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研究生: 蔡昆諭
論文名稱: 國中學生力與運動的迷思概念
指導教授: 楊遵榮
Yang, Tzuen-Rong
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2005
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 183
中文關鍵詞: 力與運動迷思概念
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:162下載:96
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  • 摘要
    每個人在成長的過程中,從他懂得利用身體去探索世界的奧妙開始,就和「力與運動」的各種表象結下了不解之緣。在不斷的耳濡目染中,孩童逐漸體認到物體受力情況不同會產生不同型式的運動,他們試著用有限的知識去解釋所看到的現象,因而衍生出有別於正統科學概念的另有想法,即所謂的迷思概念。根據文獻資料,學童對於「力與運動」的迷思概念存在於各年齡階層,而且是根深蒂固的,大多數難以傳統教學的方式加以扭轉。

    本研究旨在發展二段式選擇題的概念診斷工具,探究國中學生在「力與運動」的迷思概念,研究對象為台北市南港區某市立國中的一、二、三年級學生,正式施測的有效樣本共1035人。研究工具的發展主要分為三個階段:(一)概念初探工具題目涵蓋「力與運動」單元的主要概念,以晤談的方式蒐集學生的原有想法;(二)二段式診斷測驗預試工具是根據晤談時所蒐集的學生想法與理由編製而成,以小樣本施測驗證工具的適切性;(三)修正預試工具最後完成「力與運動」二段式診斷測驗正式工具,並實施大樣本施測,統計分析結果並做成結論。

    研究結果發現:
    一、國中生在運動學、接觸力、超距力、牛頓第一、二、三定律等六
    個「力與運動」所包含的概念領域中,皆存在一定比例的迷思概
    念。
    二、對未經學習「力與運動」課程的國一、國二學生而言,出現迷思
    概念的比例並未隨著年齡的增長而呈現明顯減少的情況。
    三、學習是概念改變的過程,對某些概念而言,已經學過「力與運
    動」課程的國三學生出現迷思概念的比例明顯少於國一、二學
    生。
    四、但有為數不少的概念即使經過學習,出現迷思概念的比例仍未見
    明顯減少,驗證了迷思概念的頑固性;同時也發現,部分國三學
    生在學習過程中因為同化不當或不周全的理解,又衍生出另一層
    面的迷思概念。

    Abstract
    During the process of growing up, everybody often touches various kinds of representation of “force and motion”since he knows how to utilize the body to explore the secret of the world. As children try to explain the phenomena with limited knowledge, therefore they produce the ideas different from scientific concepts so-called misconceptions. According to documents, the pupils of all ages generally have misconceptions of ”force and motion”that are very difficult to correct by way of traditional teaching.

    The purpose of this research is to develop two-tier diagnostic instrument, probing the misconceptions about “force and motion”of students in junior high school. The steps are divided into three stages mainly: (1) Collect students' original ideas by way of interview; (2) Make up two-tier diagnostic test-instrument according to students' ideas, and verify that the test-instrument is appropriate by testing little sample ; (3) Revise and finish two-tier diagnostic formal-instrument , implement the big sample to test , analyze and count the results of testing and make into a conclusion.

    The result of this research is found as follows:
    1. There are some certain proportion of misconceptions in
    the concept fields of “force and motion” for students
    in the junior high school.
    2. For the first grade and second grade students of junior
    high school who are not studying “force and motion”
    course , the proportion of misconceptions have not been
    obviously reduced with the growth of the age.
    3. Learning is the process of changing concepts. As to some
    concepts of “force and motion” that have already been
    studied by the third grade students in junior high
    school , the proportion of misconceptions is obviously
    less than the proportion of misconceptions of the first
    grade and second grade students.
    4. Some of the third grade students in junior high school
    produce the misconceptions of another aspect in the
    course of studying because of improper assimilation or
    not thorough understanding.

