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研究生:楊志強
研究生(外文):Chih-Chiang Yang
論文名稱:國小五年級學童「電磁鐵」單元教學之概念改變研究
論文名稱(外文):A study of 5th-grade children''''s conceptual change through the course of electromagnet.
指導教授:洪文東洪文東引用關係
指導教授(外文):Wen-Tung Hung
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東師範學院
系所名稱:數理教育研究所
學門:教育學門
學類:普通科目教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:193
中文關鍵詞:DOE式晤談二階段式測驗迷思概念概念類型電磁鐵
外文關鍵詞:conceptual typesDOE interviewelectromagnetmisconceptiontwo-tier test
相關次數:
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本研究目的旨在了解教學過程對學生概念改變影響情況,並了解學生概念類型的分佈與學科成績等因素之關係,藉由研究者所發展的二階段式概念評測紙筆工具,對屏東縣二所國小共167名學童進行施測,並從中選取數名學生進行晤談,最後再由研究者設計之DOE式晤談,探討學生概念改變之情況,主要發現如下:
一、在教學前學生之概念表現情況:
(一)三成以上學童可藉由二階段式選擇題,對「電力大小與磁力大小關係」、「線圈中插入含鐵物質會增強磁力」、「在線圈相同條件下,線圈密度相同磁力相同」、和「電流方向不同,仍有磁力產生」等四個相關概念之題目中,做出正確概念的表現。
(二)對十名完成前測之學生進行晤談後,發現學生概念產生原因部分來自生活經驗與猜測,但深入追問後,多對答案不敢確定,概念並不明確。
二、教學後學生之概念表現情況:
(一)五成以上學童可藉由二階段式選擇題,對「線圈數的變多,電流變大,磁力亦隨之變大」、「線圈中不會因為插入物質而改變磁力」、「交流電會使磁針產生偏轉」等三個相關概念之題目中,表現出迷思概念類型。
(二)對十名完成前測之學生進行晤談後,發現學生概念產生原因來自課堂教學結果的呈現與學生自我推論,經追問後,概念多呈穩定不變。
三、教學前後學生之概念類型改變情況:
(一)經過「電磁鐵」單元教學後,學童正確概念類型有普遍顯著的增加情況。
(二)經過「電磁鐵」單元教學後,學童依題目類型不同,教學有助於迷思概念的增加或減少。
(三)經過「電磁鐵」單元教學後,學童關於電磁鐵相關的概念有明朗化的傾向,較易以二階段以測驗測出其概念屬於明確之類型。
四、學生性別、班級、學校與學科成績等因素與概念類型的關係為:
(一)多數題目之概念類型分佈情況與學科成績有顯著相關,且多數題目有第一類型學科成績較高的現象,但不一定第一類型學科成績就高。
(二)性別、班級、學校及學科成績等因素與學童之概念分布情況在部分題目上是有明顯的相關的,其中學科成績對多數題目之概念分佈情況有顯著之關係。
五、DOE晤談結果:
(一)七位樣本中全部有概念改變的情況。
(二)其中有二位在概念改變後,產生另一型的迷思概念。
The purpose of this study is to understand how teaching processes change students'''' concepts, and the relationship between conceptual types and the scores of this subject. To test 167 students of two elementary schools in Pintung by way of researcher''''s two-tier test, then interview several students; finally study the situation of students'''' conceptual changes after the DOE interview. Here are the main points:
1. The concept situation before the students being taught:
(1) Above 30% students have right choices on the questionnaire of four concepts: the relationship between electric power and magnetic force; plug a substance with iron in a coil will strengthen the magnetic force; if two coils are on the same conditions, they have equal dense, they will have equal magnetic force; different directions of electric current, there is still magnetic force.
(2) After interview with ten students who finished the test, researcher discovers that students'''' concepts come from life experiences and guess, but after cross-question, most of them are not sure of their answers, and have ambiguous concepts.
2.the situation after students being taught:
(1) Above 50% students show the misconception on the questionnaire of three concepts: if there are more coils, the stronger electric currents have, the bigger magnetic force will be; the coil won''''t change the magnetic power after plug in the substance with iron; alternating current will make the magnetic needle deflect.
(2) After interviewing with ten students who finished the test, researcher discovers that students'''' concepts came from display of teacher''''s instruction in the class and their own inferences. After cross-question, most of them are sure of their answers, and have stable concepts.
3. The situation of students'''' conceptual type change after teacher''''s instruction:
(1) Through the statistics, after instruction, students get more grades in the right conceptual reaction generally.
(2) Through the statistics, student''''s misconceptions may increase or decrease in different questions after instruction.
(3) Through the statistics, students'''' own conception will be clearer after instruction.
4.The relationship between the conceptual types and gender, class, school and the grades of subject.
(1) Students with previous conceptual type usually has more grades, but not always.
(2) There are remarkable relationships between conceptual types and gender, class, school and grades of subject in different questions.
5.The result of DOE interview.
(1) Seven samples’conceptions had changed after DOE interview.
(2) Two of them create a new misconception after change their original conception.
