研究設計

本節針對研究設計、資料登錄、劃分不同時段的引用區間、資料矩 陣轉換、研究工具、知識圖譜的繪製、與呈現整體的研究設計與實施流 程。以下就各小節的內容分別敘述如下：

一、確認程序

對於檢索 WoS、Scopus、AL 資料庫獲致下載的期刊論文，依據 Sandelowski 與 Barroso (2007)提出的檢查與確認程序標準；其次，依序 資料登錄，時段區間編碼，運用研究工具 BibExcel、SPSS 與 UCINET 進行共被引矩陣分析與圖譜繪製，比較不同時段、不同獲致來源資料庫 的科技教育研究主題的演進與研究前沿集群流派之差異。

(一) 樣本檢查與確認程序標準

圖3-1 為 Sandelowski 與 Barroso (2007)提出的檢查與確認程序 標準。首先，是將獲致的期刊論文進行標題檢查，排除未符合標準 與重複的期刊論文；其次，檢查摘要內容，將不符合標準者排除；

第三，檢查關鍵字；第四，針對看法不一致樣本進行協商與納入研 究樣本。

資料篩選標準如下：論文標題、或摘要內容、或關鍵字必須有 一項符合表3-1 內的九組關鍵字詞之一，對於有疑惑之樣本則進行 本文分析判斷。最後匯出樣本的參考文獻資料進行下一階段分析。

檢

資料來源：修改自Sandelowski & Barroso (2007: 51).

(二) 資料登錄 未引用等(Sandelowski & Barroso, 2007; Smith, 1981)。因為錯誤率將 會影響到分析的結果，如被引文獻名不正確，將會影響關於核心文 獻排名研究的結果；作者名稱不正確，則會影響評估個人卓越成就 結果；出版日期的錯誤會導致研究被引資料年代的錯誤等（李碧 鳳，1997）。

在作者姓名、期刊名與出版年等有出入之處，會將以該筆文獻鍵入 WoS、Scopus、AL 資料庫系統查尋，以將此方面的缺失減至最低，

不致於影響到本研究使用的分析法統計結果。

(三) 劃分時段之引用區間

本研究從 WoS、Scopus、AL 資料庫獲致的科技教育學科領域 文獻資料時間達 34 年（1980～2013 年），由於資料樣本較大，以 10 年為一個時段，可能時間跨度偏大，恐怕會對科技教育研究主題 的細微變化有所忽略，及盡可能把握科技教育研究主題的發展脈絡 與動向，避免造成不利研究精確性的影響。因此，在分析與探討科 技教育研究主題的演進與研究前沿時，將分析時間劃分為：「A 時 段」與「B 時段」兩種區間（如圖 3-2 所示）。A 時段分別是 1980

～1989 年、1990～1999 年、2000～2013 年等；B 時段為 1984～1993 年、1994～2003 年、2004～2013 年等。在 B 時段 1994～2003 年的 1994 年為〈師資培育法〉公布實施點。

1980～1989 1990～1999 2000～2013

1984～1993 1994～2003 2004～2013

B A

圖 3-2 A 與 B 兩個時段時間對映及交叉圖

「A 時段」的前四年是下一個「B 時段」的後四年，亦可以說

「B 時段」的後四年是下一個「A 時段」的前四年，從兩者時段中 的交錯、交叉與具有相同的六年共同時間所產生的高被引頻次，經 文獻共被引法分析後應可更佳明顯得看出科技教育研究主題的演 進與研究前沿過程。

另外，對於 1979 年以前的文獻，這些較為早期文獻有的並沒 有完整的參考文獻和全文，以及在文獻量上也比較少，無法順利形 成相關的矩陣、知識集群、研究流派等，所以對分析結果的影響甚 微，經評估與討論後確定剔除。

以文獻共被引法進行分析、檢視與追蹤科技教育學科領域研究 主題的演進與研究前沿動態等情形，將可使得時段區間確實展現其 影響力，並可做為預測研究前沿的最佳方式。具體而言，本研究即 針對各引用區間時段，揭露科技教育研究主題在不同資料庫、不同 時段、不同年度區間的知識演進與研究前沿動態。