    目次 中文摘要 ………………………………………………………………Ⅰ 英文摘要 ………………………………………………………………Ⅱ 第壹章 緒論………………………………………………………… 1 第一節 研究背景與動機…………………………………………… 1 第二節 研究目的…………………………………………………… 2 第三節 研究範圍及限制…………………………………………… 3 第四節 名詞解釋…………………………………………………… 4 第貳章 文獻探討…………………………………………………… 5 第一節 概念的意義、形成與發展………………………………… 5 第二節 認知學習理論……………………………………………… 9 第三節 迷思概念的探討 ………………………………………… 14 第四節 「力與運動」迷思概念的相關研究 …………………… 21 第五節 迷思概念的研究方式 …………………………………… 27 第參章 研究方法 ………………………………………………… 33 第一節 研究流程 ………………………………………………… 33 第二節 研究工具 ………………………………………………… 35 第三節 研究樣本 ………………………………………………… 50 第四節 資料處理與分析 ………………………………………… 52 第肆章 結果與討論 ……………………………………………… 53 第一節 「力與運動」概念初探晤談結果 ……………………… 53 第二節 「力與運動」二段式診斷測驗預試施測結果 ………… 61 第三節 「力與運動」二段式診斷測驗正式施測結果 ………… 67 第四節 效度與信度的考驗……………………………………… 105 第伍章 結論與建議……………………………………………… 107 第一節 結論……………………………………………………… 107 第二節 建議……………………………………………………… 116 參考文獻 ………………………………………………………… 119 附錄. ………………………………………………………………… 127 附錄一 「力與運動」概念圖 ……………………………………… 128 附錄二 「力與運動」概念初探工具題目 …………………………129 附錄三 概念初探工具題號與命題敘述對照表…………………… 134 附錄四 「力與運動」概念初探晤談診斷結果…………………… 136 附錄五 「力與運動」二段式診斷測驗預試工具題目…………… 156 附錄六 「力與運動」二段式診斷測驗預試工具題號 與命題敘述對照表 ……………………………………… 163 附錄七 「力與運動」二段式診斷測驗預試工具施測 結果選答人數百分比統計表 …………………………… 164 附錄八 「力與運動」二段式診斷測驗正式工具題目…………… 178 圖 次 圖2-1 空白心智的假設示意圖 ……………………………………… 7 圖2-2 教師優勢的假設示意圖 ……………………………………… 7 圖2-3 學生優勢的假設示意圖 ……………………………………… 7 圖2-4 實際發展層次、潛在發展層次與最近發展區關係圖………10 圖3-1 國中生「力與運動」的迷思概念研究流程圖 …………… 34 圖3-2 二段式診斷工具發展架構 ………………………………… 35 表 次 表2-1 國外有關力與運動迷思概念之相關研究…………………… 21 表2-2 國內有關力與運動迷思概念之相關研究…………………… 23 表2-3 國內外文獻對力與運動迷思概念的研究結果……………… 24 表3-1 發展診斷性測驗工具之程序………………………………… 33 表3-2 「力與運動」相關概念命題敘述…………………………… 36 表3-3 「力與運動」二段式診斷測驗預試填寫「其他答案」 選項之理由…………………………………………………… 45 表3-4 命題敘述與二段式測驗預試、正式工具相關題號雙向 細目表………………………………………………………… 46 表3-5 研究樣本人數統計表………………………………………… 51 表4-1 概念初探樣本對於「運動學」的迷思概念………………… 54 表4-2 概念初探樣本對於「接觸力」的迷思概念………………… 55 表4-3 概念初探樣本對於「超距力」的迷思概念 ……………… 56 表4-4 概念初探樣本對於「牛頓第一運動定律」的迷思概念 ……56 表4-5 概念初探樣本對於「牛頓第二運動定律」的迷思概念 ……59 表4-6 概念初探樣本對於「牛頓第三運動定律」的迷思概念 ……60 表4-7 預試樣本對於「運動學」的迷思概念 ………………………61 表4-8 預試樣本對於「接觸力」的迷思概念 ………………………62 表4-9 預試樣本對於「超距力」的迷思概念 ………………………63 表4-10 預試樣本對於「牛頓第一運動定律」的迷思概念 …………63 表4-11 預試樣本對於「牛頓第二運動定律」的迷思概念 …………64 表4-12 預試樣本對於「牛頓第三運動定律」的迷思概念 …………65 表4-13 「力與運動」正式施測工具第1題選答統計結果……………68 表4-14 「力與運動」正式施測工具第2題選答統計結果……………70 表4-15 「力與運動」正式施測工具第3題選答統計結果 …………72 表4-16 「力與運動」正式施測工具第4題選答統計結果 …………74 表4-17 「力與運動」正式施測工具第5題選答統計結果 …………76 表4-18 「力與運動」正式施測工具第6題選答統計結果 …………78 表4-19 「力與運動」正式施測工具第7題選答統計結果 …………80 表4-20 「力與運動」正式施測工具第8題選答統計結果 …………82 表4-21 「力與運動」正式施測工具第9題選答統計結果 …………84 表4-22 「力與運動」正式施測工具第10題選答統計結果 ……… 86 表4-23 「力與運動」正式施測工具第11題選答統計結果 ……… 88 表4-24 「力與運動」正式施測工具第12題選答統計結果 ……… 90 表4-25 「力與運動」正式施測工具第13題選答統計結果 ……… 92 表4-26 「力與運動」正式施測工具第14題選答統計結果 ……… 94 表4-27 「力與運動」正式施測工具第15題選答統計結果 ……… 96 表4-28 「力與運動」正式施測工具第16題選答統計結果 ……… 99 表4-29 「力與運動」正式施測工具第17題選答統計結果 …… 101 表4-30 「力與運動」正式施測工具第18題選答統計結果 …… 103

