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研究生: 李世峰
Lee,Shih-Feng
論文名稱: 高中學生應用勒沙特列原理判斷非均勻相系化學平衡的迷思概念探討
An investigation on senior high school studentds' misconceptions of applying Le chatelier's priciple under heterogeneous systems on chemical equilbrium.
指導教授: 李田英
Lee, Tien-Ying
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 科學教育研究所
Graduate Institute of Science Education
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 171
中文關鍵詞: 迷思概念勒沙特列原理化學平衡非均勻相系
英文關鍵詞: misconceptions, Le chatelier's Priciple, chemical equilibrium, heterogereous systems
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:260下載:72
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  • 摘 要
    本研究探討高中學生應用勒沙特列原理判斷非均勻相系化學平衡的迷思概念。參與研究之學生為桃園市某高中高三學生332名,研究工具為研究者分析學生在開放式試題結果所得資料,設計一份涵蓋七個中心概念,總數50題的二段式測驗。試題的第一部份是檢驗學生對知識了解的正確性,第二部份則是探究學生之所以持此種認知的理由。試題內容效度經由四位具化學專業能力的高中化學教師審核評定,測驗試題的庫李信度為0.81。測驗資料分別以描述性統計及皮爾遜(pearson)積差相關分析,歸納結果發現41項有關勒沙特列原理迷思概念,其中有19項在國內外研究有類似發現,但另22項為本研究所特有。其中最顯著的重要迷思概念有:1.不論反應物種的濃度改變與否,59%的學生認為平衡前正反應速率等於平衡後正反應速率,同理平衡前逆反應速率亦等於平衡後逆反應速率;2.在鹽類溶解度平衡中,41.6%學生認為難溶性鹽類易解離或是以為鹽類皆可溶,使濃度改變,平衡移動;3.定容、定壓下,30.9%的學生認為加入惰性氣體不影響平衡;4.有31.6%的學生認為體積加倍,活動空間變大,碰撞機會變小,正、逆反應速率改變。

    AN INVESTIGATION ON SENIOR HIGH SCHOOL STUDENTS’
    MISCONCEPTIONS OF APPLYING LE CHATELIER’S PRINCIPLE UNDER
    HETEROGENEOUS SYSTEMS ON CHEMICAL EQUILIBRIUM.
    Lee, Shih-Feng
    Abstract
    The study was aimed at investigating the misconceptions of applying Le chatelier’s principle under heterogeneous chemical equilibrium systems for senior high school students in Taiwan. Three hundred and thirty-two 12th grade students in Taoyuan who had studied chemical equilibrium participated in the study. A two-tier test was developed based on the analysis of students’ answers on an open-ended test. There are 50 multiple- choice items, including seven central concepts, where the content knowledge was examined in the first tier and students’ understanding of that knowledge in the second. The test was validated by four senior high school teachers who possessed profound professional chemistry knowledge; The reliability (KR-20) is 0.81. Data were analyzed through descriptive statistics and pearson product-moment correlation. The results indicated a list of 41 patterns of misconceptions underlying misuse of Le chatelier’s principle, 19 of which are identified in literature, whereas 22 of them are unique to this research. The most significant key-miconceptions revealed by the study are:
    1.Whatever concentration of reactant may change, the rate of the forward (or reverse) reaction on initial chemical equilibrium should be equal to the rate of the forward (or reverse) reaction on final chemical equilibrium.
    2.When insolube salt is dissolved in pure water to form a saturated solution, an equilibrium is established between the solid and its ions in solution. The student thought all the insoluble salt could be dissolved, which could change the solubility equilibria.

