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國中一年級學生酸鹼中和概念發展與科學語言的關係

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(1)

國中一年級學生酸鹼中和概念發展

與科學語言的關係

蔡 智 文

高 雄 市 立 寶 來 國 民 中 學 校 長

林 玉 雯

樹 人 醫 護 管 理 專 科 學 校 助 理 教 授

周 進 洋

國 立 高 雄 師 範 大 學 科 學 教 育 研 究 所 教 授

摘要

本 研 究 旨 在 探 討 國 一 學 生 酸 鹼 中 和 概 念 發 展 過 程 中 科 學 語 言 的 使 用 情 形 , 進 而 瞭 解 概 念 發 展 與 科 學 語 言 的 關 係 。 研 究 者 使 用 科 學 語 言 與 概 念 發 展 微 小 發 生 分 析 法 分 析 酸 鹼 中 和 實 驗 室 情 境 八 位 國 一 學 生 半 結 構 晤 談 語 言 資 料 中 的 科 學 名 詞 、 語 義 成 分 與 語 法 功 能 , 進 而 發 現 : 概 念 發 展 過 程 中 , 學 生 用 以 描 述 實 驗 與 認 知 狀 態 的 科 學 語 言 呈 現 由 少 至 多 的 科 學 名 詞 、 由 單 獨 概 念 至 多 重 概 念 的 概 念 範 疇 、 由 簡 單 具 體 至 複 雜 抽 象 的 語 義 成 分 、 由 線 性 至 跳 躍 語 法 功 能 的 傾 向 。 此 外 , 科 學 語 言 亦 具 有 表 徵 概 念 發 展 脈 絡 、 協 助 概 念 發 展 的 特 質 。 關 鍵 字 : 科 學 語 言 、 概 念 發 展

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壹、前言

學 生 科 學 學 習 成 效 主 要 取 決 於 科 學 概 念 發 展 , 因 此 瞭 解 與 促 進 科 學 概 念 發 展 實 為 科 教 學 者 與 自 然 教 師 所 須 面 對 的 要 務 之 一 。 雖 然 許 多 教 學 媒 材 、 教 具 的 進 展 日 新 月 異 , 但 就 目 前 教 學 現 場 而 言 , 語 言 仍 是 師 生 之 間 最 重 要 的 溝 通 媒 介 。 由 於 科 學 的 教 學 是 一 種 經 由 社 會 互 動 、 發 生 於 社 群 之 中 的 符 號 事 件 , 在 其 中 涉 及 反 覆 解 釋 、 舉 例 與 說 明 (Lemke, 1990) , 因 此 無 論 是 經 過 縝 密 安 排 的 課 程 內 容 、 用 以 解 釋 科 學 概 念 的 科 學 文 本 , 抑 或 是 教 學 期 間 師 生 互 動 討 論 與 講 解 的 教 室 言 談 , 其 中 均 蘊 含 影 響 科 學 概 念 發 展 的 科 學 語 言 。 综 言 之 , 科 教 界 可 對 科 學 語 言 與 概 念 發 展 加 以 探 究 , 進 而 促 進 學 生 科 學 學 習 成 效 。 為 達 此 目 的 , 本 研 究 希 望 藉 由 分 析 概 念 發 展 過 程 中 學 生 所 呈 現 的 科 學 語 言 , 進 而 瞭 解 科 學 語 言 與 概 念 發 展 的 關 係 。 對 應 的 研 究 問 題 如 下 : 一 、 概 念 發 展 過 程 中 , 學 生 使 用 科 學 語 言 的 情 形 為 何 ? 二 、 科 學 語 言 與 概 念 發 展 的 關 係 為 何 ?

貳、文獻探討

科 學 語 言 是 由 科 學 社 群 觀 點 所 定 義 , 其 內 容 與 文 法 異 於 日 常 生 活 用 語 ( Halliday, 2004) , 具 有 呈 現 科 學 知 識 、 論 述 科 學 事 實 、 解 釋 科 學 意 義 與 建 構 科 學 概 念 的 功 能 。 研 究 者 針 對 國 內 科 學 語 言 與 概 念 發 展 相 關 研 究 進 行 探 討 , 概 述 如 下 : 一 、 科 學 語 言 研 究 分 析 目 前 國 內 科 學 語 言 與 概 念 發 展 相 關 研 究 成 果 頗 為 優 質 , 例 如 : ( 一 ) 科 學 主 題 或 概 念 必 需 透 過 科 學 語 言 呈 現 , 學 生 能 否 有 效 瞭 解 科 學 知 識 或 概 念 實 與 科 學 語 言 如 何 描 述 密 切 相 關 ( 陳 世 文 和 楊 文 金 ,2006) 。 ( 二 ) 科 學 概 念 的 建 構 是 一 種 藉 由 科 學 話 語 不 斷 進 行 社 會 磋 商 的 動 態 過 程 , 被 使 用 的 科 學 語 言 具 有 從 字 面 意 義 解 釋 至 完 整 陳 述 的 差 異 ( 李 暉 ,2000) 。 但 以 研 究 數 量 而 言 , 國 內 相 關 研 究 卻 是 稍 嫌 不 足 ! 近 20 年 台 灣 學 位 論 文 僅 有 四 篇 ( 一 篇 博 士 、 三 篇 碩 士 論 文 ) 是 以 「 科 學 語 言 」 或 「 科 學 話 語 」 為 主 題 , 而 論 文 題 目 涉 及 「 科 學 語 言 」 與 「 概 念 」 者 僅 有 一 篇 碩 士 論 文 。 放 寬 條 件 搜 尋 論 文 題 目 、 摘 要 、 關 鍵 詞 與

