國立台東大學教育研究所 碩士論文
指導教授：熊同鑫先生
國中生對「酸、鹼」另有概念之研究 -以台東縣關山區策略聯盟國中為例
研究生：石鎮寰 撰
中華民國九十五年七月
謝 誌
想起三年前考上研究所，心情百味雜陳、忐忑不安，心想我是否能和班上 大部分年輕的老師一起完成這三年的課業；當口試通過一剎那，喜悅之心情，
點滴在心頭。首先我要感謝指導教授熊同鑫博士，在我在寫論文的過程中悉心 的指導，使我在論文架構、用辭、寫作技巧上獲益匪淺；並感謝李暉博士、林 家慶博士在我口試時給予寶貴的意見與建議，使這本論文的內容更加周詳、完 善。
其次我要感謝三姊在論文、期刊的蒐集、影印過程中給我最大的協助與幫 忙；Matt 老師與農工賴育萱老師在英文摘要翻譯上的修飾；馬蘭國小林俊賢老 師在統計上全力的幫忙，使我困惑的統計問題迎刃而解。在此也謝謝關山區策 略聯盟國中各輔導主任提供我晤談時安靜的空間及協助，使我晤談過程非常順 利。在讀書期間，承蒙梁忠銘博士、熊同鑫博士、潘玉樹博士、何俊青博士、
鄭耀男博士、王前龍博士等教授在教育研究法、行動研究、教育統計、課程教 學理論、調查研究等課程的引導，在此一併獻上由衷的感謝。另外，班上同學 在撰寫論文期間的互相聯絡、加油打氣，是我在東大求學期間最美好的回憶。
最後，在研究所進修這段日子，特別感謝父母親、妻子及兩位小孩在我進 修期間給我精神上的鼓勵與支持，使我無後顧之憂地完成研究所學業。
石鎮寰謹誌 95.07.05
國中生對「酸、鹼」另有概念之研究
－以台東縣關山區策略聯盟國中為例
石鎮寰
國立台東大學教育系（所）
中文摘要
本研究在探討國中三年級學生對於酸鹼概念的想法，從中分析國三學 生有關酸鹼的另有概念，和可能造成另有概念的原因，並比較原、漢族學 生對酸鹼概念理解的差異情形。
本研究資料收集方式，以台東縣關山區策略聯盟國三學生 136 名為研 究對象，進行開放式紙筆測驗，以百分率統計分析了解學生認知情形，並 從中挑選 20 名具有另有概念的學生進行事例晤談。
綜合開放式紙筆測驗及事例晤談結果得到結論如下：
一、 比較原、漢族學生在開放式紙筆測驗上的表現無顯著差異。
二、 原住民學生在紙筆測驗答對率普遍高於漢族學生。
三、 原、漢族學生另有概念的來源有：受到日常生活和觀察直覺；學科 背景的不足；學習誤解或過度推論等因素影響。
四、 原、漢族學生存在較多的另有概念有：
（一）電解質的定義及分類。
（二）電解質水溶液呈電中性原因。
（三）常用的酸鹼指示劑和檢驗。
（四）酸鹼濃度與 pH 值。
（五）酸與鹼的中和反應現象和產物。
關鍵詞：另有概念、事例晤談、酸鹼概念
Junior High School Students’ Alternative Conceptions about Acids
and Bases: A Case Study on Junior High Schools in a Strategic Alliance in the Guan-shan District of Taitung County
Chen-Huan Shih
Department of Education National Taitung University Abstract
This research aims to study junior high school , 9th grade students’ alternative conceptions about acids and bases by analyzing their understanding and comparing the different conceptions between aboriginal and Han students.
The data is collected from the paper-and-pencil test of 136 junior high school 9th grade students in the Guan-shan District. Statistical analysis was used in assessing the students’ understanding. Additionally, 20 students with alternative conceptions were selected for individual interviews about instances.
The major results are as follows:
1. On the written test, there is no significant difference between the two groups on the conception of “acids and bases”.
2. The overall performance of the aboriginal students on the written test is better than that of the Han students.
3. The formation of alternative conceptions of aboriginal and Han students is influenced by living experiences, intuitive observation, insufficient academic knowledge, misunderstanding and over generalization.
4. The alternative conceptions aboriginal and Han students mostly have are:
（1）The definition and classification of electrolytes.
（2）The reason why electrolytes have electricity neutral while immersed in a solution.
（3）The acid-base indicator and examination method commonly used.
（4）Acid/base concentration and pH values.
（5）The acid-base neutralization reaction and product.
Keywords: alternative conception, interviews about instances ,concepts of acids
and bases
目次
第一章 緒論
第一節 研究背景與動機---1
第二節 研究目的與待答問題---4
第三節 名詞界定---4
第四節 研究基本假定、範圍與限制---5
第二章 文獻探討 第一節 科學概念及其相關研究---7
第二節 酸鹼概念的相關研究---12
第三節 概念研究的方法---20
第三章 研究方法與步驟 第一節 研究樣本---24
第二節 研究工具---25
第三節 研究流程---34
第四節 資料整理與分析---37
第四章 結果與討論 第一節 開放式紙筆測驗結果與討論---38
第二節 晤談結果的分析與討論---68
第三節 綜合討論---89
第五章 結論與建議 第一節 研究發現與結論---99
第二節 建議---102
參考文獻
中文部分---104
英文部分---108
附錄 附錄 一 開放式測驗預試另有概念統計表---111
附錄 二 酸鹼科學概念試卷---112
附錄 三 酸鹼晤談題組---115
附錄 四 晤談用圖卡---118
附錄 四 晤談用字卡---123
附錄 五 晤談評分者一致性表---124
表次
表 2-2-1 酸、鹼另有概念產生的原因及類型---14
