第六第六

第六 第六

第六節 節 節 節 初探研究 初探研究 初探研究 初探研究

在進行正式研究之前，研究者先進行四名學生的初探研究，主要目的在測試POE 活動設計是否流暢，POE活動單語句是否通順且學生是否能完全了解，推理類型分類 是否齊全，藉由初探研究的測試讓正式研究的設計更趨於完善，以下即針對初探研 究中學生對色光混合的概念及所使用的推理類型加以說明。

一 一一

一、、、、色光的另有概念色光的另有概念色光的另有概念 色光的另有概念

由初探研究四名學生當中發現，學生對於色光混合概念所呈現之另有概念主要 有下列幾種。

（一）不同的色光有不同的強弱之分

T：…為什麼你會預測光線經過紅色加藍色玻璃紙以後會出現紅色？

以水彩調色推論色光 混合的顏色

6 33.33％ 0 0％

無法歸類 0 0％ 5 27.78％

合計 18 100％ 18 100％

附註：預測說明共18次，解釋時的說明共18次

由上表可知，學生在預測階段解釋中所具有另有概念的比例為94.44％，而在觀 察解釋階段另有概念的比例為55.55％明顯比預測階段為低，此數據顯示學生在POE 的活動進行中，其概念有逐漸修正以趨向科學概念的現象。但我們亦可發現在此活 動中，學生對於色光混合的相關概念其所呈現的另有概念比例皆有偏高的現象，對 於學生在色光混合的概念所存有的許多另有概念，研究者在設計POE活動單時將針對 學生所具有的另有概念加以深入探究，另外進行晤談時，亦可參考此資料來詢問學 生。

二二二

二、、、、推理推理推理類型推理類型類型 類型

初探研究中所採用之推理類型為下列五種：（一）、類比推理；（二）、演繹推 理；（三）、歸納推理；（四）、經驗推理；（五）、評估推理。研究者根據學生回答的 語句進行推理類型分類，並將初探研究中學生所出現之推理類型整理如下表（表 3-2）。

表3-2 初探研究色光混合推理類型統計分析表 概念類型 預測時

出現次數

所佔比例 觀察時 出現次數

所佔比例

類比推理 1 5.55％ 0 0％

演繹推理 10 55.56％ 8 44.45％

歸納推理 2 11.11％ 3 16.68％

經驗推理 5 27.78％ 1 5.55％

評估推理 0 0％ 1 5.55％

無法歸類 0 0％ 5 27.78％

合計 18 100％ 18 100％

附註：預測說明共18次，解釋時的說明共18次

由上表可知，學生在預測階段所做的說明，以演繹推理（55.56％）所佔比例為 最高，其次依序為經驗推理（27.78％）、歸納推理（11.11％）、類比推理（5.55

％）。而評估推理（0％）在初探研究的預測階段並未出現。在觀察解釋階段也以演 繹推理（44.45％）所佔比例為最高，其次依序為無法歸類（27.78％）、歸納推理

（16.68％）、評估推理（5.55％）與經驗推理（5.55％），而類比推理（0％）則 未出現。

藉由初探研究結果的分析，研究者發現初探研究當中所採用的五種推理類型，

在進行分類時常會有模擬兩可、無法確定或無法歸類的情形發生，尤其無法歸類佔 了更高達27.78％。為了能更有效解讀學生的推理歷程及使用的推理類型，於是針對 推理類型之分類方式進行修正，改為參考周家卉（2005）採用的分類方式，將學生 推理類型細分為八種。在正式研究當中，研究者所採用的推理類型及其編碼如下所 述：（一）、概念推理（CR）；（二）、邏輯推理（LR）；（三）、類比推理（AR）；（四）、

實驗技能推理（SR）；（五）、經驗推理（ER）；（六）、字義推理（MR）；（七）、直 觀知覺反應（DR）；（八）、無法分類（N）。

為了正確的分類學生所使用的推理類型，以有效分析資料作為研究依據，研究 者再將上述的八種推理類型細分出次類目編碼，主類目編碼及次類目編碼對照表如 下所示（表3-3）。

