建議

在本研究元素的性質與分子的結構概念的精熟學習中，就課程資料、校正活動與 充實活動、評量工具、研究活動過程之缺失，提出改進與未來深入探討的研究方向，

再針對精熟學習的教學設計提出建議：

1. 本研究受試者為高三學生，由於進度壓力，所以受限時間有限，因此教學主要採取 講述法，而評量則多限於紙筆測驗。而根據陳瓊森博士在其研究中所談到的學習金 字塔(learning pyramid)(圖 5-1)，可以發現：

(1) 經由講述法，學生能保留所學內容的 10％。

(2) 經由閱讀，學生能保留所學內容的 20％。

(3) 經由視聽媒體輔助教學，學生能保留所學內容的 30％。

(4) 經由實驗教學或透過實務說明，學生能保留所學內容 40％。

(5) 經由小組討論，學生能保留所學內容 50％。

(6) 經由親自操作，學生能保留所學內容 75％。

(7) 經由教導別人或立即應用所學，學生能保留所學內容 90％。

因此如果能讓學生親自操作實驗，或是在精熟學習的校正過程中擔任小老師的角 色，對於學生的學習將有莫大的助益。而我們知道元素的性質與分子的結構概念對 於高中學生而言，是屬於較抽象的概念，如果我們可以透過多樣化的教學法，諸如 多媒體的運用、小組合作學習、增加有趣的小實驗、多元化評量採非正式的測驗等，

不但能夠讓學生能夠讓學生容易瞭解，更能加強學生的學習動機。

129

圖5-1 學習金字塔 (引自陳瓊森，1988)

2. 精熟學習的教學理念，乃是相信每位學生都能夠達到高學習成就的標準，然而每位 學生都有個別差異，因此所需的教學時間將更多。而未來的課程中，賦予教師課程 的自主權，更彈性的空間。這樣精熟學習的理念將更能夠實施，而給予學生更多的 肯定。

3. 本研究中，由於限於教學時間的有限，因此在校正活動與充實活動中，研究者乃是 著重於校正活動，但在精熟學習上充實活動也是相當重要的一環。因而，研究者建 議將來如果有教師願意落實精熟學習之理念，應多花一點時間在做充實活動上，比 如：趣味實驗、較高深的學習教材等等，提供給一些程度較好的學生。

4. 由於研究對象是屬於理組班級，故在程度上已然略經篩選，但班上學生仍難免有些 個別差異，有些學生反應研究者教的太快，有些覺得進度剛剛好，也有人覺得進度 太慢。在這方面，研究者本身的建議即為落實「小班教學」或「小組教學」的理念，

這樣才能有助於教師瞭解班上學生的學習狀況，並實行個別化教學的理念，如此一 來才能使精熟學習的教學更趨於完美。

5. 研究者建議在進行精熟學習研究時，最好教師即為研究者，也就是「行動研究」，因 為這樣教師較為瞭解班上同學的程度，故在教材的進度上，教師將更能掌握。同時 可透過試題分析找出教學過程中，哪些概念的教學仍不足，或是學生需要更多的時 間以達到精熟的標準，供作為元素的性質與分子的結構相關概念教學的建議。

6. 在活用階層部分，教師可以設計活動讓學生實際上藉由概念的運用解決所遭遇的問

130

題，同時經由學生親自操作實驗企圖減緩概念回歸的現象的發生。未來如能有更多 的研究樣本，期望可以針對學生在一次精熟學習、二次精熟學習後，對於迷思概念 改變程度上的差異性以及概念回歸現象的抑制作用作研究與探討。

7. 在教學過程中，由於時間緊湊，儘管已經在文獻中整理出學生關於元素的性質與分 子的結構概念的一些迷思概念，但是在教師第一次教學時，不可能針對所有的迷思 概念去設計一套教學策略，不過它卻可以幫助教師在教學過程或校正活動中注意到 學生可能具有的迷思概念，有助於學生建構起正確的元素的性質與分子的結構概念。

8. 學者郭生玉(1996)認為目前學校教育所實施的教學評量，大部分只著重在評定學生 分數的高低，對於透過評量來幫助學生解決學習上之困難，以改善學生學習效果的 效能，似乎不受重視。有鑑於此，研究者建議學生可以利用 S-P 表分析學生的評量 結果，將有助於解決學生學習上的困難。

