由教學組(111 班)與對照組(113 班)這兩個班級中,各隨機挑選 15 人參 加晤談,故共計有30 人參加晤談。對每位學生皆提問相同的五個問題,平均每 人需時約5~8 分鐘。晤談問題及回答情形如下:
(一)晤談第一題:
◎洞穴生物問題:科學家認為在黑暗封閉之洞穴中的生物,本來和洞外生物一樣 是具有正常眼睛的,但現在卻幾乎都小到快消失不見,有些甚至只剩下一些眼睛 的痕跡。這些生物有魚、蠑螈、蛇…等。就演化的觀點來看,請你推論為何會變 成這樣?
洞穴生物問題,不是學生曾經在科學課室中學過的生物演化議題,研究者將 其列在晤談問題的第一題。Geraedts & Boersma(2006)在闡述 Thelen & Smith(1994) 的動態系統理論(dynamic system theory)與動態心智過程的主張時,認為學生的 拉馬克式想法之本質並非是靜態而穩固的,行為或認知的表現有時可能會依循穩 定的模式(pattern),但總是當下即時的建構。Vosniadou(1994)也有類似的看法,
她認為迷思概念是在被測試(testing)的處境當下,無意識的建構(spontaneous constructions)而成。以一個學生未曾學過、但看似過程合理(plausible)的演化現象 來問學生,預期學生傾向會以直接過程(direct process)本體來進行推論。
學生普遍傾向認為,「因為洞穴太黑暗,眼睛用不到,所以就退化了」。然而 所謂用不到的器官,其實未必就會消失,只要其不影響生物個體的存活率或繁殖 後代的機率,則該性狀仍可能長存。科學家的解釋,是採變異論(variationism)的 解釋架構,例如(以洞穴魚為例):
「洞穴魚族群的眼睛就像人類族群的情況一樣,有人眼睛大,有人眼睛小,個體 間存在著變異
(variations)
。洞穴的環境中,黑暗又狹窄,大眼的沒佔到什麼生存小眼的比較容易存活,因而產生較多後代,具有生殖優勢,而傳遞較多小眼的基 因下來,慢慢就變成這個模樣。」(呂光洋,2005)
而接受過強調突現過程(emergent process)、重新創造變異論解釋架構的生物 演化教學之學生,預期將能以族群變異為推論的起點來解釋洞穴生物的演化現 象。
學生回答情形顯示,接受過生物演化教學的教學組有8 人以科學家接受的變 異論架構來解釋生物演化現象,未受過生物演化教學的對照組只有2 人採取變異 論的解釋架構。學生回答原案舉隅如下:
1.「我覺得它們長期在黑暗的洞穴中生活,可能就眼睛的功能就沒有常用到,所 以久而久之就會慢慢退化,之後就比較不會用到眼睛。
研究者問:那眼睛用不到的話,就會不見嗎?
如果不常用的話,功能就會退化,所以可能就會不見。」(轉型論)
2.「應該是眼睛本來就比較小的生物,可能就比較習慣的那一種,就是比較不需 要去適應那一種環境,因為它眼睛本來就比較小;眼睛比較大的生物,因為生活 在黑黑的地方啊,所以(哈)
…
所以就沒有辦法習慣啊,可能就慢慢淘汰掉了。所以就會剩下眼睛比較小,再下去就是眼睛
…
眼睛都沒有了。」(變異論)學生回答情形詳如下表:
表 4-2-1 洞穴生物問題晤談情形次數統計表
洞穴生物問題 變異論架構 轉型論架構 模糊型或未作答
教學組(111 班) 8 5 2
對照組(113 班) 2 10 3
表 4-2-1-1 洞穴生物問題晤談情形百分比統計表
洞穴生物問題 變異論架構 轉型論架構 模糊型或未作答
教學組(111 班) 53.3 33.3 13.3
對照組(113 班) 13.3 66.7 20.0
(二)晤談第二題:
◎膚色問題:北歐人的膚色很白,非洲人的膚色卻非常黑。請你就演化的觀點來 推論一下,非洲人的黝黑膚色是怎麼來的?
科學家認為,深色皮膚較能抵擋陽光,特別是紫外線的傷害,同時另一方面,
對於住在高緯度光照不足地區的人而言,白色皮膚較能吸收陽光,有助於維生素 D 的生合成,避免缺乏鈣質(Dawkins R.著、王道還譯,2002;Diamond J.著、
王道還譯,2002;呂光洋,2005)。演化的基本單位是族群(population),期望學 生能變異論的演化觀點,說出非洲人在膚色上也是有較淺與較深色的變異存在,
但由於深色膚色的人有較多的生存優勢與繁殖機會,因而長期下來,非洲人的膚 色就看起來普遍較黑。
膚色問題,是個看似與日常生活貼近的現象,學生如果以個體曬太陽皮膚會 變黑的邏輯來推論演化過程也狀似合理(plausible)。但適應性改變(adaptive change) 並不會改變基因型而遺傳至後代。族群的演化是透過變異所形成的差別生存優勢 與繁殖機會,改變了族群的基因池(gene pool),而造成族群整體黝黑膚色的突現 (emerge)。
預期學生仍會傾向以直接過程(direct process)本體來進行推論。雖然日常經 驗告訴我們,曬太陽皮膚當然會變黑,但我們也不會因此變成黑色人種;白人曬 得再黑,生下來的小孩也還是白的。有些學生還是會以轉型論的邏輯做為推論的 起點,並試著合理化其推論,合理化後來接收的訊息(研究者的追問)。例如認 為,曬太陽可能會造成(cause)基因突變,而造成生下的小孩因此會是黑的。例如:
1.
「搞不好是祖先被曬黑了,基因有點變化。」(轉型論)2.