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「 科 學 語 言 」 或 「 科 學 話 語 」 相 關 論 文 僅 有 14 篇 , 可 分 為 三 類 : ( 一 ) 科 學 文 本 分 析 、 改 寫 或 寫 作 ( 六 篇 ) 。 ( 二 ) 科 學 語 言 相 關 教 材 教 法 ( 五 篇 ) 。 ( 三 ) 師 生 對 話 的 科 學 語 言 分 析 ( 三 篇 ) 。 相 較 於 前 二 項 「 文 本 語 言 」 的 研 究 , 本 研 究 是 以 學 生 概 念 發 展 過 程 中 所 呈 現 的 「 口 語 語 言 」 相 關 科 學 語 言 為 研 究 重 點 。 二 、 科 學 語 言 與 概 念 研 究 取 向 分 析 科 教 社 群 對 於 概 念 與 語 言 的 研 究 可 分 為 「 概 念 瞭 解 」 與 「 對 話 瞭 解 」 二 種 研 究 取 向 , 前 者 以 Posner, Strike, Hewson 和 Gertzog( 1982) 概 念 改 變 模 式 (Conceptual Change Model, CCM ) 為 代 表 , 後 者 以 Lemke ( 1990 ) 的 「 Talking Science」 為 代 表 。 對 於 本 研 究 而 言 , Lemke 的 對 話 瞭 解 研 究 取 向 似 乎 具 有 更 大 優 勢 。 此 外 , 由 於 科 學 學 習 過 程 等 同 描 述 不 同 思 考 狀 態 名 詞 與 術 語 的 詮 釋 過 程 , 師 生 在 對 話 所 使 用 的 話 語 具 有 促 進 概 念 發 展 動 態 改 變 效 果 (Tsai & Chou, 2006) , 因 而 本 研 究 從 酸 鹼 中 和 實 驗 情 境 八 位 國 一 學 生 半 結 構 晤 談 語 言 資 料 切 入 , 並 依 據 Halliday 和 Martin( 1993) 分 析 科 學 文 本 的 創 見 , 針 對 語 言 資 料 所 涉 及 的 科 學 名 詞 、 語 義 成 分 與 語 法 功 能 加 以 分 析 , 進 而 探 究 科 學 語 言 與 概 念 發 展 的 關 係 。 三 、 酸 鹼 中 和 概 念 研 究 分 析 酸 鹼 中 和 為 科 學 重 要 概 念 之 一 , 然 此 概 念 的 發 展 過 程 涉 及 指 示 劑 、 酸 與 鹼 、 酸 鹼 中 和 、 熱 、 物 理 與 化 學 變 化 、 質 量 守 恆 、 天 平…等 多 種 概 念 範 疇 發 展 與 交 互 影 響 , 造 成 許 多 國 中 生 學 習 此 概 念 時 感 到 抽 象 複 雜 , 亦 有 因 而 產 生 學 習 退 卻 的 現 象 ( 洪 振 方 和 蔡 智 文 ,2007; 蔡 智 文 , 2008) 。 若 以 此 概 念 為 主 題 進 行 探 究 以 瞭 解 科 學 語 言 與 酸 鹼 中 和 概 念 發 展 關 係 , 則 應 能 對 台 灣 自 然 科 學 教 育 有 所 貢 獻 。 此 外 , 有 鑒 於 教 育 現 場 中 , 本 研 究 所 聚 焦 的 國 一 學 生 大 多 屬 於 常 態 分 班 模 式 。 若 要 促 進 班 級 學 生 的 酸 鹼 中 和 概 念 發 展 , 首 要 任 務 即 是 確 認 不 同 學 習 風 格 學 生 此 概 念 之 發 展 有 何 不 同 與 共 同 之 處 , 如 此 方 能 將 各 式 學 生 納 入 考 量 並 增 加 研 究 結 果 的 適 用 性 。