    參考文獻
    一、中文部分:
    王美芬、賴阿福(1993):國小一、二、三年級學生「生物構造配合
    功能」的概念發展研究(I)。行政院國家科學委員會專題研究報
    告(NSC-81-0111-S-133-5001-N)。
    王美芬、熊召弟(1995):國民小學自然科教材教法。心理出版社。
    王俊貴(2002):國中學生力的概念學習狀況分析研究與建議。國立
    高雄師範大學物理學系研究所碩士論文。
    全中平(2001):國民中小學學童在力學概念學習之研究-運動與
    力、力矩及能量(1),國科會專案計畫NSC89-2511-S-152-030。
    李素卿譯(1999):當代教育心理學。(譯自Thomas L. Good &
    Jere Brophy:Contemporary Educational psychology)台北市:
    五南出版社。
    李采褱(2003):國小中、高年級學童光迷思概念研究。屏東師範學
    院數理教育研究所碩士論文。
    余民寧(1997):有意義的學習-概念構圖之研究。商鼎文化出版
    社。
    何寶珠(1989):心理學與哲學在科學教育上的應用-概念圖與V圖
    的理論、製作與應用。科學教育月刊,120,16-24。
    吳慧娟(2001):利用臨床晤談法探究國小二年級至五年級兒童之地
    心引力另有架構研究。國立台北師範學院數理教育研究所碩士論
    文。
    林振霖(1993):國中學生的分子概念為基礎的化學反應概念學習與
    診斷教學的研究。中華民國第九屆科學教育學術研討會,147-
    176。
    林振霖(2002):我國學生分子概念發展與診斷教學的研究。彰化師
    範大學學報,3期,頁407-478。
    林組明(2002):桃園地區國民小學六年級學生有關摩擦力之概念研
    究。國立台北師範學院數理教育研究所碩士論文。
    林楷植(2002):發展二段式紙筆測驗探討國中學生「力與運動」之
    迷思概念。國立彰化師範大學物理學系在職進修專班碩士論文。
    周承岡(2002):發展紙筆測驗以探究高中生對牛頓運動定律之迷思
    概念。國立彰化師範大學物理學系在職進修專班碩士論文。
    邱韻如(1997):成影概念的成長與學習。國立台灣師範大學物理研
    究所博士論文。
    邱美虹(2000):概念改變研究的省思與啟示。科學教育學刊,8
    (1),1-34。
    姚昭銘(2003):高中學生「白努利原理」迷思概念之研究。國立高
    雄師範大學物理學系研究所碩士論文。
    徐光台(1998):皮亞傑對孔恩《結構》之影響。歐美研究,28
    (2),頁215-264。
    唐健文(2001):中學生「電流磁效應」及「感應電流」迷思概念及
    二段式診斷工具之研究。國立高雄師範大學物理學系碩士論文。
    張春興(1998):教育心理學。台北:東華書局。
    張春興(1996):教育心理學-三化取向的理論與實踐。東華書局。
    許郁君(2002):科學對談對國中生概念改變的探討。國立高雄師範
    大學化學系碩士論文。
    許榮富(1990):科學概念發展與診斷教學研究合作計畫芻議。科學
    發展月刊18卷2期,頁150-157。
    陳珊珊(1993):我國國三學生酸鹼概念之研究。國立台灣師範大學
    化學研究所碩士論文。
    陳啟明(1991):發展紙筆測驗以探究高一學生對直流電路的迷思概
    念。國立彰化師大科學教育研究所碩士論文。
    陳李綢(1992):認知發展與輔導。心理出版社。
    陳淑敏(1995a):Vygotsky 的心理發展理論和教育。屏東師院學
    報,7,119-144。
    陳淑敏(1995b):Vygotsky 「最近發展區」概念內涵的探討。屏東
    師院學報,8,505-526。
    陳美月(2002):台北市國民小學中年級兒童對物體運動快慢與力之
    間的另有概念分析研究。國立台北師範學院數理教育研究所碩士論
    文。
