第四章 研究結果
第一節 學生學期前後對科學理論本質理解之變化
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第四章 研究結果
本研究分為三大部分，第一部分分析學生於學期後，是否對科學理論本質理 解具備更傾建構取向的觀點；其次，討論學生於平台之科學探究活動及品質；最 後，探討學生對科學理論本質理解之轉變與其在線上參與程度是否有關，並且，
和其於平台進行的科學探究品質，又是否有關。
第一節 學生學期前後對科學理論本質理解之變化
本研究首先探討，在經過一學期的教學與平台活動，學生是否對科學理論本 質具備更傾建構取向的理解。在檢視學生變化前，首先經由分析學生的前、後測 回答字數（表4-1），可看到學生於期末的回應內容（M=519, SD=296），約為 期初的一點五倍（M=295, SD=120）。顯見於期末，學生對科學理論本質想法豐 富許多，在書寫中對題意能有更多理解與見解。
表4-1
學生前、後測問卷填答字數
前測 後測
平均數 標準差 平均數 標準差 貼文字數 294.73 120.16 518.56 295.86
其次，為了解學生於期初、期末，對科學理論本質的變化情形，利用第三章 所述之編碼架構（詳如表3-1），研究者替學生學期前、後回應問卷進行概念編 碼，以李克特五點評分方式評分後，使用T 考驗檢定處理之，結果如下表所示：
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表4-2
學生問卷編碼結果T 考驗分數 （N=52）
編碼種類 前測 後測
T 值 Cohen’s d 平均數 標準差 平均數 標準差
理論蘊含 3.21 1.47 4.35 1.08 -5.12*** -.88 社會論證的角色 2.79 1.47 4.04 1.22 -5.49*** -.93 理論價值性 3.10 1.56 3.94 1.51 -3.05* -.55 發明與創造性 2.87 1.58 3.85 1.18 -3.58** -.70 改變與可被測試性 3.08 1.57 4.21 1.23 -4.35*** -.80
註：問卷內容評分使用李克特（Likert）五點評分方式。
*<.05, **<.01, ***<.001
一、理論蘊含
根據以上結果，顯示在五個編碼面向上，學生於期末皆有顯著變化。首 先，在理論蘊含編碼中，期初學生對理論的認識較為單純。對理論的組成，
傾向於認為科學理論源自於對客觀事實的觀察：「我認為這是原本就有的現 象（S20）」、「經由現象的觀察，整合，推理事物背後真相，進而合理推 演出其架構與運作模式（S12）」、「科學家觀察每個現象並歸納整理相同 相似處以後，慢慢發展出的經驗（S3）」。類似的回應反映出學生認為科學 理論來自於對自然現象的觀察，而且在此背後，有一個恆久不變的世界。
此外，學生也傾向認為，理論是經過絕對客觀、正確的實驗，並無意識 到背景知識或其他因素對實驗、理論產生的影響：「我覺得科學理論是科學 家，在提出一個假設，並且經過多次有系統的實驗，反覆認證後，總結出一 段恆能用來解釋自然界現象的理論（S42）」、「科學實驗所得到的結果，
經過整理歸納之後所得到的理想論證（S37）」、「就是對一個問題提出假 設，並進行實驗驗證之後，資料經過整理後歸納出的結論（S33）」。
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於期初可以看到，許多學生對理論持有偏向邏輯實證取向的觀點：認為科學 理論的產生或內涵，主要來自歸納法，而且所歸納的內容，來自自然現象或實驗 室的資料。
於期末，學生可以體認到科學理論的產生可能蘊含過去的理論、發現：「經 由已知的知識或經驗去判斷拼湊出一個合理的解釋（S30）」、「經由實驗證明 與不斷思考加上討論，也或許是參考前人的觀點加以改良而提出的（S24）」、
「科學理論是前人留下來的智慧結晶，傳承著古代到現在甚至以後的知識和心血。
前人把所知道所發現的事物用科學的方法實證有一定的肯定性後記錄下來，留給 後人作為參考，我們憑藉著前人的智慧向上延伸發展出更具說服力的答案，有了 這些理論方便我們推論其他的事情，甚至是後代來將我們所不足的加以補全的依 據（S45）」。學生體認到科學理論的產生，因為個人主觀認知即受先備知識（理 論）影響，因此理論的產生，絕非客觀。
S23 學生明確指出，經由平台同儕探討議題的過程中，體認到想法可以累積，
前面的想法，會影響之後的成果：「從科學平台的合作上面就可以很清楚的了解 到科學理論是可以累積的！我們一個人提出了一個問題，然後再在大家的問題裡 提出自己的看法和問題，加加總總後就得到一個結果，有時候是一個大家都意想 不到的結果。所以這能說明科學理論科學家們多年來所累積下來的知識，也許是 創新亦或是發現。在既有的基底下創新，研發以至於去讓人類更了解他們所存活 在的地方（S23）」。
換言之，經過一學期後，學生可以更深入的瞭解到，理論不只是客觀對事實、
現象的發現，也不只是來自於實驗室結果的歸納。理論包含了先前的理論，想法 會相互影響，進而形成下一個或更好的理論。本編碼之前後測效果量為.88，顯 示實驗操作效果強。
