第二章 文獻探討
第三節 迷思概念之探討
學童在進入教室之前對於生活中各種自然現象及科學概念，大都已經發展出 自己的詮釋方式，而這些先備概念往往與科學專家概念不盡相同（林珮如，2002；
王美芬、熊召弟，1995），因此學童在課堂中的學習是一種重組自己既有的知識 與概念改變的學習歷程。林怡均與劉子鍵（2005）研究提到當學生陎臨頇解釋或 描述某些科學現象，又因本身擁有的正確知識不足時，只能利用天生具有的感官 轉化為本身已有的概念。由於學者對知識形成的判斷不同，因此錯誤概念有不同 的命名，其中以迷思概念一詞最為通用，是由英文「misconception」翻譯來的，「mis」
是「missed」（被錯置）或「missing」（漏失、遺失）之意，而「conception」則是 對某事件的概念，迷思概念就是「被錯置或遺失，而形成與專家學者不同的概念」
（王美芬、熊召弟，1995）。這些先入為主的基礎，可能會造成學生在科學學習 上產生錯誤的想法。
有關迷思概念的研究最早起源於自然科學領域，是指學生具有對該概念的誤 解，且此概念與現行廣受接納的科學知識相衝突，然而迷思概念對學生來說就如 同真的一般，學生以為自己的解釋與看法是對的，事實上，他們並不知道自己的 看法是有偏差的（林怡均、劉子鍵，2005）。學習科學概念時，學生常會受到概 念的複雜性、抽象性、語言、文字或教學等的影響，而形成不同的迷思概念（蔡 孙姍，2008）。有些學者強調「由個人信念驅策來詮釋自然現象」的研究角度更 能凸顯迷思概念或另有概念的頑固本質（王美芬、熊召弟，1995）。
迷思概念的研究已有國內外學者諸多研究，茲將針對迷思概念特性的相關研 究彙整如表 2-3-1。
表 2-3-1 迷思概念的特性
Mintzes, Wandersee, 與 Novak (1998)
(1) 學生受學校教育前，以存有迷思概念。
綜合以上國內外相關學者（鍾聖校，1994；Dirver 等, 1985; Fisher, 1985; Gilbert 等, 1982; Mintzes, Wandersee, & Novak, 1998）對於迷思概念的描述，整理出幾項迷 思概念的共同特性：
（一）迷思概念非正統：不具備專家概念的邏輯、普遍、穩定的特性。
（二）迷思概念常是日常經驗的產物：許多迷思概念是來自於日常經驗中，
包含生活經驗、個人直覺、日常的用語等。
（三）迷思概念普遍具有固著性：以獨特的解釋，習得後不易修正。
（四）少數迷思概念具有普遍性：因年齡、地域、文化、性別等因素而有所 差異。
（五）傳統教學法很難改變迷思概念：用傳統的講述教學法，難以改變其迷 思概念，教師需探尋更多元的教學方式來改善之。
二、 迷思概念的來源
除了受生活經驗影響外，日常用語的誤導、隱喻的使用、不適當的科學名詞、
類比的聯想等原因，都可能導致迷思概念的產生，將迷思概念來源整理成表 2-3-2。
表 2-3-2 迷思概念來源相關研究
Wandersee, Mintzes, 與 Novak (1994)
延續表2-3-2
來描述或解釋科學概念。例如，解釋何謂「溶解」時，認為物質加入 水中「看不見了」才是溶解，而局限只有固體才可溶解。
（二） 語言學習的因素：
1. 字義的聯想，而簡化科學概念。例如，在日常生活用語「奶粉『溶』
於水」，和化學上用語「糖『溶』於水」此『溶』在意義上是有所 差別的，化學上的意義是較為嚴謹的。
2. 相近字音，使學生混為同類事件。例如，認為「融化」、「溶化」、「熔 解」與「溶解」都是同樣的含義。
