中小學生時間、空間、運動概念發展之相關性研究

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2002

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「課程設計應以學生為主體」是九年一貫課程的重要理念之一。對於學生的認知概念發展的了解,則有助於教師們設計出“以學生為主體”的課程內容。從自然與科技領域方面來看,時間、空間、運動概念是與學生日常生活息息相關的。學生對於這三個概念的了解,會影響到他們日常生活技能的培養,以及將來是否能對相關領域有更深入的探索。根據皮亞傑的研究,他宣稱學童的時間、空間、運動,這三個概念在發展上是彼此相關的。他認為起初學生運動概念的發展,會與空間位置有著密不可分的關係,而運動概念的發展與時間概念的發展幾乎是同時在進行的。 然而,皮亞傑並未有系統的對三個概念的相關性,進行定性與定量的探討。有鑑於此,本研究根據皮亞傑在時間、空間、運動概念的研究中,選出運動守恆、等時性、長度守恆、位移等四種概念診斷工具。目的是有系統的針對三個概念發展的相關性,進行定性與定量的分析與探討。 本研究採各別面談的方式進行,面談的對象包括國小一至六年級學生236人,國中一至三年級學生96人,總計332人。根據研究結果,我們的發現如下: (一) 等時性的概念是從運動守恆的概念來的,並且兩概念之間存有階層性。運動守恆的最高階層是屬於具體操作期,這與皮亞傑的結果不同,他認為只要前操作期能力,就能處理運動守恆概念的問題。 (二) 要先具備初步的位移概念,即具備初步的位移參考座標系概念,才可能發展出運動守恆、等時性、長度守恆、以及較高層次的位移概念能力。在皮亞傑的研究中並沒有提到這點。 (三) 除非學生具備運動守恆概念,否則,他無法正確的知道他用碼錶測量的數值所代表的意義。要具備運動守恆概念,則必須能協調兩組不同時刻發生的同步運動。要能協調兩組不同時刻發生的同步運動,必需要能夠想像兩運動的位移的過程,也就是要先具備位移的參考座標系概念。長度守恆概念的發展使得位移的參考座標系概念的建立更加完全。因此。要具備等時性概念,必先具備長度守恆概念。 (四) 在發展順序上,首先達到最高階層的是長度守恆概念,接下來是運動守恆概念,再來是等時性概念,最後才是位移概念。除了位移概念的最高階層,運動守恆概念與等時性概念各階層的發展,都較長度守恆概念、位移概念的各階層發展較遲。 本研究結果使我們對於中小學學生的時間、空間、運動,這三個概念發展的相關性,有更進一步的了解。此外,對於一直以來將這些概念分開教學的課程內容設計,也具有重要的提示意義。因此,我們相信本研究的結果,對於未來相關概念的教材教法與教案設計的改進,有一定程度的參考價值。

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概念發展, 相關性, 運動守恆, 等時性, 長度守恆, 位移

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