科學理論評價之因素分析

本研究之「評價量表」，可分為六個向度，包括「理論建立過程」9題、「理 論的形式」5題、「理論對生活的影響」4題、「理論的功能」7題、「理論與其 他理論的互動」4題、「社會因素」7題等，共36題進行因素分析。

本研究採驗證型因素分析（Confirmatory Factor Analysis）以驗證因素與 各個題項間的因素負荷量（Factor Loading），在進行因素分析前，先利用KMO

（Kaiser-Meyer-Olkin）的取樣適當性量數與Bartlett檢視其取樣適合性。當 KMO值越大時，越適合進行因素分析，如果KMO的值小於0.5時，較不宜進 行因素分析。

一、因素分析

表 4-10-1 抽樣適合性檢視 項目

Kaiser-Meyer-Olkin 取樣適切性量數 .578 近似卡方分配 643.242 自由度 276 Bartlett 球形檢定

顯著性 .000

如表4-10-1所示，本研究之KMO值為 .578，表示適合進行因素分 析。此外從Barlett球形考驗的卡方分配值為643.242（自由度為253）達顯著，

代表母群體的相關矩陣間有共同因素存在。其次採用主成份分析法，選用最 大變異法進行正交轉軸，保留特徵值（eigen value）大於1的因素。

在因素分析中有二個重要的指標：一為共同性(Communalities)，二為特 徵值(Eigenvalue)，所謂的共同性就是每個變項在每個共同因素之負荷量的平 方總和，也就是個別變項可以被共同因素解釋的變異量百分比，這個值是個 別變項與共通因素間多元相關的平方，從共同性的大小可以判斷這個原始變 項與共同因素間的關係程度。至於特徵值是每個變項在某一共同因素之因素

負荷量的平方總和，將每個共同因素之特徵值除以總題數，為此共同因素可

表4-10-3 「國小自然科教師對科學理論評價量表」因素分析摘要表

二、因素命名

因素與題目之對照表如表 4-10-4 所示。因素一共有 8 題，命名為「理論 對生活的影響」，包含理論在生活中的應用層面；因素二共有 4 題，命名為「理 論的形式」，包含各種不同表現方式的理論；因素三共有 2 題，命名為「理論 與其他理論的互動」，包含不同的科學理論之間的關係；因素四共有 6 題，命 名為「科學社群」，包含社會文化方面的各種因素對理論的影響；因素五共有 4 題，命名為「理論的功能」，包含理論的解釋及解決問題的能力。

仔細查驗表4-10-4中各因素之名稱以及題目內容，可以發現原問卷有六個 向度，經由因素分析後，共歸納出五個因素，不過各題目所歸屬的因素，與 初始設計之向度的題目相當一致，不過還是具有一些差異性，其討論如下：

(一)、因素一「理論對生活的影響」之分析

在因素一「理論對生活的影響」中，共有8題，其中第23題(理論的內容 是在對已知的現象作解釋)與第30題(理論的功能是在解決人類社會問題) 原 屬於初始設計之「理論的功能」向度，經過因素分析後則歸屬在「理論對生 活的影響」向度，檢視此兩題之內容，均與人類生活有所關聯，因此因素分 析後歸屬於「理論對生活的影響」向度實屬合理；而第34題(理論的建立，是 起源於問題的發現、對疑惑的產生) 原屬於初始設計之「理論的建立過程」

向度，經過因素分析後則歸屬在「理論對生活的影響」向度，檢視其內容，

問題的發現與疑惑的產生，必定與日常生活中之事物有關，因此因素分析後 歸屬於「理論對生活的影響」向度並無問題；而第14題(理論所建立的解釋模 型是經由假想所建立的) 原屬於初始設計之「理論的形式」向度，經過因素 分析後則歸屬在「理論對生活的影響」向度，檢視第14題之內容，與理論對 生活的影響明顯的不合。

(二)、因素二「理論的形式」之分析

在因素二「理論的形式」中，共有 4 題，其中第 28 題(一般大眾很容易

了解該理論)原屬於初始設計之「社會因素」向度，經過因素分析後則歸屬在

「理論的形式」；其餘 3 題則原屬於初始設計之「理論的形式」向度，並無改 變。檢視第 28 題之內容，與第 8 題(該理論的內容淺顯易懂)皆大眾是否容易 理解理論內容有關，因此第 28 題經因素分析後歸屬於「理論的形式」並無太 大問題。

(三)、因素三「理論與其他理論的互動」之分析

在因素三「理論與其他理論的互動」中，共有 2 題，此 2 題原屬於初始 設計之「理論與其他理論的互動」向度，並無改變。

(四)、因素四「科學社群」之分析

因素四命名為「科學社群」，對照本研究之初始設計與廖雁慈（民 92）

的研究並未包含此向度，但本研究將此因素之第 6 題、第 17 題、第 31 題與 第 33 題包含於初始設計之「社會因素」向度中；而廖雁慈（民 92）的研究則 將此 4 題包含於「社會因素」之晤談大綱中。

在因素四「科學社群」中，共有 6 題，其中第 12 題(理論提出了新的科 學問題)，原屬於初始設計之「理論的功能」向度，經過因素分析後則歸屬在

「科學社群」，檢視其內容，新科學問題之發現，與科學社群之活動有密切關 聯，因此第 12 題經因素分析後歸屬於「科學社群」並無太大問題；而第 36 題(理論的建立，是對現象或事實的觀察) 原屬於初始設計之「理論的建立過 程」向度，經過因素分析後則歸屬在「科學社群」，檢視其內容，與科學社群 之意義明顯不合。

