[整理版]国小教师对自然科教科书天文学术语的概念研究

[整理版]国小教师对自然科教科书天文学术语的概念研究 国小教师对自然科教科书天文学术语的概念研究 自己收藏的 觉得很有用 故上传到百度 与大家一起分享～ 國小教師對自然科教科書天文學術語的概念研究 蘇育任 黃文美 國立台中師範學院自然科學教育系 Email:waltersu@ms58.hinet.net 摘 要 本研究採用半結構式晤談 選取中部地區五所國民小學共 43位之現職教師為研究對象 探討其對自然科教科書中天文學術語的理解情況 分析研究結果 得到以下發現: (一) 理工科畢業的教師對上述天文術語的理解與描述較詳細 且正確率也較 高 非理工背景教師則具有較多迷思概念 (二)部分教師因不當的文字聯想 以字面意思解釋術語 而產生了錯誤概念 (三)傳說故事會影響天文概念的建構 (四)教師會以日常用語詮釋科學術語的概念理解 (五)國小教師對上述天文術語持有六種常見的迷思概念 根據研究結果 建議未來師資培育機構仍需加強天文知識的教導 使國小教師具備教自然與生活科技的學科知識 關鍵詞:天文教學、日常用語、科學術語、迷思概念、概念理解 一、前言 語言在不同領域具有詞彙及形式上的獨特性 而科學語言乃經由科學家的觀點來解釋這個世界 詞彙沒有固定的意義 而是看使用的社群如何界定 詞彙經常因使用的社群而改變詞彙的意義 因而同一詞彙在某一社群的定義可能與其他的社群不同 科學語言由科學社群的觀點加以定義 以由科學家的觀點來解釋和描述這個世界 使得某些詞彙在日常用語與科學語言中常兼具不同的意義(Watson 2000) 當有新的研究發現時 科學家經常創造新詞彙或新的詞彙意義來說明其研究成果 因而有科學術語的產生(Sutton 1996) 科學術語經常不完全同於字面解釋 但一般人對這些術語的第一印象卻是由字面解釋分析得來 科學社群習慣以簡潔的科學術語、文字對自然現象做精確的描述 但一般人卻可能無法以精確的文字描述自然現象 由於許多天文概念是難以具體觸及的抽象概念 往往無法具像學習 甚至不少國小教師對天文概念亦覺得難以了解 部分科學術語的含義是生活用語的衍生義 一般人極易以字面含義(literal meaning)來詮釋科學術語 而非以學術含義(academic meaning)詮釋科學術語 因而經常造成誤解與迷思(楊士毅 民79) 人類最大的才能是獲得知識的能力 然而知識的獲得並非瞬間發生 而是奠基於過去的理解(Valletutti & Dummett 1992) 知識的傳遞以語言為主要工具 科學知識的傳遞受個人生活經驗影響 只有當學習者充分了解科學術語的意義 才能發展正確概念 然而科學語言與日常用語的差異 經常使得科學術語難以理解 除了學校正式的自然科課程外 生活經驗、日常語言的使用、大眾媒體的報導、社教機構的參觀經驗等等 在在都會影響學習者科學概念的建構 甚而產生了迷思概念(Warren et al.,2001) Vygotsky認為科學語言並非單純僅由課堂上的教學建立 而是以日常用語為基礎發展(Panofsky, John-Steiner & Blackwell 1990) 日常用語和生活知識在科學學習中扮演重要角色 但日常用語往往和科學學習所用的語言有差異 因而造成科學知識建立時的衝突與混亂(Moje et al.,2001) 國內的科學課程發展多取經於國外的課程發展 但科學課程的轉化並非只是把課程內容從一種語言翻譯成另一種而已 中文科學術語所使用的詞彙不一定和英文科學術語所使用的詞彙意義絕對相通 例如火星和Mars就無絕對相關 中文是非常獨特的語言 沒有明顯的形音對應原則 而且常常是一字多義 同一段文字常因閱讀人的觀點不同 而會衍生出許多不同的解釋來(洪蘭 民88) 教師經常抱怨學生可能只是死背科學術語 卻不瞭解它所代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 的概念(Valletutti & Dummett 1992) 但這種情形其實也存在於成人教師 由於國內的科學術語大多從英文翻譯而來 與中文的字面含義往往沒有關聯 除非自然科學教學時 能多運用討論、說明 否則大多數人仍感到困惑 舉例來說 對挪威人而言 平常所談論的星星(stars)是指夜間在空中能發出微光的物體 一般並未區分為行星和恆星 當隕石掉入地球 挪威人通常稱為「射下來的星星(shooting star)」 所以對挪威兒童來說 「stars」可能指恆星或其他種類的星球 有些兒童難以把「stars」和恆星聯想在一起(Roald & Milalsen 2000) 對科學術語意義無法掌握 將使學童學習科學時感到困惑 