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不同認識觀之學生在生物探究學習前後之科學本質觀

在本節中,將探討持有不同認識觀之學生其在生物探究學習前後所呈現之科學本質 觀。

一、A、B 組學生所持之科學認識觀

在本研究中,接受研究者設計融入科學本質探究歷程之 A、B 組學生,他們所持有 的科學認識觀如下表 4-2-1:

表 4-2-1:A、B 組學生之科學認識觀

A12 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 T11 C3 M+ M M M+ M+ M M- M+ C M T2 M+ M+ M M C C M+ M- M+ M M

註:1T1-第一次施測(9509);T2-第二次施測(9604)。

2A1-組別代號

3C-「建構觀」;M+-「混合建構觀」,即混合觀中較偏建構觀點之部分;M-「混合觀」;

M--「混合實證觀」,即混合觀中較偏實證觀點之部分。

由上表 4-2-1 可知,參與研究者設計融入科學本質探究歷程之 A、B 組學生,他們 所持有之科學認識觀,主要為「混合觀」和「建構觀」。為了能更清楚了解 A、B 組學 生所持科學認識觀間之對照,因此,研究者又將混合觀分成了「混合實證觀」、「混合觀」、

「混合建構觀」三個更細微的部分。A、B 組學生的科學認識觀變化情形可分成幾個類 型,如下表 4-2-2:

表 4-2-2:A、B 組學生科學認識觀變化類型

觀點沒變 往建構觀變化 往混合觀變化

類型 M-1 M M+ M-M+ M+-C C-M+ C-M 學生 B32 A3、A4、B6 A2、B4 B2 A5、B1 A1 B5

註:1 M--「混合實證觀」,即混合觀中較偏實證觀之部分;M-「混合觀」;M+-「混合建構觀」 ;M-M+-由「混合觀」變為「混合建構觀」;M+-C-由「混合建構觀」變為「建構觀」;C-M+-由「建構 觀」變為「混合建構觀」;C-M-由「建構觀」變為「混合觀」。

2B3-組別代號

由上表 4-2-2 可知,A、B 組的學生,有一半學生的所持科學認識觀點是沒有變動 的,而有 1/4 的學生往建構觀點變化,剩下 1/4 的學生則是往混合觀點變化。

為了瞭解學生所持科學認識觀觀點和其科學本質觀觀點間之對照,因此製成下表 4-2-3:

表 4-2-3:A、B 組學生科學本質觀和科學認識觀變化表

科學認識觀1 科學本質觀2

學生

代碼 Ep IC TL CT SN CU Em Te Su Oi Ci B3 M- M- M- M- M-M- M-E I-I I-I I-I N-T T-I A3 M M--M+ M--M+ M+ M+-M- M- T-I I-T I-T T-T T-I A4 M M+ M-M- M--M+ M-M+ M--M+ T-T I-T I-N N-N I-I B6 M M+-M M+ C-M+ E-M- M-M+ I-I I-I T-I T-T I-I A2 M+ M+ M--M M-M+ C M-M-

N-N I-I I-T N-T T-T B4 M+ M+ M- M-M+ M+ M--M+ N-I I-I N-T T-T T-I B2 M-M+ M-M+ C C-M+ E-M+ M- T-N I-I T-T I-N T-T A5 M+-C M+ M C M- C

N-N T-I T-I T-T I-I B1 M+-C C M-M+ M+ M--M+ M--M+ N-T I-I I-T I-I T-I A1 C-M+ M+ M+ M--M C-M+ M+-M T-N I-I T-I N-N T-T B5 C-M M- C-M+ M-M- M+ M+-M- N-I I-I T-N N-T T-T

註:1Ep-科學認識觀整體,IC-科學的發明與創造的本質,TL-理論負載的科學探究,CT-科學知識的變遷 性及暫時性,SN-社會磋商的角色,CU-文化衝擊的影響。

2Em-經驗性,Te-暫時性,Su-主觀性,Oi-觀察和推論,Ci-創造力和想像力。

由上表 4-2-3 可知,A、B 兩組學生的科學認識觀和其科學本質觀之間並不一定相 同。例如:B3 在科學認識觀呈現混合實證觀,但其在科學本質觀的各觀點,卻呈現已 是知識型及往知識型的變化;而 A5 是混合建構觀轉為建構觀,但在經驗性觀點上卻還 停在天真型。因此,研究者更進一步對照科學本質觀各觀點和科學認識觀的各觀點,找