(五)、因素五「理論的功能」之分析

在因素五「理論的功能」中，共有 4 題，其中第 15 題(理論的形成是經 由實驗驗證而來)與第 32 題(科學家採用所有的觀察數據來建立該理論)均原屬 於初始設計之「理論的建立過程」向度，經過因素分析後則歸屬在「理論的

功能」，檢視此兩題之內容，與理論的功能之意義明顯不合。

三、結語

本研究之因素分析在目的上屬於驗證式因素分析，問卷內容是根據廖雁 慈（民92）之研究結果為基礎。廖雁慈（民92）區分的「理論對生活的影響」、

「理論的功能」、「理論與其他理論的互動」及「理論的形式」等向度，均與 本研究因素分析後之因素內容相同。而本研究所增加之「科學社群」向度，

包含於該研究的「社會因素」的晤談大綱之一；而該研究之「理論建立過程」

向度在本研究中則因因素負荷量不足而予以刪除。因此，本研究所歸納之五 個因素與該研究頗能相互呼應。

另一方面，許良榮、陳時平（民93）以因素分析歸納出「對生活及大眾 之影響」、「與其他理論互動關係」、「理論之功能」、「社會因素」、「建 立過程」與「解釋範圍」等向度。而本研究「科學社群」之向度包含於該研 究之「社會因素向度」；而該研究「解釋範圍」之向度在本研究中則因因素 負荷量不足而予以刪除；其餘「對生活及大眾之影響」、「與其他理論互動 關係」與「理論之功能」等向度，均與本研究因素分析後之因素內容相同，

因此本研究與該研究也頗能互相呼應。

但是無論如何，一方面本研究之因素一有一項題目(第14題)、因素四有一 項題目(第36題)與因素五有兩項題目(第15題、第32題)之內容明顯不符合重新 命名後之因素名稱。另一方面，在科學哲學領域中，科學哲學家的派別眾說 紛紜，但是各派別或各哲學家所主張的科學哲學觀點並非是它自身所獨有 的，而是和其他派別共享某些觀點。而廖雁慈（民92）與陳雅惠（民92）曾 提出教師對科學理論的評價是具有多樣性的，因此教師是因不同生活背景與 主觀意識，對於科學理論的評價應是多面向且錯綜複雜的，而非單一的，故 並不容易將複雜性頗高的題目內容完全萃取並歸屬於某一因素。在研究樣本

方面，因素分析所需之樣本數約為題數之5倍（邱皓政，2002），因此在本研 究中因素分析之樣本應為180位，而本研究之樣本僅有121位；但羅文輝（民 75）指出Q分類所需之樣本數在40至80位最為恰當，本研究之職前與在職教師 分別為71位與50位。由以上兩位學者提出之最適宜樣本數在本研究中是互相 矛盾的，因此因素分析所需之180位樣本，在本研究中有略顯狹隘之嫌，不可 否認，這是未來研究需要再思考與精練之處。值得注意的是，後續研究並非 單純的增刪題目即可，例如因素名稱與題目內容不符的第14題、第15題、第 32題與第36題，並非直接刪除此題就能解決問題，因為刪除題目之後，各題 之因素負荷量、解釋的變異量與各題所歸屬之因素等等皆會互動而產生變 化，未必能獲得更佳的結果。因此必須整體考慮題目之結構、題目敘述的意 涵、受試者與研究者對題目之解讀的差距等等。

第十一節 綜合討論

本節依據研究架構分成「教師對科學理論評價之傾向」與「理論建立過 程」、「理論的形式」、「理論對生活的影響」、「理論的功能」、「理論與其他理 論的互動」及「社會因素」等六個向度及「Q 分類實施難易度之探討」與「教 師對科學理論評價之因素分析」分別分析受試教師的觀點並進行討論。

一、「教師對科學理論評價之傾向」之探討

就「職前與在職教師對科學理論評價之 Q 分類結果」而言，本章第二節 之分析可以發現，職前與在職教師對科學理論的評價較傾向於理論的建立過 程、理論對生活的影響與理論的功能等三向度。其中職前與在職教師對於科 學理論的評價以理論的建立，是起源於問題的發現、對疑惑的產生是最為重 要的，由此可知，職前與在職教師的觀點較傾向於理論的驗證情境，認為具 有驗證情境的科學理論才是最重要的，而 Popper（1992）就認為科學並不是 開始於觀察，而是開始於問題的產生，可見職前與在職教師在理論的建立過 程所持有之觀點與 Popper 之觀點相同。此外，許玫理（民 81）針對國中科學 教師所做的調查研究中也發現，有 67.9％認為科學定律的形成是起源於問題 的發現或是疑惑的產生，本研究所發現教師的觀點與之亦頗為相似。

而教師認為第二重要的是第 36 題(該理論的建立，是對現象或事實的觀 察)，其理論的建立過程是屬於理論的發現情境，認為理論的建立是經由觀察

而教師認為第二重要的是第 36 題(該理論的建立，是對現象或事實的觀 察)，其理論的建立過程是屬於理論的發現情境，認為理論的建立是經由觀察