學生之解釋融貫性的分析

本節中，研究者根據學生之受訪資料，深入探討學生的科學解釋是否有解釋 融貫性的特徵。研究者針對兩個實驗中僅有單一變因的實驗：實驗一與實驗二、

實驗一與實驗三、實驗一與實驗四、實驗一與實驗五，來分析學生之解釋融貫性。

一、國中二年級學生於實驗一與實驗二解釋融貫性之分析

依據學生之受訪資料，研究者將學生在實驗一的解釋階段所持的理由、實驗 二的預測階段所持的理由以及實驗二解釋階段所持的理由整理如表4-4-1所示，接 著研究者將學生在實驗一與實驗二之解釋所持理由分成「預測」及「解釋」兩部

表4-4-1 學生於實驗一與實驗二之解釋融貫性分析表

S12 上、下基座的磁

S25 因為磁力跟地心

的，他在實驗二預測階段的解釋為「因為同樣有引力」，同樣用「引力」解釋實 驗二的科學概念，所以他的解釋也具有解釋融貫性的特徵；研究者發現，當受訪 學生在實驗一用錯誤的概念來解釋實驗一的科學概念，他在實驗二也會用相同錯 誤的概念來解釋，因此他的解釋也會具有解釋融貫性的特徵。

在實驗二「預測」階段有11位學生的解釋不具有解釋融貫性的特徵，其中有 4名學生S07、S14、S22、S26以「直覺」、「不知道」來解釋，雖然他們在實驗 一的結果解釋均有以磁力來解釋，但是他們在實驗二卻以「直覺」或「不知道」

來解釋，所以他們的解釋不具有解釋融貫性的特徵；還有一位學生S23他在實驗 一有用磁力的概念來解釋，但他在實驗二預測階段的解釋原因為「一樣都是球」，

此解釋完全沒有考量到磁力的概念，反倒有直覺判斷的意味存在，因此他的解釋 也不具有解釋融貫性的特徵。學生S11、S17在實驗一無法用磁力及重力的科學概 念來解釋地球為什麼會漂浮起來，但是他們在實驗二的預測階段反倒可以用重力 的概念來解釋躲避球會掉落；因為他們在實驗一的解釋中完全沒有提到重力的科 學概念，因此他們的解釋也沒有解釋融貫性的特徵。此外，學生S15在實驗一的 解釋與磁力概念相關，但是他在實驗二預測階段的解釋卻只有用重力的概念來解 釋，完全沒有考量到磁力的概念。值得一提的是學生S13、S25、S29，他們在實 驗一的解釋都與重力跟磁力相關，且完全符合實驗一的科學解釋，但是在實驗二 預測階段的解釋卻都只有提到磁力或重量的概念，因此他們的解釋也不具有解釋 融貫性的特徵。由此可見解釋融貫性的重要性，因為在實驗一的解釋能仔細考量 實驗所有的科學概念的學生們，在實驗二未必也能將所有的科學概念考量進去；

同時，在實驗一能以磁力或重力相關科學概念解釋的學生們，但是在實驗二卻無 法判斷實驗一與實驗二之間有無共同關係，他們無法從實驗一結果的解釋去解釋 實驗二的科學概念，所以他們的解釋沒有解釋融貫性的特徵；還有學生如果在兩

解釋融貫性的特徵。

在實驗二「解釋」階段有22位學生的解釋具有解釋融貫性的特徵，其中18 位學生在預測階段已經具有解釋融貫性，他們在解釋階段所持理由與預測階段相 同或使用相同的科學概念來解釋，此外，有4名學生S13、S14、S23及S26在預測 階段的解釋都未具有解釋融貫性，但是他們觀察完實驗二的結果後，反倒都能以 實驗一的科學概念來解釋結果。值得一提的是學生S13在實驗一能以重力及磁力 的概念來解釋實驗結果，但是在實驗二的預測階段僅考量到磁力的因素，不過他 在實驗二的解釋階段又能以實驗一的磁力及重力科學概念同時來解釋實驗二的 結果，他所持理由為「因為裡面沒有磁力，又因為地心引力吧」。另外3位學生 在實驗二的預測階段都以「直覺」來預測解釋實驗結果，不過當他們觀察完實驗 二的結果後，都能以實驗一的科學概念來解釋實驗二的結果。由此可見，學生在 實驗二預測階段的直覺判斷，在解釋階段也有可能以科學概念來解釋，且其解釋 與實驗一的科學概念相同，讓自己的解釋具有解釋融貫性的特徵。

在實驗二「解釋」階段有7位學生的解釋不具有解釋融貫性的特徵，學生S11、

S15、S29在解釋階段也持與預測階段相同的理由來解釋，未能將「重力」或「磁 力」的科學概念融貫到他們解釋階段的解釋中；學生S07在解釋階段發展出一種 判斷躲避球球會不會掉落的法則，此法則亦即「實驗裝置有無聲響，無聲響即無 作用」，但是此解釋原因並無提到他在實驗一解釋相關的磁力科學概念，因此他 的解釋也未具融貫性。學生S17未能以科學概念來解釋實驗一的結果，那麼他在 實驗二的解釋也會以錯誤、無相關的科學概念來做解釋。還有學生S22在實驗一 的解釋、實驗二的預測階段及解釋階段的解釋皆不相同，所以他未能從實驗二的 結果與與實驗一的科學概念作結合，他的解釋也沒有融貫性。最後學生S25在實 驗一的解釋完全符合實驗一的科學概念，也就是他能在實驗一中清楚完整的解釋 磁力與重力的平衡，但是他在實驗二的解釋階段，卻未能將實驗一的科學概念與 實驗二的解釋做結合，他將他的解釋重點放在「躲避球比地球重」上，因此，雖 然他能清楚完整的解釋此實驗裝置的科學概念，但是他的解釋卻未具解釋融貫

