看法构图促进国中学生「密度」看法学习之研究 喻鸿钧 高雄县立大社百姓中学 TEL:(07)3530100
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周进洋 国立高雄师范大学科学教诲研究所 TEL:(07)7172930 E-mail:t1270@nknucc.nknu.edu.tw 摘
要 本研究的主旨是在运用以看法构图，协助、增强学生密度看法的改变做探讨。本研究是透过高雄县 30 位国二学生，经由开放式诊断东西和晤谈收集学生的迷思看法，经密度单位讲授后，让学生运用看法图对自己的学习做一监控，厘清并统整密度看法，促进新的分化，告竣有意义的学习。
本研究主要发明是，学生密度迷思看法的主要来源有下列四种:日常生活经验、日常生活用语、质朴的比例看法和错误的模拟。其次，产生迷思看法的原因是由于学生以重量取代密度、以质量取代密度、以形状取代密度和没有创建质量/体积的比例看法。在密度单元传授后，学生透过看法构图去表征对密度的认知，从而促使学生对密度看法做组织、统整，对付学生密度看法的创建和厘清有明显的资助。
要害词：
后设认知学习 看法构图
一、 研究动机
『密度』，D=M/V，对许多国中生而言，是 一个困难的单位。一方面是它牵涉到 比例看法(Gennaro, 1996)的问题。另一方面则是，学生将自己的 迷思看法带到课堂，造成对密度看法学习的严重滋扰（郭重吉, 1989；Hewson, 1986）。
密度也是一个重要的单位，对往后的学习会造成影响，可从三方面来说：
(1) 、比例的看法的创建 密度是物体的质量除以体积，D=M/V。这种比例的看法，在往后的学习要运用类似的「思考技能」另有 压力（P=F/A）
）和 奥姆定律（R=V/I ）等。
(2) 、对流的看法的论述 在理化课本「热的流传」单位和在地球科学中， 「滞留锋」所造成的阴雨现象，如果没密度看法说明，难以向学生解释清础。
(3) 、浮力原理 密度是学好浮力单位的先备知识(prior knowledge)。
密度的看法是牵涉到物体的两本性质：质量和体积。两者之间有一个比例的连结干系。而看法图的优点正是可以将看法间做有意义的连结。(Novak & Gowin 1984 )。
如果将看法构图应用在密度看法的讲授上，看法构图究竟能对学生的密度看法学习产生何种影响？有何资助？是否值得向其它西席推荐？研究者以密度单位，运用看法图做了一连串的研究、探讨。
二、 研究目的和研究要领
本研究的目的是要了解学生用看法构图去出现其密度认知结构，经过构图的历程，对学生的密度看法有何资助？ 学生要有好的密度看法构图，正本清源，要从学生的迷思看法着手。西席在了解学生的迷思看法后，才华生长有效的讲授，改变学生的认知，学生也才华有正确的密度看法构图出现。
研究者拟定了以下四项研究问题，做为研究探讨的主题：
1. 学生对「密度」的主要迷思看法为何？如何产生的？ 2. 学生所画的看法图的类型和所代表的意义为何? 3. 看法构图促进学生密度看法变革情形如何? 4. 学生对看法构图感觉如何？
(一) 研究样本和东西
本研究样本是位于高雄县某国中二年级某班的全体同学，共三十名，其中男生 14 名、女生16 名。为配合研究目的，研究者应用了以下四项的研究东西:一、「密度看法」开放式诊断性纸
笔前测东西。二、看法图。三、「密度看法」开放式诊断性纸笔后测东西。四、晤谈。
(二)研究步调
三、 研究结果与发明
经由研究流程，研究者有如下的结果和发明：
（一）「密度」的迷思看法类型和迷思看法的来源 学生密度的主要迷思看法有以下四类：
1. 以重量取代密度：学生认为，重量大的物体会沉，重量轻的物体会浮。将重量替代密度，造成了学生对沉浮的误判。凌驾一半学生有此迷思看法（53%，N=30）。
2. 以质量取代密度：学生认为质量相等的两种物体，沉浮的状况就会相同，形成以质量取代密度的迷思看法。近一半的学生有此迷思看法（47%，N=30）。
3. 以形状取代密度：学生认为细长状大概扁平状的物体就会浮，像竹竿、浮板会浮。有两成的学生有此迷思看法（20%，N=30）。
