預測活動結果分析

本節要探討研究對象所持概念預測對電磁鐵推理實驗結果的影響，研究者 根據研究對象的晤談資料，分析研究對象在電磁鐵推理實驗預測活動所持概念 類型與預測結果的人數與百分比，整理如下表4-2-1與圖4-2-1所示：

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表4-2-1 電磁鐵推理實驗所持概念類型與預測結果的人數與百分比

P1 P2 P3 P4 人數 百分比

SC| 0 6 0 8 15 13.4%

SC² 0 0 9 0 9 8.0%

AC| 2 3 6 9 20 17.9%

AC² 7 6 2 3 18 16.1%

（SC＋AC）| 1 1 2 1 5 6.3%

（SC＋AC）² 0 3 1 2 6 3.6%

GC| 1 1 4 1 7 6.3%

GC² 17 8 4 3 32 28.6%

合計 28 28 28 28 112 100%

附註：「SC」代表科學概念，「AC」代表另有概念，，「GC」代表直覺概念；

「|」代表預測與實驗結果一致，「²」代表預測與實驗結果不一致。

圖4-2-1 概念與預測結果之人次分配

由圖4-2-1中可以看出，在全部的類型中，以直覺概念預測實驗結果，但與 實驗結果不一致的次數最多，除以直覺概念預測實驗結果外，以另有概念和科 學概念用來預測實驗結果，且與實驗結果不一致的次數最少。

接著再將表4-2-1分為「預測與實驗結果一致」和「預測與實驗結果不一致」

來分析兩大類來進行分析，表4-2-2所示為每個預測活動中，預測與實驗結果一 致時，所持概念的人數與百分比。而表4-2-3 則說明在每個預測活動中，當預 測與實驗結果不一致時，所持概念的人數與百分比。

表4-2-2 電磁鐵推理實驗概念預測實驗結果與實驗結果一致的人數及百分比 P1 P2 P3 P4 總次數 百分比

SC| 0 6 0 9 15 31.9%

AC| 2 3 6 10 20 42.6%

（SC＋AC）| 1 1 2 1 5 10.6%

GC| 1 1 4 1 7 14.9%

合計 4 11 12 20 47 100%

附註：「SC」代表科學概念，「AC」代表另有概念，，「GC」代表直覺概念；

「|」代表預測與實驗結果一致，「²」代表預測與實驗結果不一致。

由表4-2-2中可以看出，以四種概念預測實驗結果，且與實驗結果一致，四 種概念類型的總和為47次，以另有概念為最多次，共有20次，顯示學童雖然預 測正確，但是學童是持有另有概念的。

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表4-2-3 電磁鐵推理實驗概念預測與實驗結果不一致的人數及百分比

P1 P2 P3 P4 總次數 百分比

SC² 0 0 9 0 9 13.8%

AC² 7 6 2 3 18 27.7%

（SC＋AC）² 0 3 1 2 6 9.2%

GC² 17 8 4 3 32 49.2%

合計 24 17 16 8 65 100%

附註：「SC」代表科學概念，「AC」代表另有概念，，「GC」代表直覺概念；

「|」代表預測與實驗結果一致，「²」代表預測與實驗結果不一致。

在所有預測錯誤的概念類型中，由表 4-1-5 中可以看出，直覺概念最多次，

共有 32 次，其次為另有概念，共有 18 次。在另有概念中，以人數而言，有 6 人持有「電磁鐵的磁極是單一存在的」，也有 6 人持有「單就指北針與電磁鐵 的相對位置來判斷指北針 N 極的指向」，這兩個是最多人持有的另有概念。以 次數而言，以「電磁鐵和電池一樣，具有正極和負極，電磁鐵的正極會吸引指 北針的 N 極，電磁鐵的負極會吸引指北針的 S 極」次數最多，其次為「單就指 北針與電磁鐵的相對位置來判斷指北針 N 極的指向。」。以下分別舉例說明表 4-2-1 所列出的各種電磁概念類型：

(一)、「SC|」型：指學童在預測活動中以科學概念進行推理，其預測結果與 實驗結果一致之類型。

S12以「同極相斥，異極相吸」的科學概念，預測第二個推理實驗中指北針 N極的指向，實驗結果與S12預測結果一致。S02以「電池反接會改變電磁鐵的 磁極分佈」的科學概念預測第四個推理實驗中指北針N極的指向，實驗結果與 S02預測結果一致。

