第四節 第四節
第四節 合作學習的基本概念 合作學習的基本概念 合作學習的基本概念 合作學習的基本概念
合作學習(cooperative learning)是一種具有組織性、結構性和系統性的教學策 略，能適用於不同年級與不同的學科領域，合作學習的過程中，教師依學生的能 力、性別、種族、背景等將學生分配到異質小組中，鼓勵其彼此協助進行問題解 決，以提高個人的學習成效並達成團體目標(黃政傑、林佩璇，1996)。合作學習 在世界各國的教學上都有所應用，對學生學業成就的表現、同儕關係、自尊心、
態度與減輕焦慮方面都有正向的成效，且這套方法對於特殊學生的融合教育也很 有幫助(Johnson & Johnson, 1989)。以下針對合作學習的基本概念與教學模式予以 論述與說明。
一 一 一
一、 、 、 、合作學習的意義 合作學習的意義 合作學習的意義 合作學習的意義
因時代背景的不同，許多國內外學者對於合作學習觀點稍有差異。國外學者 方面，Slavin(1979)指出，合作學習是一種教學策略，讓學生在一個小型合作團隊 中學習以精熟學習教材。Nattiv(1986)認為合作學習是鼓勵學生達成團體目標的一
種教學方式，可以適用於任何學科與任何年級。基於社會心理學的觀點，為了達 成共同目標而一起工作，能激勵學生做出最佳表現，並幫助他人學習。Hikke(1990) 亦指出，學生經由團隊合作的過程追求知識，在小團體中共同學習，貢獻每一個 人的力量，且能相互幫忙完成共同工作，此教學法能同時增進學生之間的關係、
良好的溝通技巧和高層次的思考能力。因此，學生在合作學習的氛圍中相互溝 通、彼此尊重、並分享學習成果，無形中也同時增進了多方面的能力。
Johnson 與 Johnson (1994)認為合作學習有下列五種特質：積極的相互依賴 (positive interdependence)、個人績效責任(individual accountability)、面對面互動 (face-to-face interaction)、社會技巧(social skills)和團體歷程(group processing)，在合 作學習時必須落實，才能確保合作學習的成功。合作學習的教學方式會如此盛 行，Slavin(1995)提出三個重要因素：合作學習能有效提升學生的學習成效、促進 同儕關係並提升學生的自尊心；合作學習能增進學生思辯能力、解決問題能力與 統整運用的能力；合作學習能促使不同背景的學生之間人際關係的學習以及培養 合宜的社會技能。
在國內學者方面，黃政傑與林佩璇(1996)認為合作學習是一種有結構、有系 統的教學策略，能適用於不同年級與不同學科領域。從社會依賴論的觀點而言，
簡妙娟(2003)認為合作學習必須建立在團體成員間積極互賴的關係之中，才能發 揮成效，進而達成團體目標。因此，學習過程中，應強調將合作目標當作達成學 習的誘因。認知心理學的觀點認為，如果學習者要將學習資料保留在記憶中，與 舊有知識連結，學習者必須對教材的認知進行再建構以達精熟。合作學習可提供 教學相長的學習情境，在相互表達與傾聽的過程中，不僅有助於被教導者，更有 利於教導者將自己所學知識的再精緻化(黃政傑、吳俊憲，2006)。若將皮亞傑 (Piaget)的理論運用於合作學習上，曹美惠(2008)認為個人在團體合作的過程中，
因參與討論所出現的認知衝突(同化或調適)，都有助於激發個人在認知上的發 展。
二 二
二 二、 、 、 、合作學習對本研究的啟發 合作學習對本研究的啟發 合作學習對本研究的啟發 合作學習對本研究的啟發
