結論與討論

本研究針對三班157 位參與挑戰性事件之實驗活動的大一學生，其面對實驗異象的 反應、實驗異象的處理策略、處理態度及其科學知識觀、實驗環境與教師觀點進行分析。

經信度分析後，為使「科學觀點量表」（社會協商的角色、被發明且具創造力的科學本 質、理論滿載的探索、科學知識的暫時性與變動性特徵）與「科學實驗環境量表」（SC 為學生的向心力；OE 為實驗室開放程度；IT 為統整能力；ME 為物質環境）八個面向 的信度達0.55 可分析之標準以上，因此僅擷取其中 95 位學生的科學知識觀分數進行探 討。

在實驗異象方面，研究者首先以兩次實驗異象報告收集資料，再依據學生實驗異象 報告的精緻度、表達能力等標準，從三班157 位大一學生中，平均從各班選取 15 至 16 位學生，共計 47 位學生進行錄音訪談，並以內容分析法分析所收集到的資料，以對三 班學生在面對實驗異象的反應、實驗異象的處理策略、實驗異象的處理態度等資料有所 了解；而在科學知識觀與實驗環境方面，研究者在兩次具有挑戰性數據的實驗活動前後 分別以「科學觀點量表」及「科學實驗環境量表」進行前後測，以瞭解學生在具有挑戰 性數據的實驗活動後，其對於科學觀點的改變情形與其偏好與實際的實驗環境間的差 異。本節將所得到的研究結果，針對「學生的科學知識觀與實驗活動」、「學生的科學知 識觀與其面對實驗異象的反應、處理實驗異象的態度、處理實驗異象的方式」、「教師的 科學知識觀、處理實驗異象的觀點對學生處理實驗異象的影響」三個部分提出結論並進 行深入討論。

壹、實驗活動與學生的科學知識觀

本研究運用錄音訪談與「科學觀點量表」、「科學實驗環境量表」，對三班參與具挑 戰性事件實驗活動的大一學生進行分析。研究結果發現，實驗活動影響科學學習的層面 的確會因為學生的科學知識觀不同而有所差異。以科學知識觀「社會協商的角色」的面 向為例，認為實驗活動會幫助自己更了解科學理論內容的學生，比起認為實驗活動是用 來驗證先前所學理論的學生，更傾向相信科學是藉由科學家們溝通討論而確立的事實。

而Tsai (1999a) 的研究指出，學校實驗室中，多數的語言互動行為都發生於學生與 學生間的溝通互動，儘管學生的科學知識觀與有效的語言互動行為之間沒有相關性，但 是相較於科學知識觀較低的學生（實徵主義取向的學生），科學知識觀較高的學生（建 構主義取向的學生）傾向有更多機會與同儕溝通實驗活動的意義。本研究的研究結果也 同樣發現，學生為了解科學理論的內容與發展歷程，傾向與同儕進行討論與溝通。

貳、學生面對實驗異象的反應、處理實驗異象的態度、處理實驗異象的策

略與學生的科學知識觀

本研究發現，處理實驗異象的態度方面，態度偏建構主義取向的學生，其科學知識 觀比態度偏實徵主義取向的學生來得高，因此處理實驗異象的態度有可能受學生的科學 知識觀所影響。處理實驗異象的策略方面，研究者發現，傾向藉由同學與同學之間的討 論來處理實驗異象的學生，其科學知識觀「社會協商的角色」與「理論滿載的探索」的 面向上的表現也較好。研究者推論，學生處理實驗異象的策略可能會受到學生的科學知 識觀影響，又以「社會協商的角色」以及「理論滿載的探索」的面向的影響較大。面對 實驗異象的反應方面，選擇採用「α2行為」與「β 行為」的實驗異象反應行為做出反應 的學生，其科學知識觀分數可能也較高。具挑戰性事件的實驗活動確實能促進學生的科 學知識觀，而且學生在處理實驗異象過程中，已經開始在挑戰自己的科學知識觀，並漸 漸改變自己的科學知識觀。此外，由學生的科學知識觀「理論滿載的探索」後測分數上 升、「被發明且具創造力的科學本質」與「科學知識的暫時性與變動性特徵」後測分數

下降可知，學生參與具挑戰性事件的實驗活動，藉由親手操作的過程，可以幫助學生進 一步了解科學家發明理論的歷程。然而，在教師公布實驗結果的標準答案後，此一標準 答案會使學生認為科學知識還是有所謂的正確解答，而非具暫時性的特徵，同時對於所 得之奇異實驗結果的創意詮釋也與標準答案相抵觸，而使學生的創造力科學本質的觀點 減弱。

參、教師的科學知識觀、處理實驗異象的觀點與學生處理實驗異象

本研究發現，面對實驗異象的反應方面，教師的科學知識觀與其對實驗異象的反應 行為有關，教師採取「α2行為」與「β 行為」實驗異象的反應行為，其科學知識觀分數 較採取「α1行為」的教師高。處理實驗異象的態度方面，態度偏建構主義取向與介於建 構主義取向及實徵主義取向的教師，其科學知識觀比態度偏實徵主義取向的教師來得 高，因此處理實驗異象的態度有可能受教師的科學知識觀所影響。處理實驗異象的策略 方面，研究者發現，傾向以了解學生實驗內容的處理實驗異象策略的教師，其科學知識 觀比採用「對照同儕實驗結果」、「尋求實驗的再現性」的處理實驗異象策略的教師高。