4. 没有创建质量/ 体积的比例看法：学生认为增加同一物质的质量(或体积)，则该物质的密度增加；反之，淘汰同一物质的质量(或体积)，密度则会淘汰。缺乏质量/体积的比例看法，形成学生对密度的误判。凌驾两成的学生有此一迷思看法（23%，N=30）。
这结果和王龙锡（1991）、Biddulph & Osborne（1984）的研究，归纳出儿童主要是以物体的「重量」、「巨细」和「外观」做为判别浮沈之考虑类似。
研究者发明，学生密度迷思看法的主要来源有以下的四项：
1. 日常生活经验：石头、铁块很重，在水中会沉；保利龙、塑料袋很轻，在水中会浮。造成学生认为重的物体会沉，轻的物体会浮的迷思看法。
2.：
日常生用语：「极重」、「轻浮」和「轻飘」等中文语词，所造成学生误用「轻」、「重」做为沉、浮判断的依据。
教会画看法图(2hrs) 密度讲授前测(1hr)
晤谈
课文授课(1-2hrs)、实验（1hr）、学生画看法图 密度讲授后测(1hr)
晤谈 密度讲授 图一、 研究步调示意图
3.：
质朴的比例看法：学生认为同一物体：如果质量增加，（或体积增加）密度也随着增加；质量淘汰，（或体积淘汰）密度也随着淘汰。这种质朴的线性比例干系，造成迷思看法。
4. 错误的模拟：学生会抓住物体间某些特质(如质量)相同，依此模拟物体相互浮沉的情形也会相同。错误的模拟，造成迷思看法。
这结果和 Head(1986)指出迷思看法主要来自于日常的经验和生活中的视察、模拟错误产生殽杂及 Treagust(2000)指出的其中一项，迷思概主要来自于个别的语言经验，结果相似。
（二）
学生所画的看法图的类型和所代表的意义
看法图所表征的是学生经过讲授后，将其脑海中的看法以图形的方法出现。学生在主动的构图时，会检视他的知识架构或学习历程，让看法产生厘清和精炼，使得看法分化，让原有的知识架构更形完备，促成学生运用高条理的 后设认知学习(Wallace & Mintzes, 1990)。
研究者将收集到的学生密度看法图，依学生出现的气势派头差别加以分类，分别为 标准型、辐射型、 不知所云型和 肢解型等四种类型。
1. 标准型：有明显的纵向、横向连结，常见于高分群和中分群的学生。学生在构图前，会将西席的讲授、教科书和实验等相关内容先做一追念统整，检视看法间有无新的连结，然后再画看法图。是属于后设认知型的画法，涵盖较多的命题报告，对密度看法有较完整的架构出现。
2. 辐射型：是以密度为中心，看法呈辐射状的直线出现。.直观型的画法：学生在构图时，依西席提供的主看法，想到相关线索就立刻画上去，没有做进一步的检视，所以看法图主要出现纵向的连结。缺乏看法图强调重视的看法间横向连结。
3. 不知所云型：这类型的看法图常出现于低分群的学生，所出现的看法图，虽然有质量、体积等相关看法名词，但无法了解名词所代表的含意或看法间的干系性，只是将密度的相关名词套上看法图的型式出现，而出现的看法干系则一团杂乱。
4. 肢解型：这类型学生将看法像零件一般肢解成一段段，欠缺纵向的阶层性和横向的连结，甚至连大标题都不明显。出现的是点状或片段的学习，缺乏看法的统整，无法显示出密度的整体架构。也体现出「名词－解释」的特有型式。
图 2 辐射型的学生密度看法图 图 3 辐射型的学生密度看法图
图 2 标准型的学生密度看法图
（三）看法构图促进学生密度看法学习 学生可以经由密度看法构图，提升自己的学习能力，并告竣有意义的学习；看法构图主要的优点兹叙述如下，并佐以学生的晤谈内容：
1. 促进生长后设认知能力 看法构图可促进学生生长后设认知能力，自我监控。可将看法间的干系厘清，使认知结构产生渐进分化，看法和命题的意义会逐渐精致化和类别化。
「 知道自己知道多少？」「 （在画时）那你会（去）想」 是显示出自我监控，后设认知的表征。
「阐发清楚」，干系比力清析是因为看法逐渐精致化和类别化产生。
师：画看法图后对妳对密度的了解有资助吗？
S2 : 有呀！就便是温习一次。课本看已往，你再写一次， 可以知道自己知道多少 ，看法排一排， 密度看法间的干系可以阐发清础。
。
师：密度的看法图对妳的学习有资助吗?
