研究設計

ㄧ、研究方法

本研究為參與許良榮教授(2005)於國科會研究計畫中發展之「序列性 POE（Sequential Predict-Observe-Explain; S-POE）」策略，設計了前後具相 關連性，與「大氣壓力、表面張力」有關的五個 POE 實驗，讓受訪教師進 行預測、觀察與解釋，欲以此研究探討國小科學教師對於自然現象之科學 解釋能力，並歸納其解釋類型和解釋融貫性的特徵。

本研究以質性研究為主，透過序列性的 POE 活動，於情境中引導教師 針對活動情境先行預測，並說明預測的理由及想法，接著觀察實際操作，

讓受訪教師發表觀察之後的過程、結果，以及說明其所持之理由或想法為 何，若教師的預測與觀察的結果有所差異，則進一步讓受訪教師針對此種 不一致或矛盾的情形提出解釋。

在五個 S-POE 活動中，研究者以個別晤談的方式進行研究，過程中全 程以錄音的方式蒐集資料，並蒐集受訪教師訪談中於實驗活動單上所作之 筆記或畫記的資料，以作為轉錄訪談資料時參考和校對之用，再針對所蒐 集的資料加以分析和歸納，以深入了解國小科學教師對於「大氣壓力、表 面張力」自然現象的科學解釋能力、解釋類型和解釋融貫性的特徵。

二、S-POE 設計原則

本研究擬根據許良榮教授（2005）所發展之「序列性 POE(S-POE)」

策略設計一連串相互關連的 POE 實驗（如表 3-1-1 所示），茲將 S-POE 的 設計原則分述如下：

（一）S-POE 中所涵括的實驗，必須具有相互關連性，其現象的解釋須涵 蓋相同的科學概念。

（二）所有實驗所涵蓋的科學概念，總計以不超過三個為原則，以達到探 求國小科學教師之「解釋融貫性」的目標。涵蓋的科學概念過多，將不容 易對所蒐集到的資料進行歸納，推論其前後之解釋的融貫性。

（三）每個後續實驗，只改變前一實驗的一個變因，以達能深入探討國小 科學教師對於單一變因的科學解釋能力。

（四）在受訪者完成一個實驗（POE）的說明之後，必須明確讓受訪者知 曉每一個 POE 的實際「實驗結果」，以避免受試者對後續實驗落入單純的

「猜測」，而失去探究國小科學教師之「解釋融貫性」的功能。

（五）每完成一個實驗（POE），才進行後續的實驗（POE）。

表 3-1-1 正式研究 S-POE 實驗設計

S-POE 實驗設計 問　 　 題 科學解釋

實驗一 將杯子放入水中，再以薄的

塑膠片壓在杯口，一起將杯 子拿出水面。將手移開後，

塑膠片不會掉下來，且杯子 中的水也不會流出來。請解 釋為何水不會流出來？

大氣壓力支 撐了塑膠片 與水的重量

塑膠片

實驗二

實驗五

此外，在進行 POE 時應注意的是(White & Gunstone,1992)：

(一)要提供一個受試者可以預測，而且能基於個人理解進行推理的情

　 　 　 境或實驗，若純粹只是猜測則將失去其價值。

(二)要提供真實情境與問題給受試者，才有助於 POE 的效果，至少必 　 　 　 須提供受試者一些支援的線索或說明。

(三)要讓受試者的觀察是直接可行的，亦即觀察的實驗結果是清晰可 　 　 　 見的。