電視科學節目在「教｣與「學｣運用上的評價－以「科學小原子｣為例

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(1)國立臺灣師範大學化學系 Department (Graduate institute) of Chemistry, National Taiwan Normal University. 碩士學位論文. 電視科學節目在「教｣與「學｣運用上的評價－以「科學小原子｣為例 The Evalution of the Application of Science Television Program on Teaching and Learning －Take "Little Science Hunters" for Example. 指導教授：林如章博士研究學生：曾靜香. 中華民國一零一年六月.

(2) 誌謝辭自考上暑碩班那年，每年 6 月底總是抱著期待又怕受傷害的心情，交待完學校的公務，便投入暑期研究所的課業。四年下來，很感謝師大化學系各領域教授地指導，和同學地勉勵協助，課業雖然繁重，但也終於順利把課修完，進入到最後畢業的門檻－論文書寫。說到寫論文的這段日子，真得要感謝很多人的付出和協助。首先，要感謝指導教授林如章老師耐心修正論文內容，數據分析敘述太冗長時，還安慰我：『第一次寫論文都會這樣，較不懂取捨。』，每次總在一堆數據中迷失的我，還好有老師的引導，讓我不至偏軌，懂得去蕪存菁留下精華，才能有現在論文的產出。另外，為了讓我更專心也更有效率寫論文，感謝婆婆全日夜幫我帶小孩，也感謝先生全盤分擔家務，讓我無後顧之憂。學校公務正值期末繁忙之時，感謝我的主管衍豪主任的包容，同事智雄組長、靜珍、威霖的協助，讓校務不有所延宕。最後，這次的論文主題為科學節目運用在教學之相關研究，在此很感謝引領我進入拍攝節目領域的謝迺岳老師，及拍攝過程的製作團隊和支持我作研究的製作人曾桂英小姐。研究論文雖暫告一段落，往後將持續精進，充實知能，貢獻所學。. 101 年 7 月於臺灣師範大學化學系.

(3) 中文摘要九年一貫課程實施以來，強調以生活化的教學主題和學習活動，來提升學生的學習興趣。研究者在教授理化課程中，最常用電視科學節目來輔助教學；其中在原住民電視台播出的「科學小原子」節目，因研究者實際參與部分節目內容的製作，瞭解其製作節目流程與理念，是研究者常運用在教學上的節目。第44集介紹排灣族「五年祭典」的藤球製作及其科學原理，此集的科學原理為國中理化「功與能」之觀念。本研究透過準實驗研究法，使用問卷對281名國中生和12位教師進行施測，將問卷所蒐集的資料，透過統計分析的數據結果，了解國中生在觀看節目後，對於此節目內容的理解情形及國中生和老師對節目的評價。以下茲將研究結果依國中生對節目的理解程度、國中生對節目的評價、教師對於節目評價等三方面概述：一、國中生對節目的理解程度已學過「力」、「運動學」與「功」的九年級生對節目的理解情形增加最多。七、八年級學生除了【測量拋體上升高度的方法】外，對於【拋體拋出時的方向與運動路線的關係】、【受力路徑長短、受力大小與功的關係】、【空氣阻力作用在拋體上之大小與方向】和【拋體的最佳重量與拋者之關係】等科學概念，理解程度增加不多。二、國中生對節目的評價各年級學生對節目的評價都高，尤以九年級生最喜歡節目內容。節目內容與臺東縣學生生活背景相關，因此引起學生較高的參與感與應用能力。三、教師對於節目評價教師們對節目中的「節目效果」、「教學方法」、「動畫效果」、「教學運用」和「教學成效」評價頗高，也皆願意運用此集節目教學。. I.

(4) 綜合以上研究結果，針對「節目製作」、「教」與「學」運用提出建議略述如下：一、節目製作節目主題的方向應以收視觀眾之需求為主，掌握觀眾之先備程度，以循序漸近的引導方式，充分運用電視媒體視聽符號的特性，來傳達複雜的科學概念或專有名詞。二、「教」與「學」的運用將「科學小原子」每集節目內容分段剪輯分類彙整，建構教學資源於學習平台上，讓教師或學生可以依據本身之教學或學習需求，有效率的播放相關節目段落。關鍵字：力、功與能、五年祭典、科學小原子. II.

(5) Abstract Since the implementation of Grade 1-9 Curriculum, it has underlined the application of daily life teaching topics and learning activities to improve students’ learning interests. During the teaching process of Physics and Chemistry, the investigator often uses scientific television programs as a teaching aid. The investigator had participated in the production of some episodes in the television program, Little Science Hunters, broadcasted by Taiwan Indigenous TV. With an understanding in the process and concepts of the program, it is one of the many teaching materials used by the investigator. In episode 44 introduces the Five-Year Ceremony of Paiwan tribe, including the making of vine balls as well as the scientific principles behind it. The scientific principles in this episode are the concepts of Work and Energy in junior high school physics and chemistry courses. In this research, the investigator applied to quasi-experimental research method and conducted a questionnaire to 281 junior high school students and 12 teachers. Statistical analysis of the collected responses reveals how well the students comprehend the program. It also shows how students and teachers evaluate the program. Here briefly introduces the research results from the following aspects: junior high school students’ understandings of the program, junior high school students’ evaluation toward the program, and teachers’ evaluation toward the program. 1. Junior high school students’ understandings of the program. Ninth-grade students with prior knowledge in the concepts of Force, Kinematics, and Work increased their understandings of the program the most. Seventh and eighth-grade students learned to measure the height of a projectile after watching the program. However, the program show little help for them to learn concepts such as the relationship between the launching angle and projectile’s path, the relation of work and the displacement as well as the magnitude of force, the magnitude and direction of air resistance on the projectile, and the relation of a projectile’s ideal weight and its launcher. 2. Junior high school students’ evaluation toward the program. Students in each grade all gave a high evaluation to the program, especially nine graders. Since the content is relevant to the backgrounds of students in Taitung County, they feel related to it and can have more application in their daily lives. III.

(6) 3. Teachers’ evaluation toward the show. Teachers had given high evaluation to program effect, teaching method, animation effect, teaching effect, and teaching achievement. They are also willing to use the program as a teaching material. Summarizing the above results here provides suggestions for program production and its application in teaching and learning. 1. Program production Theme of choice should meet the needs of target audience and have a handle on their background. Using audio-visual symbols of TV media, audience can understand the complex scientific concepts and terms step by step. 2. Application in teaching and learning Edit and categorize the content of the Little Science Hunters, then upload to a learning platform. Both teachers and students can choose the desire part to play according to their teaching or learning status and utilize the platform effectively. Keywords： Force﹐Work and Energy﹐Five-Year Ceremony﹐Little Science Hunters. IV.

(7) 目錄中文摘要.………………………………………………………………………………Ι Abstract………………………………………………………………………………IV 第一章. 緒論…………………………………………………………………………1. 第一節. 研究背景與動機 ……………………………………………………1. 第二節. 研究目的與問題 ……………………………………………………3. 第三節. 名詞釋義………………………………………………………………3. 第二章. 文獻探討 …………………………………………………………………5. 第一節. 電視科學教育節目 …………………………………………………5. 第二節. 迷思概念的探討……………………………………………………14. 第三節. 學生對力與運動的迷思概念………………………………………15. 第四節. 學生對「功與能」的概念與想法……………………………………18. 第五節. POE 教學策略理論..…………………………………………………19. 第三章. 研究設計與實施…………………………………………………………22. 第一節. 研究方法與步驟……………………………………………………22. 第二節. 研究對象……………………………………………………………24. 第三節. 研究工具……………………………………………………………25. 第四節. 資料處理……………………………………………………………30. 第五節研究範圍與限制 …………………………………………………….31 第四章. 資料分析與討論…………………………………………………………32. 第一節國中生對節目的理解度 ……………………………………………32 第二節國中生對節目的評價 ………………………………………………47 第三節教師對節目的評價……………………………………………………56 第五章. 結論與建議………………………………………………………………60. 第一節結論……………………………………………………………………60.

(8) 第二節建議……………………………………………………………………63 第三節未來展望………………………………………………………………65. 參考文獻 ……………………………………………………………………………66.

