第三章 研究方法
第二節 研究工具
本研究之工具有「決策能力試題」、「回饋單」、「決策暖身活動之簡報檔」
和「正式決策活動所搭配的紙本學習單」共四個，皆以紙本方式呈現。後續將 分別介紹這些研究工具的內容，以及其效度和信度的檢測過程。
一、研究工具的內容
第一個評量工具是「決策能力試題」，以個人為單位，共 5 個開放式題目，
施測的時間安排在教學介入的前一週、後一週，這兩次的早自修 30 分鐘時段，
也就是本研究的前測與後測；其主題為「火力發電 vs.風力發電」，旨在讓學生 討論火力、風力發電型態何者較適合給定情境使用，而該任務的情境為：
靠海的賽恩斯小鎮近 5 年來產業型態的轉變，逐漸增加的工廠造成用電量 相當吃緊的困境。為了能供應民生和工業用電，該地的居民大多同意加蓋發電 廠，並提出火力發電和風力發電兩個選項。所以，接下來面對火力發電和風力 發電這兩個選項，賽恩斯小鎮該如何決定？假設你是當地的政府團隊成員，請 依照現有資料，比較火力發電和風力發電，選出你認為最適合小鎮的發電型態。
（a） （b）
（a） 這 15 年來，當地每個月的平均風速（單位：公尺／秒）。
（b） 近 5 年來，當地居民每個月的平均用電量（單位：104度）。 圖3-2-1 平均風速、用電量之示意圖
在這個決策能力試題中，學生必須評估該小鎮以及火力、風力發電的相關
第二個評量工具是「回饋單」，由李克特五點尺度量表（likert-type five point
本研究之第三、四研究工具分別為決策暖身活動之簡報檔和正式決策活動 所搭配的紙本學習單（詳細的工具內容請見附錄三、四、五）。起初，因為（一）
所有的學生都未曾接觸過決策、探究或社會性科學議題之相關活動，和（二）
兩次前導試測的經驗中，皆有部分學生反應：「什麼是判準？」故預先安排暖身 活動讓學生認識：「一個好的判準（判斷的標準），應該：（一）跟探討的主題有 密切的關係、（二）具有明確的單位量詞或是具備可以比較的程度，與（三）能 作為判斷選項的依據。（吳佳蓉，民 103）」，也符合 Grace（2009）所提出的教 學建議之一：決策活動流程的前後，須安排預習性與複習性的活動。基此，對 本研究而言，暖身活動為預習之用，而回饋單雖然為評量工具，但在整個介入 的歷程來看，也算引領學生複習決策活動。另外，因為學習單在根據第一次前 導經驗之後有做修改，所以又安排第二次的前導測試。
接著，因前面文獻提及學生往往沒有意識到科學資料的價值性，所以挑選 科學內容成分較多的「氣候」議題，作為暖身的主題。至此，第一個教學工具 是「決策暖身活動的簡報檔」，主要以研究者講解、播放簡報檔的方式進行全班 討論，時間約為 15 分鐘，其中 5 個問題與讓學生選擇的答案，皆彙整在表 3-2-3 中。該暖身活動參考自 2006 年經濟合作暨發展組織的 PISA 試題（OECD, 2006）
和《Climate change 2007》（Solomon, 2007），其情境為：
志明想了解「地球大氣層的平均溫度」和「地球上二氧化碳排放量」之間 的可能關係，所以他在學術網站上找到下列兩張圖（如圖 3-2-2）。志明從這兩 張圖中做出一個結論：地球大氣層平均溫度的增加，是由於二氧化碳排放量的 增加。可是，另一位同班同學春嬌卻不同意志明的結論。她比較同樣的兩張曲 線圖後，指出圖中有一些資料無法支持志明的結論，所以春嬌認為：二氧化碳 排放量的增加不一定就是造成地球大氣層平均溫度上升的原因。老師得知志明 與春嬌熱衷學習地球科學後，於是準備了下圖（如圖 3-2-3），在課堂中跟大家 一起討論「全球暖化，真的嗎？」
（a）
（b）
（a） 二氧化碳排放量（每年以 10 億噸計）
（b） 地球大氣層的平均溫度（°C）
圖3-2-2 二氧化碳排放量、地球大氣層平均溫度之示意圖（引自OECD, 2006）
圖3-2-3 大氣中不同物質造成的升、降溫效應（參考自Solomon, 2007, p.4）
表 3-2-3 研究工具 III：決策暖身活動之簡介
