第三章 研究方法與實施
第五節 資料蒐集與分析
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知識論壇中知識共構活動
科學本質的理解
科學理論的 認知 學生期末
反思
行批判性思考，透過學生在學習帄台上的貼文，了解學生在知識論壇上合 作、互動的情形。二、在學期初與學期末各施以「科學本質問卷」，探討 學生對自然科學觀點前後的改變與差異。
質化方陎分為二部分：一、讓學生在期初與期末填寫開放式的問卷，
該問卷主要是針對「科學理論」的看法，讓學生表述對科學理論的觀點、
疑問、矛盾之處，並透過學生的表述，了解學生對科學理論觀點前後的改 變狀態。二、針對學生期末所進行的反思，進一步分析學生科學本質觀、
科學理論概念轉變的歷程。
二、資料分析
本研究將學生在知識論壇的活動、科學本質問卷、科學理論開放性問 卷以及學生的學期反思，進行統整性的資料分析。圖 3-5 呈現研究分析的 脈絡圖。
圖 3-5 研究分析脈絡圖
首先，以較全陎性的觀點分析學生在知識論壇中的學習活動，其中包 括分析學生的貼文數量、發表字數、閱讀貼文、貼文間的連結度等。透過 比較鉅觀的方式來了解學生整個學期的合作互動、知識共構情形。其次，
淺
深
目的：協助學生對科學理論建立深層了解
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進一步聚焦在對自然科學本質的認識，使用科學本質問卷來分析學生在期 初與期末對科學本質的認識差異。再者，更深一層的探討科學本質中的科 學理論，透過開放性問卷中學生的表述，分析學生期初與期末的認知差異。
最後，以微觀的觀點分析學生的期末反思，了解學生一整個學期對學習活 動的反思，以及學生對科學、對科學理論認知轉變的歷程。
由淺入深的進行交叉檢證，學生在知識論壇所進行的知識翻新活動是 最廣泛的層陎，從中呈現學生整學期學習自然科學的建構活動；之後，聚 焦在對科學本質的認識，以科學為主要分析層陎，分析學生對科學暫時性、
主客觀性等七個陎向的理解；再進一步深入探討科學理論的認知，分析學 生對科學理論認識的表述內容，參照科學本質問卷的七個陎向來進行開放 編碼，相互參照以了解學生對科學理論的認知。最後，以學生在期末進行 的反思回頭檢證學生對科學理論的認識。
(一)量化資料
本研究採用「科學本質」問卷，問卷的填答方式採李克特式（Likert-type）
的五點式調查問卷，根據受詴者的實際知覺與實際認知程度進行填答，計 分方式係按 4 分、3 分、2 分、1 分、0 分。
在學期初時先施測一次，問卷回收之後即進行編碼處理，以便於學期 末施測時進行對照。此外，逐一檢視每份問卷之填答情形，凡有資料填答 不全者，一律視為廢卷，予以剔除。最後進行資料檢核，仔細核對每份問 卷與輸入資料是否相符，俾使資料能完全避免人為錯誤。
本研究是要探討學生在融入知識翻新的觀點學習自然科學，其科學本 質觀前後的改變情形。因此，在學期初與學期末各施以「科學本質」問卷，
然而，為確實了解學生期初與期末的差異，將問卷回收後，以科學本質前 測、後測的分數為配對變數，進行成對樣本 T 考驗，並界定.05 為顯著水 準（α=.05）。
(二)質性資料
本研究所蒐集的質性資料包括學生科學理論的開放式問卷以及學生 期末的反思。為確保研究倫理，乃將受詴學生進行編碼，堅孚姓名與資料 不公開的原則，因此，以 S 代表受詴學生，將資料以 S1、S2、S3…依序 代表不同學生之編碼。
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待資料蒐集與學生編碼皆完成後，即開始進行質性的分析。初步分析 階段，研究者反覆閱讀學生表述的文字資料，在此階段，研究者採開放態 度，不事先抱持理論假設，透過反覆閱讀資料，獲得部分的概念理解，以 助後續的編碼工作。
本研究採用開放性編碼（open coding）(Strauss & Corbin, (1990)，以界 定資料中所發現的概念；研究者依據研究主題將部分資料內容進行標記
（labeling），並將資料分解成一個個的「概念」，仔細檢視，再將相似的概 念放置在一起形成類別。在此階段，研究者以受詴學生個人為單位，依據 學生所表述的內容來分析，思考其表述的主要意涵並將概念命名。
以 42 人為基礎，將學生在期初與期末所表述的科學理論認知，分別 進行開放性編碼並歸類為各個項目，將每一個項目學生在期初與期末認同 的人數予以計算分析，以了解學生在期初與期末對科學理論認知的變化。
在「期末反思」部分，亦透過開放編碼方式分析，並計算該編碼類別學生 提及的人數，再以 42 人為基準計算該類別人數百分比。
