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研究生:葉淑華
研究生(外文):Shu-Hua, Yeh
論文名稱:高三學生思考歷程之個案研究—以鉛直簡諧運動為例
論文名稱(外文):A Case Study of the Thinking Processes of Grade 12 Students-- Vertical Simple Harmonic Motion as Exemplar
指導教授:江新合江新合引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄師範大學
系所名稱:科學教育研究所
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:2002
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:249
中文關鍵詞:迷思概念思考表徵思考歷程POE策略式晤談鉛直簡諧運動
外文關鍵詞:misconceptionthinking representationthinking processPOE strategic interviewvertical Simple Harmonic Motion
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本研究旨在探究高三學生思考歷程的內在機制,涵蓋學生的迷思概念、形成迷思概念的原因、學生思考歷程的類型、思考歷程、思考歷程特徵,及兩位學生的思考有何特色與差異。本研究採取立意取樣,選取兩位高三學生作為研究對象,研究的方法是採用研究者結合POE策略及放聲思考法的精神所設計的POE策略式晤談,選取的範例是高中物理課本中有關「鉛直簡諧運動」的概念。本研究的結論如下:
在鉛直簡諧運動的相關概念中,形成個案學生迷思概念的主要來源有五大類,如下:1.受砝碼重力影響;2.類比為水平簡諧運動;3.合力的方向,就是運動的方向;4.題目假設認知不清;5.以主要迷思概念去推理解釋。而兩位個案學生的思考歷程類別則共有七類,如下:1.出現主要迷思概念時的思考歷程;2.概念合理化的思考歷程;3.問題無法解決的思考歷程;4.從概念不確定到確定的思考歷程;5.概念改變的思考歷程;6.呈現正確完整概念的思考歷程;7.概念混淆的思考歷程等。
個案學生思考歷程的特徵有以下12點:1.依據直覺而產生迷思概念的思考歷程,呈現出「憑直覺-產生疑惑-憑直覺-進行邏輯推理解釋-產生疑惑-憑直覺」的循環模型。2.迷思概念之所以能在腦中存在,且難以動搖的原因之一是,憑直覺印象產生的概念也可以確定某些原本不確定的概念。3.在思考中進行錯誤的類比或從記憶中聯想到錯誤的圖像,以及忽略題目假設的限制,都會造成迷思概念。4.學生為了保護迷思概念,當衝突並不強烈時,會直接提出依據直覺而產生的概念去進行合理化的解釋,但若遇到較強烈的衝突時,則會進而修改記憶中對理論的印象或猜測、假設可以堅固衝突點兩端的概念去進行合理化。5.學生在遇到不熟悉的問題情境或進行新概念的遷移解釋時,會在思考中不由自主的形成錯誤的類比或聯想,而造成概念的混淆。6.當學生以迷思概念為依據進行組織、推理,分別去判斷與決定兩個不同的相似概念,而產生不同結果的強烈衝突,或依然無法合理的解釋衝突時,會造成思考的停滯並產生極大的疑惑。7.習慣單一向度的思考路線或習慣以計算的方式解題,會導致問題無法順利解決,產生思考的停滯與疑惑或產生概念上的混淆。8.在記憶中具有足夠的舊知識,配合上轉換思考的角度,並且進行猜測,有助於學生從不確定概念到確定此概念。9.產生概念改變的其中一個很大的原因是,學生懷疑自我之迷思概念的合理性,並且提出關鍵性的疑問。10.將原本忽略的題目假設納入預測現象的條件之中,以及直接透過觀察所看見的現象,形成迷思概念的不合理性,是較輕易便能使學生產生概念改變的兩種方式。11.形成概念改變的思考過程非常複雜,並且學生在將迷思概念調整成新的正確概念時,會因為對新概念的不熟悉,而產生又回到支持迷思概念的傾向。12.在經歷多次概念混淆、問題無法解決即從不確定到確定等複雜的思考歷程之後,學生產生一段呈現正確完整概念的思考歷程。
個案學生S1的邏輯推理思考與批判思考的能力較優,而個案學生S2較常使用認知類的思考。最後,結果證實使用POE策略式晤談實有助於對學生思考歷程的探究。
This research is aimed at ascertaining the internal mechanisms involved in the thinking processes of grade 12 students. It includes: misconceptions that students might have, causes of misconceptions, various types of thinking processes, thinking processes, characteristics of thinking processes, and characteristics of and differences between the two students being studied. This particular research is carried out by means of purposeful sampling, picking out two grade 12 students as subjects of this study. The method that the researcher employed is a specially designed mechanism called the POE strategic interview, a combination of the POE strategy and the essence of thinking aloud. The Vertical Simple Harmonic Motion concepts taken from high school physics text book was chosen as the exemplar. Conclusions drawn from this research are as follows:
In Vertical Simple Harmonic Motion related concepts, five major sources responsible for the causes of misconceptions of students are as follows: 1. Influence by gravitational pull of counterpoise; 2. Draw analogy with horizontal simple harmonic motion; 3. Direction of the resultant of forces, which is the direction of motion; 4. Cognitive inexactitude of topic hypothesis; 5. Reasoning explanation based on misconceptions. The thinking processes of the two students being studied are categorized into seven types: 1. Appearance of major misconceptions; 2. Conceptual rationalization; 3. Inability to resolve problems; 4. Going from uncertain to certain about concepts; 5. Concept change; 6. Derivation of correct and complete concepts; 7. Concept confusion.
