相同迷思學生之作答及晤談結果比較

一、 極具「運動學迷思」的學生，在「力圖分析評量」中的作答結果比較

極具備「運動學迷思」的學生，進行第16 題、第 17 題的力圖分析結果比較：

圖 二十、極具「運動學迷思」的學生於「力圖分析評量」第 16 題的答題比較

圖 二十一、極具「運動學迷思」的學生於「力圖分析評量」第 17 題的答題比較

在「力與運動物理觀念評量」中檢驗出顯著具有「運動學迷思」的學生，基本上 容易將位移、速度、加速度、合力等物理量之方向混淆。在第 16 題（圖二十）、第 17 題（圖二十一）中，多數學生仍能正確畫出球的受力的情形，因此受力方向並不易和 運動方向混淆，反而多數學生較容易將加速度的方向和運動方向混淆。

二、 極具「作用力與反作用力迷思」之學生，在「力圖分析評量」中的作答結果比較

「作用力與反作用力迷思」與學生的力圖分析無直接的關聯性。

第16 題題目 正確答案 學生的力圖分析作答結果

9 號 10 號 11 號 12 號

第17 題題目 正確答案 學生的力圖分析作答結果

9 號 10 號 11 號 12 號

由本章第一節已找出具備「作用力與反作用力迷思」的學生(共 2 人)，試觀察這些 學生在「力圖分析評量」中，有無共通的行為模式或同樣的力圖分析法。由於此兩位 學生在「力與運動物理觀念評量」中，檢測到包含「作用力與反作用力」之外的迷 思，且不在少數。因此在分析其「力圖分析評量」時，僅分析研究者認為與「作用力 與反作用力迷思」相關的題型。

研究者首先分析4 號學生的力圖，其力圖完全沒有任何與反作用力相關之處，4 號 學生並沒有畫任何反作用力於物體上。可見其「作用力與反作用力迷思」並沒有影響 該生進行力圖分析。相反的5 號學生，卻在大多數的力圖中都畫出了反作用力。研究 者將兩人之作圖僅挑差異較大的圖，並排於下方(圖二十二)。

圖 二十二、極具「作用力與反作用力迷思」的學生其「力圖分析評量」之結果

「作用力與反作用力迷思」影響5 號甚深，幾乎每一題都畫出了反作用力，但對 4 號似

乎沒有任何影響。

三、 僅具備「衝力迷思」的學生，在「力圖分析評量」中的作答結果比較

由本章第一節已找出具備「衝力迷思」的學生(共 3 人)，試觀察這些學生在「力圖 分析評量」中，有沒有共通的行為模式或同樣的力圖分析方法。

第 1 題 第6 題 第11 題 第13 題 第16 題

4 號

5 號

(一) 物體靜止時(1~5 題)，部分學生認為在物體可能運動的方向上，要有一股作用力

圖 二十三、具「衝力迷思」的學生於「力圖分析評量」第1~5 題的答題比較

根據圖二十三，發現物體靜止(1~7 題)時，1 號和 3 號學生在物體可能會運動的方向 上，都認為會持有作用力。

若以1 號學生在第 1 題的作答為例，學生認為若兩繩再用力一點，球就會往右上角 移動，認為物體在可能運動的方向上(右上角)，應該要有一股作用力(正向力)，

此即認為可能運動的方向上有作用力，合理懷疑學生受到衝力迷思影響。

研 ：你第 1 題是如何判別懸掛的球所受到的力，能否說明你當時的想法？

１號：我是先把所有已知的力通通畫出來，重力往下、繩子拉力分別往左上跟右上。

至於這個右上角的正向力，我是覺得兩個繩子再用力一點點，球就會往右上角 跑，所以這個方向應該要有受力。

研 ：所以重力跟繩子拉力都是你一開始就已知的力，而後來這個右上角的力，是你 經過判斷覺得應該要有的作用力？

１號：對。

研 ：那你為何覺得這個力是正向力？

第1 題 第3 題 第4 題 第5 題

題目

學生 作答

1 號 1 號 1 號 3 號

１號：我其實不太確定這個力是哪一種力，但感覺就是這個力撐住球，不使球往下 掉，所以我覺得這個力是正向力。

若以1 號學生在第 3 題的作答為例，學生能正確判斷重力及正向力的方向，但學 生認為木塊即將往左下角滑動，應該會有個往左下角的力，並歸類於下滑力，此即認 為運動方向上必定有作用力，合理懷疑學生受到衝力迷思影響。(3 號學生也有畫出下 滑力)

研 ：你第 3 題是如何判別斜面上的木塊的受力情形，能否說明你當時的想法？

１號：我一樣是先把所有已知的力通通畫出來，重力往下、正向力支撐住木塊，然後 有個摩擦力會阻止木塊下滑，所以摩擦力方向往右上，再來感覺若沒有摩擦力 阻止，木塊就會往左下角滑動，所以我覺得左下角也要有個下滑力。

