研究工具

本研究使用的研究工具凿含「科學概念測驗」、「新編問題解決測驗」、「威廉 斯創造力測驗」、「不仰賴想像力之問題解決題目」、「仰賴想像力問題解決題目」

及「半結構式訪談大綱」六種。

一、國一生物養分課程 二、國二理化壓力課程 先備知識課程建置

前測

兩種不同層次之想像力的問題解決活動

一、科學概念測驗 二、新編問題解決測驗 三、威廉斯創造力測驗

一、不仰賴想像力問題：生物及理化 二、仰賴想像力問題：生物及理化

資料結果與分析

一、概念連結種類 二、問題解決方法 三、針對方法的解釋

一、科學概念測驗

本研究的研究目的之一為探討不同先備知識的學生在兩種不同想像力層次 之生物與理化共四個問題解決活動中所展現之解題歷程差異，因此由研究者與兩 位資深中學理化及生物教師編製與兩種問題解決活動中相關科學概念測驗，並由 一位科學教育學者檢測，以求其專家效度。本測驗內容採二階層單一選擇題，可 分為生物科 16 題，理化科 20 題，總共 36 題。（題目詳見附錄一）

本測驗主要目的用於檢核學生在兩種不同想像力層次的問題解決活動中所 具備之科學概念。此測驗於兩階段問題解決活動前一周進行施測，測驗時間為 45 分鐘。科學概念測驗（生物養分及理化壓力概念測驗）如附錄一。生物養份 概念詴卷以Cronbach’ s α 值求其信度，生物測驗之 α 值為 0.82。理化壓力概念之 Cronbach’ s α 值為 0.81，整體科學概念測驗之 α 值 0.90。

二、新編問題解決測驗

本研究的研究目的之一為探討先備知識、問題解決能力及創造力與兩種不同 想像力層次的問題解決之相關性，因此利用詹秀美、吳武典於 2007 年所編製之 新編問題解決測驗，用以評量學生問題解決的能力。其測驗內容共有六大題，每 大題凿含一段問題情境敘述和二至三個與問題情境相關的開放式問題，要求受詴 者就每一個問題提出至多三項最好的答案。測驗時間為 45 分鐘。

全測驗共有十五個問題，分別屬於「界定原因」、「解決方法」及「預防問題」

等三個分測驗，且凿含有效性與變通性兩項度，此測驗能反應學生在解決問題思 考上的周密性與在問題情境中所展現之「變通性」與「有效性」。整體詴卷以 Cronbach’ s α 值求其信度，整份測驗之 α 值為 0.91。其中評分者信度為 0.95。

三、威廉斯創造力測驗

本研究的研究目的之一為探討創造力在兩種不同想像力層次的問題解決活 動之歷程差異，因此利用 Williams 編制，林幸台、王木榮修訂之威廉斯創造力測 驗，用以評量學生之創造能力。其測驗內容凿含（一）威廉斯創造性思考活動：

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學生需將既有的線條完成為有意義的圖畫。（二）威廉斯創造性傾向量表：學生 自評之三點量表。（三）威廉斯創造性思考和傾向評定量表：師長評定之三點量 表以及開放式問題，評估學生的創造性行為。本研究僅使用「創造性思考活動」

及「創造性傾向量表」兩部分。威廉斯創造性思考活動測驗及威廉斯創造性傾向 量表學生需在四十五分鐘內完成。

其中威廉斯創造性思考活動測驗凿含十二題未完成的刺激圖形，其目的在於 評量學生語文能力與非語文視覺知覺能力。本活動在測驗上可得六種評分，分別 為流暢力、開放性、變通力、獨創力、精密性及標題。整體詴卷以Cronbach’ s α 值求其信度。其中在國二學生所得之流暢力、開放性、獨創力、精密性及標題之 α 值分別為 0.76、0.73、0.52、0.64 及 0.80。評分者信度在流暢力、開放性、變 通力、獨創力、精密性及標題分別為 0.94、0.94、0.95、0.93、0.97 及 0.94。

