第四章 研究結果與討論
第四節 綜合討論
從三次問卷的資料整理分析可以看出在「科學本質」與「科學史」內 容 項目上並無增加，改變的多是詞句上的增添或修正，因此本節將以第三次問 卷的編碼，綜合三次的統計資料- 平均數、標準差、眾數，分成『科學方法 本質』、『科學知識本質』、『科學事業本質』和『科學史教學內容』四個向度 進行分析討論。
依據 Osborne 等人(2003)及蕭培玉(2004)所做大慧調查，研究最後選取 平均數大於 4，代表該項目需求性夠高；標準差小於 1，代表專家看法具有 共識之項目，做為本研究之「科學本質教學目標及科學史教學內容」。
壹、『科學本質教學目標』之分析
一、『科學方法本質』(M)小學階段從圖 4-4-1 及表 4-4-1 可以看出，M-3-1、M-3-4、M-3-5、M-3-8、
M-3-9 五個項目的平均數約略上升且標準差降低。而雖然 M-3-2 和 M-3-3 兩 項的平均數未滿 4，其標準差也呈現降低的情形，顯示小學專家教師對『科 學方法本質』的看法漸趨一致。
『科學方法本質』在小學階段需要教授的教學目標，根據第三次問卷符 合平均數大於 4 及標準差小於 1 的共有七個項目：M-3-1 讓學生了解「從事 科學活動或科學探究」有很多種方法。M-3-4 讓學生了解研究的過程應包含 提出問題和解決問題的過程。M-3-5 讓學生了解數學是科學探究的重要工具 之一。M-3-6 讓學生了解科學家常使用的科學方法。(例如，歸納法、演繹法、
測量、實驗、預測……等方法。)M-3-7 讓學生了解科學方法具有主觀性。(例 如，個人信念可能會影響實驗結果的解釋。) M-3-8 讓學生了解科學方法具 有客觀性。(例如，科學方法的可檢驗性、可重複性、科學結果的再現性。) M-3-9 讓學生了解科學方法有其侷限性。(例如，科學方法並無法解決所有的 問題、有些事件是目前的科學方法所不能解決的。)
國中階段從圖 4-4-2 及表 4-4-1 可以看出，M-3-1、M-3-4、M-3-6、M-3-7、
M-3-8、M-3-9 六個項目的平均數約略上升且標準差降低，顯示國中專家教 師對此六個項目的看法漸趨一致。然而，﹝ M-3-2 讓學生了解科學研究中「觀 察的過程和詮釋會受到理論的引導」﹞的平均數在三次的問卷中呈現波動的 變化，第一次的平均數為 4.1，第二次變成 3.9，第三次又回到 4.1，再從標 準差觀察，雖然標準差都小於 1，但第三次的標準差又比第二次小，可見此 項目在第三次的問卷中，專家的看法是較有共識的。另外﹝M-3-3 讓學生了 解科學家在進行實驗前通常會預測結果，而當結果與預測不同時，科學家通 常不易察覺是理論出了問題﹞的平均數在第一次問卷也大於 4，但第二次問 卷後平均數下降為 3.7，標準差也降低，顯示國中專家在考慮後，認為此項 目之需求性較低。
『科學方法本質』在國中階段需要教授的教學目標，根據第三次問卷符 合平均數大於 4 及標準差小於 1 的共有八個項目：M-3-1 讓學生了解「從事 科學活動或科學探究」有很多種方法。M-3-2 讓學生了解科學研究中「觀察 的過程和詮釋會受到理論的引導」。M-3-4 讓學生了解研究的過程應包含提 出問題和解決問題的過程。M-3-5 讓學生了解數學是科學探究的重要工具之 一。M-3-6 讓學生了解科學家常使用的科學方法。(例如，歸納法、演繹法、
測量、實驗、預測……等方法。)M-3-7 讓學生了解科學方法具有主觀性。(例 如，個人信念可能會影響實驗結果的解釋。) M-3-8 讓學生了解科學方法具 有客觀性。(例如，科學方法的可檢驗性、可重複性、科學結果的再現性。) M-3-9 讓學生了解科學方法有其侷限性。(例如，科學方法並無法解決所有的 問題、有些事件是目前的科學方法所不能解決的。)
在『科學方法本質』部分，國中階段的教學目標比小學階段多了一項
→M-3-2 讓學生了解科學研究中「觀察的過程和詮釋會受到理論的引導」。
表 4-4-1 『科學方法本質』第一次至第三次大慧調查問卷結果分析
圖4-4-1小學階段科學方法本質教學目標之需求性長條圖
0
