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大一學生在生物探究學習、科學本質觀和科學探究觀間之對照

在本節中,將探討接受研究者設計融入科學本質、科學探究觀探究歷程之學生(A、

B 組)在生物探究學習、科學本質觀點及科學探究觀點間之對照。

在本研究中,研究者設計融入科學本質觀及科學探究觀於生物探究學習課程中,而 整體之對照如下表 4-5-1:

表 4-5-1:科學本質觀、科學探究觀及生物探究學習之對照

AB組VOSI「科學方法-觀察歸納」觀點

0 2 4 6 8 10

T1 T2

測驗

N T I

圖 4-5-3:AB 組 VOSI「科學方法-觀察歸納」觀點

由上面三個圖可知,在「經驗性」部分學生的變化情形和「科學方法-歸察歸納」

較相似,在歷經探究學習後,「知識型」的學生人數變多,而「過渡型」和「天真型」

則減少了;而在「科學方法-研究方式」的部分,學生則以「過渡型」較多。對照學生 的回答可知,其實三者間互相連結,在「經驗性」部分,學生在歷經探究學習後,能夠 連結到所進行的野外「觀察歸納」的活動經驗,並且對於探究的進行方法能夠提出「研 究方式」的說明。

經驗性: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) 觀察歸納:在探究歷程中,觀察魚的部份和此想法有關。 (B6-1-IV-960607) 像我們探究後的延伸部份,就是觀察溫室內的浮萍和水芙蓉,所以我認為觀察也 是實驗和科學。 (B5-1-IV-960606) 研究方式:因為經過生物學習歷程探究後而得知,因為在學習歷程中學到完整的探究實驗過

程與步驟,可以了解做一個探究實驗時,是如何進行研究的。 (B3-2-IV-960608) 我們的探究歷程,像我們原本設計之前那個垃圾魚要看水質混濁度,就搞得亂七 八糟的。所以歷經這經驗後,我認為研究應該要這樣進行。 (B5-1-IV-960606)

而學生在探究歷程一和探究歷程二中,也由原本不知如何著手進行研究,進而能夠 延伸到戶外進行研究。

上,而對照其「主觀性」觀點,也著重在「真實的證據」上。

由上圖可知,學生在「觀察和推論」和「資料和證據」觀點,有呈現出不同的情 況。在「觀察和推論」部分,前後測觀點有改變的部分,AB 組學生在科學本質上以天 真型轉為過渡型為主,也就是經由探究歷程中學生針對自己的觀察資料做結論的過程,

有助於學生理解「觀察和推論」的觀點。因學生開始撰寫科學本質觀工具時,多以個人 經驗來陳述意見,因此對觀察和推論間的對照有明確描述的較少。經探究學習過後,在 觀察和推論的部分都有呈現知識型變化。學生在一開始對觀察和推論是較不明瞭的,但 在歷經探究歷程後,學生能夠明瞭「觀察和推論」的對照,在探究結果的撰寫上他們能 夠針對觀察到的資料進行推論,並加以應用。雖然在後測中他們撰寫的不明確,但由晤 談中可明確得知他們對「觀察和推論」的觀點是有理解的。

T1:所以探究歷程和你對這個問題的看法有對照嗎?為什麼?

A2:有,本來以為烏龜是吃肉的,不過出乎意外的是牠竟然不會吃小魚。所以對我們當初的 預測有很大的出入。雖然對自己的推論有信心,但是結論卻推翻我們當初的推論,這跟氣 象局的感覺很像。 (A2-1-IV-960607) T1:你二次你的回答只提出「自信很重要」,你為什麼會這樣認為?

B2:那是自己觀察後根據本身所學推測出來的東西,除非對自己所學感到有所懷疑,否則那 些知識基本上都是對的,這時候就是要有自信來確定自己的想法。 (B2-2-IV-960606)

在「資料和證據」部分,在前後測觀點有改變的部分, AB 組學生在科學本質上以 天真型轉為知識型為主。學生在前測撰寫科學探究觀工具時,根據他們自我的定義直接 認為資料和證據不同,未提出兩者間明確的對照。在透過學習歷程的資料分析,還有晤 談的討論,可以幫助學生澄清自己的想法,進而較明瞭資料和證據間的對照。

T1:那你認為蒐集資料和預測模型間是存在何種對照呢?

A1:資料愈充足,預測模型就會愈正確。有可能氣象學家太自信,資料還沒收集夠就大膽做 出預測。 (A1-1-IV-960608) T1:想請問你,你覺得他們在預測時蒐集的資料和預測模型間的對照為何?

