研究背景與動機

科學與人類社會之間的互動，造就多采多姿的歷史；隨著時空的流轉 與社會的變遷，科學不再僅是科學家所獨有，而是社會公民所必需的基 礎，而在科學知識與人類社會間搭起連接橋樑的科學教育，也不像過去定 位於培育出優秀的科學家，而普遍大眾的科學素養提昇，已成為現今的主 流。同時科學教育亦是當前國家在提昇競爭力上十分重要的一環，科學教 育的發展與國家的競爭力息息相關。林曉雯（1994）指出，科學教育隨著 當時社會時空的需求而呈現了不同的面貌，但科學教育始終站在同樣的出 發點，那就是『使人能適應社會環境的變化以求取生存，並創造人類社會 更美好的生活』。美國自史普尼克（Suptnik）衝擊之後所展開的科學教育 革新，經歷了揭櫫「Science for All」革新大旗，到近來的 2061 計畫，

再再顯示科學教育的出發點——為了人類社會的發展與未來；科學教育是 迎接高科技、複雜、多元、變動劇烈的未來時代所不可或缺的重要教育資 源（趙金祁、許榮富、黃芳裕，1993）。

由早期的科學教育來看，1960 年代美蘇之間的太空競賽，為了厚植科 學人力，美國曾大力推動科學課程及教學的改革。近年來，則有 Third International Mathematics and Science Study (TIMSS) 之類，針對國 際間科學教育成效作比較的各種全球性活動，更提昇了世界各國對科學教 育的重視。

教育研究是以教育現象或教育問題為主，運用有系統，有組織的方 法，以審慎的態度探求教育現象的意義及教育問題合宜的解決過程。教育

研究的主要對像是人與其環境交互作用下所發生的各種事件，其目的在解 決人類行為與教育問題，以提升教育成效。Kuhn，1992；Guba & Lincoln，

1994 等學者研究指出：教育研究的演進有如科學哲學般，是一種典範

（paradigm）的轉移，其主要反應當代的思想，對本體論、知識論…等提 出一套有系統的觀點，直接或間接影響對事物探究的觀點，看世界的方法 與對教育的主張與研究…等。回溯科學教育研究的歷史，西方的科學教育 研究正式起源於二次大戰後，距今不過百年（林曉雯，1994）。Gil-Perez 1996 年的研究結果發現過去二十年中，科學教育研究在許多國家中從無到 有；在 1980 年代科學教育還是個未成熟的領域，實際上當時法國、義大 利、西班牙等國的科學教育研究可以說尚不存在，因為其缺乏了專屬期 刊、博士人數過少、科學師資的培育課程中未包含任何科學教育研究的相 關文獻。經過二十餘年的發展，科學教育迅速的成長，自 1980 年代之後，

大量的科學教育期刊陸續出現，且到了 1989 年以降，眾多學者（Furio &

Gil-Perez, 1989; Hodson, 1992; Gil-Perez, 1994; 引 自 Gilbert, Treagust & Gobert, 2003）均認為科學教育已足以成為一獨立的學科。

蔡秉宸（2004）指出，我國的科學教育發展，若以台灣師範大學於 1986 年成立科學教育研究所起算，也僅發展不到二十年的時間，相較於其他學 科動輒百年的歷史，我國科學教育的起步相較於其他先進國家而言，明顯 是緩慢了許多。

隨著國際重視科學教育的趨勢，我國政府也針對科學教育於 1996 年 時進行了學門規劃，希望藉由透過系統性的推動促進整體科學教育的發 展。近年來由於各大專院校相關系所的設立科學教育研究有著相當程度的 提昇，無論在於質與量上都有所成長。科學教育研究的蓬勃，對於科學教 育發展而言，應為推動我國科學教育持續進步的有力引擎之一，而研究的 興盛不僅將現場實務經驗與科學教育理論加以聯結，提供科學教育工作者 持續成長的引導，同時亦幫助科學教育在蘊育學子的過程中，能更符合未 來的需求。

二、研究動機：

人類社會進步源自兩個動力，第一個動力為觀念和理論的建立，如太 陽中心論、牛頓力學等；第二個動力為方法與技術的發明，如影印機、傳 真機等。然而不論是前者或後者，勢必都要投注相當的心力去研究方可達 成（歐陽鍾仁，1998）。我國科學教育的研究，在經過政府部門與學界的 大力推動下，近十年來博碩士論文有漸增的趨勢，反應出科學教育逐漸受 到重視。由於整體環境的重視，科學教育的研究能量不斷提升，我國科學 教育研究有膨脹性的成長。在近十年來，各師範院校陸續成立科學教育相 關研究所，以及夜間與暑期教學碩士班如雨後春筍般的出現，大量的研究 人員投入科學教育，使科學教育研究發展上有著極大的助力。蔡秉宸

（2004）研究發現，目前國內已經有超過十多所以上的科學教育相關研究 所，每年具有約兩百多名研究生力軍加入，此外再加上暑期與夜間進修的 人數，每年新投身於科學教育研究領域的人數可達五百人以上。

學位論文可說是學術研究中相當嚴謹又具有系統的研究，其花費時機 也較一般研究來得長，同時亦有多位教授進行審查，可說是學術研究中相 當重要的進步動力來源，陳伯璋（2001）曾指出一個國家或社會學術研究 水準大都可由此一窺全貌。然而，面對越來越多的人力投入於科學教育研 究領域，科學教育類博碩士論文增加快速，但是針對我國量化科學教育論 文之相關內容的分析研究卻付之闕如。因此，研究者的研究動機之ㄧ即是 想透過內容分析的方法來探究科學教育學門中，量化研究論文其研究工具 發展、信效度檢驗方式與統計考驗方式之狀況，以了解近年來量化科學教 育研究之研究工具與統計考驗方式的趨向。

量化研究屬於實徵性典範必須以嚴謹的科學方法進行。一開始需要對 研究問題設計適宜的研究工具來蒐集研究資料，再來則需要對數量資料進 行統計考驗分析並對考驗結果下結論。由上述足見進行量化研究時，必須 要有充分的統計學素養才能善盡研究之事。在研究者修習研究所課程中的

「書報討論」與「教育統計學」這兩門課時發現：因為大多數科學教育研

究者並非教育測驗與統計相關學術背景出身，因此在進行量化研究時，從 蒐集資料、統計考驗以至下分析結論，難免會有一些缺失發生；加上研究 者之論文指導教授近幾年來由指導研究生以及審查論文的經驗中發現，有 某些類似的統計考驗之問題缺失反覆出現。因此，研究者的研究動機之二 即是想找出科學教育學門進行量化研究時的可能缺失，以期望對日後的科 學教育研究發展略盡綿薄之力。