學生的迷思概念之分析

選答 第一段選項 人數

(1) (2) (3) (4) (5) (6) 總計

209 87 68 216 75 5 660 (甲)

(百分比) 30.6% 12.8% 10.0% 31.7% 11.0% 0.7% 96.8%

4 3 1 13 1 22

(乙)

(百分比) 0.6% 0.4% 0.1% 1.9% 0.1% 3.2%

213 90 68 217 88 6 682 總計

(百分比) 31.2% 13.2% 10.0% 31.8% 12.9% 0.9% 100.0%

第二節 學生的迷思概念之分析

由二段式問卷雙向細目表整理出的各試題的電與磁相關概念領域如下表 4-2-1，並 以此作為電與磁相關概念的領域，來分析學生迷思概念的基礎。

表 4-2-1 二段式問卷電與磁相關概念領域表

題號 概念領域 題號 概念領域 題號 概念領域 題號 概念領域

1 磁鐵性質 6 電流通路 11 地磁 16 電磁鐵

2 磁極定義 7 電流通路 12 電磁感應 17 電磁鐵

3 磁極定義 8 電流通路 13 電磁感應 18 電動機

4 磁極關係 9 電流通路 14 電磁感應 19 電動機

5 電流通路 10 電流通路 15 電磁鐵 20 電動機

研究者根據上述的二段式問卷施測結果的交叉表，以及各個試題不同的概念領域 範圍分析學生的迷思概念，呈現受測學生的迷思概念學生人數及百分比，茲依各概念 領域分述如下，詳細如表4-2-2。

(一) 磁鐵性質

在第 1 題中「磁鐵可以吸住鐵做的東西嗎?」的受測題目中：雖然受測學生中認為

「磁鐵可以吸住鐵做的東西。」有 96%；認為「是因為鐵具有磁力」才吸住鐵的學生有 30.6% ，可見上述的學生認為鐵具有主動吸引力量的概念；而另有 12.8%的受測學生認 為「鐵具有 N 和 S 極」未能指出鐵的 N 和 S 極紊亂性質；11%的受測學生認為「磁鐵只 會吸它相反的另一極」，這個錯誤概念，有些更使得 1.9%的受測學生認為「磁鐵不可以 吸住鐵。」

(二) 磁極定義

在第 2 題中「長條形磁鐵的磁極在哪裏?」的受測題目中：有 37.7%的受測學生認 為「磁極位於上下兩面」，可見這些學生對長條形磁鐵的磁極認識不清；而對磁極的定 義，有 60.3%的受測學生認為「磁極是磁鐵的正負極」，呈現出與電池正負極的混淆的 情形。

而在第 3 題中「圓餅形磁鐵的磁極在哪裏?」的受測題目中：有 13%的受測學生認 為「磁極位於側面周圍」，可見這些學生對圓餅形磁鐵的磁極認識不清；而對磁極的定 義，有 60.6%的受測學生認為「磁極是磁鐵的正負極」，和第 2 題情形大致相同。

(三) 磁極關係

在第 4 題中「磁鐵相同的磁極(如 N 極和 N 極)互相靠近，會如何呢?」的受測題目 中：有 16.3%的受測學生認為「互相吸引」，可見這些學生對相同磁極無法指出排斥的 性質；在形成的理由方面，有 19.1%的受測學生認為「相反的磁性才會吸，相同的磁性 沒反應」，呈現出磁鐵只有吸引力方面的概念。

(四) 電流通路

在第 5 題中「電池、電線及燈泡如何連接能夠亮?」的受測題目中： 有 29.3%的受測學生認為如右的連接圖可亮，這些學生呈現對燈泡正負 極位 置認識不清的概念；而對電流的流向，有 27.3%的受測學生，認為「正 負極 連接燈泡就可亮了」，對電流無法明白交代；另有 23%的受測學生認為「正負極會發出 電流使燈泡亮」呈現出電流相撞的模式；再者有 12.8%的受測學生認為「電由負極出發，

