第四章 研究結果與討論
第一節 開放式問卷結果分析
開放式問卷所得資料的分析,主要是根據學生對各試題答題反應的內容予 以歸類,並統計各類想法學生人數。問卷回收後,逐題分析學生的回答,並加以 分類及累計次數。
由於在開放式問卷中,學生填答的內容在文句上較不具一致性,因此歸類 上以想法相近的學生歸為一類。較為獨特的想法則獨立成一類。而對於學生回答 的太簡略、不夠詳盡、意思不明白、前後不一致、或呈現出特殊的概念類型等情 形,研究者均於試卷上標記以備晤談之用。
開放式問卷沒有選項可供學生選答,回答內容完全憑藉學生的認知。沒有
「猜」的機會。因此學生答案雖然類型很多,但也因此多探知不少學生的迷思概 念。
在本節中呈現各類學生想法的人數分布情形,每題做一簡單的歸納,並加以 統整,以先行初步了解學生的概念內容。以下各表所列,為較具代表性的學生想 法。人數少於五人的想法,則列為其他。
(一)地球外觀
由表 4-1-1 的分析,第一題主要想了解學生對地球外觀的想法。本題中 41.25%
的學生已知道地球外觀是趨近於正圓的橢圓形。但仍有部分學生誤認地球為圓 形,或知道地球是橢圓形,卻對外觀有迷思概念存在(如類比為紅豆等長橢圓形 物體者)。
表 4-1-1 開放式問卷地球外觀施測結果統計表
一、若能從宇宙中觀察,地球的整體外觀應該是什麼形狀?請畫出你心目中地球的樣 子,並以文字簡單敘述一下
學生想法 人數 百分率
1、畫圓形,但註明為橢圓形 33 41.25%
2、畫橢圓形 20 25.00%
3、畫圓形,且註明為圓形 9 11.25%
4、類比為雞蛋 8 10.00%
5、類比為紅豆 7 8.75%
6、類比為壓扁的皮球 3 3.75%
(二)地球內部構造與狀態 a.地球內部構造
由表 4-1-2 的分析,第 2、3、17 三題主要想了解學生對有關地球內部構造 的概念,學生之詳細作答結果分析如下:
第二題中,絕大部分學生(87.5%)已知地球內部有分層現象,但各層名字無 法明確寫出或寫錯。有學生將大氣圈、水圈也算進地球內部分層中。比較令研究 者注意的是,有 2 位學生將「地函」寫成「地質」。由於不同學生有同樣的寫法,
因此推測應非筆誤。口頭詢問學生發現,學生覺得「之前好像聽過這種說法」。
第三題的施測結果則顯示,約 72.5%的學生都以直觀的概念認為「所見即所 得」,直接挖掘方能確定地下結構。僅有少數的學生(5.00%)注意到應該用間接的 方式加以探測,其中包含了以 X 光掃描或進行岩心鑽探等方法。
第十七題中,32.50%的學生認為岩漿都是由地球中心來的,也就是說,學生 認為地球中心是由岩漿所組成的。28.75%的學生則認為板塊的強烈碰撞,才會有 岩漿產生。25%的學生則認為火山中心是岩漿的產地。在其他的想法中,也有學 生認為從地表附近的地層中即可發現岩漿,在回答時,學生還在問卷上畫了一個 火山的圖形,顯然是因為觀察火山的噴發所產生的想法。
表 4-1-2 開放式問卷地球內部構造施測結果統計表
二、如果你能拿一把巨大的刀子,將地球剖成一半,你認為地球內部應該是什麼樣子?
請畫出並詳細敘述、標明其整體構造(是否分層,組成物質,厚度)
學生想法 人數 百分率
1、分成很多層 42 52.50%
2、分為地殼、地函、地核三層 20 25.00%
3、分為大氣層、水層、岩石層三層 8 10.00%
4、地球內部都是岩漿 5 6.25%
5、其他 5 6.25%
三、請問你認為科學家用何種方法可以得知地球內部的構造及物質組成?原因是什麼?
學生想法 人數 百分率
1、直接向下挖掘 36 45.00%
2、用鑽地機 22 27.50%
3、研究噴出地表的岩漿成分 7 8.75%
4、觀察地表的地質活動 5 6.25%
5、其他 9 11.25%
十七、岩漿沿著地層的縫隙上升而成為火山,請問你認為岩漿的源頭應該來自於何處?
