國小五年級階段學童的科學觀_圭表

        圭表與日晷（太陽鐘）是竿影實驗的變形應用，通常老師著墨的不多，會很快的將課程帶過。底下紀錄的是我在這個單元活動進行的關鍵問句及學生小組討論過後的回覆。我向來喜歡蒐集學生的回應，因為從學生的回覆中，可以看出很多學生的科學認知架構屬於迷思概念、另有概念或質樸概念以及科學概念；當然也是一種評量方式，讓我能以更快的速度調整教學目標、改變教學法。

底下是我在課堂中出的問題：

想一想，請問：

1. 古代的「圭表」，為什麼「圭」是一條線，而不是一整個面？
2. 上圖的圭表，請注意圈起來的紅色區域。為何要在圭尾部要豎起一根量尺呢？

 學生的回應大致可以區分成這幾類：

這類學生知道圭表主要在量測「日中天」時刻的影子長度但理由卻無法交代清楚；曉得圭表要朝南北方向，理由也能掌握。

這類學生知道圭表主要在量測「日中天」時刻的影子長度，也知道當影子兩次重疊在同一處時代表的意義，更以「圭表是用來觀測一年有幾天，而非紀錄一天的影子位置」的概念來解釋圭為何是一條線。但是對於「春分、秋分影子兩次重疊在同一處代表的意義」與「夏至、冬至影子兩次重疊在同一處代表的意義」不同，並不明瞭。

這類學生也知道圭表主要在量測「日中天」時刻的影子長度，但卻無法清楚交代「太陽」、「表」、「表影」形成一條線與「圭是線或面問題」的關連；另外，曉得圭表要朝南北方向，理由也能掌握。

至於第二題「為何要在圭尾豎起一根量尺？」同學的回答普遍是：

這類學生似乎沒有針對題目來回答，他所提到的是以圭表計算回歸年的方式。

這類學生相當多，他們普遍瞭解「若圭尾折起來，可以讓表影不要超出圭的長度」，但是卻以「測量日出、日落」來自圓其說則顯有不適了。

這類學生很明顯瞭解「主要在量測『日中天』時刻的影子長度」，也瞭解「若圭尾折起來，可以讓表影不要超出圭的長度」，相當不錯喔！