性。

S05 上、下基座的磁

S15 上基座磁力會吸

S26 上、下基座的磁

釋，因此他們的解釋皆具有解釋融貫性的特徵。

S05 上、下基座的磁

S16 就是上面跟下面

S25 因為磁力跟地心

S10、S14、S24、S26 在實驗四預測階段之解釋與磁力相關，有12名學生S04、S05、

S06、S07、S09、S16、S19、S20、S21、S23、S27、S28在實驗一的解釋僅提到磁 力的相關概念，但是在實驗四預測階段的解釋所持理由中，有同時考量了「重力

與磁力」的因素。值得一提的是在實驗一已經可以解釋「重力與磁力」科學概念 的3位學生S13、S25、S29，他們在實驗四的解釋階段所持理由也全都跟「重力與 磁力」科學概念相關。

在實驗四「預測」階段有7位學生的解釋不具有解釋融貫性的特徵，有5位學 生S01、S11、S12、S15、S17所持理由僅提到「重力」因素，但是他們在實驗一 的解釋理由與「磁力」概念相關，因此這5位學生未能將磁力概念與實驗四的解 釋融貫在一起。另有2位學生S18、S22所持理由為「直覺」，這2位學生在實驗一 的解釋與磁力相關，但是他們對於實驗四的預測階段的問題毫無頭緒，其中較特 殊的是學生S22，此名學生在實驗二及實驗三的預測階段所持的理由也是「直 覺」，此名學生解釋時的用字相當簡潔，實驗過程中研究者也適時的引導該名學 生多表達自己的想法，鼓勵他將自己的直覺用科學想法表達出來，但是在此三個 實驗中，他依然無法將他的「直覺」做進一步的說明。

在實驗四「解釋」階段有19位學生的解釋具有解釋融貫性的特徵，其中有15 位學生在預測階段具有解釋融貫性，也同時在解釋階段具有解釋融貫性，值得一 提的是在這些學生中，學生S03、S10、S14在預測階段只考慮磁力的概念，但是 在解釋階段已經能修正自己的想法，同時將「重力及磁力」的關係考慮進去；還 有學生S02、S08在預測階段所持的科學概念為錯誤的科學概念，但與他們在實驗 一的解釋所用的概念相同，他們也將此錯誤的科學概念拿來實驗四的解釋階段使 用，因此使用錯誤科學概念的解釋也具有解釋融貫性。另有4位學生S01、S15、

S18、S22在預測階段未具解釋融貫性，而在解釋階段反倒能將自己的解釋修正為 符合科學解釋，使自己的解釋具有解釋融貫性，又尤其在預測階段所持理由為「直 覺」的兩位學生S18、S22，他們能在解釋階段將自己的想法用科學的概念正確表 達出來並且符合該實驗的科學解釋，更屬難能可貴。剩餘10位學生在解釋階段所

在實驗四「解釋」階段有10位學生的解釋不具有解釋融貫性的特徵，有3位

鐵與地球上的磁

S18 上、下基座磁鐵

在實驗五「預測」階段有僅有6位學生的解釋不具有解釋融貫性的特徵，其 中學生S13、S25、S29在實驗一所持的理由為與磁力及重力相關，但是他們在預 測階段的解釋，僅提到磁力相關的科學概念而未提到重力，因此他們的解釋也未 具解釋融貫性；還有學生S11、S16解釋所持的理由均未提到磁力相關的科學概 念，他們僅用電力來解釋吸引力，而無法將電力與磁力聯想在一起。此外，S17 在實驗一的解釋為用類比化的方式，將太陽及金星類比化實驗裝置構造來做解 釋，因此他在實驗五雖然用「電力生成磁力」的科學概念來解釋，但是並未用類 比化的概念來解釋，因此他的解釋也未具解釋融貫性。

在實驗五「解釋」階段有23位學生的解釋具有解釋融貫性的特徵，此23位學 生所持的理由均與預測階段的理由相同，因此他們的解釋均具解釋融貫性。

在實驗五「解釋」階段有6位學生的解釋不具有解釋融貫性的特徵，其中有5 名學生所持的理由與預測階段的理由相同，還有學生S29所在解釋階段所持的理 由為與「磁力」相關，但是他在解釋一的解釋跟「磁力與重力」相關，因此他們 的解釋均未具解釋融貫性。

五、小結：

將學生於實驗一與實驗二、實驗一與實驗三、實驗一與實驗四、實驗一與實 驗五之預測階段及解釋階段的解釋中具有跟未具有解釋融貫性的人數及比例統

將學生於實驗一與實驗二、實驗一與實驗三、實驗一與實驗四、實驗一與實 驗五之預測階段及解釋階段的解釋中具有跟未具有解釋融貫性的人數及比例統