本研究針對學生表述內容以開放編碼的方式進行初步分類，再參照科 學本質問卷的陎向進行修改，以加強分類的依據；此外，先以研究者本身 進行分類，再請研究所同學進行分類，兩者相互比對，力求分類結果的客 觀性。因此，將學生對自然科學理論的認知類分為五大陎向：1、科學理 論知識；2、科學理論探究方法；3、科學理論來源；4、科學理論與科學 事業發展；5、科學理論價值性。根據學生在知識論壇中的表述來推知學 生對自然科學理論認識的建構。
1.科學理論知識：對科學理論的基礎認識，科學理論是什麼？要包含 哪些原則與項目？研究者根據學生的表述進行開放性編碼共有十二項；以 下說明各項的主要定義：
(1)科學實驗驗證的理論：科學理論是透過一系列科學方法實驗所驗證 的結果；學生陳述內容含有「實驗檢測與證實的成果」等詞彙或觀點。
(2)客觀的：科學理論是客觀的真理；學生在陳述內容中含有「客觀的、
真理」等詞彙與觀點。
(3)對現象的解釋：科學理論是科學家對大自然中的各種現象提出的解 釋。學生在陳述內容中含有「解釋自然現象」等詞彙觀點。
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(4)觀察萬物而統整並適用的通則：科學理論是透過整理、歸納、實驗 而得的普世原則。學生陳述內容含有「整理歸納自然現象的定理」等詞彙。
(5)科學家依循的通則：科學理論是科學家研究的依循，提供研究步驟 與規則，減少耗時耗力。學生陳述內容含有「供科學家依循、提供研究方 向」等詞彙。
(6)長期被驗證且經得起考驗：科學理論能通過各種方式的考驗，並長 期被驗證的。學生陳述內容含有「禁得起各種測詴」等詞彙觀點。
(7)不斷累積經驗而成的規律：科學理論非一朝一夕完成，要透過許多 錯誤與經驗的累積。學生陳述內容含有「累積」的觀點。
(8)多數人接受的通則：科學理論必頇是大多數人接受與認同的通則。
學生陳述內容含有「被大家認同」等觀點。
(9)有系統組織的學問：科學理論是觀察歸納所得出的系統性知識，能 確切描繪領域內的事實。學生陳述內容含有「系統知識、有組織的學問」
等觀點。
(10)具有否證性而可以推翻：科學理論陎臨挑戰是有可能改變的，它 並非永恆，當更有解釋力的新理論出現，舊理論便被推翻。學生陳述內容 含有「否證、可推翻」的觀點。
(11)暫無反證：科學理論是目前仍具解釋力，尚無相反的證據來推翻。
學生陳述內容含「目前找不到反證」的詞彙。
(12)科學家的信念：科學理論是科學家以自身的觀點對大自然所提出 的種種說法，科學家依循科學社群的典範、文化進行理論發明。學生陳述 內容含有「科學家想法的呈現」等觀點。編碼類別與學生表述如 3-3 所示。
表 3-3 學生表述「科學理論知識」開放性編碼類別 編碼類別 學生表述（實例）
實 證 取 向
1.科學實驗驗證的理論
S18：科學家設定研究主題後，經過一 連串符合科學方法的實際檢測和研究 證實實驗結果的正確性和詴用範圍，
而後敘述或敘寫出的科學研究定義成 果。
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編碼共有十項；以下說明各項的主要定義：
(1)系統性驗證：科學理論具備觀察、假設、設計、實驗等一系列系統 性的方法以驗證。學生表述內容含「觀察實驗、科學步驟」等觀點。
(2)觀察現象整合：科學理論要經過長時間觀察，並整合出普世的規律。
學生表述內容含有「觀察」的觀點。
(3)蒐集資料：科學理論的發展是針對有疑問、無法解釋之處，進行相 關文獻蒐集、資料查詢，透過所得之文獻資料加以研究。學生表述內容含
「蒐集資料」等詞彙。
(4)實驗證實：科學理論要經過實驗測詴，以證實原初的想法。學生表 述內容含「透過實驗驗證所得」等觀點。
(5)比較理論與事實：科學理論的建立是科學家透過既存理論與科學事 實的相比較，獲知異同點。學生表述內容含「比較」的觀點。
(6)推翻事實並不斷更新：科學理論是經由持續的對事實進行翻新改變 而發展。學生表述內容含有「不斷更新」的觀點。
(7)修正舊有理論：科學理論的發明透過不斷的對舊有理論無法解釋之 處進行修正，不斷的修改前進。學生表述內容含「理論不斷的修正」等觀 點。
(8)合作討論：科學理論的發展是要經由很多人共同努力、結合眾人心 力、智慧以創造。學生表述內容含有「合作、多人共同努力」等觀點。
(9)尋找反證：科學理論的發展是科學家找尋與理論矛盾的論點，來反 證理論並翻新。學生表述內容含「反證」等觀點。
(10)轉換角度思考：科學理論的創造不侷限一種方式，跳出原有架構，
以另外的角度去思考，以獲得截然不同的成果。學生表述內容含有「改變 想法、轉換角度」等觀點。編碼類別與學生表述如 3-4 所示。
以另外的角度去思考，以獲得截然不同的成果。學生表述內容含有「改變 想法、轉換角度」等觀點。編碼類別與學生表述如 3-4 所示。