(四) 時段區間編碼

依樣本來源資料庫數據及不同時段引用區間進行編號，以方便 後續的分析與比較。年度階段編碼，第一個字取來源資料庫名稱首 字，如 WoS 取 W，Scopus 取 S，AL 取 A，第二個字以時段的 A 時段、B 時段分別表示，第三個字為間隔分號，第四個字為時間階 段代碼，I 表示 A 時段或 B 時段的第一階段，II、III 以此方式類推。

例如樣本來源資料庫為 WoS，樣本年度在 1980～1989 年，編號即 為WA-I。詳如表 3-2 所示。

表 3-2 資料來源年度區間編碼表

WoS Scopus 華藝線上圖書館

Airiti Library (AL)

1980～1989 WA-I ── ──

1990～1999 WA-II SA-II AA-II

A 時段

2000～2013 WA-III SA-III AA-III

1984～1993 WB-I ── ──

1994～2003 WB-II SB-II AB-II

B 時段

2004～2013 WB-III SB-III AB-III

(五) 科技教育八個主要基本構面向度

在比較各時段區間研究主題的集群演進，本研究採用 Jones 與 de Vries (2009)以及七位國際科技教育編輯委員專家，南非約翰尼斯 堡大學(Eindhoven University of Technology)的 Piet Ankiewicz、ORT

以色列的Dov Kipperman、臺灣師大 Steven Lee、美國技術基金會 (Technical Foundation of America)的 Gene Martin、澳大利的亞格里 菲斯大學(Griffith University)的 Howard Middleton、印度的霍米巴巴 科學教育中心(Homi Babha Centre for Science Education)的 Chitra Natarajan、英國的格拉斯哥大學(University of Glasgow)的 John R.

Dakers 等共同編著《國際手冊：科技教育研究與發展》(International

Handbook of Research and Development in Technology Education)乙 書，揭露科技教育八個主要基本構面向度範疇來對映、歸納、比較 各時段區間研究主題的演進。以符應科技教育的本質，科技教育需 要一種哲學、目標、內容、教學方法與評量，以及需要一個社群公 開論壇與多人集體的努力支持(Maley, 1979)。

此八個基本構面向度範疇分別為：(1)科技教育的「國際發展」

(international developments)，包括有國際上科技教育的發展、設計 與科技(D&T)課程、科技教育的思維、通識教育的科技教育、科技 教育在國定課程的發展、科技教育研究、新時代科技教育、科技教 育領域、技職教育、科技教育引進與發展等，其範圍在科技教育發 展方向、教育政策、國際間發展方向、D&T 國定課程等；

(2)「科技的本質」(nature of technology)，包括科技教育哲學、

科技人造物、科技哲學、科技社會層面、工具與科技發展概念等；

(3)「科技的覺知」(perceptions of technology)，包括覺知技術與 科技教育、設計與科技(D&T)學生認知、利用科技促進學習、認知 與實務的科技教育環境、透過科技教育學習抽象知識等；

(4)科技的「統整課程」(integration curriculum)，包括 STS（科 學、科技與社會，Science, Technology and Society）、MST（數學、

科學與科技，Mathematics, Science, and Technology）、STEM（科學、

科 技 、 工 程 與 數 學 ， Science, Technology, Engineering and Mathematics）、STSE（科學、科技、社會與環境，Science, Technology, Society and Environment）等；

(5)「教與學」(learning and teaching)，包括學習與教學、科技

教育教學研究、解決問題學習、認知/認識論觀點、科技概念與製 作流程、科技實務教學、課程實務等；

(6)科技教育「評估」(assessment)，包括評量學習科目(the learner and the subject)、課堂學習評量與依照教學過程適切的轉換評量，如 安置性評量、形成性評量、診斷性評量、總結性評量等；

(7)「科技師資培育」(teacher education)，包括師資教育與專業 發展、D&T 教師專業發展、科技教師專業判斷、科技教師職能培 訓、師資生培育等；

(8)「理論與實務研究」(theoretical and practical approaches to research)，包括制定科技教育研究方法、研究設計、學童教育研究、

