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研究生:林士峰
研究生(外文):LIN SHIN FENG
論文名稱:POE教學策略對國小六年級學生鐵生鏽的物質性質概念改變之研究
論文名稱(外文):A Study of POE Teaching Strategies to Investigate Sixth Graders’ Conceptual Changes of the Nature of Iron-rusting.
指導教授:黃萬居黃萬居引用關係
指導教授(外文):Huang Wanchu
學位類別:碩士
校院名稱:臺北市立教育大學
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:308
中文關鍵詞:POE教學策略概念改變鐵與鐵鏽的物質性質
外文關鍵詞:POE teaching strategiesconceptual changethe nature of iron and rust
相關次數:
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本研究旨在運用POE教學策略來探討國小六年級學生學習「鐵生鏽的物質性質」區分的概念類型及概念改變的情形。本研究採質性研究的方式,內容分為「鐵生鏽的過程」、「鐵與鐵鏽的物質性質」、「防止鐵生鏽的方法」三個主題。研究對象以方便取樣選取台北縣某國小六年級66名學生,以研究者所編寫設計的「鐵生鏽的二階層測驗評量診斷問卷」、「鐵生鏽概念圖」與「鐵生鏽物質性質的教學活動單元」進行教學,探討學生的概念學習情形。將教學過程中「鐵生鏽的二階層測驗評量診斷問卷」與「鐵生鏽概念圖」的前、後測資料、POE學習單、半結構性晤談資料、現場錄音資料與教師省思札記等所蒐集到的研究資料,進行交互比對,深入探討。研究資料中完整呈現學生對鐵與其氧化物-「鐵鏽」,在氧化的過程、鐵與鐵鏽的物質性質與防鏽方法所持有的概念類型,並藉由研究資料探討學生在該單元教學前、後概念改變的情形。

研究結果發現:(1)接受POE教學策略後,學生在「鐵生鏽的二階層測驗評量診斷問卷」中「鐵生鏽的過程」、「鐵與鐵鏽的物質性質」、「防止鐵生鏽的方法」三方面,正確的答題比例上表現結果比原先來得多。(2)多數原有迷思概念的學生,經POE教學後,可修正轉變至正確的科學概念。(3)「鐵生鏽概念圖」於概念學習效果上,無論就「概念個數」、「概念間關連敘述」、「階層層級」、「分支」、「舉例」或就「交叉連結」,教學後明顯多於教學前。

根據研究結果,獲得三個結論:(1)在鐵生鏽學習主題的確有些迷思概念,有其共同性,也有其特殊性,這些迷思概念有部分與國外相關研究結果一致,有部分則有所差異。(2)POE教學策略確實可應用於國小物質性質與化學變化之教學。(3)肯定運用概念圖於鐵生鏽概念學習效果,但繪製概念圖對國小六年級學生而言並不易學習,可能需要更多有關如何製作概念圖的學習訓練。

根據研究的結果與結論,研究者對科學的教學與未來的研究提出建議如下。在教學與POE實施的建議方面:(1)教學前先評估學生現有的知識狀況(2)科學學習評量方式應力求多元化。(3)概念圖技巧有待善加訓練。(4)POE教學策略實施時,教師須適時引導。(5)可讓學生自行設計實驗步驟。在未來研究的方面建議可作進一步的延伸,朝量化研究進行。在架構中加入對照組的研究設計,比較實驗組與對照組之間的前測與後測各項表現差異,來分析探討國小六年級以上各年齡層學生對鐵生鏽的物質性質之相關概念。
The purpose of this study was to apply Prediction-Observation-Explanation(POE)teaching strategies to probe into the types of conception of discrimination and the changes of the conceptions from the view of sixth graders in learning “the nature of iron and the rust”. The study comprised three parts, “the process of iron-rusting”, “the nature of iron and rust”, and “means to prevent iron from rusting”. The subjects were 66 sixth graders. The researcher designed “two-tier diagnostic instrument for iron and rust”, “the concept maps of ironrusting”, and “teaching activities of iron-rusting” for teaching and, in the meanwhile, observed the conceptualization of the students’ learning. While teaching, the researcher took the pretest and protest of the “two-tier diagnostic instrument for iron and rust” and “the concept maps of ironrusting”, as well as the POE learning sheet, semi structured interview results, live records of teaching, and teaching notes into comparison and did the advanced discussion. The research took on the data of students’ concept to iron and its oxide – rust. In the duration of combustion, students were aware of the nature of iron’s rusting. The data was shown the students’ conceptions of iron and its oxide, rust. Moreover, during the process of combustion, students could recognize the nature of iron-rusting. And the research data also demonstrated students’ comprehension before and after the teaching activities. Based on the data, the research also discussed the changes of the students’ conceptions before and after teaching.

