• 沒有找到結果。

大一學生在生物探究學習前後之科學本質觀

在本節中,將從全班學生和接受研究者設計融入科學本質探究歷程之學生(A、B 組) 在生物探究學習前後所呈現之科學本質觀整體面向及經驗性、暫時性、主觀性、觀察和 推論、創造力和想像力等部分進行探討。

一、科學本質觀整體面向

在科學本質觀整體面向部分,主要根據學生進行科學本質觀工具(VNOS)施測結 果分析來探討。由下表 4-1-1 和 4-1-2 分別呈現全班學生和接受研究者設計融入科學本 質探究歷程之學生(A、B 組)在科學本質觀工具前後測所呈現之觀點分析情形,詳細各 學生之觀點分析,見附錄九。

表 4-1-1:全班學生科學本質觀工具前、後測所呈現之觀點分析(n=41)

註:1T1-第一次施測(9509);T2-第二次施測(9604)。

2N-「天真型想法(naive)」,學生的回答和科學探究的方向是不一致的;T-「過渡型想法

註:1T1-第一次施測(9509);T2-第二次施測(9604)。

2N-「天真型想法(naive)」,學生的回答和科學探究的方向是不一致的;T-「過渡型想法

由上圖 4-1-1 和圖 4-1-2 可知,在科學本質觀的整體面向上,學生一開始在「暫時 性」和「創造力和想像力」兩個觀點上未呈現出天真型,亦即學生對此兩觀點在進行科 學探究學習前即有所理解。

此外,接受研究者設計融入科學本質探究歷程之學生(A、B 組)在「觀察和推論」

及「創造力和想像力」的前後變化上,和全班的變化是相似的,在「觀察和推論」部分 是往過渡型增加,在「創造力和想像力」部分則是往知識型增加。

而另外三個向度接受研究者設計融入科學本質探究歷程之學生(A、B 組)則和全班 有不同的變化。在「經驗性」觀點部分,全班學生的觀點是由過渡型轉為天真型或知識 型,AB 組學生在這部分則是往知識型的部分增加;在「暫時性」部分,全班學生是由 過渡型往知識型變化,而 AB 組的學生則略為由知識型轉為過渡型;在「主觀性」部分,

全班學生皆往知識型增加,而 AB 組學生則在天真型部分有所增加。

就整體而言,研究者設計融入的探究歷程似乎並未對學生的科學本質觀點有明顯的 增進,這和 Schwartz(2007)的研究發現在課程前後的結果沒有全面性的顯著差異相似。

不過,研究中較值得注意的是學生是如何表達其觀點的以及轉變的類型,因此下面將更 進一步針對各觀點進行討論。

二、經驗性

在經驗性部分,主要欲瞭解學生對於「科學知識是其於間接或直接對自然世界的觀 察經驗」之科學本質觀點。針對學生在科學本質觀問卷的回答,將學生分成天真型(N)、

過渡型(T)及知識型(I)三種,在下表 4-1-3 和表 4-1-4 中分別呈現全班學生和接受研究者 設計融入科學本質探究歷程之學生(A、B 組)前後測觀點變化之分析。

表4-1-3:全班學生科學本質觀工具之「經驗性」觀點分析(n=41)

T1-T21 人數 T1-T21 人數 T1-T21 人數 N-N2 7 T-T2 7 I-I2 2

N-T 3 T-I 7 I-T 3

N-I 3 T-N 8 I-N 1

註:1T1-第一次施測(9509);T2-第二次施測(9604)。

2N-「天真型想法(naive)」,學生的回答和科學探究的方向是不一致的;T-「過渡型想法

註:1T1-第一次施測(9509);T2-第二次施測(9604)。

2N-「天真型想法(naive)」,學生的回答和科學探究的方向是不一致的;T-「過渡型想法

科學重視實驗證據、理論背景。例如:數學就是公式的推導,並沒有實驗的過程,相較於科 學,數學只是一種工具。 (D5-1-VNOS-9604) 科學就是有事實根據的理論。 (E2-2-VNOS-9604)

