第一節 研究背景
時序進入 21 世紀，這是一個科技爆炸的時代，一個國家的科技能力，是直 接影響一個國家的國力非常重要的因素。然而想提升一個國家的科技能力，就非 得落實其科學教育不可(湯清二，民 82)，因此現代化的國家對科學教育特別重 視。為了提昇科學教育的品質，多年來許多科學教育工作者投入了許多人力與物 力，積極的從事研究及教學工作。科學教育的增進與改良備受重視，成了國家的 教育政策之中非常重要的一部份。
然而，隨著時代的進步，教師在教學中所扮演的角色也逐漸轉變。傳統的教 育理論著重於老師的「教」。視學生的學習是一種被動的知識接受過程，老師是 知識的提供者，學生只是單純的接受者。現今的科學教育研究一般都較傾向於學 生所參與的學習層面，探討學習者的認知心理結構(湯清二，民 82)。例如
Ausubel(1968)提出的同化理論，認為學習要有意義，必須與學習者原有的認知 結構相關聯。學生學習最重要的因素是教學者應運用學生原有的概念，再進一步 的教學，使新的知識被含攝(subsume)在原有的概念下，經過認知結構中和特定 關聯概念的分化以及整合，有意義的被結合與保留，學習才能真正產生。黃台珠 (民 73)也指出，所謂有意義的學習是指舊有的知識和新制是之間有互相扣連的關 聯性，此種方法為學生主動且清楚的新知識概念與原先已擁有的相關想法或命題 (proposition)加以關聯時，有意義的學習就發生了。
傳統經驗主義認為，在學習前，學生的腦中是一片空白，知識的形成是在這 一張白紙上做累積。學生好像一個空瓶子一樣，只是被動的接受老師的灌輸。但 建構主義則認為，學生是知識的主動建構者，學生透過問題提出與問題解決使知 識成長。學生在接受學校正式教育之前，往往已由日常生活現象產生自己對科學
因此，王美芬(民 89)認為科學教師在進行教學前，須了解學生在正式學習前 的科學想法，才能幫助學生學習科學概念。學生是知識建構的主角，自然科學教 師在教學時，應提供機會給學生建構求真求實，批判思考的能力。Mintzes, Wandersee and Novak (2000)也提到，教師的角色在於促進意義化的學習，在幫助 學生將新的概念以及既存於麒原有認知結構中的概念產生新的連結。教師如同催 化劑，扮演的是啟動及加速概念改變的主要因素。教師主要是在提供學生安全無 威脅的支持環境，讓學生能在其中自由表達及思索他人的看法；並引介及鼓勵學 生針對一組新的更具能力的解釋性概念進行反省。這種學習觀點重視學生的原有 概念與新的概念學習之間的關聯性，因此許多學者均提出了有別於傳統「灌輸」
知識理念的學習觀點，兒童的科學觀逐漸獲得重視，因此，有關學童對科學的概 念之研究可以說日益蓬勃發展。
第二節 研究動機
研究者目前任教於南投縣某國民中學，目前擔任三年級地球科學的任課老 師。在四年任教年資中，深深感到學生對於地球科學的許多疑難之處。
現行九年一貫國中地球科學課程主要放在國三階段才進行，國一階段只是很 單純的地球各圈之描述。地球科學課程中牽涉到許多物理與化學的變化現象，例 如水循環—物質三態，海風陸風—比熱與熱平衡，地震—波在物質中的傳播速 度，地球分層—密度，學生在經過一二年級理化科及生物科的學習之後，當對地 球科學課程的內容有基本認知上的了解。
但是根據筆者在國中任教的經驗，學生即使已對物理與化學概念有了初步的 認知，然而在面對統合及應用性的地球科學課程時，仍然覺得十分吃力。甚至有 許多學生表示，地球科學真的非常困難。在平時測驗過後，學生於檢討考卷時所 提出來的問題更是讓筆者訝異，原來學生的迷思概念竟然如此之多。往往許多很