出他們的相似處做討論,如下表 4-2-4:

表 4-2-4:科學認識觀五向度和科學本質觀各觀點對照表 科學認識觀 科學的發明與

創造的本質

理論負 載的科 學探究

科學知識的 變遷性及暫

時性

社會磋商 的角色

文化的衝 擊的影響 科學本質觀 創造力和想

像力 主觀性 暫時性 - -

並且由表 4-2-3 中,由科學認識觀整體觀點及五向度之觀點,挑選持有代表性科學 認識觀之個案,分別為偏實證觀之 B3 和偏建構觀之 A5 進行個案之探討,以下將針對 科學認識觀五向度和科學本質觀有相互對應之觀點作討論。

二、偏實證觀之 B3

在科學認識觀呈現偏實證觀之個案 B3,其科學認識觀及科學本質觀前後測變化如 下表 4-2-4:

表 4-2-4:B3 科學認識觀與科學本質觀之轉變情形

科學認識觀1 科學本質觀2

Ep IC TL CT SN CU Em Te Su Oi Ci M- M- M- M- M-M- M-E I-I I-I I-I N-T T-I

註:1Ep-科學認識觀整體,IC-科學的發明與創造的本質,TL-理論負載的科學探究,CT-科學知識的變 遷性及暫時性,SN-社會磋商的角色,CU-文化衝擊的影響。

2Em-經驗性,Te-暫時性,Su-主觀性,Oi-觀察和推論,Ci-創造力和想像力

由上表可知,B3 科學認識觀整體性為偏實證觀者,其在科學識觀五向度上,在後 測中也都呈現偏實證觀者。但其在科學本質觀之觀點上,在經驗性、暫時性和主觀性觀 點上卻都呈現知識型觀點,而觀察和推論及創造力和想像力觀點,也呈現知識型轉變。

以下針對科學認識觀與科學本質觀相呼應之分項進行討論。

(一)科學的發明與創造的本質

在此向度中,下圖 4-2-1 為 B3 在科學認識觀前、後測中「科學的發明與創造的本 質」觀點所呈現之轉變情形;圖 4-2-2 則為 B3 在科學本質觀前、後測中「創造力和想

像力」觀點所呈現之轉變情形:

圖 4-2-1:B3 科學認識觀之「科學的發明與創造的本質」觀點轉變情形

圖 4-2-2:B3 科學本質觀之「創造力和想像力」觀點轉變情形

由上圖 4-2-1 可知,在此向度中 B3 主要為混合觀,於「科學的發明與創造的本質」

觀點持有科學是經由發明創造而來的,並非已存在的之想法。對照圖 4-2-2 可知,在探 究活動進行前, B3 對「創造力和想像力」之科學本質觀點呈現過渡型想法;在歷經探 究歷程後,則轉變為「知識型觀點」,能指出科學的每個部分都需要想像力和創造力,

同時亦能提出自己在探究歷程中之經驗做說明。

有,華生和克里克已絕妙的 DNA 結構之雙螺旋模型震驚了科學界,當時他們開著車子經過 了大橋旁,發現橋的構造是螺旋狀的,於是聯想到 DNA 結構是否會是這樣子呢?於是運用想 像力而發現了 DNA 結構。 (B3-VNOS-9509) 因為我們所做的探究實驗中,皆是依據觀察實驗所做出的實驗結果,我們觀察與紀錄作收集 資料的分析就可以得出的探究結果。如果說我們的探究實驗有想像力與創造力的地方就在於 一開始我們提出這個問題與設計假設,我們用想像力去創造出這個探究實驗,日後我們便著 手進行觀察。 (B3-2-VNOS-9604)

在探究歷程中,B 組在歷程一的探究活動中,遭遇到魚群死亡、更換研究題目但無 法解決器材等問題,由 B3 在 E-Learning 上所提出的討論可知,持混合觀的 B3 會先找 尋相關資料作參考,並從中學習運用創造力及想像力解決問題之能力。

(B3-ELD-951027)

(B3-ELD-951028) T1:關於含氧量的問題,你們找到解決方法了嗎 ?

