科學自我效能相關研究

本節就科學素養的意涵與相關研究，分別說明如下。

壹、科學自我效能意涵

社會認知論學者Bandura（1982）指出，人類的行為不只受到內在力量 的驅使，也受到外在環境的影響，行為乃是個人和環境交互作用的結果。認 知因素對行為有決定性的影響，自我效能是人們對於自己完成既定行為目標 所需的行動過程的組織和執行能力的判斷，是個人對自己能否獲致成功的信 念。(黃台珠，2007)指出，自我效能意指一個人相信他有能力運籌各項資源 以完成某項特定任務的信念。自我效能是指個體在追求某一個目標時，能夠 察覺並相信自己可以達到某種行為和表現的信念（張淑筵， 2003）。個人的 效能信念會影響個體的行動選擇、投入活動的努力程度、在遭遇困難和失敗 經驗時的堅持力、以及從失敗中復原的情形。自我 效能被視為是人類行為動 機、心理健康和個人成就的基礎(蔡順良，2007)。

Bandura 指出個人自我效能感的來源有四，亦即：過去的成功經驗、楷 模的觀察學習、他人言語的說服和鼓勵以及良好的身心狀態，其中又以個人 過去的成功經驗為最主要的影響來源 (引自蔡順良，2007)。在特定領域方面，

Godding 和 Glasgow （1985）則針對自我效能認定是學習者在特定領域對 於自己處理周遭特定事物能力的一種目標評估，而此種目標評估的產生乃是 來自於環境知覺、自我管理及個人能力經驗或成就與表現之間交互作用的結 果(引自何仕仁、黃台珠、吳裕益，2007)。在此所指的特定領域，以本研究 而言，定義為科學學習領域，所以科學自我效能是指學習者自己評估在科學 環境知覺下，能完成特定行為能力表現的信念。這些學生的自我感知可用於 預測學生未來的科學成就(Multon, Brown, & Lent, 1991，引自劉宇真，2016)。

自我效能為一個評估學生的科學知識和探究能力的方法，從中可瞭解學生如 何看待他們自身所具備的科學能力。

貳、科學自我效能的相關研究

研究者整理有關科學自我效能的相關研究如下表：

表 4 有關科學自我效能的相關研究

研究者(年代) 論文主題與研究主要結果

江 文 瑋 高 中 生 科 學 學 業 情 緒 在 科 學 自 我 效 能 與 科 學 學 業 表 現

(2014) 之 間 的 中 介 效 果 。

研 究 結 果 指 出 ， 在 科 學 教 育 上 ， 科 學 學 業 情 緒 對 學 生 的 科 學 自 我 效 能 影 響 顯 著 ， 而 科 學 自 我 效 能 對 學 生 的 科 學 學 習 表 現 也 有 所 影 響 ； 該 結 果 更 顯 示 了 科 學 學 業 情 緒 藉 由 科 學 自 我 效 能 的 作 用 ， 間 接 影 響 了 科 學 學 習 表 現 ， 三 者 的 關 係 為 非 線 性 關 係 ， 本 研 究 提 供 了 科 教 專 家 和 教 師 在 進 行 科 學 教 學 時 ， 如 何 能 同 時 兼 顧 科 學 學 業 情 緒 和 科 學 自 我 效 能 的 影 響 之 參 考 。

劉 宇 真 (2016)

科 學 實 務 自 我 效 能 問 卷 開 發 與 驗 證 。

本 研 究 發 展 兼 具 信 效 度 的 問 卷 工 具 ， 評 估 中 學 生 的 科 學 實 務 自 我 效 能 ， 這 將 有 助 於 研 究 人 員 與 教 師 們 瞭 解 學 生 在 每 個 科 學 實 務 面 向 的 能 力 。 問 卷 根 據 美 國 新 世 代 科 學 標 準 (Next Generation Science Standards，NGSS) 所 提 出 的 附 件 F 進 行 科 學 實 務 自 我 效 能 問 卷 開 發 ， 共 40 題 (Achieve, Inc., 2013)。 本 研 究 分 為 預 試 、 正 式 實 驗 兩 個 個 階 段 ， 開 發 同 時 驗 證 本 問 卷 之 信 度 與 效 度 。 本 研 究 預 試 針 對 31 位 7、 8 年 級 學 生 進 行 問 卷 測 試 ， Cronbach's α 為 0.97； 正 式 實 驗 預 計 針 對 中 學 生 發 放 730 份 問 卷 並 進 行 驗 證 性 因 素 分 析，確 認 問 卷 具 有 良 好 配 適 度 與 建 構 效 度 ，Cronbach's α 為 0.95。

