Browsing by Author "謝孟揚"

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分析學生如何利用二維拋體軌跡圖解題
(2015) 謝孟揚; Hsieh, Meny-Yang
本研究以國立臺灣師範大學103學年度入學的大一新生，且修習普通物理實驗的理學院學生作為主要研究對象，共計257人，並配合物理系77名大二學生作對照，主要在探討學生在二維拋體拋體運動測驗，題目提供5條拋體軌跡的數據圖，讓學生運用數據圖中的資訊進行解題。題型由兩個小題組成，其中第1小題是探究學生高度與飛行時間的概念，幾乎不太需要計算。第2小題以計算題的方式呈現，探討學生如何利用圖中資訊，求得5條軌跡的初始速率大小關係。上述試測的結果並與2014年11月9日物理奧林匹亞初選考試的結果進行交叉比對答案類型。此次初選考試共2435名學生參加，其第1小題答對率接近90%，第二小題答對率約為1/3。根據研究結果發現，學生的解題過程類型可分為七個類型，其中最常使用的類型為「使用運動學概念並直接代入數值計算」及「使用兩兩比較法」解題，各有五分之一的受試者。歸納其錯誤原因為（一）有數據計算過程的解題過程：「另有概念」、「列出錯誤的速度關係式」、「無法由數據圖資料判讀三角函數」、「忽略x、y軸單位長度的比值」及「計算錯誤」。（二）使用兩兩比較法的解題過程：「相同水平射程變因的軌跡線判斷錯誤」、「無法列出足夠的關係式」及「粗心而列錯關係式」。受試者主要的錯誤為：由二維拋體數據圖欲解答物體的發射初速度時，對於相同水平射程的軌跡，疏忽初始發射仰角的因素，造成錯誤；因此我們建議於教學時加以檢視水平射程和仰角的關聯。雖然學生知道45o角拋射時，水平射程最遠，但是反過來就不是很清楚，也就是當水平射程相同、仰角為45o時，初速率為最小的概念。