B3:沒有,因為我們找不到測試包,所以我們決定更改研究方向,改為透過打水器的海綿 觀察水的混濁度和有無垃圾魚間之關係。 (B3-MD-961114)

(二)理論負載的科學探究

在此向度中,下圖 4-2-3 為 B3 在科學認識觀前、後測中「理論負載的科學探究」

觀點所呈現之轉變情形;圖 4-2-4 則為 B3 在科學本質觀前、後測中「主觀性」觀點所 呈現之轉變情形:

圖 4-2-3:B3 科學認識觀之「理論負載的科學探究」觀點轉變情形

圖 4-2-4:B3 和 A5 科學本質觀之「主觀性」觀點轉變情形

由上圖 4-2-3 可知,B3 在此向度上所持之觀點和其整體觀點相呼應均呈現偏實証觀 之觀點。但在科學本質之「主觀性」觀點上,B3 反而呈現知識型想法,在探究歷程前 便能提出科學家的想法會受個人思想、背景等不同因素而影響。在晤談中 B3 亦能說出 探究歷程中討論的過程大家各有不同想法之例子做說明。

因為每個科學家的想法都不一定相同,雖然他們擁有相同的資料,但他們表達的想法與觀念 不一定相同。故每個科學家有相同的資料,但不一定能達到相同的結論。(B3-VNOS-9509) T1:你是從哪裏獲得這樣的想法的?

B3:在學習歷程中我與同組的同學們討論時,每個人都提出不同的看法中獲得的,可知每個 人的想法不一定都相同。 (B3-2-IV-960608 )

(三)科學知識的變遷性及暫時性

在此向度中,下圖 4-2-5 為 B3 在科學認識觀前、後測中「科學知識的變遷性及暫 時性」觀點所呈現之轉變情形;圖 4-2-6 則為 B3 在科學本質觀前、後測中「暫時性」

觀點所呈現之轉變情形:

圖 4-2-5:B3 科學認識觀之「科學知識的變遷性及暫時性」觀點轉變情形

圖 4-2-6:B3 和 A5 科學本質觀之「暫時性」觀點轉變情形

由上圖可知,B3 在科學認識觀觀點所呈現的變化和科學本質觀觀點的變化不 同。B3 在科學認識觀呈現「混合實證觀」的觀點,即偏向認為科學是自然界真理所產 生的,不會改變。但在科學本質觀「暫時性」觀點上,卻能夠明確說出科學知識是暫時 的,並且能夠舉例說明。而在學習歷程的討論中,也能提出自己歷程中可能會改變的部 分。

會,因為科學家們沒有完完全全了解整個世界,隨著時間的改變,世界上的事物也會跟著變,

例如,最近科學家推翻一項理論,九大行星→八大行星,可知科學的進步是如此快速,在未 來一定會有更多的新理論出現。 (B3-VNOS-9509) 科學知識在未來有可能會改變。因為科學家早已習慣面對「存疑」和「不確定性」。 所有的 科學知識都是不確定的。有些時候,科學指的是追根究底的某些特別方法。在另一些情況,

科學指的是追根究底之後湧出來的一堆知識。科學也可以是指追根究底發現了些什麼之後,

因此可以做到的新事物、新計畫,又或者指實際著手進行新事物和新計畫本身。

(B3-2-VNOS-9604 ) 在我們的探究歷程中,我們所做出來的結論不一定是正確的,因為科學知識會改變,說不定 也有人做跟我們一樣的實驗,但做出來的結論是不一樣的。像是在我們實驗中玫瑰蝦是黑殼 蝦的改良種,黑殼蝦與玫瑰蝦很容易就抱卵生小蝦,故我們所實驗出來的數據只是小小實 驗,其他外界人士做出來的數據說不定是跟我們不一樣的。 (B3-ELD-960407)

三、偏建構觀之 A5

在科學認識觀呈現偏實證觀之個案 B3,其科學認識觀及科學本質觀前後測變化如 下表 4-2-5:

表 4-2-5:A5 科學認識觀與科學本質觀之轉變情形

科學認識觀1 科學本質觀2

Ep IC TL CT SN CU Em Te Su Oi Ci M+-C M+ M C M- C N-N T-I T-I T-T I-I

註:1Ep-科學認識觀整體,IC-科學的發明與創造的本質,TL-理論負載的科學探究,CT-科學知識的變 遷性及暫時性,SN-社會磋商的角色,CU-文化衝擊的影響。

2Em-經驗性,Te-暫時性,Su-主觀性,Oi-觀察和推論,Ci-創造力和想像力

由上表可知,A5 科學認識觀整體性為偏建構觀者,其在科學識觀五向度上,則有

由上表可知,A5 科學認識觀整體性為偏建構觀者,其在科學識觀五向度上,則有