社會建構之科學本質融入科學史課程教學之質性成效分析

蘇俄的學者 Vygotsky(1962)認為社會互動、語言和文化對個體學習具有的影響，認 為學習者在社會互動、詮釋和理解之下建構知識，知識的產生不能脫離社會環境，包含 學習者主動知識建構過程與社會互動形式、過程。其後，有許多建構主義者認同 Vygotsky 的觀點，特別強調個體外在的情境脈絡對於學習的影響（Cobern, 1993; Solmon, 1987），

演化為社會建構主義（social constructivism)的派別。

強調學習個體的發展受到社會情境與文化脈絡影響，且將人類語言視為社會互動的 工具之一，認為知識應透過個體與環境互動，進而建構出知識整體。社會建構主義認為 個人建構知識是建立於與社會文化環境互動建構的。知識的建構是建立在團體之中，透 過經驗的分享、討論、信念與價值的溝通、磋商，而產生衝突的解決或建立一致性而形 成。個體建構的知識，雖然相當主觀，但也不是任意建構的，它需要與別人不停的溝通 和修正。因此，知識的獲得是代表個體與當時社會環境互動與溝通後的一種共識作用

（von Glasersfeld, 1995），知識的建構是一種社會產品，而非個體對實體的瞭解。Vygotsky

（1986）也提出智力的發展最主要的動力是文化，而其機制在於社會互動，而語言發展 是文化傳承的一種方式，必須與文化同步成長，其理論是社會與歷史取向，因此，高階 心智成長是屬於社會文化與歷史的，更可看出學習過程中，彼此互動的重要性。

社會建構主義的學習觀點認為，學習者應實地參與實作社群，從而學習該社群的想 法與行為，當學習者由社群的邊緣逐漸進入核心，他就會變得更主動，而且更投入社群 的文化中，進而承擔起社群中的專家角色，其中來自教師群、同儕教師持續的長期支持，

更是鼓舞教師願意投入行動研究發展課程的重要因素（王夕堯、江武雄和郭重吉，1995）。 社會的建構主義認為在個人的知識建構時，不應忽略了社會因素的重要性。共識的 社會效果與他人的贊同都修正個人持有的科學概念（Geelan, 1997; Solomon, 1987）。以

葛耿（K. Gergen）為代表的社會的構成論者（social constructionist），認為知識既不起於 或留存於個人，也不存在於自然世界，而在於社會之內。一切知識係透過語言使用與意 義生成兩種社會性的共識歷程而構成的（Gergen, 1995; Geelan, 1997）。

因此，本研究試圖在實驗組中加入社會建構的元素，即讓學生進行小組討論科學本 質，進而探討是否採用社會建構學習，對於學生科學概念建構、科學本質觀的認識有何 影響。

第三章 研究方法

本研究探討是否採用社會建構取向教學之科學本質融入科學史課程對於八年級國 中生物質組成、原子結構、色光、燃燒單元的概念建構與科學本質觀的影響。資料蒐集 包括單元成就測驗、科學本質觀量表、單元相依本質測驗和單元學習單。

第一節 研究對象

以新竹縣某國中八年級為研究對象，研究採準實驗設計，以便利抽樣方式，將四個 班級學生分成兩組，其中實驗組兩班（1 個管樂班＋1 個普通班）進行社會建構之科學 本質融入科學史課程學習，共 67 人；另兩個班（1 個管樂班＋1 個普通班）為對照組，

採非社會建構之科學本質融入科學史課程學習，共 67 人。

進行實驗處理，實驗組，以 2 個班，共分成 12 組，每組約 5~6 人進行課間討論、

發表，67 人來進行；控制組，以 2 個班，67 人來進行。如表 1。

表 1 教學模式與人數整理表

教學模式 實驗組 對照組

學業成就 社會建構之科學本質融入科學史 非社會建構科學本質融入科學史 總人數

高分組 34 34 68

低分組 33 33 66

總人數 67 67

教學之前，概略依據學生八年級上學期第一次段考理化科成績進行分組，其中教學 模式之對照組平均分數 76.40 分，標準差 16.53，實驗組平均分數 75.43 分，標準差 19.41，

並針對段考之學業成績進行 t 考驗，t=3.12，p=.756，未達顯著水準。另外，學業成就高 分組（2 個管樂班）平均分數為 88.26 分，標準差 9.42，而低分組（2 個普通班）平均分 數 63.20，標準差 15.64。

第二節 研究設計

本研究採用準實驗設計法（Quasi-experimental design），以國中八年級四個班級的學 生為樣本，分別為兩個班社會建構之科學本質融入科學史課程學習的實驗組（N=67）、

另兩個班為非社會建構之科學本質融入科學史課程學習的對照組（N=67）。本研究的自 變項為教學模式（社會建構之科學本質融入科學史課程、非社會建構之科學本質融入科

學史課程）。依變項為單元成就測驗、科學本質觀量表、單元主題相依科學本質觀測驗、

學習單。研究架構如圖 1。

圖 1 研究架構圖

一、 自變項：本研究的自變項為「自然與生活科技學業成就分組」與「教學模式」，自 然與生活科技學習成就分組依據學生八年級上學期第一次段考理化科成 績分成「高分組」、「低分組」，教學模式分成「實驗組」採用社會建構取 向科學本質融入科學史課程，而「對照組」採用非社會建構取向（傳統講 述式）之科學本質融入科學史課程。