至1970 年起，合作學習已發展出數十種學習策略，而各種學習策略依學生 年齡、程度、教材性質或其他特殊需要，進而發展出不同的教學設計。常見的教 學模式包括：學生小組成就區分法(STAD)、小組遊戲競賽法(TGT)、小組協力教 學法(TAI)、拼圖法(Jigsaw)、共同學習法(LT)、團體探究法(GI)、協同合作法(Co-op Co-op)、學術辯論法(AC)等等。其中共同學習法是 D. W. Johnson 與 R. T. Johnson 所發展，適用年級為國小五年級至高中。此方法是將學生分配到異質性小組中，
根據教師分派的工作單一起學習，以團體作業方式進行，強調共同完成並呈現團 體學習成果。
綜合國內外學者的觀點，合作學習能有效提升教學成效，使學生在相互教學 中受益，也能促進同儕關係，提升學生的自尊心與思辯能力。本研究擬將合作學 習模式中的共同學習法稍作修正融入建模教學中，設計一『建模合作組』為實驗 組。將班級學生分配到 5 至 6 人的異質性小組中，並分派給每一位學生一份建模 學習單，再依研究者所設計的建模歷程教學引導學生進行小組討論，共同合作完 成學習單。期望學生藉由互動的過程培養思考能力、溝通能力，也能彼此尊重，
共同分享學習成果。
第五 第五 第五
第五節 節 節 節 酸鹼概念 酸鹼概念研究 酸鹼概念 酸鹼概念 研究 研究 研究
在化學的發展史上，酸鹼概念的定義，曾經歷許多次模型的修正。1680 年 波以耳(Robert Boyle)發現酸類液體可使天然染料顏色發生改變。十八世紀中葉，
發現酸性物質可與灰石作用產生二氧化碳，認為酸是一種含有氧的化合物。到了 1811 年，戴維(Sir Humphry Davy)證明鹽酸具有酸性，但不含氧，得到氫才是酸類 物質本質的結論。阿瑞尼斯(Arrhenius)致力於電解理論，於 1884 年提出電離說，
隨後提出酸鹼概念，認為酸溶於水會解離出氫離子，鹼溶於水會解離出氫氧根離 子；接著在 1923 年有布忍司特-羅瑞(Bronsted-Lowry)提出共軛酸鹼對概念，以及
其後美國化學家路易斯(Gilbert Newton Lewis)的廣義酸鹼理論。經過多次模型的發 展後，對於酸鹼定義與特性的描述也愈加完善，能將理論擴展用以解釋和預測更 多現象。而學生對於酸鹼概念的認知，也因為學習階段的差異，而呈現不同的模 型。對於酸鹼概念，現行國民中學九年一貫自然與生活科技課程中所提及的能力 指標內容為：『認識酸、鹼、鹽與水溶液中氫離子與氫氧根離子的關係，及 pH 值的大小與酸鹼反應的變化』。許多酸鹼概念的相關研究中指出，學生對於酸鹼 的定義與相關概念仍不甚清楚，存有迷思概念及不正確心智模式。本研究擬設計 建模教學以探究國中學生的酸鹼概念學習情形，因國民中學階段的學習內容僅達 阿瑞尼斯的電離說理論，本研究將其視為學生所擁有的科學模型。以下針對國內 外酸鹼鹽概念的相關研究進行探討與統整。
一 一
一 一、 、 、 、酸鹼 酸鹼 酸鹼 酸鹼概念的相關研究 概念的相關研究 概念的相關研究 概念的相關研究
酸鹼的概念與日常生活息息相關，例如：可樂碳酸飲料，常喝會侵害牙齒；
胃酸分泌過多，可食用蘇打餅乾中和酸性舒解疼痛。學生因為生活經驗的接觸，
對於酸鹼概念已存有一些本體的認知，但其中含有許多不符科學的另有概念，再 經由學校教育的知識傳達，因而產生了複雜的心智模式。
宋志雄(1993)的研究中探討 838 位國三學生的酸鹼概念，發現大部分學生存 有以下的迷思概念：
1.鹽酸在水中的 pH 值較醋酸為大。
2.電解質溶液呈電中性，正負離子濃度相同。
3.一個硫酸分子必可解離出兩個氫離子，酸性程度比鹽酸強。
4.電解質溶液中正負離子的數目一定相等。
