融入電腦模擬的概念改變教學策略對兒童

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1、花蓮師院學報民89,10期299-324頁融入電腦模擬的概念改變教學策略對兒童密度相關概念學習成就之影響官翰德*、陳龍川**台北市立太平國小教師*花蓮師範學院科學教育研究所教授兼所長杆摘要本研究旨在探討結合電腦模擬的概念改變教學策略對兒童密度相關概念學習成就之影響，以及提昇兒童密度相關概念的概念狀態之可行性。本研究以台北縣三重市厚徳國小六年級共十三班的學生，隨機抽取四班為研究樣本，進行實驗教學，其中兩班接受十節課的概念增強式電腦模擬教學（實驗組），另兩班接受十節課的一般傳統教學（控制組）。為了比較實驗處理對不同自然科學習成就水準學生的影響，依學生之五年級上、下學

2、期的自然科學期成績平均，化為T分數後，將實驗組與控制組各區分為高、中、低三個自然科學習成就水準。兩組學生在實驗教學後，需接受「密度相關概念成就測驗」。另外，從實驗組與控制組的不同自然科學習成就水準學生中各抽取9名學生，共54名學生接受「密度相關概念狀態訪談問卷」的個別晤談。資料分析分為兩個部分，第一部分是兩組學生在「密度相關概念成就測驗」的得分，以2（不同教學活動設計方式）x3（自然科學習成就水準）之二因子共變數（五年級上、下學期的自然科學期成績平均）分析進行統計考驗。第二部分是將「密度相關概念狀態訪談問卷」個別H吾談的資料，以描述統計及卡方檢定加以處理。歸納資

3、料分析結果，本研究發現：1•接受不同教學活動設計的學生，在「密度相關概念成就測驗」的得分上，有顯著的差異。接受概念增強式電腦模擬教學的學生，在「密度相關概念成就測驗」的得分，顯著優於接受一般傅統教學的學生。2.學生在「密度相關概念成就測驗」分數的表現上，其教學活動設計方式與自然科學習成就水準之間沒有顯著的交互作用。概念增強式電腦模擬教學活動設計，同樣適用於不同自然科學習成就水準的學生，學習密度相關概念成就。3.由「密度相關概念狀態問卷」的訪談結果發現，接受概念增強式電腦模擬教學的學生，其密度相關概念的概念狀態均較接受一般傳統教學的學生提昇，尤其是對中、高自然科學

4、習成就水準的學生，其概念狀態更有明顯的提昇。關鍵詞：電腦模擬，概念改變>密度-=fcsr亠厶_1一亘、刖百Hennessey(1991)指出當教導學生新的概念時，由於很多學生具有迷思概念，再加上本身對概念改變的抵抗，成為現在科學教育上最主要的問題所在。Osborne和Wittrock(1983)發現當兒童在概念學習的過程，常常會以原先的學習經驗或者是日常生活經驗，來學習或意義化新的概念。根據國内外的研究指出，兒童對密度相關概念常具有迷思概念，舉例來說，王龍錫(民80)、Biddulph和Osbome(1984)的研究，歸納出兒童主要是以物體的「重量」、「大小」和

5、「外觀」做為判別浮沈之考量。另外，江新合、許榮富和林寶山(民80)也指出：浮力的迷思概念普遍存在於不同年齡、不同性別、不同地區、不同思考層次(具體操作期、過渡期、形式操作期及高層形式操作期)的學生群中。由此可見兒童的密度相關迷思概念的確存在且不因年齡增長而有所改變，因此如何讓兒童在學習密度相關概念時，能真正瞭解其抽象的意義，以及改變學習者固有的迷思概念，便是研究者最主要的研究動機。因此研究者深人探討過去對密度相關概念的研究，試圖找出對兒童學習密度相關概念最有幫助的教學方法。在文獻探討過程中，研究者發現利用嵌入「類比模型」之電腦模擬來幫助兒童學習密度相關概念是一個

6、有效的方法，乃參考Smith,Snir和Grosslight(1992)以及Snir,Smith和Grosslight(1993)的密度相關概念之電腦模擬教學研究，自行開發一套密度相關概念的電腦模擬教學活動設計，稱為「概念增強式電腦模擬教學活動設計」，並與「一般傳統教學活動設計j對照，進行實驗教學研究，在實驗教學結束後，並以紙筆測驗方式收集資料，藉以瞭解概念增強式電腦模擬對國小學生學習密度相關概念的影響。另外，由於不同學習能力水準學生對不同教學法的學習能力與接受程度可能不同，因此研究者將研究對象分為低、中、高三個自然科學習成就水準，以探討概念增強式電腦模擬教學對

7、不同學習能力水準學生的適用性。此夕卜‘Treagust‘Harrison和Venville(1996)應用類比的方式教導兒童有關光的折射概念，他們發現實驗組與控制組學生在紙筆測驗成績上並無顯著不同，但進一步分析其概念狀態時則發現實驗組學生的概念狀態(取自Posner»Strike»Hewson和Gertzog(1982)所提出的「概念改變模型」)明顯高於控制組學生。由此推論紙筆測驗可能無法完全代表兒童對密度相關概念的瞭解，進一步地分析其概念狀態，藉以判斷兒童對密度相關概念的瞭解程度，實在有其必要。所以除了對實驗處理效果做量的比較，研究者又利用個別晤談的方式，分析

8、受試學童對密度相關概念的