
題目 5：我們敲【三角鐵】的時候，三角鐵可以產生聲音，我覺得主要是因為…
說明：
三角鐵裡面的空氣是箭頭所指的地方
【三角鐵中間部位的空氣】
表 4-6 「聲音概念二階段試題」第 5 題前後測答題情形
vi. 學生對於吉他聲音來源的看法
表 4-7 「聲音概念二階段試題」第 6 題前後測答題情形
前測 後測
第一階層選項
人數 百分比 人數 百分比
6-1 物體撞擊而產生聲音 6 21.4% 1 3.6%
6-2 物體振動而產生聲音 22 78.6% 27 96.4%
第二階層選項 前測
（人）
後測
（人）
6-1-1 彈吉他時，手和吉他的線發生了摩擦，所以會有聲音。 3 1 6-1-2 彈吉他時，線會振動，和旁邊的空氣互相撞擊，所以會有聲音。 1 0 6-1-3 因為吉他有一個音箱，裡面有很多的空氣，當我們彈吉他時，音箱裡
的空氣會互相撞來撞去，所以有聲音。 1 0
6-2-1 彈吉他時，吉他的弦會振動，所以會有聲音。 7 22 6-2-2 彈吉他時，吉他音箱裡的空氣會振動，所以會有聲音。 7 3 6-2-3 彈吉他時，吉他的弦會振動到音波，所以會有聲音。 9 2
吉他由於弦的振動容易被觀察，因此大多數學生在教學前已經認為「吉他是
吉他由於弦的振動容易被觀察，因此大多數學生在教學前已經認為「吉他是