表 2-2-2 國內酸、鹼研究常見另有概念分析---15
表 2-2-3 國外酸、鹼研究常見另有概念分析---17
表 2-3-1 概念研究的類型---20
表 2-3-2 認知結構的評估與描述---20
表 2-3-3 另有概念研究的方法---21
表 2-3-4 各項概念評測工具特性比較表---22
表 3-1-1 預試樣本資料---24
表 3-1-2 正式試卷施測樣本資料---25
表 3-2-1 國中生「酸、鹼」概念分析表---26
表 3-2-2 開放式紙筆試卷修正表---29
表 3-2-3 正式開放式試卷與概念主題與命題敘述之細目表---30
表 4-1-1 第 1 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---39
表 4-1-2 第 1 題學生回答理由---39
表 4-1-3 第 2-1 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---40
表 4-1-4 第 2-1 題學生回答理由---41
表 4-1-5 第 2-2 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---42
表 4-1-6 第 2-2 題學生回答理由---43
表 4-1-7 第 2-3 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---44
表 4-1-8 第 2-3 題學生回答理由---44
表 4-1-9 第 3-1 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---45
表 4-1-10 第 3-2 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---46
表 4-1-12 第 3-1、3-2、3-3 題學生回答理由---47
表 4-1-13 第 4-1 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---48
表 4-1-14 第 4-1 題學生回答理由---49
表 4-1-15 第 4-2 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---50
表 4-1-16 第 4-2 題學生回答理由---50
表 4-1-17 第 5-1 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---51
表 4-1-18 第 5-1 題學生回答理由---52
表 4-1-19 第 5-2 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---53
表 4-1-20 第 5-2 題學生回答理由---53
表 4-1-21 第 6-1 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---54
表 4-1-22 第 6-2 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---55
表 4-1-23 第 6-3 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---56
表 4-1-24 第 6-1、6-2、6-3 題學生回答理由---56
表 4-1-25 第 7-1 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---58
表 4-1-26 第 7- 1 題學生回答理由---58
表 4-1-27 第 7-2 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---59
表 4-1-28 第 7-2 題學生回答理由---60
表 4-1-29 第 7-3 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---61
表 4-1-30 第 7-3 題學生回答理由---61
表 4-1-31 第 7-4 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---62
表 4-1-32 第 7-4 題學生回答理由---63
表 4-1-33 第 8 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---64
表 4-1-34 第 8 題學生回答理由---64
表 4-1-35 第 9-1 題原、漢族學生選項結果交叉統計表---65
表 4-1-36 第 9-1 題學生回答理由---66
表 4-1-38 第 9-2 題學生回答理由---67
表 4-3-1 受測學生百分比一致性卡方考驗及試題答對百分比統計表---89
表 4-3-2 紙筆測驗學生回答理由的另有概念---92
表 4-3-3 晤談學生回答理由的另有概念---94
表 4-3-4 酸鹼另有概念與國內外文獻比較---98
圖次
圖 3-1 「酸、鹼」專家概念圖---27 圖 3-2 研究流程圖---35
第一章 緒論
第一節 研究背景與動機
因為世界急遽的科技化，所有學生都應具備基本科學能力。中小學科學教師 有責任培養學生去面對二十一世紀高科技的世界。教師和學生應該主動地組織、
整理解釋知識，不能只重複記憶而已。學生應能用他自己的語言去解釋概念，而 不是用教科書作者的語言去回答概念（熊召弟、王美芬、段曉林、熊同鑫譯，1996，
P.23）。歐陽鍾仁（1987）指出當前我國中小學科學教育，因在升學主義的氣氛籠 罩下，教師都忽略了學生的學習能力與學習興趣，而在傳統教師的權威主義盛行 下，恐怕一半以上的科學教師都無法說明我們到底為什麼要學習科學。
Driver 和 Oldham（1986）認為學生原來知識、學生主動學習與建構知識及概 念轉變的理念皆是科學教學上必須重視的。陳珊珊（1993）指出科學結構的研究 最主要為探究科學知識的歷程與概念化的組織科學知識，在傳遞科學知識的學科 中，概念是極為重要的學習單位，經由有意義的學習而獲得的概念，可對更多知 識做有機的連鎖反應，才能使人類具有深入思考的能力，並作為繼續研究科學的 根據。
研究者在偏遠地區任教十幾年，深感學生在學習理化時對於抽象的科學名詞 及定義，只憑舊有的經驗及原有知識去理解，時常就會產生錯誤的想法。如科學 概念無法正確的釐清，甚至學生因碰到困難而放棄該科目，是每位老師不樂於見 到的。現今教育局推動小校策略聯盟，最主要的就是能藉助各領域的研習討論，
了解各科老師在現場教學上有何難處，來共同討論解決問題，以提升學生的學習 意願更能達到基本的能力。在五所策略聯盟的學校中又有兩所是屬於原住民山地 國中，原住民族群長久以來居住偏遠地區或山區生活的背景、環境、風俗習慣、
容皆是以主流文化來傳遞，更導致原住民學生在學習上遭遇困難。
傅麗玉（1999）認為原住民中小學科學課程與教學必須提供機會，讓原住民 中小學生在其生長所在的社會與地理環境中學習科學，以其原有的世界觀對於科 學單元相關的自然現象去詮釋，同時導入相關科學理論中的自然現象，透過教學 單元中的科學概念知覺，而轉成世界觀，達成科學學習。Novak（1988）曾提出，
多數的認知心理學者對於學生的學習都認同：1.概念獲得很早就發生；2.錯誤概念 不易修正；3.先備知識會影響新知識的學習；4.處理資訊的容量是有限的。所以，
現場老師要知道學生學習的困難，就必須先了解學生原有的先備知識，改變自己 的教學方法，才能達到有效的教學。
