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研究生: 陳建偉
論文名稱: 高三學生液體界面現象迷思概念之研究
A Study of Misconceptions of Liquid Interface Phenomenon of the 12th Graders
指導教授: 李田英
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: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 120
中文關鍵詞: 迷思概念液體界面現象
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:166下載:11
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  • 本研究探究高三學生液體界面現象的迷思概念以及可能的來源。研究的對象為桃園市某國立高中三年級的學生共40名,研究方法為問卷調查及事後晤談。問卷為研究者自行設計含14題的開放性問卷,題目經過八位專家教師審查,具專家效度。研究發現迷思概念的來源及迷思概念如下:(一)概念誤用:1)『表面張力與浮力』之概念混淆:認為受表面張力作用的物體在水中會有部分的體積,受到浮力作用的物體則沒有在水中的部分;2)『內聚力與水壓力』之概念分不清楚:以水壓力的觀點來解釋內聚力,認為離液面越深,內聚力越大;3)『大氣壓力現象與毛細現象』之概念混淆:以先前所學的托里切利實驗來解釋管內液面上升或下降的情形;4)『濡濕現象與浮力』概念分不清楚:認為毛筆在水中不成尖形是因為受到浮力作用;(二)概念連結有缺失:例如對『能量』概念不甚了解,導致對許多概念的連結上有缺失:諸如『溫度越高,表面張力越大』、『沸點越高,表面張力越大』、『溫度越高,毛細作用越大』等;(三)對定義的不夠了解:例如1)物體在水面上才有表面張力;2)特殊液體不用放置物體就有表面張力;3)密度大的液體凝聚成球珠狀、密度小的液體灘成水膜;4)固體沒有表面張力;(四)由語言造成迷思概念例如認為『內聚』力就是作用力向內;(五)直覺的想法:自認為溫度越高,表面張力越大;(六)受經驗影響:沒看過水銀成薄膜,因此認為水銀皆凝聚成球珠狀;(七)教科書的影響:因看過類似的概念而影響即將學習的概念,如先前在教科書上看到力的方向為物體運動的切線方向,因而認為內聚力的方向是沿液面上升或下降的切線方向。本研究建議教學時要注意下列各項:1)強調相似科學概念之間的差異及原理;2)液體界面現象單元裡的許多概念皆與能量相關,要特別釐清其間的關係;3)以圖表幫助學生了解中文科學名詞的意義;4)課文中概念之間的關係需介紹清楚。

    The study explored the misconceptions and the sources of liquid interface phenomenon of the 12th graders. Forty 12th graders from the Taoyuan County were selected. Researcher self-designed a 14 items open-questionnaire and interview were adopted. The questionnaire had been reviewed by eight experts. Research findings were as follows 1) misuse of concepts: for examples i) the confusions between surface tension and buoyant force; ii) unclear concepts between cohesive force and water pressure; iii) misunderstanding between atmospheric pressure and capillarity phenomenon; iv) unclear concepts between wetting and buoyant force; 2) missing linkage among concepts: for example, the unclear concept of “energy”; 3) misunderstanding of definitions: such as i) the surface tension existed only when the object was on water; i) for special fluid there would have surface tension no need placing any object on it; iii) fluid with a high density would be condensed into a ball-shaped beads; iv) a solid had no surface tension; 4) language caused misconceptions: for example, in Chinese the “cohesive force” will be decoded as the inward force; 5) intuitive thinking: such as some students believed that the higher the temperature, the greater the surface tension; 6) affected by daily experience, such as no acknowledgement on how mercury becoming water film, hence students believed that all of the mercury condensed into ball-shaped beads; 7) the influences from textbooks, a first contact with related concept will affecting the building of on-going concept. The study suggested that teacher should pay more attention toward the following: 1) emphasizing on science concepts’ differences and principles; 2) the phenomenon of liquid interface are always related to lots of energy concepts, teacher should clarify their relationships; 3) teacher should help students understand the Chinese scientific terms with the aid of charts; 4) textbook should explain concepts relationship clearly and completely.

    第壹章 緒論……………………………………………1 第一節 研究動機…………………………………………………………1 第二節 研究目的及待答問題……………………………………………3 第三節 研究範圍及研究限制……………………………………………3 第四節 名詞解釋…………………………………………………………4 第貳章 文獻探討………………………………………5 第一節 概念………………………………………………………………5 第二節 迷思概念…………………………………………………………15 第三節 液體界面現象與相似科學概念…………………………………24 第四節 學生概念的評估與描述…………………………………………31 第參章 研究方法………………………………………45 第一節 研究對象…………………………………………………………45 第二節 研究工具…………………………………………………………46 第三節 資料收集…………………………………………………………47 第四節 資料分析…………………………………………………………48 第五節 研究流程…………………………………………………………49 第肆章 研究結果與討論………………………………51 第一節 各題迷思概念的討論與分析……………………………………51 第二節 液體界面現象迷思概念之整理…………………………………96 第伍章 總結、結論與建議……………………………103 第一節 總結………………………………………………………………103 第二節 結論與建議………………………………………………………106 參考文獻…………………………………………………………………109 中文部分………………………………………………………………109 英文部分………………………………………………………………113 附錄 附錄一、液體界面現象概念圖………………………………………117 附錄二、液體界面現象開放式問卷…………………………………118

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