(9) 圖目錄圖 2-1-1：Discovery-Science 頻道節目核心精神. …………………………………7. 圖 2-1-2︰系統化教學設計模式……………………………………………………11 圖 3-1-1：研究脈絡圖………………………………………………………………22 圖 3-3-1：對節目理解程度問卷的編擬流程. ……………………………………26. 表格目錄表 2-1-1：節目品質衡量標準………………………………………………………9 表 2-3-1：力與運動的迷思概念. …………………………………………………16. 表 3-2-1：受試學生分布情形 ……………………………………………………24 表 3-2-2：受訪教師資料 …………………………………………………………25 表 3-3-1：前、後測題目與之對應的相關科學概念 ………………………………27 表 3-3-2：預測、準後測第1題題目表 3-3-3：預測、後測第2題題目. ……………………………………………28. …………………………………………………28. 表 4-1-1：各年級前、後測平均答對題數及 p 值……………………………………28 表 4-2-1：各年級學生對節目的評價問卷平均答分………………………………28 表 4-2-2：臺東縣學生對節目評價之 t 檢定…………………………………………48 表 4-2-3：嘉義縣學生對節目評價之 t 檢定 ………………………………………48 表 4-2-4：臺北市學生對節目評價之 t 檢定 ………………………………………48.

(10) 附錄目錄附錄一：「藤球」節目內容與流程……………………………………………………69 附錄二：國中小課程內容與九年一貫「自然與生活科技」能力指標……………71 附錄三：國中生對節目理解程度問卷(預前測)..…………………………………..76 附錄四：國中生對節目理解程度問卷(預後測) …………………………………..80 附錄五：國中生對節目理解程度問卷(準前測) …………………………………..84 附錄六：國中生對節目理解程度問卷(準後測) …………………………………..88 附錄七：國中生對於節目評價的問卷 ……………………………………………92 附錄八：教師對於節目評價的問卷 ………………………………………………93 附錄九：對節目理解程度前、後測問卷統計結果 …………………………………98 附錄十：學生對節目評價之問卷統計結果……………………………………….111 附錄十一：老師對節目評價之問卷統計結果…………………………………… 116.

(11) 第一章緒論本章主要意旨在闡明本研究之背景與動機，提出研究目的並說明相關詞。全章共分為三節，第一節為研究背景與動機，第二節為研究目的，第三節為名詞釋義，分述如下。. 第一節研究背景與動機九年一貫課程實施以來，強調以生活化、具體化、實用化、活潑化的教學主題和學習活動，來提升學生的學習興趣，激勵學生主動學習的意願。其中九年一貫「自然與生活科技領域課程綱要」更進一步指出，自然與生活科技領域的學習應以探究和實作的方式來進行，學校應安排適當的教學情境和教材，進行有效的教學活動，激勵學生學習，以達成課程目標。基於此，很多自然與生活科技之授課教師為了提供更多元的學習機制給學生，除了透過實驗課來引導學生學習外，也會運用教學媒體來讓學生學得更多、更快、更徹底、並記得更久(阮志聰，1999)。. 教學媒體即在教學與學習的過程中，老師與學生之間、或學生與學生之間，為了相互傳達彼此之訊息，所使用的媒介物與方法，可使教學與學習活動具體化 (陳淑英，1991)。. 研究者任教於國中，在教授理化課程中，常遇到較抽象的概念(如功與能)、無法讓學生在實驗室進行的實驗(如核反應)、及無法呈現在學生眼前的事物(如高爐煉鐵)，教師若僅採講述式教學，學生不僅聽起來枯燥乏味，且也較難真正瞭解課程的意義及其應用！為了引起學生的學習動機，鼓勵學生積極參與、思考，研究者常藉由教學媒體來提升教學成效。. 1.

(12) 電視科學節目兼具畫面與聲音雙重傳遞管道之特質，傳遞不同的資訊與價值 (Mayer﹐2001)，可以散播種子、引起觀眾的興趣、「啟發」觀眾注意生活中的科學現象，是最常被運用的教學媒體之一。其中在原住民電視台播出的「科學小原子」節目，因研究者實際參與部分節目內容的製作，瞭解其製作節目流程與理念，是研究者常運用在教學上的節目。. 「科學小原子」每集節目中，拜訪一位台灣原住民達人，請他介紹一種傳統器物的使用與製造方法，然後設計有趣的實驗讓學生動手做，並介紹傳統器物的科學原理。每一集的科學原理皆與國中理化所傳授的科學概念有關，除了提供當集文物之相關科學概念外，也在考量娛樂效果下，將科學概念設計成動態探究教學活動，藉由動畫來說明較複雜之科學現象，希望觀眾看完節目，除了對文物的認識外，其科學素養也有所提升，並對下一集節目有所期待。. 其中第44集介紹排灣族「五年祭典」的藤球製作及其科學原理，此集的科學原理為國中理化「功與能」之觀念。國中學生在接觸「功」的觀念時，常因先備觀念不夠清楚，對「力」與「運動學」仍存有迷思概念，因而常感抽象與突兀，不了解其與生活之連結，而淪為死背公式應付考試之「背多分」學習。因此本研究希望利用本集節目讓學生觀看後，探討學生是否理解「功與能」及節目中的其他科學概念，節目內容的呈現方式和流程是否為學生所喜歡，節目內容的流程是否能提升學習成效。另外也希望了解教師對於節目內容設計之評價，教師將節目內容運用在教學上之意願度與教學成效。綜合上述學生與教師之意見，提供節目製作單位撰寫腳本、製作流程之檢討，並向有關單位提出具體建議，讓「科學小原子」系列節目成為教師或學生方便使用的教學和學習資源。. 2.

(13) 第二節研究目的與問題基於以上的研究背景與動機，本研究希望利用「科學小原子」第44集節目「藤球」讓學生觀看後，探討學生是否理解節目內容及其科學概念，和對於節目的評價與喜歡的程度；另外也希望了解教師對於節目內容設計之評價，及運用在教學之意願與教學成效。並以POE（Prediction－Observation－Explanation）教學策略的理念，分析節目的流程，是否能促進學生的學習成效和提供老師教材設計的參考。採問卷及訪談探討以下的問題：. 1. 探討國中學生看完節目後，是否能理解節目內容中的科學概念。 2. 探討國中學生對於節目的評價-節目內容的喜歡程度、內容呈現方式的喜歡程度、對學習理化的影響。 3. 探討教師對於節目的評價-節目效果、教學方法、動畫效果、教學運用與教學成效的看法。 4. 對應 POE 教學策略的理念，來分析節目內容與呈現方式之優缺點，作為今後製作節目與教學應用之參考。. 第三節名詞釋義 (一) 功與能假設施力「Ｆ」於物體上使物體產生位移「Ｓ」，則施力與施力方向位移之乘積為此力對物體所作的功「Ｗ」。「作功」是對受力物體輸入能量，以「能量守恆」的觀點來看，人體消耗的能量不會無故消失，而是以其他形式的能量相互轉換罷了，且能量的總和仍然是維持不變的。. 3.

(14) (二) 五年祭典台灣南部的原住民排灣族，每隔五年會舉行一次重大的祭典，稱為五年祭。祭典連續數日，在最後一天的刺藤球活動達到高潮。刺球時，許多勇士圍成一個圓圈，每人握住一根長竹竿（約四層樓高）。在女祭司祈福後，男祭司就站在圓圈中央，把藤球往空中拋高（約五層樓高），而勇士們用竹竿尖端刺藤球，刺中的藤球可以帶回家，擁有五年的福氣。. (三) 節目腳本製作單位將科學老師所提供與節目主題和內容相關的文字，轉化成具體性、內容詳細的文字，為錄製節目時之依據。內容包括影像部份的畫面設計、特效、動畫，及聲音部份中所有旁白、對話、訪問、音樂、音效的處理。. 4.

(15) 第二章文獻探討本章文獻探討主要依據研究動機與目的，整理歸納與研究主題有關的文章及理論基礎。全章共分五節，第一節為電視科學教育節目、第二節為迷思概念的探討、第三節為學生對力與運動的迷思概念、第四節為學生對「功與能」的概念與想法、第五節為POE教學策略理論，以下分別敘述之。. 第一節電視科學節目本研究欲探討電視科學教育節目在「教」與「學」運用上的評價，並檢討節目製作流程和呈現方式上之優缺點，因此本節探討電視科學教育節目應具備之要素、電視科學節目品質的衡量標準、電視科學節目製作之相關文獻。. 一、電視科學節目應具備之要素科學節目製作的目的和娛樂節目有所差異，許多科學節目內容有較高的知識門檻，因此如何選擇有價值的題材，安排切合觀眾興趣與需要的內容，透過具有吸引力的方式加以呈現，是科學節目企劃與設計的主要課題(侯志欽，2008)。一般運用在教學的科學節目需具備吸引力、注意力以及理解力三項要素（整理自李麗君，1988）。. (一) 吸引力：商業電視節目吸引觀眾的方法，不外乎由節目型態、內容及卡司 (Cast) 三方面著手，科學節目採用的原則也大致相同。「人員」及「型態」是兩種吸引觀眾的方式，但就科學節目而言，節目的內容更應該是吸引學習者觀看的主要條件。媒體在教學中的一個重要作用便是「將同樣的知識用另一種方式呈現，提供更廣泛的基礎以了解該知識。」(Bates﹐1982)，所以科學節目不. 5.

