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研究生:謝佳穎
研究生(外文):Chia-Ying Hsieh
論文名稱:八年級學生酸鹼鹽與反應速率單元POE教學實施成效之探討
論文名稱(外文):The study on the effects of eighth-grade students through POE Teaching Strategies in acids-bases-salts and reaction rate
指導教授:郭重吉郭重吉引用關係
指導教授(外文):Chorng-Jee Guo
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
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:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:129
中文關鍵詞:POE教學策略另有概念酸鹼鹽反應速率
外文關鍵詞:POE teaching strategiesalternative conceptionacids-bases-saltsreaction rate
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本研究旨在透過預測、觀察、解釋(Prediction-Observation-Explanation, 簡稱POE)的模式,進行「酸鹼鹽」與「反應速率」單元的教學,探討八年級學生所呈現之先前概念、學習成效、對於POE教學模式的感受及遭遇到的困難與解決方法。本研究所使用的POE教學活動由研究者與教學者共同討論設計,酸鹼鹽單元的活動內容涵蓋電解質、常見強酸特性、鹽類性質、酸鹼中和;反應速率單元的活動內容涵蓋溫度、表面積、催化劑對反應速率的影響以及反應平衡。研究對象為教學者所任教的兩班八年級學生,A班為43人,B班為32人,共計75人;酸鹼鹽單元在A、B兩班實施,但反應速率單元僅在B班實施。
本研究設計採質性為主、量化為輔,質性資料有學生填寫的POE活動單、單元回饋單及學生個別晤談,藉此分析學生的先前概念、對POE教學過程之感受;量化資料則在POE教學前後實施研究者編修的二階層概念診斷試卷,每單元各有8題,藉以得知學生在POE教學後的學習成效。
研究結果發現,學生的先前概念多元,在酸鹼鹽和反應速率的各活動中分別約10%和30%的學生具有較貼近正確科學概念;主要另有概念如下:純物質與化合物可導電但混合物不可導電、有水就可以導電;酸類的腐蝕性會使得物體變小或消失;蛋殼被鹽酸腐蝕會產生氫氣; 酚酞在鹼性時呈無色;以及雙氧水與碘化鉀不會產生反應等。
在學習成效方面,前後測二階層試卷的結果達到統計上顯著差異,因此學生的學習成效在POE教學後顯著提升。而多數學生也認為POE對其有正向幫助,包括增加學習科學概念的印象、提升思考能力與激發學習興趣等。而學生遭遇到的困難則認為解釋階段最難,預測階段次之,乃因其先前概念不足,難以做出合理詮釋;也有因為小組成員參與程度不一造成學習上的困擾,部分學生會主動溝通協調組內成員意見。研究者根據上述研究結果提出若干建議,期能提供日後教師教學與科學教育研究之參考。
Through the implementation of the Prediction-Observation-Explanation strategies (POE) in the teaching of "Acids-Bases-Salts" and "Reaction Rate" units, the purpose of this study is to investigate eighth-grade students’ preconceptions, their cognitive and emotional learning outcomes. Students’ perceptions of the POE instructional method, their encountered difficulties and ways to overcome are also investigated. The POE activities of these two units were designed and discussed together by the researcher and the participated teacher. The first unit includes the activities of electrolyte, the common characteristics of acid, characteristics of salts, and neutralization. The latter includes activities of reaction equilibrium and factors which affect reaction rate, such as temperature, surface area, and catalyst. The study subjects are the teacher’s students who come from two different 8th grade classes, 43 students in class A and 32 students in class B. The “Acids-Bases-Salts” unit was conducted into both classes; however, the “Reaction Rate” unit was conducted to class B only.
Both qualitative and quantitative research methods were employed. The methods of qualitative data collection are inclusive of POE worksheets, feedback sheets and interviews for students which were administered in order to analyze students' preconception and the emotional outcomes. As for quantitative data collection, two-tier diagnostic instruments were used as pre-post evaluation, each paper with 8 items for per unit, to examine cognitive outcomes after conducting the teaching of the instructional units using POE strategy.
The results showed that according to the activities of the acid-base-salt and reaction rate units, some 10% and 30% of students respectively have concepts which are closer to the correct scientific concepts. The main alternative conceptions are as follows: pure substances and compounds are conductive but mixture is not; substances containing water are conductive; corrosive acids make objects smaller or disappear; eggshell produces hydrogen while corroded by hydrochloric acid; phenolphthalein in alkaline are colorless and hydrogen peroxide and potassium iodide will not react.
In addition, the two-tier diagnostic instruments reveal a significant improvement in cognitive learning outcomes. The majority of students have positive responses for POE: their conceptual understanding of scientific concepts has been deepened, critical thinking skills enhanced and learning interests raised and so on. In a POE instruction session, the most difficult part encountered by students is for them to explain, followed by making prediction. Students generally lack correct preconceptions; therefore, it is hard for them to offer rational interpretations. Moreover, low participation of some group members becomes the key obstacle in their learning. However, some students would automatically play as coordinators within their groups in discussion. Based on the results of the study, the researcher made several recommendations for science teachers and future researchers.