S4 : 干系会比没写前清础。（在画时）那你会想 ，有问题会问。
2. 发明新干系，促进看法再分化 在学生自我监控下，藉助看法构图可协助学生发明原本自己疏忽的干系，促使看法的再分化，如「会有新的发明」「发明新的干系」。换言之，看法构图可使认知结构再重组、生长。
师 师: 你是怎么画看法图的?
S3：
：我想到什么就画什么。
全部画完后再查抄一遍，看到一样的看法，就画一个箭头( 连结)。
。
S5: 课本字太多，（将老师说的）重点记在课本，一页页去想，再写起来，画出草图。
看到图，可发明新连结，会有新的发明。
。
3. 促进学生主动学习 学生在构图时，监控出自己不甚了解的地方，可自行去寻找答案，促进学生自我主动的学习。
师：画看法图后对你对密度的了解有资助吗？
s3: 你（我）不会的地方，会去查过课本，你（我）画上去之后，你（我）就不会忘。
4. 西席的订正，可协助促进学生看法厘清。
学生画的看法图，出现出迷思看法时，西席可加以订正，在课堂上加以论述或课后说明，资助学生厘清看法，加深印象，告竣学习目标。
师：画看法图后对你对密度看法的了解有资助吗？
s6 : 老师会帮我（将错误的地方）订正，让我加深印象。
别的，研究者以底下迷思看法为例，列出 在学生完看法图后，学生在前测东西、后测东西所体现出的差别。
迷思看法一：
同一物质，越重越会下沉 原来有一半的学生有此迷思看法，只有四人答对。在学生完看法图后，能正确答对，「密度稳定，仍是上浮」的学生，大幅攀升到十九人，有很大的进步。
4. 有许多同巨细，同质量的物体，将其中一块放入水中，结果会浮在水上，若将许多此物体黏在一起，放入水中，会如何？为什么？
(四) 学生对看法构图的感觉 以下为研究者整理出学生对运用看法图感觉的晤谈资料。
1. 感觉到有意义的学习：
前测 后测 差值 答对百分比 15% 63% 48% 答对人数 4 19 15 图 4 小块积木和多块积木的沉浮比力图 表 1 迷思看法一、前后测比力表 N=30
学生在构图时，是自己去整理完成，切合建构精神，经看法统整调和、渐进分化及含摄学习后，感觉到整个认知结构，产生有意义的学习改变。
S2 ：( 看法构图) 都是自己画，代表自己有把那个东西吸收进去 。
影象上比力好 ，因为 画的都是自己觉得是重点 才会画。
2. 对看法图的喜好：
学生在了解看法构图的优点后，对看法构图十分喜好。经由这样的学习东西，确实可以资助自己看法厘清，统整学习，完成有意义的学习。
H1 ：（看法构图将）重点写下来，也比力好记。
不会像其它科目一直死记，（看法构图）比力活。
。
3. 看法构图的学习牵移: 学生在密度的看法构图的经验发明，看法构图确实对其学习的看法厘清、架构的创建很好大的资助，学生对这个学习东西十分喜好，受到学生相当的肯定。所以有学生将看法构图，主动运用到诸如历史、地理其它科目的学习，是一有效值得肯定的学习东西。
师：有没有（将看法图）应用在其它科目？
S2: 我在历史和地理都有用看法图。
S4 : 历史，（历代）改造许多 ，可以抄出来， 画成看法图 ，蛮好的， 比力清础 。
四、结论与发起
研究者对看法构图促进学生看法学习的研究作一总结，并对未来的相关研究提出发起。
（一）结论
虽然国二学生理论上应已进入或正进入形式运思期，在密度的学习上．仍有不少的迷思看法和盲点，而学生的密度迷思看法，会妨碍学生密度的科学看法创建。了解学生先备知识中的迷思看法，正可以协助西席对症下药，西席可用多样的讲授战略来资助学生创建密度的科学看法。
经西席富厚、多样的讲授后，看法构图可促进学生生长后设认知能力，自我监控。可将看法间的干系厘清，使认知结构产生渐进分化，看法和命题的意义会逐渐精致化和类别化；也会协助学生发明原本自己疏忽的干系，使认知结构再重组、生长。换言之，看法构图会促进学生自我检测、监控，告竣后设认知学习(metacognitive learning)，使得认知结构的改变，促成有意义的学习。经由学生看法构图的整理，确实可使学生的密度看法，有明显的改变。