(16) 應只侷限於傳統講述式的型態，可適切的安排以座談、戲劇等方式進行，或綜合多種方式於節目中，善用電視的視聽符號特性，把一些在其他媒體(如教科書)上所無法表現的內容，適當的呈現給觀眾。如此不但可以將節目以活潑有變化的方式呈現出來，甚至可以藉由一些適當的表現方式來引導觀眾思考。. (二) 注意力：就運用在教學的科學節目而言，只是讓學習者的視線一直停留在螢光幕上是不夠的，學習者是否能對教學的重心產生注意力才是最為重要。就如在課堂中，老師有時會提高語調，或是加強語氣來強調重點；有時會放慢速度或重述數次來加深學生的印象；除了講解，透過板書以視覺與聽覺之重複途徑來強調重點。電視可以用來引導注意力的方式並不只限於插播圖卡或字幕，一些電視鏡頭運作的方式也可以幫助引導注意力。例如「拉入」鏡頭（zoom in）和「切換」鏡頭(cut)能引導注意力至有意義的特定重點或細節；「拉出」鏡頭（zoom out）則表示重點已消失；鏡頭的跟攝(Pan-Follow)有維持注意力於特定主體之作用；分割畫面強調概念的對比等，都是以攝影機的運作及畫面處理的效果引導注意力的例子。. (三) 理解力：注意力並不見得能幫助學生理解節目的內容。然而對一項教學活動而言，讓學生對教學內容產生理解才是最重要的一件事。影響學生對節目內容理解的因素很多，可能是節目在型態表現上太過於吸引人，使得學生只注意到其表現的方式而沒注意到內容，也可能是學生本身對於課程內容的興趣並不高，或是對於課程內容的基本知識不夠，甚至在觀看節目時受到干擾等。另外，因為節目進行連續不斷，無法重複及回述，若有太多內容需要思考分析性，或是太多文字需要記憶、記載，都會影響學生對節目內容的理解。因此在節目設計的階段，就應考量學生的特性、背景資料、對該課程專業知識的了解程度，呈現內容時，要盡量把抽象概念以具體方 6.

(17) 式呈現，讓學生在觀看時就可理解。. 另一方面，電視科學節目成功之關鍵因素，在於確立節目核心精神並將之落實於節目製作，或作為節目主題、方向、內容篩選之根本依據(關尚仁，2006)。例如Discovery-Science頻道依多年經驗衍化，形構出「知(Knowledge)」、「參與 (Immersion)」、「活力 (Energy)」之三角型節目核心精神，使其得以確保所產製之電視節目應具備「科學知識取向」、「觀眾參與取向」與「節目可看性」。. 參與. 圖2-1-1：Discovery-Science頻道節目核心精神(引自關尚仁，2006). (一)「知識」：為觀眾收視本類節目之基本動機；唯有提供科學知識與生活應用，才能夠滿足觀眾對資訊吸取與生活學習之收視需求。「純粹科學知識」要從觀眾能夠理解之角度來說明與表現，「科學知識」之解釋與轉化必須維持其正確性與真實性，「科學知識」之應用與呈現要多採用正面意義與實質應用取向。能將「科學知識」對人類的價值與意義，以不說教的形式卓然彰顯。. (二)「參與」：透過節目內科學家的引領，藉助電視媒介影音符號的現場再現，讓觀象對所呈現內容產生高度的參與感與臨場感，進而能夠對科學研究與發. 7.

(18) 展產生正面的感情。核心精神之「參與」元素，直接指導科學教育電視節目表現手法，使科學家現身說法、引領參與成為常態，而記實報導、事件記錄或現場重建等呈現更顯得重要又必要。. (三)「活力」：影視節目應有之節奏、動感、張力、熱情等，能使節目更具生命力、吸引力、可看性之元素。此核心要素意圖運用運鏡取景與影像流動，搭配現場原音，使畫面動感與張力充分展現；或更透過戲劇或敘事技巧，使節目高潮迭起、快速發展，產生節奏與脈動，從而形構節目生命力與吸引力，達到具高度可看性的傳播目標。. 英國知名製作公司Screen house團隊也分享科學影片成功的關鍵元素，其創意的呈現與敘述方式需具備下列特色(江惟真，2009)：. (一) 「角色」和「故事性」：好看的影片常利用有魅力的角色來帶領觀眾進入另一個世界；好看的科學影片更將事實賦予戲劇性，而不只是闡述說明事實而已。. (二) 「高潮迭起」和「身歷其境」：影片情節中的種種不確定性，讓觀眾好奇接下來會發生甚麼事，是吸引觀眾繼續看下去的主要原因之一。. (三) 「神祕奇妙」和「驚奇」：以解開觀眾的疑惑做為賣點，可達到吸引觀眾觀賞的目的。. 8.

(19) 二、節目品質的衡量標準 (一)節目品質衡量標準對廣電媒介而言，節目品質管理應是一個經營管理系統下的次系統，所涵蓋的不只是節目製作，從閱聽者的需求導入、到閱聽者的反應或意見蒐集，大到電台市場定位、節目品質策略，小到各類節目的衡量標準與對應的品質流程，牽涉範圍近乎整個體制(關尚仁，1999)。茲就各學者提出之衡量標準整理如下表(整理自關尚仁，2001)：表2-1-1：節目品質衡量標準學者. 衡量標準. Nossiter. 電視節目品質的標準：. (1996). 技術純熟度、內容、主題明確性、創新性、切題性。. 黃新生. 好節目應具有的特質：. (1984). 創新性、善用媒介特質、整體性、多樣性、正面效果、符合大眾需要。. 劉幼琍、. 好節目的特性：. 蔡琰. 多元性、適宜性、嚴謹性。. (1994). (二)影響節目品質的因素教育電視節目製作流程中，影響節目品質的主要因素包括：1.主題的選擇； 2.內容的設計；3.節目型態的運用；4.節目製作技巧（整理自關尚仁，1994）。. 1.主題的選擇：節目主題為大眾是否觀看節目的第一決定要點，可以說是節目的表面效度，製作人可先針對目標觀眾做主題喜好調查，再評估節目製作的可行性。 9.

(20) 2.內容的設計：節目內容設計時，應注意下列各項： (1) 清楚地提示節目目標。 (2) 將內容分段並結構化。 (3) 提供觀眾在生活中有用的內容。 (4) 透過適當的表現方式，喚起重要相關經驗。 (5) 依序呈現導入部分、重複重點、提出結論，以利記憶。. 3.節目型態的運用：電視節目製作型態有很多種。講述型—適合用於傳遞有組織的知識；訪問型－可以蒐集專家的意見或多樣性的觀點；座談型－可將不同的意見和立場同時呈現；記錄片－可呈現景物、事件的真實面貌及變遷過程；戲劇或偶戲－可再現人際關係或歷史事件；動畫－可以新奇的方式呈現特殊的視覺效果，或以誇張的手法、幽默的情節來吸引觀眾；至於以實景拍攝配合旁白解說，觀眾可以觀察及認識新事物，瞭解事件發展經過，有助於拓展視野。. 節目型態運用時應注意下列事項(Gayeski﹐1993)： (1)以特殊或新奇的製作手法吸引觀眾注意力。 (2)綜合運用真實影像、圖表、動畫來呈現內容。 (3)運用字幕及特效應力求精確，勿影響訊息接收。 (4)多以互動式設計，促使觀眾主動思考、增進學習效果。 (5)聲音和影像應相輔相成，勿彼此干擾或造成訊息過量。 (6)示範型節目應將正確和錯誤的過程加以比對，以利觀察。. 10.

