資料分析

本研究資料共有「科學認識觀問卷」、「學習動機問卷」、「隨堂學習單」，其中「隨 堂學習單」為質性資料，最後分析學生光電效應小考成績和段考成績，各問卷資料分析 方式分述如後。

一、 科學認識觀問卷

科學認識觀問卷共有四個向度，分別為「科學知識的來源」、「知識的確定性」、「科 學知識的發展」、「科學理論的驗證」。「科學知識的來源」項目有5 個，內部一致性信度 (以下均為 Cronbach's Alpha 值)=.799，「知識的確定性」項目有 6 個，內部一致性係數

=.699，「科學知識的發展」項目有 6 個，內部一致性係數=.847，「科學理論的驗證」

項目有9 個，內部一致性係數=.846，以上顯示問卷具有良好的信度。

學生各向度下項目分數加總後平均，即為學生各向度得分。研究將檢測歷史概念組、

概念歷史組、以及對照組的前後測的科學認識觀分數是否有差異，故學生前後測分數，

分別進行相依樣本t 考驗，檢視不同組別學生在不同項目下科學認識觀進步情形。為了 比較歷史概念組、概念歷史組、對照組在後測的表現，研究將以學生前測分數為共變數，

進行MANCOVA，以檢視不同教學類別間是否有所差異，並比較三組學生科學認識觀 的差異。

二、 學習動機問卷

學習動機問卷共有六個向度，分別為「自我效能」、「主動學習策略」、「科學學習價 值」、「表現目標導向」、「成就目標」、「學習環境誘因」以及研究者外加之兩項「對光電 效應單元的看法」。學習動機問卷中，「自我效能」項目有7 項，內部一致性係數=.853，

「主動學習策略」項目有8 項，內部一致性係數=.905，「科學學習價值」項目有 5 項，

內部一致性係數=.823，「表現目標導向」項目有 4 項，內部一致性係數=.829，「成就 目標」項目有5 項，內部一致性係數=.783，「學習環境誘因」有 6 項，內部一致性係 數=.808，以上顯示學習動機問卷具有良好的信度。

學習動機問卷中，學生各向度下項目分數加總後平均，即為學生各向度得分，「對 光電效應單元的看法」則分開處理。研究者將檢測歷史概念組、概念歷史組、對照組的 學習動機得分是否有所差異，故將學習動機問卷前後測進行相依樣本t 考驗，檢視不同 組別在不同項目下的進步情形。進一步為了比較三組學生學習動機問卷後測分數，將前 測作為共變項，進行MANCOVA，以檢視不同教學法學生表現是否有所差異，並分別 比較三組學生的學習動機差異。為了檢視學生「對光電效應單元的看法」是否有所差異，

兩題分別進行ANOVA，檢視不同教學方法的差異，並進行多重比較，比較不同組別的 差異。

三、 隨堂學習單

由於無法預期學生的回答情形，故研究者將依照學生作答制定編碼表，並計算學生 各項選擇人數，為了有利於不同組別間的比較，研究者將比較各項選擇人數的百分比。

第一份問卷共有三個問題，第一個問題「波動說以及微粒說，哪派學說(理論)對你 來說比較有說服力？為什麼？」，本題將分為兩個項目作分析，其一分析學生選擇微粒 說或波動說的人數，再分別分析其選擇原因，有鑑於選擇不同理論的學生可能具有不同 的理由，故本題將依照選擇理論的不同將學生分開，分開分析接受理論的理由。理由的 分類分為「解釋力」、「證據力」、「尋求權威」、「可理解性」、「自身經驗」、「一致性」。「解 釋力」代表學生接受理論的理由是因為理論能解釋較多現象或解釋特定現象，或是因為 該理論無法解釋現象較多或無法解釋特定現象而轉向選擇另一個理論；「證據力」代表 學生認為某理論擁有較有利的實驗證據支持，或某理論缺乏足夠證據支持而轉向另一個 理論；「尋求權威」代表學生認為某理論的代表人物較有名所以具說服力，或因為該理 論是課本的教材，代表學生尋求權威的保證；「可理解性」代表學生選擇的原因是該理 論較容易理解；「自身經驗」代表學生使用自身的經驗或知識推理，找出某理論和推理 結果矛盾的地方；「一致性」代表學生認為理論內的一致性較重要。

第二個問題「依你的看法，接受一個學說(理論)需要什麼條件？哪個條件最重要？」， 將分析學生所認為最重要的條件，本題編碼項目同上一題分為「解釋力」、「證據力」、「尋

求權威」、「可理解性」、「自身經驗」、「一致性」，以利比較差異。「解釋力」代表學生認 為能解釋越多現象越好，或不能解釋的現象越少越好；「證據力」代表學生認為實驗證 據的支持最為重要；「尋求權威」代表學生認為理論提出者的名聲最重要；「可理解性」