根據熊召弟等譯（1996，P.189）指出，學生常將個人對化學的理解，沒有發 展出統整性的理解，對有些學生而言，背誦方式幫助他們考高分；但是，背誦並 不能引導學生應用化學概念的學習。科學教育的主要目標是讓學生親近自然，加 強他們對事物及現象的關心，且能進一步認識自然與生活的關係，以培養他們用 科學方法及科學態度去觀察處理或解決問題的能力（許丹瓊、王澄霞，1984）。九 年一貫「自然生活科技學習領域」課程之精神－即科學概念的學習能在探討中獲 得瞭解，並在實用中得到體會，此研究主題兼具生活化、實用化及趣味化之意義。
我國中學理化教科書歷屆的版本內容，包含科學概念及科學技能方面的知 識。這些內容是科學教育目標所要達成的項目，也是理化教學目標的重要成分。
歷年來有許多學者，針對這些科學知識及科學過程技能做過詳細的研究。其目的 想了解，理化教科書中有哪些概念是比較難理解的？有哪些概念是比較容易產生 迷思的？經由收集到的資料分析結果發現，這些主題包括酸鹼及氧化還原。有關 酸鹼概念理解方面，學生對酸鹼定義，大都集中在日常生活現象描述；對酸鹼強 弱的差別，認為是腐蝕性或濃度不同所致。pH 值概念是國中生較難理解的部份，
pH 值大小存有不同類型的迷思，較易發生問題的酸鹼概念是電解質的解離及酸鹼 中和的問題，特別是中和產物及反應式的表示法（廖焜熙，2001）。
另外國內研究方面（陳珊珊，1993；宋志雄，1993；李詩閔，2001；邱煥文，
2001；姚錦棟，2002；蘇景進，2004）用不同方式進行研究，發現在國中階段，
學生所學習範圍內的物質酸鹼概念，均與國小階段學習過較基礎的酸鹼概念相 關；因此按常理推測，國中的學生應比小學生具備較完整的酸鹼性質之知識。但 事實上卻不然，許多國中生和國小學生一樣，仍然存在許多的概念上的迷思，值 得我們深思，因為迷思概念若無法去除，將會影響學生有關科學方面的學習（黃 萬居，2005）。因此對學生「酸鹼」概念理解程度的研究，值得再深入研究探討。
國內外的一些科學學者在探究學生酸鹼之迷思概念（misconception）、另有概 念（alternative conception）、另有架構（alternative frameworks）等，一般研究者常 用概念圖、晤談法與紙筆測驗來探究。晤談法能深入瞭解學生解釋自然現象的理 由，更進而探索他們的思考模式（王美芬，1991）。另外探究學生原有知識、和迷 思概念的研究方法，以心理學與社會學的傳統而言，有解說的（erklaren）和理解 的（verstenhen）兩大派點：解說派點著重在量的分析，是屬於傳統式的研究方法；
理解性的為臨床晤談法（clinical interview），是以面對面直接訪談學生的方式，來 暸解學生心中真正的想法。此法的優點是能深入、詳盡、整體的描述，使研究具 有深厚的實證基礎（引自陳啟民，1991）。近年來，在原住民科學概念方面研究，
偏向於國中小學生數學及生物方面，在理化方面只有葉芙妏（2002）屏東縣「漢、
原族群國小學童蒸發與凝結概念之比較研究」。但在國中理化方面研究甚少，原、
漢族國中生對酸、鹼另有概念，因此有其研究之空間。
為了瞭解學生對酸鹼的理解程度，先對學生實施開放式紙筆測驗施測，了解 其另有概念之所在，在對學生更深入晤談，本研究採用事例晤談方式進行晤談，
以不同的圖卡、字卡或實驗器材來探究學生對酸鹼概念所持有之另有概念及認知 程度；其研究成果，可提供教師依據學生對酸鹼之另有概念及概念形成之原因，
針對原、漢族不同類型學校進行教材之編寫，及教學策略上的參考。
第二節 研究目的與待答問題
一、研究目的
基於上述研究背景與動機，本研究在於分析國三學生對「酸鹼」之另有概念 及形成原因、類型，並擬探討原、漢族國中生對「酸鹼」概念是否存有差異？
研究目的有三點：
（一）探討策略聯盟學校國三學生在「酸鹼」概念的認識及理解程度。
（二）探究策略聯盟學校國三學生形成「酸鹼」另有概念的原因。
（三）比較國三原、漢族學生在「酸鹼」之另有概念之差異性。
二、待答問題
針對本研究的研究目的，提出以下待答問題：
（一）策略聯盟學校國三學生在「酸鹼」存在的另有概念有哪些？
（二）策略聯盟學校國三學生對「酸鹼」另有概念形成的原因為何？
（三）探究國三原、漢族學生在「酸鹼」另有概念是否存有差異性？
第三節 名詞界定
本研究所涉及的重要名詞，分述如下：
一、關山區策略聯盟學校學生
本研究中所指就讀於台東縣境卑南鄉、鹿野鄉、延平鄉、海端鄉五所國 中的原、漢族三年級學生。
二、策略聯盟（strategic alliance）
一個以上學校主體，經正式契約方式，發揮結盟各校優點，達到互補互
利的目的，在聯盟內進行資源分享，共同研究、師生的交流、組織的學習等 合作的策略，以增進聯盟整體的成長，達成聯盟學校長期的理想目標，對外 能因應競爭的關係（施佑吉，2004）。
三、另有概念（alternative conception）
是指學生從本來就存在的知識、對周遭自然界的現象有獨特的想法，這 些想法可以引導學生去認識生活中所遭遇的事物，在某些情況下，學生對不 同的現象持有不同的信念和看法，這些想法通常和科學家的科學知識不同，
因此稱為「另有概念」（鄭湧涇，1998）。
四、事例晤談（interviews about instances）
晤談者利用實物、文字或圖卡要求學生對圖卡中的內容說出心中的想 法，晤談者在整個晤談過程中強調沒有正確和標準的答案，不論學生答對或 答錯均重視學生的回答，直到了解學生可能的想法為止。
五、 「酸、鹼」概念
國中自然與生活科技（康軒版）第四冊第二章為主，包括溶液與離子、
認識電解質、酸鹼的定義、酸鹼濃度表示法和 pH 值、酸鹼指示劑的意義和用 途、酸鹼中和與鹽的關係等。
第四節 研究基本假定、範圍與限制
一、研究的基本假定
（一）受試者在回答試題時，能充份了解選項內容，並能認真作答，即回答的 答案要和他心中的想法要一致。
知，研究者根據分析結果，可推知學生對酸鹼概念的理解及另有概念類 型。
（三）國中學生在酸鹼概念上，原、漢族群間沒有顯著差異。
二、由於受到時間、人力、經費、受試者等因素的影響，本研 究範圍與限制如下：
（一）本研究研究範圍是依據民國八十六年公佈的國中理化科課程標準及九十 年九年一貫自然與科技領域課程綱要七到八年級部分的課程內容為主，
對較深澀的概念，均不包括在內。
（二）本研究在於探討國中三年級學生對「酸鹼」的另有概念，不涉及學生學 習的相關教材前、後概念改變的情形。
（三）本研究的對象非隨機抽樣，只限於台東縣關山區策略聯盟學校國三學生 為樣本，樣本屬性較不適建立廣泛的常模。
第二章 文獻探討
本章共分成三節來敘述不同的相關文獻，了解有關國中生對酸鹼概念之研 究，以作為理論基礎。第一節為科學概念及相關研究，探討概念的意義、特性及 來源；第二節為酸鹼概念的相關研究，分析國內外文獻或論文有關酸鹼之研究；
第三節概念的研究方法，探討不同概念診斷的方法以及本研究所用的方法。
第一節 科學概念及其相關研究
一、概念的意涵
概念一詞在英文有兩種表達方式，一為 conception，一為 concept。根據韋氏大 字典說明，conception 雖然經常與 concept 一字混合使用，但卻不太相同。Concept 是指我們對一串特殊事例思考過後形成的想法（idea），它可能是抽象的，也可能 是模糊的感覺。Conception 則強調想像（imaging）的過程或概念形成的過程而非結 果（鍾聖校，1994）。什麼是概念（concept）呢？從概念的屬性、特徵來看，概念 是包括重要屬性（attributes）或特徵（features）的同類事物之總稱。根據某些事物 共有的重要屬性或特徵，將其歸為一類，就形成一概念。藉著概念的形成（或概 念學習），我們將訊息按概念分類處理，不需每一事物給一名稱，可節省許多字彙 及記憶上的負擔，因此可據以進行推理、決策或問題解決等思考活動，故概念形 成可說是思考的基礎(鄭麗玉，1993)。另鄭昭明（1993）也認為「概念」是一個象 徵的建構（symbolic construction），用來代表外界事物（object）或事件（events）
