研究工具與文本資料蒐集

由前章討論可知，科學文本有不同的「類屬」與「組成」關係的論述方法，本研究 主要目的在探究現行自然與生活科技教科書中，要表達不同的「類屬」與「組成」

關係會使用不同的論述方式，根據研究目的一，要了解科學文本如何論述概念的「類 屬」與「組成」關係，以系統功能語言學(SFL)的觀點以及根據相關文獻研究之依據來 分析文本內容，找出有關「類屬」與「組成」關係的論述方式。

文本中有關類屬組成論述方式之種類及其使用情形？這些論述方式對於「類屬—組 成」關係的描述有何語意性質？本研究設計是以 2012 年南一版本國中自然與生活科技 教科書第一冊至第四冊為分析範圍，探討分析科學文本「類屬」與「組成」關係概念的 論述方式及其語意差異，兼以系統功能語言學(SFL)的觀點，根據所蒐集的文本資料來 分析研究問題，並選用 STAR 電腦程式作為協助研究者分析文本之工具。該程式可以從 教科書資料庫中查詢且逐筆搜尋符合條件的文本內容，以節省分析文本的時間與避免錯 誤的發生。STAR 的操作功能將以下說明。

一、科學文本分析資源(STAR)程式之介紹

本研究所使用的程式為「科學文本分析資源」(Science Text Analysis Resource)，簡 稱 STAR，由台灣師範大學科學教育所楊文金教授所開發建置。主要包含兩部分：一是 科學文本資料庫，是搜集目前國中階段科學教科書內容；另一是科學文本分析資源 (STAR)，目前有 STAR1.0 及 STAR2.0，其系統的分析平台以小句為單位，也提供小句 內成分標的功能、主/述位分析功能，以不同顏色及區塊分門別類。STAR1.0 網址是 http://star.gise.ntnu.edu.tw:8080/sta/stam.asp，STAR2.0 系統網址是

http://star.gise.ntnu.edu.tw:8080/star2/code/default.asp。

二、STAR1.0 及 STAR2.0 的分析處理介面

查詢文本內容可使用 STAR1.0 程式功能，首要步驟為「輸入查詢資料」，其介面包 含「出版」、「冊別」、「作者」、「填入者」、「CKIP」、「文本句」、「頁別」、以及「章節」

等八項查詢項目。例如欲查詢「組成」一詞在教科書的哪些單元，在文本句欄位中輸入

%組成%的指令，再按查詢便可進入下一介面。圖 3-2-1 為 STAR1.0「查詢文本資料」

介面。在下一頁會出現查詢結果，並顯示符合條件的資料筆數，其單位是以文本句作為 一筆資料，所指「文本句」是以句號、驚嘆號、問號等作結尾的句子。

圖 3-3-1 查詢文本資料介面

圖 3-3-2 文本查詢結果介面

點選「檢視查詢結果」後，便可出現「基本訊息」、「文本句」、「文本資料」、「SE_CKIP」

四個欄位。「基本訊息」能獲知查詢結果總文本句數，「文本句」則是顯示文本內容，每 一列一個文本句，「文本資料」表示文本是屬於哪個版本、冊別、章節、頁數等資訊，

「SE_CKIP」是對於文本作 CKIP 斷詞後的標記，是利用中研院 CKIP 斷詞系統將文本 句斷成一個個詞彙，也標記每個詞彙的詞性，CKIP 斷詞後再將詞彙修正成科學文本適 用的詞彙單位。

綜合上述，STAR 程式作為本研究分析科學文本的工具，它提供文本的基本資料查 詢、文本句內容查詢、斷詞和詞性標記的顯示、斷句儲存與修改等功能，可以幫助研究 者選取分析範圍和查詢符合某種論述方式的資料。由此，可避免人工搜尋產生的疏漏。

三、文本論述資料之搜集：「類屬」與「組成」關係

所謂「類屬」與「組成」概念的論述是指表達概念之間，類屬或組成關係的命題，

此命題可由不同的形式來表徵。藉由 STAR 程式分析並逐筆找出有關「類屬」與「組成」

關係的論述，並根據前章文獻探討可知，如：「X 是由 Y 和 Z 所構成」，X 是上階概念，

Y 和 Z 是下階概念，則﹝由…所構成﹞為論述方式。但同樣的上下階概念，卻可以透過 不同的論述方式來描述其語意關係，例如：﹝由…所組成﹞、﹝混合而成﹞、﹝化合而 成﹞、﹝形成﹞等。從中所選取的「類屬」與「組成」概念的論述，將整理在附錄中。

