本研究探討，學生於 CWISE 平台進行社會性科學議題「氣候變遷海岸防護 大作戰」的課程前、中、後，學生 S3R 的變化，以及不同小組互動模式對於學生 S3R 的影響。本研究以個案研究，並輔以採單組前後測實驗研究法設計
（Single-group pre-test and post-test experimental research method design），分析 11 年級學生於「氣候變遷海岸防護大作戰」課程前、後，在「情境式 S3R 試題」
的 S3R 表現，以了解學生 S3R 的變化情形；並且分析課程中的不同小組互動模 式以及學習單內容，以探討不同小組互動模式對 S3R 的影響。
本章共分五節，分別為研究對象、研究設計與流程、研究工具、教學設計，
以及資料分析，說明本研究的主要架構與內容，並於以下各章節詳述之。
研究對象
本研究採「便利取樣（Convenience Sampling）」，選取台中市立某所高級 中學的學生，錄取該校之國中會考分數為 5A，會考成績總點數為 93 點以上，為 純女校。研究對象為該校高二（11 年級）社會組的學生。預計參與研究學生總 人數為 90 人，將於課程實施前後接受「情境式 S3R 試題」前、後測施測，僅針 對有效回收樣本進行分析。因有 3 位學生未參與前、後測，因此本研究之有效樣 本為 87 位學生。另外，因受限於人力及攝影器材的數量，本研究僅挑選四組學 生作為焦點組，每組 3 人，總人數為 12 人，分組模式為隨機。授課教師為一名 地科專長教師，年資超過 10 年，目前正在攻讀其科學教育博士學位，這位教師 本身雖然沒有參與 SSI 課程開發與實施的經驗，但其表示對在課程中實施 SSI 導 向之課程有極大興趣，且也參與本研究所發展的 SSI 導向課程。
而教學者的角色為旁觀者，不主動介入，僅提供教師與學生科技等技術支 援。
研究設計與流程
本研究採混合式的實驗研究法，輔以單組前後測設計（The One-Group Pretest Posttest Design），探討 11 年級學生在以 SSI 導向的課程中，不同小組互動模式 對其 S3R 之影響。以下將分段落詳細介紹本研究的「研究流程」。
本研究將流程共分成三個階段（請參閱圖 3-1），分別為「準備階段」、「資 料收集階段」與「結果分析階段」，各階段的詳細工作內容分述如下：
一、 準備階段
從歷經構思研究問題之發散與收斂，廣泛閱讀科學教育相關領域的文獻，進 而確定研究主題及研究設計，研究者修改先前指導教授研究團隊所研發的 SSI 課程及決策能力試題而發展出適合的 S3R 之研究工具。
研究工具分成「課程工具」與「試題工具」。「課程工具」是一套有關海岸 變遷的 SSI 導向課程（名稱為「氣候變遷海岸防護大作戰」），課程設置在合作 式網路科學探究學習平台（Group Web-based Inquiry Science Environment，簡稱 CWISE）上，內含相關的閱讀文本資料，以及開放性問題的學習單，此學習工 具已經過兩位科學教育學者專家與一位地球科學高中教師審查與修正，課程總共 200 分鐘；「試題工具」為「情境式 S3R 試題」（詳見附錄一），議題情境參考 自張文馨（2018）發展的水庫興建試題，試題則經過兩位科學教育學者專家審查 與修正。試題工具於正式課程前、後施測，以比較學生在 SSI 導向課程前後 S3R 的改變情形。
二、 資料收集階段
依據本研究的研究設計，在正式課程前先讓學生進行「情境式 S3R 試題」的 測驗，並將結果作為前測資料。接著，在正式課程中進行「氣候變遷海岸防護大 作戰」課程任務，收集學生在課堂中小組互動的錄音、錄影資料以及學習單。當 課程正式結束後，再次施測「情境式 S3R 試題」，將結果作為後測資料，比較學 生課程前、中、後 S3R 變化之情形。
三、 結果分析階段
此階段主要針對收集的資料進行資料分析，以作為論文撰寫的依據。分析學 生在課程前、中、後 S3R 的表現與變化情形，並且探討不同小組互動模式與學生 S3R 之間的相關性。在資料分析與論文撰寫的過程中，仍持續閱讀相關文獻，並 針對論文內容不斷地補充、修正與更新。
圖 參-1
研究 流程 圖
研究工具
為了解 11 年級學生經過「氣候變遷海岸防護大作戰」的 SSI 導向課程前、
後，S3R 的變化，本研究參考 Morin 等人（2014）的 S3R 的模型，發展出評量學 生 S3R 之「情境式 S3R 試題」以及課程學習單。另外，本研究亦收集課程進行 中四組焦點組學生之錄音檔、錄影檔，由研究者進一步作資料分析，由此檢視學 生在課堂中之小組互動模式，以分析不同小組互動模式對於學生 S3R 之影響。上 述各研究工具的發展原則與內容，詳述如下。
一、 情境式S3R 試題與課程學習單
本研究參考 Morin 等人（2014）的六維度 S3R 模型，發展情境式 S3R 試題 與課程學習單。試題與學習單內容由兩位科學教育學者專家與一位地球科學高中 教師共同審查與修正，完成專家與內容效度。情境式 S3R 試題使用了水庫興建的 SSI 情境，以個人為單位作答，題目全為開放式題目，共 6 大題，8 小題：題 1-1、