(21) 4. 節目製作技巧：電視媒介的視覺特性是在畫面上的表現，包括運鏡、構圖、取景、燈光、色彩、剪輯等因素，聽覺特性則在於旁白、音效、音樂等的控制和運用。拍攝前，編寫腳本人員、攝錄人員(導演與攝影師)和主題內容專家要充分溝通，對畫面事先設計。節目製作階段和後製作業要檢查節目表述是否有問題，內容敘事是否符合真實性和生活邏輯的原則；畫面是否條理清晰，順暢連貫；結構是否完整勻稱；內容之間的聯繫是否合理自然；場面過渡是否自然…等。. 三、電視科學節目的製作一般製作教學節目採用系統化設計，對教學節目進行科學化、系統化、組織化的通盤作業(黃新生，1987)。系統化教學設計是提供我們一個整體分析教學問題的思考架構，以及設計解決方案的執行模式(朱則剛，1988)。系統化教學設計學者提出這些模式包括了「分析學習者特性」、「訂定教學目標」、「擬定教學計畫」、「實施教學活動」、「評估教學效果」，如下圖2-1所示(引自關尚仁， 2002)：. 圖2-1-2︰系統化教學設計模式(Kemp﹐1985，轉引自關尚仁，2002) 而國內學者在「教育科學節目品質的評鑑研究」，對製作及節目管理方面提 11.

(22) 出以下建議(關尚仁、侯志欽，1994)： (一)、科學教育宣導節目內容有相當程度的專業性，而且內容的正確性極為重要。製作人員應分了解科學知識，並能發揮創意及專業及節目製作能力，是製作優良的科學教育宣導節目的基礎。製作小組所有成員(編劇、導演、攝影、剪輯、動畫、圖表製作人員等)，應充分了解科學知識內容以及各項研究的意義，掌握各個研究的步驟的重點，方能撰稿、拍攝、剪輯等階段，將內容透過節目型態的設計，及影像、聲音的運用，適切地呈現內容。. (二)、電視節目的前製作階段(包含資料蒐集、節目內容規劃、節目型態設計與腳本撰寫)，對節目內容及表現型態有關鍵性影響。企劃、撰稿及導演應與研究者深入討論，充分蒐集資料，並赴現場進行勘景，實際了解研究計劃執行之狀況與步驟，做為撰寫腳本之依據。. (三)、為青年或成人製作的科學教育節目，在節目型態方面常以紀錄片或深度報導為主，但在實景拍攝及訪談之外，仍有許多創意空間。腳本設計時，應特別注意影像設計，腳本中所設計的畫面應準確地傳達節目內容，並與旁白或專家解說相輔相成。. (四)、腳本是節目拍攝及事後評鑑的依據，製作單位提出之腳本初稿應完整、清楚，交由學者專家進行評鑑，所有參與腳本評鑑專家應就內容及表現技巧仔細評鑑，並提出修改意見。在審稿時應特別注意：甲、內容是否正確、完整，是否掌握重點？乙、內容結構的邏輯性及各段落長度是否恰當？丙、旁白及專家解說是否充分口語化、清楚易懂？丁、影像設計是否正確，且充分運用影像加強理解？戊、所附圖表及動畫草圖是否正確？ 12.

(23) (五)、節目中加入圖表及動畫時應先繪製草圖，經相關專家確認無誤後進行製作，以避免反覆修改而浪費時間及製作費用。. (六)、節目製作管理方面，應加強節目企劃會議，以充分落實溝通製作構想及確定製作方式的功能。. (七)、腳本為節目製作藍圖，在節目進行製作之前，製作單位應完成明確完整的腳本，參與計畫及會議的專家應以更嚴謹態度加以審查及修改，以避免製作時產生的錯誤。. 另外，在「科學教育宣導節目產製模式之研究」也提出應將多媒體之模組化概念，應用於科學教育宣導節目產製模式中(整理自關尚仁，2002)。所謂模組化的概念就是將產品依特定用途及機能分解成標準化的構造單元，經由模組化設計後，其產品能因應使用環境或產品功能，符合使用者之需求，同時又因其單元都經過標準化，故能兼顧其生產成本，因此無論在市場上以及功能上，模組化設計都能憑藉多元化以及多功能的服務成為一種有效且經濟的考量。. 基於上述之考量，模組化之概念應融入科學節目的產製模式中。換言之，在規劃科學節目時，應以單元來組裝成節目，且每一個單元本身所要呈現之內容是能夠自我滿足且自圓其說的，閱聽者可以依據本身之需求有效使用節目單元，不僅可以重新排列組合成為新節目，更可以提升科學節目多次使用之機會，以達到科學教育節目多功能之目的，即是「一次生產、多次使用」，增加科學節目傳播效益。. 13.

(24) 第二節迷思概念的探討一、迷思概念的意義與特性迷思概念代表學習者對於一件事物的模糊、不清楚或是錯誤的了解，通常會阻礙學習，並隨著不同的科學知識而有不同的變化，沒有提供學習者一些認知的目的，並應該被修正（鄭麗玉，1998）。學生對於周遭所見的物質世界常會用他們自己的一些想法來描述和解釋，而往往學生的概念架構常和目前該學科專家的知識體系不同，則是稱為迷思概念（郭重吉，1989）。迷思概念有以下特性(郭重吉，1988）：（一）、學生在接受科學概念之前，常因為日常生活的經驗而導致自己對自然現象已有一套自己的看法。（二）、學生的迷思概念與專家的概念並不一致，並普遍存在於許多學科中，而且會妨礙到科學概念的學習。（三）、迷思概念常常是局部的、不完整的，某些另有概念和早期人類的知識是平行發展的。（四）、學生有保護另有概念的傾向，使得迷思概念有時很難被改變。（五）、概念的發展是動態的，個體可因年齡或經驗的增加，而對同一概念的解釋也有所改變。. 二、迷思概念之診斷綜合整理各學者提出之探究迷思概念的方法，發現約有14 種之多，其中以「晤談法」、「紙筆測驗法」來鑑認學生的迷思概念者最多。茲將兩種方法說明如下： (一)、晤談法：晤談法最早由皮亞傑所發展，為了讓學生能說出對某概念的想法，在晤談前研究者會針對某一特定概念設計一組題目當作探針，要求學生針對有關之現象加 14.

(25) 以描述、預測或解釋。在個別的晤談當中，學生可以用自己的語言來說明自己的想法。只是要注意的是晤談者不能給予任何的提示，當然為了讓學生盡量地說出自己的想法，在晤談中可以用較鼓勵之語氣以獲得更豐富的探究結果。晤談法的主要優點，是它比紙筆測驗能更甚深入地探究出學生的想法與概念，但是許多教師認為晤談法太浪費時間，後續繁複的資料處理更令教師卻步(整理自劉俊庚， 2001)。 (二)、紙筆測驗法紙筆測驗通常使用選擇題的方式量測學生之概念，其形式為題目內包含一個問題與說明，選項中只有一個正確答案。紙筆測驗的結果，對學生的作答真象是學生有可能真正理解，但也有可能是單憑機率猜中。針對此缺點，學者 (Treagust,1988)建議將題目分為兩個部份，第一階段為選擇題，由學生選出答案；第二階段則針對第一階段之選答做出理由說明。. 第三節學生對力與運動的迷思概念國中課程將「功與能」單元放在「力」和「運動學」章節之後，讓學生從力的概念藉由「功」的學習而導入「力學能」的概念。然而力雖然實際存在我們的生活中，但因為力不同於其他物質具有形體可供接觸、觀察；雖然人在每日生活經驗中以合理精確的方式描述運動現象，但是對有關運動方面的研究中，顯示許多人對物體在簡單環境中的運動行為卻有顯著的迷思概念。這種迷思概念顯然是建立在一種系統、直覺的基礎上，卻又與基本的牛頓力學理論相違背（全中平，2001）。這些迷思概念的存在會影響學生「力」和「運動學」的學習，進而影響「功與能」之學習效果。因此找出學生迷思概念，將有助於幫助學生發展更深層的科學理解；當教師們了解學生科學方面的理解和推理方式，則有助其根據學生的想法和推理來調整自己的教學技巧（ Gallagher, 1997 ；引自陳素蓉，2002 ）。針對國內外有關力與運動迷思概念的研究整理如. 15.