整理後發現，用來表達「類屬」與「組成」關係的論述形式有以下數種，包括：動詞、

連接詞等形式來描述。分別敘述如下：

1. 動詞—形成、有、含有、含、包含、化合而成、製成、結合成、分成、分解出、

分離出、生成、組成、構成、混合而成、聚集而成。

2. 連接詞—除-了…還、例如、等、如…。

它們表達不同的詞彙角色，在句子中蘊含著不同的作用，以此在第二章文獻探討的 SFL 中已經詳細說明。「類屬」與「組成」關係的論述以「過程」的詞彙角色最為普遍，

而其中蘊含了不同的意義，還分為物質過程、關係確認及關係屬性等形式，整理如表 3-2-1。其後針對分析結果，再請兩位科學教育學者進行判定概念間的語意關係，以及適 合描述的論述方式，以增加「類屬」與「組成」關係論述的分析效度。

表 3-3-1 「類屬」與「組成」關係之詞彙論述方式及其特性

詞彙角色 角色特性 論述形式

過 程

物質過程 使單一小句的詞彙間產生語意關係

分成、分解出、分離出、生成、組成、

構成、混合而成、聚集而成、化合而成、

製成、結合成、形成、有、含有、包含

關係屬性 指涉概念間的屬性 有

關係確認 確認或指明概念間的關係 是、為

關係元 描述二個小句間概念的語意關係 除了…還、例如、等、如…

修辭 指涉名詞具有的屬性與特性，亦指

概念間的類別關係 種、類

過程+修辭 明確描述概念間的類屬關係 包含…類、分成…類、分為…種、是一 種

四、訪談設計

根據研究目的二的之問題二：學生是否能理解對生活概念「類屬」與「組成」關係 的不同？問題三：學生是否能理解對科學概念「類屬」與「組成」關係的不同？若從學 生的學習角度來思考，學生是如何理解文本中論述類屬和組成關係的概念呢？在日常生 活中，學生又是如何描述生活概念與科學概念間的「類屬」與「組成」關係？為了解學 生可能對「類屬」與「組成」關係的論述產生不同的語意理解，本研究要探索學生對 於科學概念與生活概念的「類屬」與「組成」關係之間的語意理解差異。此處將從前章 文獻研究所提到的概念中，選取日常生活中常見的「部份/整體」關係之生活概念，以及 科學文本中選取相關之「部份/整體」關係之科學概念，對學生作概念分類的測驗以及訪 談，其過程與步驟分述如下：

(一)設計生活概念之訪談方法

研究者預先選取 6 組生活概念，此 6 組概念分別為【1 杯柄—杯子】、【2 樹木—森 林】、【3 小片餅—整個餅】、【4 麵粉—麵包】、【5 排球—球】、【6 汽車—交通工具】等一 一給予編號，編號 1、2、3 及 4 的概念為組成關係，編號 5 與 6 為類屬關係，其概念牌 如下圖所示：

圖 3-3-3 生活概念分類牌組

測驗方式為一對一測驗及訪談，每位學生測驗及訪談時間約 40~60 分鐘，皆為一次 完成。研究者將以上 6 組概念分為 A 與 B 二部份：A 部份是編號 1、2、3 及 4，B 部份 是編號 5 與 6，每次從 A 選二組與 B 選一組形成三元組題型，如：﹝1.2.5﹞為一題、

﹝1.2.6﹞為一題以及﹝1.3.5﹞為一題…等以此類推，共有 12 題，並讓受試者選取每一

題中 3 組概念有哪 2 組概念為相似，以下將舉例並擷取某受試者部份測驗訪談過程(研 究者代號：T，受試者代號：S901-2)

T：你看 125 哪兩個相似?

S901-5：1.2 相似，如果球是單一物體的話裡面不一定都是排球，森林如果只有 一個的話，一定包含樹木，杯子如果只有一個，也一定包含杯柄。樹木長在森 林裡面，杯柄在杯子上面，概念一樣，因為他是他的一部分。球如果只有一個 不一定是排球，森林只有一片森林，裡面一定有樹木。

(二)設計科學概念之訪談方法

研究者根據前述文獻結果選取 6 組科學概念，此 6 組概念分別為【1 葉子—植物】、

【2 氮氣—空氣】、【3 水分子—水】、【4 氫原子—水】、【5 紅血球—血球】、【6 銅—元素】

等一一給予編號，編號 1、2、3 及 4 的概念為組成關係，編號 5 與 6 為類屬關係，其概 念牌如下圖所示：

圖 3-3-4 科學概念分類牌組

研究者將以上 6 組概念分為 A 與 B 二部份：A 部份是編號 1、2、3 及 4， B 部份 是編號 5 與 6，每次從 A 選二組與 B 選一組形成三元組題型，如：﹝1.2.5﹞為一題、

﹝1.2.6﹞為一題以及﹝1.3.5﹞為一題…等以此類推，共有 12 題，並讓受試者選取每一 題中 3 組概念有哪 2 組概念為相似，以下將舉例並擷取某受試者部份測驗訪談過程：(研 究者代號：T，受試者代號：S901-3)

T：你看﹝1.2.5﹞哪兩個相似？

S901-3：1、2 同，氮氣是空氣的其中一種，氮氣是空氣的一部份，葉是植物 的一部份，植物不一定要有葉子，銅是元素，水分子是水，水分子是水的一 部份，水分子是水的一種。