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對後續研究的建議

第五章 結論與建議

第五節 對後續研究的建議

六、 極具「作用力與反作用力迷思」的學生,在分析力圖時,並不會將作用力忽略

Savinainen 等人 (2005)指出,力是一種交互作用,兩物體之間產生交互作用時,

必同時產生作用力與反作用力,學生常忽略其中之一的存在。本研究在分析學生的力 圖分析時,並沒有發生學生將作用力忽略的情形,推論原因,可能是題目在設計上,

只要求學生一次(一題)只判斷一個物體的受力情形,並不需要同時判斷兩個物體的受力 情形。但往往學生可能忽略的力,都是作用在其它物體上的反作用力,恰巧本評量並 未要求學生分析同一題裡其它物體的受力情形。因此最後結果與Savinainen 等人 (2005)的研究成果不同。

第五節 對後續研究的建議

研究者針對本研究提供以下建議,分別針對需要改進之處及後續研究方向來說 明:

一、 本研究需要改進之處

(一) 改良「力圖分析評量」的題目敘述

在晤談的過程中,發現很多學生在進行力圖分析評量的時候並未仔細閱讀題目,

漏看關鍵字,或沒有按照部份題目要求,註明力的來源或是加速度的方向。或許在評 量的過程中不應一次施測完22 題,而應該依照答題方式將題目分批施測,每批施測前 需提醒學生答題需注意的事情。

(二) 改良晤談學生的挑選規則與「力與運動物理觀念評量」

本研究欲找出具有特定迷思概念的學生以觀察其力圖分析的模式,但現有規則無

法精準挑出僅具有特定迷思概念之學生,學生可能同時具備其它類型的迷思,研究者 可針對挑選辦法作改良,如利用統計學的方法找出具代表性的學生進行晤談。

另外,「力與運動物理觀念評量」由國外評量FCI 所改良,但此工具並無法檢驗部 分與力圖分析相關的迷思,如(一)無法辨別受力方向和運動方向、(二)將合力視為一股 作用力。後續研究若需進行與力圖分析相關的評量,建議改良題目,穿插1~2 題能檢 驗前列迷思的題目。

(三) 增加研究樣本

部分低學習成就的學生,由於受到太多種類的力學迷思影響,作答結果不易分 析,需以晤談的方式一項一項釐清學生的想法,過程冗長,且不易釐清迷思概念與學 生之間的關聯。建議後續研究若需挑選研究對象進行晤談,盡量挑選學習成就中上的 學生,其被迷思影響的種類和數量較少。欲挑選學習成就中上的學生,勢必增加研究 樣本,以增加該類學生的人數。

(四) 篩選或修改「力圖分析評量」之題目

部分力圖分析評量之題目,已曾經在學校課本或練習題中出現,學生可能僅憑印 象作答,這類題目應該做進一步修改,避免答案跟原題目相同,以免學生憑印象作 答。

二、 後續研究方向建議

(一) 不同年紀、地區、類組的學生在力圖分析上的區別

限於時間及地點,本研究僅針對新店區某國民中學九年級的學生作分析及調查,

但後續研究可以不同年紀、地區的高中生或不同類組的高中生做分析。分析其在力學 迷思概念上的類型分佈,及解題的模式有何不同。

(二) 與力圖分析相關的教學設計研究

本研究已對學生在進行力圖分析時容易犯的錯誤及易有的迷思有所剖析,既然我 們對學生容易持有的迷思有所了解,後續則可針對下列幾個方向設計相關的教學,以 改善學生在力圖分析的學習狀況:

甲、針對學生加速度判斷上的困難之處,設計教學活動

乙、針對學生的解題步驟不同,選用適當的題目,設計教學活動

丙、針對於正向力、摩擦力、磁力、空氣浮力的性質做進一步說明並設計教學活動

(三) 對水平方向等速度運動物體之受力情形,進一步對具「衝力迷思」的學生做分析 本研究中針對水平方向等速度運動之物體之力圖分析,發現在不同的情境下,學 生的分析結果都不盡相同,不論是媽媽以等速度水平向前進,拉著木塊在粗糙地板上 等速度前進,用繩子拉著球在空中等速前進,或觀察斜向拋射之物體(水平方向等速前 進)。得到的結果都不盡相同。後續研究可針對此一情形,設計工具做進一步的分析。

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附錄一 力與運動物理觀念評量(FCI)

【答案】D

10. 以下附圖中一被固定在水平面上 3/4 圖形軌道的路徑,一球被由點 1 射入軌道中而

14. 當小車在後面推大貨車,貨車以恆定的速度往前時。

兩個物體每隔0.2 秒的位置分別以阿拉伯數字標示紀錄如下圖,兩物體都向右方運動

20. 兩物體是否在某些時刻有相同的速度?

(A) 沒有

(B) 有,在標示 2 的時刻 (C) 有,在標示 5 的時刻

(D) 有,在標示 2 和標示 5 的時刻 (E) 有,介於 3~4 之間的某時刻

【答案】E

兩個物體不同時刻的位置分別以阿拉伯數字標示紀錄如下圖,每個相鄰數字間的時間 間隔都相同,且兩物體都向右方運動。

21. 兩物體的加速度關係為何

(A) “a”的加速度大於”b”的加速度

(B) “a”的加速度等於”b”的加速度,且加速度大於零 (C) “a”的加速度大於”b”的加速度

(D) “a”的加速度等於”b”的加速度,且加速度等於零 (E) 缺乏足夠的資訊

【答案】D

22. 下圖中顯示一高爾夫被擊出後的飛行軌跡 在球飛行的過程中受到哪些作用力?

1. 重力 2. 被球桿撞擊的衝力 3. 空氣阻力 (A) 僅有作用力 1

(B) 作用力 1 和 2 (C) 作用力 1, 2, 3 (D) 作用力 1 和 3 (E) 作用力 2 和 3

【答案】D

23. 水平飛行的一架飛機,不小心從行李艙掉落一包裹,下圖中哪一個路徑是最可能從 地面看到的軌跡?

【答案】D

在回答下列四個問題時,請參考接下來的敘述及圖

一個火箭在外太空中側向漂流,從位置a 至位置 b,火箭並沒有受到任何的外力,

但到達b 點的時候,火箭的引擎開始運作並產生一個與 ab 線段垂直的固定作用 力,當火箭到達c 點時即關閉火箭引擎。

24. 下列哪個路徑,最能代表火箭從b 點到 c 點之間的飛行路徑?

【答案】E

25. 火箭從b 點移動至 c 點的過程中,下列對速度的敘述何者正確?

(A) 速度為定值 (B) 速度持續增加 (C) 速度持續減少

(D) 加速一小段時間後,維持一固定速度 (E) 維持原有速度一小段時間,此後開始減速

【答案】B

26. 在火箭通過c 點時關閉引擎,此後火箭會依循下列哪個路徑飛行?

【答案】B

27. 呈上題,在通過c 點後,下列對於火箭速度的敘述何者正確?

(A) 速度為定值 (B) 速度持續增加

(A) 速度為定值 (B) 速度持續增加