第三章 研究設計
第六節 研究的信度與效度
質性研究之信度（reliability）和效度（validity）問題是評鑑研究品質 的依據之一（吳芝儀、李奉儒譯，1990/1995）。因此研究者根據 Lincoln(1995) 提出的質性研究品質準則，提出本研究的嚴謹性指標包含以下幾點：
一、確實性(Credibility)
確實性是指研究的內在效度，即資料的真實程度。本研究在進行實驗活動 前，先參考相關文獻並與指導教授、三位自然科教師及三位研究所同學反覆討論 及修正活動的設計及晤談內容，以確立活動設計及晤談能達到研究目的；在實驗 活動結束後，一同研究資料並進行分析與討論，以確認研究資料的真實性。
二、可轉換性(Transferability)
可轉換性是指研究的外在效度，指的是能用文字真實地描述出研究對象所表 現出來的行為或陳述的詞語。在研究的過程中研究者將研究對象所敘述的言語及 非語語的訊息以文字的方式呈現出來，並利用錄音工具為輔助，以確認在研究過
程中，是否有漏失重要的訊息。藉由各種工具的蒐集資料，使資料儘可能真實及 完整。
三、可靠性（Dependability）
指的是內在信度，也就是蒐集資料的過程。研究者在進行活動前，會先徵 求研究對象的同意，並進行錄音，在獲得的晤談資料之後，盡可能於當天完成逐 字稿以進行資料分析。研究者將每一位研究對象的書面資料（POE活動單、研究 者札記）及錄影錄音資料轉錄成的逐字稿，並將資料分類整理，再請指導教授與 研究所同學檢視研究資料內容的分類及命名主題是否符合程度與適切性，經三角 校正，以提高研究內容的真實性及可靠性。
本研究中，關於信度方面，所關心的是蒐集到的資料之正確性與完整性；而 關於效度方面，所關心的是研究結果的類推性。因此本研究採用三角測定法
（triangulation），來提昇研究資料的信效度，冀望能更客觀地呈現研究的真 相。以下從幾個方面來說明：
一、方法三角測定：本研究使用 POE 活動單及個別晤談兩種方法來蒐集資料，以 確認學生有關混合色光的概念及推理的類型。
二、分析者的三角測定：本研究所搜集到的資料，先由研究者將學習者的回 答進行分類，並與指導教授討論分類是否合理，再由三位科學研究所之研究 生分別獨立分析相同的晤談資料，然後比較一下三人的發現，使分析的結果
更為客觀。
三、來源的三角測定：本研究的的資料來源計有 POE 活動單及晤談資料等，透過 兩方面的資料蒐集，相互比較校正以達來源的三角測定。
四、理論-觀點的三角測定：本研究以理論及多重觀點為考量，並引用相關文獻 來闡述國中三年級學生對於混合色光的概念的相關想法。
第四章 研究結果與討論
本章主要是針對 POE 活動單及晤談資料之分析結果提出說明與討論。第一節 探討國中三年級學生在色光混合所呈現的科學概念及另有概念。第二節探討國中 三年級學生在色光混合所使用的推理類型。第三節探討國中三年級學生在色光混 合所持有的概念與運用的推理類型對推理結果的影響。第四節綜合討論。
第一節 另有概念
本節整理歸納 31 位國中三年級學生在 POE 活動中的作答情形及所呈現的混 合色光的概念，茲列舉代表性的例子說明如下：
一、學生在整個 POE 活動中，作答的情形
本實驗之 POE 活動共分五組活動進行，在每組活動中，學生依據活動單設計 的流程，先進行色光混合的預測，再觀察實驗結果並提出解釋，茲將 31 學生作 答的結果整理於表 4-1-1 中：
表 4-1-1 學生在 POE 活動的作答情形
五組全對, 對有錯」中共 10 人，占 32%，其中 ST7、ST9、ST10、ST22、ST23、ST27、ST30 七位學生，在前面幾次預測都是錯，後面幾次修正為對，這也說明 POE 活動能提 供學生概念改變的機會，當學生發現所持有的概念和觀察現象不一致時，學生會 試著改變概念，進而影響作答的結果。從這七位學生作答情形，我們發現學生從 原本持有錯誤的答案，經過幾次的觀察後，修正為對的答案。另 ST21、ST25、ST31 這 3 位學生在這五組活動作答中，答對和答錯交錯混合，沒有固定的順序，可能 的原因是學生所持有的另有概念影響到他們作答的結果，讓學生的答案呈現時對
時錯的情形。而且從學生的作答結果發現，有 23 位學生的做答結果到最後是正 確的，這也說明本研究的學生的推理能力相當不錯，因此只要有好的教學策略再 加上好的實驗裝置，學生的推理能力便被適時的激發出來。
再從學生推理結果來分析，推理結果和觀察結果一致者，第一組有 16 人；
第二組 21 人；第三組 24 人；第四組 23 人；第五組 24 人，從各組答對的人數來 看，本研究發現學生推理的結果隨著實驗組數的增加，人數有遞增的趨勢，學生 從原本的第一組 16 人，慢慢進步到第五組的 24 人，顯示本研究的實驗裝置結合
POE 策略確實能提昇學生的推理能力。
綜合以上的研究結果發現，本研究所設計的色光混合的實驗裝置結合 POE 策略確實能幫助學生概念改變及提昇學生的推理能力。
