對不同學業成就的大一新生做浮力的迷思概念類型與探討研究 ─ 以一題常見的浮力題目為例
蘇浩瑋1, 賈至達1, 傅祖怡1*, 吳瑞卿2, 陳育霖3
1物理系, 國立台灣師範大學, Taipei, Taiwan
2電機資訊學院, 大同大學, Taipei, Taiwan
3物理系, 國立台灣大學, Taipei, Taiwan
* presenting author:Tsu-Yi Fu, email:phtifu@phy.ntnu.edu.tw
關於「浮力(Buoyancy)」的科學教育研究,一直是國內、外科學教育論文及期刊的熱門主題,研究對象涵蓋了「幼兒」[1]一直到「職前教師」[2]。文獻中指出,「浮力」的相關概念(Concept)學習,對於學生而言相當不容易 [2 , 3]。以為數可觀的相關研究論文數量看來,確實值得一再謹慎研究、面對。學生在浮力的學習過程中,存著各式各樣的錯誤答案類型。同時,最值得注意的是,職前教師在既有概念上,同樣存在迷思概念(Misconceptions) [4]。
我們在這項研究中,選取了台北市的三所公私立大學,以104學年度上學期修習「普通物理物理實驗」課程的大一新生(104學年度入學)為研究對象,設計一系列浮力概念相關調查問卷進行施測,施測後回收有效份數共為1334份。
在研究中,我們針對受測學生,依就讀的大學將學生劃分成三組學業成就高低不同的組別,想了解「不同學業成就學生,在此概念上的迷思概念形成與類型 [5],而且其類型是否有差異性存在」。經過分析施測資料後發現,學業成就高的學生,總體問題有近53%的答對率,而學業成就相對最低的學生,其答對率是14%。依系列題組的難度相關性分析結果發現,學生的總體答對率與學生的學業成就相關性高度可信。
另外,值得注意的是,針對「最多學生回答」的錯誤答案類型來比較分析,則這三組不同學業成就的學生,各種可能錯誤的答案類型在各組當中所佔的比例相當接近,舉例來說,在高學業成就學生當中有相當比例的學生不能確認浮體系統,以正確應用浮力原理。這個現象在低學業成就學生當中被錯認的比例與高成就學生的比例相同。同時我們也發現,學業成就較低的學生在迷思概念的類型上較高成就的學生多且離散複雜,這結果與國際的研究結果[6]相當一致。

參考文獻
[1] 黃尹貞,「幼兒浮力概念發展之研究」,屏東教育大學,教育行政研究所 碩士論文,2004
[2] 劉翠伶,「職前教師的浮力概念及科學教學態度之探討」,臺灣師範大學科學教育研究所學位論文 ,2002
[3] 廖棍熙,「理化科學概念及過程技能之研究回顧與分析」,科學教育月刊,238,2001
[4] 郭重吉,「從認知觀點探討自然科學的學習」,教育學院學報,13,1988
[5] 謝州恩,「鷹架理論的發展、類型、模式與對科學教學的啟示」,364,科學教育月刊,2014
[6] Pine, K., Messer D. & John K., Children's misconceptions in primary science: a survey of teachers' view, Research in Science and Technological Education, 2001


Keywords: 浮力, 概念, 迷思概念