研究工具

本研究所使用的研究工具包括「科學史哲議題教材」、「科學知識論信念量表」、

「科學觀點問卷」、「科學知識論觀點情境式問卷」等四種。

壹、 科學史哲議題教材

實施教學實驗前，為了使科學知識信念改變教學活動所使用之教材，與學生之學習 經驗相結合，不致使學生覺得太過突兀，因此在上課前研究者參考現行使用國中教科 書、科學史的書籍及網路資料等，整理後依教學目標及教學經驗，編寫相關科學家的故 事，部分文章編寫的體例參酌Posner et al. (1982)所主張促使概念改變發生的四個條件，

以觀點對立的小篇幅文章並列，並於指定閱讀文章後，放置二至三題有關科學史哲議題 之問答題，以做為閱讀重點之提示（教材內容詳見附錄一）。此部分教材為顯性的教學 活動中使用。而動手作的科學實驗活動，是指在教科書編排的實驗以外，配合電學的課 程內容，另行安排「電阻模型實驗」，內容為在不同高度差的彈珠臺上，測量彈珠滾落 之時間，實驗活動由實驗組學生分組依次進行，以期在實驗活動中，確認測量數據、處 理數據、模型推論及誤差處理等經驗，並在實驗後與研究者針對其所測得結果及推論過 程進行討論，並要求學生將討論後的感想及心得以書面形式紀錄下來，使學生在更能意 識到現行科學知識產生背後的可能歷程。此部分教材為隱性的教學活動中使用。

贰、 科學知識論信念量表

本研究所使用的「科學知識論信念量表」是由Conley 等人（Conley, Pintrich, Vekiri,

＆ Harrison, 2004）在研究改變國小五年級學生的科學知識論觀點時，所使用的科學知 識論信念量表改編成中文版，本量表一共有四個向度（scale）：「科學知識的來源」

（source）、「科學知識的確定性」（certainty）、「科學知識的發展」（development）、

「科學知識的驗證」（justification），本量表採 Likert 五點式法編製，每個向度中各有 五至九道題目，量表總共有二十六道題目。為避免作答者以固定方式填答，本量表有反 向題，反向題在計分時需反向計分。

原英文版量表的施測對象為國小學生，而本研究的研究對象為國中八年級學生，因 此研究者在量表施測前先對國中八年級學生共173 人實施預試，根據預試結果對原量表 題目進行刪除或修改後，得到本量表題目為22 題，共分為四個向度，而整份量表的信 度值α＝0.88，表 10為「科學知識論信念量表」的各向度之題目分配與其信度值。在本 研究正式進行前先實施一次前測，等到所有單元教學活動結束後再實施一次後測。（量 表內容詳見附錄二）

表 10 「科學知識論信念量表」各向度之題目分配與信度值

向度 題數 題號 信度值（α）

1 來源 4 1、2、3、4 0.72

2.確定性 4 5、6、7、8 0.77

3.發展 6 9、10、11、12、13、14 0.81 4.驗證 8 15、16、17、18、19、20、21、22 0.83 題號下有畫線者為反向題

叁、 科學觀點問卷

本研究所使用的「科學觀點問卷」是由Tsai 和 Liu（2005）所開發的問卷，經過 163 位高中生施測後，問卷的信度值為0.67，本問卷一共有五個向度（scale）：「科學社群 協商」、「科學的創造發明本質」（Invented and Creative nature of science）、「觀察蘊 含理論」（the Theory-Laden exploration）、「文化影響」（the Cultural impacts）、「科 學知識的變易性和暫時性」（the Changing and Tentative feature of science knowledge），

本問卷採Likert 六點式法編製，每個向度中各有三至六個題目，整個問卷總共有十九道 題目。為避免作答者以固定方式填答，本問卷有反向題，反向題在計分時需反向計分。

