自然觀察智能、仿生設計能力之立即效果與延宕效果

為了解三組大學生在自然觀察智能與仿生設計能力的立即效果與延宕效果，分 別於學生接受實驗課程教學之前與之後、以及課程結束經過一個月後，針對三組 學生以「自然觀察智能」與「仿生設計能力」進行施測。以三組之前測分數為共 變量，進行獨立樣本單因子共變數分析，考驗三組學生於完成實驗後是否有顯著 差異，首先以前測進行迴歸線平行的假設考驗。

如(表 4-7)分析所示，前測進行共變數迴歸係數一致性假定。在「自然觀察智能」

(F(2,105)=.60,p=.648)、「仿生設計能力」F(2,105)= 1.248, p=.291)之分量表皆未達 顯著。實驗組與控制組的迴歸線在這個指標斜率均相同，這表示以前測分數作為 共變項是適當的。前測之變異量均未達顯著差異，共變項(前測分數)與依變項(後 測分數)之間的關係，不會因自變項各處理水準的不同而有所差異，表示三組迴歸 線的斜率相同，符合共變數迴歸係數一致性假定，故可以繼續進行共變數分析。

表 4-7 共變數迴歸係數一致性假定分析整理表

變項 平方和 df 平均平方和 F 顯著性 淨相關 Eta 平方 自然觀察智能 對比 10.687 2 5.34 .60 .648 .012

誤差 901.533 102 8.839

仿生設計能力 對比 66.662 2 33.331 1.24 .291 .023 誤差 2805.005 105 26.714

如(表 4-8)分析所示，「自然觀察智能」後測(F(2,105)= .808, p=.449, η_p²==.015)、

延宕測(F(2,105)=15.30, p＜.001, η_p²=0.231)。「仿生設計能力」後測 F(2,105)= 68.26,

p＜.001, η

=0.587)，延宕測 F(2,105)= 45.00, p＜.001,ηp2

=0.447)，在控制了前測(共 變項)的影響後，兩者立即與延宕效果有顯著的統計差異。

自然觀察智能後測之效果量 ηp2＝.015 屬於無效果，延宕測提升到 ηp2＝0.231 仍屬於低度效果。這說明了 1-2 次的戶外自然觀察不能馬上提升大學生的自然觀察 智能。而仿生設計能力後測效果量ηp2＝.587，延宕測為 ηp2＝.447 屬於中度效果。

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127 15.57，高於控制組的調整後平均數 14.41 分，相差 1.16 分(p=.343)，無顯著差異。

而全套式教學組的調整後平均數 18.05 分，與半套式教學組的調整後平均數 15.57 分，相差 2.96 分(p＜.001)。本課程對兩組實驗組大學生的自然觀察智能僅有些微 提升效果。

「仿生設計能力」後測，全套式教學組的調整後平均數 44.34 分，高於控制組 的調整後平均數 28.45 分，相差 15.89 分(p＜.001)。半套式教學組的調整後平均數

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39.64 分，高於控制組的調整後平均數 28.45 分，相差 11.19 分(p＜.001)。而全套式 教學組的調整後平均數 44.34 與半套式教學組的調整後平均數 39.64 相近，相差 4.7 分，兩組有顯著差異。

「仿生設計能力」延宕測，全套式教學組的調整後平均數 40.52 分，高於控制 組的調整後平均數 26.39 分，相差 14.13 分(p＜.001)。半套式教學組的調整後平均 數 32.17 分，高於控制組的調整後平均數 26.39 分，相差 5.78 分(p=.003)。而全套 式教學組的調整後平均數 40.52 分，與半套式教學組的調整後平均數 32.17 分，相 差 8.35 分(p＜.001)。全套式教學組優於半套式教學組並遠優於控制組，本課程對 兩組實驗組大學生在仿生設計能力均有顯著提升。

以上結果顯示，三組大學生在自然觀察智能後測雖有提升，但效果並不明顯。

再從延宕測得知，僅有全套式教學組保持一定的水準，而半套式教學組與控制組 則退步很多。故研究假設 3 無法得到充分的支持。在仿生設計能力，全套式教學 組優於半套式教學組並遠優於控制組，故假設 4 獲得支持。

然而，為何自然觀察智能無法於短期課程的介入後顯著的提升呢?自然觀察智 能的表徵，諸如：能觀察動植物的變化、能照顧及關心動物、能運用想像力在動 植物的觀察上、喜歡生態體驗活動等。但是這些能力並非一蹴可幾，是需要花費 大量的室內與戶外課程時間。自然觀察首要培養學生運用眼(視覺)、耳(聽覺)、鼻(嗅 覺)、口(味覺)、手(觸覺)等五官觀察，然後再透過室內理論課程與室外觀察實作課 程的交替學習，從一開始對大自然的不熟悉，逐漸主動去觀察身邊的自然物種變 化。從二組實驗組的後測與延宕測顯示，自然觀察能力的培養，是需要安排更多 次有意義且有效的戶外教學，一點一滴累積學習經驗，才能奠定良好的觀察基礎。

由此可知，自然觀察智能在短短二次整日的戶外教學比較無法非常顯著的提升則 是可以被理解。這或可能是因為介入之後一個月，學生自學而逐漸提高。因此，

無論是在學校教師的引導，或是在課後跟社團從事生態旅遊、生態調查的活動，

若能引導學生多觀察自然、充實學生的生活經驗，學生的觀察能力應能自然的得

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到提升。

全套式教學組仿生設計能力優於半套式教學組，並遠優於控制組，造成差異可 能的原因是：全套式教學組的學生比半套式教學組的學生，有較充分的時間投入 在仿生案例與仿生設計的歷程報告之中，能夠深入了解生物與仿生產品之間的的 相似性，並將其科學原理類推到產品中來解決問題。在過程中教師也利用在動物 園、阿里磅的教學機會，提供多樣的實例作為刺激或是類推練習，可能對全套式 教學組的學生們產生了正面影響，故仿生設計能力效果較半套式教學組好。

此外，全套式教學組的學生比半套式教學組的學生多了一項仿生產品草圖設計 (實作歷程 B)之報告。研究者以引導式的仿生設計步驟為基礎的教學策略，配合學 生能力的實作歷程 B，在過程中增加了趣味性、活潑性、過程性和可操作性，誘發 了學生的學習動機，因而提升他們自然觀察智能、仿生思考和設計的能力。同時 培養了學生觀察自然、師法自然，以作仿生類比而創造出有價值產品的能力之基 礎。故對全套式教學組的學生們有所助益，使得仿生設計能力效果提升。

根據上述，可以看出控制組在自然觀察智能、仿生設計能力的後測與延宕測分 數，的確停留在與前測分數相仿的情況，並沒有明顯的變化。而在全套式教學組 與半套式教學組，接受實驗教學後，在後測分數皆有進步，但是在過了一個月後 的延宕測分數，皆有微幅下降的現象。雖然如此，但可以明顯的區分出，全套式 教學組的分數仍優於半套式教學組。說明了本研究的實驗教學，參與教學實驗的 大學生在一個月之後的仍保有延宕效果。