臺灣博碩士論文加值系統

本研究的主要目的是在發展二階段式診斷測驗診斷國中生「牛頓運動定律」迷思概念進而探討國中生迷思概念分佈與國二、國三迷思概念的差異及正確科學概念進步情形。本研究先探討文獻再對學生做開放式問卷及半結構式訪談結合概念圖以獲取研發二階段式診斷工具的命題，接著依據命題來設計二階段式診斷預試工具，最後效化發展成二階段式診斷正式工具並對大量的學生施測，以獲取資料做出結論。研究樣本為台灣省彰化縣一所國中的國二及國三學生，共計國二學生有277位學生，國三學生有271位學生，共有548位學生。本研究所要探討牛頓運動定律內涵包括第一運動定律、第二運動定律、第三運動定律及圓周運動與萬有引力等領域之迷思概念。本研究晤談結果中發現之迷思概念歸納成十九個類型，而結合正式問卷結果，發現迷思概念類型分佈中，國中二、三年級學生的分佈相當接近，其中有四個迷思概念類型國中二、三年級學生百分比差異大，其餘十五個迷思概念類型差異小，百分比差異大表示迷思概念有獲得改善，百分比差異小表示經過學習國三學生迷思概念未獲得改善，表示迷思概念的頑固不易改變。在對各題答對平均數進行t檢定也有四題無明顯差異，表示國三學生這四題的正確科學概念未建立完善。在學習正確科學概念方面，其中以牛頓第二運動定律的學習效果最不理想，而牛頓第二運動定律的正確科學概念未建立完善，其也會影響其他正確科學概念的建立。

The purpose of this study is to develop a two-tier diagnostic written test as the tool for examining the misconceptions of Newton's Laws of Motion among the 8th and 9th grade students in junior high school. By exploring the distribution of the misconceptions, the differences of misconceptions and the progress in the case of scientific concepts correctly are well discussed. This study was started from reviewing literatures, conducting open-ended questionnaire for students, doing semi-structured interviews, and combining concept map to obtain the proposition. According to the proposition, two-tier misconception diagnostic written pre-test tools were designed and used for the formal two-tier misconception diagnostic written test tool. A large number of students were tested with the formal tool in order to obtain information to make conclusions. The sample is 548 students in total in a junior high school in Changhwa, including 227 students for the 8th and 271 for the 9th graders respectively. Newton's laws of motion content is investigated in the study, including the first law of motion , the second law of motion, the third law of motion, circular motion, and gravitation. There are 19 patterns of misconception induced during the interviews. Referring to the questionnaire, the distributions of misconceptions of the 8th and 9th graders are quite similar. The percentages in 4 patterns are significantly different, and the rest are not. The significantly different percentages mean the conception is well-improved, and on the other hand, the insignificantly different ones mean the 9th graders’ misconception, which is not easily changed, still exists after learning. By means of t-test to the correct responses, there are four items showing the insignificant difference, which means in the domain the correct conception for the 9th graders is not well-built. After examing the students’ learning outcome, the concept of Newton's second law of motion is easily mistaken by students that would affect the establishments of other scientific conceptions obviously.

目 次
目 次…………………………………………………………………………………Ⅰ
附 錄…………………………………………………………………………………Ⅰ
圖次 …………………………………………………………………………………Ⅲ
表次 …………………………………………………………………………………Ⅵ
中 文 摘 要…………………………………………………………………………Ⅶ
英 文 摘 要…………………………………………………………………………Ⅷ

第一章 緒論
第一節 研究背景與動機…………………………………………………………1
第二節 研究目的與待答問題……………………………………………………5
第三節 研究範圍與限制…………………………………………………………6
第四節 名詞解釋…………………………………………………………………7
第二章 文獻探討
第一節 概念意義與概念學習……………………………………………………9
第二節 迷思概念的探討 ………………………………………………………18
第三節 概念改變的理論 ………………………………………………………23
第四節 牛頓運動定律迷思概念 ………………………………………………28
第五節 迷思概念的診斷工具 …………………………………………………32
第三章 研究設計與實施
第一節 研究架構與研究流程 …………………………………………………37
第二節 教材分析 ………………………………………………………………39
第三節 研究工具 ………………………………………………………………43
第四節 研究樣本 ………………………………………………………………58
第五節 資料分析 ………………………………………………………………59
第四章 研究結果與討論
第一節 迷思概念類型分佈 ……………………………………………………61
第二節 國中二、三年級迷思概念之差異 ……………………………………102
第三節 正確科學概念的差異情形……………………………………………109
第五章 結論與建議
第一節 結論……………………………………………………………………115
第二節 建議……………………………………………………………………119
參考文獻
壹、中文文獻……………………………………………………………………122
貳、英文文獻……………………………………………………………………127
附錄
附錄一 某版國中三上理化課本牛頓運動定律教學目標、教學重點與能力指標對照表 …………………………………………………………………………………136
附錄二 「牛頓運動定律」開放式問卷與半結構式晤談題目（預試）…………137
附錄三 「牛頓運動定律」半結構式晤談題號與命題敘述對照表（預試）……143
附錄四 「牛頓運動定律」半結構式晤談結果（預試）…………………………145
附錄五 「牛頓運動定律」二階段式診斷測驗預試工具題目…………………157
附錄六 「牛頓運動定律」二階段式診斷測驗題號與命題敘述對照表（預試）…………………………………………………………………… 167
附錄七 「牛頓運動定律」診斷測驗結果之作答人數與百分比統計（預試）…169
附錄八 「牛頓運動定律」診斷測驗題號之難度、鑑別度與項目刪除後的Cronbach's Alpha值對照表（二年級預試）」診斷測驗………………204
附錄九 「牛頓運動定律」診斷測驗題號之難度、鑑別度與項目刪除後的Cronbach's Alpha值對照表（三年級預試）…………………………205
附錄十 「牛頓運動定律」診斷測驗題號之難度、鑑別度與項目刪除後的Cronbach's Alpha值對照表（預試二、三年級）………………………206
附錄十一 「牛頓運動定律」二階段式診斷測驗正式工具題目…………………207
附錄十二 「牛頓運動定律」診斷測驗結果之作答人數與百分比統計（正式）…215























