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一、研究過程的改進

(一)在本研究的浮力情境試題施測部份,雖然在預試階段有紀錄作答時間,作為 正式施測時的參考。但仍有部份學生在作答時,覺得時間不夠以致無法完整 回答理由。

(二)在本研究的浮力情境試題中,要求受測學生畫出液體中物體的力圖,藉由學 生畫出作用力的方向和標示作用力的名稱,來判斷學生對作用力的辨識。研 究中並未強調力的作用點,若探討高中學生對作用力的理解時,應考慮作用 點的影響。

(三)本研究的晤談對象,是根據學生在浮力情境測驗中的分數,由高、中低分組 分別挑出男、女性學生各 3 名。雖然有參考學生在筆試中的回答,但挑選的 晤談對象並非每題皆有錯誤的概念。所以時間許可時,可增加晤談的對象,

以深入瞭解不同學生對浮力單元的認知。

二、給學習者的建議

(一)力學為中學課程的一個重要概念,許多單元皆以力學概念作為基礎再加以延 伸,例如牛頓三大運動定律,主要是探討作用力與物體運動的關係。另外功 與能也會以力學單元作為基礎,進一步討論作用力與能量之間的關係。若能 找出物體所有的作用力,並能根據作用力的大小及方向,判斷合力的大小,

便可推論出物體的運動情形及能量變化。

(二)為能找出作用力的種類,並進一步求出合力。透過力圖的繪製是一個很好的 辦法,將物體所有作用力的種類及方向標示之後,便能容易地去推論合力的 大小及判斷運動狀態。所以,建議學習者在最初接觸力學單元時,仔細地將 達成兩力平衡的物體上作用力找出,進而延伸至摩擦力、浮力作用的力學情 境,將會對學習力學單元有很大的助益。

三、給教學者的建議

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(一)在作用力辨識的部份,多數的學生能辨識出物體所受的重力與浮力。但對於 容器的支撐力(正向力)和彈簧的彈力,卻未能於力圖畫出。因此在講述兩 力平衡的概念時,應多舉例及給予學生實際練習的機會,以其學生能清楚分 辨物體上的作用力。

(二)雖然多數的教科書未將力圖繪製編入自然課程之中,然而學生若能畫出物體 正確的力圖,將會使學生更容易去判斷作用力與運動狀態之間的關係。因此 建議教師在教授力學單元時,可以加強力圖繪製的練習,如此一來將對學生 學習力學單元上有所幫助。

(三)在浮力情境測驗的紙筆測驗中,中分組與高分組有不少受測學生,誤將壓力 視為一種作用力。其可能原因為教師在描述壓力時,習慣上也會利用帶有箭 頭的線段去作表示。例如:物體所受水壓的大小與方向

而造成學生將壓力視為一種作用力。因此在講述壓力概念時,應特別強調作 用力與壓力的差異,可藉由公式與單位的比較,讓學生清楚分辨兩者的不同。

(四)將物體放入液體時,多數的學生會藉由比較物體與液體密度的大小,進而判 斷物體的浮沉情形。然而在某些情形下,並無法直接找出物體或液體的密度,

則可利用物體所受重力與浮力的比較,來判斷物體的浮沉。教師在講述此概 念時,可搭配實驗的操作,讓學生瞭解物體在不同浮沉情形時,其重力與浮 力的關係。

(五)浮力成因主要為物體在液體中,頂部和底部所受到的液體壓力差而造成,因 此在液體的壓力差並未改變時,物體所受的浮力將不會產生變化。所以在教 導浮力單元時,應該先強調液體壓力的概念,然後藉由實驗的操作,讓學生 理解物體在液體中不同的位置,其頂部和底部所受到液壓的大小,進而理解 浮力和物體在液面之下體積的關係。

(六)浮力概念對學生而言是困難的,一方面是因為作用力無法直接觀察,以至於

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學生無法直接判斷物體所受的作用力,進而計算浮力的大小。另一方面,浮 力的大小也等於物體在液面之下的體積和液體密度的乘積。然而在使用這項 公式時,許多學生只能注意到其中一個變數,常常注意到物體在液體之中體 積的變化,卻忽略液體密度的改變。或是注意到液體密度改變,卻忘記考慮 物體在液體中體積的變化。尤其是物體浮沉情況改變時,這樣的情況經常發 生,而當液體由兩種互不相溶的液體組成時,學生錯誤的比例更是偏高。因 此建議在教導學生利用浮力公式,進行浮力大小的計算或是判斷浮力變化 時,可先讓學生先行計算及預測,再利用實驗操作進行印證,利用認知的衝 突以改變學生錯誤的觀念。

三、給教科書編者的建議

(一)力學單元為國中自然課程中一個重要的單元,然而部份的版本卻未將力圖繪 製的內容編入課程中。建議在編輯教科書時,能將此單元加入教材。透過力 圖的繪製,將有助於學生掌握作用力的種類,進而利用力平衡的概念去判斷 合力的大小及推論物體運動狀態及能量的變化。

四、未來研究的建議

(一)本研究因受限於時間與人力因素,並不能大規模的取樣。建議在往後的研究 中,可增加樣本的深度與廣度。因國中自然教材,都在二年級下學期教授浮 力單元,所以深度的部份可往下延伸至國中二年級的學生。另一方面,可由 不同地區增加取樣的數量,以增加研究的廣度。

(二)在評量學生學習成效時,常利用選擇題進行施測。其優點是容易在短時間內 收集學生的想法,但卻不容易看到學生答案之外的真正想法。在本次研究中,

藉由學生畫出物體的力圖,來觀察學生對物體所受作用力的掌握情況。不但 可以瞭解學生辨識作用力的情形,還能進一步看出學生的一些迷思概念。所 以建議後續的研究者可以利用力圖繪製,探討學生在其他力學單元中對作用 力的掌握。另一方面,也可以探討繪圖法是否能作為一種新的評量工具,除 了評定學生學習成效之外,也可以進一步瞭解學生其答案之後的真正想法。

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