互動式電腦多媒體應用於高中「酸鹼滴定」教學之成效研究

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(1)第一章. 緒論. 第一節. 前言. 近年來，化學教育研究者的主要目標之一，是要改進學生化學的概念性理解。這些努力包括確定一般學生在化學的迷思概念，確定學生在思考有關分子層次問題的困難所在、建立能夠測量學生概念性理解的評估方法以及建立並提供能夠改善概念性理解的化學課程工具（Sanger & Badger ，2001）。廿世紀後期以來，由於科學方法與工具的突飛猛進，提高了科學知識增加的速度。現今的學生若想在新世紀有所立足，則必須對科學的基本知識、原理及過程有所了解；同時，新世紀的科學教師對於學生的科學學習，必須以「質」的提昇取代「量」增加，因為了解科學概念遠比刻板的記憶模式學習更形重要（廖淑苹，2000）。 Ausubel認為新的學習必須與個體大腦神經系統中既有「認知結構」中的舊經驗相關聯，並能將新舊知識聯結，使新知識能夠與已存在的概念系統中紮根。故在Ausubel的學習理論中，特別重視有意義的學習（meaningful learning），而反對機械式的學習（rote learning）（林生傳，1996）。如果教師能將學習內容經過適當地組織再呈現給學習者，便能增進有意義的學習效果，稱為「有意義的接受式學習」。 DeJong(1995)檢視歐洲的化學教育，發現學生在學習某些化學概念較為困難，例如莫耳、化學平衡、電化學及酸鹼滴定，其原因不外為(1)該化學概念較為抽象，欠缺具體性。(2)該化學概念的專有名詞對學生而言是陌生的。教師常以日常生活中的詞彙講解上述的概念，而學生會根據本身既有的認知或經驗而建構該詞彙的意思。當學生誤解了教師的意思時，就產生了迷思概念。（林香岑，2001）。 Garnett 和 Treagust(1992)指出教師可藉由適當地與小心地教. 1.

(2) 學來減少學生迷思概念的產生，同時也建議教師在教學前應先瞭解學生的先備知識及迷思概念，以作為教學時的參考。因此，教師進行教學時，應考慮學習內容、學生的學習特性與其先前所具有的經驗與知識，俾便採用適當的教學策略或輔助工具，使學生建構正確的科學概念。將資訊科技融入教學為現今中小學課程改革的重要趨勢，而且運用科技與資訊的能力、激發主動探索和研究的精神、培養獨立思考與問題解決能力為現階段學校教育的目標（教育部，1998）。本質上，教育工學是一種研究人類學習的方法，致力於學習成效的提昇。但是教學媒體並不能取代教師，而是提供學習更多元的學習類型（李宗薇，民80）。綜上所述，本研究所欲探討的重點至少有二：(1)如何將電腦科技、課程與學習理論三者融入教學及(2)教學媒體對於輔助學生學習成效如何。. 2.

(3) 第二節. 研究動機. 環顧當前國內的教學形態，雖然口口聲聲喊著教育改革，但是一個黑板和一隻粉筆的教學方式仍舊。平淡無奇的教學方法，如何期盼能引起學生的學習動機。所以透過電腦把教材以不同的形式呈現給學生的可行性如何，為本研究的動機之一。此外，使用多媒體作為教學的好處在於可以增加學生的學習興趣、學科內容的記憶力，以及圖解概念的能力。一些研究報告指出，電腦輔助教學可有效地增進學生在學習自然科學與數學的成就或是問題解決技能如表 1.2.1。化學是一門實驗的科學，有許多重要的概念需要透過實驗來學習、驗證原理。因此，實驗可說是獲得化學知識的基本方法。在實驗時，除了訓練學生的操作技能外，也要讓學生達到概念的學習，並加以了解和應用，以解決新的問題（吳盟仁，2001）。一般化學實驗課程設計時，都很重視實作活動。但是在國內目前的教學環境下，很難讓每一個學生都有機會親自操作整個實驗過程。而學生對化學實驗的不熟練，將直接或間接影響化學概念的建立。研究者利用 FLASH 5.0 軟體設計酸鹼滴定的虛擬實驗，作為改善學生在實驗操作上的不足。因為研究者相信，利用電腦輔助教學或學習，能夠提供學生反覆練習的機會，進而達到對化學概念精熟的效果。. 3.