陳柏棻、王國華、黃世傑(民83)的研究指出:職前生物教師對動物分類產生另有概念的原因除知識不足外 有一部分是由日常生活用語與日常生活經驗所引起 黃萬居(民85)的研究發現教師對日常生活中物質的酸鹼性的認知情形 受到日常用語的混淆 教師平日接觸的各項資訊媒介 往往以生活世界中的通俗語法、語義說明科學成果 在平日的頻繁接觸之下 造成科學概念的混淆 王美芬(民83)以職前教師為研究對象 進行「職前教師所具有的月亮錯誤概念診斷」研究 發現職前教師的錯誤概念極多(答對率僅達44%) 學科背景不同者 對於月亮的錯誤概念之分布情況類同 施惠(民83)探討國小教師對月球運動的探究過程 發現教師的迷思概念源於對月形的變化不明白、觀察太少而直覺答題 姜滿(民86)的研究發現國小學生學習前對地球的形狀都已知為圓球形 然對地球與居住環境具有不同於教師的另有想法 教學的內容若無法與舊經驗結合時 在教學後四個月又回復原有的直覺經驗之想法 Dove(1998)回顧關於地球科學教學的研究 發現在地球科學教學中 日常用語的使用可能是另有概念的來源之一 Trumper(2001)針對2087名中學以及大學的以色列學生所進行的研究 發現不論教育程度為何 學生對某些天文概念仍有迷思概念 Barba和Rubba(1992)對職前教師所做的研究發現 即使是主修地球科學的職前教師 仍然缺乏足夠的知識可以勝任中學地球科學課程的教學 Atwood 與Atwood(1996)以紙筆測驗與使用模型訪談的方式 調查49位職前國小教師的四季成因概念 其中39名在紙筆測驗時有另有概念 42名在訪談時表現出另有概念 建構主義者認為科學語言與日常用語是不可分的 同一詞彙在科學與日常生活這兩種情境中的意義並不相同 學童通常無法分辨日常用語和科學術語的差別 以致在學習科學時產生困惑 這樣的情形是否也存在於國小教師之間呢,Prophet 與 Towse(1999) 指出對科學教師來說 使用科學語言是容易的;但對非教授科學的教師而言 使用科學語言是否一樣容易,這是相當值得探討的課題 故本研究旨在瞭解現職國小教師對自然科教科書中的天文學術語的理解情況 探討的主要問題有二:(1)國小教師對天文學術語的概念理解如何,(2)理工科系畢業的教師對天文概念的詮釋與非理工科系畢業的教師是否有差異, 二、研究方法與步驟 (一)研究對象 以台灣中部地區五所公立國民小學之現職教師為研究對象 樣本之選取採立意取樣 計訪談43名 教師年齡分布在25 ~ 33歲之間 茲將樣本依其性別、學歷背景和人數呈現如表一所示 表一、研究樣本人數分布情形 學歷背景 性別 理工科系畢業 非理工科系畢業 男 8人【自然科任3人】 9人【自然科任4人】 女 4人【自然科任2人】 22人【自然科任7人】 合計 12人【自然科任5人】 31人【自然科任11人】 (二)研究步驟 本研究採用質的研究法 主要以半結構式晤談 探究教師心中對國小自然科教科書中十二個天文學術語的理解情形 訪談進行前 研究者先與訪談對象建立良好關係 消除疑慮 取得信任 以便能蒐集其真實的想法與感受 訪談過程中 研究者請教師儘量說明其對每一個天文學概念的理解 適度引導其說出心中想法 並一再確認研究者未誤解受測教師的想法 讓受測教師得以隨時補充不完整的答案 以獲得完整、正確資料 本研究共探討12個天文學概念 包括:銀河系、太陽系、衛星、流星、行星、恆星、彗星、火星、地 球、月球、公轉、大氣層 (三)資料分析 訪談後 研究者先將錄音轉譯成文字稿 以利分析整理 由於樣本人數不多 分析時雖有量化數據 旨在方便於概念類型的整理 並不用來作推論 三、研究結果與討論 以下逐一呈現教師對每個天文概念所含各個問題的理解情況 並分析理工背景教師與非理工背景教師回答的差異 如果一位教師的答案包含數個概念 則分別在各該概念列計1人次 【1】銀河系 約有七成教師(29人 70.2%)能說出銀河系是由許多星系、星體組成 但如果切入與日常生活相關的「牛郎、織女七夕相會」的問題 則可能出現迷思想法 例如:「由於行星的運轉 牛郎、織女會相會」(非理工背景1人)、「牛郎星與織女星會相遇 但不是在銀河」(非理工背景1人) 【2】太陽系 1名非理工背景教師認為「太陽系有七大行星」 另有1名非理工背景教師具有「太陽系不包括太陽 太陽系裡只有九大行星」的迷思概念 【3】衛星 2名非理工背景教師具有「衛星會發光」的迷思概念 2名理工背景教師具有「金星有衛星」的錯誤概念 1名非理工背景教師具有「天王星有五個衛星」的不完整概念 【4】流星 雖然大部分的教師(30人 84%)知道流星與天上看到的多數星星不同 但卻仍有近一半(14位 45%)非理工背景教師具有「流星本身會發出光和熱」的迷思概念 這是非常值得正視的一個問題 【5】行星 非理工背景教師出現相當多有關行星的迷思概念 