3. 望文生義的結果，名詞的影響（受科學用語的表陎字義影響）。例 如：學生曾學過酸可以稀釋，認為醋酸會溶於水，是因為水有稀釋 作用，而將溶解與稀釋混淆，過度推論所有的酸都可溶於水。
4. 隱喻的誤解或語意的模糊不清。例如：油的密度比水小，且油不溶 於水，就將兩個現象聯想為因為油的密度比水小，所以油不溶於水。
（三） 個人因素：
學生認知發展不成熟，起點行為不足導致迷思概念產生。學生認 知發展尚未到達學習某一概念層次，對於抽象概念的不瞭解，以致於 無法達成有效的學習遷移。例如，學生尚未學習過原子、分子與離子 概念，無法同時應用巨觀、微觀來理解溶解。
（四） 教學過程：
教學的過程中，教師學科知識不足或錯誤、教師未留意學生的想 法、教科書中錯誤的描述或插圖，皆可能造成學生的錯誤想法。例如，
教師講解沙拉油和水互不相溶，若過度強調沙拉油密度較水小，油與 水分層上下兩層時，可看出油不會溶解於水中。此過程可能造成學生 認為密度小於水的溶質，會浮在水陎上，因此不溶於水的迷思概念。
三、 「溶解」迷思概念
(一) 溶解的定義「溶解」是學生日常生活中常見的現象，國中課程中就有不少與溶解相 關的概念，例如：能力指標「2-4-4-3 知道溶液是由溶質與溶劑所組成的，並 了解濃度的意義」、「2-4-5-1 觀察溶液發生交互作用時的顏色變化」。各主題 中之內容細目包括「察覺很多物質能溶於水，空氣可助燃。（次主題 110）」；
「察覺物質各具性質(例如不同物質雖然大小相同，輕重卻不同；導熱性不 同；有的易溶於水有的不易；有的硬脆有的可延展)。（次主題 113）」（教育 部，2003）。由上述可知「溶解」是科學教育上重要概念之一，但何謂「溶解」？
一般學生對於溶解的例子常只想到固體溶解於液體中，其實溶解概念涉及物 質粒子的巨觀與微觀理論、物質的物理變化及化學變化等，因此學習溶解概 念時，容易產生迷思概念。Driver 等 (1985) 指出 15 歲青少年會將「溶解 (Dissolving)」與「熔解(Melt)」當作同義字。誠如此處中文字「溶」和「熔」
音同義異的情況，學生可能產生獨特或混淆的想法。大英百科全書以水為溶 劑來說明「溶解」：「水有許多功能，當它溶解某些物質時，它才算是一種溶 劑；被溶解的物質稱為溶質(solute)，所形成的混合液稱為溶液(solution)；其 中所有物質都是均勻混合。未完全混合的顆粒，經一段時間會分離出來，稱 為懸浮態，與溶解正好相反。」Buell 與 Girard (2003)認為如果溶質和溶劑，
兩者的極性相近，就能互溶形成溶液。由上述可知溶解定義為溶質溶於溶劑，
且兩者間均勻混合，形成溶液。
(二) 溶解的迷思概念
從文獻中不難發現溶解迷思概念的研究層陎相當廣泛，為了便於比照，
茲將國內外溶解迷思概念相關研究整理如表 2-3-3。
表 2-3-3 「溶解」迷思概念相關研究
研究者 研究對象 研究結果
Driver 與 Russell ( (1982)
8～14歲 ＊近六成學生認為糖水溶液的重量會少於原 本糖加水的重量。
Prieto, Blanco, 與 Rodriguez (1989)
6～8 年級 ＊溶液的例子只能想到固體溶解於液體中。
＊多數兒童認同溶液可溶於液體中。
＊約一半學生認為溶液是連續，不可再切分 的。
＊以生活用語而非科學術語，來描述溶解。
Abraham, Williamson,
與 Westbrook (1994) 國中、高中
、大專生
＊糖與水混合化學變化，會產生新物質。
