科學本質

本節探討融入電腦科學史教材對學生的科學本質之影響，以了解兩班學生在 科學本質上是否有所差異。兩個班級皆為常態分班，實驗組樣本數為 32 人，控 制組樣本數為 32 人，因本研究教材在設計上著重較多科學事業的本質，故先以

「了解科學本質量表」之「科學事業的本質分量表」進行 t 檢定考驗，並就科學 事業的本質進行討論，觀察是否有所差異。再以自編問卷中三題科學知識的本質，

一題科學方法的本質，一題科學事業的本質進行討論。

壹、 科學事業的本質結果分析

以「科學事業的本質分量表」施測的結果（如表 5-1），發現實驗組平均分數 為 3.93，控制組平均分數為 3.64，p =.001 < .05，有顯著差異，此結果反映出實 驗組的學生在科學事業的本質較控制組學生好。而以自編問卷第十二題的結果

（如表 5-2），實驗組平均分數為 4.37，控制組平均分數為 3.87，p =.008 < .05，

表 5- 1「科學事業的本質分量表」分數差異性分析

組別 個數 平均數 標準差 t

p

的本質

實驗組 32 3.93 .27 3.504 .001^* 控制組 32 3.64 .37

*p < .05

也可輔助說明實驗組學生的科學事業的本質優於控制組。因此，可以推論電腦科 學史教材能夠提昇學生科學事業的本質中的 STS，亦即學生較具有科學、科技與 社會之間交互作用的本質。

在自編問卷中，給予兩組學生兩題問題填答，第一題是「你認為人類在社會 的活動是否會和科技的發展相互影響？」，第二題是「請說明你的想法」。在第一 題中，兩組填答「是」的結果為百分之百，顯然以電腦網路單元的教學，能夠讓 學生體會人類與科技的互動是相當密切的。

然而，就第二題而言，控制組和實驗組在說明想法時有些差異，有將近六成 的控制組學生只能回答「科技始終來自人性」、「科技推動人類文明的發展」等簡 短的語句，只有將近四成的控制組學生能舉例如「網際網路對人類的影響」、「智 慧型手機改變通訊的習慣」等。實驗組的學生有將近六成三的學生除了回答「科 技的發展改變社會」、「科技的產物來自於人類的需求」之外，還能舉出如「因為 e-mail 的發明，所以改善了訊息的傳遞方式」、「網際網路和衛星是因為戰爭而使 之發揚光大」、「社交網站體現著社會活動與科技之間的相互影響」等，也有部份 的學生能進一步的反思科技是否變成讓人際關係疏遠的原因。

由以上的學生回饋，可以發現實驗組的學生能更全方位的探討科技與人類的 關係，而非只是一味的讚揚科技所帶來的便利，可以推論，以電腦科學史教材教 學能夠提昇學生的科學事業的本質，加深學生對於 STS 的體會。

表 5- 2 自編問卷-科學、科技和社會的差異性分析

組別 個數 平均數 標準差 t

p

識的發展會受 到科學以外的 因素影響，例 如文化和社會

實驗組 32 4.37 .70 2.741 .008^*

控制組 32 3.87 .75

*p < .05

貳、 科學知識的本質結果分析

表 5- 4 自編問卷-科學方法的本質差異性分析

題號 組別 個數 平均數 標準差 t

p

11.我覺得電 腦科學家對 解決同一個 問題可能會 有不同的方

法

實驗組 32 4.43 .71 2.033 .046^*

控制組 32 4.06 .75

*p < .05

肆、 綜合分析

實驗組的學生在科學事業的本質較控制組學生好，此結果與胡瑞萍及林陳涌

（2006）以歷史事件圖教材對國一學生的科學本質觀之影響相同。推論其結果顯 著的原因，在於本教材融入許多人類活動影響電腦科學發展的敘述，例如在「電 腦之間如何連結？」單元，提到 Licklider 因為想要讓人類彼此分享資源，所以 提出將電腦連結在一起的想法；提到為解決冷戰時期以及遠距離傳輸的問題，所 以 Paul Baran 發明了分封交換取代傳統的線路交換。在「電腦如何幫助人類溝 通？」單元，提到 Ray Tomlinson 為實現在 ARPANET 上傳遞個人化訊息的夢想，

結合了原本在 FTP 計畫中的經驗，成功發明第一封電子信件。在「現今的電腦 網路如何形成的?」 單元中，提到 Tim Berners-Lee 提出全球資訊網的概念，讓 近年來網際網路迅速地發展，人際關係的重心也慢慢的轉移到網路上，社交網路 如雨後春筍般不斷地浮現等。這些歷史素材，都能夠有效的傳達科學、科技和社 會三者會互相影響的精神，並影響學生科學事業的本質。

然而，本電腦科學史教材在科學知識的本質上並不能夠有效的明示學生，例 如在描述概念的背景時雖然說明當時的科學家遇到了哪些困難，想出了哪些辦法 解決問題，例如為解決線路交換問題而發明分封交換；或是在概念之前已經有哪 一些存在的概念，如在 TCP/IP 通訊協定之前已有 FTP、Telnet 以及 NCP 等諸如 此類描述語句，但在教學時應當特別強調這一些科學本質的存在，如謝甫宜和洪

振方（2010）使用「探究後明示」方法比「探究後隱喻」方法的結果佳，本次實 驗時教師未能有效明示學生教材內容所蘊含的科學知識的本質，雖實驗組學生的 分數高於控制組學生，但效果不彰。

至於科學方法的本質，其結果顯著。推論其原因，在於教材內容提及資料交 換的方式有許多種，例如傳統的線路交換和 Paul Baran 提出的分封交換，這些方 法同樣都是可以用來解決資料交換，但其原理以及適用的情況有所不同。

綜合以上的分析，可以推論，本電腦科學史教材能夠提昇科學本質中的科學 事業的本質以及科學方法的本質，而科學知識的本質則無明顯的成效。