的共有屬性（common attributes）或特徵。
學者從心智模式、先備知識觀點來看，他們認為概念是讓個體了解、解釋或 預測事件或系統的心智表現，並將概念視為思想的工具。進一步把概念動態 化，
（preconception）而建構發展出來的結果（Linder,1993；郭重吉，1992）。賈馥茗
（1992）具體的指出概念代表整個一類或同類事物，其本質就是事物和事件是可 靠的、有根據的意義，而且應是確定的意義，因為人們使用這個概念時便不再將 它視為不確定的和有條件的，是把它當成可靠的手段，去理解和解釋那些仍然不 確定的疑惑事物，而它深具類化的能力可以幫助我去認識未知的事物。認為概念 是理智的工具，運用它可以把感覺和回憶的材料集中起來，以便澄清含糊的事實，
使看起來似乎是混亂的東西變得有秩序，使不連貫的東西統一起來。
歐陽鍾仁（1987）綜括概念是指一種認知過程的形成階層，在認知階層中，
以思想的本質、觀點以及物體間的關係為其特徵，使其個體能夠比較、概括、抽 象及理解的活動，並以語言為其主要表達工具。
黃台珠（1984）提出概念所具有的主要特性，首先是概念的共同性：他認為 一個概念在物體、事件或其他概念之中有其共同性，所了解一個概念，是指知道 其分類的規則，能分辨出何者屬於此概念範圍，何者則非，同時能找出此一概念 與其他概念之關係及其差異性；第二個是有關概念的符號化：概念本身是存在於 人類的心智中，並須經過語言或其它的符號化方式才能與他人溝通或傳達，但是 語言等將人類心智轉譯的符號對於確實的認知上是有限制的；最後則是概念在文 化上的差異性：是依使用者的認知不同而異，概念是依使用者文化背景來表達實 體，每個人都在建構自己的實體，因此對概念的認知、了解及詮釋會有差異。
二、另有概念的定義
所使用的「概念」一詞所含的特質、定義亦有所差異，因此出現相當多的名 詞，研究者的稱呼不一致，例如：前期概念（preconceptions）、私人概念（private conception）、學生架構（student frameworks）、天真理論（native theories）、另有概 念、迷思概念等（鄭麗玉，1998）。Gauld（1978）認為當他們被用來描述學童對自 然界現象所作合理化的解釋時，有些研究者必未注意到其間之差異性而常加以交 互使用。
張川木（1995）指出另有概念是學童的心靈並非是被動的接受外來的刺激；然 而，在某些情況下，他們所建構出來的意義是不同於科學家的想法，學童在接受 正式的學校教育之前，以發展出他們自己對自然界現象的看法。Abimbola（1988）
對於另有架構和另有概念的解釋，他認為架構一詞似乎蘊含著學生對自然界現象 的推理結果皆具有某種聯結關係，但是，事實上並非如此，所以另有架構之應用 範圍乃有其侷限性。因此建議另有概念描述學童自創概念之較佳術語。
鄭麗玉（1998）提出在過去，許多研究者喜用 misconceptions，但 Wandersee 等 人認為另有概念要勝於 misconceptions、另類架構、或其他的詞。因為另有概念暗 示這些概念是脈絡上合理的，而且可以導致較有利的概念（如：科學概念）；而 misconceptions 則意指模糊、不完全、錯誤的理解事務，如此不僅和知識的建構觀 相矛盾，而且暗示這樣的概念有負面價值，對學習者的認知目的沒有用，應該趕 快根除。「學習者說出他們所想的」是他們的另有概念。
綜合上述對於另有概念之意義定為：學童使用某科學概念時，其想法是不同 於正統的科學概念，本文以另有概念取代迷思概念。
（一）另有概念的特性
根據學者 Fisher（1985）；鍾聖校（1995）；張川木（1995）對另有概念特性的 看法，歸納出不同的層面，如下所述：
1. 從科學社群的觀點：它和同領域的專家概念是不同的或是在相同領域中早 期就被接受的，不是僅存於特定學科領域，而是普遍存在自然學科。
2. 由個體概念觀點：它會存在於不同文化背景、不同年齡層、不同國家的個 體中。
3. 是頑強不易改變：可能受到生活環境、生活經驗、生理現象（基因、神經）
等因素影響，加上外在所得的訊息內化，故個體的另有概念是特殊具有個 別性的。
4. 受個人思考邏輯的影響：產生推理、類比上的錯誤，或是直覺上的認知不 正確。
減情形可得知哪些概念普遍性較高。
6. 從科學歷史發展淵源：有類似的先例產生，所以在同領域中類似的概念在 早期是被接受的。
由以上敘述得知，另有概念是受先備知識，及生活自然環境的影響，在傳統 式的教學中大多數很難將另有概念扭轉，即使費許多口舌講解，仍一再出現，讓 學者不得不承認其深根蒂固的存在事實。所以教師必須了解另有概念的特性及來 源，再加上要有正確的教學方式，才能將學生導向正統的科學概念。
（二）另有概念的來源
先期概念進入學習環境，這些概念可能不是課程編者和教師所認為的科學家 可接受的「正確」概念；但先不論老師的科學概念是甚麼樣？事實上，我們發現 學生持著錯誤世界觀，直至成人時期卻仍然一樣（王美芬、熊召弟，1998）。根據 不同的研究者的研究，可歸納學生為什麼持有另有概念的可能來源列述於下
（Fisher,1985；Head,1986；Wandersee etal.,1994；王美芬、熊召弟，1998；Pardhan
＆Bano,2001；Pozo,2001）：
1. 教師方面：在上課時教師缺乏對學生的察覺及興趣，自認為只要教學生馬 上就學會的心態、過份強調傳統的講述法。另有概念非常頑強且不易消 失、教師和學生可能同樣持有另有概念，當學生時的經驗，缺乏動手做和 新智思考的經驗、術語與隱喻的概念不清楚，受日常生活語言和文化背景 的影響、教科書的影響。
2. 日常生活方面：日常生活的觀察與經驗、來自同儕之間的學習。
3. 科學知識：對於名詞錯誤的聯想、熟悉不熟悉的概念產生對字義模糊產 生的混淆、學生缺乏科學知識的來源、類比產生的混淆。
4. 一組多樣個人經驗：出自個體本能性的意念、語言和隱喻、來自同儕之間 的學習、源自教師的解釋和教材、同儕文化。
5. 外在環境：教室外個人和社會經驗、大眾媒體的影響。
（三）另有概念的改變及教學
Posner, Strike, Hewson 和 Gertzog（1982，引自劉俊庚 2002）認為概念的學習 並不是單純的加入新的片段訊息，而是涉及新舊知識之間互動的關係，概念改變 的 形 式 可 分 大 範 圍 及 小 範 圍 ， 稱 之 為 「 同 化 」（ assimilation ） 及 「 調 適 」
（accommodation）。學習者僅是將新知識加入原有知識中，而新舊知識二者並未重 新組織，稱之為同化，這種學習方式並未使原有的概念體系發生重大改變。若學 習者的現有概念不適當，無法掌握新情況時，學生必須取代或重新組織他們概念，
稱為調適，這種學習方式需要大規模的概念改變。他們並提出概念改變四個條件：
1.對自己現有概念不滿意；2.學生對新的概念可理解的；3.新的概念是合理的；4.
新概念可預測自然現象。Linder（1993）指出概念改變三個條件：1.內部結構能得 到新的知識；2.能重組內部結構現有知識；3.不認為內部結構知識均有用，會放棄 一些。概念改變則來自新知識與舊有的內在結構相遇而產生結果，新的現象或想 法與舊有概念有所接觸時，概念改變隨即發生（洪文東、楊志強，2002）。
謝青龍（1995）指出從教育教學的觀點而言，探討學生另有概念的研究，其 最後的目的係在於能供教師有關學生各種另有概念的參考資料，以便改進教學，
使學生發生概念的改變。Hasweh（1988）則認為概念改變，是學生先備知識與所 學的新知識，在認知上的交互作用，使新的知識被先備知識含攝的過程中，學生 的認知結構會出現逐漸分化，和統整的現象，學習就是此一連串的認知、重組、