B6:資料和預測模型之間,應該是要先有許多的資料,才能拼湊出來一個空間吧!所以如果有 一些的資料有誤差,加起來的話就可能組成一個錯誤較多的氣象空間模型。所以資料會影 響模型,因為模型是許多資料所拼出來的,氣象預報的資料有許多小小的誤差,所以組成 的結果會有一堆距離的誤差,所以會造成氣象預報不準的情況發生。 (B6-1-IV-960607)

綜合上述,不管是在觀察和推論或資料和證據方面,學生一開始所呈現的都是藉由

本身的經驗來定義他們所認定的觀察和推論及資料和證據,大部分的同學雖然已經有概 念上的認知卻無法明確的表達出來,在科學探究及晤談的過程中,從後測的表現分析,

學生在表現上開始導入科學探究的觀念,經由科學探究過程可以幫助學生重新檢視自己 的想法,進而去釐清然後重新組合自己的觀念。這和 Kreamer(2005)的研究所提到學 生必須要能分解預先形成資料和證據的觀念,然後重新組合出他們的對照類似。

四、不同科學認識觀之個案學生探討

以下針對持偏建構觀之個案學生 A5 及持偏實證觀之個案學生 B3,探討其在探究活 動中之表現、對生物概念之理解、科學本質觀點、科學探究觀點間之對照情形。

(一)科學認識觀偏建構觀之個案 A5

個案 A5 在科學認識觀呈現偏建構觀之觀點,而其在探究過程中也表現出他的自主 想法,由下面研究者和 A 組學生的討論中可知,A5 在小組中處於領導之地位。

T1:請你們要記得上傳學習歷程檔案哦!

A1:嗯~A5 突然變得好強,他已經做好檔案了,連討論過程都已經做好了,我等一下叫他 PO 上來。我這個組長遜掉了,有這麼優秀的組員真是感動。 (A1-MD-950928)

由 E-Learning 資料可知,在探究過程中,A5 也會主動對 B 組同學提出自己的看法,

協助 B 組同學解決他們所遭遇之問題。

(A5-ELD-951114)

下表 4-5-2 中呈現 A5 在科學本質觀點和科學探究觀點之轉變情形:

表 4-5-2:A5 科學本質觀和科學探究觀轉變情形

科學認識觀1 科學本質觀2 科學探究觀3

Ep IC TL CT SN CU Em Te Su Oi Ci Sd1 Sd2 Ve De 前測 M+ M+ M C M- C N T T T I N T I N 後測 C M+ M C M- C N I I T I T I T N

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。

2 Em-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。

3Sd1-科學方法-研究方式,Sd2-科學方法-觀察歸納,Ve-條件,De-資料和證據。

由上面可知,A5 在科學本質觀之「經驗性」部分和「資料和證據」部分在探究學 習前後均呈現天真型觀點,其他部分則都有所理解,呈現過渡型和知識型想法。對於「經

驗性」,A5 主要還是著重在理論解釋上,但和其所持「建構觀」觀點相呼應的是 A5 所提及的是符合現有邏輯的部分,表示其認為理論是會改變的。

T1:在你的科學本質觀問卷中,第 1 題為你認為什麼是「科學」?你覺得是什麼讓「科學」和 其他學科的探究過程有不同?第一次你的答案為研究的精神,探討未知注重於實現,第二 次你的答案為科學…可以用現有的理論所解釋的一切事務,你為什麼這樣認為?那你覺得 科學和什麼是相關連的?

A5:無法符合現有邏輯的叫做不科學,所以科學是用現有理論可解釋的,他是事物存在的道 理。 (A5-IV-960606)

而對於「資料和證據」則著重在個別名詞的解釋上作陳述,卻未呈現出兩者間之關 係。由晤談可知,A5 在此兩部分的想法上,有其自我之想法,未因探究學習歷程而改 變。

T1:第 4 題為資料和証據間的關係,在兩次的答案中,你認為資料和証據是不同的,兩者間 沒有關係。為什麼你會這樣認為。

A5:一樣的東西在科學上用兩種名詞解釋很累贅,所以是不同的。

T1:所以你覺得兩者間完全不同,沒有關連性嗎?

A5:有。沒有關聯性就不會被搞混了,都是種獲得資訊的方式,是使用方式不同。證據可拿 來說服他人,而資料可只供參考。

在晤談中,也可知持建構觀之 A5,對於研究者所提供的探究學習活動設計並未進 行閱讀,而對於探究活動的進行是參考他組的作法,再加上自己的想法。

T1:在我們的探究歷程中有提供許多檔案讓你們閱讀,及了解探究進行的方式,你覺得這樣 的檔案,和你的學習結果有關嗎?為什麼?

A5:我幾乎沒啥再看那些...

T1:那你怎麼知道每週要如何進行的 A5:看別人做的

綜合上述可知,持建構觀之學生在探究學習歷程中,著重理論解釋,並對於探究學 習的進行以參考他人做法為依據,而未閱讀研究者所提供的探究學習設計。因此可以發 現當唯有在探究過程中的討論和探究活動經驗對其已建構之想法產生衝擊時,才會使其 想法有所轉變。

(二)科學認識觀偏實證觀之個案 B3

個案 B3 在科學認識觀呈現偏實證觀之觀點,在探究過程中會依據研究者所提供之

探究活動設計進行學習,並在每個階段中提出自己不懂的部分,期望得到較正確之解答。

B3:學姐,請問你哦~學校哪個地方有地下水?

B3:學姐,請問你哦~學校哪個地方有地下水?