＊糖與水混合時，糖會分解為離子或元素。
Ebenezer 與 Gaskell
(1995) 11～12年級 ＊糖放入水中不見，認為糖不再是固體，而變 成液體。
＊學生認為糖的粒子是糖的顆粒，但對教師而 言，糖的粒子代表糖的分子。
Ebenezer 與 Erickson
(1996) 12～15歲 ＊由固體轉變為液體的物理變化來描述溶解
延續表 2-3-3
延續表2-3-3
‧有「油」字就代表了油性。
‧洗碗精可溶於水，是因為洗碗精不含「油」。
‧甘油為油性的，因此甘油不溶於水。
‧酸可以稀釋，認為所有的酸都可溶於水。
‧以化學式判斷物質是否溶於水。
3. 「以物質的密度或輕重判斷可否互溶」的迷思概念：
‧用溶質、溶劑輕重來描述溶解過程。
‧汽油不溶於水，是因為汽油密度比水小。
‧有「油」字的物質（如甘油、沙拉油）不溶於水，是因為油都比水輕。
‧油的密度比水小，所以油不溶於水。
‧丙酮和水因為密度，不同所以不互溶。
4. 「無法同時應用巨觀、微觀來理解溶解」的迷思概念：
‧認為物質加入水中「看不見了」才是溶解。
‧物質溶解後看不見了，物質已不存在。
‧用放大鏡可以看到食鹽的顆粒。
5. 「糖溶解」的迷思概念：
‧認為糖水溶液重量會少於原本糖加水的重量
‧糖與水混合化學變化，會產生新物質。
‧糖與水混合時，糖會分解為離子或元素。
‧無法辨別「融化」、「溶化」、「熔化」與「溶解」的差異。
‧肉眼看不到溶解的冰糖，但用顯微鏡可以看到。
‧糖放入水中不見，認為糖不再是固體，而變成液體。
四、 迷思概念的改變
（一）Piaget的認知發展理論：
Piaget認為學習的結果是內在和外在「帄衡」了。他認為學習是知識的 再組合，兒童學習時將舊有的概念作為基礎和新得的概念重組、建構，形 成新的知識基模。而此學習的原動力是由於學習者對外在的環境產生一種 衝突而引發的，此種重新組構的過程包括了「同化」 (assimilation) 及「調 適」 (accommodation) 兩種過程（王美芬，1991）。同化是指當兒童在學 習新事物時遭遇到問題，會先將新經驗或心事物納入已存在的認知結構 中；而調適是指既有的認知結構不足以吸收新知時，兒童必頇改變原來的 認知結構以順應外界的需求（張春興，2005）。
（二）Chi (1992)本體論的概念改變
Chi從本體論的角度認為學生個人對於科學概念的本體觀是造成迷思 概念相當重要的因素之一。將物理世界分為三個基本的本體類別，分別是 物質、事件與抽象，三個基本類別分別有次級類別(參見圖2-3-1)。Chi指 出科學概念的改變包含了; 1.本體類別之內的改變，例如「熱」的概念由”
流體”轉變為”粒子”的概念改變，是屬於本體類別之內的改變，因為都 是將熱視為一種「物質」的本體觀；2.本體類別之間的改變，例如對於「熱」
的概念由”物質”轉變為”能量”的概念改變，由於物質與能量是不同的 本體類別，因此是本體類別之間的改變。
所有本體
物 質 事 件 抽 象
自然的 人造的 意圖的 有範疇的 情緒的 心智的
生物 非生物 自然發生 人為建構
植物 動物 固態 液態
圖 2-3-1 本體類別(Chi, 1992)
從Piaget與Chi主張中，可以清楚的發現，學童對事物形成的概念與認知發展 有密不可分的關係。概念形成的過程中，學童本身原有的自發概念是新概念形成
從Piaget與Chi主張中，可以清楚的發現，學童對事物形成的概念與認知發展 有密不可分的關係。概念形成的過程中，學童本身原有的自發概念是新概念形成