(26) 表2-2(引自周承岡，2001)。. 表2-3-1 力與運動的迷思概念分研究結果. 研究者. 類力 1.能施力的，一定是有生命的東西。. McDermott. 的 2.物體會持續原來的運動方式，直到它運動的力「用完」為性. (1984). 止。. 質阻 1.摩擦力總是存在，等於對要求開始使這個物體移動的力. 力. 量大小。. Cheek （1989）. 2.當一個物體保持靜止時沒有受到摩擦力。 3.摩擦力的方向與運動物體方向相反，而不是與物體運動趨勢相反。重 1.大氣壓力產生重力。. Swackhamer. 力 2.重力的本質是質量。. （1992）. 3.愈重物體落下速率愈快。 4.重力隨物體下降而變大。 5.重力出現在慣性用完之際。運 1.無法區分位置和速度。. Hestense. 動 2.無法區分速度和加速度。. (1992）. 學 1.運動實況中，正向運動轉變成負向運動時，對於求出速度. 簡順永. 對時間圖有困難。. （2000）. 2.相對運動中缺乏轉換觀察座標的區辨能力。. 16.

(27) 第 1.靜止狀態時，物體只受重力或根本沒有受力。一 2.靜止物體必不受外力。. Thijs （1992）. 運 3.物體以等速度運動時必受和運動方向同方向的力，此力壓動. 倒阻止運動的力。. 定物體運動時，在其運動方向受到持續力的作用;物體不受力. 楊其安. 律時便呈現靜止狀態。. (1989). 第 1.速度與受力大小成正比。. Wells 、. 二 2.物體有加速度，表示受力愈來愈大。. Hestense. 、 3.力使得加速度至終端速度。. （1992）. 三 4.較大力決定物體運動方式。運 5.最後的力決定運動方式。動 6.圓周運動時有繞圓圈的慣性力。定運動方向就是受力方向。. Palmer、. 律. Flanagan （1996）石子離手後仍會上升，是因為向上拋出的力大於向下的重力及阻力，石子才會往上運動。. 簡順永（2000）. 無法同時考慮物體初速度及重力加速度來決定拋體運動之. 陳忠志. 軌跡。. (1987). 1.學生可聯想速度和力，而不能聯想加速度和力的關係。. Cheek. 2.難發現沿著切線方向運動，物體有受到垂直中心力。 1.較大物體有較大力氣。. （1989） Swackhamer （1992）. 2.大部分主動者有較大力氣。. 17.

(28) 第四節學生對「功與能」的概念與想法能量概念是學生每天都會接觸的一個概念，但是能量無法具體的看見，對於學生是一個相當抽象的概念，學生知道有關能量的現象，卻無法清楚地去解釋（張有典，2004）。在能量課程實施的過程中，若學生對於能量有著迷思概念，可能會影響學生的學習，使其不接受老師的教導或是調整自己的知識結構，進而影響建構新的知識系統（黃寶鈿、林清基，1998）。. Watts (1983)將學生對能量的想法分為七大架構： (1)活動架構:活動本身就是能量。 (2)儲存架構:能量會儲存於物體中。 (3)產物架構:能量是事件發生之副產品。 (4)流體架構 :能量被視為能流動之物質。 (5)功能架構:能量是使生活變得更好的一種方式。 (6)成分架構:能量為某種成分必須經由刺激而釋放出來。 (7)以人類為中心之架構:學生會將能量與人聯想在一起，認為有能量的物體會具有一些人類的屬性。. 在國中理化課程中，「能量」是由「功」推導出來的，對物體作功而使物體的能量改變；學生在「功」概念上的迷思概念受三方面之影響(黃秀珍，2002)： (1)生活經驗：「辛苦」、「累」、「流汗」等生活經驗會影響到學生判斷作功的大小。作功者的體能狀態也是影響學生判斷作功的因素，較弱小或看起來較累者會讓學生覺得他們作的功較大。 (2)日常用語：學生會受日常用語如「功效」的影響，用作功產生的果效來判斷作功的大小。. 18.

(29) (3)物理概念：最多出現的是有「出力就有作功」；即使是少數有「位移」會影響「作功」這個概念的學生裡，幾乎每個位學生對「位移」的想法都與「功」定義中正確「位移」的概念不同，他們多數認為作功對象要離開作工者才有位移、也有一些認為做工者本身要移動才有位移；至於「施力與位移夾角」對「作功」之影響更是少有同學有清楚正確的理解。. 對於未學過或剛要學「功與能」的國中學生而言，他們並不習慣以相關的物理概念來連結這些概念，他們較喜歡用生活經驗或日常用語(動作、動力等)甚至字詞表面（如重力）的想法，來解釋這些概念，教學者如能了解這些迷思概念確實存在，並且知道學生的迷思概念，對教學策略的設計必定是有幫助的。. 第五節 POE教學策略理論一、POE的緣起與意義 POE策略起源於美國 Pittsburgh 大學Champagne, Klopfer 和 Anderson於 1980 年於所設計「DOE」(Demonstrate-Observe-Explain)概念晤談教學策略，原先是先對學生實施紙筆測驗，了解原有的概念，然後教師示範實驗活動讓學生仔細觀察，最後學生必需回答測驗問題，並提出說明（Champagne,Klofer & Anderson, 1980，引自尤建捷，2007）。Gunstone 和 White（1981）研究學生學習理解和評量學生認知時，發現讓學生進行「預測」的活動，可以反映出學生原本的認知結構，對於瞭解學生概念及學習理解有很大幫助，便將DOE策略改良為「POE」（Predict-Observe-Explain）策略。 POE教學策略分下列三個步驟進行：（一）預測：首先是要他們預測一個事件的結果並提出理由。（二）觀察：其次是要學生描述自己看見什麼事情發生。（三）解釋：最後是要他們設法調和預測和觀察可能的衝突。 19.

(30) 利用這三個步驟及其中過程的變化，不但可以了解學生的概念改變，更可以運用在教學上，成為增進學生學習效益的有力工具（Gunstone & White，1992）。. 二、POE的實施 POE教學策略的實施，在活動之初，首先要先確認所有的學生都知道他們接下來要進行預測的活動，在預測活動開始之前可以讓學生詢問各種問題，讓學生更加瞭解活動狀況。完成準備後，開始進行下列步驟：（White＆Gunstone﹐1992，轉引自陳沛瑩，2004）：（一）、預測（Prediction）：此步驟的重心在於要求每一位學生都要寫下他們預測的結果以及預測的理由，這個步驟可以採用學習單，或者讓學生用自己的話自由發揮表達的方式，以開放式問題為主。要求學生預測結果及說明理由是POE 實施的關鍵，這樣才瞭解學生既有的概念。（二）、觀察（Observation）：在進行第二步驟「觀察」之前，教師一定要先確定每一位學生都已完成預測這個步驟，待確認後，即著手進行實驗觀察的活動。在實驗進行中，學生務必即時寫下他們觀察到的現象，不同的學生可能會有不同的的觀察結果，若沒有即時寫下觀察結果，可能因別人的因素而改變自己的看法。（三）、解釋（Explanation）：此步驟是要讓學生去協調自己第一步驟預測結果與觀察結果間的差異性或衝突，對學生來說，這個步驟是很困難的，此時教師應多加鼓勵讓學生思考各種可能性，並請學生紀錄及提出他們的說明或解釋，這些說明與解釋能顯示出學生對於概念理解的情形。. 20.

(31) 三、POE實施的目的和優點 White與Gunstone（1992）指出教育的重要目的之一，在於學生能運用所學到的概念詮釋事件與問題，在課堂中提問是一種常見的策略，其目的就是要檢視學生概念了解的程度，而POE教學策略則是另一種對概念了解程度的測量。教師在提問時，常常在問題之中就有答案的暗示，或是學生未經思考便以課文中的概念來回答，這時候學生僅是重複的解釋現象，並沒有應用到思考，要真正了解學生的理解狀況，應是評量學生是否能應用概念於簡單可觀察的物理現象中（Goldberg & McDermott,1987）。在POE中，學習者必須決定他在預測及解釋活動所抱持的理由，這是POE教學策略的重要關鍵，學生經常基於日常生活經驗與信念來做預測，而這些零星、片斷、不完全，甚至相互矛盾的知識經由POE教學策略而真實的呈現出來，其有助於教學者了解學習者如何利用這些信念來解釋他們所處世界中的真實事件（葉辰楨，2000）。. 21.

