研究背景與動機

第一節 研究背景與動機

學習的主要概念，是個體對事物產生親近的動機與興趣，進而 願意付出時間 吸取相關資訊及投注心力研究，因此往往也較容易產生學習的成果。許多成功的 科學家都指出興趣與成就的關連：美國著名華人學者，也是 1976 年諾貝爾物理獎 得主的丁肇中教授說：「好奇心是成功的關鍵，而興趣是產生好奇心的前提」、「任 何科學研究，最重要的是要看對自己所從事的 工作有沒有興趣，……比如物理實 驗，因為我有興趣，我可以兩天兩夜、甚至三天三夜在實驗室裡，守在儀器旁，

我急切地希望發現我所要探索的東西。」（中華百科，2014）；諾貝爾化學獎楊振 寧博士則說：「成功的真正秘訣是興趣」、「『興趣、準備、突破』是研究基礎，要 成功必須先有興趣」（清華大學秘書處，2013）。

近年來，許多研究皆指出興趣對學習有重要的影響力（吳坤璋、黃台珠和吳 裕益，2005；張芳全，2009，2011；許德發，2000；楊梨珍，2009；Ainley, Hidi,

& Berndorff, 2002; Hoffmann, 2002; Renninger & Hidi, 2002）。Schiefele（1992）的 研究發現，興趣與學習成就之間有正向關係存在。Wilkins（2004）指出，學科自 我信念與興趣為多向度概念，當個體對學科興趣愈高，代表他們可以學習好某一 學科的信心、動機、與態度愈高。張芳全（2011）指出，學習興趣為學生對任務 願意投入時間與努力的態度。學生的學習興趣如果強烈，則會展現出主動積極、

願意完成任務的態度，對事物完成的自信心也會愈高。因此，教學者莫不積極希 望藉由各種方式及內容引起學習者的學習興趣，進而提昇其學習成就。

培養學生對科學正向的態度與興趣，協助學生從科學學習中產生持續學習的 動機，並在學習過程中使學生得到較多的收穫及具有自信，肯定自己的能力，為 科學教育發展的重要議題（蘇懿生、黃台珠，1998；鐘培齊，2003）。民國 91 年 正式實施九年一貫課程，根據教育部（2000）所公佈的「自然與生活科技」課程

綱要中指出，該領域的課程目標第一項即為「培養探索科學的興趣與熱忱，並養 成主動學習的習慣」，可見性屬情意方面的科學興趣的培養十分重要，而 引發興趣 的教學對學生學習是關鍵的指標之一。許多研究亦指出，對科學的態度會影響科 學成就，許德發（2000）及鐘培齊（2003）的研究皆發現，學生「對科學的態度」

與自然科學業成就有顯著相關，當其態度愈正向，則學期學業成績也愈高 ；陳麗 妃（2006）的研究分析亦發現，各國學生科學興趣、自信與科學成就為正相關 。

筆者從事國中自然科教學近十年，一直抱持興趣會影響學習成就的信 念，然 而，在閱讀了數則「國際數學與科學教育成就趨勢調查 （Trends in International Mathematics and Science Study, 簡稱 TIMSS）」的分析報告中，卻發現一個出乎意 外的研究結果——臺灣學生長期以來在科學上表現高成就（吳琪玉，2005；張芳 全，2011；蕭巧婷，2009；羅珮華，2004），但在科學興趣的調查中卻呈現相對低 弱的情形。鄭士鴻（2006）由 TIMSS 2003 的結果分析各國八年級學生科學學習 成就與影響因素，結果發現：科學成就較高的國家相較於較低的國家， 學生對科 學的信心則覺得自己理化不好、自己理化學的慢 ，但覺得理化不難，以及對科學 有較低的價值觀。陳麗妃（2006）利用 TIMSS 2003 的資料探討臺、新、日、美、

荷、義、澳等國小四年級學生背景、家庭環境、科學興趣、自信與科學成就之間 的關係，研究發現東方國家小學四年級學生的科學興趣、科學自信顯著低於西方 國家的學生，但科學成就卻顯著優於西方國家的學生。陳政帆（2006）以我國參 與 TIMSS 2003 實測的八年級學生為對象，研究發現：我國八年級學生在選擇未 來職業時，不是很喜歡從事與理化相關的職業。Martin、Mullis 和 Foy（2008）

則指出，臺灣參與 TIMSS 2007 年之國二學生具高度學習興趣者僅占全部施測學 生比率的 40%，比起英國、加拿大還低。蕭巧婷（2009）採用 TIMSS 2007 的資 料，探討科學成就前六名國家（包含：新加坡、臺灣、香港、日本、俄羅斯、拉 脫維亞），以及後五名國家（包含：阿爾及利亞、科威特、突尼西亞、摩洛哥、卡 達）之國小四年級學生在知識、應用，及推理領域學習成就表現之差異情形， 並 探討家庭對教育投資、科學自信、科學興趣、教師專業素質對學生在不同認知領 域表現有何影響，結果發現，後五名國家學生比前六名國家學生在科學學習上較

