國二學生浮力迷思概念之研究

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1、國二學生浮力迷思概念之研究林俊義*徐順益**林建隆***摘要本文旨在利用筆試及晤談的方式來探求國二個案班級學生對「浮力」的迷思概念，其筆試測驗採用Biddulph(1983)所發展的工具。施測對象為彰化縣一所國中二年級的一個班級，紙筆測驗施測於個案班級學生後，分析筆試結果，找出6位具有迷思概念的學生，再以臨床晤談的方式探索其浮力相關迷思概念，由紙筆測驗及晤談所得的資料分析學生的看法。研究結果發現學生主要的迷思概念有：1.浮沉體的定義與科學家的概念是不同的。2.決定浮沉的因素只考慮單一因素，未能以一通用法則解釋所有物體的浮沉。3.物體浮起才

2、受浮力，下沉則不受浮力。4.氣泡由水中上升，是因輕或難溶於水而自然上升，與浮力無關。關鍵詞：浮力、迷思概念、臨床晤談*彰化縣立大同國中教師**國立彰化師範大學物理學系教授***國立彰化師範大學物理學系助理教授壹、緒論晚近以來，科學教育的研究受到兩方面的影響，一為在心理學方面開始擺脫行為主義學派的束縛，而以新的認知觀點來探究學生對於自然科學的學習，此一新的認知觀點強調學生主動建構意義的角色、學生在某特定學科的原有知識對於學習的重要性、以及學習乃是概念上的改變等等的看法。認為學生原有知識在學習過程中扮演重要的角色，如果學生對於某些自然現象原先

3、有了不正確的想法，這些想法不但不易在教學之後改變過來，甚至會因此而對教材內容產生誤解，造成學習上的障礙(郭重吉，1988,1990；郭重吉、吳武雄，1989,1990)。而另一方面在科學教育的研究方法上也由傳統上解說派典獨大的情況逐漸轉變成為理解派典也日受重視的局面。有關於學生浮力的迷思概念相關之研究，國外Biddulph(1983)曾探究紐西蘭7至14歲小孩有關浮沉的意義、想法與問題，其研究命題非常生活化，且範圍很廣，但只探討浮沉意義及想法，而國內研究有郭重吉、吳武雄(1989)以晤談方式探查國中學生對重要物理概念的另有架構，研究發現受

4、試國中學生在密度、壓力、浮力概念上面確實持有一些想法是和理化課本所陳述的概念和原理有所不同，而江新合(1992)曾分析國二、國三、高一年級不同知識層次浮力相關迷思概念，也發現浮力相關迷思概念的產生相當普遍；研究者認為Biddulph的命題頗值得施測於國內學生，而國內學生與國外學生的迷思概念有何異同？是否還有未被發現的浮力迷思概念？貳、文獻探討有關於浮力迷思概念之研究：（一）郭重吉、吳武雄(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，顯示受試的國中學生在密度、壓力、和浮力概念上確實持有一些想法是和理化課本所陳述的概念和

5、原理有所不同，得到學生的另有概念如下：1、物體浮在水面，是因為它是中空的。2、物體浮在水面，是因為它所受的浮力大於它的重量。3、水越多的話，物體在水中浮出的體積越多。4、物體浸在水中時，物體頂部所受水向下壓力等於其底部所受向上的壓力。5、物體浸在水中時，物體頂部所受水向下的作用力和物體所受所的浮力剛好抵消。6、熱汽球充滿熱空氣會上升是利用熱空氣向上升的原理，和浮力無關。（二）江新合(1992)針對中學生浮力相關概念發展及其相關迷思概念的分析研究中，得到結論如下：l、患有浮力相關迷思概念的百分率，不論是以地區別、年級別、性別、或認知層次別來

6、分析，均找不出百分率變化的規則性，其涵意如下:2.浮力相關迷思概念，和浮力知識的學習，具顯著的相依性，也就是浮力相關的迷思概念愈多，則其學習成效，具顯著的不好。3.學生常患的浮力相關迷思概念可分為四大類，如下:（1）對浮力相關概念的定義或公式記憶錯誤而形成迷思概念。（2）利用學生生活經驗中的原有概念（Priorknowledgeorpriorconception）去取代課本上所學的正確概念，而形成迷思。（1）利用所學的新概念，如表面張力，分子力等來解釋不相干的浮力，而形成迷思。（4）因產生浮力的變因分析不清，而形成迷思。（三）Biddul

7、ph(1983)對7至14歲的小孩研究有關浮和沉的意義與問題，以事例晤談（interview-about-instances）及紙筆調查及課堂收集問題資料方式進行，訪談結果顯示：1、不同的學生對於浮的意義會有所不同，可能在大部分的班級的學生他們對浮的意義與科學家不同。2、小孩對於為何有些物體會浮，有些物體會沉的原因有許多的觀點，(7-10歲)的小孩不了解有一單一的解釋（即排開的液重與物體重量的大小關係），他們給了多的理由或單個理由多只能給於部分解釋，他們只注意在一些方面，例如重(heaviness)或輕(lightness)而未能考慮其他

8、方面，例如大小(size)，去形成一個可以解釋所有情況的通用法則(generalrule)，然而11歲至14歲的小孩了解到他們並不真正知道為何一些物體浮著或沉了，但他們顯得有興趣去知道。3、一