第三章 研究方法與設計
第五節 研究工具
莊嘉坤（1997）認為，從社會認知心理學的觀點，科學態度是一種潛藏的心理變 項，它必須藉助心理計量學加以測量。而測量常見以量表的形式，並將所得之量化結 果加以分析解釋。但莊嘉坤（1997）亦指出學童對自然科學的態度是一種潛在的心理 變項，在本質上是一種內隱行為。所以，科學態度往往潛在於學生心裡，較難用方法 表示及評量（魏明通，2002）。為能了解學生「科學態度」改變情形，本研究除以量的 方式分析外，並輔以學習單、學習心得回饋單、晤談、觀察、活動資料等質性資料以 深入了解學生科學態度的影響情形。
一、科學態度量表
（一）工具內容
本研究使用之工具採用陳英豪等人（1990）編製的「國小科學態度量表」（如附錄 二），經原作者同意後（如附件一）始進行工具的使用。科學態度為一潛在變項，無法 如物質科學一般直接測量，只能以間接測量法從個人的反應來推測。而該量表共分成 九個分量表：
一、「彈性」（第 1 至 4 題、第 23 至 26 題、第 45 至 48 題）
二、「客觀性」（第 5 至 8 題、第 27 至 30 題、第 49 至 52 題）
三、「因果關係」（第 9 至 12 題、第 31 至 34 題、第 53 至 56 題）
四、「好奇心」（第 13 至 16 題、第 35 至 38 題、第 57 至 60 題）
五、「批判精神」（第 17 至 20 題、第 39 至 42 題、第 61 至 64 題）
六、「科學認知」（第 1 題至第 20 題）
七、「科學情意」（第 23 題至第 42 題）
八、「科學行為」（第 45 題至第 64 題）
九、「誠實量表」（第 21、22、43、44、65、66 題作偽題，與第 2、12、23、30、
38、49 題合成為組型）。
其中前五個分量表各有十二題，小計六十題，此六十題亦是第六、第七、第八等 三個分量表之題目，再加上誠實量表中作偽題六題（此六題不計分），總計六十六題。
本量表試題分配整理如表 3-6。
表 3-6 「科學態度量表」試題分配表
科學認知 科學情意 科學行為 題數
彈 性 1-4 23-26 45-48 12 客 觀 性 5-8 27-30 49-52 12 因果關係 9-12 31-34 53-56 12 好 奇 心 13-16 35-38 57-60 12 批判精神 17-20 39-42 61-64 12
題數 20 20 20 60
層 面 號 題 領
域
（二）評分方式
該量表之施測時間約需三十分鐘，但可以學生之個別差異彈性調整作答時間。為 防止問卷填答者的趨中性，問卷的形式為 Likert 四點量表進行回答。每個題目都有 四個選項，分別為「完全相同」、「大部分相同」、「小部份相同」、「完全不相同」四個
等級，計分時題目採正負項計分。正向題之「完全相同」計 4 分，逐次降低至「完全 不相同」計 1 分；負向題之「完全相同」計 1 分，逐次增加至「完全不相同」計 4 分，
其中負向題共十五題（第 10、12、16、17、18、32、34、38、39、40、54、56、60、
61、62 題）。將各分量表所包含題目之得分累加，即為各分量表之得分，分數越高表 示受試者科學態度越佳。其中誠實量表之記分係就六組配對的題目，以組為單位將兩 個題目得分相減後取絕對值，再將六組絕對值相加，卽為誠實量表得分，若得分在十 二分以上，則視受試者於此量表作偽，而請受試者重新作答。
（三）信度與效度
此量表原作者所得信度 Cronbach α 係數為.77，隔兩週重測信度係數介於.69 至 0.94 之間，平均值為.75；隔四週重測信度係數介於.67 至 0.77 之間，平均值為.72；
內部一致性係數 Cronbach α 係數自.77 至.94 之間。陳英豪等人（1991）以「自然 科學學業成績」、「教師評定」來考驗同時效度，與學業成績之相關介於.18 至.35 之間，
與「教師評定」的相關介於.227 至.455 之間，可見本量表同時效度頗高，而以單因子 多變項異變數分析來了解性別、年級、學校類型和家庭社經地位分別與科學態度分量 表及科學態度總分的差異，結果顯示均具顯著差異，分量表的內在相關 45 個分關係數 由.75 至.86 皆達.001 顯著水準，再與隔四週重測信度相比，可發現本量表的內部一 致性頗高，且各分量表的同質性亦不高。此量表為一信度、效度頗佳之科學態度量表。
而且計分簡便，適用範圍為國小四、五、六年級學生，內容涵括本研究所欲探討的科 學態度八個分量：「彈性」、「客觀性」、「因果關係」、「好奇心」、「批判精神」、「科學認 知」、「科學情意」、「科學行為」，本研究以此量表了解學童於科學創造性問題解決活動 之前、後在科學態度上八個分量表的變化情形。
二、學習單