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參、研究方法

一 、 研 究 設 計 研 究 者 使 用 蔡 智 文 (2008) 發 展 的 學 習 風 格 問 卷 選 取 八 位 四 種 常 見 學 習 風 格 組 合 個 案 學 生 進 行 酸 鹼 中 和 實 驗 , 希 望 藉 此 增 加 研 究 樣 本 代 表 性 與 結 果 外 推 性 。 為 避 免 相 互 影 響 , 每 次 僅 有 一 位 學 生 進 行 實 驗 操 作 , 研 究 者 同 時 使 用 半 結 構 晤 談 收 集 學 生 語 言 資 料 。 研 究 者 再 使 用 科 學 語 言 與 概 念 發 展 微 小 發 生 分 析 法 分 析 學 生 酸 鹼 中 和 概 念 發 展 內 容 與 其 語 言 資 料 所 涉 及 的 科 學 名 詞 、 語 義 成 分 與 語 法 功 能 。 最 後 , 研 究 者 運 用 前 述 分 析 結 果 進 而 探 討 酸 鹼 中 和 概 念 發 展 過 程 中 , 學 生 使 用 科 學 語 言 的 情 形 與 概 念 發 展 的 關 係 。 二 、 研 究 對 象 本 研 究 為 方 便 取 樣 , 以 研 究 者 任 教 的 國 一 學 生 為 抽 樣 母 群 。 學 校 位 處 郊 區 , 學 生 超 前 進 度 補 習 酸 鹼 中 和 概 念 情 形 並 不 常 見 。 若 以 尚 未 正 式 學 習 此 概 念 的 國 一 學 生 為 研 究 對 象 , 應 能 減 少 酸 鹼 中 和 概 念 相 關 知 識 對 於 概 念 發 展 完 整 程 度 的 干 擾 , 並 清 楚 瞭 解 學 生 從 無 到 有 的 概 念 發 展 過 程 與 科 學 語 言 的 關 係 。 個 案 學 生 代 號 與 學 習 風 格 組 合 如 表 1 所 示 : 表 1: 個 案 學 生 代 號 與 其 學 習 風 格 組 合 代 號 學 習 風 格 代 號 學 習 風 格 認 知 偏 好 互 動 型 態 認 知 偏 好 互 動 型 態 MS1、 MS2 影 像 的 社 會 的 VS1、 VS2 語 文 的 社 會 的 MI1、 MI2 影 像 的 個 人 的 VI1、 VI2 語 文 的 個 人 的

說 明 : 代 號 M 表 示 該 生 具 有 影 像 的 ( image) 認 知 偏 好 、 代 號 V 表 示 該 生 具 有 語 文 的 ( verbal) 認 知 偏 好 、 代 號 S 表 示 該 生 具 有 社 會 的 ( social) 互 動 型 態 、 代 號 I 表 示 該 生 具 有 個 人 的 ( individual) 互 動 型 態 。 三 、 研 究 工 具 本 研 究 的 研 究 工 具 包 括 學 習 風 格 問 卷 、 半 結 構 晤 談 、 科 學 語 言 與 概 念 發 展 微 小 發 生 分 析 法 , 分 述 如 下 :