以1 號學生在第 4 題的作答為例，學生仍認為物體可能運動的方向上會有作用 力。

研 ：你第 4 題是如何判別 A 球的受力情形，能否說明你當時的想法？

１號：我覺得B 球有給 A 球一個向上的推力，然後 A 球有受到向下的萬有引力。（思 考了一陣子，沒有後續回答。）

研 ：那你怎麼會在力圖上畫出一個向右的力？

１號： 因為我覺得沒有牆撐住的話，Ａ球就會往右邊掉，所以應該會有一個向右的 力，但其實我不太確定這個力到底是不是與牆的反作用力。

研 ： 所以你不確定這個力的種類囉？

１號： 對，我不確定。我本來想說應該是牆的推力，但牆的作用力應該會向左，撐住 物體。

研 ：照你這樣說，這樣球應該還會受到一個向左的力，但你為何沒有畫出來？

１號：我一直想著球應該要往右邊動，應該要有個向右的力，但作用力與反作用

力應該是作用在不同物體上，既然向右的力是作用在球上，那反作用力就應該是作用 在牆上，所以我就沒有把往左的力畫出來。

以3 號學生在第 5 題的作答為例，學生認為物體如同第 3 題在斜面上的木塊，可 能會下滑，因此會有一個下滑力，疑似受到衝力迷思影響。

另外值得注意的是1 號學生在第 3 題有標註下滑力，此題卻沒有，因 1 號學生覺 得此球被夾住，只會在原地，因此不會有下滑力。

研 ：你第 5 題是如何判別斜面上的圓球的受力情形，能否說明你當時的想法？

１號：我覺得兩個板子夾住球，都支撐住球，所以都給了一個垂直的正向力，當然還 有受到重力。

研 ：這樣很奇怪啊，你前幾題都有畫下滑力，或者根據物體可能的運動方向，再給 上一個作用力(下滑力或正向力)，那為何這題沒有呢？

１號：我沒想過欸，寫到這題時就覺得這顆球會卡在原地，哪都不會動，所以就沒有 額外再標示作用力了。

(二) 物體在直線上運動時(8~14 題)，只有第 10 題學生可能受到衝力迷思影響

圖 二十四、具「衝力迷思」的學生，進行第 10 題的力圖分析結果比較 若以第10 題為例（見圖二十四），A 物體實際上並沒有受到水平作用力，但三個 學生都認為物體在水平面上會受到摩擦力或推力影響，都難以接受此時不需要作用 力，物體即可等速度向前。

第 10 題題目 正確答案 學生的力圖分析作答結果

1 號 2 號 3 號

研 ：你第 10 題的水平作用力是如何判別的，能否說明你當時的想法？

１號：題目寫說兩個木塊都是粗糙的表面，所以我覺得物體有受到摩擦力，

摩擦力應該會阻止A 木塊加速。

研 ：你的第 8 題、第 9 題、第 10 題，這幾個東西都是等速度前進的，你都只有畫往 後的力，這題也是跟前兩題一樣，是因為要有個力阻止物體加速？

１號：當時是這樣想的，但你剛剛說的好像才是對的，沒有力就不會加速，應該要有 個往前的力。但這樣好怪，只有B 有接觸到 A，摩擦力已經向後了，那到底是 什麼力推著它往前 ?

研 ：你第 10 題的水平作用力是如何判別的，能否說明你當時的想法？

２號：我想說上面那個木塊往前跑，應該是摩擦力推著它在跑，你上課也有做過 實驗，說摩擦力可以是助力，所以就這樣畫了。

研 ：你第 10 題的水平作用力是如何判別的，能否說明你當時的想法？

３號：題目說木塊是粗糙的，所以物體會受到往後的摩擦力，但它又說木塊是等速度 運動，合力為零，所以還要有一個往前的力，就是手的推力。

3 號學生還有個迷思，認為力是可以透過接觸傳遞的，認為手可以透過 B 木塊，

將力量傳遞到A 木塊上。

至於8、9、11、12、13、14 題，並未發現疑似受到衝力迷思影響之處。

(三) 物體在進行曲線運動時(15~20 題)，並未發現學生有受到衝力迷思影響的地方。

以第19 題、第 20 題為例，三個學生均未標示出與物體運動方向相同的作用力，

意即並沒有受到「衝力迷思」的影響。(參照圖二十五、圖二十六)

圖 二十五、具「衝力迷思」的學生，進行第 19 題的力圖分析結果比較

圖 二十六、具「衝力迷思」的學生，進行第 20 題的力圖分析結果比較

但值得注意的是，雖然三位學生在15~20 題多能判斷物體的受力情形，但 2 號學 生在16~20 題，均誤判了加速度的方向，3 號學生則在 16、17 題，也發生了誤判加速 度方向的情形。

(四) 21~23 題，無法確認學生是否受到衝力迷思影響

第21~23 題中，由於運動方向上均有作用力(重力或繩子拉力)，因此無法確認三位 學生是否受到衝力迷思影響。

四、 不具「作用力與反作用力迷思」之學生，在「力圖分析評量」中的作答結果比較

在「力與運動物理觀念評量」中，未被檢測出具有「作用力與反作用力迷思」之 學生，在「力圖分析評量」中仍會被該類迷思影響。

第 19 題題目 正確答案 學生的力圖分析作答結果

1 號 2 號 3 號

第20 題題目 正確答案 學生的力圖分析作答結果

1 號 2 號 3 號

本章第一節，已找出3 位於「力與運動物理觀念評量」中，未被檢測出具有「作 用力與反作用力迷思」之學生(6 號、7 號、8 號)，但三位學生仍在「力圖分析評量」

中的第11 題同時畫出了反作用力，明顯認為作用力與反作用力能作用於同一物體上。

此處將3 位學生有畫出反作用力的題目及答案整理於下圖(圖二十七)。

圖 二十七、不具「作用力與反作用力迷思」的學生其第 11 題「力圖分析評量」之結果 未被檢測出具有「作用力與反作用力迷思」的學生，卻同時在同一個題目標示出

圖 二十七、不具「作用力與反作用力迷思」的學生其第 11 題「力圖分析評量」之結果 未被檢測出具有「作用力與反作用力迷思」的學生，卻同時在同一個題目標示出