亞太科學教育論壇，第十八期，第一冊，文章十一(二零一七年六月) 陳正治、劉嘉茹 同儕團討對科學概念改變之探討 上一頁 內容 下一頁

壹、緒論

一、研究動機、背景

依據研究者在一些大學的通識教育中，有關生活中物理學科普演講中，進行的觀察與調查，發現到約有80%的在場學生，同意與肯定物理科學之實用性與重要性，可是在物理學習上具有興趣的學生，比率僅0.5%，甚至，非常討厭物理的學生竟超過一成，排斥學習物理的現象令人好奇，究其原因不外乎是在國中、高中階段，紙筆考試評量的比例過高，一般實用性的科普實驗貧乏。

環顧現今大學的科學教育或科教類通識課程之設計越趨實務應用，對理工科系的學生，是為一大福音，但是，對於非理工科類的大學生，在學校中能與科學教育的接觸或學習，仍屬機會鮮少。特別是自1990年後，台灣地區廣設大學後，屬於非理工類(如設計與管理)的學院與就學人數比例大增，傳統理工學院的學生比例相對減少，也因此，對於一些日常生活中科學現象的發生，較少關心。研究者亦發現許多的通識科教或科普演說，大都是講者言之、聽者聞之，高度欠缺學習前的先備知識交流與討論、更遑論學習中的互動與體驗，以及學習後的成效檢驗。

然而，物理現象的普及與應用，卻高頻率地出現在日常生活之中，例如：電磁波、奇異的共振現象，或因空氣流體壓差產生的交通事故等，均與科學應用概念有關，常見於新聞報導，以交通事故相關的新聞為例：

1. 騎乘機車者與大卡車會車或超車時，被氣流捲入大卡車輪下的事故；
2. 站立在火車站月台上的黃色警戒線危險標示區內，過站未停的火車帶來高速氣流壓差，外側空氣將人推擠至軌道區域的事故；
3. 高速公路上疾行的貨車，當後車斗無遮蓋物時，車斗內輕巧的物體，往上往後飛車外，造成砸中緊隨在後車輛的事故。
4. 高鐵火車會車時產生抖動，高速公路上同向車速差異太大時也會產生抖動現象。
5. 河川外側凸出彎流處水流速大於內側凹陷處，。

事故發生，新聞總會鉅細靡遺的描述與報導事故中，人事時地物之細節，再以意外事故總結，鮮少就事件的因果，做科學性的探討與論述，以避免再次發生類似事故，科學觀念與教育的推廣與普及，確實為當務之急。

另一方面，研究者也對大學生獲取一般科學新知的管道做了觀察與訪談，不意外地，網路知識與維基百科是主要提供資料與資訊的來源，但僅止於資訊傳遞，卻無法針對科學新知做進一步的互動、學習，或是解惑。此外，根據觀察，在學校內許多科學屬性的通識課程，多採用傳統講述式的教學，教學設計上，與老師討論科學議題的機會不多，學生有感科學離生活越來越遠、也越來越生疏。科教教學與學習的調整，確實有其必要。

二、研究目的

為推廣與普及科學觀念與教育，並嘗試在科教教學與學習的調整，本研究設計以位於高雄的國立科學工藝博物館(簡稱科工館)為實驗場域，該館在每年寒、暑假期間，均有大批大學生報名從事實習或社會服務等志工類工作，科工館舉辦之科學類營隊的大學生實習志工，於短期(約兩週)志工勤前教育訓練中，融入生活物理科學重點學習(如：柏努利定律)，運用「同儕討論」教學策略，操作「科學類博物館科學學習認知」課程，進行物理科學學習。研究目的在以準實驗教學設計與質性研究，探討此同儕討論教學對大學生在生活物理學上，概念轉換與學習成效造成的影響，檢驗概念改變教學策略在大學生的科學觀念與教育的推廣與普及上發揮的效能。

三、名詞釋義

（一）科學工藝博物館：

科學工藝博物館主要的任務是提供一般民眾在科學教育上的終身學習(Long Life Learning)、自由探索的場域，其服務內容有科學展示教育、科學類典藏物品的蒐藏、科學教育的推廣及民眾休閒娛樂的需要，換言之，人人均可自由來去科工館，自無像學校般有固定的時間與課程進度的安排，因此，會蒞臨科工館活動者，不論其背景殊異，基本上是對科學教育或科普新知，有股學習、吸收與參與熱誠。

（二）科工館科學營隊與實習志工：

科工館於寒、暑假期間，會提供各式科普活動營隊讓一般民眾報名參加，為提供較佳的服務品質，科工館便開放實習機會，供一般在學大學生，不論其所學或背景，參與社會服務或具學分的校外實習，擔任志工。但在服務前，科工館提供其必要的服務勤前教育訓練，訓練內容包含應對進退、服務態度、服務熱誠、機動能力、解決問題能力與相關的科學知識與科技技術、技法與概念。然而，從實習報到開始，到營隊開辦日，時間很緊迫；科學概念的建立，非一朝一夕可成，故研究者在勤前教育期間，必須採短期密集的訓練，並融入重點學習之教學策略，並求取較的高訓練效能。

(三)、柏努利定律(Bernoulli's Principle)

流體在同一水平面上流動，則在流體流速快的地方壓力會變大，反之，流體流速慢時壓力會變小，此理論由瑞士物理學家丹尼爾-柏努利(Daniel Bernoulli, 1700-1782)於1738年出版他的理論《Hydro-dynamic》，描述流體沿著一條穩定、非粘滯、不可壓縮的流線移動行為。柏努利從牛頓運動學中，能量守恆觀念：動能＋位能＝定值，推導出

柏努利定律：動能＋壓力＝定值。
當液體流速減少時，壓力便會增加。
柏努利定律簡單的說就是"流體流速愈大 壓力愈小"
飛機能飛在空中即利用此原理
飛機向前飛 在機頭的空氣不管是背部或腹部 皆須同時到達機尾
因為飛機背部呈弧形 腹部成平面狀
所以背部的空氣流速快 相對腹部壓力就較小
所以壓力大的腹部空氣可以支撐飛機的重量 飛機也就飛起來了
這是水平狀態的應用。

(四)、康達效應(Coanda Effect）:

直進的噴流束空氣(吹風機吹出的氣流)碰到圓柱(球)狀的障礙物時，因流體具黏滯性，會隨著凸出障礙物表面流動傾向的康達效應(Coanda Effect），空氣會繞過圓柱(球)狀的障礙物後，會繼續前進；本活動使用的圓球四周被流動空氣團團圍住，球外未受到噴流束影響的空氣壓力相對比球表面流動的空氣壓力較大些，此即柏努利原理(Bernoulli's principle)應用，使球不致於離開噴流束航道；另外球的重量與空氣吹力大小相等，方向相反，使球得以穩定地飄浮在空中。

 

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