臺灣化學教育

探討國小學生對於雲與霧的迷思概念

陳貴琳

國立臺北教育大學自然科學教育學系碩士在職專班
新北市立頭湖國民小學
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n  前言

筆者於103學年度上學期帶領六年級學生學習天氣變化之前，詢問學生關於雲與霧的形成，如圖一所示，幾乎所有學生皆認為雲與霧是水蒸氣、雲與霧是氣態的錯誤概念，讓筆者感到訝異，因為102學年度帶領三年級學生學習「百變的水」、「認識天氣」二單元時，三年級學生的先備知識對於雲與霧形成也是錯誤概念，因此在課堂上與三年級學生探討了雲與霧的形成，也特別強調正確概念，怎麼隔年的六年級學生又面臨同樣的問題？

依據課程安排，「雲與霧不是水蒸氣或氣態的水」應該是六年級多數學生已具有的先備知識，事實卻不然，原因除了迷思概念的影響之外，教材版本差異是否造成學習時程不同，使得六年級學生尚未進行相關課程學習？

迷思概念（Misconception）意指學生尚未進行課程學習之前，已經具有對一些自然現象或事物的解釋或觀點，卻與課程編輯者或教師認為的正確科學概念相左，因此教師認為學生已經具有的概念不符合正確科學概念是為錯誤的概念。當學生持有迷思概念再進行學習時，不易將迷思概念扭轉為正確概念，甚至學習後仍只持有迷思概念（張凱綸，2002）。張凱綸（2002）針對四～六年級學生進行「水的三態變化」紙筆測驗探討迷思概念，結果顯示約80%的學生認為「霧是氣態」，而且愈高年級的學生認為霧是氣態的比例愈高。

n  課程教材時程安排的差異？

根據自然與生活科技領域能力指標，於第二階段（三、四年級）相關規定有「2-2-3-2認識水的性質與重要性」、「2-2-4-1發現天氣會有變化，察覺水氣多寡在天氣變化裡扮演很重要的角色」。然而，光從字面無法明確知道學習內容，需從教材內容細目瞭解，關於水的三態與水在自然界的變化相關規定：

110-2a. 察覺並描述水受冷熱影響改變形態的情形。

121-2c. 觀察發現物質的形態會因溫度的不同而改變。

211-2b. 認識雲與霧。

211-2c. 察覺日常生活中，常受到水有蒸發與凝結的影響。

可知道雲與霧的學習已排入三、四年級學習課程中，並認為學生應該於此階段學習完畢後具備相關知識。另外，在第三階段（五、六年級）則有規定「2-3-4-3知道溫度高低不同，使水的存在形態改變，是形成霜、露、雲、雨、雪的原因。」、「110-3a.知道大氣中含有水蒸氣，若凝結成雲有時可降為雨。」、「121-3b.觀察知道氣溫下降時，水蒸氣凝結成露或霜（例如清晨的露、寒冬的霜）。」是為接續前一階段並做統整概念學習。

本校六年級學生使用教材版本為南一書局出版，該出版社將水的三態變化與雲與霧的學習安排在四年級下學期課程中，而六年級的課程著重在露和霜的實驗，探討與大自然水的循環變化學習，教材編輯是依據九年一貫課程綱要並無遺漏。因此，學生對於雲與霧的迷思概念，並非是尚未學習而未糾正迷思概念，應該是其他因素造成的。

n  四年級學生無正確概念？

從教材分析可知六年級學生已經在四年級時學習相關課程，卻在學習後幾乎沒有建立雲與霧的正確概念，原因為何？由於筆者非當時的授課教師，無從知道學生學習當下的狀況，不過引發筆者想要瞭解已學習經過約半年時間的現今為四年級學生是否也是如此？

在毫無預警之下，以紙筆測驗四年級學生（皆是筆者於上一學年度教授過的學生），此測驗題有四題，如下所示：

l  題目1（填充題）：「冰、霜、露、水蒸氣、雨、霧、雪」分別屬於水的固態、液態或氣態？請填入空格中。

l  題目2（是非題）：水蒸發後會變成看不見的水蒸氣。

l  題目3（是非題）：平時看到的雲、霧，其實就是水蒸氣。

l  題目4（是非題）：天空中的雲是由小水滴或冰晶組合而成的。

學生總數有84人，題目1～4作答結果，分別如表1～4所示。

表1：學生作答題目1的百分比

（＊表示正確答案）

表2：學生作答題目2的百分比

（＊表示正確答案）

表3：學生作答題目3的百分比

（＊表示正確答案）

表4：學生作答題目4的百分比

（＊表示正確答案）

由表1中發現80％以上的學生對於「冰、霜、露、水蒸氣、雨、雪」分別是水的哪一形態皆可正確回答，並且再比對表2可發現約90％的學生對於「水蒸氣是看不見的」、「水蒸氣是氣態」的概念正確，而且，從表4可知道約80％的學生對於雲的組成的概念也是正確。但是，表1中也發現將「霧」回答是「霧是氣態」迷思概念的學生高達93％，另外，在表3中也顯示55％的學生仍然認為雲與霧是水蒸氣。

再將四個題目綜合比較，分析回答錯誤的百分比，其結果如表5所示。

表5：學生回答錯誤的百分比

再將四個題目綜合比較，從表5可發現有62％的學生對於「冰、霜、水蒸氣、露、雨、雪」的形態是正確概念，其中25％的學生對於雲的組成是比較清楚，19％的學生雖然知道雲的組成但是仍認為雲是水蒸氣，8％的學生仍然認為雲與霧是水蒸氣或氣態，這些52％（25％ + 19％ + 8％）的學生都知道水蒸氣是看不見的氣體，但是與雲、霧呈現概念認知上的矛盾卻不自知。

n  結語

綜合上述分析，可發現學生對於雲與霧經由科學學習產生概念的衝突，原先的生活經驗自我形成的迷思概念與科學學習的正確概念，學生在學習當下瞭解正確概念並熟記，例如大部分學生都知道雲的組成，但是未與本身生活經驗形成概念相結合而轉換成完整正確概念，時間一過造成概念相互矛盾，例如：雖然學生知道雲由小水滴或冰晶組成，但是仍回答雲是水蒸氣，或是雖然知道水蒸氣看不見，但是仍然認為霧是水蒸氣，而這樣的正確概念與迷思概念的相互矛盾，時間久了，可能造成原本迷思概念繼續保留而正確概念遺忘。故未來的教學，除了教學當下，讓學生整合生活經驗解讀與科學證明轉化成正確科學概念，也需事後瞭解學生是否真正具有正確概念，而非一時的背誦。

n  參考資料

1.        國民中小學九年一貫課程綱要，教育部印製。

2.        國民小學自然與生活科技6上教師手冊，南一書局出版。

3.        國民小學自然與生活科技4下教師手冊，南一書局出版。

4.        國民小學自然與生活科技3下教師手冊，康軒文教出版。

5.          張凱綸（2002）。國小學童對「水的三態變化」概念之研究（未出版之論文）。國立屏東師範學院，屏東縣。