The 12 characteristics of the thinking processes of the students being studied are as follows: 1. Misconception from intuition, thus creating a “intuition à doubt à intuition à undergo logical reasoning explanation à doubt à intuition” type of a looping model. 2. One of the reasons why misconceptions are so unshakable in their existence is that intuition-induced concepts can also be used to confirm some of the uncertain concepts. 3. Any mistaken analogies or recalled images from memory and negligence of the boundaries of topic hypothesis would be the causative agents for misconceptions. 4. Students, for the sake of protecting misconceptions, would directly bring up their rationalized explanation based on the concept induced by intuition when conflict is mild. But if they were strongly opposed, then they would improvise their impression of the theory in their memory or try to guesstimate and hypothesize a concept that would reinforce the two extremes of the conflict points to undergo rationalization. 5. When students encounter unfamiliar questions and scenarios or undergo explanation for new concept change, they would uncontrollably draw mistaken analogies or associations, thus creating concept confusion. 6. When students set their misconceptions as the foundation to undergo organization and reasoning, then judge and decide two different but similar concepts independently to produce strong conflicts induced by different results or conflicts that could not be rationally explained would clog up the thinking processes and create extreme confusion. 7. Accustomed to a one-sided, linear thinking or a calculating method to resolve problems would lead to inability to resolve a problem, thus creating doubts and clog-ups or concept confusion in the thinking processes. 8. Sufficient old knowledge in the memory when combined with re-directed thinking perspective and then undergoes guesstimation is helpful to students to go from uncertain to certain about a concept. 9. One of the main reasons for concept change is this: Students start doubting the rationality of the misconceptions of oneself and bring up key questions. 10. Two relatively easy ways to induce the students to perform concept change: 1. Integrate previously neglected topic hypothesis into the criteria of phenomenon prediction; 2. Through direct observation to see the irrationality behind the formation of misconceptions. 11. The thought process involved in the concept change has its intricacies. Students have the tendency to return to support the misconceptions after having corrected to the new and correct concepts, for the simple reason of feeling unfamiliar with the new concepts. 12. After numerous concept confusions, unresolved problems and uncertain-to-certain sort of complex thought process, students would then have a segment of correct and complete concepts in the thinking processes.
Whereas student code-named S1 in the case study reflects better logical reasoning and critical thinking skills, student code-named S2 tends to lean more toward a cognitive approach. In conclusion, POE strategic interview has proven itself to be effective in aiding students’ thinking processes.
目 次
中文摘要……………………………………………………………………………….Ⅰ
英文摘要……………………………………………………………………………….Ⅲ
目次…………………………………………………………………………………….Ⅴ
圖次………………………………………………………………………………….…Ⅶ
表次…………………………………………………………………………………….Ⅷ
第壹章緒論……………………………………………………………………………...1
第一節 研究動機…………………………………………………………………...1
第二節 研究目的與研究問題……………………………………….……………..3
第三節 名詞釋義…………………………………………………………………...4
第四節 研究範固與限制…………………………………………………………...6
第貳章 文獻探討……………………………………………………………………...7
第一節 思考的本質………………………………………………………………...7
第二節 思考歷程………………………………………………………………….13
第三節 思考的類型……………………………………………………………….19
第四節 研究思考歷程的方法…………………………………………………….22
第五節 鉛直簡諧運動的物理概念……………………………………………….25
第參章研究方法……………………………………………………………………….29
第一節 研究設計………………………………………………………………….29
第二節 研究對象………………………………………………………………….29
第三節 研究工具………………………………………………………………….31
第四節 研究流程………………………………………………………………….35
第五節 資料處理與分析………………………………………………………….38
第六節 分析信度考驗…………………………………………………………….45
第肆章 研究結果與討論…………………………………………………………….48
第一節 個案學生的迷思概念及形成迷思概念的原因………………………….49
第二節 個案學生的思考歷程…………………………………………………….71
第三節 個案學生概念轉變的思考歷程………………………………………...109
第四節 個案學生的思考特色與差異…………………………………………...121
第五節 POE策略式唔談的體悟與技巧之檢視………………………………….128
第伍章 結論與建議………………………………………………………………...132
第一節 結論 …………………………………………………………………….132
第二節 建議 …………………………………………………………………….137
參考文獻……………………………………………………………………………...141
一、中文部分 ……………………………………………………………………...141
二、英文部分………………………………………………………………………142
附錄…………………………………………………………………………………...145
附錄一 POE晤談半結構式卷…………………………………………………….146
附錄二 POE策略晤導引………………………………………………………….150
附錄三 鉛直簡諧運動的迷思概念參照表……………………………………...153
附錄四 個案學生S1的晤談摘要表……………………………………………...155
附錄五 個案學生S2的晤談摘要表……………………………………………...156
附錄六 個案學生S1的原案資料IN-S1…………………………………….……157
附錄七 個案學生S2的原案資料IN-S2…………………………………….……175
附錄八 個案學生S1的思考歷程………………………………………………...195
附件九 個案學生S2的思考歷程………………………………………………...227
參考文獻
一、中文部分
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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