研究發現:學生在轉動判定以及對支點理解的表現較為不好,且在槓桿 之判定上,多數學生不具有轉動的概念,五年級學生具多元的槓桿判定想 法,六年級則以三點共存的想法類型作為判定槓桿的依據。這表示學生對學 習槓桿原理之最關鍵概念「轉動概念」需做更為深入的理解。而這與教科書 的編輯有著密切關係,由於教科書在教師教學及學生學習佔有相當重要的地 位,因此教科書的編寫要掌握槓桿原理的精髓,由槓桿的本質著手編纂,讓 學生理解「槓桿」指的是:可以繞一個支點或固定點做轉動的剛性物體。以 循序漸進的概念引導,先從槓桿的定義進行說明,並舉出三大類槓桿的例子 讓學生學懂「何謂槓桿」之後,再將槓桿運用時的「槓桿原理」作簡明扼要 的說明,然後再編寫更為艱深的槓桿原理機械之內容,如:輪軸、定滑輪、
動滑輪、滑輪組等。
二、對教師教學的建議
從五年級學生的槓桿判定方式,來比較六年級學生判定槓桿的方式,研 究發現:即便是學過槓桿原理的六年級學生依舊會存在外觀、施力、支撐、
擺動、省力、類蹺蹺板、三點共存的想法。這說明學生對於槓桿的定義並沒 有明確的認知,多數學生會以課本敘述來判定槓桿,擷取片段文字,如:槓 桿有支點、施力點和抗力點,便以此作為槓桿之判定依據,不知道槓桿工具 所需要具備的最基本條件為物體可否繞一個支點或固定點做轉動。因此,對 於教師在槓桿原理的教學,提供以下建議:首先,明確定義「槓桿」一詞,
讓學生理解到底「何謂槓桿」;其次,針對槓桿定義裡面提及的支點(固定
點)詳加說明其意義,再引入施力點和抗力點的意義,並舉日常生活中的三 類槓桿,說明支點、施力點和抗力點之相對位置的差異性;最後,再根據三 類槓桿的用途和所達成的效果來說明「槓桿原理」的運用。如此方可培養學 生擁有正確的槓桿原理觀念,而不會導致學生在學習槓桿原理時,對「槓桿」
和「槓桿原理」產生了莫衷一是或模稜兩可的判斷,這樣才是真正學會了槓 桿原理,並能將槓桿原理應用於簡單機械之中。
三、對後續研究的建議
本研究只針對國小五、六年級學生來做探討,限於時間、人力、物力等 因素,無法作全面性以及不同年齡階層的探討。建議後續的研究可以針對不 同區域、不同學習階段或不同性別的學生做更進一步的探究,用以理解不同 區域、不同學習階段或不同性別學生對槓桿的理解程度,或探討可能產生的 另有概念。
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附錄一.槓桿原理之理解問卷
親愛的同學,你好:這份問卷,主要是想了解你對於槓桿原理的一些想法,它的目的不是評量你 的學習成就,而是作為教師在教學上的重要參考資料,請你放鬆心情選出或寫下 你心目中最真實的想法,若有看不懂的題目,請用心的多看幾遍,你就會懂了!
謝謝你的幫忙與參與。
一.基本資料
1.姓名: 性別:□男 □女 班級: 年 班 座號:
2.我最喜歡的科目是(最多可選三項):
□國語 □英語 □台語 □客語 □數學 □社會 □自然與生活科技 □電腦
□健康 □體育 □綜合活動 □美勞 □音樂 3.我在學校成績表現良好的科目(最多可選三項):
□國語 □英語 □台語 □客語 □數學 □社會 □自然與生活科技 □電腦
□健康 □體育 □綜合活動 □美勞 □音樂 4.我在小學階段,最喜歡的老師是教什麼科目?
□國語 □英語 □台語 □客語 □數學 □社會 □自然與生活科技 □電腦
□健康 □體育 □綜合活動 □美勞 □音樂 5.我第一次聽到「槓桿」這個名詞是在什麼時候?
□幼稚園 □小一 □小二 □小三 □小四 □小五 □小六
□從沒聽過(若勾此選項,則第 6 題不需填答)
6.我在哪邊看過或聽過「槓桿」這個詞語?(最多可選三項)
□電視 □報紙 □科學雜誌 □自然百科全書 □自然課本 □課外讀物
□廣播 □網際網路 □自然課 □父母親提過 □朋友談過
□其他
二.回答問題
1.請小朋友動動腦,用簡單的幾句話,說明一下:什麼是「槓桿」呢?
2.( )以下何種情況,只存在轉動的現象?
①一顆球在地板上滾動。
③一顆球在地板上彈跳。
3.( )以下何種情況,不存在轉動的現象?
①一扇門被打開。
③兩個人一起玩蹺蹺板。
4.( )要使一個物體產生轉動,是否需要施力? ①需要 ②不需要。
4.( )要使一個物體產生轉動,是否需要施力? ①需要 ②不需要。