本研究之目的在於探究學童在月相類比模型中所使用的推理技巧 及概念發展的途徑,期望研究結果能提供自然科教學與課程設計參考之 用。本章分為兩節,第一節研究者針對晤談結果分析,整理學童所持有 的概念及所使用的推理技巧,並探討學童概念改變的歷程和概念發展的 途徑,第二節根據本研究結果提出對課程設計與教學之建議。
第一節 結論
本研究發現以POE策略能探究學童的概念及概念的改變, 研究過程 中晤談可以深入探討學童單一概念的理解,晤談資料除了能讓研究者歸 類學童的另有概念歷程,還能探究學童發生概念改變的想法。以下依本 研究目的,將所獲得的資料,提出研究結論:「學童的概念」、「學童 概念改變情形」、「學童概念發展之途徑」與「學童所使用的推理技巧」,
分述如下:
一、學童的概念
本研究發現學童在「月像類比模型」中產生的非科學概念如下:
(一)L:覺得光照到的面積不同,和其他無關。
(二)BL:覺得球在不同位置,光照到的面積也不同。
(三)B:覺得光照到每顆球都一樣,是球的位置不同。
(四)LE:覺得光照到每顆球不一樣,人看的角度也不同。
(五)LEB:覺得光照到每顆球不一樣、球的位置、人看的角度都不同。
(六)BE:覺得光照到每顆球都一樣,是球的位置和看的角度不同。
而正確的科學概念是:光照到每顆球的面積都一樣,是看的角度不 同造成不同的月相(E)。
二、學童的概念改變
學童觀察時會受到本身思考模式的影響,傾向於觀察他所想觀察 的,而沒有發覺正確的科學概念,所以產生很多的非科學概念,就是 White和Gunstone (1992a)所謂的「觀察是理論負載」(the theory- related aspects of observation)。學童歸納所觀察到的現象,若和 既有的概念差不多,只需進行修正,就是同化;若和既有的概念不同,
需要進行徹底的概念改變,就是調適。本研究發現學童在移位觀察時產 生六種概念改變的歷程。
(一)非科學概念的堅持(7 人)。
(二)過渡概念的堅持(1 人)。
(三)一直持有科學概念(5 人)。
(四)非科學概念到過渡概念(6 人)。
(五)非科學概念到科學概念(6 人)。
(六)過渡概念到科學概念(10 人)。
三、概念發展的四種途徑
本研究發現兒童在月相類比模型中的概念發展,可以歸納為以下四 種途徑:
(一)途徑一:G→L→BL→BLE→BE→E,以 BL 為主。
(二)途徑二:G→L→BL→B→BE→E,以 B 為主。
(三)途徑三:L→LE→E,以 LE 為主。
(四)途徑四:LE→LEB→EB→E,以 LEB 為主。
四、學童的推理技巧
本研究分析學童的推理技巧,獲致以下的三種發現:
(一)學童可能歸納出非科學概念。
(二)類比推理能做出正確預測,但未必產生概念改變。
(三)演繹是在驗證暫時性理論。
第二節 建議
研究者根據本研究的結果,針對國小課程的編排與教學提出一些建 議,茲分述如下:
一、教材上的建議
本研究結果發現學童對於「月相類比模型」普遍存有非科學概念,
而且和實際觀察月相產生的另有概念相似,例如:以為太陽照射到月亮 的面積不同。可見得本實驗設計「月相類比模型」和實際「日、地、月 模型」相似,可運用於教學。
研究中發現,即時在總結歸納時,學童普遍存在「光照面積不同所 以形狀就不同」的另有概念,只有5位學童擁有正確的科學概念。然而 在經過移位觀察之後,有7位學童從非科學概念轉變成科學概念,有9位 學童從過渡概念轉變成科學概念。
(一)在月相成因的教學
在地球上觀察月亮很容易產生「光照到每一顆球不一樣」的另有概 念,本研究發現若能從太陽系俯視地球、太陽和月亮便能讓學童產生「概 念衝突」,主要是因為從整體觀察,學童會發現:「光照到每顆球都是 一樣的」。也可以提供「異例」:讓學童觀察同一顆球,然後左右移動。
學童便會發現:「跟球和光沒有關,是跟看的角度有關」。可見得教材 若能讓學童產生「概念衝突」或是提供「異例」,讓學童發現「光照一 樣」、「球無關」以及「和視覺角度有關」等因素,便能發展成正確的
科學概念。
(二)在月相和農曆日期的教學
若在本研究的七個位置標示農曆日期及月亮名稱,分別為→眉形新 月(3、4)→上弦月(7、8)→盈凸月(11、12)→滿月(15、望)→
虧凸月(18、19)→下弦月(22、23)→眉形殘月(26、27)→朔(30、
1)。當學童真實觀察月亮時,若類比到此模型,便能了解原來眉形新月、
上弦月、盈凸月是亮右邊,而虧凸月、下弦月、眉形殘月是亮左邊,月 亮的形狀和農曆日期便能與真實情境連結,而不是只靠記憶和背誦。
二、教學上之建議
本研究發現學童合理的推理可能會產生另有概念,就如同張春興
(2003)所言,歸納推理所得的結論是不肯定的,是或然的。學童在本 研究中歸納中許多另有概念,而且能驗證無誤,例如:BL1、BL2、BL3…
等,可見合理的推理可能會產生另有概念,而此另有概念便會存在學童 的記憶之中,直到下次遇到相似的情境時才會提取並加以驗證。若是一 直沒有產生概念衝突,此另有概念便會深植學童心中。建議教師多了解 學童的起點行為和可能持有的另有概念,提供適當的鷹架,設計符合學 生的「概念衝突」或「異例」教學活動,讓擁有非科學概念的學童發展 到過渡階段,最後擁有科學概念。
在教學前教師應了解學童的起點行為和可能持有的另有概念,在教 學中應盡量避免學童產生另有概念。學童在進行本實驗時產生了近似觀 察月相時的另有概念。經過POE實驗活動設計,有5位學童能調適為科學 概念,到了最後「移位觀察」的實驗設計,又有16位學童發展為科學概 念。可見得本研究的設計能幫助國小學童釐清許多月相的另有概念,建 議國小教師在教授相關課程時,可參考本研究的發現以設計適當的教學 活動。