本研究的目的在於了解大學理工與非理工背景學生對於自然現象的科學解釋能 力、解釋類型與「解釋融貫性」的特徵為何。本章的內容共分為兩節，第一節是提出針 對研究問題而得出的結論，第二節則依據研究結論與研究體驗而提出建議，以供未來相 關研究之參考。
第一節 結論
本研究之研究對象為理工與非理工背景之大三學生各二十名，以 S-POE 之實驗設計 情境來探究這四十位學生之科學解釋能力，接著歸納學生對自然現象之解釋所歸屬的解 釋類型與歸納其「解釋融貫性」為何。
壹、理工與非理工背景學生之科學解釋能力與異同性
學生在五個 POE 實驗的解釋階段能夠提出正確科學解釋的人數，除了理工背景學生
在實驗一有 9 人、實驗二有 4 人能夠提出正確科學解釋外，其他全都在 2 人以下。由此 可見，無論是理工或是非理工背景學生對「大氣壓力」、「表面張力」之科學知識是不 足的，雖然能在解釋中提及科學術語並進行解釋，但無法明瞭科學術語的意涵與作用，
更無法針對實驗現象提出恰當、完整的科學解釋，而以提出不完整、不恰當的解釋居多，
此研究結果顯現出大學生的科學解釋能力有待加強。從研究結果中亦可分析出理工與非 理工背景學生解釋的異同性，茲將結果詳述如下。
一、相似性
（一）預測結果錯誤的學生在預測階段所提出的理由以不恰當、不完整居多，在解 釋階段所持有的理由是根據預測階段的理由稍微修改，提出符合觀察結果的 解釋，而這些解釋大多為不完整、不恰當的，能夠提出正確的科學解釋者不 多。在五個 POE 實驗中，預測錯誤的理工背景學生中，除了實驗二（14 人 預測錯誤）有 2 人、實驗三（3 人預測錯誤）有 1 人能提出正確的科學解釋 外，其餘預測錯誤的理工背景學生均無法提出正確的科學解釋；預測錯誤的 非理工背景學生中，除了實驗一（4 人預測錯誤）有 1 人能提出正確的科學 解釋外，其餘預測錯誤的非理工背景學生均無法提出正確的科學解釋。
（二）大學生能夠察覺、注意到前後 POE 實驗情境變動最顯著之處，並由此處進 行解釋，對於細微的變動或前後實驗均有的科學概念會忽略之，未加以解 釋。例如在 POE 實驗二預測階段，學生會注意到紗網有孔洞的情形，少有 考慮「表面張力」的作用與「大氣壓力」的存在；在實驗三解釋階段則注意 到「水壓的差異」或「水壓變化、集中」等，而忽略實驗二「表面張力」的 作用；在 POE 實驗四解釋階段則注意到空氣由洞進入杯中的影響，容易忽 略「表面張力」的因素與下方存在的「大氣壓力」。
（三）無論理工或非理工背景學生在於 POE 實驗三、四、五解釋階段所提出的解 釋理由中，顯現出容易忽略實驗二所提及之「表面張力」因素。理工背景學 生忽略了「表面張力」因素的人數分別為 13、17、10 人；非理工背景學生 忽略了「表面張力」因素的人數分別為 16、15、16 人。
（四）理工或非理工背景學生在實驗二預測正確的人數最少，學生大多以「紗網有 洞」的直觀想法為依據來判斷水會流下來。在實驗二預測錯誤的理工背景學 生（14 人預測錯誤）有 12 人、非理工背景學生（16 人預測錯誤）有 14 人 預測理由提及「紗網有洞，水會流下來」。
（五）部分理工或非理工背景學生會使用「>、=、<」的數學符號用語來表達與描 述出各種力的大小關係，以 POE 實驗一與實驗四最為明顯。例如在 POE 實 驗四的解釋理由中，理工背景學生有 7 人、非理工背景學生有 4 人出現以「>、
=」數學符號用語來表達與描述出各種力的大小關係。
（六）所有受訪學生在 POE 實驗五的解釋理由大多以簡短的方式回答或描述出存 在的現象，未有學生能夠提出正確的科學解釋，解釋理由呈現出零散的、片 段的現象，對於事件發生的機制、因果關係無法說明清楚。
二、相異性
（一）理工背景學生容易出現誤用科學概念的情形，例如在 POE 實驗一有 5 人出 現誤用「內聚力」、「表面張力」的情形；在 POE 實驗二有 4 人出現誤用「內 聚力」、「吸附力」的情形；在 POE 實驗五有 4 人出現誤用「內聚力」、「毛 細現象」的情形。
（二）理工背景學生運用科學術語來進行解釋，解釋的陳述簡短，且解釋不一定恰 當、正確；而非理工背景學生則使用日常生活用語來進行解釋或描述出現 象。例如理工背景學生在 POE 實驗五之預測階段提及的科學術語有「大氣 壓力」、「表面張力」、「重力」、「水壓」、「壓力」、「吸附力」、「內聚力」、「毛 細現象」等，以簡短的方式描述出現象，並且以科學術語進行解釋，但是卻 提出零散的、片段的預測理由，且解釋大多不完整、不恰當或不正確。另外，
非理工背景學生在 POE 實驗一解釋階段中，有 11 人對科學現象無法恰當使 用科學術語或科學概念來進行解釋，而以「吸住」、「集中」、「推擠」、「抓著」