再來，前人認為可以提升學生決策能力的教學介入設計，除了（一）融入 爭論性的議題，還必須（二）提供明確的決策框架（Ratcliffe, & Grace, 2003；
Zeidler et al., 2003；Edelson et al., 2006；Eggert, & Bögeholz, 2010；Papadouris, 2012；Siribunnam et al., 2014；Zhang et al., 2015）。因此，本研究在正式的教學 介入中，對於「議題的情境」以及「教學設計的原則」，將繼續闡述之。其一，
以部分資料為例，從表 3-2-4 可見大台北地區 4 處避難所的情況。其中，
松山區民權公園有嚴重土壤液化的可能性（科學性的考量），但是它具備足夠的 無障礙設備（社會性的考量）；而林口區公所雖然土壤液化的可能性較為輕微，
但卻沒有足夠的無障礙設備。再者，正式決策活動中所提供的資料，還包含：
各避難所距離斷層的遠近、斷層若錯動的地表振動大小、各避難所實際可容納 的人數，以及該處預定避難的總人數；該活動中也引入上述情境所需要的基本 科學概念，例如：地震是如何發生的？什麼是土壤液化？
所以，第二個教學工具是「正式決策活動的學習單（簡稱「學習單」）」， 以 3～4 人為小組討論單位，每位學生均須完成自己的學習單，共 4 大題，教學 時間共 120 分鐘（連續兩節課加上中間下課的時間）。進一步來說，在整個介入 的過程中，「暖身活動」和「引入科學概念」的部分，研究者主要以口語鷹架－
講解概念、協助學生思考與討論（Vygotsky, 1978）；接下來的「正式決策活動」， 研究者則在學生尋求協助時才予以支援，所以學習單在該階段為紙本鷹架－幫 學生自主做決策。然後，決策活動學習單的簡介可參見表 3-2-5。
表 3-2-5 研究工具 IV：正式決策活動之學習單簡介
決策活動 對應的編碼 題目 學習單內容
二、工具的效度和信度
整體而言，本研究的工具共為四個：「決策能力試題（試題）」、「回饋單」、
「決策暖身活動的簡報檔（簡報檔）」，和「正式決策活動的學習單（學習單）」。 它們的效度、信度檢測過程，請參閱下文：
（一）決策能力試題、學習單
這兩個工具皆由一位資深教授和一位資深教師進行審查，而完成專家效度 的部分。針對試題和學習單的開放性問題，研究者依擬定的評分標準（請參閱 表 3-4-2）進行計分。然後，研究者請 A 校的地科教師隨機挑選 70 份試題、70 份學習單（有效樣本數皆為 129 份），再藉由統計軟體 Statistical Package for the Social Science（簡稱 SPSS）第 22 版，進行評分者信度之考驗。其中，在試題 的部分，學生決策表現中「辨識兩難考量」、「形成判準」、「進行權衡」的 Spearman’s rho 係數分別為 0.93、0.91、0.96，學習單的部分則為 0.89、0.93、
0.94。從 SPSS 輸出的 Spearmen 等級相關檢定結果可以得知，上述係數的 p 值 皆小於 0.001，都達顯著水準，表示兩位的評分具備高度的一致性。從研究工具 設計的角度來看，試題和學習單具有良好的評分者信度。
（二）回饋單、簡報檔
這兩個工具也是由同樣一位資深教授和一位教師作為專家進行內容效度的 審查。其中，因為回饋單當中李克特五點尺度量表的 5 個問題－辨識兩難考量、
形成判準、進行權衡、自評決策。這些問題分別為決策的不同面向，皆為開放 性問題。而開放性問題的編碼部份，以評分者的信度考驗，在有效樣本 87 份中，
由 A 校教師隨機挑選 30 份，其評分的內部一致性為 83.33％。還有，簡報檔之 目的在於讓學生進入學習狀態，並沒有用來收集資料，所以決策暖身活動之簡 報檔無信度之檢驗。
表 3-2-8 研究工具之信、效度簡介 工具
信、效度 試題 回饋單 簡報檔 學習單
內容效度 （質性工具）
評分者信度 （無資料收集）