    目 次 第壹章 緒論 1 第一節 研究背景與研究動機 1 第二節 研究目的與研究問題 5 第三節 名詞解釋 6 第四節 研究範圍與研究限制 7 第貳章 文獻探討 8 第一節 概念與概念的本質 8 第二節 概念的形成與學習 11 第三節 迷思概念、迷思概念的原因與特性 19 第四節 化學平衡迷思概念相關研究 26 第參章 研究方法 36 第一節 研究對象 36 第二節 研究工具 36 第三節 資料收集 40 第四節 資料分析 41 第肆章 結果與討論 43 第一節 診斷測驗結果分析 43 第二節 相同概念試題的相關性分析 72 第三節 重要迷思概念的原因 84 第四節 綜合討論 87 第伍章 結論與建議 98 第一節 研究總結 98 第二節 結論 101 第三節 建議 106 參考文獻 109 一、中文部份 109 二、英文部份 112 附錄 119 一、開放式勒沙特列原理迷思概念試題 119 二、開放性試題結果分析 125 三、勒沙特列原理迷思概念診斷測驗 165 四、晤談用問題 171 表 次 表1勒沙特列原理迷思概念診斷測驗雙向細目表 37 表2診斷測驗1-(1)、1-(2)題各選項次數分配表 44 表3診斷測驗1-(3)、1-(4)題各選項次數分配表 45 表4診斷測驗2-(1)-(a)、2-(1)-(b)題各選項次數分配表 46 表5診斷測驗2-(1)-(c)、2-(1)-(d)、2-(1)-(e)題各選項次數分配表 48 表6診斷測驗2-(1)-(f)、2-(1)-(g)題各選項次數分配表 50 表7診斷測驗2-(2)-(a)、2-(2)-(b)題各選項次數分配表 51 表8診斷測驗2-(2)-(c)、2-(2)-(d)、2-(2)-(e)題各選項次數分配表 52 表9診斷測驗2-(2)-(f)、2-(2)-(g)題各選項次數分配表 54 表10診斷測驗2-(3)-(a)、2-(3)-(b)題各選項次數分配表 55 表11診斷測驗2-(3)-(c)、2-(3)-(d)、2-(3)-(e)題各選項次數分配表 56 表12診斷測驗2-(3)-(f)、2-(3)-(g)題各選項次數分配表 58 表13診斷測驗3-(1)、3-(2)題各選項次數分配表 59 表14診斷測驗3-(3)、3-(4)題各選項次數分配表 60 表15診斷測驗3-(5)、3-(6)題各選項次數分配表 61 表16診斷測驗3-(7)、3-(8)題各選項次數分配表 62 表17診斷測驗4-(1)、4-(2)題各選項次數分配表 63 表18診斷測驗4-(3)、4-(4)、4-(5)題各選項次數分配表 64 表19診斷測驗4-(6)、4-(7)題各選項次數分配表 66 表20診斷測驗4-(8)、4-(9)題各選項次數分配表 67 表21診斷測驗5-(1)、5-(2)題各選項次數分配表 68 表22診斷測驗5-(3)、5-(4)題各選項次數分配表 69 表23診斷測驗5-(5)、5-(6)題各選項次數分配表 70 表24診斷測驗5-(7)、5-(8)題各選項次數分配表 71 表25有關「動平衡判斷」的試題相關係數 73 表26有關「濃度對非均勻相化學平衡反應速率影響」的試題相關係數 74 表27有關「濃度、溫度、壓力(體積)對非均勻相平衡常數影響」的試題相關係數 75 表28有關「壓力(體積)對非均勻相化學平衡影響」的試題相關係 76 表29有關「壓力(體積)對非均勻相化學平衡反應速率影響」的試題相關係數 77 表30有關「溫度對非均勻相化學平衡反應速率影響」的試題相關係數 78 表31有關「各項變因對鹽類溶解度平衡影響」的試題相關係數 79 表32有關「溶劑對鹽類溶解度平衡影響」的試題相關係數 80 表33有關「非揮發性溶質對相平衡反應速率影響」的試題相關係數 81 表34有關「定容下加惰性氣體對非均勻相化學平衡影響」的試題相關係 82 表35有關「定壓下加惰性氣體對非均勻相化學平衡影響」的試題相關係 83 表36勒沙特列原理迷思概念與國內外研究彙整表 96 表37開放式試題1-(1)題學生所持理由次數分配表 125 表38開放式試題1-(2)題學生所持理由次數分配表 126 表39開放式試題1-(3)題學生所持理由次數分配表 127 表40開放式試題1-(4)題學生所持理由次數分配表 128 表41開放式試題2-(1)-(a)題學生所持理由次數分配表 129 表42開放式試題2-(1)-(b)題學生所持理由次數分配表 130 表43開放式試題2-(1)-(c)題學生所持理由次數分配表 131 表44開放式試題2-(1)-(d)題學生所持理由次數分配表 132 表45開放式試題2-(1)-(e)題學生所持理由次數分配表 133 表46開放式試題2-(2)-(a)題學生所持理由次數分配表 134 表47開放式試題2-(2)-(b)題學生所持理由次數分配表 135 表48開放式試題2-(2)-(c)題學生所持理由次數分配表 136 表49開放式試題2-(2)-(d)題學生所持理由次數分配表 137 表50開放式試題2-(3)-(a)題學生所持理由次數分配表 138 表51開放式試題2-(3)-(b)題學生所持理由次數分配表 139 表52開放式試題2-(3)-(c)題學生所持理由次數分配表 140 表53開放式試題2-(3)-(d)題學生所持理由次數分配表 141 表54開放式試題3-(1)題學生所持理由次數分配表 142 表55開放式試題3-(2)題學生所持理由次數分配表 143 表56開放式試題3-(3)題學生所持理由次數分配表 144 表57開放式試題3-(4)題學生所持理由次數分配表 145 表58開放式試題3-(5)題學生所持理由次數分配表 146 表59開放式試題4-(1)題學生所持理由次數分配表 147 表60開放式試題4-(2)題學生所持理由次數分配表 148 表61開放式試題4-(3)題學生所持理由次數分配表 149 表62開放式試題4-(4)題學生所持理由次數分配表 150 表63開放式試題4-(5)題學生所持理由次數分配表 151 表64開放式試題4-(6)題學生所持理由次數分配表 152 表65開放式試題5-(1)題學生所持理由次數分配表 153 表66開放式試題5-(2)題學生所持理由次數分配表 154 表67開放式試題5-(3)題學生所持理由次數分配表 155 表68開放式試題5-(4)題學生所持理由次數分配表 156 表69開放式試題5-(5)題學生所持理由次數分配表 157 表70開放式試題6-(1)題學生所持理由次數分配表 158 表71開放式試題6-(2)題學生所持理由次數分配表 159 表72開放式試題6-(3)題學生所持理由次數分配表 160 表73開放式試題6-(4)題學生所持理由次數分配表 161 表74開放式試題6-(5)題學生所持理由次數分配表 162 表75開放式試題6-(6)題學生所持理由次數分配表 163 表76開放式試題6-(7)題學生所持理由次數分配表 164 圖 次 圖1 CLD理論學習達成的四個階層 15 圖2 化學平衡概念的階層式架構 27

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