陳姍姍(1993)也針對國三學生酸鹼概念的認知程度進行調查，研究發現學生 對於酸鹼概念的理解程度及可能存在的迷思概念如下：
1.學生對於酸鹼的定義，可分為描述性定義、操作型定義和離子模型三類。學生 對酸之瞭解多於鹼，部分學生會以味覺來判斷酸鹼性，將酸味、鹹味及甜味物
質視為酸性、鹼性和中性。
2.在強酸與弱酸的定義上，大多學生會以腐蝕性作為判斷，認為強酸腐蝕性強，
弱酸腐蝕性弱。另外，也有部分學生以 pH 值大小來判斷酸鹼的強弱。
3.學生對離子、溶液酸鹼性和 pH 值三者之間的關係不清楚，存在著不同類型的 迷思概念。
4.學生大多瞭解酸鹼中和的定義，也確定其屬於放熱反應。但對於鹽類的生成和 鹽類的種類判斷、中和反應之方程式和淨離子方程式之表達與中和反應計算上 有其困難。部分學生對酸鹼中和後溶液之酸鹼性判斷，會以參與中和之各酸鹼 強弱來判斷。認為中和反應在原先酸和鹼所解離出之離子反應完即停止，由結 束時之氫離子或氫氧根離子數量的多寡來決定溶液的酸鹼性。
5.學生大多知道可利用指示劑來測溶液酸鹼性，也瞭解酸雨和空氣污染有關，但 要舉出日常生活中酸鹼中和的實例和說明酸雨對生態的影響有其困難。
另外，李詩閔(2001)以自行設計的酸鹼概念診斷工具探究學生對酸鹼概念的 了解情況，藉此找出學生的酸鹼錯誤概念，研究對象包括國一至國三學生共 698 人。研究發現：
1.學生對物質酸鹼性之推理模式大致可分為以下十三個類型：「感官知覺」、
「中和作用」、「指示劑」、「離子觀念」、「腐蝕性」、「反應產物」、「導 電性」、「清潔作用」、「美容作用」、「脫水性」、「外觀」、「稀釋」、
「其他」等。
2.對於「酸鹼性強度」之判斷，多數學生以「濃度」為考量的依據，少數會結 合「解離度」概念，這是許多學生錯誤概念產生的主因。
3.於酸鹼物質水溶液的導電性，一般學生所持的想法，大致有以下概念特徵：
「外觀」、「離子觀點」、「能源大小」、「物質之酸鹼性」、「濃度」、
「屬性」、「生活經驗」、「狀態」等。
姚錦棟(2002)的研究中，除了研究迷思概念外，也探討我國國中及高中學生 有關酸鹼鹽概念的心智模式類型。研究對象包括國中學生 330 人，高中學生 240
人，發現學生在各單元具有的迷思概念繁多，例如：酸鹼都有毒性、酸鹼都會受 傷、酸鹼都具腐蝕性、名稱中有酸的是酸性、名字中有氫字的是酸性、酸類都有 氫原子、物質含有氫氧原子的是鹼、只要是酸(鹼)其酸(鹼)性都相同、中性溶液 的正負離子必然抵消，或是不產生任何離子、溶液的濃度和體積相同時則酸鹼性 相同、酸和鹼具有特定的顏色或是利用其顏色深淺判斷強弱、酸是可聞的，具有 刺激味、酸是含有自由氫原子，而非解離出氫原子、酸嚐起來有酸味，鹼嚐起來 是苦澀、酸的顏色是粉紅色，鹼是藍色、酸鹼強度是引起傷害或反應的能力、同 濃度多質子酸的強度和單質子酸相同、對於多質子酸的強度或弱酸的解離不甚了 解、酸鹼中和是因為正負離子電量相同而呈電中性、電解質溶液要通電才能解離
人，發現學生在各單元具有的迷思概念繁多，例如：酸鹼都有毒性、酸鹼都會受 傷、酸鹼都具腐蝕性、名稱中有酸的是酸性、名字中有氫字的是酸性、酸類都有 氫原子、物質含有氫氧原子的是鹼、只要是酸(鹼)其酸(鹼)性都相同、中性溶液 的正負離子必然抵消，或是不產生任何離子、溶液的濃度和體積相同時則酸鹼性 相同、酸和鹼具有特定的顏色或是利用其顏色深淺判斷強弱、酸是可聞的，具有 刺激味、酸是含有自由氫原子，而非解離出氫原子、酸嚐起來有酸味，鹼嚐起來 是苦澀、酸的顏色是粉紅色，鹼是藍色、酸鹼強度是引起傷害或反應的能力、同 濃度多質子酸的強度和單質子酸相同、對於多質子酸的強度或弱酸的解離不甚了 解、酸鹼中和是因為正負離子電量相同而呈電中性、電解質溶液要通電才能解離