表3-3 主類目編碼及次類目編碼對照表

主類目編碼 次類目編碼 科學概念推理（C-1）

概念推理（CR）

另有概念推理（C-2）

邏輯推理（LR） 歸納推理 （L）

表面特徵類比推理 （A-1）

類比推理（AR）

結構特徵類比推理（A-2）

實驗設計推理（S-1）

變因控制推理（S-2）

實驗技能推理（SR）

資料解釋推理（S-3）

生活經驗推理 （E-1）

經驗推理（ER）

引述推理（E-2）

字義推理（MR） 字義推理 （M）

直觀知覺反應（DR） 直觀知覺反應 （D）

無法歸類（N）

為了讓學生的推理類型分類更為貼近學生真實的推理，研究者依據初探研究之 結果進行修正，在正式研究中即使用上述之分類類型，有關於正式研究中學生所呈 現之色光概念及推理類型將於下一章中進行探討。

第四章 第四章

第四章 第四章 研究結果與討論 研究結果與討論 研究結果與討論 研究結果與討論

本章將針對研究當中所使用的POE活動單及晤談所得資料進行分析並提出說 明。第一節探討正式研究中國小四年級學生在POE活動過程中，所呈現出有關色光的 另有概念；第二節探討國小四年級學生在POE活動過程中所使用之推理類型；第三節 探討國小四年級學生在POE活動過程中推理類型的分析。

第 第 第

第一 一 一 一節 節 節 節 色光混合概念 色光混合概念 色光混合概念 色光混合概念

在進行POE活動的正式研究過程當中，學生對於所遭遇的問題會進行思索、提出 質疑，並提出符合實驗結果的說明與解釋。在學生的說明當中，包含了許多與色光 混合有關的概念，當然這當中包含了科學概念和另有概念，以下將針對學生說明中 所蘊含的科學概念及另有概念分別進行說明。

一一一

一、、、各類型概念所佔比例、各類型概念所佔比例各類型概念所佔比例各類型概念所佔比例

首先將學生在預測階段及觀察階段時，推理描述過程中出現的科學概念、另有 概念以及無法歸類概念的次數分別統計如下表（表4-1及表4-2），在學生的描述當 中若同時出現兩種概念則一併列入計算，因此每一題概念出現的總次數因此皆不甚 相同。

表4-1 預測階段概念類型分析表

概念類型 P1 P2 P3 P4 P5 總次數 比率％

另有概念 16 14 16 13 12 71 60.68 科學概念 3 4 5 10 12 34 29.06 無法歸類 3 3 2 2 2 12 10.26

合計 22 21 23 25 26 117 100

備註：所謂無法歸類即指學生之推論理由為除了科學概念及另有概念之外者，如不知道或完全無法說明等 未涉及概念之陳述或解釋。

由上表我們可以發現，學生在預測階段持有另有概念的比例高達60.68％，而具 有科學家概念的比例則只有29.06％，另外亦有超過一成的學童（10.26％）是無法 具體陳述其概念的。

表4-2 解釋階段概念類型分析表

概念類型 E1 E2 E3 E4 E5 總次數 比率％

另有概念 19 15 14 10 10 68 59.65 科學概念 4 6 6 11 11 38 33.33 無法歸類 0 1 2 4 1 8 7.02

合計 23 22 22 25 22 114 100

備註：所謂無法歸類即指學生之推論理由為除了科學概念及另有概念之外者，如不知道或完全無法說明等 未涉及概念之陳述或解釋。

由上表我們可以發現，學生在解釋階段持有另有概念的比例有59.65％，比預測 階段略低，而具有科學家概念的比例則有33.33％，比預測階段略為提升，另外無法 具體陳述其概念的學童比例則降為7.02％。