(32) 第三章研究設計與實施本研究主要探討國中生觀看「藤球」節目後，對於節目內容的理解情形和喜歡的程度，並探討教師對節目內容設計與實驗活動的合適度之看法，及運用此節目於課堂上教學的意願或可能性。採用準實驗研究、問卷調查法與訪談方式進行資料收集，再以SPSS統計軟體加以分析，以得到欲研究結果，並解答相關問題。本章內容共分五節，包括研究方法與步驟、研究對象、研究工具、資料處理、研究範圍與限制，茲將分述如下。. 第一節研究方法與步驟根據研究目的，透過資料收集與分析、確定研究主題、擬定研究步驟之流程，如圖3-1研究脈絡圖所示，分「準備階段」和「實施階段」說明如下：. 圖3-1-1研究脈絡圖. 22.

(33) 一、準備階段這個階段包含界定研究問題，選定研究方法，發展研究工具。（一）、界定研究問題：先將研究問題確定，即「藤球」節目之內容及呈現方式為何？國中生對節目內容是否能理解？國中生對節目之喜好程度為何？教師對節目的評價為何？（二）、選定研究方法：本研究採用內容分析法、實驗法及調查法進行研究。以自編的問卷來了解國中生對節目內容的理解程度及教師和學生對節目的評價，並輔以訪談資料加以綜合分析。（三）、發展研究工具：為了解學生對於節目內容的理解程度，及教師和學生對節目的評價，根據文獻及節目內容，發展出對節目理解的試題問卷及對節目評價的問卷，並輔以訪談增加資料的豐富性。. 二、實施階段包含選定研究對象、進行前測、後測。實施階段也是資料蒐集階段。 (一)、選定研究對象： 1.受測學生：以臺北市某私立中學、臺東縣某排灣族國中和嘉義縣某鄒族國中為抽樣母體，私立中學七、八年級各兩班、九年級一班。臺東縣、嘉義縣因本來學生人數就少，所以全部該校七、八年級學生皆為本研究之母體。 2.受訪教師：受訪教師共12位，年資介於1～30年，一位任教於某排灣族國中之學校，其餘皆為平地公私立學校理化科教師。 (二)、對學生實施前測、後測：先讓受試者填寫前測理解度問卷；相隔一星期後，讓學生看完「藤球」節目後，即讓受試者填寫後測理解度問卷及對節目評價的問卷。. 23.

(34) (三)、數據分析與訪談：從臺北市某私立中學之受測學生前、後測作答分佈，選定訪談對象，利用午休時間訪談了解對此節目內容的理解程度及對節目的評價。 (四)、施測、分析教師評價問卷：將節目光碟及評價問卷發放給各受訪教師，回收各教師之評價問卷進行分析比對。. 第二節研究對象一、受測學生本節目主要是針對原住民族國小學生及家長所製作，製作單位希望藉由這套節目的播放，來對觀眾宣揚原住民族文物中的文化意涵，並介紹相關科學概念，來發掘先民智慧。研究者觀看節目後，認為其科學概念與國中理化課程相關，故本研究以國中學生為主，研究對象為臺北市某私立高級中學國中部七、八年級學生各兩班和九年級學生一班，台東縣某排灣族部落國中七、八年級學生和嘉義縣某鄒族部落國中七、八年級學生，各班級與人數如表3-2-1所示。表3-2-1 受試學生分布情形年級. 人數. 臺北市某私立高級中學國中部七年級生. 91人. 臺北市某私立高級中學國中部八年級生. 83人. 臺北市某私立高級中學國中部九年級生. 47人. 臺東縣某排灣族部落國中七年級生. 11人. 臺東縣某排灣族部落國中八年級生. 13人. 嘉義縣某鄒族部落國中七年級生. 14人. 嘉義縣某鄒族部落國中八年級生. 22人. 24.

(35) 發放問券數 290 份，回收 290 份，回收率 100%，經剔除無效問卷後，有效問卷總計 281 份，有效回收率達 96.9%。. 二、受訪教師受訪教師共12位，其性別、年資和任教學校，如表3-2-2所示。表3-2-2 受訪教師資料編號. 性別. 年資. 任教學校. A. 男. 30年以上. 退休教師. B. 男. 30年以上. 退休教師. C. 男. 15-20年. 南投縣埔里國中. D. 女. 11-15年. 嘉義縣太保國中. E. 女. 11-15年. 臺中市居仁國中. F. 男. 11-15年. 臺北市私立東山高中國中部. G. 女. 11-15年. 臺北市私立東山高中國中部. H. 男. 6-10年. 臺北市私立東山高中國中部. I. 女. 6-10年. 臺北市私立東山高中國中部. J. 女. 6-10年. 臺北市古亭國中. K. 男. 1-5年. 臺東縣海端國中. L. 男. 1-5年. 臺北市私立東山高中國中部. 第三節研究工具一、測試節目「科學小原子」一系列節目共有九十一集。研究者以與「自然與生活科技領域」課程之相關程度為考量，選擇第44集「藤球」為測試節目。節目中有四種角色分別是介紹傳統文物的達人，負責引發問題、協助科學老師的主持人，操作實 25.

(36) 驗探究活動的小朋友和引導學生解釋實驗結果的科學老師；將節目內容，對照 POE教學策略，可分為三個部分： (一)、「預測(P)」：透過達人介紹傳統文物，引起觀眾對本集節目內容的興趣後，主持人發問問題點出本集欲探究之科學主題，並引導學生預測問題之答案。 (二)、「觀察(O)」：就欲探究的科學主題，由小朋友進行實驗活動，紀錄活動結果。 (三)、「解釋(E)」：科學老師引導學生解釋實驗活動的結果。. 二、國中生對於節目理解程度的問卷本研究首先將節目流程分為六個段落，分析節目內容及所探究的科學概念 (附錄一)；配合國中小「自然與生活科技領域」相關課程內容，及「九年一貫自然與生活科技能力指標」（附錄二）編擬預測的前、後試卷(附錄三、四)；編擬好的試題經過科學教育專家的審核，再加以修改後，對臺北市某私立高級中學國中部八、九年級各一班學生實施預測，根據預測結果，修改部分試題內容，經過科學教育專家的審核，編製成準前、後測試卷(附錄五、六) 各13題試題。其編擬流程圖如圖3-3-1所示。. 圖3-3-1 對節目理解程度問卷的編擬流程. 對節目理解程度的前、後測問卷各有 13 題，部分前、後測題目不同，前測試題以學生之生活經驗為命題敘述，後測試題以節目內容為命題敘述，但皆有共同對應之科學概念，前、後測題目與之對應的相關科學概念如表 3-3-1 所示。. 26.

(37) 表 3-3-1 前、後測題目與之對應的相關科學概念. 科學概念. 對應題目(前測題號/後測題號). 拋體拋出時的方向與運動路線的關係. 前 1＃/後 1、前 2＃/後 2. 測量拋體上升高度的方法. 前 3＃/後 4. 受力大小與功的關係(W＝F×S). 前 4＃/後 5. 受力路徑長短與功的關係(W＝F×S). 前 8＃/後 6、【前 10/後 3】、【前 9＃/後 7】. 作用在拋體上的力之大小與方向. 【前 5＃/後 8】、【前 6＃/後 9】. 拋體在運動過程中速率的變化. 【前 7＃/後 10＃】. 拋體重量與上拋高度的關係. 【前 11/後 11】、【前 12/後 12】、【前 13/後 13】. 註：【】者前、後測題目相同；＃者為以生活經驗命題，其餘為以節目內容命題。. 節目中，藉由測量拋體上升高度，來探究「受力路徑長短與功的關係」和「拋體重量與上拋高度的關係」。而「拋體拋出時的方向與運動路線的關係」、「受力大小與功的關係」、「作用在拋體上的力之大小與方向」和「拋體在運動過程中速率的變化」等科學概念，雖然未在節目中直接討論，但是在科學老師解釋科學現象、輔助說明中的畫面和旁白、或主持人拋藤球的慢動作鏡頭中均有所提示；因此研究者依上述七個科學概念編擬成13個測驗題目。. 其中，預後測試題與準後測試題主要差異為第1、2題，其題目內容如表 3-3-2、表3-3-3所示；研究者認為學生看完節目後，應對藤球作圓周運動之路線與拋出方向有所概念，故在後測試卷中未標出放手瞬間藤球的前進方向。. 27.