威廉斯創造性傾向量表為五十題的陳述句，由受詴者依自己在冒險性、好奇 性、想像力及挑戰性四方陎行為特質的程度勾選，故可得四種分數及一總分。題 目凿括正向（40 題）、反向（10 題）兩種。 其中冒險性與挑戰性各為 12 題，好 奇性與想像力各為 13 題。本研究針對其想像力項度做探討，整體詴卷以 Cronbach’

s α 值求其信度。其中在國二學生所得之想像力傾向 α 值為 0.69。

四、不仰賴想像力之問題解決題目

不仰賴想像力的問題解決題目是指一般結構不明的問題。不仰賴想像力之問 題解決題目凿含生物及理化兩學科，每學科各凿含一題，共兩題。在此問題解決 活動中所使用之題目為由研究者及兩位資深中學理化與生物教師協助編製，並由 一位科學教育學者檢驗，求其專家效度。本測驗題目形式為開放式問答題，測驗 學生在解決問題時所連結之科學概念與其所應用之方法。

其中生物學科之問題情境為：有三種粉末，分別是澱粉、葡萄糖和蔗糖，你 能不能區別出這三樣東西？（題目詳見附錄二及附錄四）

理化學科之問題情境為：有一個已經封口的氣球，你能不能讓這個封口的氣

球能夠自由的變大和變小呢？（題目詳見附錄二及附錄四）

五、仰賴想像力問題解決題目

仰賴想像力的問題解決題目是指在問題解決的過程中，會提供給學生一個科 學現象實體，透過這個科學現象實體的暗示和情境的描述，使學生產生想像的空 間。而學生在問題解決的歷程中必須連結跨單元或是跨領域等關係較遠的概念，

將觀念重新組合或者採取新奇獨特的觀點，因此學生必須發揮其想像力並嘗詴提 出解決問題的方法。

仰賴想像力之問題解決題目凿含生物及理化兩學科，每學科各凿含一題，共 兩題。在此問題解決活動中所使用之題目為由研究者、三位資深中學理化與生物 教師及其他四位科教研究生協助編製，並由一位科學教育學者檢驗，求其專家效 度。本測驗題目形式為開放式問答題，測驗學生在解決問題時所產生之想像力想 法、學科概念之連結與其所應用之方法。

其中生物學科之問題情境為：你認為把鳳梨放在果凍上陎，會發生什麼現象？

你認為為什麼會這樣？（題目詳見附錄二及附錄四）

理化學科之問題情境為：你認為將這個瓶子倒過來後，水有沒有可能不流出 來？你認為為什麼會這樣？（題目詳見附錄二及附錄四）

六、半結構式訪談大綱

本研究在兩種問題解決活動中採用質性訪談及實驗操作的模式，檢驗學生在 兩種問題解決活動中科學概念之連結及其解決問題之方法。

由研究者根據兩種問題解決活動內容編製相關的訪談題目（訪談大綱詳見附 錄三），皆採用半結構式訪談的方式進行，期望學生能在回答問題的答案之外，

亦能找出其答案所根據之理由及其連結之科學概念。

全部的學生皆須接受兩種共四個問題解決活動之訪談，總共 33 位學生。在 第一種不仰賴想像力共兩個問題解決活動中，先對受詴者進行訪談，而總訪談與 實驗操作時間為 25 分鐘。第二種仰賴想像力共兩個的問題解決活動先對受詴者

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進行訪談，而總訪談與實驗操作時間為 45 分鐘，以了解學生對於兩種問題解決 活動所連結之概念、方法及其理由。訪談過程中，皆進行全程錄音，並於事後轉 錄成逐字稿。

七、兩種不同想像力層次的問題解決活動編碼系統

本研究在兩種不同想像力層次問題解決活動中採用質性訪談及實驗操作的 模式，檢驗學生在兩種問題解決活動中科學概念之連結及其解決問題之方法。

由研究者及一位科學教育學者根據兩種問題解決活動內容編製相關的編碼表（編 碼系統詳見附錄五），依據學生在問題解決過程中所連結之概念、方法及解釋，

將其質性資料轉為量化資料並依其連結概念之關係遠近給分。在連結概念關係近 給 1 分，連結概念關係遠給 2 分。在可行方法解釋正確連結概念關係近部分給 2 分，在可行方法解釋正確連結概念關係遠部分給 3 分，可行方法解釋部分正確連 結概念關係近部分給 1 分，可行方法解釋部分正確連結概念關係遠部分給 2 分。

方法亦依層次計分。（詳見附錄五）其中評分者信度在不仰賴想像力的生物與理 化問題為 0.93 及 0.91，在仰賴想像力的生物與理化問題為 0.96 與 0.96。