力與運動概念之建構

依據教育部制訂幼稚園課程標準六大領域中的『常識』領域，其中自然科學 教學的內容指出『動力與機械』之目的為使幼兒明瞭簡單的動力、機械及日常應 用的物質與人類生活的影響，而陳淑芳等人（2004）在幼兒基本科學能力指標研 究 II 中幼兒科學認知範圍有：（1）物理科學（物質的特性、物質的變化、力與 運動）；（2）生命科學（生物的特性、生物成長變化、生物生活環境）；（3）地球 科學（水、空氣與土壤、氣候、天空）。根據研究顯示，幼兒科學概念之建構是 從過程中獲得探究、觀察、想像等技能，最後學得學習的態度，像是好奇、注意、

專注、合作等等（黃意舒，1998）。再者 Kamii & DeVries（1999）等人亦提出幼 兒物理知識的活動，可算是學前幼兒科學所涵蓋的內容之一，而物理知識活動並 不是灌輸幼兒科學概念，而是給幼兒操弄物體、觀察物體的機會，以此建立相關 科學物理的活動，所區分的活動類型有可分為：

1、物體的運動-力學

幼兒操弄物體使之運動，有拉、推、滾、踢、跳、吹、吸、拋、擺、扭、丟 等等，操弄行為與物體反應要有相關，且要有立即性的，才能使幼兒建立關連性。

2、物理的變化

經由幼兒操弄後，物體本身會產生明確的變化，幼兒易於觀察到變化的差 異，以及物體規律的反應，藉以瞭解其關連性。

3、中間型活動

這類活動像是浮沈、磁鐵吸東西等等，幼兒需要有組織的觀察，才能正確歸 納出物體的物理特性。

從上可知，幼兒學習物理活動主要以生活經驗為主軸，活化日常生活中所能

觀察到的現象，雖然在幼兒時期就會接觸到力與運動的相關課程。但是生活在都 市化的幼兒較少接觸大自然，因此幼兒常以自己的認知概念來解釋看到的現象

（蔡春來，2003），其中不乏含有錯誤的迷思概念，因此從相關研究發現，幼兒 到了小學階段對於力與運動仍然存有錯誤的迷思。

依據文獻顯示指出，力與運動的正確認知應是指：力的種類有接觸力與超距 力兩種，一類為『接觸力』兩物體藉由接觸而彼此作用，如：拉力、推力、摩擦 力等，另一類『超距力』為兩物體相距一段空間而彼此作用，如：磁力。而在兩 物體的界面相接觸下，有相對運動的趨勢或有相對運動時，有平行於接觸面而與 運動方向相反的抗拒力出現，這種抗拒力即為『摩擦力』。摩擦作用不只是在固 體與固體之間，在固體與流體、以及流體與流體間亦有摩擦作用。當兩物體間有 相對運動時，稱為『動摩擦力』；若兩物體間只有相對運動之趨勢而無運動時，

稱為『靜摩擦力』。摩擦力的作用是非常複雜的，但是兩個物體間彼此作用卻是 遵循簡單的定理：（1）摩擦力大小與接觸面積有關，（2）摩擦力大小與接觸面積 大小無關（3）摩擦力大小與兩物體接觸面的正向力成正比（楊之明，2005；蔡 承志譯，2006）。

圖 2-1 力與運動概念圖 物體

力與運動

推力 拉力 摩擦力

接觸力

垂直運動 水平運動

運動快慢 運動方向 運動快慢 運動方向

接觸面

接觸面大小 光滑程度

研究者由文獻資料發現，相關研究大多以晤談法為主要的研究方法，研究 對象多以國小到國中階段，較少以學齡前的幼兒為主要研究對象，且研究多以 摩擦力的迷思概念為主，因此本研究以學齡前幼兒為本研究的對象。

陳義勳（1994）研究使用晤談法訪問了國小高年級學生，結果顯示國小高 年級學生認為騎車上坡較吃力，是因為上坡時摩擦力較大。

彭泰源（1998）先利用封閉式問卷測驗國小五年級十班，共 377 人，接著 選出前後測顯著的班及進行觀察以及晤談，研究結果顯示（1）學生認為摩擦力 是定值，推不動物體是因為施力比摩擦力小；（2）靜止的物體是沒有摩擦力，

物體運動時才有摩擦力。（3）施力大於物重，才能使物體移動。

林組明（2002）從國小六年級六個班級中，ㄧ班隨機抽出十名，共六十名 學生，利用晤談法發現學生對摩擦力的另有概念有：（1）摩擦力只存在固體之 間，氣體與液體皆沒有摩擦力；（2）物體移動距離長短時，會影響摩擦力；（3）

物體受推拉力時，摩擦力會增進運動的速率，但物體沒有移動的話就沒有摩擦 力；（4）摩擦力的方向與物體運動方向相同；（5）摩擦力的方向與施力的方向 相同；（6）物體重量會影響摩擦力。

陳素蓉(2002) 採用個別晤談法，從桃園縣一所國小低年級各班亂數抽取 10 名，共 60 名學童，發現低年級學童有以下的另有概念：（1）力只能使靜止的物 體運動或是加快，不能使物體運動變慢以及靜止；（2）運動方向即是力的方向；

（3）即使不再施力，仍有力存在，使物體產生運動；（4）力會隨著運動而慢慢 耗損，最後會用光而使得運動停止。

楊之明（2005）抽取國小中高年級學生男生 15 名，女生 17 名，利用晤談 法，發現學生主要的迷思概念類型有：（1）摩擦力的來源：摩擦力的方向與拉 力方向相同、靜止不動的物體不會產生摩擦力、移動快的物體，摩擦力較小、

物體重量的大小，會影響摩擦力大小、會以重量考慮正向力。（2）接觸性質的 關係：光滑的地方，完全沒有摩擦力、接觸面積大小的物體，會影響摩擦力大 小、只要有接觸，就會產生摩擦力。（3）摩擦力與材質的關係：沙紙吸住了鐵 塊，所以產生了靜摩擦力、相同材質的物體間，沒有摩擦力產生、表面乾燥的 物體、摩擦力與物體重量有關、物體的軟硬會影響摩擦力大小。

表 2-1 力與運動相關研究

續表 2-1 楊之明

（2005）

晤談法 國小中高年 級學生男生 15 名，女生 17 名

（1）摩擦力的來源：摩擦力的方向與 拉力方向相同、靜止不動的物體不會 產生摩擦力、移動快的物體，摩擦力 較小、物體重量的大小，會影響摩擦 力大小、會以重量考慮正向力。

（2）接觸性質的關係：光滑的地方，

完全沒有摩擦力、接觸面積大小的物 體，會影響摩擦力大小、只要有接觸，

就會產生摩擦力。

（3）摩擦力與材質的關係：沙紙吸住 了鐵塊，所以產生了靜摩擦力、相同 材質的物體間，沒有摩擦力產生、表 面乾燥的物體、摩擦力與物體重量有 關、物體的軟硬會影響摩擦力大小。

綜合以上的研究可知，國小學生對於力與運動之迷思概念其共同點為：（1）

靜止的物體是沒有摩擦力的；（2）摩擦力僅有在固體狀態下才存在，其他在氣 體或液體中是不存在的；（3）摩擦力存在於粗糙的介面上，光滑的介面是沒有 摩擦力的；（4）物體的重量影響摩擦力的大小。既然國小學童階段針對力與運 動有以上的迷思概念，反觀學前的幼兒對力與運動的相關概念為何，則有待研 究。