綜合討論

由上述各節之分析，關於概念改變之成效，可以發現在經過教學或閱 讀教材後，不論教學組或閱讀組學生在後測選答正確率皆較前測有所提升

（教學組前測平均 1.02、後測 3.05；閱讀組前測平均 1.13、後測 2.63），

顯示經過教師教學或自行閱讀教材後，對於學生之概念改變具有某種程度 的成效。而對於學生迷思概念之改變，在Hewson & Hewson（1992）的研 究中指出，科學教學的目標是增加學生科學概念的狀態而不是「消減」迷 思概念。因此，教學以及閱讀教材提供了學生在概念應用上的豐富性，學 生增加了新的概念，與其舊有的迷思概念共存的狀態，而延宕測驗結果則 可觀察學生概念改變之持續性。在延宕測驗總分平均，教學組與閱讀組分 別為 2.55、1.95，總分平均雖較後測時略降，但仍高於前測平均，顯示學 生在概念改變之持續性上仍具有某種程度之成效。關於學生概念改變上的 特徵，以下將分幾點來討論：

壹、概念競爭效應 一、新舊概念間的競爭

在概念改變的意義上，如同前述Hewson & Hewson（1992）的研究指 出，「改變」並非完全清除或消除了學生的概念，舊概念不可能完全被消 除，經常與新概念共存，彼此之間便可能有競爭效應的出現。例如在試題 一（鑽石是不是金屬），教學組與閱讀組前測時分別有四位（10.0％）以及 八位（20.0％）選答了「鑽石不會被磁鐵吸引」，在後測選對的學生中，延 宕時則有部分（教學組一位，閱讀組二位）仍回復以「會不會被磁鐵吸引」

來判斷是否為金屬。而前測原本選對的學生，在教師教學或自行閱讀教材

後亦有部分學生（教學組三人，閱讀組四人）改以「會不會被磁鐵吸引」

來判斷是否為金屬。顯示在學生心智中正確概念與迷思概念相互之間，有 概念競爭的現象。相同的情況亦發生在其他試題當中，如試題三（碳棒是 不是金屬），前測時有相當比例之人數（教學組二十二人，閱讀組二十人）

選答「因為金屬都會生鏽，碳棒不會」，在經過教學或閱讀教材後，後測 選對的學生，有部份（教學組四人，閱讀組三人）延宕時回復了原選項，

在學生心智中正確概念與迷思概念相互之間，亦產生了競爭的現象。由此 觀之，概念改變的教學可能無法完全清除學生舊有的概念，新概念與舊概 念共存。因此，科學教學的目標應不是要清除學生的舊概念，而是能使正 確的科學概念在學生心智中更為固著，而舊概念能被有效的限定。

二、不同情境下之概念競爭

觀察各試題二組學生的選答分布，可以發現一個現象：經過教學或自 行閱讀教材後，在判斷是否為金屬時，以「會不會被磁鐵吸引」為判準的 理由，在不同的試題中所呈現的現象並不一致。在試題一（鑽石是不是金 屬），閱讀組前測選答「因為鑽石不會被磁鐵吸引」的學生有八人（20.0

％），但後測及延宕皆有提升的現象（後測十一人；延宕十二人）。但試題 二與試題四的情況卻有所不同，學生在後測時以「會不會被磁鐵吸引」判 準的人數皆較前測時為少。試題二（汞是不是金屬），前測以「是否會被 磁鐵吸引」為判準理由的人數有四人（10.0％），後測時則降為一人（2.5

％），延宕時則又提升至五人（12.5％）。試題四（鋁是不是金屬）之情形 與試題二類似，前測有七人（17.5％）選答，後測時降至六人（15.0％），

但延宕時則又提升至七人（17.5％）。總計上述三題，以「是否會被磁鐵吸 引」為判準理由的人數，除了試題二的後測為一人（2.5％），其餘不論前 測、後測及延宕選答人數皆高於10％，其中尤以試題一為高（前、後測及

延宕選答人數皆高於20％）。另外，有趣的是，教學組的選答情況與閱讀 組並不盡相同。在試題一中，前測選答「因為鑽石不會被磁鐵吸引」的學 生有四人（10.0％），後測提升至六人（15.0％），延宕則為五人（12.5％），

與閱讀組情況類似。但在試題二（汞是不是金屬）教學組與閱讀組則為不 同，前測教學組以「是否會被磁鐵吸引」為判準理由的人數有二人（5.0

％），後測及延宕則皆無人選答。試題四前測、後測及延宕則分別有二人

（5.0％）、一人（2.5％）、四人（10.0％）以「是否會被磁鐵吸引」為判準 理由，後測人數雖略降，但延宕時則又有提升。整體而言，學生以「是否 會被磁鐵吸引」來判斷物質是否為金屬時，面對不同的物質，即在不同的 情境下，所呈現的情況並不一致。以二組情形看來，面對非金屬物質（如 鑽石），學生選擇以「是否會被磁鐵吸引」為判準理由之比例，較金屬物 質（如汞、鋁）來的高。顯示在面對不同的物質是否為金屬的分類上（不 同的情境），相同的判準理由，在學生概念的遷移上可能具有不同的效果。

此與文獻中不少學者指出（例如Maloney, 1993; Strike ＆ Posner, 1985;