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附錄

附錄一 「元素的性質與分子的結構」概念教材

附錄二 元素的性質與分子的結構概念各學習階層之形成性評量 附錄三 「元素的性質與分子的結構概念」總結性評量

附錄四 各階層形成性評量及總結性評量之 S-P 表

138

附錄一

具體階層－原子軌域、能階及電子組態 一､原子的軌域與能階

(一) 光

光的二重性（波動性與粒子性）

(1)波動性：C（光速）＝λ（波長）

×

ν（頻率）

(2)粒子性：E（光能）＝h（普朗克常數）

×

ν（頻率）

h：普朗克常數 6.626

× 10

⁻³⁴J‧s (3)光的能量比較

○¹ E＝hν＝

^{h C} λ

i

，光的能量與頻率成正比，與波長成反比。

○² 電波的能量大小順序

γ 射線＞X 射線＞紫外光（UV）＞可見光（波長約為 400 奈米～700 奈米）＞

紅外光（IR） ＞微波＞無線電波

例題4-1

波長為300 奈米的紫外光，其頻率及莫耳能量為何？

＜類1＞氯分子可吸收 300nm 的紫外光而解離成氯原子，試問此照光姐 離反應所需要的能量是多少kJ/mol？

(A)200 (B)300 (C)400 (D)600

139

(二)氫原子光譜 (1)光譜的產生

若使高電壓的電流通過含有低氣壓氫氣的管中，電流先使H2分子解離成氫原子，氫 原子上的電子處於高能階狀態，當電子由高能階回到低能階時產生電磁輻射光，當此 輻射光通過狹縫，再經三稜鏡分散，投射在照相底片上可得到一系列的線光譜。

(2)氫原子光譜的特性

○¹ 氫原子光譜是由一系列分離的線系所組成，這些線系分別用它們的發現者名字命 名

○² 光譜線條分為多群：一在可見光區，一在紫外光區，其他皆在紅外光區

○³ 在每一線系中，隨著頻率的增加，各譜線的頻率間隔變得愈來愈小，最後譜線形 成連續的光。

(3)拉塞福原子模型的瓦解：

○¹ 不能解釋原子之穩定性：拉塞福的原子模型，電子繞核轉動，是一種加速運動，

按古典電磁學，電子必須放射出電磁波而失去能量，故終必墜落核上而崩潰；但 事實上氫原子相當安定

○² 不能解釋明線之原子光譜：當電子輻射能量逐漸接近原子核時，應放出頻率愈來 愈高的電磁波而產生連續光譜；但事實上氫原子光譜為線光譜

(三)波耳的氫原子模型

波耳研究氫原子光譜，提出氫原子模型，他保留了一部分行星模型的特性，同時引 入能量量子化及物質波等概念，波耳理論為：

(1)電子只能在特定半徑的圓形軌道上繞原子核做圓周運動，他將這些軌道從原子核 向外，分別以n＝1、2、3……等正整數（量子數）表示。

(2)電子在軌道上運轉，具有其能階所特有的能量而不會放出電磁波，電子能量可以 穩定維持，電子在第n 個軌道上的能量稱為 En。

140

1312 10 1312

n n

2.179 10 2.179 10

n n )

141

例題4-2

有關波耳電子結構理論的敘述，下列何者錯誤？

(A)電子在軌道上運動時具有一定的能量

(B)電子在 n = 0 的軌道時，所具有的能量最小 (C)電子吸收能量躍遷至較高能階的狀態叫做激發態 (D)電子從較高能階回到較低能階時，放出能量。

例題4-3

設氫原子能階n = 1 之電子提升至 n = ∞，所需能量為 E 千焦／莫耳，則 n = 4

之電子墜落至n = 2 時，所放出的能量為若干千焦／莫耳？

(A)2E (B)E/4 (C)3E/4 (D)3E/16。

＜類2＞氫原子的電子從最高能階回到第二能階時，所放出的光譜系列中 最長波長為656.6 奈米，則本光譜系列中最短波長為若干奈米？

(A)

¹

4 ×

656.6 (B)

⁵

9 ×

656.6 (C)

¹

36 ×

656.6 (D)

⁵

36 ×

656.6 奈米

142

(四)原子軌域 (1)軌域的概念

○¹ 量子力學用量子數和軌域的觀念來描述原子核附近空間某處出現電子的機率 分佈情形，電子出現的區域叫做軌域，化學家常以軌域來顯示其90~95％機率 區域的軌域之幾何形狀，但無法指出電子運行之確切途徑

○² 描述在波耳圓形軌道的電子只需要引用一個量子數(n：主量子數)它用來指出氫 原子能階的能量及大小

○³ 在量子力學的原子模型中，則需用三個量子數(n，l，ml)來描述一個原子軌域，

○³ 在量子力學的原子模型中，則需用三個量子數(n，l，ml)來描述一個原子軌域，

在文檔中 高三學生「元素的性質與分子的結構」概念之精熟學習研究 (頁 137-200)