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( 一 ) 學 習 風 格 問 卷 學 習 風 格 問 卷 係 由 蔡 智 文 (2008) 發 展 而 得 , 包 含 兩 大 部 分 , 分 別 為 : 40 題 互 動 型 態 測 驗 題 , 用 以 診 斷 學 習 風 格 為 個 人 的 (individual ) 或 社 會 的 ( social) , 信 度 α = .88。 11 題 認 知 偏 好 測 驗 題 , 用 以 診 斷 學 習 風 格 為 語 文 的 ( verbal) 或 影 像 的 ( image) , 信 度 α = .65。 ( 二 ) 半 結 構 晤 談 研 究 者 分 析 抽 樣 學 校 所 用 2010 年 出 版 之 康 軒 版 自 然 與 生 活 科 技 領 域 一 至 六 冊 課 本 與 酸 鹼 中 和 相 關 的 內 容 與 實 驗 , 進 而 發 展 10 題 酸 鹼 中 和 概 念 相 關 半 結 構 晤 談 題 幹 ( 如 附 錄 一 所 示 ) 。 每 道 題 幹 均 經 一 位 科 教 專 家 與 二 位 自 然 教 師 檢 視 、 討 論 與 修 正 。 半 結 構 晤 談 每 次 約 45 分 鐘 , 先 提 問 第 一 層 次 與 酸 鹼 基 本 性 質 有 關 的 題 幹 ( 題 幹 1~ 2, 例 如 : 氫 氧 化 鈉 屬 於 酸 還 是 鹼 ? …等 ) , 進 而 為 第 二 層 次 與 酸 鹼 中 和 實 驗 操 作 與 反 應 現 象 有 關 題 幹 ( 題 幹 3~ 6, 例 如 : 鹽 酸 與 氫 氧 化 鈉 反 應 之 後 發 生 何 種 反 應 ? 該 加 入 何 種 指 示 劑 ?...等 ) , 第 三 層 次 則 為 比 較 抽 象 複 雜 的 題 幹 ( 題 幹 7~ 10, 例 如 : 酸 鹼 中 和 反 應 屬 於 物 理 或 化 學 反 應 ? 酸 鹼 中 和 前 後 質 量 是 否 守 恆 ?…等 ) 。 學 生 可 動 手 操 作 實 驗 以 輔 助 回 答 , 假 若 學 生 出 現 概 念 發 展 停 滯 、 無 法 理 解 情 形 , 研 究 者 方 給 予 提 示 或 想 法 串 聯 。 研 究 者 不 對 實 驗 操 作 與 概 念 內 容 評 分 、 不 主 導 實 驗 進 行 、 不 設 定 實 驗 目 標 , 避 免 干 擾 學 生 概 念 發 展 過 程 。 ( 三 ) 科 學 語 言 與 概 念 發 展 微 小 發 生 分 析 法 為 瞭 解 概 念 發 展 過 程 與 科 學 語 言 關 係 , 研 究 者 擇 定 並 修 改 具 有 分 析 概 念 發 展 效 能 的 微 小 發 生 分 析 法 (Tsai & Chou, 2006) 作 為 本 研 究 主 要 的 分 析 工 具 。 首 先 , 研 究 者 修 改 此 法 中 與 本 研 究 關 係 不 大 的 「 表 徵 代 理 」 部 分 。 其 次 , 研 究 者 加 入 Halliday 和 Martin( 1993) 分 析 科 學 文 本 項 目 ( 科 學 名 詞 、 語 義 成 分 、 語 法 功 能 ) 、Halliday( 2004) 對 於 語 言 位 階 的 說 明 ( 語 義 功 能 : 關 係 元 、 環 境 成 分 、 過 程 、 質 性 元 、 實 體 成 分 ; 語 法 功 能 : 聯 結 、 次 過 程 、 事 件 、 修 辭 、 物 件 ) , 融 合 三 者 成 為 「 科 學 語 言 與 概 念 發 展 微 小 發 生 分 析 法 」 以 分 析 半 結 構 晤 談 語 言 資 料 ( 分 析 範 例 如 表 2) 。 最 後 , 研 究 者 依 據 上 述 學 者 主 張 的 分 析 判 準 進 行 個 案 學 生 半 結 構 晤 談 資 料 分 析 , 期 望 藉 此 瞭 解 概 念 發 展 過 程 中 概 念 內 容 、 概 念 範 疇 、 科 學 名 詞 、 語 法 成 份 、 語 法 功 能 之 間 的 作 用 , 進 而 進 而 瞭 解 科

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學 語 言 與 概 念 發 展 關 係 。 表 2: 科 學 語 言 與 概 念 發 展 微 小 發 生 分 析 法 範 例 對 象 半 結 構 晤 談 內 容 概 念 內 容 概 念 範 疇 科 學 語 言 科 學 名 詞 語 義 成 份 語 法 功 能 研 究 者 酸 鹼 中 和 實 驗 時 , 指 示 劑 要 加 到 酸 或 鹼 ? 還 是 都 可 以 ? VI1 我 相 信 指 示 劑 應 該 加 到 酸 裡 面 , 因 為 是 酸 ~鹼 ~中 ~和 。 1.誤 解 不 正 確 指 示 劑 使 用 方 式 。 2.根 據 「 酸 鹼 中 和 」 名 稱 , 進 行 指 示 劑 使 用 方 式 的 推 理 。 指 示 劑 酸 鹼 中 和 指 示 劑 酸 鹼 中 和 過 程 實 體 成 分 事 件 物 件 為 提 高 研 究 信 、 效 度 , 此 階 段 由 科 教 專 家 、 科 教 博 士 班 研 究 生 與 15 年 教 學 經 驗 自 然 教 師 各 一 人 共 同 進 行 概 念 內 容 識 別 、 概 念 範 疇 歸 類 、 科 學 名 詞 、 語 義 成 分 與 語 法 分 析 。 假 若 三 者 對 於 某 資 料 看 法 不 一 時 , 則 相 互 討 論 以 求 一 致 結 果 。