第壹章 緒論
第一節 研究背景與研究動機…………………………………………….……1
第二節 研究目的與待答問題…………………………………………….……4
第三節 名詞釋義…………………………………………………………,……4
第四節 研究範圍與限制…………………………………………………,…....5
第貳章 文獻探討
第一節 科學概念學習………………………………………………………….6
第二節 POE教學策略……………………………………………………...…10
第三節 酸鹼鹽概念之相關研究………………………………………………18
第四節 反應速率概念之相關研究……………………………………………24
第參章 研究方法
第一節 研究設計與流程......... …………………………………......................28
第二節 研究對象與研究者角色... ………………………................................37
第三節 研究工具.................................…………………………………….......39
第四節 資料蒐集與分析............................……………………………............42
第肆章 研究結果與討論
第一節 學生先前概念分析.............………………………….………………..45
第二節 POE教學前後學生學習成效之改變.............………..……………….56
第三節 學生遭遇到的困難與解決方法.............……………………………...85
第四節 學生對於POE教學活動之感受.............………………………….......90
第伍章 研究結論與建議
第一節 研究結論...........................…………………………………………….95
第二節 研究建議...........................…………………………………….............97
參考文獻............................…………………………............................……............100

圖    次
圖3-1-1 研究架構圖……………………………………………………..……….....28
圖3-1-2 研究流程圖……………………………………………………..……….....36

表    次
表2-1-1 POE教學中教師與學生之任務…………………………………………...13
表2-1-2 POE融合其他方式的實徵性研究………………………………………...16
表2-1-3 國外POE相關實徵性研究………………………………………………..17
表2-3-1 國內學生酸鹼鹽另有概念………………………………………………...19
表2-3-2 酸鹼迷思概念類型………………………………………………………...22
表2-3-3 酸鹼迷思概念成因………………………………………………………...23
表2-4-1 影響反應速率因素迷思概念……………………………………………...25
表2-4-2 國內學生化學平衡迷思概念……………………………………………...26
表3-1-1 酸鹼鹽概念與教學目標…………………………………..……………….30
表3-1-2 反應速率概念與教學目標......…………………………………………….31
表3-3-1 酸鹼鹽二階層概念診斷試卷題目內容分析……………………………...40
表3-3-2 反應速率二階層概念診斷試卷題目內容分析…………………………...41
表3-3-3 待答問題與研究工具之對應…………………………………………...…41
表3-4-1 質性資料編碼對照表...……………………………………………………43
表4-1-1 活動一「大家來找電」學生先前概念... ...……………………………….46
表4-1-2 活動二「犀利硫酸」學生先前概念... ...………………………………….47
表4-1-3 活動三「蛋殼怎麼了」學生先前概念... ...…………………………….….49
表4-1-4 活動四「吹牛大王」學生先前概念... ...………………………………....50
表4-1-5 活動一「看誰在發亮」學生先前概念... ...………………………..……...52
表4-1-6活動二「巨人的牙膏」學生先前概念... ...………………………………..53
表4-1-7 活動三「制酸大王」學生先前概念... ...………………………….……..54
表4-1-8 活動四「看我72變」學生先前概念... ...…………………………….....55
表4-2-1酸鹼鹽第1題前後測作答人數百分比...... ...………………….…………57
表4-2-2 酸鹼鹽第2題前後測作答人數百分比...... ...…………………..………..59
表4-2-3 酸鹼鹽第3題前後測作答人數百分比...... ...…………………..………..60
表4-2-4酸鹼鹽第4題前後測作答人數百分比...... ...…………………………….63
表4-2-5 酸鹼鹽第5題前後測作答人數百分比...... ...……………………………64
表4-2-6 酸鹼鹽第6題前後測作答人數百分比...... ...……………………………66
表4-2-7 酸鹼鹽第7題前後測作答人數百分比...... ...……………………………67
表4-2-8 酸鹼鹽第8題前後測作答作答人數百分比...... ...………………………68
表4-2-9 酸鹼鹽單元前後測各題得分人數分佈…………………………………..71
表4-2-10 酸鹼鹽單元前後測總得分情形... ...…………………... ...……………..71
表4-2-11 反應速率第1題前後測作答人數百分比... ...………………………….73
表4-2-12 反應速率第2題前後測作答人數百分比... ...………………………….74
表4-2-13 反應速率第3題前後測作答人數百分比...... ...………………………..75
表4-2-14 反應速率第4題前後測作答人數百分比...... ...………………………..76
表4-2-15 反應速率第5題前後測作答人數百分比...... ...………………………..78
表4-2-16 反應速率第6題前後測作答人數百分比...... ...………………………..79
表4-2-17 反應速率第7題前後測作答人數百分比...... ...…………………..……80
表4-2-18 反應速率第8題前後測作答人數百分比...... ...………………………..82
表4-2-19反應速率單元前後測各題得分人數分佈…………………………….....84
表4-2-20 反應速率單元前後測總得分情形... ...………………………………….84


附    錄
附錄一 酸鹼鹽概念之POE活動學習單…………………………………………108
附錄二 反應速率概念之POE活動學習單………………………………………113
附錄三 單元學習回饋單………………………..…………………………………117
附錄四 學生晤談大綱……………………………….….…………………………118
附錄五 酸鹼鹽二階層概念診斷試卷……………….….…………………………119
附錄六 反應速率二階層概念診斷試卷…………….….…………………………124
附錄七 POE教學活動教案範例……………………….….……………………...128


一、 中文
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