第三章 研究方法
第三節 開放式家庭作業的設計
一、 家庭作業格式的設計
作業的目的為增進學生對牛頓三大運動定律學習內容的了解，刺激學生將上 課所學與題目內容做連結，讓學生學會在有根據的狀況下，發表自己的看法，將 自己的想法與科學理論連結起來，盡量避免學生憑藉自有想法、天馬行空、胡亂 回答的情形發生。
本研究中的家庭作業格式為研究者參考林燕文與洪振方(2007)的對話論證 主張表，如圖 3-1，將之稍做修改而成，編製出開放式家庭作業(written homework) 的格式。研究者為因應有時候作業的題目情境有所改變，所以修改第一欄的需求 可以是結果描述、歷程描述、力圖、繪圖…等，其目的是為了幫助學生將觀察到 的重點列出，避免漫無目的、無所依據的探討。
另外，研究者將表格中的欄位與內容稍做更動，目的是要求學生找出根據，
提出想法，以解釋現象與結果。將原主張表中「我的科學解釋」欄位，更動為「我 對這個現象的科學解釋」，以使學生更清楚的知道該欄位是要求他對上述現象做 解釋。「我看到的證據和我的解釋一致以及我看到的證據和我的解釋不一致」的 兩個解釋欄位更改為「知識與科學解釋之間的對應關係」，目的為引導學生嘗試 去將課本中知識概念與學生的科學解釋，也就是想法做結合對應。
研究者刪除原主張表中「別人對我的解釋的質疑有哪些」、「我認為他的說法 是否合理」兩個欄位，而新增「教師批改欄」，直接由教師對學生的科學解釋、
根據的知識、科學解釋與知識間的對應，予以批覆回饋。
最後研究者保留的原主張表中「我最後的結論一欄」，目的是希望學生在經 過教師的回饋後，依據其狀況將其相關想法做適當的修改。修改後的開放式家庭 作業格式，詳見圖 3- 2。
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圖 3- 1 對話論證主張表
資料來源:“對話論證的探究對促進學童科學概念理解之探討”。林燕文、洪振方，
1997，第 24 期花蓮教育大學學報，176 頁。
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所觀察到的現象並繪出力圖
我是在哪裡找到支持我 的解釋的知識? 這個知
識的內容為?
知識與我的科學解釋間 的對應
我對這個現象的科學解 釋為?
教師批改欄
我最後的結論
圖 3- 2 開放式作業格式
理論根據 想法與理論
的關聯
結論
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(二)家庭作業的特性與設計
為增加學生在寫家庭作業時的趣味性，每小節、兩大題的作業中，會盡量以 生活化的內容呈現，引導學生對日常生活中事物的現象做思考。關於各小節之家 庭作業，詳如附件一、附件二、附件三。
(三)開放式家庭作業概念剖析
開放式家庭作業的目的為使學生對所學習的概念做更深入的連結，為了解開 放式家庭作業內容與概念的關係，研究者將每一題牛頓第一運動定律、牛頓第二 運動定律、牛頓第三運動定律的家庭作業題目與前述的牛頓運動定律概念整理成 為方便閱讀的表格，以利閱讀理解作業與概念之間的關係，詳見下方表 3- 3、表 3- 4、表 3- 5、表 3- 6、表 3- 7、表 3-8。
1.牛頓第一運動定律
表 3- 3 牛頓第一運動定律作業第一題概念分析 題號 題 1
題目內容 將六顆象棋 (或十元硬幣)層層相疊於桌面上，接著突然用直尺由下 方掃過去，觀察發生的情況並解釋之。
解題概念 1 1-1-1 物體維持原有運動狀態的一種特性稱為慣性。(慣性定義) 參考答案 1 ○1 被擊中的象棋，擊出後在水平方向維持原有速度稱為慣性。
○2 上方未被擊中的象棋，在直直落下前一剎那，維持靜止，稱為慣 性。
解題概念 2 1-1-2 當物體不受外力或所受合力為零時，物體將維持原有運動狀 態。(慣性的原因)
參考答案 2 ○1 象棋在被擊出後水平方向不受外力，作等速度直線運動。
○2 上方未被擊中的象棋，在直直落下的前一刻，不受外力，所以仍 維持靜止。
40 反比；現在(A)情形總質量=推車+乙質量>40kg
(B)情形總質量=推車+丙質量>60kg
(C)情形總質量=推車+(乙+丙)質量>100kg，
則總質量:C>B>A，可知加速度:A>B>C。
另外，當車上由一人變兩人時，「總質量」並不是變兩倍，故加速 度也不會變剛好一半。
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3.牛頓第三運動定律
表 3- 7 牛頓第三運動定律作業第一題概念分析 題號 題 1
題目內容 一板擦與一粉筆由高空自由落下，請標示有哪些作用力，並請同時 標示出其反作用力。(畫力圖解釋現象，並請注意箭頭長短)
解題概念 1 3-1-1 作用力和反作用力之間的關係。
2-1-1 當合力不為零，則物體將沿合力方向產生加速度，而改變運 動狀態。
參考答案 1 作用力與反作用力，力大小相等、方向相反；力圖中，作用力與反 作用力的箭頭長短一樣、箭頭方向相反、且作用在不同物體上。
板擦合力=板擦受地球的萬有引力↓+空氣給板擦的力↑，合力不為 零且方向向下，故板擦有一向下加速度，持續向下加速。
解題概念 2 3-1-2 作用力與反作用力，作用於不同物體上，故不能相互抵消。
2-1-1 當合力不為零，則物體將沿合力方向產生加速度，而改變運 動狀態。
參考答案 2
作用力與反作用力作用在不同物體上，不能相互抵消。
板擦合力=板擦受地球的萬有引力↓+空氣給板擦的力↑，合力不為 零且方向向下，故板擦有一向下加速度，持續向下加速。
作用力 反作用力
板擦受地球的萬有引力↓ 地球受板擦的萬有引力↑
空氣給板擦的力↑ 板擦給空氣的力↓
粉筆受地球的萬有引力↓ 地球受粉筆的萬有引力↑
空氣給粉筆的力↑ 粉筆給空氣的力↓
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值在於讓自己的想法概念有練習的機會，並提醒學生此份作業並不是為了要正確 答案，而是讓學生學會在有根據的狀況下，發表自己的看法，將自己的想法與科 學理論連結起來，盡量避免學生自有想法、胡亂回答的情形發生。開放式家庭作 業樣本，詳如圖 3- 3。
圖 3- 3 開放式家庭作業參考樣本
三、 學生繳交家庭作業的規則與教師批改作業的規則
為使學習者在完成家庭作業後，在記憶猶新之際就有練習的機會，故本研究 的作業發放時間為該小節的教學完成後的當天發放，而考慮到現今國三學生補習 的現象盛行，週一到週四家庭後可能沒有時間在當天完成作業，故給予學生的作
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