解釋融貫性分析

本節探討受訪者之「解釋融貫性」，在四個實驗當中，由於 POE2 所包 含的概念較為複雜，除了表面張力外還牽涉到浮力，而 POE1、 POE3、

POE4 中，兩個實驗間只改變一個變因（POE1 vs. POE3、POE1 vs. POE4 及 POE3 vs. POE4 三組），因此本研究探討這三組實驗之間受訪者所提出的 科學解釋是否符合「解釋融貫性」，也就是每個實驗的解釋之間是否能相 互扶持，另外，再分析「解釋能力」與「解釋融貫性」之關係，以及不同 背景受訪者之「解釋融貫性」。

一、「解釋融貫性」分析 (一) 解釋用語分析

為分析受訪者之解釋融貫性，首先歸納 POE1、 POE3、POE4 這三個 實驗中，最主要的解釋用語，分析結果整理為表 4-3-1。由表 4-3-1 可發現，

POE1、 POE3、POE4 中，以「擴散」來解釋現象者最多，使用其他專有

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名詞包括了：表面張力、內聚力、反作用力、親水性…等。統計使用「擴 散」或「張力擴散」來解釋現象者最多，共使用了十八次，其次為「表面 張力」或「內聚力」，共十二次，而排名第三的是「親水性」，共有五次。

以「擴散」解釋者，具有「融貫性」的次數較高，共有 7 次；而共有 九位受訪者提出「表面張力」的解釋，其中有兩人（S14、S19）在三組實 驗之解釋皆具融貫性，其解釋能力分別為 1.75（S14）和 2.75（S19），由 其是 S19 受訪者，三個實驗都是以「表面張力」的概念來做解釋。

分析「POE1 vs. POE3」、「POE1 vs. POE4」及「POE3 vs. POE4」這三 組實驗之間的融貫性，結果發現「POE1 vs. POE3」解釋融貫次數最多，共 有 10 次，其次是「POE3 vs. POE4」有 5 次，「POE1 vs. POE4」則有 2 次。

此外，只有一位受訪者在三個實驗間的解釋都有融貫性（S19），其中，三 個實驗都以「表面張力」來解釋。

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分析「POE1 vs. POE3」、「POE1 vs. POE4」及「POE3 vs. POE4」這三 組實驗的相關性，分析結果以表 4-3-2 呈現。由表 4-3-1 可知，「POE1 vs.

POE3」解釋融貫者最多，共有十位，此組實驗具有解釋融貫性的受訪者分 別採用了以下觀點來解釋：洗碗精和水排斥（一位）、洗碗精的排水性（一 位）、擴散（三位）、張力擴散（一位）、破壞鍵結（一位）、親水性（一位）、

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表面張力（一位）、濃度（一位）；其次是「POE3 vs. POE4」，有五位，此 組實驗具有解釋融貫性的受訪者分別採用了擴散(三位)、親水或親油端（一

N05、N10 S11、S12 S13、S16 S17、S18 S19、S20

S14、S19

N02、N04 N06、N08 S19

N01、N03 N07、N09 S15

小記 10 2 5 5

二、「解釋融貫性」與「解釋能力」之相關性

探討受訪者「解釋融貫性」與「解釋能力」之相關性，由表 4-3-3 可 知，在「POE1 vs. POE3」、「POE1 vs. POE4」及「POE3 vs. POE4」中，只 有一位學生(S19)這「三組實驗的解釋都有融貫性」，其解釋能力分數為 2.75，

高於全體平均 1.35，也是全體受訪者解釋能力分數最高的；「一組實驗間 具有融貫性」者，共有十四位，其中有七位的解釋能力高於全體平均 1.35，

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七位低於全體平均；「沒有融貫性」者，共有五位，有二位(N09、S15)解釋 能力分數分別為 1.38(N09)、1.50(S15)，高於全體平均 1.35。由以上結果可 知，受訪者的「解釋融貫性」與「解釋能力」，並沒有一定的相關性。

表 4-3-3 解釋融貫性組數和解釋能力表現情形

解釋能力分數

大於平均(人次) 小於平均(人次) 總計

3 組 1 0 1

2 組 0 0 0

1 組 7 7 14

0 組 2 3 5

三、不同背景受訪者之「解釋融貫性」分析

比較不同背景受訪者之「解釋融貫性」，由表 4-3-1 可知：十位理工背 景大學生當中，三個實驗皆無融貫性的只有一位(S15)，佔理工背景受訪者 的 10%；而十位非理工背景大學生中，三個實驗皆無融貫性的只有四位 (N01、N03、N07、N09)，佔非理工背景受訪者的 40%。在表 4-3-4 統整了 不同背景受訪者融貫性之分析結果：理工背景受訪者在「POE1 vs. POE3」

中具融貫性人數比例最高，共有八位(80%)，非理工背景受訪者在「POE3 vs.

