臺灣博碩士論文加值系統

摘要
本研究的目的是以預測－觀察－解釋(Predict-Observe-Explain, POE)策略，探究35位六年級學生在「月相類比模型」中使用的推理技巧、概念改變以及概念發展的歷程。研究者以自行設計的「月相類比模型」讓學生進行前預測、再預測、觀察、解釋，如此循環七次，最後進行總結歸納與移位觀察，並以活動單和晤談蒐集資料。結果發現學童在「月相類比模型」中產生的非科學概念為：（一）覺得光照到的面積不同，和其他因素無關（L）；（二）覺得球在不同位置，光照到的面積不同（BL）；（三）覺得光照到每顆球都一樣，是球的位置不同（B）；（四）覺得光照到每顆球不一樣，人看的角度也不同（LE）；（五）覺得光照到每顆球不一樣、球的位置、人看的角度都不同（LEB）；（六）覺得光照到每顆球都一樣，是球的位置和看的角度不同（BE）。科學概念為：覺得光照到每顆球都一樣，是看的角度不同（E）。學童從總結歸納到移位觀察有六種概念改變的歷程：（一）非科學概念的堅持；（二）非科學概念到過渡概念；（三）非科學概念到科學概念；（四）過渡概念的堅持；（五）過渡概念到科學概念；（六）一直持有科學概念。學童在整個實驗中共有四種概念發展的途徑，分別是以BL、B、LE和LEB為主。實驗中當學童進行預測時傾向於使用演繹和類比推理；當學童進行觀察和解釋時傾向於使用歸納推理，而且發現：（一）學童歸納出非科學概念；（二）類比推理能做出正確預測，但未必產生概念改變；（三）演繹是在驗證暫時性理論。最後，研究者根據分析結果提出教材設計和教學的建議。

Abstract
The purpose of this study was to investigate 35 sixth graders’ reasoning skills, conceptual changes and the processes of conceptual development by using Predict-Observe-Explain (POE) strategies in a self-designed “analogous model of moon phases”. The procedures of the POE activities were prediction, re-prediction, observation, and explanation for seven cycles. After the POE activities, students were asked to observe the analogous moon phases from arbitrary positions and to make conclusions for their reasoning. Students’ concepts were acquired by activity sheets and interviews.
The primary findings of this study were as follows. First, students show various nonscientific concepts about the formation of moon phases, including (1) The bright areas shed by the light are different (L); (2) The bright areas and ball positions are both different (BL); (3) The bright areas are the same, but the ball positions are different (B); (4) Both the bright areas and the observing angles are different (LE); (5) The bright areas, ball positions and observing angles are all different (LEB); (6) The bright areas are the same, but both the ball positions and observing angles are different (BE). On the other hand, the scientific concept is that the bright areas are the same and it is the different observing angles leading to the formation of moon phases (E). Second, students show the following six patterns of conceptual changes: (1) The persistence of nonscientific concepts; (2) From nonscientific concepts to transition ones; (3) From nonscientific concepts to scientific ones; (4) The persistence of transition concepts; (5) From transition concepts to scientific ones; (6) The persistence of scientific concepts. Third, students’ conceptual developments can be classified as four pathways dominated by the BL, B, LE, and LEB concepts, respectively. Finally, students tend to use analog and deduction reasoning skills in the prediction activities, in contrast to induction in the observation and explanation stages. Meanwhile, it was found that (1) Students sometimes induce to nonscientific concepts; (2) Although analog reasoning sometimes helps make right predictions, there is no guarantee for conceptual changes; (3) Deduction is used for verifying temporary theories. According the above findings, the researcher made some suggestions for the instruction and design of teaching materials about the moon phases.