等日常生活用語來進行解釋或描述出現象。
（三）在實驗二解釋階段時，理工背景學生顯現出具有較敏銳的觀察能力，有 17 人能夠觀察到水在紗網上形成薄膜的現象，並運用心智中既有的科學知識與
概念，提及與實驗情境相符的科學術語「表面張力」來解釋現象；而非理工 背景學生觀察能力較差，無法觀察到細微的現象，僅能描述出整體概觀的現 象，只有 8 人提及「表面張力」的因素來解釋現象。
（四）理工背景學生對「大氣壓力」、「表面張力」科學概念與科學術語的意涵與 作用之了解比非理工背景學生的了解還多，因此，亦需加強非理工背景學生 對自然現象的解釋與應用科學概念的能力。
貳、學生的解釋類型
由研究結果發現，歸納出學生的解釋類型共有十種解釋類型，分別為科學型、似科 學型、生活經驗型、直覺型、擬人化的、類比的、實用的、溯源的、機械的。另外，若 學生提出的解釋無法歸類於上述類型中，則以「其他」表示之。
由研究結果得知，「直覺型」、「擬人化的」的解釋類型與「其他」在五個 POE 實驗 均有出現。「類比的」解釋類型是出現人次最少的，只有出現 1 人次（POE 實驗五非理 工背景學生）；其次是「機械的」解釋類型，只有出現 2 人次（POE 實驗三非理工背景 學生、POE 實驗四理工背景學生各出現 1 人次）。
比較理工與非理工背景學生在每個 POE 實驗出現解釋類型的人次後，發現理工背 景學生之「科學型」解釋類型人次均多於非理工背景學生，尤其是 POE 實驗一與實驗 二，這顯示理工背景學生所提出的解釋較能符合科學家的想法。另外，理工背景學生之
「似科學型」解釋類型在 POE 實驗四出現 6 人次，多於非理工背景學生的 3 人次。在
「直覺型」解釋類型方面，理工背景學生在 POE 實驗一出現 6 人次，多於非理工背景 學生的 1 人次。
由研究結果顯示，非理工背景學生以日常生活經驗來解釋實驗現象，較無法提出符 合科學家想法的解釋，在實驗一、實驗二、實驗五均出現「生活經驗型」的解釋類型；
另外，理工背景學生未曾出現「生活經驗型」的解釋類型。非理工背景學生在 POE 實
驗三、實驗四出現「溯源的」解釋類型人次多於理工背景學生，非理工背景學生不僅無 法恰當運用科學知識於真實情境中，而且對於科學原理與自然現象間連結較薄弱，因 此，無法將解釋提升到可以回應「為什麼」問題型式的層級，只侷限於描述現象或情境 發生的經過。在「直覺型」解釋類型方面，非理工背景學生在 POE 實驗二、實驗三、
實驗五出現的人次，多於非理工背景學生的人次。
參、學生之解釋融貫性
本研究分析單一變因的兩個實驗之學生的解釋融貫性，符合單一變因的兩個實驗有 POE 實驗二與 POE 實驗三、POE 實驗二與 POE 實驗四、POE 實驗三與 POE 實驗五，
以下分別敘述理工與非理工背景學生是否具有解釋融貫性的情形。
一、理工背景學生在 POE 實驗二與 POE 實驗三預測階段有 8 人具有「解釋融貫性」， 而未具有「解釋融貫性」則有 12 人；在解釋階段具有「解釋融貫性」的則有 5 人，而未具有「解釋融貫性」則有 15 人。非理工背景學生在 POE 實驗二與 POE 實驗三預測階段有 9 人具有「解釋融貫性」，而未具有「解釋融貫性」則有 11 人；
在解釋階段具有「解釋融貫性」的則有 7 人，而未具有「解釋融貫性」則有 13 人。
二、理工背景學生在 POE 實驗二與 POE 實驗四預測階段與解釋階段均有 5 人具有「解 釋融貫性」，而未具有「解釋融貫性」則有 15 人。非理工背景學生在 POE 實驗 二與 POE 實驗四預測階段與解釋階段均有 9 人具有「解釋融貫性」，而未具有「解 釋融貫性」則有 11 人。
三、理工背景學生在 POE 實驗三與 POE 實驗五預測階段有 8 人具有「解釋融貫性」，
而未具有「解釋融貫性」則有 12 人；在解釋階段具有「解釋融貫性」的則有 5 人，而未具有「解釋融貫性」則有 15 人。非理工背景學生在 POE 實驗三與 POE 實驗五預測階段有 8 人具有「解釋融貫性」，而未具有「解釋融貫性」則有 12 人；
在解釋階段具有「解釋融貫性」的則有 7 人，而未具有「解釋融貫性」則有 13 人。
由上述可知，理工與非理工背景學生在預測階段與解釋階段具有「解釋融貫性」的 人數均少於未具有「解釋融貫性」的人數，而且具有「解釋融貫性」的人數皆未超過 10 人。由此結果可以看出，學生在解釋科學現象時，不同的實驗情境會提出相異的解釋，
即使兩實驗間存在著相關聯的變因，學生的解釋仍呈現出「情境相依」的情形，而此現
即使兩實驗間存在著相關聯的變因，學生的解釋仍呈現出「情境相依」的情形，而此現