研究方法

壹、研究設計理念

本研究係關注於國中學生對於「金屬分類」之迷思概念類型，並進行 分析以進行教學策略設計。研究發展首先分析許良榮(2003a)國科會專題研 究成果「中小學生對於物質化學性質的分類迷思概念的成因之研究」，針 對該研究成果顯示之國二學生所具有關於金屬之迷思概念進行分析，之後 進行教學策略設計，並實際進行教學，冀能促進學生的概念改變，期使此 教學策略能對概念改變主題的研究有所助益。

爲達成上述之研究目的，研究者根據迷思概念類型，進行迷思概念改 變的教學教案以及閱讀教材的開發與設計，並同時進行教學成效之評量工 具的設計。本研究採用準實驗研究法，採不等組前測─後測設計，將研究 對象分為教學組與閱讀組，二組學生均接受金屬概念雙層試題之前測；教 學組學生接受教學策略設計教學，閱讀組學生自行閱讀金屬概念教材，後 測結束後一個月，再同時接受相同工具之延宕測驗。設計模式如圖3-1-1

所示：

前測 實驗處理 後測 延宕測驗

O1 X O3 O5 (教學組)

（教學策略教學）

O2 C O4 O6 (閱讀組)

（閱讀策略）

圖3-1-1 實驗設計圖

實驗設計的主要步驟可以分為下列四個：

一、實驗處理前，二組學生均接受「金屬概念雙層試題」(見附錄一)之前 測(O1，O2)。

二、以立意取樣的方式將受試班級分成教學組和閱讀組。

三、教學組接受實驗處理X（教學策略教學），閱讀組接受實驗處理C（閱 讀策略）。

四、實驗處理後，二組學生均接受「金屬概念雙層試題」之後測(O3，O4)。

五、後測一個月後，二組學生均接受「金屬概念雙層試題」之延宕測驗(O5、 O6)。

此外，在教學策略設計完成後，進行一小規模的初探研究，以初步瞭 解學生對於教學策略教學有何感受與心得。並於教學結束後，在教學組中 以立意取樣選取數位學生進行個別晤談。最後針對前後測、延宕測驗結果 及晤談內容進行分析，透過量化資料與質性分析，瞭解教學策略之成效及 學生概念改變情形，作為正式研究改善教學之依據。初探研究結果呈現於 第四章一、二節。

本實驗之自變項、控制變項與依變項如表3-1-1所示，茲對各變項詳細

說明如下：

（一）自變項：

1. 教學組：採用教學策略教學，由研究者自行進行教學，教學時間為 二節課。

2. 閱讀組：自行閱讀研究者自編之「金屬概念閱讀教材」，此閱讀教 材同樣依照教學策略設計，但學生係自行閱讀，並無教師在旁提示 及導讀。

（二）控制變項：

1. 學生起點行為：將二組學生的前測答對率進行獨立樣本T檢定，以 確保二組學生在起點行為上，未達顯著差異。

2. 教學教案與閱讀教材包含的概念內容相同：本研究之控制變項為教 學教案與閱讀教材所包含之「金屬概念」內容是否相同，確保二組 學生所獲得之金屬概念內容為相同。因此，教學教案及閱讀教材進 行專家效度考驗，聘請二位自然科背景之專家針對教案以及閱讀教 材內容進行審查(專家效度審查表見附錄二)。其中一位專家目前任 職於某教育大學，具科學教育博士學位，另一位專家目前擔任某國 民中學理化教師，具理學碩士學位。經二位專家審查後，皆認同教 學教案與閱讀教材，所包含之「金屬概念」內容上為相同。因此，

可推論二組學生所接受之「金屬概念」為相同。

3. 外在干擾因素之控制：本研究主要目的為探討本研究發展之教學策 略，對於學生在金屬迷思概念改變上之成效。因此，為去除外在可 能的干擾因素之影響，在前測、後測及延宕測驗實施前，曾告知導 師以及學生，在施測的這段期間，能不要討論或查考關於問卷當中 的內容，並且在研究者選擇的教學以及施測的期間中，受測學生學

校的課程，也並未有相關的教學內容，因此，應能確保前測、後測

第 二 類

汞是否含有銀

的成分教學 8. 汞是金屬，因為汞有「銀」的成分

第一類為「金屬之分類的教學」，是針對學生迷思概念成因，主要是 對於金屬分類法則不熟悉所致。第二類「汞是否含有銀的成分教學」，學 生將「汞」歸類為金屬之理由是因認為汞含有「銀」的成分，此項迷思概 念，係受汞的俗稱為「水銀」之影響，因語言之過度推理而致，與第一類 對於金屬之分類法則不熟悉不同，因此將該迷思概念單獨歸為一類。

舉例來說，「碳棒是金屬，因為碳棒會導電」、「碳棒不是金屬，因為 碳棒是黑色的，沒有光澤」這二項迷思概念，學生將碳棒區分為金屬以及 不是金屬，所持之理由為「因為碳棒會導電」以及「因為碳棒是黑色的，

沒有光澤」，而「導電」、「具有特殊光澤」雖然是金屬所具有的性質，但 是「金屬」屬於集合概念，不是由導電、容易導熱、延展性佳、有光澤、

沸點高…等等單一性質所界定，而是這些性質的集合才屬於金屬。因此，

並不是符合單一性質或不符合單一性質，即據以判斷為是否是金屬，而是 必須通盤考量金屬之各項性質，以歸類該物質為金屬或非金屬。故此，學 生之迷思概念顯然是對金屬之分類法則不熟悉，因此在概念改變教學中，

研究者將之歸類為「金屬之分類的教學」。關於第二類「汞是否含有銀的 成分教學」，係關注於學生是否能分辨「汞」稱為「水銀」並不是因為汞 含有「銀」的成分之故，而是根據汞的外觀及特性，而作此命名，因此將 該迷思概念單獨歸為一類，進行概念改變之教學設計。

依據教學設計分類的原則進行分類後，即著手設計教學(包含教案之編 寫，見附錄三)，教學流程如圖3-1-2。各項分述如下：

一、在教學流程設計中，讓學生自行列舉金屬之特性，一方面可觀察 學生之先前概念，另一方面讓學生多加舉例，亦可增加其豐富性。

二、類比亦是一種科學教師常用的教學方法，因為這樣便可把抽象的

增加豐富性 增加豐富性

增加豐富性 增加似真性

註1 註2

迷思概念分析

喚起舊經驗

提出問題

以類比方式舉例

提示反例

概 念 達 成 模 式 舉其他例子

教學前

學生列舉金屬特性

、教師說明及釐清 說明汞的俗名為

水銀

註1：金屬之分類的教學

註2：汞是否含有銀的成分教學

圖 3-1-2：金屬教學流程圖

概念形象化，使學生更易於了解此項概念，在本研究中係將金屬 之分類類比於生物界中關於昆蟲之分類，以增加學生關於何謂分 類之理解。

三、Bruner之概念達成模式，乃融合提示正或負的例證以及敘述主要屬 性等理念(引自甘漢洸等，1991)，以期增加學生之豐富性(可應用 在其他例子上)。

叁、閱讀教材設計

由於國中二年級自然與生活科技領域，並未有同樣金屬概念的單元設 計，關於金屬之概念散見於各相關單元內，故，為讓閱讀組與教學組學生 獲得相同的金屬概念，研究者同樣針對上述關於金屬概念之教學策略設 計，自行設計一份閱讀教材（見附錄四），讓閱讀組學生自行閱讀，之後 再進行後測與延宕測驗。