S12P2：根據第一個觀察知道電磁鐵的左端為S極，再根據異極相吸的原 理，所以電磁鐵會吸引左下方指北針的N極……。

S02P4：由第三個實驗知道電池反接之後，電磁鐵的磁極會改變……。

(二)、「SC²」型：指學童在預測活動中以科學概念進行推理，其預測結果與 實驗結果不一致之類型。

S18以「同極相斥，異極相吸」的科學概念來對第三個推理實驗進行預測，

但是因為他沒具備「電磁鐵的磁極分佈會因為電流方向改變而改變」的科學概 念，所以會導致預測結果與實驗結果不一致。

S18P3：根據異極相吸的原理，又根據E1，我發現電磁鐵的左半部是S極，

右半部是N極……。

所以在進行推理時，如果只具備某部分的科學概念，而缺少某部分的科學 概念，也可能導致預測結果與實驗結果不一致的情形。

(三)、「AC|」型：指學童在預測活動中以另有概念進行推理，其預測結果與 實驗結果一致之類型。

S24以「欲判斷指北針的N極或S極會被電磁鐵吸引，端視哪一極比較靠近 電磁鐵。」概念預測第三個推理實驗中指北針N極的指向，實驗結果與S24預測 結果一致。S04以「電磁鐵好像電池一樣，有正負極。」概念預測第二個推理 實驗中指北針N極的指向，實驗結果與S04預測結果一致。S14以「單就指北針 與電磁鐵的相對位置來判斷指北針N極的指向。」概念預測第四個推理實驗中 指北針N極的指向，實驗結果與S14預測結果一致。

S24P3：根據第一個推理實驗……，我覺得指北針的N極比較靠近電磁鐵，

所以會比較「快」被電磁鐵吸引……。

S04P2：根據第一個實驗，發現電磁鐵的右端會吸引指北針的S極，所以右 端是電磁鐵的負極，左端是正極，會吸引指北針的N極……。

S14P4：因為指北針放在電磁鐵的左上，所以指北針的N極就會指向左上。

研究者發現研究對象若以另有概念做預測，預測結果也是很有可能與實驗 結果一致的；因此在教學現場，教師除了要注意學生是否答對之外，更重要的

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是要留意學生所持有的概念是否為另有概念；亦即在教學的現場，不要只有在 乎學童是否答對，而應該要重視學童得到答案的過程，如果得知學童持另有概 念，要立即給予澄清。

(四)、「AC²」型：指學童在預測活動中以另有概念進行推理，其預測結果與 實驗結果不一致之類型。

S07以「強大的地球磁場會使指北針的N極指向北方，所以指北針不大會受 到電磁鐵的影響。」概念預測第一個推理實驗中指北針N極的指向，實驗結果 與S07預測結果不一致。

S07P1：指北針的N極不會受到電磁鐵的干擾，會受地磁的吸引指向北方。

(五)、「（AC＋SC）|」型：指學童在預測活動中以另有概念和科學概念進行 推理，其預測結果與實驗結果一致之類型。

S25以「電磁鐵的磁極是單一存在的」和「同極相斥，異極相吸」概念預 測第四個推理實驗中指北針N極的指向，實驗結果與S25預測結果一致。

S25P4：因為一整個電磁鐵都是N極，所以會吸引指北針的S極……。

(六)、「（AC＋SC）²」型：指學童在預測活動中以另有概念和科學概念進行 推理，預測結果與實驗結果不一致之類型。

S03以「電磁鐵是單一磁性。」和「同極相斥，異極相吸。」概念預測第 二個推理實驗中指北針N極的指向，實驗結果與S03預測結果不一致。

S03P2：因為一整個電磁鐵都是N極，所以會吸引指北針的S極……。

(七)、「GC|」型：指學生在預測活動中以直覺概念進行推理，其預測結果與 實驗結果一致之類型。

S27以直覺概念預測第三個推理實驗中指北針N極的指向，實驗結果與S27 預測結果一致。

S27P2：我就是這麼覺得，沒有為什麼……。

(八)、「GC²」型：指學生在預測活動中以直覺概念進行推理，其預測結果與

實驗結果不一致之類型。

S09以直覺概念預測第一個推理實驗中指北針N極的指向，實驗結果與S09 預測結果不一致。

S09P1：不知道怎麼講。

綜上所述，在全部28位受試者中，在做完了四個推理實驗之後，能正確歸 納出當時電磁鐵的磁極分佈者有15人持另有概念，而預測與實驗結果一致的有 9人，而最多人使用的另有概念是「電磁鐵和電池一樣，具有正極和負極，電 磁鐵的正極會吸引指北針的N極，電磁鐵的負極會吸引指北針的S極。」，做完 了四個推理實驗後，仍找不到規則的有4人。