（二）发起 看法构图是一可运用的学习东西。它的运用，仍有底下几点需要注意，包罗：
1.适用性的评估：除了密度看法适用外，那些单位较适用大概较不适用，其结果陈诉，仍有待来者进一步研究。
2.鹰架的需求：良好的讲授成效除了讲授战略外，西席的期望，学生自己的动机、成熟度、同侪互动、师生互动的干系，都市有影响。低分群的学生，可看出杂乱的看法图，让西席了解到其看法的理解仍是一团杂乱，有待更多的『鹰架』助其生长。
3.弹性的运用：西席除了融入常态讲授外，可将看法构图配合建构取向的讲授，如相助学习、学习环、POE、V-map、CAL 和 STS 等讲授战略，做进一步的开发运用，让看法图的运用越发的有弹性，发挥后设认知学习东西的重要脚色，协助学生进一步的学习，告竣讲授目标。
参考文献 中文部分 王龙锡（1991）：
我国粹生自然科看法生长与诊断讲授之研究：
（一）小学生浮力看法生长之结构图研究。国科会专题研究结果陈诉（NSC79-0111-S-153-02-D）台北：行政院国度科学委员会。
郭重吉（1989）: 利用晤谈方法探查国中学生对重要物理看法的另有架构。颁发于第五届科学教诲学术研讨会。
Treagust（2000）：八十九年度（南区）科学看法学术研究会聚会会议手册。台北：国科会科教处。
英文部分 Biddulph, F., & Osborne, R. (1984). Children"s questions and science teaching: An alternative approach. Floating and sinking: Some teaching suggestions. Learning in science project (Primary). Working Paper No.117 [February 1984 and November 1983 versions]. Gennaro, E.D. (1996). Teaching density-A real problem. School science and Mathematics, 66, 559-560. Head, J. (1986). Misconceptions in physics among South African students. Physics Educations, 15(2), 92-105. Hewson, M.G. (1986). The acquisition of scientific knowledge:Analysis and representation of student conceptions concerning density. Science Education, 70, 159-170.
Novak, J.D. & Gowin, D.B. (1984). Learning How to Learn. Cambridge, England:Cambridge University Press. Wallace, J.D. & Mintzes, J.J. (1990). The concept as a research tool:Exploring conceptual change in biology. Journal of Research in Science Teaching, 27, 1033-1052.
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