    陳淑筠(2002):國內學生自然科學迷思概念之後設研究。台東師範
    學院教育研究所碩士論文。
    陳瓊森(1998):從建構主義觀點談概念形成及概念轉變。國民中學
    學生概念學習學術研討會論文集。
    郭重吉(1992):從建構主義的觀點探討中小學數理教學的改進。科
    學發展月刊,20(5),頁548-568。
    郭茂男(1992):力學錯誤概念之研究。嘉女學報,頁513。
    郭重吉(1990): 學生科學知識認知結構的評估與描述。彰化師範
    大學學報,1,279-320。
    郭重吉(1989):利用晤談方式探查國中學生對重要物理概念的另有
    架構之研究(一)。國科會專題研究計畫成果報告。
    (NSC78-0111-S018-04-D)
    郭重吉(1990):利用晤談方式探查國中學生對重要物理概念的另有
    架構之研究(二)。國科會專題研究計畫成果報告。
    (NSC79-0111-S018-03-D)
    郭重吉(1991):利用晤談方式探查國中學生對重要物理概念的另有
    架構之研究(三)。國科會專題研究計畫成果報告。
    (NSC80-0111-S018-01-D)
    黃台珠(1984):概念的研究及其意義。科學教育,66,165-177。
    黃振華(2001):三至八年級兒童牛頓第三運動定律相關概念之研
    究。國立高雄師範大學物理學系碩士論文。
    彭泰源(1999):國小五年級學童「力與運動」概念學習之研究。彰
    化師範大學科學教育研究所碩士論文。
    游光純(2002):利用臨床晤談探究國民小學高年級學童對槓桿概念
    的另有想法。國立台北師範學院數理教育研究所碩士論文。
    裘維鈺(1995):國小學童植物概念及其相關迷思概念之研究。國立
    台中師範學院出等教育研究所碩士論文。
    楊其安(1989):利用臨床晤談探究國中學生對力學概念的另有架
    構。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文。
    董正玲(1991):利用晤談方式探究國小兒童運動與力的另有架構。
    國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文。
    劉俊庚(2002):迷思概念與概念改變教學策略之文獻分析-以概念
    構圖和後設分析模式探討其意涵與影響。國立台灣師範大學科學教
    育研究所碩士論文。
    蔡嘉興(2002):資訊融入理化科教學促進國中生電磁概念學習之行
    動研究。教育部行動研究結案報告。
    蔡明儒(2004):國小學童光學概念改變之研究。國立嘉義大學科學
    教育研究所碩士論文。
    蔡佳宏(2003):國小學童熱與溫度的另有概念對問題解決影響之探
    討。國立嘉義大學科學教育研究所碩士論文。
    鄭茹芬(2002):國中學生在力學課程後對力與運動概念認知之現況
    調查研究。國立台灣師範大學物理研究所碩士論文。
    賴明照(2004):國小高年級學童槓桿迷思概念之研究。台中師範學
    院自然科學教育學系碩士論文。
    鍾聖校(1994):對科學教育錯誤概念研究之省思。教育研究資訊:
    第2卷,第3期,89-110。
    鍾文勳(2002):國民小學高年級學童對運動速率與力另有概念之研
    究。國立台北師範學院數理教育研究所碩士論文。
    魏明通(1997):科學教育。台北市:五南出版社。
    簡順永(2000):高二學生力概念的運用調查分析。國立台灣師範大
    學物理學系研究所碩士論文。
    蘇景進(2004):高三學生酸鹼鹽迷思概念之研究。國立台灣師範大
    學科學教育研究所碩士論文。
    蘇育任(1993):「兒童的科學」研究之沿革與其對國小自然科教學
    之啟示。台中師範學院初等教育研究集刊,1,91-104。
    蘇育任(1999):職前及在職國民小學教師的天氣概念及其相關迷思
    概念之探究。科學教育學刊,7(2),157-176。

