資料蒐集與分析

本研究採取質性研究法進行資料的蒐集與分析，蒐集到的資料來源包括 30 位學生個 別晤談之全程錄音資料以及 S-POE 的實驗記錄圖紙，將這些資料進一步整合，再配合相關 的理論研究加以分析歸納，以得到研究結果。

研究者與個別學生所進行之半結構式晤談，全程以數位 MP3 錄音，然後於晤談結束後，

隨即將錄音資料轉錄為文字稿，同時與 S-POE 的實驗記錄圖紙相互結合，註明晤談對象、

時間與地點。

為了資料使用的方便，本研究將晤談資料進行編碼，而基於研究倫理之考量，被晤談 者皆以代號稱之。首先將被晤談者加以編碼，第一碼英文字母代表被晤談者的性別，以 B 代表男生，G 代表女生；第二、三碼代表流水號，例如：【B10】表示被晤談者為編號 10 號 的男生。

質性研究法蒐集到的資料量是相當龐大的（吳芝儀、李奉儒譯，民 88），所以要進行 資料分析前，須將資料先進行分類。因此本研究將所有的晤談資料轉錄、編碼完成後，立 即依據下列的步驟予以分類，以便讓龐大的資料以有系統的方式，進行事後的分析與討論：

1.將所有被晤談者在不同的 POE 實驗呈現的預測結果、預測理由與解釋說明，依照實 驗的不同，予以第一次分類。

2.然後將相同 POE 實驗之所有被晤談者的回答，依照預測的正確與否，以及其對預測 結果提出之理由所涵蓋的不同命題陳述，予以第二次分類。在預測結果方面，研究 者將每位被晤談者對於每個實驗的預測情形與實驗結果比對，若預測正確，則於預 測記錄表上，以「★」表示；如果預測錯誤，則於記錄表上，以「☆」表示。然後 統計所有被晤談者針對每個 POE 實驗之預測正確率所包含的人數及其百分比。至於 在預測理由方面，研究者將所有被晤談者提出之理由內容，依據其所包括的命題陳 述先行分類，也就是說先將預測理由內談及之科學術語提取出來，並依照運用之科

學術語的不同進行分類。然後再將相同之命題陳述（運用相同科學術語）底下的不 同理由說明進行區分，並在預測理由之後註明提出該理由的被晤談者編號，以及使 用該科學術語的被晤談者人數。

3.接著再把相同 POE 實驗之所有被晤談者於解釋階段所提出的科學解釋，根據其不同 的命題陳述，予以第三次分類。其分類的方式與預測理由相同，也就是先將被晤談 者所運用之科學術語的不同來分類，接著再依照相同科學術語，將被晤談者所提出 的不同解釋說明予以區分，並註明提出該解釋的被晤談者編號，以及使用該科學術 語的被晤談者人數。

4.在解釋類型方面，因這五個 POE 皆為科學實驗，所以研究者將被晤談者所提出的解 釋說明為符合科學性之解釋者，稱為科學型的解釋。若是被晤談者所提到的解釋說 明雖然從邏輯觀點出發，卻忽略表面張力之因素，顯得比科學型解釋來得簡化，則 稱為似科學型的解釋。這種解釋類型就如同科學哲學所提到的「似律規則（law-like rules）」一般，可以針對某些類似的現象做出合理的解釋。另外，被晤談者無法解 釋某科學術語的意義，而改以舉例說明的方式來表達其對該術語的認識，這樣的說 明方式與解釋實驗現象無關，因此稱為誤用科學型。如果被晤談者提及的解釋說明 是運用「兩力平衡」的觀點，也就是說利用杯內外力與壓力相等的直接想法，而忽 略真正的數值關係，即稱為直覺型的解釋。並且，研究者還依照 Dagher（1992）研 究國中科學教師在課堂上討論的轉錄稿，所產生 10 種解釋類型：類比的、擬人化 的、功能的、發生論的、機械論的、形上學的、實作的、理性的、套套邏輯的、目 的論的等，總共 14 種解釋類型為參考準則來分析被晤談者提出的解釋說明，而歸 納出這些被晤談者所具有的解釋類型。

5.最後，研究者將每位被晤談者於實驗二提出的解釋說明，分別與他們在實驗三、實 驗四提出的預測結果、預測理由，以及解釋說明列表呈現，亦將所有被晤談者於實 驗三的解釋說明與實驗五提及的預測結果、預測理由，以及解釋說明列表呈現，其

目的在於分析個別學生是否運用同樣的科學概念來支持自己在這幾個相關聯的實 驗活動裡提出的論證與解釋說明，以了解學生的解釋融貫性情形。例如：編號 G13 之學生於實驗二的解釋說明裡談到「水有表面張力」，但在實驗三的預測理由中，

未提出「水壓差異導致表面張力被破壞」，卻預測「水會流出來」，所以該生在實驗 二的解釋與實驗三的預測之間不具有解釋融貫性。而且這位學生於實驗三所提出的 科學解釋並沒有考慮表面張力之因素，因此該生針對實驗二與實驗三所提到的解釋 說明，同樣不具備融貫性。至於分析其他學生提出的預測與解釋說明之間是否合乎 解釋融貫性之要求，即以同樣的方式為之。

質性研究的分析工作是採取歸納方式（Patton,1990/1995），因此，本研究運用的資 料分析方法為「分析歸納法（analytic induction）」。採用此種分析方法所獲得的分析組 型、主題與範疇均來自資料，分析結果是經由資料而形成的，並非是在資料蒐集或分析之 前就強加上去的（Patton,1990/1995）。

在本研究的研究歷程中，研究者將蒐集到的資料進行持續比較與分析的工作，以獲得 初步的詮釋與歸納分析之結果，然後再將此初步成果與研究小組以及指導教授共同討論，

進一步對分析結果進行修正，最後則是在確認過程中，建立出對資料分析的詮釋與結果，

以回應本研究之研究目的，並形成結論。