經過燈泡亮，回到正極」，呈現逆向電流的概念。

而在第 6 題中「何者是燈泡的串聯?」的受測題目中：有 28.9% 的受 測學生認為如右的連接圖是燈泡的串聯，同樣呈現對燈泡正負極位 置不 分的概念；而形成理由上，有 19.4%的受測學生認為「將燈泡串成一圈」這種不精確籠 統的概念上。

而在第 7 題中「何者是燈泡的並聯?」的受測題目中：有 48.1%的受測學生認為如 右的連接圖是燈泡的並聯，和第 6 題一樣對燈泡正負極位置不分的 概 念。而在形成理由上，39.1%的受測學生認為「正極連到負極，負極 連 到正極」呈現和串聯混淆；再者有 19.9%的受測學生認為「將燈泡 並 列成一排」，同樣會以這不精確籠統的概念上。

而在第 8 題中「哪一個代表電池的並聯呢?」的受測題目中：有 46.3%的受測學生認 為如右的連接圖是電池的並聯，明顯是對電池的串聯和並聯分不清楚，兩者產生混淆；

另外有 18.6%的受測學生，則認為如右的連接圖是電池的並聯，此圖則 顯 示對燈泡的正負極不清楚；而在形成理由上，35.2%的受測學生認為「正 極 連到負極，負極連到正極」呈現和串聯混淆；再者有 29.2%的受測學生認為「將電池並 列成一排」，這種不精確而籠統的概念上。

而在第 9 題中「比較 A (電池串聯)B(電池並聯)兩圖燈泡的亮度?」的受測題目中：

雖有 70.1%的受測學生認為 A 圖(電池串聯)，具有正確的概念；另外有 17.6%的受測學 生，則認為兩圖會一樣亮，則顯示對電路連接對燈泡亮無影響錯誤概念；而在形成理 由上，31.8%的受測學生認為「送電比較快」和 13.6%的受測學生認為「電線用得少」

這兩個選項雖然第一段大部分都選對，可是第二段選項，偏向直觀的解釋上。

而在第 10 題中「比較 A (燈泡串聯)B(燈泡並聯)兩圖燈泡的亮度?」的受測題目中：

有 64.7%的受測學生認為 A 圖(燈泡串聯)，顯示出和電池串聯混淆的概念；另外有 16.4%

的受測學生，則認為兩圖會一樣亮，則顯示對電路連接對燈泡亮無影響錯誤概念；而 在形成理由上，38.3%的受測學生認為「傳電快」和 15.8%的受測學生認為「電線比較 少」這兩個選項同第 9 題，偏向直觀的解釋上。

(五) 地磁

在第 11 題中「你認為指北針是什麼做的?」的受測題目中：有 32.1%的受測學生認 為「指北針是鐵做的」，這些學生雖然第一段選錯的概念，然而其中 15.8%第二段選項 仍具有正確的概念；而第二段選項，有 29.2%的受測學生，認為「是因為指針可受磁鐵 使它改變方向」，受此一可實驗步驟的影響，會易生有指針是鐵的概念；另有 16.9%的 受測學生認為「指針會受磁鐵吸引排斥」，更是易和鐵有同樣的概念。

(六) 電磁感應

在第 12 題中「通電的導線對指北針有什麼影響?」的受測題目中：有 48.7%的受測 學生認為「指針會不停旋轉」，顯示學生在未實驗的情況下，第一直接預測通電導線對 指針有影響，但卻無法對指針的情況有完整正確的描述；另有 11.6%的受測學生認為「不 會動」，顯示這些學生直觀的認定導線在通電時對指針無影響；在現象所持的理由方 面，在第二段選項中，有 27.7%的受測學生認為「指針是被電吸著走」，在這選項中雖 能解釋電線有磁性概念，可是其中 13%的受測學生雖會結論成第一選項「丙」的不完整 的描述；另外 27%的受測學生認為「電池就像一個磁鐵有電力和磁力」，顯示其觀念建 立磁性的產生是靜態的電池，對有流動電的電線則無法有磁性的概念。

