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壹、 國內研究

近期在國內有許多學者以血液循環為主體,以不同年級的學生為研究對象,

做了許多相關的研究(邱耀德、耿正屏,1994;莊昆泉和耿正屏,1995;許朝貴,

1995;鄭湧涇,2001;劉寶元,2003)並從中發現許多國內學生持有的迷思概念。

邱耀德和耿正屏(1994)以半開放式的紙筆測驗,對432 位國二學生施測,

將學生共同且較常見的另有想法歸類;之後在找出各類型的學生40 位進行深入 晤談。

莊昆泉和耿正屏(1995)以學習環的教學方式,教導國中生物運輸單元,為 了瞭解學生學習後的概念架構,此研究在晤談大綱中輔以Catherall(1982)所設 計的空白人形輪廓圖,讓學生繪出局部的人體循環圖,以從不同角度來探究學生 人體循環系統的概念架構。

許朝貴(1995)探討國一學生人體血液循環路徑的研究中發現學生的學習結 果有如下的困境:1.學生對於循環路徑測驗的學習成效是最差的。2.循環路徑的 學習成就和結構的名稱、結構的位置以及構造的功能的得分有顯著的關係。3.

62%的學生認為血液循環單元學習有困難。研究結果也發現學生理解循環路徑困 難的原因如下:1.教材的呈現,忽略了強調血液循環中各結構間運作的因果關 係。2.血液循環的知識結構過於複雜,學生難以推理和整合概念。3.學生以背誦 的方式做片段的記憶,無法對整體現象做有效的理解。4.無法對圖形作適當的建 構,忽略圖形中的某些訊息,使得課本中的圖形輔助功能降低。5.結構概念錯誤,

導致學生循環路徑的推理錯誤。

鄭湧涇(2001)的國科會研究三年計畫,先以晤談的方式發展出二階層選擇 題形式以及單一選擇題形式的研究工具,用以探討參與研究的五位國中資深生物 教師所教導的國一學生共三百多人的生物概念(引自劉寶元,2003)。

邱耀德、耿正屏(1994)、許朝貴(1995)及鄭湧涇(2001)統整之迷思概 念類型表(整理自劉寶元,2003)如下表2-6-1。

表2-6-1 國內血液循環迷思概念類型表

8.心臟儲存了養分,血液中的養分用完後,便流回到心臟來補充養分。

所以動脈比較粗,靜脈比較細。

16.動脈和靜脈最大的差異在血液流動的方向不同,動脈由心臟出發,

所以一定運送乾淨的血出去,而靜脈則送髒的血液回到心臟。

17.動脈和靜脈的最大區別在運送的血液是否乾淨,動脈的血液是鮮紅 色,靜脈的血液是暗紅色,所以動脈運送的是較乾淨的血。

貳、 國外研究

已經有許多學者以血液循環為主體,以不同年級的學生為研究對象,做了許 多 相 關 的 研 究 ( Robin,1982; Arnaudin , Mintzes,1986; Chi,1991; Lazarowitz

&Penso,1992; Chi,Leeuw, Chiu,Lavancher,1994; Sungur,Tekkaya,and Geban, 2001)

也從中發現許多學生持有的迷思概念。

Robin(1982)針對五個血液循環的主題,以7-14 歲的學生為對象,並且以 Piaget的臨床晤談法進行研究,研究發現學生對於血液循環的相關概念和古典的 生物科學家相似。研究也發現大多數的學生以他們經驗到的現象,如感覺心搏、

感覺或聽到血管的搏動、受傷流血的現象、呼吸作用以及養分的攝取等,學生發 展各種直觀的解釋或假說來解釋他們身體的現象(劉寶元,2003)。

Chi(1991)以國小及國中學生為對象,以心智模式的觀點探討學生血液循環 的學習情形,研究發現的學生學習的物理和非物理(生物學)科學觀點是不相同 的。除了科學史上的迷思概念之外,分析發現每位學生所持有的迷思概念都不相 同。

Chi等人(1994)以自我解釋來分析學生的閱讀理解,對學習血液循環概念之 心智模式的影響,研究中發現在教學前二十四位參與研究的學生,只有一位具有 雙循環的概念;其餘二十三位不具有循環或是具有單循環的概念,實驗後,有十

七位學生已具有雙循環的概念,只有三位仍持有單循環的概念。因此,血液循環 的概念改變屬於Chi所提的類別內的概念改變,所以較容易發生在學習過程中。

Arnaudin 和Mintzes (1986)研究對象為200位五年級和八年級的學生,且得到 下幾點研究發現:1.有三分之二的十五歲的學生,認為血液是紅色的液體。2.有 84%的十五歲的學生在回答『血液對我們的身體的重要性』這個問題時,僅知道 血液對生命是重要的,但是卻不知道血液的功能為何,及其是如何維持生命運 作。3.有40%的國小學生在回答『心臟看起來像什麼?』這個問題時,選擇有三 個腔室。國小學生中共有15%的學生回答心藏是有四個或是兩個腔室。4. 有70

%的學生認為心臟是推動血液,另有20%的學生認為心臟也有過濾、製造和儲存 血液的功能。5. 大多數的學生(30%)認為血液是由一個大管子出來,再由一個管 子回到心臟,而許多五年級學生認為血液沒有在回到心臟。6.有30%的學生是認 為血液循環是部分開放式系統或是半封閉式系統(引自劉寶元,2003)。

Sungur, Tekkaya, and Geban,(2001)以十年級的學生為對象,用概念圖的方 式探討學生血液循環概念改變的情形。研究結果顯示,迷思概念普遍存在於學生 中的主要原因是這些迷思概念也自然地存在學科中,而且對於瞭解血壓、血流速 度和微血管間物質交換的毛細現象需要具有物理和化學學科的概念,並且應用到 生物的血液循環的單元中,然而教師和課程內容卻沒有強調這些部份。研究也顯 示高中學生的迷思概念有許多,不論是血液的功能,尤其是血漿的功能、微血管 中物質交換的機制、心臟的運作行為、以及循環系統的整體概念均持有部份的迷 思概念(引自劉寶元,2003)。

Arnaudin 和 Mintzes (1986)及 Sungur, Tekkaya 和 Geban.(2001)整理之血液 循環迷思概念類型表(整理自劉寶元,2003),如下表 2-6-2:

表 2-6-2 國外血液循環迷思概念類型表

9.靜脈與其他血管比較起來血壓最低,因為在靜脈中血流速度是最低 的。

10.在靜脈中藉由瓣膜的擠壓是幫助血液回到心臟的因素之一。

11.因為微血管的管徑小,在微血管中血液流速低。

12.因為物質交換穿過微血管,在微血管中血液流速低。

13.因為從心臟到微血管的距離長,所以在微血管中血液流速低。