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本研究運用 POE 策略探究國小自然科教師對色光的概念與概念改變情形,經過 資料的蒐集與分析結果,綜合成結論如後:

一、前預測階段的色光概念

受試教師對於色光普遍存有色光概念包括:

(一)光波強度方面:

認為光源到白幕的距離,使得色光的顏色變淡。

(二)光波波長方面:

以顏色、波長長短來判斷呈色;知道紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的波長長短;

並了解黃光的波長和橙色及綠色的波長是比較接近的。

(三)光譜組成方面:

知道可見光的光譜是順序排列的;能說出可見光譜是由紅、橙、黃、綠、藍、

靛、紫所組成的科學概念。

(四)光的折射方面:

知道三稜鏡能使光產生偏折,但認為偏折角度會影響色散的呈色。不管是何種 色光,通過玻璃紙後會呈現單一色光,單一色光再經過三稜鏡後則會再色散成各色

色光。

(五)光的吸收方面:

受試教師認為玻璃紙會吸收部份色光,讓單一色光通過,但不是依照光的「透 射」、「反射」或「吸收」等行為來作答,而以「過濾」、「阻擋」、「蓋住」來 表示。

(六)光的反射方面:

認為玻璃紙會反射本身顏色的色光或讓它穿透而顯現在白幕上。

(七)光的混色方面:

受試教師有光的三原色及光的加成混色概念,認為色光相混合後的合成顏色可 用顏料相混後的結果來加以解釋;唐明(2002)也指出學生會以水彩調色及彩色黏 土等經驗,推論色光的混合;顯示教師和學生都存在此類型的另有概念。

二、POE 再預測階段的色光概念

(一)光波強度方面:

認為透鏡跟稜鏡的距離會影成色散後的呈色,距離近則呈現暖色系。

(二)光波波長方面:

認為顏色類似的色光會同時出現;顏色類似的三原色會出現;認為玻璃紙可以 讓接近本身顏色的色光通過,類似顏色的色光會歸於同一類;玻璃紙的顏色深淺、

材質會影響色散效果。波長接近的色光會有類似的結果;短波長的能讓長波長的光 通過,頻率高的會讓頻率低的光通過;色光波長的長短也有概念不清的現象。

(三)光譜組成方面:

認為色光在光譜的排列是依順序出現;同時也指出白光是混合光。

(四)在光的折射方面:

認為折射角接近的色光有類似的結果;紅光會出現的原因是因為折射角最小;

三稜鏡擺放的角度會影響色光的呈色。提到白光會被色散成各色光;稜鏡與透鏡的 距離遠近影響色散結果,距離近會色散出同色系之色光。

(五)光的吸收方面:

和前預測一樣出現了以「過濾」、「阻擋」來表示色光被吸收的現象,科學概 念認為我們所見物體之顏色,可能是單一色光,可能是多種色光混色而成,即玻璃 紙的黃色,可能由其他色光混色而成。

(六)光的反射方面:

認為與玻璃紙反射掉其他顏色的色光,僅讓相同的顏色的色光被反射出來進入 眼睛;穿透能力強的紅色色光能通過玻璃紙。

(七)光的混色方面:

受試教師認為光是由三原色紅、綠、藍所組成;色散後的光為三原色或較接近 之三原色;將光與色彩之三原色紅、黃、藍混為一談;另外受試教師在光的混色方 面與前預測階段相同,以水彩調色及彩色黏土等經驗,推論色光的混合。

最後,在受試教師的晤談回應中出現的不知道、無法解釋、不清楚等模糊字句,

較前預測多,顯示受試教師再預測階段的概念與所觀察之現象產生衝突部分,無法 以本身所持之概念來解釋,歸於「無法歸類」。

受試教師在前預測與再預測階段,在光波波長、光的吸收及光的混色三種概念 類型出現的次數最多,顯示受試教師在做解釋時多以光波波長、光的吸收和混色來 判斷色散的結果與原理,且受試教師所持概念多為另有概念,科學概念僅占 17%。

在本研究並未進行教學,而是以 POE 活動讓受試教師自行在情境衝突中尋求解決之 道,因此解釋或說明的理由多由原先本身的先前概念出發,若一開始即對色光存在 另有概念,則解釋的理由仍多以原來的概念出發,用原來的思考邏輯與模式進行說 明。

三、受試教師之概念改變歷程

(一)受試教師對色光普遍存在另有概念:

以POE 活動為主的前預測及再預測階段中,16位受試教師所呈現的概念有79%

多為另有概念;且受試教師在「光波波長」、「光的吸收」和「光的混色」三方面 的出現的相關概念最多,分別為42%、19%、16%;另外再預測階段所出現的概念 類型也較前預測階段多。

(二)當概念產生衝突,易受原有概念的影響:

前預測所出現的概念類型,再預測階段大多會再次出現,受試教師以片面及零 碎的概念來解釋不同的現象,用原來的思考邏輯與模式進行說明。前預測階段中,

受試教師的色光概念依序在「光的吸收」、「光波波長」和「光的混色」三方面出 現最多;再預測階段中,依序在「光波波長」、「光的混色」、「光的吸收」三方 面出現最多,顯示受試教師再預測階段的解釋或說明的理由多由原先本身的色光概 念出發。

(三)本身概念與所觀察之現象產生衝突時會造成概念改變:

經過前預測與再預測活動後,受試教師都面臨到預測與觀察情況不符的概念衝 突,大多數教師會改變原來前預測的理由,嘗試以相關的色光概念來說明,對各色 玻璃紙的解釋,受試教師出現的概念類型都與前預測階段不同;就玻璃紙的選答情 形而言,受試教師改變選答及理由的情形有逐漸增加的趨勢,顯示受試教師在POE 活動中的概念與所觀察之現象產生衝突,使得本身的概念產生了變化。Posner等人

(1982)提出「當不滿意自己原有的概念時,才可能產生概念改變的概念改變」,顯 示本研究所設計之活動與裝置能引發概念改變的契機。另一方面, 16位受試教師在

「弱修正」、「增加」及「強修正」之概念改變情形,都有人數增多的趨勢,顯示受 試教師在經過POE活動後,能發生本身概念與所觀察到的情形互相衝突並更改解釋之 情形;且本研究受試教師與王玉龍(2005)的六年級學童的色光概念有相似之處。