    二、英文部分
    Ausubel, D. (1968): Educational Psychology: A cognitive
    view. New York: Holt,Rinehart & Winston.
    Bar,V.(1987):The effect of the testing format on the
    distribution of results.In J.Novak(ed.),Proceedings of
    the Second International Seminar on Misconception and
    Educational Strategies in Science and Mathematics,1,26-
    31. N .Y.:Cornell University Press.
    Bar,V.,& Galili,I.(1994):Stages of children’s view
    about Evaporation. International Journal of Science
    Education,16(2),157-174。
    Bruner, J. B., Goodnow, J. J. and Austin G. A. (1977).:A
    Study of Thinking. N. Y. John Wiley.
    Clement, J. (1982):Students’Preconception in introductory
    mechanics, Am.J.Phys,50(1),66
    Driver,R.,Guesne,E., & Tiberghien,A.(1985):Some features
    of children’s ideas and their implications for teaching.
    In R. Driver, et al(Eds.):Children’s ideas in
    science ,(193-201).UK:Open University Press。
    Driver,R.(1985):Beyond appearance:the conversation of
    matter.In R.Drivr,E.Guesne, & A.Tiberghein
    (Eds.),Children’s ideas of science(pp.145-169)。Milton
    Keynes:Open University Press。
    Driver,R.(1989):Students’conception and the learning of
    science.International Journal of Science Education,11,
    481-490。
    Eaton,J.F.,Anderson,C.W., & Smith,E.L.(1984):Students’
    misconceptions interfere with science learning:case
    studies of 5th grade students. Elementary School
    Journal,,84,365-379。
    Franklin,B.J.(1992):The development,validation and
    application of a two-tier diagnostic instrument to detect
    misconceptions in the areas of force,heat,light and
    electricity.The Louisiana State University and
    Agricultural and Mechanical Col.Degree:Phd Date:1992。
    Gilbert,J.K.、Osborne,R.J.and Fensham,P.J.(1982):
    Children’s science and its consequences for teaching.
    Scienc Education,66(4),623-633。
    Gilbert,J.K.and Watts,D.M.(1983):Concepts misconceptions
    and alternative conceptions:Changing perspective in
    science education.Studies in Science Education,10,61-98。
    Glynn,S.M.,Yeany,R.H.,& Britton,B.K.(1991):The
    Psychology of Learning Science,Hillsdale,NJ:Lawrence
    Erlbaum Associates.
    Gunstone, R. F. & White, R. T. (1981): Understanding of
    gravity.Science Education,65(3), 291-299.
    Gunstone,R.& Watts,D.M.(1985):Force and motion,
    Children’s Ideas in Science,85。
    Gunstone,R.(1987):Student understanding in machanics:a
    large population survey.America Journal of Physics,55
    (8),691-696。
    Hawkins,J.A., & Gell-Mann,M.(Eds.)(1992):The Evolution
    of Human Languages.Readings,MA:Addison-Wesley.
    Head,J.(1986):Research into ‘alternative frameworks’:
    promise and problems. Research in Science & Technological
    Education,4(2),203-211。
    Mariana,G. & Hewson,A.B.(1985):The role of intelligence
    environment in the origin of conceptions:An exploratory
    study。
    McDermott, L. C. (1984):Research on conceptual
    understanding in mechanics.Physics Today. July, 24-32.
    Maloney, D. P. (1995): Rule-governed approaches to physics
    Newton’s third law.Physics Educatiov, 19(1), 37-42.
    Novak,J.D.(1979):Applying psychology and philosophy to
    the improvement of laboratory teaching. The American
    Biology Teacher,41,p466-470。
    Novak,J.D.,& Gowin,D.B.(1984):Learning how to learn.
    N.Y.:Cambridge University Press.
    Novak,J.D.(1996):Concept mapping:A tool for improving
    science teaching and learning.In Treagust,D.F.,Duit,R. &
    Fraser,B.J.(Ed.),Improving teaching and learning in
    science and mathematics,17-31.New York:Teachers College
    Press.
    Osborne,R.J.,Bell,B.F. & Gilbert,J.K.(1983):Science
    teaching and children,s views of the world. European
    Journal of Science Education,5(1),1-14。
    Pines,A.L. & West,L.L.H.T.(1986):Conceptual
    understanding and science learning:an interpretation of
    research within a source of knowledge framework.Science
    Education,70(3),583-604。
    Stead, K., & Osborne, R. (1980): Friction. Learning in
    science project, Mankato University, Hamilton. ERIC
    Document Reproduction Service No. ED 235027.
    Taber,K.S.(1999):Ideas about ionization energy:a
    diagnostic instrument.School Science Review,81(295),97-
    104。
    Tan,K-C.D.,& Treagust,D.F.(1999):Evaluating students’
    understanding of chemical bonding,School Science Review,81
    (294),75-81。
    Tennyson,R.D. & Park,O.C.(1980):The teaching of
    concepts:A review of instructional design research
    literature.Review of Educational research,50,p55-70。
    Treagust,D.F.& Haslam,F.(1987):Evaluating secondary
    students’misconceptions of photosynthesis and
    respiration in plants using a two-tier choice
    instrument.Journal of Biological Education,21(3),203-
    211。
    Treagust,D.F.(1988):Development and use of diagnostice
    tests to evaluate students' Journal of Science
    Education,10(2),159-169.
    Trembath , R. J.(1980) Decting and classify the origins
    of science misconceptions. EDU253395.

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