綜合討論

本研究不論教學組或閱讀組，在後測的答對率皆高於前測（教學組前測總分 平均為0.82，後測 3.56；閱讀組前測總分平均為 0.57，後測 3.00）。經卡方檢定 教學組前測答錯的學生，在後測的答對、答錯人數比率是否為機率所造成，結果 在第一、二、五題達顯著差異，故可排除前測答錯的學生，在後測的答對、答錯 的人數比率是由隨機選答所造成，顯示 POE 教學策略對於促使學生概念改變具 有效果。而閱讀組前、後測經卡方檢定，雖然僅在第四題顯著差異，但二組學生 經共變數分析，後測答對率僅第一題達顯著差異，其餘四題答對率與總分，教學 組與閱讀組後測並未達顯著差異。由此可推論研究者以符合可理解性、似真性和 豐富性等條件，所設計之 POE 教學策略及閱讀教材，對於學生之迷思概念改變 皆具有某種程度之成效。而二組學生在延宕測驗的答對率皆低於後測（教學組延 宕測驗總分平均為3.00；閱讀組延宕測驗總分平均為 1.85），可能經過一個月後，

學生對正確概念的記憶逐漸模糊，因而部份產生概念回歸的現象。以下為研究者 綜合整理各項統計考驗分析之結果，並加以探討。

壹、學習經驗層次：直接經驗與替代經驗之差異

美國教育學者Dale（1954）提出經驗塔的理論，將學習經驗分為三個層次，

第一層次為直接參與活動之「直接經驗」；第二層次為運用視聽器材之「間接經 驗」；而第三層次為經由語文學習之「替代經驗」（引自楊榮祥，1979）。本研 究之 POE 教學策略的實施，配合學生實作以及教師的說明，是屬於經驗塔中第 一層次之「直接經驗」；而閱讀組由學生自行閱讀教材，則是屬於經驗塔中第三

層次之「替代經驗」。

根據研究結果發現：教學組後測總分高於閱讀組後測總分（教學組後測總分 平均為3.56；閱讀組延宕測驗總分平均為 3.00），顯示 POE 教學之「直接經驗」，

對於迷思概念改變之效果略高於自行閱讀教材之「替代經驗」。二組經共變數分 析，後測答對率在第一題「汽油與水能否互溶？」呈現顯著差異，教學組答對率

（調整後答對率 72.1%）顯著高於閱讀組（調整後答對率 47.2%）。接著分析後 測選項分佈，選答錯誤的學生中，教學組有七人（17.9%）認為汽油不會溶解於 水，「因為汽油密度比水小」，而閱讀組則有十五人（42.5%）選擇此選項。故 研究者推論 POE 教學之「直接經驗」，對於改變與「密度」有關的迷思概念，

效果較自行閱讀教材之「替代經驗」為佳。

再分析延宕測驗之結果，教學組與閱讀組延宕測驗答對率皆低於後測（教學 組延宕測驗總分平均為3.00；閱讀組延宕測驗總分平均為 1.85），而教學組延宕 測驗答對率皆高於閱讀組。二組經共變數分析，延宕測驗答對率在第一、二、四、

五題與總分達顯著差異，顯示教學組藉由「直接經驗」的學習，對於迷思概念改 變的「持續性」，顯著優於閱讀組之「替代經驗」的學習。

本研究結果呼應了Dale的「經驗塔」理論，學習應該由底層能具體看得見、

摸得到的經驗循序往上，並經由觀察和解釋以獲得完整的知識。Dale認為，學生 運用感官親自參與直接體驗的學習活動，不僅會有很高的學習動機和興趣，且可 由親身經驗中自行發現知識，建構正確觀念，進而以其所得的學習經驗為基礎，

繼續發展新的學習。因此，教學的方式，應儘量往經驗塔的最底層出發與開展，

越低越好，讓學生由直接經驗來學習（引自徐鉅昌，民76）。陳玉玲（1998

）亦指出凡是學生用其感官來親自參與的直接經驗與活動，皆有很高的學習動機

與興趣，且由親身的經歷中，自行發現科學知識，建構正確的概念，還可運用學 習經驗為基礎，繼續發展其學習。所以，教學模式的選擇，應儘量往經驗塔的底 部，愈低愈好，也就是儘量讓學生由「直接經驗」來學習。

貳、概念競爭之現象

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。Maloney & Siegler (1993)即提出「概念競爭」(conceptual competition) 的觀點，指出學習者的新舊概念彼此共存、彼此競爭，經過了較長的時間學習後，

