經由紙筆測驗與訪談的結果,發現以上的教學單元中學生最有可 能產生迷思概念的部份,分別是:1、熱與溫度教學單元中的熱概念 與溫度概念混淆部份。2、基本測量教學單元中的重量概念與質量概 念混淆部份。3、壓力與浮力教學單元中的壓力概念與力量概念混淆 部份,與液體壓力概念的建立以及氣體壓力概念的建立部份。4、進 入原子的世界教學單元中的原子量、分子量概念部份。因此針對這些 單元、概念進行補救教學。
壹、熱與溫度教學單元之補救教學:
一、對於熱量即感覺熱以及溫度即感覺冷熱的迷思概念之教學策略:
1、迷思概念來源的分析:
日常用語的熱包含下列的語詞:感覺熱、熱量、熱鬧、熱誠、熱 心、熱淚、熱中… 等,其中感覺熱與熱量都和溫度相關,最易產生概 念混淆狀況。
2、教學策略:
(1) 界定名詞與形容詞:熱量與溫度是名詞;感覺熱的熱是形容詞。
(2) 使用異例法:
A、製造暴露事件:準備三盆水,一盆冷水、一盆溫水、一盆熱水。
請學生摸一摸,感覺一下冷熱程度,並用溫度計將三者的溫度都 測量出來。
B、引入異例:將兩隻手各放入冷水與熱水一分鐘後,再同時放入溫
水中,這時可問學生:兩隻手感受的冷熱程度一樣嗎?為什麼放 在相同的水中冷熱感覺不同呢?冷熱感覺等於溫度高低嗎?冷熱 感覺等於熱量多寡嗎?(蘇格拉底式對話法)
C、調適期:請學生說明為什麼護士要以體溫計量體溫,而不以她的 手摸額頭來量體溫。
3、執行結果:
針對第二階段(紙筆測驗與訪談)中察覺有此迷思概念的 10 位 學生進行上述的各別補救教學,結果回答冷熱感覺不等於溫度高低的 佔 100﹪,回答冷熱感覺不等於熱量多寡的也佔 100﹪。而護士使用 溫度計的理由,則都說:「這樣測量比較準。」並有 60﹪的人主動的 表示:用手量的是感覺,與溫度不相同。而另外 40﹪的人經提示後,
亦做出上述的表示。
二、對於熱量等於溫度的迷思概念之教學策略:
1、迷思概念來源的分析:
A、教學中常強調物體吸熱,導致物體溫度升高,使學生不自覺的認 為熱與溫度是同一件事。
B、日常用語的「熱」,有溫度高的意義,並且學生常認為越多熱則 溫度越高,而自然的將熱量等於溫度了。
2、教學策略:
(1)使用異例法一:
A、製造暴露事件:準備兩杯水量不同且溫度不同的水:很大杯(約 1000cc)的熱水,與很小杯(約 50cc)的冷水。請學生測量它們 的溫度、質量與體積。
B、引入異例:先將小杯的冷水放在酒精燈上加熱,並測量加熱時 間,加熱到溫度超過大杯水的溫度 20℃時,停止加熱。再以相同 的酒精燈、相同的時間加熱大杯水,並測量最後的溫度。並問學
生:加熱的時間越久,水吸收的熱量是否越多?兩杯水加熱的時 間一樣多,吸收的熱量一樣嗎?為什麼小杯冷水的溫度最後比大 杯熱水的溫度高呢?熱量的多寡等於溫度的高低嗎?
C、調適期:請學生說明煮開水時,為什麼煮越多的水加熱到沸騰需 要越久的時間?
(2)使用異例法二:
A、製造暴露事件:準備一杯冰與水共存的冰水,請學生測量此杯冰 水溫度是否為 0℃。
B、引入異例:將此杯冰水放到熱源上加熱(但不要加熱到冰塊完全 融化),請學生再次測量這杯冰水的溫度。並問學生:加熱時,這 杯冰水有吸收熱量嗎?(若答無,則問為什麼冰塊變少了,水變 多了?冰塊融化需要吸熱嗎?)接著問:為什麼這杯冰水的溫度 都不變呢?冰水吸收了熱量,但溫度沒有改變,所以溫度和熱量 一樣嗎?
C、調適期:請學生說明為什麼一直加熱正在沸騰的水,水溫還是維 持在 100℃?
3、執行結果:
共有 13 位有此迷思概念的學生進行進行上述的各別補救教學,
結果能主動表達熱與溫度是不同的達 77﹪,另外 23﹪的人並未有概 念的改變(只有些動搖):再次詢問熱量多寡的問題時,例如熱包子 與冰豆漿何者所含的熱量較多,結果還是僅以溫度為唯一判斷的依 據。
貳、基本測量教學單元之補救教學:
一、重量與質量概念混淆與重量不是力量的迷思概念之教學策略:
1、迷思概念來源的分析:
重量與質量這兩個名詞在一般生活上常被混用,因為一般生活
中,質量 60 公斤的人,他的重量是 60 公斤重。兩個名詞有相同的數 值,因此很容易混淆。若將重量名詞視為質量概念的人,則顯現的就 有重量不是力量而代表物體的多寡、大小之迷思概念。所以若學生能 清楚的知道重量是力量,質量不是力量,則可降低重量與質量兩者間 的混淆現象。
2、教學策略:使用異例法
A、製造暴露事件:準備一個秤,請學生利用他來測量週遭物體的重 量,例如課本重量、鉛筆盒重量等,並將結果記錄起來。
B、引入異例:將手掌放到秤上並控制力量,使秤的刻度與剛才測量 的課本或鉛筆盒一樣大。並問學生:手掌作用在秤上的力量和書 本的重量一樣大嗎?重量與力量相同嗎?出力比較大的手掌與出 力比較小的手掌它們裡面的物質有改變嗎?若只改用一根手指頭 能與手掌出一樣大的力量嗎?手指頭與手掌何者包含的物質比較 多?物質的量與力量一樣嗎?