學生想法 人數 百分率
1、地球中心 26 32.50%
2、板塊碰撞處 23 28.75%
3、火山中心 20 25.00%
4、海底 8 10.00%
5、其他 3 3.75%
b.地球內部狀態
由表 4-1-3 的分析,第 4、5、6、7 四題主要想了解學生對地球內部溫度與 壓力變化趨勢的概念,學生之詳細作答結果分析如下:
第四、五兩題中,有 73.75%的學生知道距離地球中心就會越熱、接近地表則 越冷。僅有 10.00%的學生認為地球內部溫度一致。但進一步問到影響地球內部溫
為最多,有前後不一致的情況。顯示學生仍認為地球外部的因素對地球內部溫度
2、地表的地形 22 27.50%
3、岩漿的含量 16 20.00%
4、地球內部壓力都是一致的,沒有什麼因素會影響其壓力 5 6.25%
5、其他 3 3.75%
(三)板塊運動與相關地質活動 a.板塊構造與動力來源
由表 4-1-4 的分析,第八、九、十一、十三四題主要是想了解學生對板塊的 構造與其動力來源的想法,學生之詳細作答結果分析如下:
第八題是請學生在問卷上畫出板塊的位置。學生作答的解結果主要分為兩 類:第一類有 38.75%的學生將板塊畫在與地球表面相連的位置,板塊的形狀並隨 之彎曲,表示他們認為板塊是與地表相連的。第二類則另有 36.25%的學生認為板 塊在地下深處,是在我們看不到的地方。比例上幾乎一致。顯示學生對板塊的位 置與垂直範圍有不同的概念存在。
第九題是問到學生認為何種力量能驅使板塊漂移。有 35.00%的學生較接近大 陸漂移學說的概念,認為是板塊下方的熔融物質使之流動。另外,有 30.00%的學 生認為是地震驅使板塊活動的,這類型的學生對地震與板塊活動的因果關係有其 獨特的想法。而也有 12.50%的學生以海水的流動來解釋大陸漂移,認為是海水的 流動帶動板塊漂移的,顯示他們是以「地球外部的力量解釋地質活動」。
第十一題問到學生對於大陸地殼與海洋地殼年代比較的概念。33.75%的學生 認為生命的起源地在海洋,因此海洋地殼較老,這是以生物學上的觀點來判定海 洋地殼的年代。31.25%的學生則認為海洋地殼會沈入軟流圈消失,因此大陸地殼 比較老,這是與目前教科書中的概念較相似的回答類型。而 20.00%的學生則以「陸 地都是由海洋中隆起的」這個基本觀念,進一步認為陸地比海洋高,所以較老。
外,認為海岸線即板塊交界帶的,佔 57.50%。進一步分析其想法,30.00%的學生 較明確指出,海洋與大陸即分屬不同板塊。這顯示學生對於板塊的水平範圍確實 有不同的想法,有賴晤談時進行釐清。
表 4-1-4 開放式問卷板塊構造與動力來源施測結果統計表 八、請依你的認知,畫出板塊在圖中的位置,並以文字簡要標示
學生想法 人數 百分率
1、
31 38.75%
2、
29 36.25%
3、
10 12.50%
4、
5 6.25%
九、請問你認為板塊漂移的動力來源是什麼?
學生想法 人數 百分率
1、岩漿流動。岩漿流動帶動上方的板塊漂移 28 35.00%
2、地震。因地震會讓地層產生晃動 24 30.00%
3、海水推動。板塊浮在岩漿上,但受到海水的運動(如洋流)而帶動 10 12.50%
4、海水推動。陸地的旁邊就是海洋,因此海水流動會順便帶動陸地 7 8.75%
5、風力。板塊浮在岩漿上,但受到風力吹送而飄動 5 6.25%
6、其他 3 3.75%
十一、請問你認為大陸地殼比較老還是海洋地殼比較老?為什麼
學生想法 人數 百分率
1、海洋地殼比較老,因為生命的起源地在海洋 27 33.75%
2、大陸地殼比較老,因為海洋地殼會沈入軟流圈中消失 25 31.25%
3、大陸地殼比較老,因為陸地都是由海洋中隆起的,而且比海洋高 16 20.00%
4、海洋地殼比較老,因為海洋的面積比較大 6 7.50%
5、其他 4 5.00%
十三、你認為中國大陸的海岸線是不是板塊交界帶?為什麼?
學生想法 人數 百分率
1、否。板塊是跨越海陸交界的,不會剛好在海岸線交界 29 36.25%
2、是。因為陸地是一個板塊,海洋又是另一個板塊 24 30.00%
3、是。因為剛好是,其他地方的海岸不一定是。 22 27.50%
4、其他 5 6.25%
b.板塊交界帶的地形
由表 4-1-5 的分析,第 10、12、14、15 題是為了解學生對板塊交界帶的地 形之看法,學生詳細作答結果分析如下:
第十題中,56.25%的學生提到海溝是板塊互相推擠的交界帶,而也有 26.25%
的學生認為海溝兩側應該互相分開的。事實上海溝是屬於聚合帶的地形,也就是 板塊應該越來越靠近才對。學生真正的想法有賴晤談時探討。
第十二題中,有 41.25%的學生認為大西洋底部的海洋地殼年齡,越接近非洲 越老,38.75%則認為越來越年輕。本題施測目的是要了解 1.學生對大西洋海底地 形的認知程度。2.學生對大西洋底、中洋脊周遭的板塊運動及岩石年代是否有所 概念。學生的作答情形明顯呈兩極化且與事實不同。不過比較特殊的是,少數學 生作答中所提出的原因,以「非洲比較乾燥」、「較晚被人類開發」等地球外部的 營力,作為判別地殼年代的依據,值得深入探討。
第十四、十五題要了解學生對台灣兩側的板塊運動的概念。91.25%的學生知
道台灣位於板塊聚合帶,且其中又有 78.75%能知道台灣是由太平洋板塊與菲律賓
十、地球上的海洋中,最深的地方為西太平洋邊緣的馬里亞納海溝,深約達 11034m。如 此深的地形是由於板塊之間的運動所造成的。請問你認為海溝兩側的板塊是呈現何種運
3、其他 9 6.25%
c.板塊交界帶的現象
由表 4-1-6 的分析,第 16、18、19 三題主要是要了解學生對板塊交界帶的 現象之概念,學生詳細作答結果分析如下:
第十六題問學生對地球上火山分佈的想法,33.75%的學生認為火山到處都 有,差別在噴與不噴。31.25%的學生則認為地層有縫隙的地方較容易產生火山的 噴發。這兩種觀點雖然不能說錯,但不甚明確,因此在晤談時將予以深入了解。
另有學生會從一些周邊的現象來判斷火山的位置,例如 11.25%的學生提到,有溫 泉的地方即有火山。僅有 7.50%的學生提出較為明確的看法,認為火山在板塊交 界處較易出現。
第十八、十九題則想瞭解學生有關容易發生地震的地點與地震的成因。32.50%
第十八、十九題則想瞭解學生有關容易發生地震的地點與地震的成因。32.50%