茲將兩階段學童的色光混合概念類型比較分析如圖4-1。

圖4-1 兩階段概念類型比較分析圖

由上圖發現，學童在解釋階段持有另有概念的比例比預測階段略低，而持有科 學概念者則是提升的，另外，無法歸類的比例亦是降低的。由此可知，學童在POE 活動進行中，確實能逐漸修正、釐清其概念。

二二二

二、、、、科學概念科學概念科學概念 科學概念

在學生的解釋描述當中若出現符合當今科學理論的部份，就歸類於科學概念，

以下分別說明如下。

（一）S05預測黃綠玻璃紙會產生何種色光時，參考了前幾題的答案，修正自己原先 具有的另有概念，S05認為會出現的色光應該與玻璃紙的位置，以及玻璃紙顏 色深淺沒有關係，這樣的概念是符合科學概念的。S05的敘述如下：

T：…你剛剛不是覺得比較深的顏色會出現？為什麼你會預測出現其他的這些顏色？

S05預測黃綠：…剛剛本來覺得跟位置還有玻璃紙顏色深淺有關，可是現在看了以後 覺得應該跟位置還有玻璃紙顏色深淺沒有關係（不會影響出現的結

0 10 20 30 40 50 60 70 80

另有概念 科學概念 無法歸類概念

預測階段 解釋階段

果）。

（二）S03預測黃綠玻璃紙會產生何種色光時，認為色光混合後應該不會出現單色光 實驗時沒有出現的顏色，這樣的概念是符合科學概念的，所以他認為黃綠玻 璃紙所產生的色光，不會出現藍色和紫色兩種。有關S03的描述如下：

T：…為什麼你會預測光線經過黃色加綠色玻璃紙以後，不會出現藍色的跟紫色？

S03預測黃綠：黃色加綠色的玻璃紙後不會出現藍色的跟紫色的，因為剛剛用單一個 顏色（黃色、綠色）的玻璃紙時，他們都都沒有出現藍紫色。

（三）S10預測紅黃玻璃紙會產生何種色光時，認為色光混合後應該會出現單色光的 實驗時都有出現的顏色，這樣的概念是符合科學概念的，所以紅色及黃色這兩 種玻璃紙應該會出現紅色單色及黃色單色都會出現的顏色色光。S10的描述如 下：

T：…為什麼你會預測會出現紅色跟橙色？

S10預測紅黃：我覺得紅色加黃色的玻璃紙合在一起以後，白幕上面應該是會出現紅 色和橙色，因為在剛剛做的（單色光的）實驗時，紅色的跟黃色的兩 個都有出現這兩個顏色，所以應該會再出現。

（四）S14觀察黃綠玻璃紙會產生何種色光時，認為透過玻璃紙產生的光線與太陽光 不同，所以經過三稜鏡後也會產生跟太陽光經過以後出現的顏色不同，這樣的 概念是符合科學概念的。S14的相關描述如下：

T：…你覺得為什麼結果是紅、橙、黃、綠四色，跟你預測會出現綠色跟藍色不一樣？

S14觀察黃綠：因為以前做實驗的時候，太陽的光透過三稜鏡會出現彩虹的顏色，可 是因為現在做的是用黃色加綠色的玻璃紙，不是陽光，所以經過三稜 鏡以後顏色會變，跟太陽光經過以後的顏色會不一樣。

（五）S15觀察紅紫玻璃紙會產生何種色光時，發現如果使用某種顏色所具有的多會 少，或是使用水彩混色的方法來推理，結果是不合理的。最後S15也提到色光 混合的呈現應該與單色光出現的色光有關係，上述的觀點是符合科學概念的。

（五）S15觀察紅紫玻璃紙會產生何種色光時，發現如果使用某種顏色所具有的多會 少，或是使用水彩混色的方法來推理，結果是不合理的。最後S15也提到色光 混合的呈現應該與單色光出現的色光有關係，上述的觀點是符合科學概念的。