成長與改變的過程。鄭麗玉（1998）則認為有關另有概念的研究發現，為要有效 教學，教師必須先了解學生對將要教的主題知道什麼？然後據此幫助學生發展或 改變概念。概念改變不是個容易的過程，傳統的教學法可能不易真正改變學生的 另有概念，而新的教學策略，雖可能成功，但也必須考慮許多因素的配合，如：
學生反應、學生的知識基礎、成熟度、動機、信心以及問題類別等（鄭麗玉，2000）。 張靜儀（2002）歸納出有五種教學策略已被其他研究證明是有效的：學習環
（learning）、類比教學（analogy teaching）、概念衝突（concept conflict）、後設認 知（metacognition）、群體討論（group discussion）。不論是任何一種教學策略，都
師以適當的教學策略去進行概念改變教學，對促進概念改變是可行的。
（四）原住民科學教育及另有概念
國內有關原住民教育改革的研究，大多偏重原住民教育政策、學制、母語教 學、鄉土教育等，原住民中小學科學教育方面研究較少，原住民科學教育關係著 原住民族群在社會中謀生的競爭力，達到「適應現代生活，並維護傳統文化」的 原住民教育目標，了解原住民科學教育是迫切需要的（傅麗玉，1999）。陳世輝
（1996）研究指出原住民的分類架構與教材的分類架構不同，迷失概念大多來自 語言與認知因素影響（引自許誌庭，2000）。郭玉婷、譚光鼎（2002）研究發現泰 雅族青少年對理化科之學習，偏好具體性與經驗性的教材，當教材比較簡單，學 生會有興趣，教材具有抽象性質則會排斥，並且偏好實驗操作。葉芙妏（2002）
針對原、漢族群國小學生在蒸發與凝結概念比較研究發現，原住民學生的另有概 念來源多為對專有名詞的定義了解不夠清楚，及受到題目情境中室內外環境的影 響，在晤談時對於已學過的科學概念專有名詞也無法流利說出。
從上述不同研究可得知原住民學生對於較難和抽象的自然科教材在學習上會 產生困難和排斥，在語言表達方面也不順暢。所以國中小科學教師必須以原住民 學生的生活文化經驗為基礎，整合學生生活世界中傳統及鄉土知識與西方科學知 識，從不同角度發展科學教材教法，強調經由觀察與實驗得到科學知識（傅麗玉，
2004）。
第二節 酸鹼概念的相關研究
在許多國內外的文獻中指出，酸鹼迷思概念在化學科方面鑑定學童的迷思概 念的研究中是一個極為重要的部分，值得深入研究；而在國內外有多位學者針對 此概念作深入研究，更有許多寶貴的研究發現（黃萬居，2005）。
一、國內研究方面
研究者於 2005 年 8 月 26 日用關鍵字「酸鹼概念」進入搜尋引擎「博碩士論
文資訊網」共得到 10 篇近年來有關酸鹼鹽概念之研究論文。並查閱碩士論文紙本、
學報及期刊得到有關酸鹼概念之文獻。經研究者整理如下：
1. 針對不同研究對象：國小學童（黃萬居，1994；黃萬居，1996a；余淑君，
2002；趙素敏，2003；陳景期，2003）。國中學生（宋志雄，1992；陳姍 姍 1993；施朱娟，1997；李詩閔，2001；邱喚文，2001，姚錦棟，2002）。
高中學生（蘇景進，2004）。大學學生（張靜宜，1994）。教師方面（黃萬 居，1996b）。
2. 所關切的面向：（1）有針對酸鹼迷思概念研究為主（宋志雄，1992；陳姍 姍 1993；黃萬居，1994；黃萬居，1996a；黃萬居，1996b；姚錦棟，2002；
趙素敏，2003；蘇景進，2004）。（2）針對酸鹼概念教學之研究（施朱娟，
1997）。（3）針對學生對酸鹼概念學習情況（張靜宜，1994；李詩閔，2001；
陳景期，2003）。（4）針對酸鹼概念改變機制之研究（余淑君，2002）。
3. 研究工具方面：利用概念圖、晤談法、紙筆測驗方法（宋志雄，1992；陳 姍姍 1993；黃萬居，1994；黃萬居，1996a；黃萬居，1996b；姚錦棟，2002；
趙素敏，2003；陳景期，2003；蘇景進，2004）。利用概念圖、晤談法（邱 喚文，2001）。以精通學習的酸鹼概念教學策略、紙筆測驗（施朱娟，1997）。 以微量實驗裝置的教學策略紙筆測驗（李詩閔，2001）。以動態評量探究 酸鹼概念改變機制、紙筆測驗（余淑君，2002）。
4. 研究樣本分佈的地區：高雄市、彰化市、桃園縣（宋志雄，1992）。台北 市、台中縣、彰化縣（李詩閔，2001）。北部、南部（蘇景進，2004）。台 北縣市（陳姍姍，1993；黃萬居，1994；黃萬居，1996a；黃萬居，1996b；
邱喚文，2001；姚錦棟，2002；趙素敏，2003；陳景期，2003）。
綜合以上所述，研究主題方面以酸鹼迷思概念研究為主；研究對象是以國 小、國中為主，高中、大學則少；研究工具方面是以概念圖、紙筆測驗及晤談法 為主；樣本分佈的地區是以台北縣市及中部為主；針對酸鹼概念的相關研究，東 部地區至今尚無相關研究。
（一） 國內文獻研究結果整理分析如下：
1.針對不同研究對象，酸、鹼另有概念產生的原因及類型。如表 2-2-1：
表 2-2-1 酸、鹼另有概念產生的原因及類型
研究對象 另有概念產生原因及類型 綜合分析討論
國小學生 黃萬居（1994）：
1. 由日常生活經驗和觀察直覺而得。
2. 日常用語及文字的混淆。
3. 科學術語與兒童觀之結合。
4. 學習的誤解。
5. 學校老師或父母親之誤導。
余淑君（2002）：
1. 受學科知識不足的影響。
2. 受先前經驗的影響。
3. 受教師教學的影響。
4. 受同儕的影響。
陳景期（2003）：
1. 學童與日常生活中環境的交互作用。
2. 科學知識不足。
3. 教師或父母本身的迷思概念教導。
4. 受同儕的影響。
趙素敏（2003）：
1. 學童本身建構而成。
2. 學校教學情境的影響。
3. 學習的誤解或過度推論。
4. 校外教學情境的影響。
5. 同儕本身的迷思概念及錯誤引導。
6. 學習者的性別影響。
國中學生 陳姍姍（1993）：
1. 來自生活經驗影響。
2. 受到日常用語的影響。
3. 學科背景知識不足。
4. 課本、參考書籍或教師在教學上的誤導。
國小教師 黃萬居（1996b）：
1. 以偏概全。
2. 由直覺而得。
3. 日常用語的混淆。
4. 過去錯誤的學習遷移。
5. 缺少動手做實驗習慣。
6. 受到有關自然科學參考書籍的影響。
整理國中小學生的酸鹼另有 概念形成原因及來源共同點 方面：
1. 學童建構而成：生活經驗影 響、由直覺而得、受先前經 驗的影響。
2. 受日常語言的影響：日常用 語及文字的混淆、科學術語 與兒童觀之結合。
3. 受教科書的影響：課本、參 考書籍的誤導。
4. 受學校老師教學影響：學校 自然老師未讓學生親自操 作實驗，答題只憑個人經驗 或想像而已、教師教學本身 就有錯誤概念的影響、教學 情境的影響、教師本身缺少 動手做實驗習慣。
5. 受到家庭或同學影響：同儕 本身或父母本身錯誤概念 引導。
2.國內酸、鹼研究常見另有概念分析。如表 2-2-2：
表 2-2-2 國內酸、鹼研究另有概念分析
主要概念 研究對象 學生常見另有概念
電解質與解離 說
主要學習內容：
1. 電解質與非 電解質之定 義。
2. 帶正、負電 離子的行成 原因。
3. 了解解離說 之涵義。
國中學生 宋志雄（1992）：
1. 電解質溶液呈電中性時，陰離子與陽離子的濃度相等所以 pH 值等於 7。
2. 電解質溶液中，陰離子個數與陽離子個數必相等。
陳姍姍（1993）：
1. 酒精、純水皆為電解質。
2. 電解質能導電和水溶液中電子有關。
3. 因為純水是中性，所以難以導電。
施朱娟（1997）：
1. 無法分辨中性溶液與水溶液是電中性是無關的。
國小學生 趙素敏（2003）：
1. 肥皂水可以去汙所以是酸性。
余淑君（2002）；趙素敏（2003）；陳景期（2003）：
1. 具有甜味的果汁、水都是中性物質。
2. 學童以為喝起來鹹鹹的的溶液就是鹼性，發生在鹽水。
國中學生 宋志雄（1992）：
1. 鹽酸與金屬反應激烈，而比醋酸釋放出更多的氫氣。
2. 鈣離子為鹼性故易與酸作用。