某個概念會處於支配其他概念的地位，有了較高的位階，新舊概念經過概念競爭 後，新概念取得了較高位階，則達成了概念改變。透過本研究選項變化分析發現：

在前測答錯，經過教學或閱讀教材後，後測選對的學生中，有部份在延宕測驗時 又回復選擇原選項。以表 4-5-6 為例：教學組有二十位學生前測是以為「密度」

判斷依據，選答「因為汽油密度比水小」，經教學後十九位學生在後測選答正確 選項，而其中二位學生在延宕時又回復以「密度」判斷，選答「因為汽油密度比 水小」這個選項；而閱讀組有二十二位學生前測是以「密度」判斷，選答「因為 汽油密度比水小」，經閱讀後十一位學生在後測時選答正確選項，但其中有四位 在延宕測驗時又回復以「密度」判斷，選答「因為汽油密度比水小」。顯示在學 生心智中，「正確概念」與「迷思概念」之間，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，新概念與舊概念是同時並存 的。因此，科學教學的目標應該不是要清除學生的舊概念，而是要使正確的科學 概念在學生心智中更為固著，舊概念能夠被有效的限定。

除了「正確概念」與「迷思概念」之間，會產生「概念競爭」，不同「迷思 概念」間亦會發生「概念競爭」的現象。以本研究為例：五題試題當中有四題設 計了「因為只有固體才能溶於水」這個選項，但教學組僅有一人次（0.6%）、閱 讀組僅有九人次（5.6%）在前測時選答此選項。此研究結果與 Prieto et al.（1989）

之發現：學生對溶液的例子常只想到固體溶解於液體中以及簡美容（2001）針對 臺北縣、市地區國小四、六年級學生所做的研究，發現大多數的學生認為可溶解 的東西，仍多僅止於固體物質，有明顯不同。這點可能與Keil（1989）認為在兒 童認知結構中，不同概念會互相競爭之觀點相符。本研究結果顯示，隨著學校經 驗與生活經驗的增長，學生在獲得「密度」的概念後，在學生認知結構中，「密 度」的迷思概念與其他迷思概念競爭下，具有較大的吸引力與誘答力。

參、情境相依之特徵

由前一項討論可得知概念與概念之間會產生競爭的現象，而競爭的情形往 往是受到「情境」的影響。許良榮（2003）針對「金屬」分類迷思概念所做的 研究發現，學生在分類上有情境相依的傾向，例如小學生傾向以直接知覺（例 如固體、磁鐵吸引、輕重、清脆聲音…等等）做為歸類依據，但隨著題目而變 化（分類的個體以及選項不同），而有不穩定現象。例如在「鋁」的分類是以「摔 在地上有清脆聲音」為判準，但是在「鑽石」的分類上卻不以此項為判準。

本研究亦有類似的發現：在試題中，「密度」的觀點對學生而言是較具誘答 力的選項，但在第四題「你認為醋酸會與水互溶嗎」前測時，教學組有二十五人

（64.1%）、閱讀組有三十一人（77.5%）選答「因為水有稀釋作用」這個選項；

而教學組無人、閱讀組僅有一人以「密度」的觀點選答「因為醋酸和水的密度不

同」。顯示學生對於判斷不同的物質是否溶解於水時，會依情境的不同而有不同 的判斷依據。以此題而言，判斷「酸性」物質是否溶解於水時，「稀釋」的觀點 較「密度」的觀點，對學生具有更大的吸引力及誘答力。呈現出學生的迷思概念 在不同的情境下，某些迷思概念具有優先性，在不同情境的交互作用下會產生不 同與判斷依據。換句話說，在學生心智中同時並存不同的判斷依據，學生選答的 選項（判斷依據）代表的可能是在不同情境下，某些迷思概念具有優先性，再學 生心智中未必具有獨斷性或唯一性的迷思概念。

肆、學生對概念衝突之認識

為了將學生的迷思概念導向科學概念，許多學者以 Piaget 之「認知衝突」

為基礎，設計使學生應用舊概念無法解釋或說明實驗現象，產生矛盾的困境，

再進而引介可適用於學習情境的新概念之教學。文獻指出概念教學上主要有三 種認知衝突：（一）學生的預測與實驗結果之間的衝突（二）學生的概念與教師 的概念之間的衝突（三）不同學生之不同概念的衝突（Asoko & Driver 1992），

而 POE 教學就是讓學生的「預測與實驗結果之間產生衝突」。值得注意的是並 不是由老師的觀點決定是否產生認知衝突，而是要能讓學生「認為」是一種衝 突。不只要讓學生「看到」衝突，因為有時就算學生觀察到教師所安排的衝突，

單一的實驗證據可能仍不足以動搖他們原有的觀點。

以本研究結果為例，初探研究之晤談結果發現：仍然有學生經過POE 教學 後，仍然認為密度不同的物質就不會互溶，還是以「密度」或「浮沉」判斷是 否溶解於水。正式研究時，教學組後測仍有 7 人（17.9%）選答汽油不溶解於 水，所持理由為「因為汽油密度比水小」，而延宕測驗時亦有十二人（30.8%）

選答此選項。這與 Kuhn（1970）的研究類似，即使教師當場演示教學，仍無法 有效改變部分學生的另有想法，學生往往將單次實驗驗證，看成是日常生活的 例外，單一的異例通常不足以使觀察者放棄已有的理論或想法。

伍、「密度」之迷思概念具有普遍性

Fisher（1985）指出單一的迷思概念或少數的迷思概念有其普遍性，在本研

Fisher（1985）指出單一的迷思概念或少數的迷思概念有其普遍性，在本研