探討國中生化學反應式與比例推理學習成就及其相關

A study on discussing the achievement of 8th and 9th grade students in chemical equation and proportional reasoning and their correlation.

張愛俐

化學反應式 ； 比例推理 ； 共變與不變性 ； 絕對改變相對改變 ； chemical equation ； proportional reasoning ； covariance and invariance ； absolute change and relative change

臺灣師範大學科學教育研究所在職進修碩士班學位論文

2007年

碩士

譚克平博士

繁體中文

本研究目的是探討國中生學習化學反應式單元發生困難之處，以及與數學比例推理單元表現的關聯性。 本研究採用量化與質性並重的調查研究法，包含紙筆測驗及放聲晤談兩個部份。第一部分紙筆測驗，共有「化學反應式測驗」及「比例推理測驗」二份的研究工具；其中，「化學反應式測驗」以符號、平衡係數、莫耳概念及在不同條件下生成物和反應物間的關係等面向設計而成，共有33題的單一選擇題；「比例推理測驗」則是以正比例、共變性和不變性、絕對改變和相對改變原則及解題等面向設計而成，共計24題的開放性問答題。以量化的方式分析學生在各測驗中不同面向中的解題情形與學生在兩份測驗表現的相關性。研究對象為台北縣三峽鎮私立某國中的國二及國三學生250人，同時進行二份工具的測驗施測。第二部份放聲晤談主要了解學生在化學符號、平衡係數、化學反應物與生成物的關係及比例推理中的共變性和不變性及絕對改變和相對改變原則等面向的解題策略及想法，晤談對象是國二「化學反應式測驗」及「比例推理測驗」表現具有代表性的學生4名。 本研究結果： (一)全體學生在「化學反應式測驗」各學習目標的表現為「瞭解莫耳概念」>「知道符號的意義」>「 瞭解生成物和反應物間的關係(限量試劑)」>「知道平衡係數的意義」>「瞭解生成物和反應物間的關係(完全反應)」。 (二)全體學生在「比例推理測驗」各項主題之表現為「共變性與不變性」>「正比例」>「解題」>「絕對改變原則與相對改變原則」。 (三)「化學反應式測驗」得分與「比例推理測驗」得分的兩份測驗的成就表現有中度的正向關聯性，且達相關顯著。 (四)以比例推理成績預測化學反應式的成績，有良好的解釋力。 (五)發現學生的錯誤概念： (1)不了解化學式的意義。 (2)不清楚平衡係數的定義。認為均衡後的化學反應式，反應式左右兩邊的總分子數相等。 (3)忽略題目反應式中平衡係數提供的比例關係，而採取相減的方式。。 (4)會將分子的倍數乘入元素符號的右下方的數字。 (六) 比例推理中採用相減作答方式的學生，在化學反應式中涉及比例的題目，會忽略比例關係，也採取相減的方式。 本研究所呈現的錯誤概念及化學反應式與比例推理的關係，可作為教師教學時參考的資料庫。

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