呈現知識型的學生,則會提及科學是和自然經驗之連結。

我認為科學就是人類觀察自然事物的經驗所探究出象徵性的描述。 (B3-2-VNOS-9604) 科學應該是研究自然界中一些現象的一門學術。科學探究時強調的是從自然界中對於現象的 解釋,例如在探究時會強調科學的方法。 (H2-1-VNOS-9604)

在前後測觀點有改變的部分,全班學生複雜化變化和簡單化變化人數差不多,而 AB 組的學生則呈現複雜化變化較多。改變的類型,在全班部分,複雜化部分以由過渡 型變為知識型較多,簡單化部分以由過度型變為天真型為多;在 AB 組部分,複雜化部 分則是由天真型變為知識型較多,簡單化部分均為過渡型變為天真型。

為了更清楚了解參與研究者設計之探究歷程的學生探究學習和其觀點變化間的對 照,將 AB 組學生在前後測的觀點變化情形,由下圖 4-1-5 呈現。

圖 4-1-5:A、B 組學生之科學本質觀「經驗性」觀點

由上圖我們可以發現在歷經探究歷程後,A 組的學生在「經驗性」觀點較多停留在 天真型,相對的,B 組的學生則呈現往知識型改變,以下針對此情形討論之。

而在研究者設計的歷程中,希望學生透過在大自然環境的觀察,使學生能夠在實驗 室外,能夠有自然經驗的體驗,使學生明瞭科學是和自然經驗有間接或直接的關聯,而 不是只著重在於實驗的步驟及驗證上。由下表 4-1-5 呈現研究者的設計和學生的活動對 照:

表 4-1-5:探究歷程中科學本質觀之「經驗性」設計及 AB 組學生活動對照 去了解「生態系」的?於 E-Learning 中提 出你們決定之題目。 分,有到戶外進行蚯蚓的觀察,但由下面 E-Learning 的討論可知在設計上較被提出疑問 的是他們如何進行有無蚯蚓的判斷等和實驗步驟相關的問題。

探討活動的進行步驟 實驗器材螞蟻需要先完成。

一﹒將木條分割成四段 :長 25cm 1 個

長 20cm 2 個 長 30cm 1 個

二﹒兩片塑膠板中間用木條相粘,需留一條木條〈長 30cm〉。

三﹒把大約 420 克的土(一般壤土)裝到實驗器材裡。

四﹒把實驗器材拿到大樹下的螞蟻穴旁。

五﹒撒糖到實驗器材裡來引誘螞蟻進實驗器材裡。

六﹒幾天過後,螞蟻進入實驗箱,就用鋁箔紙把實驗器材一半包起來,變成一半黑、一半亮,

觀察螞蟻會在哪一邊築巢。

七﹒兩天撒一次糖粉。

八﹒觀察。 (A-IP-951101)

(B3-2-ELD-960311)

因此對於「經驗性」觀點的問題,A 組的學生在回答上呈現以「實驗驗証」為主的 天真型回答,並沒有思及科學和自然間的關係。

科學是講求證據的。 (A2-VNOS-9509) 科學…可以用現有的理論所解釋的一切事務。 (A5-2-VNOS-9604)

而經由晤談亦可知,學生對科學的想法主要來自於探究步驟,而呈現出科學要經由 實驗證明的觀點,並未提及科學和自然經驗間的關聯。

T1:你為什麼這樣認為?

A2:科學講究眼見為憑,要有證據才能說服別人。

T1:你所提及的證據是指哪些?

A2:如果說有做個實驗,那就拿出你在實驗中所得到的數據,並解釋為何這樣的數據會讓你 產生這樣的想法,這就是科學。

T1:所以你覺得科學和什麼是有關連的?

A2:要有可以說服別人的證據。

T1:那你所歷經探究的歷程,哪個部分讓你更確定了自己先前就有的想法?

