科學教育研究所

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本所於民國75年秋奉教育部核准設立,經當時理學院吳院長京一、與數學系、物理系、化學系、生物系、地球科學系等系主任,以及本校科學教育學者之籌備和規劃,分別於75年成立博士班,於76學年度招收第1屆博士班學生,83年成立碩士班,於84學年度起正式招收第1屆碩士班學生,87年成立教學碩士班,於88學年度招收第1屆教學碩士班學生。

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    學生對一維運動之文字與x-t圖表徵的理解分析研究
    (2012) 吳貞誼
    本研究旨在探討學生轉換直線運動的文字與x-t圖二種表徵時的理解情形。研究設計分為量化研究和質性研究二部分。量化研究旨在探討學生作「x-t圖」之特徵和自然科知識與作x-t圖能力的關係,對象為屏東市某國中一國三班已學過直線運動概念的34名學生。質性研究旨在探討學生的讀x-t圖能力與作x-t圖能力的關係,並藉由訪談瞭解他們轉換文字與x-t圖時的理解情形。研究方法為從屏東市某國中另一國三班挑選不同讀x-t圖能力的學生,採一對一的方式測驗其作x-t圖能力,之後進行半結構式晤談。 本研究發現:(一)學生的自然科成績與作x-t圖能力高相關(r=.85,p< .01);(二) 知道x-t圖表示的運動方向之讀x-t圖能力和作x-t圖能力有顯著關係(p= .03< .05);(三)學生作x-t圖之錯誤類型:(1)忘記將座標軸的交點以「0」表示;(2)認為座標軸的交點為實際位置的原點;(3)橫縱軸與x-t圖對調;(4)物理量混淆;(5)畫與負概念有關的運動之直角坐標時,無法正確表示x和t的刻度; (6)未能掌握各物理量「負」概念的意義;(四)大多數受試者知道x代表「位置」,少數受試者認為x代表跟原點的距離;(五)大多數受試者知道運動方向和速度方向相同,少數受試者知道運動方向和位置無關;(六)多數經過作圖協助的受試者對x-t圖表示之「運動方向」和「速度大小」的理解具有一致性。 根據本研究的結果,對未來直線運動的教學提出下列建議:(一)應將t為自變數和x為應變數的概念納入教學;(二)應多畫含負x的x-t圖;(三)釐清位置、速度等物理量「方向」概念的差異。