肆、研究發現與結論

一 、 概 念 發 展 過 程 中 , 學 生 用 以 描 述 實 驗 與 認 知 狀 態 的 科 學 語 言 當 中 的 科 學 名 詞 呈 現 由 少 至 多 的 趨 勢 。 ( 一 ) 科 學 語 言 出 現 次 數 與 概 念 發 展 正 確 比 例 並 未 呈 現 正 比 關 係 依 照 學 生 酸 鹼 中 和 概 念 發 展 過 程 科 學 概 念 正 確 比 例 , 可 將 其 分 成 : 概 念 高 度 正 確 組 (VS2) 、 中 高 度 正 確 組 ( MI1、 MI2、 MS2、 VS1) 、 中 度 正 確 組 ( MS1、 VI1) 與 概 念 低 度 正 確 組 ( VI2) 。 雖 然 概 念 正 確 比 例 從 90.3~ 11.5%差 距 懸 殊 , 但 科 學 名 詞 使 用 次 數 則 為 33~ 15 次 , 兩 者 並 未 呈 現 正 比 關 係 ( 如 表 3 所 示 ) 。 由 此 可 知 科 學 名 詞 出 現 次 數 並 非 是 決 定 概 念 發 展 正 確 比 例 的 關 鍵 因 素 , 此 可 能 與 學 生 「 模 仿 」 或 「 誤 用 」 科 學 名 詞 而 非 真 正 掌 握 意 義 有 關 。 此 發 現 與 陳 世 文 (2007) 指 出 「 由 於 表 徵 科 學 知 識 的 科 學 詞 彙 常 常 具 有 許 多 訊 息 ,

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造 成 學 生 無 法 詮 釋 其 內 涵 定 義 與 外 延 定 義 , 進 而 不 明 瞭 科 學 詞 彙 的 真 實 意 義 」 現 象 頗 為 相 似 。 表 3: 科 學 名 詞 出 現 次 數 與 酸 鹼 中 和 概 念 發 展 正 確 比 例 統 計 表 正 確 情 形 高 度 正 確 中 高 度 正 確 中 度 正 確 低 度 正 確

代 號 VS2 MI1 MI2 MS2 VS1 MS1 VI1 VI2

正 確 比 例 90.3 73.3 76.5 70.6 77.1 51.4 51.4 11.5 次 數 18 15 21 15 31 33 16 15 說 明 : 代 號 M 表 示 該 生 具 有 影 像 的 ( image) 認 知 偏 好 、 代 號 V 表 示 該 生 具 有 語 文 的 ( verbal) 認 知 偏 好 、 代 號 S 表 示 該 生 具 有 社 會 的 ( social) 互 動 型 態 、 代 號 I 表 示 該 生 具 有 個 人 的 ( individual) 互 動 型 態 。 ( 二 ) 學 生 使 用 科 學 名 詞 的 頻 率 會 隨 著 概 念 發 展 進 行 而 呈 現 由 少 至 多 的 趨 勢 雖 從 表 3 可 知 個 案 學 生 使 用 科 學 名 詞 次 數 與 概 念 發 展 正 確 比 例 並 未 存 在 著 正 比 關 係 , 但 隨 著 概 念 發 展 進 行 , 個 案 學 生 科 學 名 詞 使 用 頻 率 呈 現 由 少 至 多 的 趨 勢 。 以 MS1 為 例 : 研 究 者 : 今 天 所 進 行 的 酸 鹼 中 和 反 應 , 你 覺 得 加 入 什 麼 酸 比 較 好 ? MS1: 可 以 用 鹽 酸 。 研 究 者 : 為 什 麼 要 用 鹽 酸 ? MS1: 因 為 我 在 家 裡 面 曾 經 看 到 鹽 酸 可 以 用 來 洗 廁 所 。 ---( 略 ) 研 究 者 : 酸 鹼 中 和 要 加 入 指 示 劑 , 這 是 因 為 什 麼 原 因 ? MS1: 那 是 應 該 為 了 要 測 量 酸 與 鹼 的 性 質 。 至 於 該 怎 麼 加 入 指 示 劑 , 應 該 是 把 它 滴 入 酸 或 鹼 中 , 然 後 看 看 它 的 反 應 才 對 。 研 究 者 : 請 問 依 你 對 於 酸 鹼 中 和 反 應 的 觀 察 與 感 覺 , 你 認 為 酸 鹼 中 和 是 物 理 還 是 化 學 反 應 ?