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
M-3-1 M-3-2 M-3-3 M-3-4 M-3-5 M-3-6 M-3-7 M-3-8 M-3-9
科學方法本質教學目標 需
求 性
第一次 第二次 第三次
圖4-4-2國中階段科學方法本質教學目標之需求性長條圖
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
M-3-1 M-3-2 M-3-3 M-3-4 M-3-5 M-3-6 M-3-7 M-3-8 M-3-9
科學方法本質教學目標 需
求 性
第一次 第二次 第三次
二、『科學知識本質』(K)
小學階段從圖 4-4-3 及表 4-4-2 可以看出，K-3-3、K-3-6、K-3-9 三個項 目的平均數約略上升且標準差降低，顯示小學專家教師對三個項目的需求性 漸趨一致。K-3-4、K-3-8、K-3-11 三項的平均數三次均小於 4，前兩個項目 第一次的標準差甚至大於 1，然第三次的標準差均小於第一次的標準差，可 顯示出專家教師對此三項目在小學教學的需求性低之看法，也較有共識。
『科學知識本質』在小學階段需要教授的教學目標，根據第三次問卷符 合平均數大於 4 及標準差小於 1 的共有八個項目：K-3-1 讓學生了解科學知 識具有暫時性，並非恆久不變。K-3-2 讓學生了解科學知識或理論的產生，
並非完全依賴觀察。K-3-3 讓學生了解科學的目標之一是對於自然現象提出 解釋。K-3-5 讓學生了解新的科學知識應該經由公開、清楚的發表，並接受 科學社群的檢驗。﹝「科學社群」的說明：泛指關係緊密、同工作團體或同 領域之科學家。﹞K-3-6 讓學生了解科學知識的產生與發展有賴於人類的想 像 力 和 創 造 力 … … 等 等 。 K-3-7 讓 學 生 了 解 科 學 具 有 「 漸 進 演 化 (Evolutionary)」與「革命替代 (Revolutionary)」的特徵。 (例如，從認為光是 波動或是粒子，經過長期的研究討論，漸進修正至光具有波粒二向性的看 法，屬於「漸進演化」的特徵；氧化學說代替了長久以來的燃素論，屬於「革 命替代」特徵。) K-3-9 讓學生了解科學知識的「可複製性」及「可驗證性」。 (例如，科學家們必須能夠重複做出其他科學家所做出的實驗；且證據是由 觀察及實驗而來，必須可由其他科學家們重覆來驗證。) K-3-10 讓學生了解 科學知識的「實徵性」(Empirical)。(「實徵性」的說明：科學知識的產生需 要經過試驗的階段，所以學生對自然現象能提出個人的看法或想法，並能利 用科學方法來查核。)
國中階段從圖 4-4-4 及表 4-4-2 可以看出，K-3-1 三次的平均數均為 5，
顯示國中專家教師對此項目列入教學目標的需求性看法一致。在 K-3-5、
K-3-6、K-3-9 三個項目三次的平均數均約略上升且標準差降低，顯示國中專
家教師對三個項目的需求性漸趨一致。在 K-3-4、K-3-8、K-3-7、K-3-11 四 項的平均數三次均小於 4，後兩個項目第一次的標準差甚至大於 1，然第三 次的標準差均小於第一次的標準差，可顯示出專家教師對此四項目在國中教 學的需求性低之看法，也較有共識。另外，K-3-2 的平均數雖然大於 4，前 兩次的標準差也小於 1，但在第三次的標準差卻大於 1，顯示專家教師對此 項目尚存有爭議。因為第三次的問卷回收後，J02 教師針對 K-3-2 並無勾選，
且在下方加註修改敘述，(觀察是了解科學知識或理論產生的重要方法之
一)，這部分的意見與他第二次提出時的意見相似，因此研究者透過 E-mail
向專家教師說明未做修正的原因，包含文獻原義及強調「觀察是重要的方法」應屬於科學方法本質的範疇，並請他勾選其看法，回信時，他也提出此項目 的疑慮：
在國中階段教學中，我們最常忽略了就是「科學知識」是可以 由「觀察」來獲得的。也就是說「讓學生了解科學知識或理論的產 生，並非完全依賴觀察。」這句話，用在我們實際教學現場其實是
「讓學生了解科學知識或理論的產生，很少依賴學生自主觀察去獲 得。」(J02, E-mail 回函)
