資料分析

一、以「力與運動物理觀念評量」統計全體受測者之迷思分布情形

本研究統計了學生在「力與運動物理觀念評量」中的答題狀況，計算學生們在評 量中被檢測到具有力學迷思的次數，找出九年級學生持有各類迷思的比例。若整體學 生在特定力學迷思被檢測到的比例越高，則可推論學生持有該類力學迷思的比例也越 高。

以五大類迷思中的「運動學迷思」為例：FCI 試題的 29 題中，共有 12 題與「運動 學迷思」有關，假設所有學生(46 名）全都在這 12 題中被檢測出具備「運動學迷思」，

則被檢測到具有「運動學迷思」的檢測總次數應該為552 次(12 题×46 名學生)。但真實 情況裡，46 名學生在這 12 題中，只有 175 次被檢測到具備「運動學迷思」，因此「運 動學迷思」被檢測到的比例為(175/552)×100%＝31.7%，運算式如下：

檢測到迷思的比例＝[檢測到該迷思的總次數/(學生人數×檢測該迷思的題數)]×100%

本研究將力學迷思被檢測到的比例高低，用來代表全體受測者之迷思分布情形。

二、以「力圖分析評量」統計全體受測者之整體作答結果

本研究統計了學生在「力圖分析評量」的作答狀況，計算全體學生在整個評量 中，對於同一種類的作用力之作答情形，統計其正確答對、誤判方向、誤判種類、或 忽略該力的比例。

以繩子拉力為例：從力圖分析評量1~23 題的正確答案中，共會有 11 次繩子拉 力。假設46 名學生都能正確標示出這 11 次繩子拉力，則會有 506 次與繩子拉力相關 的總作答數(11 次×46 名學生)，但真實情況裡，學生在標示作用力的時候，可能會有四 種作答情形，分別為正確答對、誤判方向、誤判種類、及忽略此力，統計四種情形出 現的次數並計算其出現的比例，運算式詳述如下：

(一) 正確標示作用力(方向答對且種類答對)：

(學生答對之次數÷該力應出現的總次數)×100%

(二) 誤判作用力的方向(種類答對但方向答錯)：

(學生誤判方向之次數÷該力出現的總次數)×100％

(三) 誤判作用力的種類(方向答對但種類答錯)：

(學生誤判種類之次數÷該力出現的總次數)×100％

(四) 忽略該作用力(方向未答且種類未答)

(學生忽略作用力之次數÷該力出現的總次數)×100%

(五) 學生若把作用力的方向和種類都答錯，將其視為學生不但忽略的原有的力，

還認為物體受到其它的作用力(多餘的力)。

仍以繩子拉力為例，若統計出學生正確標示出繩子拉力的次數為354 個答數，將 之除以繩子拉力的總作答數(506 個答數)再轉換成百分比，即可得到所有學生能正確標 示繩子拉力的比例為69.96%，該比例越高則學生越能正確標示出繩子拉力。

三、 分析同迷思學生的力圖分析作答及晤談結果

在利用「力與運動物理觀念評量」檢測出學生所具有的迷思概念之後，依照學生 的答題情形，挑選出具有相同迷思的學生，分析其「力圖分析評量」的作答結果並進 行晤談，比較其異同。

挑出的晤談學生類型：(一) 極具「運動學迷思」的學生、(二)極具「作用力與反作 用力迷思」的學生、(三)僅具「衝力迷思」的學生、

(四) 不具「作用力與反作用力迷思」的學生，詳細說明如下：

(一) 極具「運動學迷思」的學生

運動學基礎非常不好的學生，無法區分位移、速度、加速度等物理量，或無法確 實進行向量疊加的學生。此處所選的學生，在「力與運動物理觀念評量」中，「運動學 迷思」被檢測到的次數為所有學生中最高者。

(二) 極具「作用力與反作用力迷思」的學生

受到作用力與反作用力迷思影響的學生，常會認為較大、較重的物體，在碰撞時 會產生較大的作用力。且學生會認為作用力和反作用力應作用同一物體上，彼此可抵 消。此處所挑選的學生，在「力與運動物理觀念評量」中，「作用力與反作用力迷思」

被檢測到的次數為所有學生中最高者。

(三) 僅具備「衝力迷思」的學生

此處所選的學生，在「力與運動物理觀念評量」中，除「衝力迷思」外，其餘迷 思被檢測到的次數只能在1 題以內。

(四) 不具「作用力與反作用力迷思」的學生。

此處所選之學生在「力與運動物理觀念評量」中，「作用力與反作用力迷思」被檢 測到的次數為零。其目的在於確認不具「作用力與反作用力迷思」的學生，在進行力 圖分析時，一定不會被該類迷思所影響嗎？

本次所挑選的晤談對象中，由於主動力迷思被檢測到的比例過低，總共有十題可 檢測「主動力迷思」，但檢測到的次數集中於0~2 次(0~2 次，共 38 人)，因此本研究並

未探討「主動力迷思」在力圖分析中的影響。

與運動物理觀念評量」中，未被檢測到作用力與反作用力迷思的學生(被檢測到具有作 用力與反作用力的次數為0 次)的學生共 13 人，但由於此 3 人的表達能力較佳，因此 僅將此3 位學生作為晤談對象。其中 6 號和 7 號平時的理化成績屬於中前段，8 號則屬 於中段。

1~3 號學生則在「力與運動物理觀念評量」中，只有衝力迷思被檢測到的比例較 高，其餘迷思被檢測到的次數較低，因此將三人歸類於僅具衝力迷思的學生進行晤 談。其中1、3 號學生的理化成績屬於前段，2 號學生則通過數理資優鑑定，為數理資 優生。

與學生的晤談主要針對學生在「力圖分析評量」所標示的作用力進行提問，主要 欲從學生的答案中，分析幾項資訊：(一) 學生畫出的力，若與標準答案不同，需找出 學生畫出該力的根據? 是否有受到迷思概念影響? (二) 學生在進行力圖分析時，分析 步驟的先後順序，藉由晤談釐清。 (三) 學生在進行力圖分析時，運用了哪些物理概 念？運用的時機點？

進行晤談後，首先按照學生講述的力圖分析步驟及運用物理定律的時機點，將之 以流程圖表示，並在下方提示重點，再把具有同類型迷思學生之力圖分析流程進行比 較並觀察其異同。再釐清同類型迷思的學生在分析力圖時，是否有相同的解題特徵。

四、 分析學生的力圖分析解題步驟，並跟專家做比較

將學生和專家的力圖分析步驟均以流程圖表示，再將學生和專家的解題流程圖進 行比較並觀察其異同。