陳 雅 君、洪 瑞 兒 、 佘 曉 清 、 林 煥 祥 (2016)

臺 灣 學 生 科 學 素 養 與 科 學 教 學 者 研 究 成 果 表 現 之 發 展 趨 勢 探 討 。科 學 教 育 學 刊 ； 24 卷 4 期 (2016 / 12 / 01) ， P333 – 354。本 研 究 的 目 的 在 分 析 我 國 學 生 在 PISA 2006 及 PISA 2015 預 試 (Field Trial Test, FT)科 學 素 養 方 面 的 表 現 ， 並 進 一 步 與 該 期 間 我 國 學 者 在 科 學 教 育 研 究 期 刊 論 文 的 發 展 趨 勢 進 行 比 較 。 本 研 究 的 資 料 來 源 為 臺 灣 PISA 2006 (N = 8,815)及 PISA 2015 FT (N = 2,661)資 料 庫 。 研 究 結 果 發 現 我 國 學 生 在 PISA

2015 FT 科 學 能 力 的 整 體 表 現 以 及 在 解 釋 科 學 現 象、評 估 與 設 計 科 學 探 究 及 詮 釋 科 學 數 據 及 證 據 等 三 項 科 學 能 力 的 表 現，均 顯 著 低 於 PISA 2006。同 時，PISA 2015 FT 的 學 生 對 科 學 的 興 趣、喜 愛 及 自 我 效 能 亦 顯 著 低 於 PISA 2006 的 學 生。此 外，國 內 學 者 於 此 期 間 的 科 學 教 育 研 究 成 果 雖 然 呈 現 持 續 成 長 的 發 展 趨 勢 ， 但 我 國 學 生 在 PISA 科 學 素 養 的 表 現 卻 反 而 呈 現 顯 著 退 步 的 情 形 。

佘 曉 清、林 煥 祥 (2017)

PISA 2015 臺 灣 學 生 的 表 現 。

PISA 2015 進 行 以「 科 學 素 養 」為 主，「 閱 讀 素 養 」、「 數 學 素 養 」 為 輔 的 測 驗 。 我 國 學 生 在 PISA 2015 科 學 能 力 素 養 的 表 現 中 ， 在 「 解 釋 科 學 現 象 」、「 學 科 知 識 」 的 向 度 表 現 較 高 ， 在 「 評 估 與 設 計 科 學 探 究 」、「 程 序 性 及 認 識 論 知 識 」 的 表 現 最 差 ， 顯 示 我 國 的 課 程 與 教 學 始 終 強 調 是 記 憶 知 識 ， 這 是 我 科 學 教 育 課 桯 與 教 學 的 警 訊 。

劉宇真(2016)科學實務自我效能問卷開發與驗證研究 指出，美國國家研 究理事會(National Research Council [NRC], 2012) 的最新科學教育框架，

首次提出「科學實務」這個術語，它試圖說明什麼是「科學探究」的意涵，

及從事探究所需要的認知、社會與實體技能的範圍。針對 K-12 年級的科學 教育框架確定了八個科學實務的向度：提出問題、發展或使用模型、計畫與 展開調查、分析與解釋數據、利用數學和計算思維、建立解釋、由證據從事 論證、資訊的獲得、評估與交流等八個向度，分為預試、正式實驗兩個個階 段，開發同時驗證問卷之信度與效度 ，各向度及整體的自我效能信度如下 表。

表 5 劉宇真(2016)科學實務自我效能信度一覽表

實務面向 信度

實務1：提出問題與定義問題 0.84 實務2：發展與使用模型 0.85 實務3：計畫與執行調查 0.89 實務4：分析與詮釋數據 0.87 實務5：使用數學與計算機思維 0.84

實務6：建構解釋 0.89

實務7：透過證據從事論證 0.86 實務8：獲取、評估、和傳達信息 0.84 科學實務自我效能整體信度 0.95

劉宇真(2016)研究發現，國高中在科學實務自我效能上的差異，經獨立 樣本t 檢定可知，國高中的科學實務自我效能整體達顯著差異 ( t = 5.49, p

< 0.001, d = 0.41)，顯示高中階段學生的科學實務自我效能，在各方面表 現都是優於國中階段學生。顯示科學實務教育發展是學科知識的累積與跨學 科能力的整合，為漸進式發展的動態進程。