This study has three findings: (1) After being taught with POE strategies, students got higher performance on three sections of the “two-tier diagnostic instrument for iron and rust”, “the process of iron-rusting”,“the nature of iron and rust”, and “means to prevent iron from rusting” (2) Students who have misconceptions would learn to have correct scientific concepts after the POE theory was conducted in the science classes at elementary schools. (3) Based on conceptual learning, “the concept maps of ironrusting” in “the amount of concepts”, “the statements about concepts”, “hierarchies”, “branches”, “examples” or “cross-links” are much more effective and efficient after giving instructions. Observing the concept maps of iron-rusting, based on conceptual learning, either on “the amount of concepts”, “the ststments about concepts” , “hierarchies” , “branches” , “examples” or on “cross-links”, were more effective and efficient after giving instructions.

The conclusions of this study were as follows: (1)Compared with the other studies, there were some similar features, while still there were some different misconceptions.
(2)Based on this study, POE teaching strategies can be applied to the elementary lessons of “the nature of substances” and “chemical change”. (3)This study approved the efficiency of teaching by POE strategies. However, for sixth graders, it’s not easy to learn to draw a concept maps. There should be more trainings and practices of learning how to draw a concept maps.

Based on findings, the researcher stated the following suggestions for science teaching. In executing POE strategies in teaching: (1) Evaluate students' condition and awareness before teaching. Before teaching, teachers should evaluate the awareness of the concerned knowledge on their students. (2) Assessments in science acquisition should be more diversified. (3) The skills of drawing concept maps should be better trained. (4) Whlie practicing POE teaching strategies, teachers should give guidance opportunely and appropriately. (5) Allow students to plan and design the steps of experiments .

For further studies, the research can be done in quantity by adding a control group. Therefore, the pretest and the protest of two groups can be compared .By analyzing the relative conceptions of the substance nature of the iron-rusting of students of sixth grade or older, the result may be more effective and efficient .
目 次
中文摘要--------------------------------------------------------------------------------------------I
英文摘要------------------------------------------------------------------------------------------III
目次------------------------------------------------------------------------------------------------Ⅶ
圖次------------------------------------------------------------------------------------------------Ⅸ
表次------------------------------------------------------------------------------------------------Ⅹ

第一章 緒論
第一節 研究背景及其重要性--------------------------------------------------------------1
第二節 研究目的-----------------------------------------------------------------------------4
第三節 待答問題-----------------------------------------------------------------------------4
第四節 名詞釋義-----------------------------------------------------------------------------5
第五節 研究範圍與限制--------------------------------------------------------------------6
第六節 基本假設-----------------------------------------------------------------------------8

第二章 文獻探討
第一節 科學概念的意涵--------------------------------------------------------------------9
第二節 科學概念研究的方法------------------------------------------------------------13
第三節 概念改變的相關理論------------------------------------------------------------26
第四節 POE教學策略之相關研究------------------------------------------------------30
第五節 鐵生鏽的物質性質概念之研究------------------------------------------------41

第三章 研究方法
第一節 研究設計---------------------------------------------------------------------------51
第二節 研究對象---------------------------------------------------------------------------52第三節 研究程序---------------------------------------------------------------------------54第四節 研究工具---------------------------------------------------------------------------58
第五節 教學工具---------------------------------------------------------------------------69
第六節 資料蒐集處理與分析------------------------------------------------------------72
第四章 結果與討論
第一節 教學前學生所持鐵生鏽的概念之探討---------------------------------------77
第二節 POE教學活動單元之學習單分析---------------------------------------------99
第三節 POE教學後學生鐵生鏽的概念改變之分析-------------------------------144
第四節 POE教學前後學生鐵生鏽概念圖之分析-----------------------------------158
第五章 結論與建議
第一節 結論-------------------------------------------------------------------------------173
第二節 建議-------------------------------------------------------------------------------176
參考文獻
中文部分------------------------------------------------------------------------------------179
英文部分------------------------------------------------------------------------------------184

附錄
附錄一 各派學者概念改變的意涵----------------------------------------------------187
附錄二 國民中小學九年一貫課程綱要自然與生活科技學習領域鐵生鏽的
物質性質之相關教材內容細目表-------------------------------------------189
附錄三 國民中小學九年一貫課程綱要自然與生活科技學習領域鐵生鏽的
物質性質之相關分段能力指標表-------------------------------------------191
附錄四 鐵生鏽的團體訪談問題-------------------------------------------------------193
附錄五 鐵生鏽的二階層測驗評量診斷正式問卷----------------------------------195
附錄六 鐵生鏽的物質性質教學活動單元-------------------------------------------207
附錄七 鐵生鏽的物質性質教學活動單元的POE學習單------------------------245
附錄八 學生在鐵生鏽的物質性質教學活動單元之POE學習單---------------263
附錄九 學生在鐵生鏽的二階層測驗評量診斷問卷前後測之選答情形-------273
附錄十 學生鐵生鏽概念的個別晤談表----------------------------------------------291
中文部分:
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