由上述的結果可知，教師「面對實驗異象的反應」、「處理實驗異象的態度」、「處理 實驗異象的策略」可能會受到教師的科學知識觀影響，而教師的科學知識觀與處理實驗 異象的觀點亦可能會影響學生處理實驗異象的觀點。

第二節 建議

壹、學生的實務知識論與科學知識觀

本研究發現，學生對於科學家在進行科學探究活動與自己在科學實驗室中所進行的 科學探究活動兩者的看法並不相同。學生的實驗異象報告中，認為科學家經由多次實驗 考驗後，若挑戰既有理論的實驗異象仍舊存在，則開始懷疑理論的真實性，並預測有可 成功解釋實驗異象的新理論出現。而對於自己在學校科學實驗室中所遭遇類似上述現象 時，卻歸因於實驗設備與人為因素導致實驗異象的出現，並不以為意。學生的觀點可由

Sandoval (2005) 所提出的實務知識論 (practical epistemology) 做進一步說明。

Sandoval (2005) 將學生的知識論分為形式知識論 (formal epistemology) 與實務知 識論 (practical epistemology) 兩類。形式知識論是指學生對於專業科學中科學知識的知 識論信念。實務知識論是指學生在探究活動中，用以建構自己的科學知識所應用的知識 論信念（吳佳蓮、吳心楷，2006）。研究者於本研究中所採用的「科學觀點問卷」測得 的僅為形式知識論，目前尚無可供測量實務知識論的量表開發出來。因此，本研究根據 學生錄音訪談分析後，以內容分析法分析學生的逐字稿，了解到學生認為自己在學校的 科學實驗室中，無論環境還是個人專業知識的涵養，皆不如科學家，因此認為自己無法 藉由實驗異象來挑戰既有理論甚至進行理論改變。但科學家基於良好的實驗環境與豐富 專業知識的背景，遭遇實驗異象所提出對於既有理論的質疑與論點，可信度都相當高，

科學家也比較有機會推翻理論，達成理論改變。

貳、實驗異象與學生科學學習

根據第四章的研究結果，研究者發現，學生接觸到實驗異象時，由於受限於大學以 前的舊經驗，認為實驗必然有誤差或出入，因此並不認為實驗異象足以促使自己檢視學 習歷程與所學理論的正確性，而選擇再做一次實驗以求實驗的再現性，將實驗異象視為 一種失誤、錯誤，而採取忽略、排除的反應。從教師的訪談逐字稿分析也可得到相似的 結論，教師認為學生在做實驗的時候，自己從實驗過程中發現錯誤或矛盾的機會不大，

最常見的狀況都是經由教師提醒後才恍然大悟地發現問題所在。簡言之，學生仍偏實徵 主義取向，難以主動發現實驗異象的存在，需要權威角色提點才能發現實驗異象。

因此，研究者認為，僅讓學生發現實驗異象的存在並無法使學生進行有意義的學習 行為，教師應適時給予協助，但不是直接提供學生正確答案。此外，研究者也發現，第 一次實驗異象報告與第二次實驗異象報告之間的差異在於第一次實驗異象報告內容 中，學生多將實驗異象的存在歸因於人為操作錯誤、器材設備不良所造成，而並不會質 疑教師的教學內容、教科書內容、科學理論內容的正確性。然而，在教師宣布挑戰性事

件的原委後，第二次進行實驗後，學生第二次所撰寫的實驗異象報告明顯地將實驗教學 內容的因素納入造成出入的原因，並且將實驗異象視為可以檢視自己所學知識的正確性 的想法也減少。根據上述現象，研究者認為，設計具挑戰性事件的實驗課程時，應隨機 安排異象於實驗活動中，以避免學生連續接觸多次實驗異象後，反而干擾學生對於實驗 異象的反應行為。

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參考文獻

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小野 (1988)。蛹之生。台北：遠流。

王文科、王智弘 (2005)。教育研究法。台北市：五南。

王宏仁 (2006)。Nvivo 7 和 Atlas.ti 5 比較。2007 年 3 月 5 日，取自 http://doz.blogspot.com/search/label/Nvivo%207.0。

王國華 (1995)。自然科概念改變教學策略之探討。論文發表於台灣中區國民中學數理學 科「概念改變教學策略」研習會。彰化市：國立彰化師範大學。

王靜如 (2006)。傳達科學本質之理論與教學實例。台北市：秀威資訊。

池勝昌（譯）(1999)。P.M. Harman 著。科學革命 (The scientific revolution)。台北市：麥 田。

吳芝儀、廖梅花（譯）(2001)。A. Strauss & J. Corbin 著。質性研究入門：紮根理論研究 方法 (Basics of qualitative research: Techniques and procedures for developing grounded theory)。嘉義市：濤石文化。

吳佳蓮、吳心楷 (2006)。科學探究活動中國小五年級學童科學解釋能力及實務認識論之 研究。論文發表於中華民國第二十二屆科學教育學術研討會。台北市：國立台灣師

吳佳蓮、吳心楷 (2006)。科學探究活動中國小五年級學童科學解釋能力及實務認識論之 研究。論文發表於中華民國第二十二屆科學教育學術研討會。台北市：國立台灣師