(4) 表 1.2.1 電腦輔助教學有助於學習成效區堿. 國. 外. 研究者. 發表時間. 研究科目. Hughes. 1974. 物理. Whiting. 1985. 生物. McCoy. 1991. 數學. Ferguson & Chapman. 1993. 生物. Levine. 1994. 基礎科學. Greenbowe. 1994. 化學. Yalcinaip & others. 1995. 化學. Sanger & Greenbowe. 2000. 化學. 楊純珠. 1999. 化學. 廖淑苹. 2000. 化學. 林香岑. 2001. 化學. 吳盟仁. 2001. 化學. 李岱芳. 2001. 化學. 林芳妮. 2001. 化學. 羅宇詩. 2001. 化學. 藍玉山. 2002. 化學. 林瑞建. 2002. 化學. 李偉新. 2002. 化學. 邱美子. 2002. 化學. 李秀貞. 2002. 化學. 黃志清. 2002. 理化. 黃竹坤. 2002. 理化. 粘武清. 2002. 物理. 陳昌宏. 2002. 物理. 黃瑞龍. 2003. 物理. 國. 內. 4.

(5) 第三節. 研究目的與待答問題. 一、研究目的本研究的目的有二： 1.探討由研究者自行發展的「酸鹼滴定」電腦輔助教學媒體能否幫助學生達到有意義的學習。 2.探討教師的教學策略對學生的學習成效的影響。. 二、待答問題 1.「酸鹼滴定」的電腦輔助教學媒體對高中生學習「酸鹼滴定」概念是否有所助益？ 2.學生的概念改變情形如何？ 3.學生對於運用教學媒體學習「酸鹼滴定」概念的態度及意見為何？ 4.教師的教學策略對於學生的學習成效有何影響？. 5.

(6) 第四節. 研究範圍與限制. 一、本研究的範圍如下： 1.以高中化學課程之酸鹼滴定作為實驗單元。概念涵蓋半當量點、當量點、終點、pH 值和酸鹼解離常數。 2.系統以 FLASH 5.0 開發，製作成自動執行檔（*.EXE），學生無需另行安裝系統軟體，即可操作虛擬實驗。. 二、本研究的限制如下： 1.由於迷思概念的產生與學習個體及教學情境有關，所以我們無法探知所有可能發生的迷思概念，因此本研究只針對文獻中某些較常出現的迷思概念進行探討。 2.本研究對象為台北縣境內一所公立高中的高三學生，非隨機抽樣之群體。因此，研究的結果不宜過度地推論。. 6.

(7) 第五節. 名詞詮釋. 一、媒體(media) 媒體即媒介物，人們可以透過媒體接收某種訊息，使得訊息與接收者之間可以產生某種關聯。媒體又可以區分為硬體(hardware)及軟體(software)。前者如放影機，後者如錄影帶。依軟體的性質又可以區分為印刷性媒體(printed media)如書籍、圖表等，與非印刷性媒體 (non-printed media)如視聽媒體等。. 二、教學媒體(instructional media) 在教學上，針對學習者的特性與學習目標所應用的媒體為教學媒體。是為特定的對象以及學習目標(specific audience & learning objective)所設計的。. 三、迷思概念(misconception) 學生因為過去的生活經驗或學校的學習，對於某些現象有其獨特的想法或解釋，而不同於一般所公認的知識，此時其想法或解釋稱為「迷思概念」。. 四、概念改變(conceptional change) 根據 Hashweh(1988)對概念的研究，認為「概念改變」係學生經由原有知識與新知識在認知結構的交互作用，使新知識被原先概念含攝(subsume)的過程中，學生的認知結構會出現逐次分化(progressive differentiation)和系統調和(integrative reconciliation)的現象。. 7.

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