2008年2月24日 星期日

國小五年級階段學童的科學觀_竿影與太陽視運動

        個人對「國小階段學童的科學觀」有著強烈的興趣。雖然世界各先進國家對於兒童科學觀(或者說迷思概念、另有架構、另有概念)的研究已經相當的多,但我仍然覺得,身為基層科學教育者,應當蒐集屬於自己教學環境中學童的科學觀點,並且熟悉這些觀點,這樣方能在教學過程中,給予學生應有的鷹架;另一方面,也可以避免因為自己的不小心,造成學生迷思概念的生成。所以,就在我擔任實習輔導老師的時候,我都會要求實習老師盡可能的利用實習的時間,蒐集學童在不同單元的迷思概念,藉以瞭解學童的科學觀。然而,這幾年下來成效不彰。反思原因,除了實習老師沒有受過科學教育研究的相關訓練外,對於此項議題的重要性的不甚了解,我想才是主因。

        記得一些文獻中有過這樣的敘述:「在學校裡,學童通常是以『個人的想法』來解釋他們日常生活及自然界所遭遇的經驗」。基於當代主流的建構理論而言,若學習的過程真的是學習者主動建構的過程,那麼,學童的「個人想法」當會形成其建構知識的主要力量。這股力量將會比教育的力量還大,而且也會讓老師、家長花更多的時間和精力來「改變」其先前所建立的概念,而且不一定會成功。
   
        身為基礎教育工作者,真的應該花一點時間,利用課堂發表、形成性評量、檔案評量等方式,去發現國小階段的學童是如何看待這個世界,是如何去解釋你所希望授與的經驗與概念。然後,將這些學童的科學觀列在橫向的指標上,提供一個適當的情境作為縱座標,讓學童能夠在這一個象限內自由發展自己得概念。
   
        底下是96學年度第1學期,學生在「太陽與四季」單元分組發表時所陳述的科學觀點,我特別記錄下來,作為未來蒐集國小學童科學觀的始點。

一、一天之中,竿影會有長有短的原因~ 國小五年級學童的回答是:

        1、因為太陽的距離不同,造成竿影長短不同。

        2、地球離太陽越遠,竿影越長;地球離太陽越近,竿影越短。

        3、太陽距離地球遠,仰角就較小,竿影較長;太陽距離地球近,仰角就較高,竿影較短。

        4、太陽接近中午時,高度較低,所以竿影較短。

        5、因為地球會繞著太陽轉,所以中午竿影較短。

二、一天之中,竿影會有方位不同的原因~ 國小五年級學童的回答是:

        1、太陽的高度不同,造成竿影方位不同。

分析本校五年級學童的回答可以發現:

「學生是以一個微觀的、日常生活經驗的角度,結合巨觀的、科學理論的概念來解釋現象。因為這種微觀與巨觀的差距,造成學生在運用科學理論來解釋現象的時候,常常會形成無法轉化的情況,因此,常常會形成一個非現今認知的另有概念」。

換句話說,學生知道的是:

1、仰角就較小,竿影較長;仰角較高,竿影較短。(這是微觀的日常生活經驗,但也符合科學教學的概念)

2、太陽接近中午時,竿影較短;太陽遠離中午時,竿影較長。(這是微觀的日常生活經驗,但也符合科學教學的概念)

3、地球會繞著太陽轉。(這是巨觀的科學理論,學生無法『看到』地球在繞著太陽轉動)

4、太陽距離地球很遠,但有時也會近一點。(這是巨觀的科學理論,學生無法『看到』地球距太陽的距離,也感受不出這個距離的實際概念;另外,學生也無法瞭解地球與太陽距離對地球的差別)

5、中午比較熱,清晨、傍晚比較涼快。(這是微觀的日常生活經驗,雖然沒有出現在上述的語句中,但可以從學生的回答中看出學生的回答隱含這這種概念)

現在,我們可以進行交叉分析~

第一種類型:

學生以為太陽距離地球遠的時候,會比較冷;太陽距離地球近的時候,會比較熱。
學生以為一天之中的溫度變化是太陽距離地球遠近所造成的。
學生知道中午比較熱、竿影較短,所以便以為太陽距離地球比較近的時候,竿影會比較短。

第二種類型:

學生以為太陽距離地球遠,仰角就較小;太陽距離地球近,仰角就較大。
學生以為一天之中太陽距離地球遠近有相當大的變化。
學生知道仰角較小,竿影較長;仰角較高,竿影較短。所以就以為太陽距離地球近時,竿影較短。

第三種類型:

太陽接近中午時,太陽高度較低;換句話說,距離地球比較近。
學生以為太陽距離地球遠的時候,會比較冷;太陽距離地球近的時候,會比較熱。
學生知道接近中午的時候,竿影比較短;也知道接近中午的時候,溫度比較高,所以就認為太陽高度低的時候,竿影比較短。

第四種類型:(還搞不懂這類型學生的另有架構)

因為地球會繞著太陽轉......所以中午竿影較短?

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