因此本研使用其開發的問卷工具，比較數理實驗班與非數理實驗班，學 生自己評估在科學領域能完成特定行為能力所表現的信念。

實施及

計畫 學年數理實驗班計

第二節 研究對象

本研究的主要對象是 106學年入學，申請就讀數理實驗班之女學生，高 一時有29名，升高二時轉出4名，轉入5名，高二有30名學生。與之對照的研 究對象為上一屆非數理實驗班，但同為自然學程的 最前段程度班級，共有40 名學生。

表 7 研究對象說明表

研究對象 組別 班級人數 差異

106 學年入學甲班 實驗組 30 數理實驗班 105 學年入學甲班 對照組 40 自然學程最前段班，

非數理實驗班

研究者任教學校，105學年以前，除藝才班1班獨招，其他8班高一新生 依會考成績分3段編班，最前段2班，前段2班，普通班4班，高二分流後，自 然學程與社會學程各 4班，則依最前段、前段、普通各編 1、1、2班。

106學年申請成立數理實驗班後，依入學資料分析，能符合實驗班申請 門檻的學生，高一依原編班方式應該會編在前段班，因此成立實驗班後，除 數理實驗班外，其他7班新生高一依會考成績分3段編班，最前段1班，前段2 班，普通班4班，亦即以數理實驗班取代原來1個前段班位置。高二分流後，

除數理實驗班，自然學程3班依前段1班、普通2班，社會學程4班，則依往例 編班。

108年學測首度實施5選4，也就是大學也至多採計4科做為繁星入學和申 請入學的篩選科目，還記得106年此消息一出，立刻衝擊女中選擇自然組的 人數，當年已完成調查高一升高二學程選擇，不少學生到教務處要求更改學 程，因此105學年入學的學生，升高二時自然學程只編 3個班，社會學程有5 個班。

表 8 實驗班成立前後能力編班各段之班級數比較表

學程 高一 高二三自然學程

105 學年入學 前段 中段 普通 前段 中段 普通

班級數 2 2 4 1 1 1

106 學年入學 實驗班 前段 中段 普通 實驗班 中段 普通 班級數 1 1 2 4 1 1 2

因為從校內的段考平均成績，以及全國性的閱讀素養檢測 的成績表現，

都驗證數理實驗班學生的平均表現，是同年級中最高分。因此若將數理實驗

班與同屆其他班級比較，會有程度上的明顯落差。衡量班級定位上，數理實 驗班等同過去的自然學程最前段的班級，因此 在問卷調查部分，選定上一屆 自然學程最前段班學姐做為對照，目的也在求證實驗班的課程，對學業成就 最前段的學生產生何種影響。

第三節 行動研究法

行動研究強調實際工作者在工作場域中，依據所遇到的問題進行研究，

研擬出適當的解決策略、途徑與方法，透過活動執行，從中反省、回饋與修 正，以解決實務現場所遇到的問題(蔡清田，2000)。

學校本位課程設計模式包括：分析情境目標→形成學程→建立詮釋與實 施監策→反省評估→重建(陳伯璋，2001)。

研究者參與學校數理實驗班實驗課程，藉由研擬實驗計畫，釐清辦理目 的，有那些改變的因子介入，到計畫的審查及修訂複審，正式實施專題研究 課程，評估是否達成預期的成效，遭遇困難或成效不如預期時，又如何滾動 修正的採取可行的行動，符合行動研究之取向，因此決定以行動研究來進 行。

行動研究主要分為四個階段，(一)尋得起始點：教學情境下的真實問題，

(二)釐清情境：澄清研究的起點、蒐集資料，(三)發展行動策略並付諸實踐，

(四)公開知識 (林素卿，2001)。行動研究的歷程應為：計畫、行動、觀察、

反省，而計畫、行動、觀察、反省等四個循環歷程反覆循環實施，因而建構 成一個連續不斷的歷程（歐用生，民 83；夏林清，民86；蔡清田，民89；甄

反省，而計畫、行動、觀察、反省等四個循環歷程反覆循環實施，因而建構 成一個連續不斷的歷程（歐用生，民 83；夏林清，民86；蔡清田，民89；甄