「剛開始可能是太陽照射,一直太陽照射,皮膚黑,然後演化上基因遺傳。太 陽大,然後基因突變。」(轉型論)3.
「這些可能會改變他們身體裡的某些….
某些…東西,然後生出來就可能會….
黑的。」(轉型論)學生一方面認為曬太陽會造成基因突變,而基因突變會使得後代變黑(而不 是變得更白),如果套用Pozo & Crespo(2005)對粒子運動(突現過程本體)迷思 概念的分析,轉型論者合併突變與天擇過程,其想法可加以解構為:
突變是非本質的行動(extrinsic action),是外在的驅力(external agent)造成突變 的,而同物種的所有成員(個體)都有這種共同的本質,所以影響巨觀上族群的 外表(effect macroscopic appearance)。-拉馬克的用進廢退想法。
學生回答情形顯示,接受過生物演化教學的教學組有12 人以科學家接受的 變異論架構來解釋生物演化現象,未受過生物演化教學的對照組有5 人採取變異 論的解釋架構。學生回答情形詳如下表:
表 4-2-2 膚色問題晤談情形次數統計表
膚色問題 變異論架構 轉型論架構 模糊型或未作答
教學組(111 班) 12 2 1
對照組(113 班) 5 8 2
表 4-2-2-1 膚色問題晤談情形百分比統計表
膚色問題 變異論架構 轉型論架構 模糊型或未作答
教學組(111 班) 80.0 13.3 6.7
對照組(113 班) 33.3 53.3 13.3
(三)晤談第三題:
◎北極熊問題:請你就演化的觀點來推論一下,北極熊的一身白色毛皮是怎麼來 的?
聽到這個問題,幾乎所有學生都會立即聯想到,北極熊的白色毛皮具有保護 色的功能。而由於學生對保護色名詞的熟悉與自信,因此會傾向以目的論的言詞
來回答此問題,但一如研究者在名詞解釋時所提到的,晤談時所提問的生物演化 問題,並不是要測驗學生的生物演化科學知識,而是要了解學生對生物演化的「解 釋架構」(explanatory frameworks )(Slotta & Chi, 2006; Vosniadou, 1992,1994;
Shtulman, 2006)、推論的方式與邏輯性,以及是否具正確的演化概念本體。
此外,也有學者提醒,分類上要注意之處有:
「許多研究者會檢查受試者口語中是否有目的論的語言,殊不知達爾文論者 也會使用目的論的語言來描述天擇-而往往造成將達爾文論者錯誤歸類至非達 爾文論者」(Shtulman, 2006)。
「專家可能平行持有素樸與科學家的概念。一方面使用錯誤的模式來做推 論,但他們知道使用的限制與捨棄點」(Slotta, Chi & Joram, 1995)。
因此,通常研究者會對學生目的論的言辭進行追問,但不會主動嘗試誘導學 生進入變異論的解釋架構。例如:
1.「就是在那個環境幾乎都白色的世界啊,所以就其他毛色的動物就容易被天敵 發現,然後就被淘汰掉啊,然後就是毛色是白的,就可以跟環境啊
…
這樣子看起 來就比較不容易被發現,所以就會活下來的比較多。研究者問:那就是說,原本有一些是比較白的北極熊,有一些是比較不是那麼白 的北極熊?
對啊!本來應該有差異的,後來慢慢被淘汰掉了。」(變異論)
2.「因為北極應該都是冰天雪地嘛,然後北極熊在那邊,它也是白色的話,看起 來就遠遠看過去也是白色的話,感覺好像好像有保護色的感覺。
研究者問:那它是想要有這個保護色的感覺,就可以有這個保護色嗎?
應該是原本剛開始也有黑的嘛,就是有很多種顏色,可是到最後演化下來的話,
白色的比較容易生存嘛,所以到最後北極熊變白色。」(變異論)
的毛皮來掩護,不然會很顯眼,會被發現。
研究者問:那麼,它想要有這身白色毛皮就可以有白色毛皮嗎?
應該不是吧?
研究者問:那是怎麼演化出白色毛皮的呢?
這
….
我不知道耶。」(轉型論)與前述第一題的表現相較,本題的情境可能類似國中時所學的長頸鹿或胡椒 蛾的例子,因此對照組學生能使用已有的基模(schema),而呈現出有稍多的變異 論解釋架構者。但是由於以下三個因素之緣故,多數仍呈現轉型論者解釋架構-
1.語言使用上的偏愛(biases)。2.概念知識中之直接過程本體的優勢(以致於成為 解釋架構的預設值(default))。3.另有本體(突現過程本體)的例子之缺乏。
因此,在反應的當下,學生回答情形顯示,接受過生物演化教學的教學組有 13 人以科學家接受的變異論架構來解釋生物演化現象,未受過生物演化教學的 對照組有6 人採取變異論的解釋架構。學生回答情形詳如下表。
表 4-2-3 北極熊問題晤談情形次數統計表
北極熊問題 變異論架構 轉型論架構 模糊型或未作答
教學組(111 班) 13 1 1
對照組(113 班) 6 9 0
表 4-2-3-1 北極熊問題晤談情形百分比統計表
北極熊問題 變異論架構 轉型論架構 模糊型或未作答
教學組(111 班) 86.7 6.7 6.7
對照組(113 班) 40.0 60.0 0
(四)晤談第四題:
◎長頸鹿問題:請你就演化的觀點來推論一下,長頸鹿的長脖子是怎麼來的?
長頸鹿的演化故事是大家耳熟能詳的故事,國中教科書中也再次舉長頸鹿為
長頸鹿的演化故事是大家耳熟能詳的故事,國中教科書中也再次舉長頸鹿為