浮力迷思概念

根據建構主義與社會建議主義的脈絡，個體會主動的在經歷的認知過程之中 建構知識，且是由個體本身加以組織，而不是發現客觀事實，且在建構的歷程中，

社會性互動佔有一席之地（Treagust, Duit & Fraser, 1996），而學習者的舊概念會影 響新概念的形成（Schroeder, Sihm, Thygesen, Pedersen & Lederballe, 1996）。故個體 從過往的成長經驗對自然界建構的概念若非社會公認的科學知識，意即擁有迷思 概念，則會增加個體後續學習正確的科學知識的困難度。茲將介紹迷思概念及常 見的浮力迷思概念。

一、 迷思概念

個體在學習科學知識前，從原先的學習與日常生活的經驗、與同儕互動等方 式，產生一套自己對於自然界現象的解讀，這些想法和公認的科學知識不同，且 頑固不易改變，稱為迷思概念（郭重吉，1992）。

和迷思概念時常一起提到的名詞如「先存概念（preconception）」、「另有概念

（alternative conceptions）」，三者的意義略有不同。個體在參與新的學習情境之前 就已有的概念為「先存概念」，假若該概念與科學家普遍認為正確的科學概念有所 出入則稱為「迷思概念」（Eaton, Anderson & Smith, 1983），意旨個體持有的概念是 錯誤的；若個體持有的先存概念與公認的科學概念不互相違背、能共存則稱之為

「另有概念」。

過去不同的學者對於造成迷思概念的來源持有不同的看法：

1. Gilbert & Watts（1983）

(1) 以自我中心的觀點觀察世界

(2) 兒童不考慮自己對科學所做的解釋是否與公認的科學相符 (3) 日常用語與科學用語不同

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2. Driver, Guesne & Tiberghien（1985）

(1) 知覺支配科學思考

學生在推理時，會集中注意力在感官能見的部分，而非全面關注 (2) 有限的焦點

在問題情境中，注意力會集中在部份明顯的特徵 (3) 忽略穩定狀態，只注意變化

傾向忽視穩定的狀態而以關注隨時間變化的狀態 (4) 線性的因果推理

解釋變化時僅用簡單線性的因果，而沒有考慮交錯的關係 (5) 未分化的概念

概念互相混淆 (6) 情境的依賴性 (7) 受先存概念的影響

3. Head（1986）和 Wandersee, Mintze & Novak（1994）

(1) 源自日常經驗與生活觀察 (2) 錯誤類比產生混淆

(3) 隱喻的使用 (4) 同儕文化 (5) 本能性的概念

4. 郭重吉（1988）

(1) 生活經驗、日常用語與科學用語的混淆 (2) 對理想化情境的誤解

(3) 自我中心與擬人化觀點

5. 邱照麟（2000）

(1) 日常生活與親身經驗

(2) 以教科書為基礎進行不當推論 (3) 考慮不周

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(4) 望文生義，擷取片面資訊 (5) 名詞歧義

(6) 以偏概全

(7) 受原有的迷思概念影響

由上述可以發現，迷思概念的源由可以分成個體和社會兩個區塊，個體從自 我出發建構認知，過程之中不斷的和社會環境交互作用，進而內化（internalization）

成為個體認知結構的一部份，此與 Vygotsky 的社會文化認知發展論（1962）的看 法一致。迷思概念的起因也可能是個體認知結構發展尚未完善，此則與 Piaget 的 認知發展論相符合。

國內外有許多學者研究迷思概念，研究者將其針對迷思概念的性質整理如 下：

1. Driver 等人在研究學生對於光、電、力以及運動的想法時，認為迷思概念 具有四種特性（1985）：

(1) 個人化 (2) 不一致性

(3) 穩定性（頑固）

(4) 動態發展

2. 邱照麟探討國小六年級學童對空氣概念的迷思（2000）發現：

(1) 適用性

迷思概念有時可以合理解釋日常現象 (2) 主觀

迷思概念與個體的先備知識有關 (3) 不穩定性（矛盾）

相同的問題在不同的情境之中會互相矛盾 (4) 多樣性

不同個體對同樣的問題情境擁有不同的迷思概念

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(5) 可歸類

雖然迷思概念具有多樣性，但仍可以加以分類 (6) 分佈性

個體大多持有多類別的迷思概念 (7) 獨特性

少數個體的迷思概念集中於同一類別

個體帶著迷思概念學習正式的科學知識，兩者會發生交互作用，造成預期之 外的學習結果（楊坤原、張賴妙理，2004；Wandersee et al., 1994），迷思概念一旦 形成，因其固著性而使概念改變變得困難，教師如何針對不同的學生，透過適當 的教學策略讓學生順利的概念改變則是一大課題，故本研究的重點在於確認對何 種類型的學生而言，何種概念改變模型較佳。

二、 浮力迷思概念

力學的概念因為抽象因素而使學生容易產生迷思概念，其中又以浮力最為困 難（江慶育，2011），且國內外有很多的研究指出，學生對浮力有許多的迷思概念

（Mullet & Montcouquiol, 1988；Smith, Snir, & Grosslight, 1992；Camacho & Cazares, 1998 江新合、許榮富、林寶山，1992；許嘉玲，1997；林福榮，2001；吳昆勇，

2002）。從浮力的公式可以得知，物體所受浮力受到物體沒入液體的體積以及液體 密度的影響（浮力＝V ^物沒入×D^液），且質量與密度、體積密不可分（M＝V×D），研 究上也指出許多學生擁有的浮力相關迷思與重量有關，如：認為重量是判定物體 是 浮 或 沉 的 因 素 （ Rowell & Dawson,1977 ； Dentici, Grossi, Borghi & De Ambrosis,1984；許嘉玲，1997；林俊義，2002；陳志偉，2004；黃尹貞，2004）、

無法區分重量與密度的差別（Smith, Snir, & Grosslight, 1992）則會導致公式使用錯 誤，故本研究將浮力相關的迷思概念分為體積、密度、重量、公式以及其他，共 五種類別，並將前人相關的研究發現整理於表 2-4-1：

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表 2-4-1

浮力迷思概念整理表

浮力迷思概念

重量（Camacho &

Cazares, 1998）

1. 物 體 重 量 大 ， 便 會 沉 浮 （ Rowell & Dawson,1977 ； Biddulph & Osborne,1983；Dentici, Grossi, Borghi & De Ambrosis,1984；王龍錫，1991；許嘉玲，1997；林俊義，

2002；陳志偉，2004）

2. 物體重量大，所受浮力大（林福榮，2001；吳昆勇，2002）

3. 物體重量小，所受浮力大（鄭文彥，2006）

（Mullet & Montcouquiol,1988）

2. 物體密度大，所受浮力大（吳昆勇，2002）

& Grosslight, 1992）

2. 物體密度比液體小則所受浮力較大（侯佳典，2007；鄭

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Cazares, 1998）

1. 物體整個體積大，所受浮力大（林福榮，2001）

3. 物體的形狀中空則會浮起（Biddulph& Osborne,1983；王龍錫，1991）

4. 水深則物體會沉（Biddulph& Osborne,1983）

由文獻探討中可知，浮力相關的迷思概念多而頑固，且儘管學生經過學習後 仍擁有許多浮力迷思（吳昆勇，2002），故本研究選擇浮力作為研究主題，以期有 更佳的概念改變課程。

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