3. NH﹢4在水溶液中呈鹼性反應。
陳姍姍（1993）：
1. 酸鹼都是危險物品，是令人難以接近可怕物質。
2. 硫酸具有強烈的腐蝕性及脫水性，所以是強酸。
3. 強酸溶液與鋅片無反應。
4. 稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸，都是弱酸物質。
5. 氫氧化鈉溶解於水中，溫度不可能升高。
6. 碳酸鈉與碳酸氫鈉水溶液呈酸性。
7. 氫元素之氧化物的水溶液、具有鹹味的食鹽水、洗衣粉，
都是鹼性物質。
8. 具有甜味的果汁、水，都是中性物質。
施朱娟（1997）：
1. 誤將NH3當成中性。
酸鹼定義及性 質
主要學習內容：
1. 了解酸、鹼性 物質的共通 性。
2. 區別常見的 酸鹼性物 質。
高中學生 蘇景進（2004）：
1. 氨含有氫可分解出離子，所以是弱酸。
2. 碳酸氫鈉是弱酸。
酸鹼濃度與 pH 值概念
國中學生 宋志雄（1992）：
1. H＋離子的濃度主要是與溶液的升數大小有關。
＋ － －14
1. 了解莫耳濃 度之意義。
2. 了解溶液中 解離出離子 的濃度。
3. 知道 pH 值 的定義。
3. 鹽酸在水中的 pH 值比醋酸來得大。
4. H2O完全解離為H＋、OH－離子。
5. 一個硫酸分子遇水必可解離出二個H＋。 陳姍姍（1993）：
1. 氫離子只存在酸中。
2. 強酸中沒有氫氧根離子，弱酸中才存在氫氧根離子。
3. 氫氧根離子僅存在鹼中。
國小學生 趙素敏（2003）：
1. 100 檸檬汁＋100cc 小蘇打水混合後，因為量一樣多所以 是中性。
陳景期（2003）；趙素敏（2003）：
1. 中性＝酸性＋鹼性。
余淑君（2003）：
1. 知道藍色指示劑碰到不同性質溶液時會出現黃色、綠 色、藍色的顏色變化，但究竟什麼性質會變什麼顏色反 而容易混淆。
國中學生 宋志雄（1992）：
1. 滴入指示劑後，溶液便有顏色變化。
2. 鈣離子為鹼性故易於酸作用。
陳姍姍（1993）：
1. 酸鹼中和反應產生的鹽類為食鹽。
2. 酸鹼中和反應不一定產生鹽類。
3. 碳酸氫鈉與硫酸反應，產生白色沉澱。
4. 同濃度同體積的酸與鹼進行反應，中和後的溶液就是中 性。
姚錦棟（2002）：
1. 酸加鹼混合時因陰陽離子電量相同呈電中性固為中性 2. 酸鹼中和反應產生的溶液為中性。
酸與鹼的中和 滴定與酸鹼反 應
主要學習內容：
1. 知道酸鹼反 應為放熱反 應。
2. 知道酸鹼反 應會改變溶 液 pH 值。
3. 酸鹼指示劑 的檢驗及顏 色變化。
4. 知道常見的 鹽類
高中學生 蘇景進（2004）：
1. 酸鹼中和反應產生的鹽類為食鹽。
2. 酸鹼中和反應產生的溶液為中性。
國小學生 趙素敏（2003）：
1. 因為臭氧層破洞才會有酸雨，性質應是酸性。
2. 日常生活中的鹽酸、清潔劑對人體有害所以酸鹼都有毒。
3. 因有鹼性電池，所以鹼性水溶液都有導電性。
陳景期（2003）：
1. 酸雨是鹼性的。
酸鹼與生活 主要學習內容：
1. 日常生活中 常見物質的 酸鹼性。
2. 酸與鹼反應 的現象和產
物。 國中學生 陳姍姍（1993）：
1. 酸雨的主要成分是二氧化碳或一氧化碳氣體。
2. 部分未順利自人體排出的二氧化碳若溶於血液中，會使血 液的 pH 值升高。
施朱娟（1997）：
1. 誤認酸雨的主要原因是二氧化碳。
2. 不知蛋與檸檬之生成氣體。
二、國外研究方面
查閱國外期刊上的文獻：Journal of Research in Science Teaching、International Journal of Science Education、Science Education。經整理如下：
1. 針對不同研究對象：中學生（Schmidt,1991；Nakhleh 和 Krajcik,1994；
Schmidt,1997）。高中學生（Ross 和 Munby,1991）。大學生（Cros,1986，
1988）。
2. 所關切的面向：（1）有針對酸鹼迷思概念研究為主（Ross 和 Munby,1991；
Schmidt,1997）。（2）有探究學生對物質組成和酸鹼之先備概念和概念發 展之情形研究（Cros,1986，1988）。（3）學生對酸鹼及中和概念的了解研 究（Schmidt,1991，1997）。（4）探究學生酸鹼及 pH 值概念的了解（Nakhleh 和 Krajcik,1994）。（5）針對學生於不同時期－前具體操作期、後具體操作 期、前形式操作期.、後形式操作期，對酸鹼概念所瞭解的程度研究（Shayer, M 和 Adey, P.，1987；引自黃萬居，1994）。
（一）國外文獻，酸、鹼研究結果整理分析，如表 2-2-3：
表 2-2-3 國外酸、鹼研究常見另有概念分析
主要概念 研究對象 學生常見另有概念
大學學生 Cros（1986，1988）：
1. 大一學生對於酸或鹼之定義以大部分以布忍斯特
（Bronsted-Lowry）定義為主；少許用阿瑞尼士
（Arrhenius）定義。
電解質與解離說 主要學習內容：
1. 電解質與非電解 質之定義。
2. 帶正負電離子的 行成原因。
3. 解離說的涵義。
中學學生 Schmidt（1991）：
1. 認為正離子與負離子即為共軛酸鹼對。
大學學生 Cros（1986，1988）：
1. 大學生對酸類化學式熟悉，但大學生無法寫出二種以 上的鹼類化學式，只能舉出數種。
酸鹼定義及性質 主要學習內容：
1. 酸、鹼性物質的共 通性。
2. 區別常見的酸鹼 性物質。
高中學生 Ross 和 Munby（1991）： 1. 酸具有毒性。
2. 酸具有強烈和激烈氣味。
3. 所有酸是強酸。
4. 酸溶液裏只有氫離子。
中學學生 Shayer, M 和 Adey, P.（1987）：
1. 酸的某些性質認識酸性物質，譬如使藍色石蕊試紙變 色、能與金屬作用、和具酸味等。
2. 酸和鹼有特定的顏色或量暗的強度。
3. 酸的顏色是粉紅色，鹼是藍色。
4. 酸可聞可融化金屬。
5. 判斷物質是否為酸鹼的先決條件，為觀察是否產生氣 泡。
6. 酸反應是強烈的，鹼反應不是強烈的。
7. 酸嚐起來是苦的，鹼嚐起來是甜的。
Nakhleh 和 Krajcik（1994）： 1. 酸有顏色鹼就沒有顏色。
大學學生 Cros（1986，1988）：
1. pH 是測量酸度。
2. 對於酸鹼定義使用 pH＜7 是酸，pH＞7 是鹼來判斷。
高中學生 Ross 和 Munby（1991）：
1. 酸含有氫氧根離子。
2. 酸具有毒性。
3. 酸的濃度與強度是一致。
4. 強酸比弱酸具有較高的 pH 值。
5. 強酸較弱酸反應為慢。
酸鹼濃度與 pH 值概念 主要學習內容：
1. 了解莫耳濃度之 意義。
2. 了解溶液中解離 出離子的濃度。
3. 知道 pH 值的定 義。
中學學生 Nakhleh 和 Krajcik（1994）：
1. 鹼不含氫，化學式中沒有氫。
大學學生 Cros（1986，1988）：
1. 學生認為酸鹼中和反應後沒有產生放熱反應，經教學 後改變不多。
高中學生 Ross 和 Munby（1991）：
1. 酸鹼中和有氣泡產生。
酸與鹼的中和滴定與 酸鹼反應
主要學習內容：
1. 知道酸鹼反應為 放熱反應。
2. 知道酸鹼反應會 改變溶液 pH 值。
3. 酸鹼指示劑檢驗 及顏色變化。
4. 知道常見的鹽類
中學學生 Shayer, M 和 Adey, P.（1987）：
1. 前形式操作期：酸和鹼反應的方程式是：
H＋＋OH－→H2O。
Nakhleh 和 Krajcik（1994）：
1. 酸鹼中和加入指示劑，為分子間的激烈作用、組合，
可幫助中和。
2. 酸鹼滴定顏色的變化，是因為酸與鹼本身已變化的顏 色所造成。
Schmidt（1991，1997）：
1. 酸鹼中和反應形成中性溶液，弱酸或弱鹼的中和反應 一樣行成中性溶液。