A2:從頭到尾吧!因為我們是照科學步驟慢慢下來做我們的歷程的。 (A2-1-IV-960607)

反觀 B 組學生,他們能夠將在探究活動中所學習的應用到自然環境中以進行相關的 觀察研究。在第一次的精緻化活動中,由下面 E-Learning 畫面可知他們進行了宿舍魚池 中魚群生長的觀察。

(B3-ELD-951201)

在第二次的精緻化活動中,B-1 組進行大萍和浮萍生長速度的觀察,而 B-2 組則進行 校園中草皮競爭行為的觀察。

圖 4-1-6:B-1 組的觀察環境 圖 4-1-7:B-2 組的觀察環境

由此可知,B 組學生在進行探究活動時,是有針對研究者所設計融入「經驗性」之 活動進行學習,因此 B 組學生在歷經探究學習後,在回答「經驗性」之問題時,便會提 及科學和自然經驗的連結。在晤談中,也能明確提及探究歷程經驗讓他獲得經驗性觀點 的想法。

我覺得科學就是人類以生活中所發生的自然現象,還有從前人所發現的經驗,所整理出來的

一種知識,所以和其他學科有所不同的就是:科學有理論和實驗,理論就是統整之前的經驗,

來推測未來所發生的現象,而實驗就是以我們現有的理論跟知識,來實地操作,看會不會有 因為其他變因或錯誤而產生不同的結果。 (B6-1-VNOS-9604) T1:所以你是從哪裏獲得不同的想法的?

B5:所以我從我們的實驗獲得不同想法的,我們做的是生態系,就和自然有關。

T1:那你可以再明確一點說我們所提供的歷程資料的哪個部分讓你這樣認為嗎?

B5:我覺得歷程的大主題都是啊!例如:生態系、黴菌。 (B5-1-IV-960606)

另外,經由晤談,研究者也發現除了探究歷程的經驗外,學生從小到大的科學學習 經驗,亦和他們對「經驗性」觀點的看法有所連結。

T1:在兩次中你都提及科學是和自然世界有關的,你為什麼這樣認為?你是從哪裏獲得這樣的 想法的?

B3:第一次是依照國中高中時期的實驗中得到的,第二是做答是經過生物歷程後所認為的。

T1:高中時期的實驗是指? 生物課本嗎?

B3:高中時期所學的課本知識,還有國中時有做過科展 故從那裡得知。

T1:那在探究歷程中,哪個部分讓你更確定了這樣的想法?

B3:觀察出不同蝦子在同一環境下的生存與互相影響的行為。歷程中一開始提出問題假設~

這個部分是源自我們的好奇心。科學~觀察周遭自然事物~而提出問題探究他的真實性。

(B3-2-IV-960606) B6:因為我小時候很喜歡閱讀課外讀物,所以記憶中科學這個名詞跟大自然差不多連結的。

T1:那是閱讀哪些課外讀物讓你有這樣的想法的呢?可以舉例說明嗎?

B6:因為爸爸是國中理化老師,所以小時候爸爸會拿自然書籍給我看。還會自己去看很多的 兒童百科全書。 (B6-1-IV-960607)

綜合上述,讓學生進行和自然環境相關之研究的探究歷程設計可以讓學生將科學和 自然經驗相連結,對於科學是什麼的問題,不會只著重在實驗步驟和驗証的陳述上。

Havdala 和 Ashkenazi(2007)也提及學生的科學觀點是和他們的實驗進行方式有連結 的,不同的實驗方式會影響學生對科學觀點的看法。此外,於本研究中學生過去的科學 經驗亦和學生對於科學本質中「經驗性」的觀點有所連結。對此,Tuan 亦提及在台灣的

Havdala 和 Ashkenazi(2007)也提及學生的科學觀點是和他們的實驗進行方式有連結 的,不同的實驗方式會影響學生對科學觀點的看法。此外,於本研究中學生過去的科學 經驗亦和學生對於科學本質中「經驗性」的觀點有所連結。對此,Tuan 亦提及在台灣的