第四章 研究結果與討論
4.1 POE 活動一分析
活動一是雷射光從 20 度射向鏡子時，請學生預測光會從那個角度射 出？實驗配置 設定如圖 4-1-1：（圖中靠近零度為准的是鏡子的水銀塗層，
並非為鏡子表面）
圖4-1-1 POE 活動一的實驗配置
學生對當光從20 度射向鏡子時（鏡子鍍水銀的交界處對準線），光會 從哪個角度射出來之測試結論各式各樣，從測試一的研究結果發現，雖然 測試呈現與學生先前概念不符的現象，很多學生往往有一些光一定走直 線、光不可能拐彎、光可以越過鏡子等一些迷思概念，學生能意識到概念 的衝突，進而自己修正或調整先前概念，有些學生卻仍然繼續持有先前概 念，且同樣的概念也再次出現在隨後的POE 測試中，影響學生整個推理的 過程及結果，可見原有經驗對學習的影響，讓學生進行實際的觀察活動，
確實有助於其概念的改變與學習，但若能輔以適當的教學探究活動及引 雷射光
導，對學生參與推理的思考時間及次數會越來越多。
從測試問卷中可以看出學生對該問題感到陌生，在回答時也大都以
「光走彎曲的路徑」判斷光的反射現象是男生比女生要多，成績好的同學 要比成績稍低的同學多，這些學生大多是從依據自己的想法而得出的結 論，而從「鏡面反射」得到正確答案的學生是男生比女生多，成績高的比 成績低的學生多，這些同學有一些是已經瞭解了光的反射原理，其他則是 平時觀察發現其規律的，其測試摘要表見附錄二，下面我們分析以下幾個 學童的測試問卷。
表4-1-1 學生 MH121001008 在 POE 活動一的結果示例
MH12100
1008 答案：學生 MH121001008 在測試中遇到光的反射問題時，聯想到自己潛意 識中的中光的先前概念“光無處不在”，“人們從哪裡都可以看到光”等，由 於學童在家裏面對鏡子的時往往發現自己從哪個角度去看鏡子都可以看 到自己的像，是以在學童思想中就有了一種概念“光是無處不在的”，這種 迷思概念讓學童對光科學概念起到了誤導作用，影響學童對正確的科學概 念的學習。
經過POE 中“O”觀察光的真實走向得到了正確的答案，學生的先前概 念與科學概念發生了衝突，這時經過教師的講解，學生可以推翻先前概念
“光無處不在”，“人們從哪裡都可以看到光”，重新定義光的概念，使學生 較好的學習科學概念。
表4-1-2 學生 FL051001008 在 POE 活動一的結果示例
FL05100
1008：預測P 光會從_９０__度射出來。
預測的理由 從哪裡看光就從哪裡出來
觀察O 當光以20度射向鏡子後，測量射出的角度_160__。
解釋E
與預測結果是否一致？ □一致 不一致
將實際觀察結果與先前預測做比較，說出兩者間異同及造 成此現象的原因；得出結論。
原因：以前看到鏡子裏總會有自己 結論：光走直線
學生FL051001008 在測試一中正確的回答的該題，該學童能夠在平時 的生活中積極觀察光的鏡面反射，並能思考其原因，這樣的先前概念對學 童學習科學概念有了一定的幫助，是種促進作用，學生因此能較好的將先 前概念與科學概念融合而對科學概念有較好的認識。
從學童的回答中可以看出，很多學生還是一直有一種先前概念也就是 光是光走彎曲的路徑、視線可以轉彎和物體的像跑到眼中而被看見等，這 些迷思概念影響學生的判斷與對新科學概念的學習，部分學生從生活中在 照鏡子時，觀察並得到光沿直線傳播的結論，該先前概念就對學生對光概 念的學習起到了促進的作用。
光與物質的作用
反射
穿過
被阻礙 和?
?=? 停止
預測P 光會從_１６０__度射出來。
預測的理由 有時候看見家裏的鏡子就能看到自己後面的東西 觀察O 當光以20度射向鏡子後，測量射出的角度
_160__。
解釋E
與預測結果是否一致？ 一致 □不一致
將實際觀察結果與先前預測做比較，說出兩者間異同 及造成此現象的原因；得出結論。
原因：以前看鏡子的時候推測的 結論：鏡子可以反射光
學生們把許多關於光的先前觀念帶到教室。它們中的一些，改變起來 相對容易。例如，一些學生相信光是無處不在的，但是這個觀念不是根深 蒂固的，簡單的光學實驗可以提供令人信服的反面的證據。其他科學上的 錯誤觀念並非都這樣容易被簡單的實驗所改變。
在這一測試中,我們通過提出這個問題的引導來探索學生分析光的反 射定律，圖4-1-2 說明學生認為光遇到鏡子後會有三種結果——反射、穿 過以及被阻礙，圖中的問題標誌表明大多數學生的想法。
如圖4-1-2，學生最初遇到測試題時的想法會有很多，但是在物體上的 反射遵循一種特殊的方式：光的入射角等於光的反射角。我們實際看到的 是被物體反射的光。我們要看到物體，必須要有一個光源。照明的光源要 麼能夠產生光（例如太陽），要麼能夠反射光（例如月亮）。抓住日常的觀 察和推理與科學的觀察和推理之間的不同，不僅僅是光學教學步驟的中 心，也給進一步的對科學概念的學習打下了極為重要的基礎。