C、調適期:請學生伸出手,手掌朝上,教師再將自己的手掌壓在學 生的手掌上面,請學生出力將手掌舉高(過程中教師可調整並改 變雙方施力的大小);將兩手掌上下交換,再做一次。接著教師準 備兩個物體,一重一輕,請學生分別放在秤上秤量重量,再請學 生分別將兩物體放在手掌上,並將它舉高。此時可問學生舉起它 們的感覺和剛才舉起老師的手掌一樣嗎?比較重的物體是不是有 比較大向下的力量呢?重量與力量一樣嗎?
3、執行結果:
共有 18 位有此迷思概念的學生進行上述的各別補救教學,結果 認為重量與力量相同的佔 78﹪,認為質量與力量不同的佔 89﹪,但 能堅定的認為重量與質量不同的只佔 33﹪。其他的人並未有概念的 改變,或只是混合體(強調力量時,認為重量與質量不相同;不強調 力量時,則認為重量與質量相同)。
參、壓力與浮力教學單元之補救教學:
一、壓力等於力量的迷思概念之教學策略:
1、迷思概念來源的分析:
A、「壓力」名詞本身的陷阱:科學用語中與壓力結構相似的名詞,
如:浮力、摩擦力、拉力、張力、支撐力、彈力… .等都是力量,
唯獨壓力不是,所以非常容易使學生產生壓力概念的混淆。
B、教師教學的簡約:教師在教學時常將壓力當成力量名詞使用。例 如在講解托里切利實驗時,常將管子內的水銀為什麼掉不下來而 解釋為:因為大氣壓力把水銀撐住了。並畫一些箭頭作用在水銀 上來輔助講解。但如此簡約說明的結果,卻不自覺的與力量的解 釋、表示法完全一樣,而使學生產生了壓力與力量概念的混淆。
C、壓力包含力量概念:壓力的定義是作用的力量除以接觸的面積,
所以壓力與力量相關且成正比,所以兩個概念彼此間有高度的關 連性,當學生在概念上有點模糊不清時,就極易發生混淆的狀況。
2、教學策略:使用異例法
A、製造暴露事件:準備一支原子筆,蓋上筆蓋,請學生利用雙手的 手指頭分別壓住筆的兩端,而使筆靜止不動。問學生:這兩根手 指頭作用在原子筆上的力量一樣大嗎?
B、引入異例: 將原子筆的筆蓋去掉,一樣請學生利用雙手的手指 頭分別壓住筆的兩端,並也使筆靜止不動。再問學生:現在這兩 根手指頭作用在原子筆上的力量還是一樣大嗎?為什麼壓在筆尖 部份的手指頭被壓得比較深而且也比較痛呢?物體被擠壓的程度 只與力量的大小有關嗎?還與什麼因素有關?我們將物體被擠壓 的程度稱為壓力,所以壓力和力量一樣嗎?考慮壓力的大小時,
除了力量外還要考慮什麼因素?
C、調適期:請學生比較被怎樣的人的腳以相同的方式踩到,會感覺
比較痛,並說明原因:體重重的人與體重輕的人、穿細跟高跟鞋 的人與穿平底鞋的人。
3、執行結果:
共有 15 位有此迷思概念的學生進行上述的各別補救教學,結果 能主動表達壓力與力量不相同的只佔 20﹪,其他的人並未有概念的 改變。
二、如何建立液體壓力概念之教學策略:
1、學生不易建立液體壓力概念原因的探討:
A、日常生活的經驗不足:有過潛水經驗的人對液體壓力有很深的感 受,但一般的學生,應無此感官印象。
B、學生若對壓力概念模糊不清,或存有迷思概念,將導致學習液體 壓力概念的困難。
C、液體壓力雖有明確的公式計算,但卻沒有簡單而直接的測量方 法,導致學習的液壓概念只適用於學校的考試,無法實際應用於 日常生活之中。
2、教學策略:
(1)使用搭橋類比法一:
A、概念錨:教師準備一個杯子(約 100CC),並準備很多的棉花。
將棉花蓬鬆的放入杯中並須超過杯口的高度。問學生:假如有一 隻螞蟻從棉花的空隙鑽入棉花叢內,若此時將杯內的棉花壓緊、
壓密實(請學生親自用手來壓棉花),則這隻螞蟻有什麼感覺?牠 會覺得很擁擠嗎?是哪裡的棉花在擠牠呢?是上面的、下面的、
左邊的、右邊的、前面的、後面的,還是前後左有四面八方的棉 花都在擠牠?
B、搭橋:桌上放相同形式的杯子,並在裡面裝入一些水。問學生:
若現在在外太空那麼這些水應該會怎麼樣,還會在杯子裡面嗎?
若學生回答不會,水會漂浮。則問那是什麼原因讓水在杯子裡面
若學生回答不會,水會漂浮。則問那是什麼原因讓水在杯子裡面