2. 酸鹼反應後溶液呈中性。
綜合以上研究整理之結論，有關酸鹼概念的研究對象以國小、國中學生為主，
高中及大學生研究很少，由於學生早期建立的概念會影響到其日後的學習，而學 生一旦產生另有概念後，當日後有再次的學習機會，除非教學者有將概念改變學 習理論融入於教學中，否則很難改變其已錯置的概念基模。由於酸鹼概念的學習 中「電解質與解離說」、「酸鹼濃度與 pH 值」等的部份是國中化學的重要概念，學 生之前並未有學習經驗，因此學生於此階段的學習情況，對其日後酸鹼學習有所 影響。國內大部分的研究以台北縣市為主，台東居於偏遠地區，尤其鄉下學校城 鄉差距很大，學生是否存有與都會區相似的另有概念類型或是極為不同的類型。
因未曾有類似之研究報告，研究者針對台東縣「關山區策略聯盟學校國中生」為 研究對象，探究學生是否在學習酸鹼後存有另有概念以作為日後本區教學者教學 上之參考。
第三節 概念研究的方法
一、科學概念研究的方法
在診斷學生另有概念時，不同研究者提出不同的研究方法，Hashweh（1988）
提出概念研究的類型。郭重吉（1990）整理出科學知識認知結構的評估與描述。
張惠博（1999）認為迷思概念研究的方法有六種。依照概念不同研究法分述如下：
1. Hashweh（1988）依照概念研究的類型，分成三種類型：描述性（descriptive）
類型、解釋性（explanatory）類型、概念改變（conceptual change）驗證類型。
其研究內容，如表 2-3-1：
表 2-3-1 概念研究的類型
概念研究的類型 研究的方法
描述性類型 在探討學生原有概念和另有概念的不同。
解釋性類型 獲得因為學生經過概念改變機制，重組產生新的 概念，原有概念之穩定性等解釋。
概念改變驗證類型 經過教學中去驗證學生概念改變之理論是否正確，
並提出最好的教學模式。
2. 郭重吉（1990）科學知識認知結構的評估與描述，可分為陳述性知識評估、
程序性知識評估、臨床晤談三種。其研究內容，如表 2-3-2：
表 2-3-2 認知結構的評估與描述
認知結構的評估與描述 研究工具
陳述性知識評估 單字聯想、作概念圖、作樹狀概念圖、作 Venn 圖、紙筆測 驗。
程序性知識評估 放聲想的原案、誘發的回憶、法則的評估。
臨床晤談 事例或概念晤談、事件或概念晤談、示範-觀察-解釋。
3. 張惠博（1999）整理出另有概念研究的方法有六種：（1）傳統測驗題施測、（2）
概念構圖（Concept Mapping）法、（3）關係圖法、（4）vee 型圖法、（5）晤談 法、（6）二階段測驗（Two Tiers Test）法。如表 2-3-3：
表 2-3-3 另有概念研究的方法
研究的工具 研究方式
傳統測驗題施測 以選擇題方式呈現，以大樣本的施測 概念構圖 透過概念圖的診斷，教師可了解學生的先前 概念及認知結構，並且可以得知學生的另有 概念（余民寧，1997）。
關係圖法 單字聯想、樹狀圖、圖形結構、網狀圖、語 意分析。
vee 型圖 利用集合關係圖了解學生的想法和對於概念的 理解。
晤談法 針對主題進行訪談，有事例晤談和事件晤談。
二階段測驗 分成二個階段，第一階段根據題目設計初步選項，
第二階段能回答第一階段所選的適當理由。
楊志強、洪文東（2002）依據各種概念評測工具的特性，整理出各項概念評測工 具特性比較。如表 2-3-4：
表 2-3-4 各項概念評測工具特性比較表
特性 測驗方
式
是否需額 外訓練回 答技巧
可否了解 概念間之 關連性
大量施測
的可能性 其他特性 工具
診斷式的傳統測驗題
（選擇題）
紙筆測
驗 否 否 高 便於量化資料，適用於大量
施測。
診斷式的傳統測驗題
（問答題）
紙筆測
驗 否 可 低 可讓學童自由發表想法。
概念圖法 紙筆測
驗 是 是 低 容易展現概念間關係。
晤談法 晤談 否 是 低 可深入了解學童概念情況。
關係圖法 紙筆測
驗 是 是 低 可展現概念間關係。
紙筆測 驗
可 探 索 學 童 概 念 的 理 解 情
Vee 圖 是 是 低 況。
二 階段式 測驗 第一 階 段選擇、第二階段問答
紙筆測
驗 否 是 低 可了解學童概念脈絡。
二階段式測驗 紙筆測
驗 否 是 高 可了解學童概念脈絡，且便
於量化資料。
二階段皆為選擇
DOE 式晤談 晤談 否 是 低 可看出學童概念的改變、保 留的情況。
資料來源：引自楊志強、洪文東（2002，P.59）
綜合上述，概念研究的方法，不管是傳統測驗題、概念圖法、晤談法或二階 段式測驗皆有其優缺點及限制，不同的研究者可針對研究的對象，研究樣本數的 大小，選擇適合研究的工具，才能探究出學生之另有概念。本研究概念研究的類 型是屬於描述性類型，探討學生原有概念和另有概念的不同，概念評測工具方面 是類似於二階段式測驗第一階段選擇答案；第二階段問答部分寫出自己的適當理 由，在晤談方面是屬於圖卡式的事例晤談。
二、晤談法
Posner 等人（1982）指出，晤談是晤談者與受訪者面對面談話，晤談之前先 要將主題設定清楚，在根據主題利用實物器材或圖片晤談，受訪者對晤談題組去 加以描述回答，主要目的是要藉問答的方式，確定受訪者的心中想法，和相關概 念間的關係，來探究學生認知理解的程度（引自汪克仁，1992）。
郭重吉（1990）提出科學知識認知結構的評估與描述，其中晤談法的方式有 以下三種：
（一） 事例晤談：設計許多張用單線畫出的圖卡或特殊字如「功」等當作刺 激物，內含正確的科學概念或不正確的，請學生依序回答，訪談時學 生可以發問，釐清不明的的地方，對於學生的回答沒有對錯之分，都 視為有價值的參考資料（Gilbet, Osborne＆Fensham，1982）。
（二） 事件晤談（Interview about events）：針對生活中自然的現象，如蒸發、
凝結等，一系列的活動或演示經晤談和資料填寫中，了解學生的另有 概念（Gilbet, Osborne＆Fensham，1982）。
（三） 示範-觀察-解釋（Demonstrate-Observe-Explain）：研究者示範實驗之 前，先請學生說出實驗結果的預測，再由研究者進行示範實驗，請學 生仔細觀察，實驗後讓學生說出觀察實驗的結果，比較學生前後之想 法有何不同。
由以上對研究另有概念的晤談方式的分析，事件晤談和示範-觀察-解釋須經 研究者的設計活動或示範實驗，前二種晤談方式耗費時間只適合選取的樣本在 同一學校實施。所以本研究以事例晤談法進行晤談，首先根據酸鹼鹽概念四大 主題設計題組，另研究者設計圖卡及字卡當作刺激物，更能深入探究學生心中 之另有想法。
第三章 研究方法與步驟
本研究屬描述性研究，主要採取開放式紙筆測驗、事例晤談法，來探究國中 學生對「酸、鹼」概念的認識與理解程度，針對台東縣關山區策略聯盟學校國三 學生進行研究，依紙筆測驗及晤談結果來探求出國中學生對「酸、鹼」存在的各 種另有概念。本章將以下列四節進行探討：第一節、研究樣本；第二節、研究工 具；第三節、研究流程；第四節、研究整理與分析。
第一節 研究樣本
本研究樣本共分為兩類：包括開放式紙筆測驗樣本及晤談樣本兩種，由於研 究歷程分為預試研究及正式研究兩個階段，故兩個階段都分別加以取樣。
一、預試研究階段樣本
在預試研究階段，為了修訂開放式紙筆測驗及正式晤談題組，所以考慮取樣 方便，所以研究者先從鄰近學校選取三年級同學進行開放式紙筆測驗預試，再從 自己服務學校中選出六位學生進行試驗性晤談。預試樣本資料，如表 3-1-1：
表 3-1-1 預試樣本資料
學校名稱 學校類型 預試名稱 樣本人數 已國中 偏遠學校 紙筆測驗 24 人 丙國中 偏遠學校 事例晤談 6 人
二、正式施測研究階段樣本
正式研究階段則從卑南鄉、鹿野鄉、延平鄉、海端鄉五所三年級國中學生，
共 136 人做為本研究正式開放式紙筆測驗樣本。因開放式紙筆測驗無法完全得知 學生對酸與鹼另有概念，故在紙筆測驗後，根據學生填答情形並和任課老師討論，