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MS1: 應 該 是 化 學 反 應 。 感 覺 上 化 學 反 應 就 是 一 種 比 較 複 雜 的 變 化 , 而 酸 鹼 中 和 操 作 過 程 讓 我 覺 得 有 夠 複 雜 的 , 所 以 是 化 學 變 化 。 概 念 發 展 之 初 ,MS1 僅 能 使 用 鹽 酸 回 答 研 究 者 提 問 , 隨 著 概 念 發 展 進 行 ,MS1 能 使 用 酸 、 鹼 、 指 示 劑 、 酸 鹼 中 和 、 化 學 反 應 五 個 科 學 名 詞 。 概 念 發 展 後 期 , 由 於 研 究 者 提 到 指 示 劑 、 酸 鹼 中 和 、 物 理 反 應 、 化 學 反 應 四 個 科 學 名 詞 ,MS1 的 語 言 資 料 亦 呈 現 類 似 的 科 學 名 詞 並 藉 助 研 究 者 所 提 科 學 名 詞 進 行 推 論 , 此 現 象 呼 應 Costa 與 Marzano( 1987) 指 出 教 師 應 多 使 用 專 門 術 語 、 提 出 批 判 問 題 、 鼓 勵 學 生 在 細 心 思 考 之 後 使 用 創 造 性 詞 語 表 達 內 在 想 法 的 策 略 。 二 、 概 念 發 展 過 程 中 , 學 生 用 使 用 的 科 學 語 言 呈 現 由 單 獨 漸 至 多 重 概 念 、 由 簡 單 漸 至 複 雜 語 義 成 分 、 由 線 性 漸 至 跳 躍 語 法 功 能 的 傾 向 。 個 案 學 生 酸 鹼 中 和 概 念 發 展 具 備 從 單 獨 具 體 概 念 出 發 , 漸 至 瞭 解 、 操 作 、 辨 識 與 酸 鹼 中 和 概 念 相 關 概 念 , 最 終 達 到 聯 結 酸 鹼 中 和 概 念 相 關 概 念 範 疇 的 趨 勢 。 以 VS2 為 例 : 研 究 者 : 你 覺 得 鹽 酸 加 入 水 中 應 該 是 吸 熱 還 是 放 熱 反 應 ? VS2: ( 用 手 觸 摸 燒 杯 ) 這 個 燒 杯 摸 起 來 熱 熱 的 , 所 以 是 放 熱 反 應 ! 研 究 者 : 那 鹼 ( 加 入 水 中 ) 呢 ? VS2: 我 不 知 道 ! 不 過 這 個 問 題 只 要 把 鹼 加 入 水 中 , 然 後 再 摸 摸 看 就 知 道 了 ! ---( 略 ) 研 究 者 : 你 將 鹽 酸 滴 入 氫 氧 化 鈉 之 中 以 進 行 酸 鹼 中 和 反 應 , 你 覺 得 應 該 滴 到 什 麼 時 候 才 要 停 止 ? VS2: 既 然 氫 氧 化 鈉 有 加 指 示 劑 , 那 麼 ( 鹽 酸 ) 應 該 是 要 一 直 加 到 它 ( 燒 杯 的 溶 液 ) 變 色 為 止 , 不 然 加 入 指 示 劑 就 沒 有 意 義 了 ! 實 驗 之 初 ,VS2 所 言 「 這 個 燒 杯 摸 起 來 熱 熱 的 」 屬 於 溫 度 的 感 官 知 覺 描 述 , 其 概 念 內 容 涉 及 熱 量 的 狀 態 描 述 、 概 念 範 疇 屬 於 熱 量 、 語 義 成 分 為 相 對 明 確 穩 定 的 質 性 元 、 語 法 功 能 為 修 辭 。 「 所 以 是 放 熱 反 應 ! 」 此 句 顯 示 VS2 藉 由