(38) 表3-3-2 預測、準後測第1題題目預祭司抓住繫繩的尾端來回擺動拋球，藤球的運動路徑如下圖虛線所示。試後問在何處放開甩繩將球拋出，球會上升最高且較易落回原地？測 (箭頭方向為剛放手瞬間藤球前進的方向) (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁第 1 題起點. 甲. 乙. 丙. 丁. 準如上圖(二)抓住繫繩的尾端來回擺動，在 X 位置放開繫繩拋出藤球，下列後. 何者為藤球拋出後之運動方向？. 測第 X 位置. 1. (A). (B). (C). (D). 題. 表3-3-3 預測、後測第2題題目預承上題，拋藤球實驗時，地上畫有一個圓圈。站在圓圈中心處上拋藤球，後試問在何處放開甩繩將球拋出後，球落地後最可能落在圓圈內？測 (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁第 2 題準在不同位置放開繫繩將球拋出，如下列甲～丁圖，何者球會上升最高且較後. 易落回原地？. 測 (A)甲. (B)乙. (C)丙. (D)丁. 28.

(39) 第 2 題. 甲. 乙. 丙. 丁. 三、國中生對於節目評價的問卷國中生對於節目評價的問卷(附錄七)，依「對節目內容流程喜歡的程度」、「對內容呈現方式喜歡的程度」和「對理化學習影響的程度」三個向度，共有十題選擇題。利用李克特式四個選項讓學生勾選，並用四點量表的方式來計分，正向題之計分方式為：「非常同意」4分、「同意」3分、「不同意」2分、「非常不同意」1分；其中第7題為反向題，計分方式則相反：「非常同意」1分、「同意」2分、「不同意」3分、「非常不同意」4分；每份問卷總分為40分，分數越高者表示對節目評價愈高；計算每個年級學生之平均總分，了解該年級學生對節目的評價；另外，每個題目也計算每個年級的平均答分，了解該年級學生對每個向度之節目內容的評價。. 四、教師對於節目評價的問卷教師對於節目評價的問卷(附錄八)，依「節目效果」、「教學方法」、「動畫效果」、「教學運用」和「教學成效」五個向度，共有 15 題選擇題，並請受訪教師填寫文字敘述說明；其中第 1～12 題為單一選項，採正向計分方式：「非常合適(可以、良好、願意)」4 分、「合適(可以、良好、願意)」3 分、「不合適(可以、良好、願意)」2 分、「非常不合適(可以、良好、願意)」1 分，計算每題平均得分，得分愈高者，代表教師對該向度的評價愈高；第 13～15 題為複選題，結算每個選項被勾選次數，次數愈高，代表教師對該選項之評價愈一致。 29.

(40) 第四節資料處理本研究問卷測試後回收整理，經過篩選去除無效問卷，將問卷所蒐集的資料，先以 Microsoft Excel 建檔，再以套裝統計軟體SPSS版進行統計分析，各t 檢定的p值<0.05以一個星號「*」表示；p值<0.01以二個星號「**」表示，代表差異性達顯著水準。現將本研究所運用之統計分析方法敘述如下：. 一、敘述統計資料使用次數分配百分比來逐題分析，比較學生前、後測作答分布情形及教師和學生觀看節目後對各向度的評價。. 二、相依樣本t檢定藉由相依樣本t檢定，分析各年級學生前、後測得分的差異。. 三、獨立樣本t檢定藉由獨立樣本t檢定，分析同一學校之不同年級學生對節目評價的差異情形。. 30.

(41) 第五節研究範圍與限制本研究主要目的在探討學生是否理解「科學小原子」第44集「藤球」節目內容及科學概念，還有學生和教師對於此節目的評價。限於人力、物力、經費、時間、施測學校配合度等因素之考量，故本研究有以下的研究限制：一、本研究的樣本選自三個學校，臺北市某私立高級中學國中部七、八年級各兩班的學生及九年級一班學生，台東縣以排灣族為主之七、八年級學生，嘉義縣以鄒族為主之七、八年級學生。後兩校每年級學生人數偏少，又因為國中已安排既有之課程進度，且觀看影片及施測的時間過長，因此未能達到全面性及隨機取樣的理想方式，所得結果可供進一步擴大研究之參考，不宜過度推論。. 二、考量本研究資源之限制，研究者只挑選其中一集節目內容來施測，所以研究對象對「藤球」節目內容的理解程度及評價無法兼顧所有他集內容，亦不能過度推論。. 三、本研究以問卷調查方式蒐集資料，均假設研究對象能依自己意願來客觀填答，但是調查過程中無法實際掌控所有研究對象都能按照其實際狀況作答，成為本研究限制之一。其中對節目評價之各向度選項，僅限於研究架構中所涵蓋的範圍，其餘因素無法做詳細探討。. 四、本研究僅選擇12位國中理化教師為研究樣本，透過問卷調查法，分析對節目內容之評價。受測教師在填答時可能受個人教學理念、教學環境、認知情緒等因素影響填答，故僅能就問卷填答資料，進行研究分析與推論，其結果不宜逕予推論至其他教師之評價，僅能做為相關研究的參考。. 31.

(42) 第四章資料分析與討論本章將分析各階段蒐集的資料並加以說明，包括「國中生對於節目的理解程度」、「國中生對於節目的評價」、「教師對於節目的評價」分析等三部份。. 第一節國中生對節目的理解程度本節由「相依樣本 t 檢定」來檢視學生對科學概念的理解情形，並逐題分析學生作答分佈的變化及訪談學生，了解學生對節目內容的理解程度。. 一、對科學概念的理解情形如表 4-1-1 所示，各年級學生在後測中的平均答對題數均優於前測，但由「相依樣本 t 檢定」顯示，只有臺北市九年級生、臺東縣七年級和八年級生，達顯著差異。若不將前兩題之作答狀況列入分析，則每個年級學生對科學概念的理解情形便均達顯著差異，表示觀看節目之後，學生仍缺乏「拋體拋出時的方向與運動路線的關係」的科學概念。表 4-1-1：各年級前、後測的平均答對題數及 p 值年級. 平均答對題數(前測/後測). p值. 第 3～13 題之 p 值. 0.14. 0.0003. 0.2. 0.001＊＊. 0.007＊. 0.001＊＊. ＊＊. 臺北市七年級生. 7 / 9.8. 臺北市八年級生. 6.8 / 7.7. 臺北市九年級生. 9 / 12. 臺東縣七年級生. 1.8 / 4.3. 0.001＊＊ 0.003＊. 臺東縣八年級生. 3.4 / 5.9. 0＊＊. 0＊＊. 嘉義縣七年級生. 4.9 / 6.5. 0.13. 0.001＊＊. 嘉義縣八年級生. 4.6 / 5.4. 0.2. 0.008. 32. ＊＊.

(43) 二、對節目內容的理解程度此部分將依表 3-1-1 所示之相關科學概念分類，透過逐題分析學生作答分佈的變化及訪談學生，來了解學生對節目的理解度。(附錄九). 【科學概念一：拋體拋出時的方向與運動路線的關係】藉由分析前測第 1 題和後測第 1 題、前測第 2 題和後測第 2 題作答分佈變化和答對率，了解學生是否理解拋體拋出時的方向與運動路線的關係。 (1-1-Q) 前測第 1 題和後測第 1 題題目：前. 斜斜往上拋出一顆棒球，有關棒球運動路線的敘述，下列何者正確？. 測. (A). (D). 一直順著拋出的方向斜直線前進. 題目. (B). 順著拋出方向斜直線前進後又垂直掉落. (C). 順著拋出方向斜直線前進，在空中平移一段距離後垂直落下. (D). 順著拋出方向形成抛物線的軌跡. 後. 如上圖(二) 抓住繫繩的尾端來回擺動，在 X 位置放開繫繩拋出藤球，下列. 測. 何者為藤球拋出後之運動方向？. (B). 題目 X 位置. (A). (B). (C). 33. (D).

