• 沒有找到結果。

研究結果與討論

一、 不同年級學生氧化還原概念之類型與比例

(一) 主概念一「概念本質」廣義定義之科學類型以大學階段比例最高,狹義 定義之科學類型以八年級比例最高

七年級學生以「氧的參與」類型之比例最多,但在八年級之後逐年下降,

而「電子轉移」類型之比例則在八年級之後逐年上升,尤其在九年級至高 一階段上升幅度最大。

(二) 主概念二「反應過程」廣義定義之科學類型以大學階段比例最高,狹義 定義之科學類型以九年級比例最高

學生認為失去氧是氧化反應,得到氧是還原反應之比例在八年級階段有大 幅度的上升,另外學生以電子轉移的觀點認為失去電子是氧化,得到電子 是還原之比例在高一階段也有明顯上升之趨勢,此趨勢與主概念一「概念 本質」相似。

(三) 主概念三「氧化力」廣義定義之科學類型以大學階段比例最高,狹義定 義之科學類型以高一階段比例最高

學生認為物質之氧化力與氧有關的類型中,七年級學生多認為一物質的氧 化力愈強表示「氧原子數量愈多」或「搶奪氧能力愈強」,這可能是受到字 詞方面的影響,直覺認為數目愈多或是強奪的能力愈強相對的氧化力就愈 強,而忽略了其中概念本質與過程之關係,而此兩類型在八年級的正式教

142

學過後都有逐漸下降的趨勢。

(四) 主概念四「反應次序」之科學類型以大學階段比例最高,七年級比例最 低

七年級學生大多認為氧化還原反應是可單獨發生或是接續發生,但此類想法 皆有逐漸下降之趨勢,相對而言,認為氧化還原反應是同時發生的比例在八 年級之後大幅上升。

二、 不同年級學生氧化還原整體概念之類型與比例

(一) 氧模式類型以八年級所比例最高,電子模式類型以大學階段比例最高 未經氧化還原正式教學之七年級學生以氧化還原的整體概念多不具有一 致性,氧模式類型八年級學生以比例為最高,電子模式類型以大學學生比 例為最高,且將近有半數的大學學生已經持有廣義科學整體概念。

(二) 主概念四「反應次序」實屬氧化還原反應概念中較難學習的部分 大學階段比例次高的類型為 EI1,其與廣義科學整體概念的差別在於主概 念四「反應次序」的正確性,由此可知主概念四「反應次序」實屬氧化還 原反應概念中較難學習的部分,即使是大學化學系學生仍然有部分比例學 生尚未建立此概念。

143

三、 跨年級學生氧化還原概念發展情形

(一)「錯誤」類型和「氧」類型隨年級增長而有下降之趨勢,而「電子」類型 有上升之趨勢

主概念一「概念本質」與主概念二「反應過程」中,七年級、八年級、九 年級以及高一是以氧模式為主,高二及大學階段則是以電子模式為主,另 外七年級學生混合模式的比例為六個年級中最高。在主概念三「氧化力」

中,七年級是以錯誤模式為主,八年級、九年級以及高一是以氧模式為主,

高二及大學階段則是以電子模式為主。

(二)概念演化樹在八年級階段出現最為複雜的分支情形

氧化還原概念發展最重要的分支,其關鍵的認知狀態轉變為「電子轉移」

以及「失去電子是氧化反應,得到電子是還原反應」,亦即若是能在此建 立電子轉移的概念,並且能正確瞭解氧化還原反應中電子轉移的過程,往 後才有機會順利發展成廣義科學模式。

四、 不同年級學生氧化還原心智模式之解釋融貫性

(一) 科學整體概念之心智模式解釋融貫性較高,混合整體概念之心智模式解 釋融貫性較低

解釋融貫性係數平均值最高之心智模式為 SG,此即為廣義科學整體概 念,其次為心智模式 SS,此為狹義科學整體概念,而解釋融貫性係數平 均值最低之心智模式為 C1,此為混合整體概念。

144

(二) 主概念二「反應過程」的概念本質會是影響整個心智模式中解釋力最大 的認知狀態

主概念二「反應過程」是以氧作為解釋基礎,則解釋融貫性係數最高的認 知狀態皆為以氧為本質的認知狀態 O21 或 O51;主概念二「反應過程」

若是以電子作為解釋基礎,則解釋融貫性係數最高的認知狀態皆為以電子 為本質的認知狀態 E31 或 E61。由此顯示,主概念二「反應過程」的概念 本質會是影響整個心智模式中解釋力最大的認知狀態。

五、 跨年級學生氧化還原概念發展情形與解釋融貫性之相關性

各個心智模式解釋融貫性係數由低到高依次排列為 C1、OI1、OI3、OS2、

OI2、EI1、OS1、OS3、ES1、ES2、SS、SG。依照解釋融貫性理論而言,

一個新理論若能取代舊有的理論,是由於新理論的命題系統具有較廣大 的解釋融貫性,但配合跨年級學生氧化還原概念演化樹之發展,可發現 OI3(氧模式混合氧化力獨立模式)、OS2(類狹義錯電子氧化力模式)、

OI2(類狹義獨立模式)及 EI1(類廣義獨立模式)之解釋融貫性係數並 不高,但是此四個心智模式直到大學階段仍舊存在。探究這四個心智模 式可發現除了 OS2 在主概念四「反應次序」為正確概念以外,其餘三個 心智模式在主概念四皆是認為氧化還原反應為獨立發生,因此可知主概 念四「反應次序」為較難學習之概念,即使到了大學階段仍有錯誤概念 存在,因此在教學上應格外注意。

145