有興趣。前六名國家學生多數為低科學興趣者，而後五名國家學生則多數為高科 學興趣者，顯示後五名國家學生比前六名國家學生在科學學習上較有興趣。 這些 研究結果令筆者相當疑惑，因此想進一步調查臺灣學生的科學興趣情形，並分析 科學興趣與科學學習成就的相關性。

何琦瑜、賓靜蓀、張瀞文（2012）針對國中生進行的「學習力大調查」結果 顯示，國中生覺得自己學習動機強烈的比例是 44.5%，七年級是 50.8%，八年級 是 42.5％，九年級是 40.4%，超過五成（55.5%）的國中生認為自己的學習動機不 強烈，年紀越大，學習慾望越低落。國內外許多研究亦顯示，大部分的學生很早 就對學習科學課程及教材沒有興趣（莊嘉坤，1995；黃幸美，1995；龍麟如，1996；

簡怡嵐，2004；Greenfield, 1997；Skamp & Logan, 2005; Tasbari & Yarden, 2005），

許多研究也發現，學生對科學、科學教學和科學學習經驗的感受與態度，有隨 著 年級的升高而降低的情形（陳新豐，2005；Greenfield, 1997; Skamp & Logan, 2005）。 Skamp 及 Logan（2005）針對澳洲 5 到 10 年級的學童進行科學興趣的問卷調查，

研究結果顯示，由國小進入國中的階段，科學興趣是下降的，而國中階段的科學 興趣是處於停滯期。陳立琇（2006）利用 TIMSS 1999 與 TIMSS 2003 的資料，分 析我國八年級學生在科學學習成就與學生特質變項上的趨勢，結果發現：「學生對 於學習科學的信心」、「學生對於科學的評價」顯著下降。 筆者目前在教學現場所 接觸的正是國小升國中的學生，在實務經驗中也常感覺到部分國中學生對科學課 程缺乏興趣，科學學習成就也很低落。此種現象值得關注，其中的原因亦應深入 探討。

國內歷來對科學興趣的研究調查為數不多，在碩博士論文研究方面，論文名 稱直接以「科學興趣」為相關主題的篇章只有 8 篇（周俊宏，2008；陳昶翰，2013；

陳麗妃，2006；黃惠娥，2004；楊梨珍，2009；葛致容，2009；劉碧如，2009；

謝雅琪，2011），在探討主題方面，其中有 2 篇探討不同教學方式對科學興趣的影 響（陳昶翰，2013；謝雅琪，2011），1 篇探討教學內容對科學興趣的影響（黃惠 娥，2004），2 篇從 TIMSS 資料探討科學興趣與科學成就的關係（陳麗妃，2006；

楊梨珍，2009），3 篇調查學生的科學興趣（周俊宏，2008；劉碧如，2009；葛致

容，2009）。在研究對象方面，僅有的 8 篇研究有 5 篇都是以國小生為對象，而探 討國中生科學興趣的論文則僅有 1 篇（葛致容，2009）。

此外，臺灣經過多年的教改，不斷推動多元入學方案，以期能讓學生充分發 揮潛能選讀所愛，適才適所，國家此刻正推動十二年國民基本教育，配合《中華 民國教育報告書：黃金十年百年樹人》之政策規劃，自民國 100 年 1 月至 103 年 7 月，為啟動準備階段，103 年 8 月 1 日起至 109 年 7 月，則 為全面實施階段（教 育部十二年國民基本教育專案辦公室 ，2010）。沈雅惠（2013）的研究指出，免 試升學、多元化的升學方式，會影響部分學生的學習動機 。100 學年入學的國一 新生正是十二年國教免試入學的第一屆學生，故在研究對象的選取上有其時代意 義。在目前的教育體制下，這些國中生的科學興趣變化情形為何？這些學生對其 他學科的學習興趣為何？學習興趣的變化是單科還是全面性的情形？以上的問題 目前尚無相關研究，因此，若要瞭解新制實施後之現階段國中生的科學興趣和學 習興趣，尚需做深入調查。

興趣一向被視為激勵學生學習的重要元素，Gallas（1995）認為，依學生的興 趣而引發學生學習科學的興趣，在教學上是重要策略；對學生興趣的瞭解，將有 助於教學之進行，並增進學生學習之成效。劉碧如（2009）指出，興趣的萌生是 經由外界的刺激物所產生，興趣的延續則需要外界提供動力，而當興趣的發展遇 到阻礙時則需要外界的支援、協助。在科學教育方面，若能對學生的科學興趣有 確切的瞭解，想必對科學教育的推動亦將有正面的幫助。 因此，除了瞭解學生的 科學興趣與變化情形、以及科學興趣與科學學習成就的關連外，進一步探討影響 學生科學興趣之相關因素，也可作為改善及提昇教學專業與增進學生學習成效之 參考。

基於上述背景與動機，本研究乃以國中生科學興趣與變化作為本次研究的主 題。