從專家教師實務性的考量來看，這樣的教學目標項目，落實在實際的國中階 段教學，可能會被教師們誤解，也可能會誤導實驗課程的方向，因此此項目 的需求性仍有所爭議。
『科學知識本質』在國中階段需要教授的教學目標，根據第三次問卷符 合平均數大於 4 及標準差小於 1 的，包含六個項目：K-3-1 讓學生了解科學 知識具有暫時性，並非恆久不變。K-3-3 讓學生了解科學的目標之一是對於 自然現象提出解釋。K-3-5 讓學生了解新的科學知識應該經由公開、清楚的 發表，並接受科學社群的檢驗。﹝「科學社群」的說明：泛指關係緊密、同 工作團體或同領域之科學家。﹞K-3-6 讓學生了解科學知識的產生與發展有
賴於人類的想像力和創造力……等等。K-3-9 讓學生了解科學知識的「可複 製性」及「可驗證性」。(例如，科學家們必須能夠重複做出其他科學家所做 出的實驗；且證據是由觀察及實驗而來，必須可由其他科學家們重覆來驗證。) K-3-10 讓學生了解科學知識的「實徵性」(Empirical)。(「實徵性」的 說明：
科學知識的產生需要經過試驗的階段，所以學生對自然現象能提出個人的看
第一次 第二次 第三次
圖4-4-3小學階段科學知識本質教學目標之需求性長條圖
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
K-3-1 K-3-2 K-3-3 K-3-4 K-3-5 K-3-6 K-3-7 K-3-8 K-3-9 K-3-10 K-3-11
科學知識本質教學目標 需
求 性
第一次 第二次 第三次
圖4-4-4國中階段科學知識本質教學目標之需求性長條圖
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
K-3-1 K-3-2 K-3-3 K-3-4 K-3-5 K-3-6 K-3-7 K-3-8 K-3-9 K-3-10 K-3-11
科學知識本質教學目標 需
求 性
第一次 第二次 第三次
三、『科學事業本質』(E)
小學階段從圖 4-4-5 及表 4-4-3 可以看出，E-3-2、E-3-3、E-3-5、E-3-6、
E-3-7 五個項目的平均數約略上升且標準差降低，顯示小學專家教師對五個 項目的需求性漸趨一致。
『科學事業本質』在小學階段需要教授的教學目標，根據第三次問卷符 合平均數大於 4 及標準差小於 1 的共有八個項目：E-3-1 讓學生了解科學是 社會傳統與人類文化的一部份。E-3-2 讓學生了解科學、科技與社會發展是 會相互影響。E-3-3 讓學生了解不同文化背景與行業的人們對於科學都有貢 獻。E-3-4 讓學生了解科學家需要以完整的方式保存紀錄，並讓同儕檢驗。
E-3-5 讓學生了解科學的觀點(Scientific ideas)是會受到社會環境和文化背景 的影響。E-3-6 讓學生了解科學家選擇研究主題和方法時，會受到社會價值 和科學社群的影響。E-3-7 讓學生了解有關科學的爭議需要透過科學家們共 同討論與溝通，來獲得解決。E-3-8 讓學生了解社會上有關科學或科技問題 的決策，可以經由社會大眾共同決定。
國中階段從圖 4-4-6 及表 4-4-3 可以看出，在 E-3-2、E-3-3、E-3-7 三個 項目三次的平均數均約略上升且標準差降低，顯示國中專家教師對三個項目 的需求性漸趨一致。在 E-3-8 的平均數三次均小於 4，前兩次的標準差大於 1，然第三次的標準差小於 1，可顯示出專家教師對此項目在國中教學的需 求性低之看法，也有共識。
『科學事業本質』在國中階段需要教授的教學目標，根據第三次問卷符 合平均數大於 4 及標準差小於 1 的，包含七個項目：E-3-1 讓學生了解科學 是社會傳統與人類文化的一部份。E-3-2 讓學生了解科學、科技與社會發展
『科學事業本質』在國中階段需要教授的教學目標，根據第三次問卷符 合平均數大於 4 及標準差小於 1 的，包含七個項目：E-3-1 讓學生了解科學 是社會傳統與人類文化的一部份。E-3-2 讓學生了解科學、科技與社會發展