目次
第壹章緒論
第一節研究動機……………………………………………………..1
第二節研究的重要性………………………………………………..3
第三節研究目的與問題……………………………………………..3
第四節名詞釋義……………………………………………………..5
第五節研究範圍及限制……………………………………………..6
第貳章文獻探討
第一節科學知識的結構……………………………………………..8
第二節概念的定義與概念改變…………………………………….10
第三節迷思概念的形成…………………………………………….13
第四節概念的診斷式評測工具…………………………………….16
第五節教學過程影響概念改變之研究近況……………………….22
第六節電磁學概念之研究近況…………………………………….23
第七節國小教材中「電磁鐵」單元相關概念…………..……….29
第八節綜合評述……………………………………………………..32
第參章研究方法
第一節研究架構…………………………………………………..37
第二節研究樣本…………………………………………………..38
第三節研究工具之設計…………………………………………..38
第四節研究工具之信度與效度…………………………………..46
第五節研究流程…………………………………………………..48
第六節資料處理….………………………………………………..52
第四章 研究結果與討論
第一節 學童在教學前相關概念探討……………………………..53
第二節 學童在教學後相關概念探討……………………………..57
第三節學童相關概念在教學前後的改變情況…………………..72
第四節不同性別、班級、學校、學科能力等因素與
學童概念類型分配關係……………………………………...83
第五節學童概念類型分配是否影響學科能力之表現…………..84
第六節DOE晤談的結果…………………………………………….88
第五章 結論與建議
第一節結論………………………………………………………..93
第二節建議……………………………………………………....96
參考文獻
一、中文部分………………………………………………………………….100
二、英文部分…………………………………………………………………102
附錄一 國小「電磁鐵」單元初步專家概念圖(國小電與磁概念圖)……..108
附錄二 二階段式紙筆測驗工具……………………………………………..109
附錄三 半結構式晤談執行流程……………………………………………..127
附錄四 DOE式晤談問卷實施步驟及實驗設計……………………………..128
附錄五 五年級學童無結構式晤談重要部分節錄…………………………..134
附錄六 五年級學童前測部分半結構式晤談重要部分節錄………………..146
附錄七 六年級學童無結構式晤談重要部分節錄…………………………..154
附錄八 五年級學童後測部分半結構式晤談重要部分節錄………………..160
附錄九 前測部分三種概念類與成績分佈單因子變異數分析摘要表……..165
附錄十 後測部分三種概念類與成績分佈單因子變異數分析摘要表………179
表次
表2-1 82學年中小學科學概念統整與發展研究報告電磁學單元概念內容…30
表2-2八十二年國民小學自然課程標準電磁學單元概念內容……………….30
表2-3九十年九年一貫課程教材內容細目電磁學單元概念內容…………….31
表2-4 各項概念評測工具特性比較表………………………………………….36
表3-1 紙筆測驗雙向細目表…………………………………………………….41
表3-2 兩段式紙筆測驗題目概念關聯表……………………………………….42
表3-3 答題概念分析表………………………………………………………….44
表3-4 紙測筆測驗工具卡方考驗相關係數摘要表…………………………….47
表3-5 紙測筆測驗工具Bowker改變顯著性考驗摘要表……………………..47
表3-6 教學者主要教學流程表………………………………………………….51
表4-1 前測個人六類概念類型分佈平均情況表……………………………….55
表4-2 前測個人三類概念類型分佈平均情況表……………………………….55
表4-3 後測個人六類概念類型分佈平均情況表……………………………….61
表4-4 後測個人三類概念類型分佈平均情況表……………………………….61
表4-5 前後測個人六類概念類型分佈變化平均情況表……………………….72
表4-6 前後測個人三類概念類型分佈變化平均情況表……………………….72
表4-7 紙筆測驗工具Bowker改變顯著性考驗摘要表…………………………73
表4-8 前後測個人正確概念題數成對樣本T檢定…………………………….74
表4-9 前後測個人迷思概念題數成對樣本T檢定…………………………….74
表4-10 前後測個人有無明確概念題數成對樣本T檢定……………………..75
表4-11 前後測個人正確概念類型McNemar改變顯著性考驗摘要表………..75
表4-12 前後測各題正確概念類型成對樣本T檢定……………………………76
表4-13 前後測個人迷思概念類型McNemar改變顯著性考驗摘要表…………77
表4-14 前後測各題迷思概念類型成對樣本T檢定……………………………78
表4-15 前後測個人有無明確概念類型McNemar改變顯著性考驗摘要表……79
表4-16 前後測各題有無明確概念類型成對樣本T檢定………………………80
表4-17 三種概念類型題數變化T檢定摘要表…………………………………80
表4-18 個人三種概念類型變化檢定摘要表……………………………………81
表4-19 性別之卡方獨立性考驗摘要表…………………………………………82
表4-20 學校之卡方獨立性考驗摘要表…………………………………………82
表4-21 班級之卡方獨立性考驗摘要表………………………………………..83
表4-22 學科能力之卡方獨立性考驗摘要表……………………………………83
表4-23 相關因素與概念類型相關摘要表………………………………………84
表4-24 前測概念類型與學科成績相關摘要表…………………………………85
表4-25 後測概念類型與學科成績相關摘要表…………………………………87
圖次
圖2-1 理想化知識本體的片段………………………………………………...9
圖2-2 科學知識的結構…………………………………………………………10
圖2-3 概念其三個特性及其關係……………………………………………..11
圖2-4 概念改變模式……………………………………………………………12
圖2-5 迷思概念的轉變圖………………………………………………………14
圖2-6 概念圖例一……………………………………………………………..18
圖2-7 概念圖例二……………………………………………………………..18
圖2-8 概念圖例三……………………………………………………………..18
圖2-9 概念圖例四……………………………………………………………..18
圖2-10 知識的V圖…………………………………………………………….19
圖2-11教學前後概念改變模式………………………………………………..35
圖3-1 研究架構圖……………………………………………………………….37
圖3-2國小「電磁鐵」單元概念圖…………………………………………….40
圖3-3研究流程圖……………………………………………………………….49
參考文獻
一、中文部分
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