簡單的概念學生卻有許多形形色色的不同想法。陳淑筠(民 91)曾提到，國內學生 在「天氣變化」、「組成地球的物質」、「地球運動」、「地球與太空」、「晝 夜與四季」、「地表與地殼的變動」、「氣團、氣象」等單元主題中存在迷思概 念。而研究者印象最深刻的則是板塊構造運動的部份，有許多在課堂上一再強調 的概念，學生卻老是搞不清楚。例如軟流圈的位置，板塊交界帶的地質現象等。
因此筆者想發展出一個，可以幫助目前正在教學現場的老師一個方便診斷學生迷 思概念的工具，即時反應出學生在地球內部構造與板塊運動概念的學習情況，提 供老師教學上的參考。
第三節 研究目的與問題
本研究的目的主要是在探討學生對於地球內部構造與板塊運動的迷思概 念，根據此一目的，本研究擬探討之問題為：
一、國中三年級學生對於地球內部構造與板塊運動有哪些迷思概念？
二、不同性別的學生對地球內部構造與板塊運動之迷思概念是否有所差異？
第四節 研究範圍與限制
1.本研究限於研究者之時間，能力，與想對研究對象做更深入的了解，因此研究 對象僅限於研究者本身所任教的學校，並限於研究者與跟任課班級教師協商之 後同意填答問卷與接受晤談之學生，因此並非隨機抽樣，所得結果僅供參考，
不適合做不同情境下不同樣本的過度推論。
2.本研究之問卷係經由學生晤談資料、有經驗之專家與資深教師共同協助審定而 得，其中若干用語可能會引發填答者的有別於問卷原始設計的不同解讀方式，
這種情況恐難避免。
3.地球科學的概念內容非常廣闊，各個概念之間往往又有所聯繫。本研究主要針 對九年一貫課程七年級至九年級階段之相關地球內部構造概念之學習為主要 研究內容，其他相關之地球科學概念，學生概念的改變過程以及教學策略的運 用，受限於研究時間，並不列入本研究的範圍。
第五節 研究基本假設
本研究收集資料過程中包含問卷施測、半結構式晤談，均由學生自行反應回 答，因此本研究有以下幾項基本假設
一、學生能充分了解研究者在問卷及晤談中所提出的問題
二、學生能以誠實的態度，根據其內在的實際認知充分且認真回答。
三、學生對地球內部構造的概念、想法能經由二段式診斷測驗測得，並能藉由施 測結果分析出研究問題所欲探討的內容。
第六節 重要名詞釋義 1.迷思概念
迷思概念有很多定義，本研究定義為：學生藉由學校的學習、日常生活的經 驗或其他途徑，所產生的對於自然現象或某種科學概念的認知與科學界所共同認 定的概念意義有所出入、或不完整、或錯誤者，但站在教育學家的觀點來看，確 具可再教育的概念。
2.地球內部構造
地球環境分為四圈—岩石圈、水圈、氣圈、生物圈，而本研究所定義的地球 內部構造即包含岩石圈以及岩石圈之下一直到地核為止的各種組成方式及狀 態，這個部份通常屬於人類無法直接以感官觀察到的部份。
3.二段式診斷測驗
不同於一般紙筆測驗，二段式診斷工具的作答方式分為兩個部份。學生在對 第一部分的單一選擇題作答完畢之後，還要就第二部份的單一選擇題選出第一部 份的作答理由。第二部份的選項中，最後列出一個「其他」的選項，是開放式的 填答空間，以備學生有其他想法時能寫出其想法。由於分為兩個部份，因此它又 被稱為「二段式問卷」、「二段式選擇題問卷」、「二段式診斷測驗」等。
4.九年一貫課程
九年一貫課程是由教育部在民國九十年一月正式公佈其課程綱要，而自九十 學年度起在國民小學實施，自九十一學年度起在國民中學實施。在自然與生活科 技領域中，其課程精神注重學生對科學與科學研究知能，培養尊重生命、愛護環 境的情操，善用科技與運用資訊的能力，並能實踐於日常生活中。