溶解迷思概念之相關探討

!

建構主義的學習理論指出，知識是由個體自行建構而來，學生是學習的主 體。教師想要瞭解學生對學習內容概念的理解，就必須掌握學生的先前知識 (Driver & Oldham, 1986)。在這麼多迷思概念的研究中，常常提到先前的經驗，

不管是來自教學的，或是日常生活中的…等。在我們還沒教這個科學概念時，學 生可能對此科學概念就有一些想法，若這些想法是錯誤的，對學習的成效將有很 大的影響，所以在教學前便先知道學生在想什麼是很重要的。若學生的迷思概念 已經根深蒂固，而若用此錯誤概念去解釋又剛好行的通，則更難去改變他的迷思 概念。學生的先備知識對學習有著舉足輕重的影響性，一旦學生有另有概念，勢 必影響學生往後的學習（蔡明儒，2003）。

黃台珠（1984）指出，概念是人類思考和了解的工具，亦是學習的基本單位，

經由有意義的學習而獲得的概念，使得人類能夠具有深入思考的能力。我們所能 接受的知識，可以說是透過許多經由經驗及有意義學習而來的概念結構之過濾。

而在概念發展的過程中，由於各種因素的影響，也會有一些迷思概念

(misco-nception)產生。但因各學者的論點不同，或因研究方法而異，所以有關迷 思概念的各種名詞紛紛出現，如「錯誤概念」、「另有概念」、「另有架構」等；

而英文則有「alternative framework」、「preconception」、「misconception」等，

其中又以misconception一詞最為常見（裘維鈺，1995）。根據Gilbert和Watts (1983) 的觀點，大多數學生對自然現象所抱持的看法、原則或信念，可能與課本或專家

的看法、原則和信念有所不同，便稱為學生的迷思概念。陳淑筠（2002）則指出 迷思概念是指學生的概念，隱含著錯誤的概念，且此概念與現行廣受接納的科學 知識相互衝突或有所差異。綜合上述學者研究的結果，迷思概念可以簡單歸納為 學生在對於一些常出現的自然現象形成原因，有他們自己一套的想法，常常異於 教科書所寫的或是學校所要教的正統科學想法。「迷思概念」的研究通常都用在 科學教育或數學方面，用來診斷學生的學習狀況及困難，並加以改進，使學習障 礙降到最低，學習效果提升到最高（陳紫婕，2004）。研究者針對迷思概念的特 性、溶解迷思概念加以探討，整理如表2-3-1、2-3-2。

一、迷思概念特性

表 2-3-1 國內外迷思概念特性的相關研究

研究者 迷思概念的特性

Gilbert＆Watts（1983）

（1）兒童傾向以自我中心的觀點看世界（2）兒童似乎對於為科學事物 作特殊解釋感興趣，而不會考慮是否與正統的科學概念相符（3）日常生 活用語和科學用語的混淆。

McCloskey（1983） 學童所發展出來的另有概念在科學發展史上也曾有類似的先例產生。

Driver（1985）

孩童在與別人互動中有可能從其他孩童中學習到一些上正確的概念，也 有可能是在日常的生活經驗中觀察一些自然現象，所自我建構的一些自 以為正確的錯誤概念。

Fisher（1985）

提出迷思概念的特性：（1）他們的想法和同領域專家不同。（2）單一 或少數的具有普遍性(即很多不同個體都擁有之)。（3）許多迷思概念無 法靠傳統教學方法改變。（4）迷思概念有時涉及另有信仰系統(alternative belief system)，這些系統是學生把命題邏輯地連結組合的方法。可能原 因：（1）神經系統或基因的問題。（2）日常生活的經驗。（3）學校或 其它情境的教學。

續表2-3-1國內外迷思概念特性的相關研究

Nussbaum (1985) 另有概念存在不同國度的學童及年齡層中。

Carey(1985) 傳統教學法(教師中心教學法)不易改變另有概念。

Head（1986）

認為迷思概念的來源，可能和學生的生活經驗、日常生活用語與科學用

Wandersee, Mintzes &

Novak（1994）

（1）學習者帶著各種不同的錯誤概念來到教室。（2）學習者的錯誤概

續表 2-3-1 國內外迷思概念特性的相關研究

鄭一亭（2004）

（1）依賴直觀的觀察。（2）科學知識不足。（3）相似概念的混淆。（4）

日常生活經驗。（5）語言的因素。（6）視聽媒體的傳播。（7）師長的 誤導。（8）教科書的影響等。

綜合上述學者研究的結果，可知迷思概念的因素所涉及的層面相當廣泛，

研究者根據上述文獻綜合歸納因素如下（因「語言應用」導致的迷思概念為本 研究探討和關心的重點）：

（一）、語言應用的因素：日常用語的誤導、隱喻的使用、不適當的科學名詞、

類比的聯想易導致迷思概念的產生；在日常生活用語中，有許多是過去 所延用的習慣用語，或是因為相近的字義而使學生混為同類事。例如，

在日常生活用語「奶粉『溶』於水」，和化學上用語「糖『溶』於水」

此『溶』在意義上是有所差別的，化學上的意義是較為嚴謹的。

（二）、與外在環境互動的因素：學生本身的生活經驗，靠著似是而非的生活經 驗，自行發展出一套合理的解釋，或是個人直覺式的想法。例如，溶解後 看不見溶質，以為是消失了。

