第四章 結果與討論
第四節 國小科學教師解釋之類型
在本節中，研究者將根據國小科學教師於五個S-POE實驗活動所提出 的解釋，深入分析其訪談內容及逐字搞，以Dagher ＆ Cossman(1992)所 提出之科學教師口語解釋的十種類型作為分類依據，藉此判定國小科學教 師對於「大氣壓力、表面張力」相關現象所呈現之解釋類型為何。此外，
考量到受訪教師訪談內容的豐富性與多元性，若其所提出的口語解釋類型 未能歸類為上述Dagher ＆ Cossman所提出之十種解釋類型，研究者將依 據受訪教師其所提出的解釋內容，作適當的解釋類型之分類。
以下就20位國小科學教師在五個S-POE實驗活動中所呈現的解釋類 型，依序探討並舉例實例說明。
一、 教師於 POE 實驗一之解釋類型
由訪談資料分析出來的結果如下表 4-4-1，顯示國小科學教師在 POE 實驗一之解釋類型可分成：機械的、日常生活用語的和實用的三種類型，
以「機械的」類型人數所佔比例最高，佔了 15 人（75％），「日常生活用 語的」類型次之，有 4 人（20％），其餘為「實用的」類型，為 1 人（5％），
茲舉實例說明如下：
表 4-4-1 國小科學教師於 POE 實驗一之科學解釋類型與人次表
解釋類型 機械的 日常生活
用語的
實用的
研究對象
T102、T103、T104 T105、T006、T008 T110、T113、T114 T115、T016、T118 T119、T120、T007
T001、T011、T012 T017
T009
人次 15（75％） 4（20％） 1（5％）
（一）機械的（mechanical）：
機械的解釋類型即為訴諸於物理本質上的因果關係。此一關係可能是
（a）一個科學定律簡短的陳述句，也可能是使用(b)上述的科學定律和其 他以更深入去論述無法直接觀察的事件所形成的一個發展良好的解釋架 構。研究者依據受訪教師歸納為此種解釋類型。
針對 POE 能夠提出「科學概念」或「科學原理」來進行說明，並能進 行合理的因果推論者 1 的實驗結果，許多教師能夠運用「大氣壓力」、「水 壓」等概念進行解釋，並能明確提及過程中壓力是如何產生作用的機制，
譬如他們會說大氣壓力將塑膠片往上頂住，故杯中的水不會流下；此外教 師 T113 與 T120 更提及一大氣壓的定義，並以此進行結果的推論，認為杯 中水柱的高度未達 1033.6 公分，故可知杯子外面的大氣壓力大於杯內的 水壓，大氣壓力往上支撐住塑膠片，所以水不會流下。 這種解釋類型在 POE1 中所佔比例為數最多。茲舉訪談內容如下：
T114：…那大氣壓力是來自四面八方的，所以從下面也可以頂住，克 服了水跟塑膠片的重量。
T113：整個空氣中都有大氣壓力……它會有個向上的壓力，作用給塑膠 片。我們知道大氣壓力如果在 25℃的時候是 1033.6cmHg，以水的 密度來換算的話，意思就是說可以推到 1033 公分這麼高……。
（二）日常生活用語的（colloquial）：
日常生活用語的解釋類型，即為使用日常生活用語或真實事件的名詞 或經驗以解釋某一個自然現象，取代了物理界所使用的正式科學術語稱 之。依據受訪教師在提出解釋理由時，使用一些日常生活或事件普遍常用 的字詞、說法和經驗藉以說明物理現象，例如：以大氣壓力由外而內「推 擠」說明大氣壓力的作用，研究者即歸納為此種解釋類型。
在實驗一的部分，對於塑膠片不會掉下來的原因，教師認為是塑膠片 被施予某些外力所造成，從訪談資料可整理出教師會以「吸住」、「推擠」
或「擋住」之說法來進行解釋，例如教師 T001 與 T017 分別認為是表面張 力以及水在杯口邊緣「吸住」塑膠片；而教師 T011 與 T012 以大氣壓力「推 擠」和「擋住」塑膠片進行解釋，以說明大氣壓力往上支撐塑膠片的作用，
綜合上述，研究者考量這些教師在解釋現象時，以日常生活常用的用語來 解釋塑膠片不會掉下來的原因，因此將其歸類為日常生活用語的類型。茲 舉訪談內容如下：
T017：應該是水的那個紙片有一個，反正就是會有一個力量會吸住 吧！
T012：這水跟它密合之後，它就算是一個密閉空間，那大氣壓力就是 會從外面擋住它……所以它不會掉下來。
其中特別的是，教師 T007 在解釋 POE1 時，雖然使用了「科學概念」
進行因果推論說明現象，但是在解釋說明時，使用了一些日常生活的語詞 進行輔助解釋，認為是大氣壓力「吸著」塑膠片，故研究者認為此位教師 的解釋兼具有機械的與日常生活用語的特色，茲舉實例如下：
T007：這跟大氣壓力有關係，…….外面的大氣壓力會多過裡面的液 體壓力，就是這個大所以它會吸著。
（三）實用的（practical）：
這種解釋類型涉及說明如何執行肢體上或心智上的操作的解釋稱 之。換言之就是解釋者對傾聽者說明「如何做」（how to）的解釋。研究 者依據受訪教師在解釋過程中，以言語或行動執行一些操作方法、步驟 等，即歸納為此種解釋類型。舉例而言，教師 T009 一度猶疑塑膠片不會 掉下來除了大氣壓力的因素之外，與杯中是否裝滿水亦有關連，因此實際 進行操作之後，發現無論杯中是否裝滿水，塑膠片皆不會掉下來，於此不 探討其最後所提出的解釋是否合乎科學解釋，而是從其訪談過程可知，清 楚呈現受試教師實際進行操作的過程，茲舉訪談內容如下：