目錄
第一章 緒論…………………………………………………………………1
第一節 研究背景與動機…………………………………………………1
第二節 研究目的與問題…………………………………………………2
第三節 名詞釋義…………………………………………………………3
第四節 研究範圍與限制…………………………………………………4
第二章 文獻探討……………………………………………………………6
第一節 POE 策略…………………………………………………………6
第二節 推理技巧…………………………………………………………7
第三節 推理的研究文獻…………………………………………………11
第四節 概念和概念改變…………………………………………………14
第五節 「月相類比模型」的相關概念…………………………………16
第三章 研究方法……………………………………………………………24
第一節 研究發展與設計…………………………………………………24
第二節 研究對象…………………………………………………………32
第三節 研究流程…………………………………………………………33
第四章 研究結果與討論……………………………………………………42
第一節 學童的先前概念…………………………………………………42
第二節 總結歸納時的七種概念…………………………………………48
第三節 移位觀察所產生的六種概念改變的歷程………………………51
第四節 四種概念發展的途徑……………………………………………56
第五節 學童使用的推理技巧……………………………………………66
第五章 結論與建議…………………………………………………………73
第一節 結論………………………………………………………………73
第二節 建議………………………………………………………………75
參考文獻 ……………………………………………………………………77
附錄一 現行南一版自然科教科書中與光概念相關之教材綱要表………81
附錄二 現行南一版自然科教科書中與月相概念相關之教材綱要表……82
附錄三 晤談大綱……………………………………………………………83
附錄四 晤談摘要紀錄表……………………………………………………84
附錄五 整理好的晤談紀錄…………………………………………………85
附錄六 S34 的推理過程紀錄表……………………………………………86
附錄七 學生先前預測分類表………………………………………………87
附錄八 35位學童從總結歸納到移位觀察的十二種類型和六種概念改變的歷程…………………………………………………………………………88
附錄九 35位學童的概念發展途徑…………………………………………89
表目錄
表2-1 Tytler & Peterson與Driver等人對學生推理技巧的描述……14
表2-2 有關「光」學習領域之教材內容要項……………………………19
表2-3 學生光學迷思概念和正統科學概念之比較………………………20
表2-4 有關「月相」學習領域之教材內容要項…………………………21
表2-5 學生月相迷思概念和正統科學概念之比較………………………22
表3-1 本研究相關的正確概念……………………………………………36
表4-1 學童在「月相類比模型」中所產生的概念………………………42
表4-2 學童在「月相類比模型」中所產生的暫時性理論………………43
表4-3 學童主要的先前概念………………………………………………43
表4-4 再預測到總結歸納時的概念發展…………………………………49
表4-5 總結歸納到移位觀察十二種類型及六種概念改變的歷程………52
表4-6 概念發展途徑一……………………………………………………57
表4-7 概念發展途徑二……………………………………………………61
表4-8 概念發展途徑三……………………………………………………63
表4-9 概念發展途徑四……………………………………………………64
表4-10 學童總結歸納時的概念或暫時性理論……………………………67
表4-11 學童再預測答對時所持的理由次數統計…………………………70
表4-12 學童產生的暫時性理論……………………………………………70
圖目錄
圖2-1 理論與觀察…………………………………………………………8
圖2-2 月相類比模型科學概念圖…………………………………………23
圖3-1 初探初期實驗現場照片……………………………………………26
圖3-2 有塗螢光漆和沒有塗漆拍攝到的照片……………………………27
圖3-3 燈光由亮到暗拍攝到的照片………………………………………27
圖3-4 關燈後的現場照片…………………………………………………27
圖3-5 七個不同位置用相機拍下的照片…………………………………28
圖3-6 改良後實驗現場照片………………………………………………29
圖3-7 推理實驗設計圖……………………………………………………29
圖3-8 活動單………………………………………………………………32
圖3-9 POE 活動的實施流程圖……………………………………………35
圖3-10 初探研究相關圖……………………………………………………38
圖3-11 研究流程圖…………………………………………………………41
圖4-1 總結歸納到移位觀察六種概念改變的歷程………………………53
圖4-2 七種主要概念………………………………………………………57
圖4-3 概念發展途徑一……………………………………………………58
圖4-4 概念發展途徑二……………………………………………………61
圖4-5 概念發展途徑三……………………………………………………63
圖4-6 概念發展途徑四……………………………………………………65
圖4-7 學童在推理實驗中的推理技巧……………………………………66
圖4-8 BL2：進來多出去少的概念…………………………………………68
圖4-9 BL3：角度大照的多，角度小照的少………………………………69

參考文獻：
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