綜合討論

根據以上三節的資料分析，了解各專家學者對於「科學本質與科學史」

在中小學科學教學之需求性在各次問卷的答題情形。本節將分別就科學方 法本質、科學知識本質、科學事業本質和科學史教學四個向度，綜合比較 分析第一次、第二次與第三次問卷各項目之平均數、標準差及眾數。

依據張豔華(2002)與 Osborne 等人 (2003)做大慧調查研究所提出，研 究最後選取平均數達到 4 以上，表示該項目需求性夠高;標準差小於 1 表 示專家對該項目具有高度共識，以形成本研究之「中小學科學教學所需教 導之科學本質與科學史」。

一、科學本質(A)

(一)科學方法本質(A-1)

從第一次到第三次問卷專家學者對「科學方法本質」之平均數、標準 差及眾數比較如表 4-29，專家在三次問卷中對三個學習階段「科學方法本 質」教學目標之平均數比較分別見圖 4-1、圖 4-2 與圖 4-3。

在「小學階段」，第三次問卷中只選取了平均數≧3.5 或眾數為 5 的項 目「A-1-1 讓學生了解『做科學或科學探究』並非只有單一的方法。」、「A-1-4 讓學生了解研究的過程應包含問問題和解決問題的過程。」與「A-1-9 讓 學生了解科學家常使用的科學方法(例，歸納法、演繹法…等)」此三項的 平均數呈現提高與標準差降低。A-1-1 與 A-1-4 兩項教學目標於第三次問 卷時平均數達到 4 以上，且標準差小於 1。而 A-1-9 在第三次問卷中平均 數仍未達到 4 以上，且標準差仍大於 1，顯示專家對此項目在小學階段是 否需要教學仍有爭議。除此之外，A-1-2、A-1-5、A-1-6、A-1-7、A-1-8 與 A-1-10 六項在第二次問卷的平均數皆小於 3.5；標準差大於 1，雖然專 家未達共識，但平均數小於 3.5，因而不列入第三次問卷調查，但其中 A-1-8 是根據專家意見予以刪除。而 A-1-3 在第二次問卷的平均數降低為 2.15；

標準差降低為 .88，顯示專家對於此項教學目標不需在小學進行教學達到 某種程度的共識。經過三回合的大慧問卷調查，小學階段滿足平均數達到 4 以上且標準差小於 1 的科學方法本質項目: 「A-1-1 讓學生了解『做科 學或科學探究』並非只有單一的方法。」和「A-1-4 讓學生了解研究的過 程應包含問問題和解決問題的過程。」共計兩項。

在「國中階段」，「A-1-1 讓學生了解『做科學或科學探究』並非只有 單一的方法。」、「A-1-2 讓學生了解科學研究中「觀察是經由理論引導與 詮釋」。」、「A-1-4 讓學生了解研究的過程應包含問問題和解決問題的過程

。」、「A-1-5 讓學生了解『數學』在科學探究中的重要性。」、「A-1-9 讓 學生了解科學家常使用的科學方法(例，歸納法、演繹法…等)」與「A-1-10 讓學生了解科學方法的侷限性。」六項的平均數提高、標準差降低。「A-1 -7 讓學生了解科學方法的客觀性。(如，科學方法的可檢驗性)」平均數 降低為 4.30、標準差降低至 .57。而 A-1-3 與 A-1-6 兩項呈現平均數降低、

標準差降低，兩項的平均數最後仍小於 4，顯示專家對於降低此兩項在國 中階段教學之需求性意見頗為一致。經過三回合的大慧問卷調查，國中階 段滿足平均數達到 4 以上且標準差小於 1 的科學方法本質項目:A-1-1、A-1 -2、A-1-4、A-1-5、A-1-7、A-1-9 與 A-1-10，共計七項。

在「高中階段」，從第一次問卷到第三次的問卷調查中，「A-1-1 讓學 生了解『做科學或科學探究』並非只有單一的方法。」、「A-1-4 讓學生了 解研究的過程應包含問問題和解決問題的過程。」與「A-1-5 讓學生了解

『數學』在科學探究中的重要性。」三項的平均數與標準差皆沒有改變，

平均數皆達 4 以上且標準差小於 1。而 A-1-2、A-1-3、A-1-6、A-1-7、A-1-9 與 A-1-10 六項的平均數呈現提高（大於 4）、標準差降低（小於 1）。經過 三回合的大慧問卷調查，高中階段滿足平均數達到 4 以上且標準差小於 1 的科學方法本質項目: A-1-1、-A-1-2、A-1-3、A-1-4、A-1-5、A-1-6、