1-2 為「問題面向」（P）、題 2-1 為「相互作用」（I）、題 3-1 為「知識」（K）、
題 4-1 為「價值觀」（V）、題 5-1 為「不確定性」（U），以及題 6-1、6-2 為
「利益協調」（G）。正式施測安排在課程前、後各 30 分鐘的時間，以紙筆測 驗的形式進行。課程學習單則分為個人或小組為單位作答，作答方式分成 CWISE 平台上的線上作答以及紙本學習單的手寫作答。
此份試題的情境修改自張文馨 (2018)發展的水庫興建試題，學生透過文本 先了解某地區的供水量、用水量，以及 3 個水壩建置預定地點的資料，由此選擇 適合的壩址。此情境沒有標準答案，涉及領域包含經濟、社會、科學及環境的兩 難，抉擇的過程也與個人價值判斷有關，符合社會性科學議題之特色。學生作答 的內容即為本研究欲檢視的學生 S3R 表現，而情境式 S3R 試題簡介如表 3-1 所示，
完整試題內容可參考附錄一。
二、 研究者
研究者本身就是收集資料的工具之一，為逐字稿的整理者以及資料的分析者。
教學設計
一、 議題選取
近年來，SSI 愈來愈受到科學教育學者所重視(Sadler, 2004)。而 SSI 的種類 包羅萬象，牽涉的層面也極廣。劉湘瑤等人(2007)整理出了近年來有關 SSI 之研 究大多都以環境議題為主，如科技發展對於環境生態保育的影響等議題。而研究 者主要聚焦在全球面臨的氣候變遷，面對多變且難以預測的氣候變遷，現代公民 應該具有社會科學的推理能力，並具備有永續發展的意識，也就是本研究所重視 的 S3R。期許經由 SSI 課程的學習，學生未來亦能夠在不同議題具有 S3R。
臺灣是一個四面環海的海島國家，海洋資源對我國人民是極重要的一項資產，
然而，由於氣候變遷、海平面上升，海洋帶來的不僅是資源，也可能存在威脅人 民生命、財產等等的威脅。因此，本研究選定海岸防護策略作為主題，讓學生由 某虛擬島國的情況作為發想與練習，考慮到科學、生態、經濟、社會等各個面向，
經由科學性推理而作出個人最佳的決策。一方面增加學生的多元觀點，一方面可 以讓學生反思臺灣在海岸防護上面臨的困境。
由於環境議題往往都很複雜(Pata & Sarapuu, 2001)，涉及許多層面，本研究 的「氣候變遷海岸防護大作戰」課程具有複雜性的情境，符合 SSI 的特徵。期望 能透過本研究的 SSI 導向課程，培養學生對於氣候變遷議題的 S3R。
二、 任務內容架構
本研究的課程「氣候變遷海岸防護大作戰」屬於環境議題的整合性課程，學 生需要利用現有的背景知識，進行相關資料的收集，課程目標主要強調學生運用 知識的能力，而非知識的建構。
本 SSI 課程總共需要四週六堂課（300 分鐘），實施時間為今年（2020）4 月中至 5 月初，第一週以一堂課的時間（50 分鐘）進行前測、破冰以及課程介 紹；第二週、第三週，一週兩堂共 100 分鐘，輔以 CWISE 平台實施課程，並加 上紙本學習單與討論單，引導學生進行討論及增進其 S3R。最後，在第四週以一
堂課的時間（50 分鐘）進行總結與後測。教師的角色則是在學生有問題的時候 協助解答，而討論的過程中是不介入的，不會做太多口語上的引導，教師的介入 度沒有很高。課程內容詳細敘述如下。
1. 環境介紹
在 S3R 任務正式開始之前，學生需要對這次課程的 SSI 議題的背景有相當的 了解，才能針對社會性科學及永續性進行合理的推理。而本研究的 SSI 情境為海 岸變遷與防護，假定於某島國的一個港口—利馬港與一名為利馬河的河口之間的 一個叫做碧麗西馬海岸的沙灘，為一虛擬情境。學生須利用給予之條件及背景，
回答後續任務之開放性問題。
2. 促進學生 S3R 之任務
此課程主要利用 CWISE 平台與配合紙本學習單依 SSI 學習情境分成幾個步 驟，每個步驟分別分成數個「任務」，各任務主要由 S3R 六個維度（問題面向、
相互作用、知識、不確定性、價值觀和利益協調）所設計而成，期望以 SSI 情境 培養學生的 S3R。然而，六個維度難以單獨帶入 SSI 情境，並且也無先後順序之 分，因此以課程步驟順序(1.1-1.7)分別說明之，各步驟中之「任務」與培養之學 生 S3R 對照如表 3-2。
（1）步驟 1.1：海岸環境介紹
在第一個步驟中，首先讓學生閱讀與海岸相關之現狀描述，並理解此課程主 要的任務需求。經由給予學生碧麗西馬海岸有關「沙灘侵蝕」、「生態狀況」、
「土地利用」以及「主要道路」等資料，讓學生可以藉由互動式的 flash 動畫（如 圖 3-2）獲取各項細節，並辨識、列舉出各項海岸問題牽涉之面向，例如：生態、
自然環境、社會民生、經濟等（任務 1.1.1、1.1.2）。個人撰寫完畢後，進入到 第一個小組討論任務 1.1.3，組內互相分享各自發現之問題，並歸納出共同的問
自然環境、社會民生、經濟等（任務 1.1.1、1.1.2）。個人撰寫完畢後，進入到 第一個小組討論任務 1.1.3，組內互相分享各自發現之問題，並歸納出共同的問