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溫 度 的 感 官 知 覺 進 行 推 論 , 其 概 念 內 容 涉 及 放 熱 反 應 、 概 念 範 疇 屬 於 熱 量 、 語 義 成 分 為 相 對 明 確 穩 定 的 實 體 成 分 、 語 法 功 能 為 物 件 。 但 在 下 半 段 的 晤 談 資 料 VS2 所 言 「 既 然 氫 氧 化 鈉 有 加 指 示 劑 , 那 麼 ( 鹽 酸 ) 應 該 是 要 一 直 加 到 它 ( 燒 杯 的 溶 液 ) 變 色 為 止 」 屬 於 實 驗 操 作 的 觀 察 與 推 論 , 其 概 念 內 容 涉 及 對 鹼 的 描 述 與 酸 鹼 中 和 認 知 推 論 , 概 念 範 疇 屬 於 鹼 、 指 示 劑 、 酸 鹼 中 和 , 語 義 成 分 則 為 相 對 隱 晦 的 關 係 元 與 過 程 , 語 法 功 能 涉 及 聯 結 、 事 件 。 隨 後 「 不 然 加 入 指 示 劑 就 沒 有 意 義 了 ! 」 句 中 ,VS2 清 楚 指 出 指 示 劑 在 酸 鹼 中 和 反 應 中 所 扮 演 的 角 色 , 並 使 用 屬 於 實 體 成 分 的 語 義 成 分 、 對 應 語 法 功 能 為 物 件 的 科 學 語 言 來 描 述 本 身 的 認 知 , 故 可 知 VS2 此 時 已 能 藉 由 指 示 劑 來 推 論 實 驗 操 作 , 亦 即 VS2 的 科 學 語 言 已 從 單 純 的 科 學 名 詞 使 用 進 展 到 聯 結 與 酸 鹼 中 和 概 念 相 關 概 念 範 疇 。 對 應 於 Halliday( 2004) 的 語 言 位 階 而 言 , 上 述 發 現 所 對 應 的 語 義 成 分 則 是 從 形 容 溫 度 的 質 性 元 與 科 學 名 詞 的 實 體 成 分 出 發 , 逐 漸 遷 移 至 描 述 酸 鹼 中 和 反 應 進 行 過 程 的 語 義 成 分 , 最 終 達 到 具 有 聯 結 語 法 功 能 的 關 係 元 , 顯 示 其 語 義 成 分 發 展 亦 具 有 從 具 體 明 確 朝 向 抽 象 隱 晦 的 傾 向 。 若 就 概 念 發 展 語 法 功 能 而 言 , 實 驗 之 初 VS2 的 語 法 功 能 為 從 修 辭 遷 移 至 物 件 , 屬 於 線 性 且 不 大 的 文 法 位 階 跨 越 。 隨 著 概 念 發 展 進 行 ,VS2 的 科 學 語 言 呈 現 從 事 件 遷 移 至 修 辭 再 遷 移 至 物 件 的 語 法 功 能 。 综 言 之 , 概 念 發 展 過 程 中 學 生 使 用 科 學 語 言 具 有 由 線 性 至 跳 躍 語 法 功 能 的 傾 向 。 三 、 科 學 語 言 可 以 表 徵 概 念 發 展 脈 絡 、 協 助 概 念 發 展 , 而 概 念 發 展 亦 能 協 助 學 生 更 為 熟 練 的 使 用 科 學 語 言 。 概 念 發 展 過 程 中 , 由 於 科 學 語 言 可 以 解 釋 科 學 事 件 , 因 而 協 助 學 生 表 徵 自 身 概 念 發 展 脈 絡 並 協 助 概 念 發 展 。 以 概 念 中 高 度 正 確 學 生 VS1 為 例 : 研 究 者 : 很 好 ! 請 問 你 知 道 什 麼 叫 做 酸 鹼 中 和 嗎 ? VS1: ( 立 刻 回 答 ) 我 知 道 ! 酸 鹼 中 和 就 是 指 酸 加 鹼 。 研 究 者 : 你 認 為 酸 鹼 中 和 後 會 發 生 什 麼 改 變 ? VS1: 因 為 酸 鹼 中 和 了 嘛 , 所 謂 的 中 和 就 是 沒 有 酸 或 鹼 , 所 以 不 會 有 什 麼 改 變 的 。

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---( 略 ) VS1: ( 實 驗 操 作 : 將 氫 氧 化 鈉 滴 入 鹽 酸 中 , 當 整 杯 鹽 酸 變 成 紅 色 後 立 即 停 止 。 ) 研 究 者 : 酸 鹼 中 和 後 會 發 生 什 麼 改 變 ? VS1: 酸 與 鹼 會 在 酸 鹼 中 和 之 後 消 失 而 且 顏 色 變 化 , 屬 於 化 學 變 化 。 實 驗 之 初 ,VS1 所 言 「 酸 鹼 中 和 就 是 指 酸 加 鹼 」 、 「 因 為 酸 鹼 中 和 了 嘛 , 所 謂 的 中 和 就 是 沒 有 酸 或 鹼 , 所 以 不 會 有 什 麼 改 變 的 。 」 , 其 語 義 成 份 從 第 一 句 的 實 體 成 分 遷 移 至 過 程 , 變 成 第 二 句 的 實 體 成 分 遷 移 至 過 程 。 就 科 學 語 言 的 文 法 隱 喻 位 階 與 級 列 遷 移 的 觀 點 而 言 , 第 一 、 二 句 的 遷 移 方 向 恰 巧 相 反 , 此 種 現 像 並 不 利 學 生 理 解 、 建 構 科 學 概 念 。 對 應 實 驗 後 期 ,VS1 所 言 「 酸 與 鹼 會 在 酸 鹼 中 和 之 後 消 失 而 且 顏 色 變 化 , 屬 於 化 學 變 化 。 」 , 其 語 義 成 分 從 聯 結 酸 與 鹼 的 關 係 元 出 發 , 隨 後 為 指 出 酸 鹼 中 和 反 應 現 象 的 過 程 的 語 義 成 分 , 最 終 的 語 義 成 分 為 指 出 酸 鹼 中 和 屬 於 化 學 反 應 的 實 體 成 分 , 其 遷 移 涉 及 從 抽 象 的 關 係 元 至 具 體 的 實 體 成 分 。 此 情 形 表 徵 VS1 已 經 順 利 跨 越 較 大 的 理 解 位 階 , 亦 暗 示 VS1 已 經 進 展 到 更 為 完 整 的 發 展 階 段 。 上 述 過 程 中 ,VS1 並 未 受 到 研 究 者 影 響 或 暗 示 , 其 概 念 發 展 脈 絡 從 酸 、 鹼 、 酸 鹼 中 和 概 念 範 疇 順 利 跨 越 到 顏 色 變 化 的 指 示 劑 概 念 範 疇 , 最 後 進 展 到 化 學 變 化 概 念 範 疇 , 此 種 現 象 呼 應 林 雅 慧 、 張 文 華 和 林 陳 涌 (2003) 「 師 生 對 談 中 , 學 生 的 論 點 有 時 會 因 為 論 題 的 跳 躍 或 重 新 提 及 進 而 跨 越 多 個 對 談 片 段 並 衍 生 許 多 概 念 」 的 看 法 , 亦 符 合 Ganea, Shutts, Spelke 和 DeLoache( 2007) 所 指 出 的 「 縱 然 是 未 滿 二 歲 的 孩 童 亦 可 藉 由 語 言 建 立 未 曾 見 過 物 體 的 性 質 , 並 能 運 用 語 言 更 新 本 身 對 物 體 的 表 徵 」 。