而在第 13 題中「通電的漆包線圈纏繞著鐵棒，靠近指北針會如何?」的受測題目

中：有 37.1%的受測學生認為「指針會不停旋轉」，顯示學生在未實驗的情況下，仍能 預測漆包線圈對指針有影響，但卻無法對指針的情況有完整正確的描述；另有 10.3%

的受測學生認為「不會動」，顯示這些學生直觀的認定通電的漆包線圈對指針無影響；

而在理由陳述中，有 30.8%的受測學生認為「鐵棒產生磁性」，這些學生認為鐵棒本身 會有磁性產生，忽略它是感應線圈的磁性；另有 16.6%的受測學生認為「電池有電力和 磁力」，顯示其觀念建立磁性的產生是靜態的電池，對有流動電的電線則無法有磁性的 概念。

而在第 14 題中「通電的漆包線圈纏繞著鐵棒，然後將電池的正負反接，再靠近指 北針會如何?」的受測題目中：有 23.9%的受測學生認為「指針會不停旋轉」，顯示學生 在未實驗的情況下，仍能預測漆包線圈對指針有影響，但卻無法對指針的情況有完整 正確的描述；另有 17.9%的受測學生認為「指針會反向旋轉」，顯示這些學生受上題認 為是旋轉的影響，在正負極反接的情況下認定會反向旋轉；而在理由陳述中，有 38.6%

的受測學生認為「同極相斥，異極相吸」，這些學生將鐵棒當成是磁鐵來解釋，忽略它 是感應線圈的磁性；另有 24.3%的受測學生認為「電池的正負極反接」這個理由，亦顯 示其觀念建立磁性的產生是靜態的電池，對有流動電的電線則無法有磁性的概念。

(七) 電磁鐵

在第15 題中「電磁鐵能改變它磁力的大小嗎?」的受測題目中：有 18.8%的受測學 生認為「電磁鐵不能改變它的磁力」，和第二段選項「電磁鐵的磁力為固定的大小」的 16.4%是接近的，而這些學生顯示他們將電磁鐵和永久磁鐵概念相混淆了；在第二段的 選項中，有21.4%的受測學生則認為「只有改變漆包線圈數才能」另外有 18.3%的受測 學生則認為「只有改變電力才能」，這兩個選項的學生都具有不完整的概念。

而在第 16 題中「電磁鐵能改變它磁極的方向嗎?」的受測題目中：有 18.6%的受測 學生認為「電磁鐵不能改變它的磁極」，和第二段選項「電磁鐵的磁極為固定的方向」

的 13.6%是接近的，而這些學生顯示他們將電磁鐵和永久磁鐵概念相混淆了；在第二段 的選項中，有 24.6%的受測學生則認為「只有改變電池的正負極才能」另外有 18.3%的 受測學生則認為「只有改變漆包線圈繞的方向才能」，這兩個選項的學生都具有不完整

的概念。

而在第17 題中「電磁鐵（通電後具有磁性的裝置）的主要材料是否為「電池、漆 包線、鐵棒、磁鐵」?」的受測題目中：有 68.2%的受測學生認為磁鐵為電磁鐵的必需 材料，對應第二段的選項的受測學生則為47.2%；另外有 19.8%的受測學生，則認為電 線亦為必需材料；另外有13.3%的受測學生則認為指北針為必需材料。

(八) 電動機

在第18 題中「電動機（通電後會轉動的裝置）的主要材料是否為電池、漆包線、

鐵棒、磁鐵」的受測題目中：有52.8%的受測學生認為鐵棒為電動機的必需材料，對應 第二段的選項的受測學生則為37.5%；另外有 29.6%的受測學生，則認為電線亦為必需 材料；另外有11%的受測學生則認為指北針為必需材料。

而在第 19 題中「電動機之所以會不停的轉動，是因為有什麼裝置和磁鐵不斷相 斥而轉動?」的受測題目中：有 35.9%的受測學生認為「電動機之所以會不停的轉動，

而在第 19 題中「電動機之所以會不停的轉動，是因為有什麼裝置和磁鐵不斷相 斥而轉動?」的受測題目中：有 35.9%的受測學生認為「電動機之所以會不停的轉動，