問卷原先的施測對象為高中生，而本研究的研究對象為國中八年級學生，因此研究 者在問卷施測前先對國中八年級學生共173 人實施預試，根據預試結果對原問卷題目進 行修改後，得到本問卷題目為24 題，而其整份問卷的信度值α＝0.91，表 11為「科學觀 點問卷」的各向度之題目分配與其信度值。本問卷在研究正式進行前先實施一次前測，

等到所有單元教學活動結束後再實施一次後測。（問卷內容詳見附錄三）

表 11「科學觀點問卷」各向度之題目分配與信度值

向度 題數 題號 信度值（α）

1.科學的創造發明

本質 5 1、2、3、4、5 0.77

2.觀察蘊含理論 5 6、7、8、9、10 0.80 3.科學知識的變易

性和暫時性 5 11、12、13、14、15 0.74 4.科學社群協商 6 16、17、18、19、20、21 0.76

5.文化影響 3 22、23、24 0.66

肆、 科學知識論觀點情境式問卷

為了進一步了解學生的科學知識論觀點改變情形，本研究採用Linn & Hsi（2000）

用於評量與晤談了解學生科學知識論觀點的情境式問卷，由研究者翻譯成中文版後，並 經專家審閱修訂之後定稿。問卷的內容透過假設的情境，請受試者選擇可能的現象解 釋，並於選擇後進一步解釋選擇的理由。整份問卷主要探討科學知識論觀點中的「科學

知識的本質（nature of science knowledge）」及「獲得科學知識的本質（nature of knowing science knowledge」二種信念觀點。以「科學知識的本質」而言，透過科學知識發展的 情境過程，由受試者所反映的理由及觀點來了解其科學知識的確定性及發展本質的看 法。例如：

最近，在南極洲工作的科學家發現了一塊從火星來的隕石，有幾位科學家認為這顆隕石 可以當作火星上曾一度有生命存在的證據。不過，其他科學家不同意，他們認為隕石不 能當作火星上有生命的證據。

(1) 你認為為什麼這些科學家辯論？ (可複選)

_______ 其中一組科學家錯了，或者在他們的研究裡犯了錯誤。

_______ 其中一組科學家忽視了其它組科學家提出的證據或爭議。

_______ 每組科學家只相信他們自己的想法，因此他們按照自己方式曲解證據。

_______ 其中有一組一定是錯誤的而另一組則是正確的。

_______ 他們都正在尋找事實，但是要精確無誤的查明是很難的。

_______ 其他_____________________________________________________________

(2)你認為這些科學家能在「火星上是否有生命」的問題上達成一致意見嗎？

(圈選一個) 能 不能 解釋你的答案：

___________________________________________________________________

同時在探討受試者有關「科學知識的本質（nature of science knowledge）」之看法，

了解受試者是偏向實證主義的觀點將科學知識視為彼此間是孤立的或是偏向建構主義 的觀點認為知識之間是有相關聯的。例如：

「我在學校所學到的科學知識簡直沒有什麼是和我在日常生活所經驗到的一樣。」對於 這句話，你同意嗎？（請打ˇ）

_______ 同意 _______ 不同意

舉一個例子解釋你的答案

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

在探討受試者有關獲得「獲得科學知識的本質（nature of knowing science

knowledge）」之看法，可以從選擇題了解受試者在「知識的來源」的持有觀點是比較 贊同由外而內，依賴外界的知識權威或是比較贊同由學習者自身的推理與觀察所發展 的，例如：

1-1. 你在學校所學的知識，有多少部分是依靠你自己獨自完成的(圈選一個選項) ? 全部 大部分 大約一半 一點點 完全沒有

1-2 . 你在學校所學的知識，有多少部分是你從你的老師們所學到的(圈選一個選項)?

全部 大部分 大約一半 一點點 完全沒有

1-3 . 你在學校所學的知識，有多少部分是你從你的同學們所學到的(圈選一個選擇)?

全部 大部分 大約一半 一點點 完全沒有

本問卷在研究正式進行前先實施一次前測，等到所有單元教學活動結束後再實施一 次後測（問卷內容詳見附錄四）。