表 4-29 第一∼三次大慧問卷「科學方法本質」之結果分析表

A-1-10

A-1-10

科學知識應該經由公開、清楚的發表，並接受檢驗。」、「A-2-6 讓學生了 標準差小於 1 的科學知識本質項目有:A-2-3、A-2-5A-2-6、A-2-10 與 A-2-11 共計五項。

★ 高中 4.56 .78 5 4.65 .75 5 4.65 .75 5 -1、A-2-2、A-2-3、A-2-5、A-2-6、A-2-9、A-2-10 與 A-2-11，共計八項。

在「高中階段」，科學知識教學目標 A-2-2、A-2-3、A-2-4、A-2-5、A-2-6、 於 1 的科學知識本質項目有: :A-2-1、A-2-2、A-2-3、A-2-4、A-2-5、A-2-6、

A-2-11

A-2-7、A-2-8、A-2-9、A-2-10 與 A-2-11，共計十一項。

滿足平均數在 4.0 以上且標準差小於 1 的科學知識本質教學目標，「小

A-2-11

與 A-3-7 三項的平均數呈現先降低再提高，但仍未達到 4 以上，標準差呈 現降低，其中 A-3-7 標準差仍大於 1。經過三回合的大慧問卷調查，小學 階段滿足平均數達到 4 以上且標準差小於 1 的科學事業本質項目有:A-3-3 與 A-3-4 共計兩項。

在「國中階段」，第一次問卷中平均數在 4.0 以上的項目中「A-3-2 讓 學生了解科學、社會與科技會相互影響。」、「A-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。」、「A-3-4 讓學生了解科學家需要 正確的保存紀錄，並讓同儕檢驗。」、「A-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。」與「A-3-8 讓學生了 解社會上有關科學或科技的決策問題，可以經由社會大眾共同決定。」此 五項呈現平均數提高且標準差降低。而 A-3-6 與 A-3-9 兩項最後平均數仍 小於 4，標準差小於 1，顯示專家認為此兩項在國中教學的需求性不高，

且達到某種程度的共識。經過三回合的大慧問卷調查，國中階段滿足平均 數達到 4 以上且標準差小於 1 的科學事業本質項目有:A-3-1、A-3-2、

A-3-3、A-3-4、A-3-5、A-3-7 與 A-3-8，共計七項。

在「高中階段」，三次問卷調查所有科學事業本質教學目標呈現平均 數提高（大於 4）且標準差降低（小於 1）。但其中「A-3-9 讓學生了解『實 證論』可能是不恰當的科學本質觀。」雖然第三次問卷平均數提高到 4.0，

但是標準差為仍大於 1，可見專家對此教學目標的需求性意見仍有分歧。

經過三回合的大慧問卷調查，高中階段滿足平均數達到 4 以上且標準差小 於 1 的科學事業本質項目有:A-3-1、A-3-2、A-3-3、A-3-4、A-3-5、A-3-6、

A-3-7 與 A-3-8，共計八項。

滿足平均數在 4.0 以上且標準差小於 1 的科學事業本質教學目標，「小 學階段」共計兩項;「國中階段」共計七項; 「高中階段」共計八項。可 見隨著學習階段的成長，專家學者認為所需教導的科學知識本質愈多。

表 4-31 第一∼三次大慧問卷「科學事業本質」之結果分析表

A-3-9

A-3-9

且標準差降低，其中 B-2-2 雖然在第三次問卷平均數提高至 4.10，但是標 準差仍大於 1。而 B-2-6 與 B-2-10 兩項的平均數雖然提高，仍在 4.0 以下，

標準差仍大於 1，顯示專家意見雖漸趨一致卻仍未達共識。「B-2-1 科學家 的生平事蹟。」雖然三次的問卷調查平均數皆在 4.0 以上，最後標準差仍 是大於 1，顯示專家學者對此項科學史內容在小學階段的需求性意見仍有 分歧。B-2-3、B-2-4、B-2-5、B-2-7 與 B-2-8 五項科學史內容在第一、二 次問卷時呈現平均數降低且標準差降低，但標準差仍大於 1，由於在第二 次問卷此五項平均數皆在 3.5 以下，因此不列入第三次問卷。此外，B-2-6、