POE4」中具融貫性人數比例最高，共有四位(40%)；而具融貫性人數比例 最低的，理工背景受訪者發生在「POE3 vs. POE4」，具融貫性者只有一位 (10%)，非理工背景受訪者則發生在「POE1 vs. POE4」，完全無受訪者具融 貫性。

在「POE1 vs. POE3」中，理工背景受訪者具融貫性者有八位(80%)，

非理工背景受訪者有二位(20%)；在「POE1 vs. POE4」當中具融貫性者，

理工背景受訪者有二位(20%)，非理工背景當中則無受訪者具融貫性；而 在「POE3 vs. POE4」中，理工背景受訪者具融貫性者有一位(10%)，非理 工背景有四位(40%)，這也是三組當中唯一一組，非理工背景融貫性人數

具融貫性組數

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高於理工背景受訪者；在整體融貫性中，理工背景具融貫性者共有十一位 (36.7%)，非理工背景共有六位(20%)，由此可見，理工背景受訪者之解釋 融貫性表現較非理工背景受訪者佳。而三組實驗中，除了「POE1 vs. POE3」

理工背景受訪者的融貫性大於 50% (80%)，其餘的融貫性皆小於 50%，顯 示全體受訪者的解釋融貫性不高。

表 4-3-4 不同背景受訪者之解釋融貫性表現

背景 理工 非理工

融貫性表現 融貫 不融貫 融貫 不融貫

POE1 vs. POE3 8 位(80%) 2 位(20%) 2 位(20%) 8 位(80%) POE1 vs. POE4 2 位(20%) 8 位(80%) 0 位(0%) 10 位(100%) POE3 vs. POE4 1 位(10%) 9 位(90%) 4 位(40%) 6 位(60%)

合計 11 位(36.7%) 19 位(63.3%) 6 位(20%) 24 位(80%)

四、S-POE 相關研究結果之討論

在過去數篇有關 S-POE 的研究當中，有兩篇關於理工與非理工學系大 學生之相關研究結果，值得在本研究中詳加討論，其中第一篇是以「大氣 壓力與表面張力」為例（劉月智，2007），對於大學生之科學解釋的研究；

第二篇同樣是以「大氣壓力與表面張力」為例（許良榮、羅佩娟，2009），

探究大學生的科學解釋能力。

劉月智（2007）研究結果中發現，理工與非理工背景大學生對於「大 氣壓力」與「表面張力」所提出的解釋多為描述現象，並非因果關係的解 釋，以不完整、不恰當的解釋居多，因此，大學生的科學解釋能力不佳，

有待加強。而在本研究中，有關解釋能力的分析結果為 P 階段與 E 階段的 解釋能力平均分數都在 2 分以下，皆未達「提出正確理由但解釋不完整」

水準。從劉月智（2007）的結果可得知，學生的解釋多不具有因果關係，

只重於描述現象，如同本實驗當中，可提出正確理由，但是對於現象的解

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釋則是不完整的。由此可見，大學生之科學解釋能力，在經過數年後仍無 提升的現象。

而許良榮、羅佩娟（2009）的研究結論則是提出，理工與非理工背景 學生對於相似的科學概念無法區分清楚（例如水壓、重力），在運用科學 語詞進行解釋時，不易以合乎邏輯的科學思維，將現象的因與果互相關連 起來，導致無法將其概念持續應用到不同的實驗情境中，呈現出「情境相 依」的情形。這與本研究中解釋融貫性之分析結果極為類似，本研究受訪 大學生對於現象的解釋，即使實驗間有著相關聯的變因，受訪者對於不同 的實驗情境仍會提出不同的解釋。

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