（三）、個人因素：學生認知發展不成熟，起點行為不足導致迷思概念產生。學 生認知發展尚未到達學習某一概念層次，對於抽象概念的不瞭解，以致於 無法達成有效的學習遷移。例如，學生尚未學習過原子、分子與離子概念，

無法理解溶解過程的微觀變化。

（四）、教學過程：教學的過程中，教師學科知識不足或錯誤、教師未留意學生 的想法、教科書上的錯誤或不當的比喻，皆可能造成學生的錯誤想法。例 如，以「水流」來類比「電流」作為教學，或當電池耗盡時，會用電池「沒 電」來形容，若解釋不當可能造成學生的迷思概念。而且「比喻」與「事

實陳述」本質上已有相當差別。

二、溶解迷思概念的相關研究：

「溶解」是學生在日常生活中常見的現象，也是科學教育上重要的科學概 念之一。大英百科全書以水為溶劑來說明「溶解」：「水有許多功能，當它溶解 某些物質時，它才算是一種溶劑；被溶解的物質稱為溶質(solute)，所形成的混 合液稱為溶液(solution)；其中所有物質都是均勻混合。未完全混合的顆粒，經 一段時間會分離出來，稱為懸浮態，與溶解正好相反。」簡明大英百科全書解 釋「溶液」是：「兩種或多種化學性質不同的物質，在分子尺度上的均勻混合物。」

而中國大百科全書解釋「溶液」：「溶液的組成比有一定的連續變化範圍，溶液 的性質隨組成比而連續變化，均勻是指在這個單一相中物質的分散程度達到分 子水平。具有上述特徵的實體可能是氣態的固態的或液態的。」而大美百科全 書定義溶液：「溶液為兩種或多種物質均勻的分子或原子混合成的液體。」Bull 和 Girard(2003)則指出，如果溶質和溶劑的極性相近可互溶形成溶液。王佩蓮

（1991）則認為溶液是一種由兩種或更多種的分子、原子、離子或不同物質所 組成的均勻混合物，溶液可分成三種狀態：氣態溶液、液態溶液、固態溶液。

由上述定義可知溶解為溶質溶於溶劑而產生溶液，且溶液為一在分子尺度上的 均勻混合物。

在九年一貫課程綱要中，在國中階段就有不少與溶解相關的概念，例如能 力指標「2-4-4-3 知道溶液是由溶質與溶劑所組成的，並了解濃度的意義」、

「2-4-5-1 觀念溶液發生交互作用時的顏色變化」。又例如交互作用主題中之次 主題「224 水與水溶液」，其中內容細目「4b 能了解溶液是由溶質與溶劑所組成，

以及濃度的意義與日常生活的應用，並藉由實驗了解飽和溶液的意義與配製」

（教育部九年一貫課程綱要，2003）。茲將國內外溶解迷思概念相關研究整理如 表 2-3-2。

表 2-3-2 國內外溶解迷思概念相關研究

研究者 研究對象 溶解迷思概念內容 Driver & Russell

（1982）

Prieto,Blanco &

Rodriguez

（1989）

6～8 年級 學生

（1）約有四分之三的兒童認同溶液的同質性。

（2）約有二分之一的學生說溶液是一連續體（continuous）。

（3）即使研究者使用更多科學性單元來教學，學生還是常用他們所熟悉 的術語而不是科學性的術語，來描述溶解過程。

（4）學生對溶液的例子常只想到固體溶解於液體中。

Abraham，

Williamson &

Westbrook

Ebenezer &

Gaskell（1995）

11～12年 級學生

學生傾向認為糖放入水中，糖不見了，糖不再是固體，而比較像液體；

對一些學生而言，糖的粒子（particles）是表示糖的顆粒（granules），

但對教師而言，糖的粒子代表的是糖的分子（molecules）。

Ebenezer &

Erickson(1996)

12～15歲

（3）學生認為「洗碗精可以溶於水，是因為洗碗精不含『油』」的人數 百分比依小四、小六、國二、高二學生為：18.3%、18.4%、27.1%、

7.2%。

許良榮、劉政

華（2004） 中小學生 （1）.學生認為甘油不溶於水的學生，主要的理由是甘油為「油性」的，

學生由生活經驗或學校經驗吸取「油浮在水面」、「油不溶於水」的知識 後，由此推論或由學校學習產生油比水輕或由密度比水小的概念，並進 而過度推論產生「油都不溶於水」以及「密度影響溶解」的迷思概念。

（2）因為生活或學校經驗，過度推論認為所有酸皆可溶於水。

鄭一亭（2004） 國小學生 學生對水溶液的迷思概念大致可以歸類為八個模式：（1）依賴直觀的觀 察。（2）科學知識不足。（3）相似概念的混淆。（4）日常生活經驗。（5）

語言的因素。（6）視聽媒體的傳播。（7）師長的誤導。（8）教科書的影 響等。

綜合上述學者研究的結果，因與溶解迷思概念相關的文獻層面相當廣泛，研 究者參考上述文獻後，根據許良榮、劉政華（2004）發現的溶解迷思概念為基礎，

選擇四類型溶解迷思概念加以深入探討：

（一）、「以物理性質(密度或輕重)判斷可否互溶」的迷思概念。

（二）、「以物質的狀態判斷可否互溶」的迷思概念。

（三）、「以物質的類別判斷可否互溶」的迷思概念。

（四）、「無法同時應用巨觀、微觀來理解溶解」的迷思概念。

!

續表 2-3-2 國內外溶解迷思概念相關研究