B-2-9 與 B-2-11 也因在第二次問卷時平均數在 3.5 以下而被刪除。經過三 回合的大慧問卷調查，研究發現在小學階段沒有科學史教學內容項目滿足 平均數達到 4 以上且標準差小於 1，顯示專家學者對於小學需教導哪些科 學史內容未達共識。

在「國中階段」，「B-2-2 科學家如何推理或說明自然現象。」、「B-2-3 科學家如何歸納整理實驗或現象資料。」、「B-2-4 科學家的研究或實驗紀 錄手稿。」、「B-2-5 科學家之間的爭論或辯論。」、「B-2-8 描述『科學』

與『宗教』之間曾經發生的衝突。」與「B-2-11 科學家的人格特質與思考。」

六項科學史內容呈現平均數提高且標準差降低，但是其中 B-2-5、B-2-8 的平均數仍在 4 以下。「B-2-1 科學家的生平事蹟。」在三次的問卷調查 平均數皆為 4.30，但標準差降低，顯示專家意見趨向一致。而「B-2-6 教 材中呈現科學家所使用的儀器、實驗器材等圖片。」在第一次問卷時平均 數為 4.0，但是在第二、三次問卷降低為 3.90，且標準差也降低，可見專 家對於降低其需求性有某種程度共識。經過三回合的大慧問卷調查，滿足 平均數達到 4 以上且標準差小於 1 的科學史內容項目有:B-2-1、B-2-2、

B-2-3、B-2-10 與 B-2-11，共計五項。

第一次問卷 第二次問卷 第三次問卷

註 2：a 表示最後一次調查平均數達到 4 以上；標準差大於 1 的項目 註 3：b 表示最後一次調查平均數小於 4；標準差小於 1 的項目 註 4：c 表示最後一次調查平均數小於 4；標準差大於 1 的項目ㄇ

在「高中階段」，B-2-1、B-2-2、B-2-3、B-2-4、B-2-5、B-2-7、B-2-8、

B-2-9 與 B-2-11 九項科學史內容呈現平均數提高(大於 4)且標準差降低 (小於 1)，其中「B-2-4 科學家的研究或實驗紀錄手稿。」與「B-2-8 描 述『科學』與『宗教』之間曾經發生的衝突。」在第一次問卷時標準差皆 大於 1，經過三次的問卷溝通，皆降低至 1 以下，顯示專家達到某種程度 的共識。而「B-2-6 教材中呈現科學家所使用的儀器、實驗器材等圖片。」

在三次的問卷調查中，平均數亦呈現提高，但標準差沒有改變，皆為 .75。

「B-2-10 介紹科學發明或發現的過程。」的平均數為 4.95;標準差為 .22，

皆沒有改變。經過三回合的大慧問卷調查，滿足平均數達到 4 以上且標準 差小於 1 的科學史內容項目有:B-2-1、B-2-2、B-2-3、B-2-4、B-2-5、B-2-6、

B-2-7、B-2-8、B-2-9、B-2-10、B-2-11 與 B-2-12，共計十二項。

滿足平均數在 4.0 以上且標準差小於 1 的科學史教學內容，「小學階 段」共計 0 項;「國中階段」共計五項; 「高中階段」共計十二項。可見 隨著學習階段的成長，專家學者認為所需教導的科學史內容愈多。

以下分別呈現在「小學」、「國中」與「高中」三個階段，大慧專家學 者在三次問卷的對科學史內容項目的需求性長條圖:

B-2-12

B-2-12

科學家的生平事蹟。」、「B-2-2 科學家如何推理或說明自然現象。」與

「B-2-3 科學家如何歸納整理實驗或現象資料。」三項，認為可以「基本 教材」呈現的專家人數提高至八成；認為「B-2-10 介紹科學發明或發現的 過程。」可以「基本教材」呈現的專家人數提高至七成；而認為「B-2-11 科學家的人格特質與思考。」可以「補充教材」呈現的專家人數則是提高 至 85﹪。其餘科學史內容雖未滿足平均數在 4.0 以上且標準差小於 1，但 B-2-6 與 B-2-7 兩項有提高至七成的專家認為可以「基本教材」呈現。

B-2-4、B-2-5 與 B-2-12 則有六成以上的專家認為可以「補充教材」的方 式呈現。因此，第三次問卷有七成以上的專家認為 B-2-1、B-2-2、B-2-3、

B-2-4、B-2-5 與 B-2-12 則有六成以上的專家認為可以「補充教材」的方 式呈現。因此，第三次問卷有七成以上的專家認為 B-2-1、B-2-2、B-2-3、