二、國中三年級學生在色光混合持有之概念
本節概念分類方式，參考洪淑淩 (2006)的分類方式，將 31 位學生在 POE 活 動中，在「預測」階段與「解釋」所持有的概念進行分類，其中包含了另有概念、
科學概念及直覺概念。茲將學生所持的概念列舉如下(表 4-1-2)，包含「光波強 度」、「光波波長」、「光譜組成」、「光的折射」、「光的吸收」、「光的反射」、「光的 混合」等七方面，並將學生用直觀反應回答的概念列為「直覺概念」。以下以晤 談資料呈現學生的回答情形。
表 4-1-2 學生在色光混合所持有的概念
(一)「光波強度」方面：
在光波強度方面 ST18 在 P5 階段時，認為紅光會出現是因為紅光顏色比較 強，會把紫色的蓋過去，所以紅光就會出現，然而根據光的強度而言，紫光的強 度應比紅光強，因此 ST18 所持的概念是不正確的，列為另有概念，以 1-1SA 表 示。ST24 在 P5 階段時認為紫光會看不見是因為光通過玻璃紙時，會變暗一點，
暗就會看不見。ST24 所持有的概念是正確概念，列為科學概念，以 1-1SC 表示。
茲將受試學生所持的理由列舉如下：
ST18P5： 紅色顏色比較強，比較偏紅，把紫色蓋過去，所以偏紅色系。
ST24P5：紫光加紅色玻璃紙會變暗一點，黑就會被吸收，所以就會不見。
(二)「光的波長」方面：
ST1 在 P1 階段時，認為紅光經過紅色玻璃紙仍然會出現紅色的光。ST7 在 P1 階段時只根據橙色玻璃紙所出現的色光為預測的理由。ST31 在 P5 階段指出因為 黃、綠、藍沒有出現過，所以實驗結果會出現。ST11 在 P3 階段時指出因為玻璃 紙疊在一起，所以當光射過去時會共同出現兩種玻璃紙呈現的結果。由以上學生 所持的概念得知，ST1 以玻璃紙的顏色為判斷的依據，也就是學生認為玻璃紙只 會讓和玻璃紙波長一樣的色光通過，這是不正確概念，因此列為另有概念，以 2-1SA 表示。ST7 是以單一玻璃紙呈現的結果為判斷的依據，而忽略了另一片玻 璃紙也會造成影響，因此列為另有概念，以 2-2SA 表示。ST31 其所持的概念是以
色光出現的機率為判斷的依據，因此列為另有概念，以 2-3SA 表示。ST11 認為會 出現兩種單色光都會出現的顏色，但本實驗只會出現的交集色光，因此學生本身 持有的另有概念，以 2-4A 表示。茲將學生持有的理由列舉如下：
ST1P1：紅色光經過紅色玻璃紙還是紅色。
ST7P1：用橙色玻璃紙的時候有出現黃色跟橙色出現 ST31P5：因為這三個沒有出現過。
ST11P3 玻璃紙疊在一起，光射過去會呈現這四個顏色
綜合上述，學生在「光的波長」方面，所持的概念均為另有概念，而無科學 概念，學生大多會易受玻璃紙顏色的影響而直接以玻璃紙為推理的依據，王玉龍 (2006)研究國小六年級學生在單色光的概念研究，也發現相同的情形。
(三)「光譜的組成」方面：
ST18 在 P2 階段認為淡色系的會出現。ST4 在 E2 階段認為橙色跟黃色色調很 像，因此會出現。ST27 在 P1 階段認為白光是由藍、黃、綠光所組成。由以上的 例子得知，ST18 和 ST4 利用色彩的色系和色調來解釋色光的現象，這是一種另有 概念，以 3-1SA 表示。ST27 認為白光是由藍、黃、綠所組成，而非七彩光組成，
顯然是一種另有概念，以 3-2SA 表示。茲將學生持有的概念列舉如下：
ST18P2：屬於比較淡色系。
ST4E2：因為色調很相像，橙色跟黃色很相像。
ST27P1：白光是藍、黃、綠組成。
(四)「光的折射」方面：
ST1 在 E4 階段指出，光線經過綠色玻璃紙只會折射出綠色光，而不會產生其 他顏色，ST23 在 E1 認為紅、橙光會出現是三稜鏡造成的。由以上的例子可知，
ST1 能提出折射的概念來解釋，但其認為玻璃紙只會折射和其顏色相同的色光，
因此列為另有概念，以 4-1SA 表示。ST23 將呈色結果歸因於三稜鏡，由於本研究 中，三稜鏡只有色散的功能，並不能造成呈色的結果，因此列為另有概念，以 4-2SA 表示。
ST1E4：因為光線經過綠色玻璃紙會折射綠色光。
ST23E1：三稜鏡造成的，只會產生紅、橙
(五)「光的吸收」方面：
ST1 在 E1 階段指出黃光和綠光被吸收就沒有折射出來。ST3 在 E4 階段指出 紅、橙、藍三種光被吸收了，但這三種光仍然會出現。ST16 在 P4 階段指出黃、
綠、藍、紫等四種色光不會出來是因為被過濾掉，所以才會看不到。ST17 在 P1 階段指出黃光和綠光不會出現是因為紅色玻璃紙阻檔造成的。由以上學生所持的 概念可以得知，ST1 認為光不會出來是因為被吸收了，這個概念符合科學家的概
綠、藍、紫等四種色光不會出來是因為被過濾掉，所以才會看不到。ST17 在 P1 階段指出黃光和綠光不會出現是因為紅色玻璃紙阻檔造成的。由以上學生所持的 概念可以得知，ST1 認為光不會出來是因為被吸收了，這個概念符合科學家的概