D&T 課程活動設計、D&T 課程活動教學方法論等。

(六) 整體的研究設計與實施流程

綜上所述，本研究設計與實施流程分析步驟如圖3-3 所示，整 體劃分為五個階段：(1)文獻探討與研究理論建構；(2)資料庫檢索策 略與文獻辨識；(3)引文分析與資料矩陣轉換與知識圖譜繪製；(4)

研究主題與研究前沿辨識與分析；和(5)各資料庫及引用區間比較與 分析。

圖 3-3 本研究流程圖

二、研究工具

本研究使用的工具有下述：BibExcel、UCINET、NetDraw 與 SPSS，

以及期刊引用報告(Journal Citation Reports, JCR)。

BibExcel－是由于默奧大學(Umea University, Sweden) Olle Persson 所開發的一套計量學研究軟體，用於文件檢查，計算文獻共被引頻率、

文獻出版年代與共同出現次數，產生原始共被引矩陣數值，來發現各節 點項目之間的親疏關係，揭露隱含的或潛在的有用知識，並揭示研究所 代表的科技教育學科領域或主體的知識結構變化。另BibExcel 可以將資 料輸出成其他格式，借助 NetDraw、UCINET 或者 SPSS 軟體來生成各 種視覺化知識圖譜，實現視覺化分析(BibExcel, 2013)。

UCINET (University of California at Irvine NETwork)－是目前較為常 用、功能強大的社會網絡分析軟體之一，用於獲取格式化的相關矩陣，

將矩陣資料轉換為可供NetDraw 用於繪製科技教育學科領域二維視覺的 樹狀圖、網狀圖、或星形圖。該軟體特點是資料相容性強、使用簡單，

包括大量的網絡分析功能，可以計算多種網絡指標，如凝聚力(cohesion) 分析、成分(components)分析、居中性分析、小團體/子群(subgroups)分 析、結構洞分析，以及角色與位置(roles & position)分析等，同時還包括 一般的統計和多變量統計分析工具，如多向度量表、因素分析、集群分 析等(UCINET, 2013)。

SPSS－進行 Pearson 或 Spearman 相關係數轉換、因素分析、集群分 析、多向度分析。

JCR 資料庫－本研究採用 JCR 的影響因素(impact factor, IF)做為了

解集群內高被引用文獻之來源期刊的評估依據，與用於相同領域之文獻 來源期刊比較，數值愈大，其影響力愈大。JCR 提供的一個可針對全球 重要的科技教育相關期刊，以計量方式進行系統化與客觀化評估的期刊 引用報告，收錄近 2,500 家出版社與 83 個國家的代表資料。JCR 分為兩 個版本，JCR Science Edition 提供科學專輯 175 多個領域 8,411 本期刊的 引文分析資訊；JCR Social Sciences Edition 提供社會科學專輯中所收錄

的社會科學57 個學科領域 3,016 本期刊的引文分析資訊（碩睿資訊有限 公司，2014）。

三、資料矩陣轉換

就前一階段過濾完成之樣本文獻，進行不同 A 時段與 B 時段的資料 矩陣轉換，要根據多少高被引頻次的文獻數量分析才算合理、客觀、明 確，迄今卻沒有統一見解。如果選擇範圍過小，則不能如實反映其所代 表的學科集群；反之，則會帶來相當大的干擾，為簡化及降低不必要的 干擾，在分析上通常是選擇某一高頻關鍵字做為對象。目前在確定閾值 有下述幾種方法，一種是根據研究者自身經驗、或研究目的選擇閾值，

但該方法具有一定的隨機性與主觀性；另一種是根據 Price 建議以 40～

50 篇經常被引用的高被引文獻為基準（劉則淵等，2008；Price, 1965）；

第三種是利用齊普夫定律(Zipf's law)來輔助確定高頻關鍵字的界限，公 式：

  ¹  ¹  ⁸  

 ^{/ 2}





I₁是關鍵字詞頻次為 1 的關鍵字詞個數，T 為高頻關鍵字詞中的最

低頻次值，即高頻詞、低頻詞頻次的臨界值，並根據此界限值過濾低頻 詞，以此來簡化結果(Donohue, 1974)。

經本研究測試上述閾值方法後，考慮不同資料庫、不同時段年度獲

經本研究測試上述閾值方法後，考慮不同資料庫、不同時段年度獲