陳龍安(1997)指出，創造性問題解決是利用有系統的思考方法來解決問題，特別 強調問題解決者在選擇或執行解決方案之前，應盡量想出各種極多樣的方法。在 Treffinger 等人（1994）提出之非線性三成份六階段的 CPS 模式中，第四階段－激發 點子，第五階段－找出答案，屬擴散性思考及聚斂性思考策略的過程。創造思考的技 法有心智圖法、腦力激盪系列、水平思考系列、圖像思考系列、列舉法系列、檢核表 法系列……等方法，但為了方便使用以及適合學生理解、應用的因素，本研究採心智 圖法（mind mapping）為科學創造性問題解決的思考策略（如附件四、五、六）。心 智圖法使用的方法為：
（一）將活動的主題列在中心，具體化成一個中心概念。
（二）將與活動的主題相關的概念或因素放射出幾條分支，每條分支在連接其他 相關的概念或因素。
（三）每一個分支中的相關概念或因素，是一個關鍵詞。選出較重要的相關概念 或因素，再分出數個次重要的概念或因素。
（四）所有分支形成一個連結點式的結構。
心智圖法是把中心概念向外放射，每一個字和概念都能自成一個中心向外延展，
這樣可以分出無數分支，每個分支都是從主要概念伸展出來，也都能導回主要概念。
也就是說心智繪圖法(Mind Mapping)是一種將放射性思考(Radia n t Thinking)具體 化的方法（羅玲妃譯，1997）。而心智繪圖可以除了可以看清各個主題的內容結構外，
還可以看出不同主題之間的關係，在本研究科學創造性問題解決活動中，就是想讓學 生能有創造性的思考方式，因此將心智繪圖的方法設計於學習單上，以幫助學生的思 考，並讓研究者能更清楚了解學生的想法。
三、學習心得回饋單
學習心得回饋單設計內容依陳英豪等人（1990）所編製的「國小科學態度量表」
五個層面（彈性、客觀性、因果關係、好奇心、批判精神）內容加以修改，例如：「彈 性」中量表的內容有：「我知道一件事物的發生有許多原因。」、「當別人的想法和我不 同時，我希望聽聽他的看法，再做考慮。」、「我願意尊重同學所提出的不同意見。」、
「實驗時，我會和同學們合作，完成實驗。」……等，據此將學習心得回饋單中「彈 性」的表現問句修改為「在此次的活動中，你和同學間的互動如何？而面對別人不同 的想法時，你又是如何解決？」,以了解學生在面對別人的不同想法時，是否能具有懷 疑的態度，保有尊重的態度，並嘗試下新的結論之彈性的表現。又如「客觀性」中量 表的內容有：「要建立一個科學理論之前，都要經過仔細的觀察和實驗。」、「在下結論 前，我們應該要拿出數字或證據來證明。」、「我相信多查資料會得到較正確的知識。」、
「我覺得多參考別人的意見，事情會做得更好。」、「在實驗過程中，發現做錯了，我 會馬上停止實驗，再重新做一次。」……等，據此將學習心得回饋單中「客觀性」的 表現問句修改為「在完成作品的過程中，你透過何種方法確定你們所完成的作品是正 確的？」以了解學生面對問題時能有正、反面的想法，並能檢視自己的想法或作法的 客觀性，以便看出學生是否有實事求是之客觀性的表現。
題目除以上針對「國小科學態度量表」五個層面進行設計外，另增加對科學創造 性問題解決活動的看法，以及使用心智圖的助益二個問題，共七大題。其內容與意義 如表 3-7。
表 3-7 學習心得回饋單內容與意義
內容 意義
一、在此次的活動中，你和同學間的互動如何？而面對別人不同的想法
時，你又是如何解決？ 彈性的表現
二、在完成作品的過程中，你透過何種方法確定你們所完成的作
品是正確的？ 客觀性的表現
三、你認為你們能完成此次的作品是有原因的嗎？如果有，那是什麼原
因呢？ 因果關係的表現
四、在此次活動中，對於自己不明白的事物，你會怎麼做？ 好奇心的表現 五、在你們動手完成的作品過程中，發生了哪些改變？而這些改變的依
據是什麼？ 批判精神的表現
六、你覺得此次科學創意競賽活動對你學習自然（或其他方面）有沒有
幫助？理由為何？而你有沒有其他的收穫？ 對活動的看法
七、1.你覺得透過心智圖對你們的作品有沒有幫助？為什麼？
2.你們透過心智圖討論所設計的作品和做出來的成品有一致嗎？
為什麼？
使用心智圖的助益
此學習心得回饋單設計及內容的分析皆經二位主任及一位教師修訂、評定而成，
其中二位主任分別為教育大學行政所與自然科學教育所碩士，另一位教師為教育大學 美勞教育系學士。而學習心得回饋單的使用時機在三個單元活動（超級聲砲、紙飛機 和竹蜻蜓）競賽結束之後，請實驗組學生填寫，以進一步了解學生對「科學的態度」
的想法或表現情形。
四、晤談
本研究為補科學態度量表所呈現統計資料之不足，以及能更深入了解學生在科學 態度上的想法和表現，所以晤談的內容主要是根據陳英豪等人（1990）所編製的「國 小科學態度量表」的項目，加以整合修定，另對於活動的興趣、印象、作品的看法增 列問題一、二、三，以及對活動的收穫、心智圖的使用的感想增列問題十八、十九和 二十。其科學態度晤談內容設計如表 3-8。
表 3-8 科學態度晤談內容設計
層
面 領域 晤談內容
一、你喜歡這種科學創意競賽的活動嗎？為什麼？
二、在此次的活動中，你印象最深刻的是什麼
三、你對於你們這一次完成的作品滿不滿意？為什麼？
認知 四、那你認為要完成一個好的作品是有原因的嗎？說說看。
情意 五、當別人的想法和你不同的的時候，你會怎麼做？
情意 五、當別人的想法和你不同的的時候，你會怎麼做？