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二、社會論證的角色
在社會論證編碼中，學生在期初較多地認為科學理論的產生，主要經由
「科學家」這個角色，並且是獨立作業（在實驗室）完成：「我認為科學理 論是科學家提出的想法，並按照已有的知識和認知去做推演，而得到的結果
（S9）」，「科學理論是由科學家以他所觀測到甚至是猜想，而對一個現象 所做的解釋（S22）」，「經由已知的知識或經驗去判斷拼湊出一個合理的 解釋（S30）」。
上述範例，可以簡單看出學生認為理論產生的過程，或理論的元素，大 抵來自科學家「個人」的知識、經驗、觀測：「科學家於自然環境觀察到各 種現象，對於其成因不了解，進而提出一套自己的理論加以解釋，希望能夠 得到一個圓滿的答案（S31）」。在這之間，學生較未能提到，在科學理論 產生過程中，其他領域的學者或科學社群，以及當代社會因素及技術，對理 論發展的影響。
但到了期末，學生開始能跳脫出「理論」只能由科學家產生的迷思，而 進一步理解到每個人都有可能夠產生理論：「人們（不一定專家）對於一項 新事物所需要共同提到時給他的稱號（S14）」。除此之外，理論的產生過 程，也不再侷限於「個人」，學生能夠體認到社群的元素：「我覺得科學理 論是個人或團體對好奇的事物或現象（S20）」。並且，學生能更近一步地 了解到「合作」，在理論產生過程中的角色：「經過很多人不斷反覆思考、
實驗、證明，再加上不斷的合作和失敗（S32）」、「科學理論我覺得是科 學家與其他各領域的學者，例如人類學家、社會學家、心理學家、經濟學家 等等，經過共同研發，經過溝通、國際合作等過程（S46）」。
此外，理論的產生除了社群元素外，社會因素之影響，也蘊含在學生期 末的回應當中：「在每個時代都有不同的思維影響他們的思考模式（S39）」、
「同一個現象在不同的時代背景下，也會有不一樣的解釋來支持它（S51）」。
科學理論的產生，除了經由假設、觀察、驗證以及個人想法的拼湊外，還可
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能受當代技術、科學社群、典範等影響。在期末，學生能更多地認識到這一點。
本編碼之前後測效果量為.93，顯示本實驗操作具高度效果。
三、理論價值性
在理論價值性上，在學期初學生傾向於認為科學理論不可比較：例如理論只 是單純對事物的發現，是客觀事實的呈現。既然皆是對客觀事實之呈現，便沒有 比較好壞的意義：「沒有，因為科學家們只是解釋了現象（S13）」、「我覺得 沒有好壞之分。因為這是針對一個現象或實驗的結果而得到的理論（S20）」。
從S20 學生的回答中，「實驗結果」顯然也被視作為絕對客觀甚至正確的產出，
因此不能以好壞判定之。這樣的觀點多少反映了邏輯實證論中，對感官觀察到的 現象與實驗證據的絕對信任。
另外，學生也可能持有中立的觀點，認為每個理論都有其價值，不能比較好 壞。學生也可能認為，理論本身是中性的存在，如同工具一般：「每個科學家都 有不同的見解、解釋方法與剖析方向（S3）」、「每一種想法都非常珍貴，不管 是什麼人做了什麼理論，都必須盡心盡力地去驗證（S10）」、「科學本身是中 性的，無所謂好壞，就像刀子一樣，可以切菜，可以殺人，你不能因為刀子可以 殺人就說刀子有罪，有罪的是用刀殺人的人（S8）」。但如此一來，便不免有些 落入相對主義的思維，因為個人背景與認知，理論對每個人而言皆有其價值，不 能由他人來評價。
然而科學史上理論之所以演進與輪替，必然有一些標準可判定之。因此到了 期末，學生能開始了解到，為使科學進步，理論間因其邏輯流暢性、證據解釋力、
支持力、適用性等各種因素，能多少有些標準，需要比較才得以辨別其良窳。前 面提及的S20 學生，到了期末，其回應有了極大的轉變，且對理論的認識，也更 加豐富：「我覺得科學理論有好壞之分。因為對一件現象提出的理論，會因個人 而不同。這時候就可以根據分析的邏輯、條理和程序可以分為解釋力強的好的理 論或是證據力不足的壞的理論。而因為有好壞之分，才會有推翻改進的空間，而 也因為這樣，人類的文明才會一直進步（S20）」。
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期末，學生開始認識到，理論之中人所扮演的角色，使科學理論成為一種發 明：「找出真相是發現，但解釋它的理論是發明而來的；或許某個事實的確存在，
但每個人對它的解釋不盡相同，必須想出一套有系統的說法來說服他人。針對同 一個現象，會有不同的理論產生，都是經過科學家思考，具有創造性，所以偏向 發明（S25）」、「我認為科學理論是發明的。因為發現指的比較偏向感官上的 觀察，去觀察到一個本來就存在自然界中的事實，是明確肯定的。再加上如上述
但每個人對它的解釋不盡相同，必須想出一套有系統的說法來說服他人。針對同 一個現象，會有不同的理論產生，都是經過科學家思考，具有創造性，所以偏向 發明（S25）」、「我認為科學理論是發明的。因為發現指的比較偏向感官上的 觀察，去觀察到一個本來就存在自然界中的事實，是明確肯定的。再加上如上述