(44) (1-1-A)前測第 1 題和後測第 1 題測驗結果與訪談意見：測. 1.各年級後測答對率均較前測答對率低。(詳如附錄九表一). 驗. 2.後測作答分佈中，除了正確答案(B)以外，選(A)的比例也很高。顯示學生◎◎. 結. 部分學生仍欠缺「物體作圓周運動時，若沒有向心力作用，將沿切線方向拋出」. 果. 之概念。. 訪. 選(A)的學生表示：『節目中提到要將藤球「上」拋，就選(A)！』. 談. ◎大部份學生忽略藤球是在來回擺動過程中被拋出，以為是在 X 位置處定點拋. 分. 出。. 析. (1-2-Q)前測第 2 題和後測第 2 題題目：前. 以相等力道但不同方向拋出同一顆棒球，如甲～丁圖所示。(箭頭方向代表. 測. 拋出方向). 題目. 甲. 乙. 丙. 丁. 若不考慮空氣阻力和浮力，何者棒球上升高度最高且最易落回原處？. (D). (A) 甲(B)乙 (C)丙 (D)丁. 後. 在不同位置放開繫繩將球拋出，如下列甲～丁圖，何者球會上升最高且較. 測. 易落回原地？. 題. (A)甲. (C). (B)乙. (C)丙. (D)丁. 目. 甲. 乙. 丙. 丁 34.

(45) (1-2-A)前測第 2 題和後測第 2 題分析結果與訪談意見：測驗結果訪談. 1.各年級後測答對率均較前測答對率低，且差距更大，臺北市七年級生甚至達 -66.26％。(詳如附錄九表二) 2.後測作答分佈中，除了正確答案(C)以外，選(A)、(B)、(D)的比例也不低，選 (D)的比例甚至高於選(C)的比例。 1.後測選(A)的學生表示：『球最早被拋出，此時受到的力道最大，所以可被拋得最高。』. 分. 2.後測選(B)的學生表示：『此時手臂為水平，球恰可垂直往上被拋出。』. 析. 3.後測選(D)的學生表示：『此時球的位置最高，在此處把球拋出，球的上升高度當然最高。』 ◎部分學生並不理解藤球拋出時的方向與運動路線的關係。科學小原子系列節目每集時間約為 24 分鐘，在如此有限的時間內，要介紹一項文物之傳統製作方式和科學原理，又要兼顧其娛樂性質，考驗製作團隊之後製和剪輯能力。為了避免在節目中呈現太多內容，造成收視反效果，製作團隊應該充分與科學老師討論，了解當集內容最關鍵的科學原理和呈現方式，以分割畫面或慢動作呈現，並在畫面中加強重點提示；如主持人拋藤球慢動作畫面，應該標出藤球瞬間運動方向(切線方向)，讓觀眾更掌握重點。. 【科學概念二：測量拋體上升高度的方法】藉由分析前測第 3 題和後測第 4 題作答選項分佈和答對率，探討學生看完節目後是否理解「測量拋體上升高度」的方法。 (2-1-Q) 前測第 3 題和後測第 4 題題目：前. 把一顆棒球斜向或往上拋出，下列哪一項工具最適合直接用來測量棒球拋. 測. 出的高度？. (A). 35.

(46) 題. (A)尺. (B)秤 (C)碼表 (D)彈簧. 目後. 關於測量藤球上升高度的方法，下列哪一種既安全、經濟又正確？. 測. (A)趴在地上往上看，利用眼睛目測藤球上升的高度。. 題. (B)使用碼表，測量藤球自拋出至落地的時間，利用公式換算成高度。. 目. (C)搭個很高的架子，請數位觀察員站在架上不同高度處，記錄藤球最高點. (D). 的高度。 (D)整捆棉線的一端綁在藤球上，將藤球拋出，棉線被拉開的長度即為藤球之高度。. (2-1-A)前測第 3 題和後測第 4 題測驗分析結果：測. 後測答對率均超過 75％；後測答對率均較前測答對率高，答對率變化達 35％. 驗. 以上，顯示學生從節目中學習到「測量拋體上升高度」的有效方法。(詳如附錄. 分. 九表三). 析. 【科學概念三：受力大小與功的關係】藉由分析前測第 4 題和後測第 5 題作答分佈和答對率，了解學生是否理解受力大小與功的關係。 (3-1-Q)前測第 4 題和後測第 5 題題目：前. 手握一顆棒球，想把棒球往上拋得愈高愈好；則手對棒球的推力大小，下列哪. 測. 一選項最適合？. 題. (A)推力愈大愈好 (B)推力愈小愈好 (C)推力因棒球質量而異 (D)任何大小的推. 目. 力都可以. (A). 36.

(47) 後. 小明分別以 3F、2F、F 的水平推力，在光滑水平面上，將質量 m 的物體，往. 測. 前推進相同距離，如下列甲～丙圖所示。試問何者所作的功最大？(箭號表示力. 題. 的大小及方向。). 目. (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 甲乙丙一樣大乙甲 2F 3F m m F F. (A). F. m S. S. 丙. S. (3-1-A)前測第 4 題和後測第 5 題測驗分析與訪談意見：測驗. 1.除了臺北市七年級、九年級生外，各年級後測之答對率較前測低。 (詳如附錄九表四). 結. 2.後測作答分佈中，除了正確答案(A)以外，選(C)、(D)的比例也不低。. 果. ◎部分學生看完節目仍不理解「對物體施力愈大，作功愈大」的概念。. 訪. 1.後測選( C )的學生表示：『都是將物體推相同距離，丙圖只要 F 的大小，所以. 談. 丙圖最厲害，作功最大。』. 分. 2.後測選(D)的學生表示：『物體的質量都一樣，也都推一樣的距離，所以做功. 析. 一樣大。』 3.也有部分學生表示：『看不懂題目』、『不知道甚麼是功』。 ◎部分學生看完節目仍不理解『功』的定義。. 【科學概念四：受力路徑長短與功的關係】針對前測第 8 題和後測第 6 題、前測第 10 題和後測第 3 題、前測第 9 題和後測第 7 題，分析作答選項分佈和答對率，了解學生是否理解受力路徑長短與功的關係。. 37.

(48) (4-1-Q)前測第 8 題和後測第 6 題題目：前. 投擲保齡球的側面圖如下圖(三)所示，欲讓保齡球滾得愈遠愈好，手對保齡球. 測. 施力的路徑 (如圖中虛線)長短，下列哪一選項最適合？. 題. (A)愈長愈好. 目. 可以. (B)愈短愈好. (C)因保齡球質量而異. (A) (D)任何長短的路徑都. 圖(三)抛擲保齡球的路徑圖後. 小明以 F 的水平推力，在光滑水平面上，將質量為 m 的物體，分別推動 S、2S、. 測. 3S 的距離，如下列甲～丙圖所示。試問何者所作的功最大？(箭號表示力的大. 題. 小及方向。) (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 甲乙丙一樣大. 目. 甲 F. 乙 F. ｍ. 丙 F. ｍ. S. (C). ｍ. 2S. 3S. (4-1-A)前測第 8 題和後測第 6 題測驗結果：測. 1.後測答對率均較前測高，但部份年級後測答對率僅 42.86％，臺北市九年級生. 驗. 答對率最高達 95.74％，臺北市七年級生答對率變化最高達 27.24％。 (詳如. 結. 附錄九表五). 果. 2.後測第 6 題答對率均較後測第 5 題答對率高。 ◎顯示學生是以「受力路徑長短」為主要判斷作功大小之依據。. 38.

(49) (4-2-Q)前測第 10 題和後測第 3 題題目：有關藤球上繫繩的作用，下列何者正確？ (A)方便攜帶. (B)美觀造型. (D). (C)較易控制藤球的方向. (D)增長對藤球施力的路. 徑. (4-2-A)前測第 10 題和後測第 3 題測驗結果：測. 1.此部分，除了嘉義縣七年級生、臺東縣七年級生外，後測答對率均超過 80％；. 驗. 答對率變化多超過 25％以上。(詳如附錄九表六). 結. 2.後測第 3 題答對率明顯較後測第 6 題高。. 果. ◎顯示七、八年級學生知道藤球「受力路徑」愈長，可以被拋得愈高，但未能和作功產生連結，不太理解作『功』的定義。. (4-3-Q)前測第 9 題和後測第 7 題題目：原住民獵人常使用長管子做吹箭，獵取獵物。以同樣的力氣吹箭，欲把箭吹得愈快愈遠，則有關吹氣前，箭最初應放在長管中的位置(如下圖所示)及其理由之敘述，試從下列選項中擇一正確組合？. 甲. 乙. (D). 丙. 丁. 選項. 位置. 理由. (A). 甲處. 因為箭離管口最近，會最快被吹出管口. (B). 乙處. 因為箭放在長管前 1/3 處，吹出管口時較易控制飛出方向. (C). 丙處. 因為箭放在長管中間時，所受摩擦力最小. (D). 丁處. 因為箭在長管中運動路徑最長，吹氣對箭作功最多. 39.