圖 次
圖3-1 研究架構……………………………………………………………………37
圖3-2 研究流程……………………………………………………………………38
圖3-3 「牛頓運動定律」研究者概念圖……………………………………………40
圖3-4 工具發展結構圖……………………………………………………………43
































表 次
表2-1 Thagard(1992)概念改變的階層……………………………………… 26
表3-1 「牛頓運動定律」命題敘述表…………………………………………40
表3-2 晤談學生對「自由落體」的迷思概念…………………………………44
表3-3 晤談學生對「圓周運動」的迷思概念…………………………………45
表3-4 晤談學生對「拋體運動」的迷思概念…………………………………45
表3-5 晤談學生對「牛頓第一運動定律」的迷思概念………………………46
表3-6 晤談學生對「牛頓第二運動定律」的迷思概念………………………48
表3-7 晤談學生對「牛頓第三運動定律」的迷思概念………………………49
表3-8 「牛頓運動定律」二階段式診斷測驗來自迷思概念之對照表………52
表4-1 受測樣本在第1題的選答分佈情形……………………………………62
表4-2 受測樣本在第2題的選答分佈情形……………………………………63
表4-3 受測樣本在第3題的選答分佈情形……………………………………64
表4-4 受測樣本在第4題的選答分佈情形……………………………………66
表4-5 受測樣本在第5題的選答分佈情形……………………………………66
表4-6 受測樣本在第6題的選答分佈情形……………………………………67
表4-7 受測樣本在第7題的選答分佈情形……………………………………69
表4-8 受測樣本在第8題的選答分佈情形……………………………………70
表4-9 受測樣本在第9題的選答分佈情形……………………………………72
表4-10 受測樣本在第10題的選答分佈情形 …………………………………73
表4-11 受測樣本在第11題的選答分佈情形 …………………………………74
表4-12 受測樣本在第12題的選答分佈情形 …………………………………75
表4-13 受測樣本在第13題的選答分佈情形 …………………………………76
表4-14 受測樣本在第14題的選答分佈情形 …………………………………77
表4-15 受測樣本在第15題的選答分佈情形 …………………………………78
表4-16 受測樣本在第16題的選答分佈情形 …………………………………79
表4-17 受測樣本在第17題的選答分佈情形 …………………………………80
表4-18 受測樣本在第18題的選答分佈情形 …………………………………82
表4-19 受測樣本在第19題的選答分佈情形 …………………………………83
表4-20 受測樣本在第20題的選答分佈情形 …………………………………84
表4-21 受測樣本在第21題的選答分佈情形 …………………………………85
表4-22 受測樣本在第22題的選答分佈情形 …………………………………86
表4-23 受測樣本在第23題的選答分佈情形 …………………………………87
表4-24 受測樣本在第24題的選答分佈情形 …………………………………88
表4-25 受測樣本在第25題的選答分佈情形 …………………………………89
表4-26 受測樣本在第26題的選答分佈情形 …………………………………90
表4-27 受測樣本在第27題的選答分佈情形 …………………………………90
表4-28 受測樣本在第28題的選答分佈情形 …………………………………92
表4-29 受測樣本在第29題的選答分佈情形 …………………………………93
表4-30 受測樣本在第30題的選答分佈情形 …………………………………94
表4-31 受測樣本在第31題的選答分佈情形 …………………………………95
表4-32 受測樣本在第32題的選答分佈情形 …………………………………96
表 4-33 國中二、三年級迷思概念類型百分比與人數差異表…………………97
表 4-34 「牛頓運動定律」二階段式診斷測驗結果之獨立樣本t檢定………106

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