研究發展與方法

根據研究問題，本研究利用 POE 策略設計出預測（P）、觀察（O）、解釋（E）

的推理實驗，再採用晤談的方式，蒐集學生在本實驗所產生的另有概念及使用的 推理類型。整個活動設計是依照初探研究的發現逐步修訂而成，以下介紹研究工 具的發展過程。

一、混合色光的實驗裝置的發展

本研究之混合色光的實驗裝置是根據洪淑淩 (2006)所發展出來的色光概念

及概念改變歷程的實驗裝置(如圖 3-1-1)，進行混合色光之另有概念及推理實 驗，茲將此項實驗裝置的簡單運作原理說明如下：將實驗裝置插上電源之後，燈 炮會產生光，經單狹縫產生平行光後，再經過有色玻璃紙產生色光，再經放大鏡 聚光之後，最後經過三稜鏡的色散作用後，在白幕上產生呈色的結果。

圖 3-1-1 混合色光的實驗裝置

本研究是利用以上的原理，只是在放入有色玻璃紙時，洪淑淩老師是放入單 一色的玻璃紙，而本研究是同時放入兩片不同顏色的玻璃紙，研究者先做單色的 呈色結果讓學生觀察，學生再利用 POE 活動單記錄單色光的結果，接著讓學生預 測同時放入兩片玻璃紙的結果，最後研究者再同時放入兩片玻璃紙，讓學生先觀 察與解釋，進而從中分析學生的另有概念及推理類型。由於本研究所採用的有色 玻璃紙，靛色與藍色在視覺上的效果接近，不容易區分，故本研究只探討學生對 於紅、橙、黃、綠、藍、紫等六種玻璃所呈現的混合色光的研究。茲將單一色玻 璃紙實驗的結果整理表 3-1-1。

表 3-1-1 單一顏色玻璃紙的實驗結果

色光成分

玻璃紙 紅 橙 黃 綠 藍 紫

紅 ˇ ˇ

橙 ˇ ˇ ˇ ˇ

黃 ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ

綠 ˇ ˇ ˇ ˇ

藍 ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ

紫 ˇ ˇ ˇ

由單一顏色玻璃紙的實驗結果(表 3-1-1)發現，藍色光呈色效果不理想，因 此為了研究的順利進行，本研究採用色光比較明顯的五種組合來進行實驗，此五 種組合分別如下：紅+橙；橙+黃；黃+綠；綠+紫；紫+紅。

二、POE 活動的設計

在 POE 活動過程當中，研究者需掌握要領，適時給予學童協助，起始在「P-預測」階段，應鼓勵並引導學童經由已知的知識進行推理與預測；接著在「O-觀 察」階段，應提醒學童觀察重點並將結果記錄下來；最後在「E-解釋」階段，應 鼓勵學童應用所學，多方思考，提出合理的解釋。本研究根據以上 POE 實施的三 個階段進行實驗：

「P-預測」階段：在尚未實驗之前，先讓學生利用已知的知識針對混合的玻璃紙 所呈現的結果，進行預測。

「O 觀察」階段：提醒學童觀察混合色的玻璃紙呈現的結果，並隨即記錄。

(2)發下活動單，說明題意及晤談方式，並強調答案沒有對錯之分，請學童儘量 說出自己的想法，活動中亦允許學童詢問相關的問題。

(3)在未進行 POE 活動之前，教師先講解本實驗裝置的原理：光經過狹縫，再經 過有色玻璃紙，再透過放大鏡聚光後，經三稜鏡色散，最後在紙板上產生七彩 的光芒，待學生了解基本的原理之後，再進行 POE 的活動。

2.先觀察階段

教師先依序將紅、橙、黃、綠、藍、紫等六色玻璃紙，個別放入單狹縫和放 大鏡之間，學生用肉眼直接觀察紙板上呈現的色光，並將觀察結果依序勾選於單 色玻璃紙觀察活動單上。(詳如附錄一)

(二)POE 活動階段

本研究共採用五組色光混合的方式，由於各組實驗的方式一樣，僅選擇紅色

＋橙色這一組來說明，以下是進行 POE 活動的流程：

※紅色玻璃紙＋橙色玻璃紙 1.預測階段（P）

重覆以上實驗步驟，教師詢問學生：若同時放入紅色玻璃紙及橙色的玻璃紙 之後，紙板會呈現什麼顏色的色光，請學生將預測結果勾選於混合色光 POE 活動 單上(詳如附錄二)，並加以說明預測的理由。

2.觀察階段(O)

教師將紅色玻璃紙及橙色玻璃紙同時放入單狹縫和放大鏡之間，學生用肉眼 直接觀察紙板上呈現的色光，並將觀察結果勾選於混合色光 POE 活動單上(詳如 附錄二)。

3.解釋階段（E）

請學童檢視先前預測的和所觀察到的是否一致，再針對所看到的情形提出解 釋。本研究之第二組色光到第五組色實驗重複以上實驗的程序。

三、POE 活動單的設計

由於本研究是採取實驗和晤談同時進行的方式，因此 POE 活動單設計的方式

是以 POE 活動進行的步驟，同時結合晤談大綱的方式為設計，每一組色光均依預 測、觀察、解釋等三個步驟依序進行，每一步驟皆安排適合的晤談。POE 活動單 詳如附錄一、二。

由於本研究除了要了解學生的另有概念之外，還要了解學生推理的過程，因 此指導教授建議將色光呈色的結果以格子勾選的方式，讓學生立即從表格中得知 預測和觀察的情形，以利學生解釋，學生也可以根據單色光的結果去推理出混合 色光的情形，如此教師比較容易觀察出學生推理的過程。