二、 依變項：本研究的依變項為學生的「單元成就測驗」、「科學本質觀量表」、「單元主 題相依科學本質觀測驗」、「學習單」。

第三節 研究流程

研究分為三個階段，依序為研究準備、概念建構教學及資料分析。分述如下：

第一階段：首先確立研究目的與問題，蒐集相關文獻及測驗工具的內容設計，並請專家 審核與進行施測，以分析信度與修正測驗內容，來確定相關測驗的信效度。

本階段首要重點在科學本質融入科學史學習教材內容設計，並與專家討論社 會建構如何實踐於課程教材中，以進行教材內容修正，包括簡報、科學故事、

討論學習單。

第二階段：概念建構教學階段，針對不同教學模式進行教學前、後、追蹤測驗。教學過 程中，實驗組學生經由社會建構之科學本質融入科學史課程進行物質組成、

原子結構、色光、燃燒的概念建構；對照組則是進行相同單元內容的非社會 透過學習活動

社會建構取向

之科學本質融入科學史課程

非社會建構取向 之科學本質融入科學史課程

（對照組）

單元成就測驗 科學本質觀量表

單元主題相依科學本質觀測驗 學習單：單元主題相依科學本質 科學概念

科學本質觀 自然學業成就

建構之科學本質融入科學史課程教學。

第三階段：對研究期間所蒐集到的所有資料進行彙整分析與結論報告。

研究流程如圖 2。

階段流程 工作細項

研究準備

1、確立研究問題及蒐集相關文獻。

2、研究工具設計。

3、教學內容設計。

概念建構教學

1、教學前測（包括科學本質觀量表、科學概念測驗、單元主題相 依科學本質觀測驗）。

2、實際教學與科學概念建構歷程（實驗組分別採用社會建構之科 學本質融入科學史學習 5 週，每一單元教學完後填寫學習單，

共 10 節課；對照組則進行非社會建構之科學本質融入科學史學 習 5 週，每一單元教學完後填寫學習單）。

3、教學後測（實際教學後一週進行，包括科學本質觀量表、科學 概念測驗、單元主題相依科學本質觀測驗）。

4、追蹤測驗（實際教學後六週進行，包括科學本質觀量表、科學 概念測驗、單元主題相依科學本質觀測驗）。

資料分析 1、資料彙整、分析。

2、結果討論、撰寫研究報告。

圖 2 研究流程圖

第四節 研究工具設計

本研究運用的研究工具有科學本質觀量表、單元成就測驗、單元主題相依科學本 質、學習單。

一、單元成就測驗

單元成就測驗題目共四十題（詳見附錄二），包含物質組成、原子結構、色光、燃

燒有四個主題，每一主題各有 10 個題目，且內容採選擇題型式，計分方式以答對 1 題 給 1 分，總分共 40 分。測驗編製時經由三位國中自然與生活科技領域教師、三位科學 教育博班生和一位科學教育專家共同發展，以求其內容效度。測驗內容之科學概念細目 如附錄一，測驗編製完成後，經由施測學校四個班級於教學前、後施測、追蹤施測，加 以檢驗其題目信度。

在整份測驗的信度分析上，施測人數為 134 人，採用 SPSS 12.0 版，進行信度的計 算，信度 Cronbach’s α值為 0.82。

二、科學本質觀量表

研究問題二為探討經由不同的教學模式，學習者在科學本質觀是否達顯著差異。量 表由三位國中自然與生活科技領域教師、三位科學教育博班生和一位科學教育專家共同 發展，以求其專家效度，題目包括第 1~6 題為科學知識具有驗證性、第 7~12 題為科學 知識具有持久性、第 13~19 題為科學知識具有暫時性，總共 19 題的五點量表（詳見附 錄三），根據題目敘述擇一圈選回答“非常不同意＂、“不同意＂、“沒意見＂、“同 意＂、“非常同意＂者，分別得 1、2、3、4、5 分。量表編製完成後，經由施測學校四 個班級於教學前、後、追蹤施測，加以檢驗其題目信度。

量表施測人數為 134 人，在整份量表採用 SPSS 12.0 版分析，針對量表的各個題目，

利用因子分析確認科學本質觀概念成份，萃取成份在 0.3 以上的因子三個（驗證性、持 久性、暫時性），科學本質觀因子分析如附錄四。在量表的信度分析上，驗證性的信度 Cronbach’s α值為 0.76、持久性的信度 Cronbach’s α值為 0.63、暫時性的信度 Cronbach’s α值為 0.81，整份量表的信度 Cronbach’s α值為 0.84。

三、單元主題相依科學本質觀測驗

研究問題三為探討經由不同的教學方法，對國二學生單元主題相依科學本質是否有 顯著差異存在。依據課程內容，與三位國中自然與生活科技領域教師、三位科學教育博 班生和一位科學教育專家共同發展，以求其專家效度，依色光、物質組成、原子結構、

研究問題三為探討經由不同的教學方法，對國二學生單元主題相依科學本質是否有 顯著差異存在。依據課程內容，與三位國中自然與生活科技領域教師、三位科學教育博 班生和一位科學教育專家共同發展，以求其專家效度，依色光、物質組成、原子結構、