諸如:「行星會發光」(6人 20 %)、「北斗七星是行星」(1人)、「太陽系之外 沒有行星」(1人) 還有1名教師將恆星與行星混淆了 認為「行星是繞太陽公轉的恆星」 【6】恆星 非理工背景教師出現較多迷思概念 例如:「恆星不發光」(1人)、「恆星是繞著行星公轉」(1人)、「月球是恆星」(1人) 【7】彗星 非理工背景教師對彗星有較多迷思概念(4位 13%) 1名認為「彗星是繞著某一中心運轉的行星」 將行星與彗星混淆在一起;1名認為「彗星不一定有固定的軌道、週期」 1名回答「彗星是恆星」 但自己對此答案也感到困惑;1名認為「彗星無固定軌道」 19名非理工背景教師中 有六成(11名)具有「彗星會發光」的迷思概念 3名回答不一定 理工背景教師僅有1名教師回答不一定 1名具有彗星會發光的迷思概念 【8】火星 教師對火星的描述有許多迷思概念 迷思概念的比例不因學習背景而有差異 例如:「溫差極大」(理工背景5人 非理工背景10人)、「火星溫度高」(理工背景4人 非理工背景6人)、「火星沒有大氣」(理工背景3人、非理工背景4人)、「火星有火」(非理工背景3人)、「氣溫為攝氏零下80度到150度」(理工背景1人)、「大小和地球差不多」(理工背景1人)、「火星是金黃色」(非理工背景1人)、「藍色星球」(非理工背景1人) 【9】地球 地球是我們最熟悉的星球 教師們均具有較正確的概念 僅有1名非理工背景教師具有「地球內部中空」的錯誤想法 地球的外形是南北略扁的橢圓球體 但有4位教師認為地球是圓球體 【10】月球 雖然月球是除了地球之外 我們最熟悉的星球 但教師們所有的迷思概念也不少 例如:「月球嚴寒 比地球低溫」(9人 21%)、月球「幾乎沒有溫差」(1人)、月球「沒有引力」(1人)、月球是「恆星」(1人)、月球「一面光滑 一面凹凸不平」(1人)、「月球是恆星」(1人) 關於「月相變化的原因」 能回答是「太陽、地球、月球的三者相對位置造成的」僅有四成(11人 39.3,) 其餘高達六成的教師(32 人 60.7 %)均具有迷思概念 特別以「地球遮住太陽射入的光線」(10人 24%)最多 【11】公轉 公轉是一典型的科學術語 在日常生活中並不常見 教師們多僅能記誦科學語言的詮釋 而非以日常語言詮釋 【12】大氣層 有3名非理工背景教師具有「所有的星球都有大氣層」的迷思概 念 四、結論與建議 國小教師對本研究所探討的12個天文學概念的理解 理工背景教師與非理工背景教師有差異 又受到多種因素影響;且兩類教師均有迷思概念 本研究發現與Barba以及Rubba(1992)對職前教師所做的研究類似 唯與王美芬(民83)以職前教師為對象所進行的研究結果則稍有不同 綜合言之 本研究之結論如下: (一) 具理工背景的教師對上述天文術語的理解與描述較詳細 且正確率也較 高 非理工背景教師則較常表達出迷思概念 (二) 不當的文字聯想導致概念理解錯誤 部分教師依據術語的字面意思來解 釋 因而產生了錯誤概念 (三)傳說故事會影響天文概念的建構:談到牛郎星、織女星是否七夕相會於銀 河時 有教師因相信從小聽到的故事 而認為兩者在七夕時可相會於鵲橋 (四) 教師會以日常用語詮釋科學術語的概念理解:部分教師的科學 概念受日常 用語影響 此與Dove(1998)的發現相同 (五) 國小教師常見的迷思概念主要出現於銀河系、流星、行星、火星與月球 此次訪談的國小教師雖然至少在中學時期曾修過地球科學 本研究發現理工背景教師大致上具有較完整而正確的科學概念 但非理工背景教師具有迷思概念的比例偏高 其天文知識似乎難以勝任國小自然科學中的天文概念教學 學校在安排課程時 並非全依照學習背景來安排任教科目 不乏非理工背景教師擔任自然科任的例子 未來師資培育機構實需加強天文知識的教導 以使國小教師能具有勝任自然與生活科技教學所需的學科知識 學童的科學學習會受日常經驗影響 教師也有類似情形 他們雖受過高等教育 卻仍可能受到不當的文字聯想、傳說與日常用語的影響 而產生迷思概念 師資培育或研習進修等機構在規劃課程時 若能採用迷思概念改變教學法 或可有效去除教師對上述天文學術語的迷思概念 參考文獻 王美芬(民83):職前教師所具有的月亮錯誤概念診斷 台北市立師範學院學報 25期 465-482頁 姜滿(民86):國小學童地球科學運動之想法與改變歷程 臺南師院學報 30期 217-243頁 黃萬居(民85):國小教師對酸鹼的迷思概念之研究 台北市立師範學院學報 105-132頁 楊士毅(民79):邏輯與人生,語言與謬誤 台北市:書林 Barba, R., & Rubba, P. 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