T009：……你看如果我們這樣子，我們水沒有滿的時候，咦～？！
也會耶～它裡面有空氣的時候，塑膠片也不會掉下來 耶……。
二、 教師於 POE 實驗二之解釋類型
由訪談資料分析 20 位國小科學教師之解釋類型如下表 4-4-2，顯示國 小科學教師在 POE 實驗二之解釋類型可分成：機械的、日常生活用語的、
實用的、套套邏輯（循環論證）的和無法提出說明五種類型，以「機械的」
解釋類型人數所佔比例最高，佔了 12 人（60％），「日常生活用語的」解 釋類型次之，有 6 人（30％），其餘「實用的」、「套套邏輯的」解釋類型 與「無法提出說明」，則各佔 1 人（5％），茲舉實例說明如下：
表 4-4-2 國小科學教師於 POE 實驗二之科學解釋類型與人次表 解釋類型 機械的 日常生活
用語的
實用的 套套邏輯
（循環論 證）
無法提出 說明
研究對象
T001、T104 T005、T006 T008、T009 T110、T011 T114、T016 T118、T119
T102、T103 T012 、T017 T120、
T113 T115 T007
人次 12（60％） 5（25％） 1（5％） 1（5％） 1（5％）
（一）機械的（mechanical）：（相關定義請參閱 p.120）
針對 POE2 的實驗結果，共有 12 位科學教師能夠以「表面張力」、「大 氣壓力」或「水壓」等科學名詞進行解釋，且能依據其所持的想法和觀點 進行符合因果關係的推論，對於紗網的縫隙所產生的作用皆能提出一套說 法，例如教師 T104、T005、T011、T114 和 T016 皆認為紗網的縫隙夠小，
足以產生表面張力，因此作用就如同實驗一的塑膠片一樣，能避免空氣進
入。部分教師則是以比較壓力的大小之想法進行解釋，其中值得一提的 是，教師 T110 在提出解釋說明時，一再強調紗網縫隙大小與表面張力的 形成、水是否流下息息相關。此種解釋類型於 POE 實驗二為數最多，茲舉 訪談內容如下：
T104：……因為水薄膜的表面張力，因為小孔….那個表面張力剛 好變成ㄧ道防線，就好像塑膠片那層，就變成沒有孔。
研究者：那老師你的粗糙是指這個平面嗎？
T110：恩～那個平面跟縫細大小的關係。因為那個表面粗糙的程式、
縫細的大小跟表面張力都有關係。可以試的出來。
（二）日常生活用語的（colloquial）：（相關定義請參閱 p.120）
在實驗二的部分，教師在針對紗網的縫隙提出解釋時，部分教師會將 毛細現象或內聚力與表面張力概念混用，例如教師 T012 一開始認為毛細 現象將水給「附著」住了，後來又隨即補充表面張力將水「封住」，故水 不會流下，教師 T120 則是混用表面張力與內聚力的概念進行解釋；而教 師 T102 與 T103 則是以表面張力將水「拉住」以及水分子與水分子「互相 結合」，以說明紗網上表面張力的作用；此外，教師 T017 以其日常生活經 驗的觀點進行解釋，認為杯中的水就像其平常使用奶瓶一樣，杯中的水會 暫時性的「附著」在杯中，故水不會流下。綜合上述，研究者考量這些教 師在解釋現象時，以日常生活常用的用語及經驗來解釋水不會流下的原 因，因此將其歸類為日常生活用語的類型。茲舉訪談內容如下：
T012：那有可能是毛細現象，那也有可能是不只有毛細現象的一個部 份。那．．我現在又想到了一個．．．表面張力的一個東西把 它封住了。
T102：因為你紗網……它利用水的那種類似表面張力的東西，就是因 為有表面張力，然後會把水拉住…不要讓水流下來。
T017：因為我現在有一個老二才剛出生沒多久，常常要煮奶瓶，然後奶 瓶會充滿水，就是拿起來它真的不會掉出來。就是我不裝任何東
西，它也不會掉出來，或者是過一下再掉出來。
（三）實用的（practical）：（相關定義請參閱 p.121）
研究者依據受訪教師在解釋過程中，以言語或行動執行一些操作方 法、步驟等，即歸納為此種解釋類型。舉例而言，教師 T113 在進行解釋 時，認為杯中的水如果是在「受力均勻」的情況下，則表面張力才得以負 荷水的重量，因此實際模擬杯子傾斜拿起與垂直拿起的情況後，認為杯子 垂直拿起的情況，才能達到「受力均勻」，水才不會流下。由此可知，從 其訪談內容觀之，清楚呈現出受訪教師實際進行操作的過程，於此不探討 其最後所提出的解釋是否合乎科學解釋，僅作解釋類型的分類，茲舉訪談 內容如下：
T113：…你這樣直接拿起來的時候，那它的下來的那個壓力…每一個 的面都能很均勻，很均勻的受到那個大氣壓力阿…
研究者：嗯嗯…
T113：對…所以它就不會有流出來的現象…但是當我今天只要傾斜的 時候，就會流出來…
（四）套套邏輯（循環論證）的（tautological）:
此種解釋類型為將「如何」「為什麼」的問題或句子加以重組而已，
並未在內容裡加入任何新的訊息。研究者依據教師 T115 所提出的解釋說 明如下，在實驗二的部分，教師 T115 認為水不會流下除了表面張力因素
並未在內容裡加入任何新的訊息。研究者依據教師 T115 所提出的解釋說 明如下，在實驗二的部分，教師 T115 認為水不會流下除了表面張力因素