伍、研究啟示與建議

根 據 研 究 結 論 得 知 : 學 生 概 念 發 展 過 程 中 , 用 以 描 述 實 驗 與 認 知 狀 態 的 科 學 語 言 當 中 的 科 學 名 詞 呈 現 由 少 至 多 的 趨 勢 。 此 結 論 啟 發 自 然 教 師 應 於 教 學 過 程 中 使 用 不 同 對 話 策 略 、 創 造 師 生 對 談 機 會 、 促 進 學 生 說 明 與 批 判 陳 述 、 引 導 學 生 熟 悉 並 慣 用 科 學 語 言 , 進 而 創 造 概 念 發 展 條 件 、 提 升 自 然 科 學 的 學 習 成 效

(11)

。 此 與 Keith, Carolyn, Pauline 和 Michele( 2004) 主 張 「 當 自 然 教 師 發 現 某 個 科 學 概 念 難 以 教 導 時 , 可 藉 由 師 生 之 間 連 續 互 動 與 回 饋 以 增 強 學 生 對 於 科 學 術 語 或 概 念 的 詮 釋 與 賦 義 」 的 見 解 一 致 無 二 。 對 於 科 學 語 言 與 概 念 發 展 之 間 的 關 係 而 言 , 雖 然 Christiansen 和 Chater( 2008) 曾 主 張 「 大 腦 主 動 形 塑 、 使 用 、 演 化 不 同 性 質 的 語 言 , 而 非 語 言 影 響 大 腦 的 運 作 」 , 然 而 本 研 究 從 學 生 於 概 念 發 展 過 程 中 瞭 解 到 學 生 所 使 用 的 科 學 語 言 呈 現 單 獨 漸 至 多 重 概 念 、 簡 單 漸 至 複 雜 語 義 成 分 、 線 性 漸 至 跳 躍 語 法 功 能 的 傾 向 , 尚 難 斷 言 科 學 語 言 與 概 念 發 展 二 者 之 間 的 因 果 關 係 。 雖 然 如 此 , 但 對 目 前 國 中 教 學 現 場 而 言 , 打 破 教 室 沉 悶 學 習 氛 圍 、 鼓 勵 學 生 使 用 科 學 語 言 表 達 看 法 , 應 具 有 促 進 概 念 發 展 的 正 面 效 果 。 對 於 未 來 研 究 而 言 , 研 究 者 建 議 除 了 擴 充 研 究 樣 本 數 量 的 橫 斷 性 研 究 ( 量 化 研 究 ) 之 外 , 亦 可 針 對 不 同 科 學 概 念 、 不 同 學 習 風 格 樣 本 、 不 同 學 習 情 境 、 不 同 對 話 模 式…等 進 行 追 蹤 觀 察 的 縱 貫 性 研 究 ( 質 性 研 究 ) , 以 瞭 解 科 學 語 言 如 何 產 生 ? 為 何 產 生 ? 是 否 具 有 發 展 機 制 ?...等 。 最 後 , 由 於 本 研 究 採 用 方 便 取 樣 與 個 案 學 生 人 數 不 多 , 因 此 取 樣 代 表 性 與 結 論 外 推 性 均 有 可 加 強 之 處 , 建 議 後 續 研 究 可 以 增 加 個 案 學 生 人 數 , 並 可 針 對 概 念 發 展 過 程 之 中 , 科 學 語 言 的 作 用 機 制 做 更 深 入 的 探 討 。

參考文獻

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參考文獻

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