Taber, 2001），學生的概念並非單一而獨特，經常受到情境的影響而有概 念競爭或概念生態的情形類似。而這也顯示「是否會被磁鐵吸引」在學生 心智中具有某種程度的固著性。

貳、「語詞」之影響

學生在分類物質是否為金屬時，容易因「語詞」之過度推論而受到影 響。例如：在試題二（汞是不是金屬）的選答理由中，教學組與閱讀組前 測分別有十三人（32.5％）與七人（17.5％）選答「因為汞有『銀』的成 分」。此與許良榮（2003b）研究發現結果相近（有 48.6％的國二學生將汞 解讀含有「銀」的成分）。在經過教學或閱讀教材後，選擇此項的學生則

有減少（教學組一人；閱讀組四人），顯示教學或閱讀教材對於改變學生 此迷思概念具有某種程度之效果。延宕測驗時，選答此項的教學組與閱讀 組則皆為八人(20.0％)，顯示部分學生有概念回歸之情形。但在選答理由 上，同樣係受「語詞」之影響的例如「是否含有『金』字邊」，在教學或 閱讀教材的成效上，則顯得較為理想。後測及延宕測驗時，在試題二選答

「因為汞沒有『金』字邊」以及試題四「因為有『金』字邊的就是金屬」

的教學組與閱讀組人數皆在10％以下，較之選答「因為汞有『銀』的成分」

的比例低了不少。在教師教學或自行閱讀教材後，仍具有此項迷思概念的 學生人數皆有降低，顯示在教學的立即效應上具有成效，學生應可達成可 理解性，也能改正此迷思概念。但在概念改變的持續性上則顯得不足，此 與初探研究時的結果類似，而研究者為了加強學生的似真性以及豐富性，

在正式研究的教學中亦實際取出「化學元素週期表」，述明「汞」與「銀」

乃二種不同的元素，彼此並無關聯，但這對於改善學生概念回歸的效應，

可能仍顯得不足。Thagard（1992）利用科學革命的案例研究來建立概念改 變的模式，將概念改變分為數個類型，在他的分類中，相同本體類別內，

其中「概念重組」包含了「修正（分枝的跳躍）」。而「汞」與「銀」雖同 樣屬於物體的類別內，但在學生概念改變的歷程中，可能並不只是單純的 重組（區分、合併、分解），學生的概念改變可能牽涉到「分枝的跳躍」， 學生須重新修正他們原有的概念，分辨「汞」與「銀」是二種不同的物質，

相互之間並無關聯，後續研究中應可繼續對此現象進行探討。而教學或教 材設計時，也應注意如何避免學生過度的通則化語言（或文字）的意涵。

參、文字邏輯的推論能力

研究結果顯示，部分學生在文字邏輯上的推論能力尚顯不足。在陳文

典和劉德生（1994）的研究中指出，一般學生沒有去做邏輯性思考的習慣，

許多的學生完全以事實的認識為基礎，而去做比喻或借用，並不去思考「為 什麼」的問題。此也與學生可能未達皮亞傑認知發展階段的形式操作期有 關。例如在試題二中，教學組與閱讀組在前測選答「因為容易導熱的就是 金屬，而汞容易傳熱」的學生分別有六位（15.0％）及十四位（35.0％）。

後測及延宕時，教學組仍有超過15.0％的學生選答此選項，閱讀組亦有32.5

％以上的學生選答。觀察學生選答變化可發現，後測及延宕時，二組學生 選答此選項的學生，有部分前測時並非選答該項，顯示學生有概念的遷 移。而容易導熱雖然是金屬的必要條件之一，卻非唯一條件，單靠容易導 熱並不足以判斷該物質就是金屬，例如：碳棒一樣容易導熱，但碳棒並不 是金屬。學生選答此項，雖正確認知容易導熱是金屬的特性之一，但顯然 對於文字邏輯的推論能力尚顯不足。後續研究中，應可對此進行加強，可 舉出數樣例子，讓學生判斷具有這些特性是否即為金屬，例如：碳棒會導 電，會導電就是金屬；鋁看起來具有光澤，有光澤就是金屬等等錯誤概念。

如此，應可讓學生進行文字邏輯上的推論，增加判斷能力以及豐富性，期 望能加深學生概念之穩固性。

肆、以「外觀」為判準理由

在教學組與閱讀組的前測結果中，部分學生會以物質的「外觀」為分 類是否為金屬的理由。例如：在前測中試題二教學組與閱讀組皆有10％以 上的學生選答「因為金屬是固體，而汞是液體」；試題四閱讀組亦有超過 10％之學生選答「因為鋁比較輕、軟」。在經過教師教學或自行閱讀教材 後，選答「因為金屬是固體，而汞是液體」以及「因為鋁比較輕、軟」的 人數，後測以及延宕時則皆低於 2.5％，顯示在教學成效以及學生概念改

變的持續性上，具有相當的效果。這也顯示，對於學生來說，以「外觀」

為判準理由的迷思概念，可能是比較容易達成概念改變的。而這或許與物 質的「外觀」是具體可觀察的事物有關，學生可以親自觀察到該物質的變 化。在一些文獻的研究中指出（例如Pauling, 1983; Osborne & Cosgrove,

為判準理由的迷思概念，可能是比較容易達成概念改變的。而這或許與物 質的「外觀」是具體可觀察的事物有關，學生可以親自觀察到該物質的變 化。在一些文獻的研究中指出（例如Pauling, 1983; Osborne & Cosgrove,