從中挑選出 20 位（原、漢學生各 10 位）較具表達能力之原漢族學生進行正式晤 談。正式測驗施測樣本資料，如表 3-1-2：
表 3-1-2 正式測驗施測樣本資料
學校名稱 學校類型 原住民生 非原住民生 樣本總數 甲國中 偏遠山地學校 25 人 1 人 26 人
乙國中 24 人 22 人 46 人
偏遠學校
丙國中 13 人 14 人 27 人
丁國中 偏遠山地學校 14 人 0 人 14 人 戊國中 偏遠學校 8 人 15 人 23 人
合 計 84 人 52 人 136 人
第二節 研究工具
本研究探討國三學生有關「酸、鹼」的概念，以便找出學生舊有的概念與科 學概念作比較，探究出學生在「酸、鹼」的另有概念。採用的研究工具：首先針 對「酸、鹼」概念定出主題，並參考 Treagust（1988）研究發展出的測驗診斷步驟：
（1）酸鹼主題知識的敘述；（2）畫出酸、鹼專家概念圖；（3）酸與鹼主題之知識 和專家概念圖彼此一致；（4）建立主題知識、概念圖的效度；（5）收集整理國內 外有關酸與鹼概念的文獻；（6）設計開放式測驗工具，及事例晤談工具。針對策 略聯盟學校國三學生測試，從測試工具中了解國中生在酸與鹼之另有概念，測驗 範圍與晤談結果之分析和解釋，皆以國中自然與生活科技課本有關的酸與鹼概念 為主。
一、國中「酸鹼」概念命題敘述如下：
（一）根據國內外文獻、國民中學課程標準、九年一貫課程綱要及康軒、南 一教材內容分析編制初稿。
（二） 初稿完成後再與大學自然科教授、指導教授及國中自然科老師討論修
訂後編製而成。
（三）分析表中包含：（1）電解質與解離說（2）酸與鹼的性質（3）酸與鹼
的濃度與 pH 值（4）酸鹼中和四個主題概念。如表 3-2-1：
表 3-2-1 國中生「酸、鹼」概念分析表
概念主題 命題知識敘述
1.電解質與解離說 1-1 化合物的水溶液能導電者為電解質，不能導電者為非電解質。
1-2 電解質解離後成離子狀態，正負離子自由運動能導電。
1-3 電解質水溶液呈電中性。
2.酸與鹼的性質 2-1 酸、鹼的水溶液解離出H﹢離子與OH﹣ 離子，能導電者為電 解質。
2-2 酸性溶液常有酸味、具腐蝕性，大多數酸性溶液會與活性較 大的金屬、大理石反應產生氣體。
2-3 鹼性溶液具腐蝕性、可溶解油脂、摸起來有滑膩感、有澀味。
3.酸鹼的濃度與 pH 值 3-1 常用的酸鹼指示劑，變色結果可知溶液酸鹼性。
3-2 pH 值表示氫離子的濃度，pH 值越小酸性 越強，pH 值越大鹼性越強。
3-3［H﹢］＞［OH﹣］酸性溶液、［H﹢］＝［OH﹣］中 性溶液、［H﹢］＜［OH﹣］鹼性溶液
4.酸鹼中和 4-1 酸（鹼）溶液中加鹼（酸）反應的變化。
4-2 中和反應是放熱反應，產物為水和鹽。
4-3 酸鹼中和離子反應式。
4-4 酸鹼中和原理應用和日生活常見鹽的用途。
二、酸、鹼專家概念圖
採 用 Novak 和 Gowin（ 1984）發 展 出 的 專 家 概 念 圖，畫 出 專 家
概 念 圖 （ 見 圖 3-1）， 經 指 導 教 授 、 二 位 國 中 及 一 位 高 中 自 然 科 老 師 討 論 修 正 後 ， 作 為 發 展 開 放 式 紙 筆 試 卷 和 晤 談 題 組 之 參 考 依 據 。
體積莫耳濃度 電解質
酸類 鹼類 鹽類 以［H﹢］、［OH﹣］分辨 酸性、中性、鹼性溶液
指示劑 pH 值
廣用試紙、
酚酞試劑、
石蕊試紙
pH＞7 鹼性、
pH＝7 中性、
pH＜7 酸性
酸＋鹼
↓ 鹽＋水
H﹢＋OH﹣ ↓ H2O
放熱反應 氫氧化
鈉、
氨水、
氫氧化鈣
有澀 味、
滑膩 感、
溶解脂 肪、釋 放OH﹣
硫酸、
鹽酸、
硝酸、
醋酸
酸味、具腐 蝕性、與金 屬反應產 生氫氣、釋 放H﹢
氯化鈉、
硝酸鉀
解離說
正、負離子 自由運動
水溶液呈電 中性
解離反應 式
不同 pH 值 呈現不同顏 色
常見鹽類
氯化鈉
硫酸鈣
碳酸鈣
碳酸鈉
碳酸氫鈉
中和產物 表示H﹢濃
度
酸鹼中和 酸、鹼
圖 3-1「酸、鹼」專家概念圖
三、開放式紙筆試卷預試與修訂
參考概念命題敘述、專家概念圖所設計開放式紙筆試卷，最主要是了解 學生對於酸鹼的初步另有概念，並作為晤談正式樣本選取的參考依據，研究者 在 94 年 11 月 4 日到關山國中進行試卷預試，總共有 27 位學生測試，去除其 中 3 位大部份空白未作答之學生，針對 24 位學生進行編號，並逐題分析每位 學生作答情形，分析結果如另有概念統計表（附錄一），依據統計表經過指導 教授、大學自然教育學系教授和高中化學及國中自然科老師修正預試測驗卷，
修正表，如表：3-2-2，經修正成為正式開放式紙筆測驗試題（附錄二）。
（一）依據另有概念統計表及經過專家學者建議，預試試卷修正過程如下：
1. 電解質與解離說部分：第 1 題、第 2 題－（1）、第 2 題－（2）、第 2 題－（3），因學生不正確之另有概念達 70-80﹪，根據專家建議將 題目從問答方式修改為導引式先選擇答案；再問理由方式。第 2 題
－（3）總電量比觀念對學生較抽象，修正為正、負離子數比。
2. 酸鹼的濃度與pH值部分：第 5 題－（1）、第 6 題，將［H＋］與
［OH－］；改為氫離子濃度［H＋］與氫氧根離子濃度［OH－］，加註中 文說明，學生較清楚莫耳濃度表示的方式。
3. 酸鹼中和部分：第 7 題－（1）、第 7 題－（2）、第 7 題－（3）、第 7 題－（4），因學生不正確之另有概達 70-80﹪，根據專家建議將題 目從問答方式修改為導引式先選擇答案，再問理由方式。
4. 日常生活酸鹼之應用部分：第 8 題、第 9 題－（1）、第 9 題－（2），
將問答方式修改為導引式先選擇答案，在問理由方式。
表 3-2-2 開放式紙筆試卷修正表
修正題號 修正前題目（簡述） 修正後題目
學生基本資料
前項資料相同，（原住民生填寫）
更改為（填寫漢族或原住民）
校名、班級、座號、姓名、我是 族（原 住民生填寫）
試問這五種化合物何者為電解質？
修改為這五種化合物水溶液何 者會使燈泡發亮？（A）甲、乙、
丙（B）乙、丙、丁（C）丙、
丁、戊 第 1 題
電解質溶解於水解離成帶電粒子，這粒子 稱為 。
修改為氯化鈉溶解於水，解離成 帶電的離子，在溶液中（A）只 有帶正電離子（B）帶正、負電 離子都有（C）只有帶負電離子。
第 2 題－（1）
請你畫出下圖鈉離子（●）和氯離子（○）
在電解槽中通電後移動情形？
增加選項：（A）○→●→
第 2 題－（2） （B）○→ ←●（C）
←○ ●→
第 2 題－（3） 正離子與負離子的總電量比 修改為正離子與負離子的離子 數比
第 5 題－（1） （填［H＋］或［OH－］） 改為（填H＋或OH－）
第 6 題 ［H＋］與［OH－］之關係 改為氫離子濃度［H＋］與氫氧根 離子濃度［OH－］之關係 第 7 題－（1） 酸鹼中和反應是吸熱或放熱反應？
增加選項：酸鹼中和反應是？
（A）吸熱（B）放熱（C）不作 用。
第 7 題－（2） 酚酞指示劑在此酸鹼滴定中和反應過程中 顏色如何變化？
增加選項：（A）無色變成粉紅色
（B）粉紅色變成無色（C）無 色變成藍色。
第 7 題－（3） 酸鹼中和反應實驗最後的生成物經蒸發後 可得到什麼鹽類化合物？
增加選項：（A）NaOH（B）H2O
（C）NaCl。
第 7 題－（4） 請寫出該實驗酸鹼中和反應的反應式和離 子反應式？
增加提示選項：
（A）H＋＋OH－→H2O
（B）H2O→H＋＋OH－
（C）2 H2O→2 H2＋O2 第 8 題
學校辦理露營活動如果你被蜜蜂叮了產生 紅腫刺痛，塗了一點氨水症狀就減輕了不 少，為什麼？
增加選項：（A）氧化還原原理
（B）酸鹼中和原理（C）稀釋 反應。
第 9 題－（1） 酸雨是（酸性、鹼性、中性）？ 增加選項：酸雨是（A）酸性（B）
鹼性（C）中性
第 9 題－（2） 增加選項（A）SO2（B）Cl2（C）
NH3。 酸雨最主要是何種廢氣溶在雨水中所形成
的？