代表學生認為最重要的是理論可以被理解；「自身經驗」代表學生認為理論必須符合自 身經驗最為重要；「一致性」代表學生認為理論內的矛盾越少越好。

第三個問題「如果你是科學家，當理論和實驗結果衝突時，你會怎麼做？」本題將 採兩個方向分析，其一分析學生傾向質疑理論或質疑實驗結果或保持中立，當學生只對 理論採取行動表示學生懷疑理論的正確性，當學生只對實驗採取行動，代表學生質疑實 驗，當學生作答情形兩者皆出現，代表學生保持中立；其二分析學生作法，分為「質疑 理論」、「修訂實驗」、「新角度」、「尋求協助」、「找出矛盾」。當學生提到修改理論、質 疑理論時，就屬於「質疑理論」此項；當學生提到重新進行實驗、修改實驗時，就屬於

「修訂實驗」此項；當學生以新角度檢視矛盾處，例如換一個理論、換一個實驗、提出 新理論、進行新的實驗，皆屬於「新角度」此項；當學生提到尋求其他科學家的協助時，

就屬於「尋求協助」此項；當學生只想找出何處矛盾，而無進一步做法時，就屬於「找 出矛盾」此項。第一份學習單編碼表見表3-8

表3- 8 第一份學習單問卷編碼表和說明

第二份學習單包含四個問題，第一個問題「假說一(觸發假說)和假說二(光量子假說)，

哪一個對你來說比較有說服力？為什麼？」本題由兩處分析，其一分析學生選擇觸發假 說或光量子假說的人數，其二分析學生選擇的理由。有鑑於學生選擇不同假說學生可能 依據不同理由，故研究者進一步將學生依照選擇假說的不同分析做法。本題編碼類似於 第一分問卷問題一，分為「解釋力」、「證據力」、「尋求權威」、「可理解性」、「自身經驗」、

「一致性」，並加上「假說來源」此項。「解釋力」代表學生認為該假說能解釋較多現象，

或能較完整解釋光電效應現象；「證據力」代表學生認為該假說為實驗證據支持，或因 實驗證據反對而轉向另一個假說；「尋求權威」代表學生認為該假說提出者較具知名度，

或該假說編排於課本上；「可理解性」代表學生認為該假說容易理解，所以較具說服力；

「自身經驗」代表學生使用自身經驗、知識進行推理，而某假說和學生推理結果矛盾，

而轉向另一個理論；「一致性」代表學生認為某假說的矛盾較少，故具說服力；「理論來 源」代表學生重視假說來源，認為由數學推導的假說較由實驗結果而來的假說具說服 力。

第二題為「科學家用什麼角度理解『光』這個現象？」，本題欲讓學生思考並回想 光電效應歷程中，科學家利用了微粒和波動兩種模型理解「光」，本題分析學生回答微 粒、波動、或微粒和波動。

第三題為「科學家對光電效應的研究發展歷程中，實驗、假說、和學說(理論)之間 有何關係？」本題將由三個角度進行分析，分為「實驗的作用」、「假說的來源」、「理論 的來源」。「實驗的作用」將分析學生認定實驗的功能，包含「驗證功能」和「產生問題 功能」，當學生提到實驗證明，或「假說→實驗→理論」時，即屬於驗證功能；當學生 提到由實驗產生假說，或「實驗→假說」時，即屬於產生問題功能。「假說的來源」將 分析學生認為假說的來源，包含「理論來源」及「實驗來源」，當學生提到理論產生假 說，或「理論→假說」時，即屬於理論來源；當學生提到實驗產生假說，或「實驗→假 說」時，即屬於實驗來源。「理論的來源」將分析學生對理論來源的看法，包含「假說 接受」、「實驗驗證」、「實驗發現」以及「假說和實驗」，當學生提到理論由推論而來，

不須實驗證明，只需要人們接受即可，或「假說→理論」，即屬於「假說接受」此項；

當學生認為假說經實驗驗證後成為理論，或「假說→實驗→理論」，即屬於「實驗驗證」

此項；當學生提到理論由實驗發現而來，即屬於「實驗發現」此項；當學生認為假說、

實驗、理論三者關係為一個循環，三者均會互相影響，即為「假說和實驗」此項。

第四題「課堂中老師介紹到密立坎因堅信波動理論，雖驗證了光電方程式，仍不認 同光量子假說，為什麼？科學家在從事科學研究時都是客觀的嗎？」本題將分為兩個項 目分析，其一為學生認為密立坎不接受光量子假說的原因，其二是學生對科學家的客觀 的想法。在密立坎不接受光量子假說的理由中，分為「傳統衝突」、「個性尊嚴」、「公式 理論」、「證據不足」等四項。「傳統衝突」代表學生認為光量子假說和當時普遍認定的 波動說相違背，故密立坎無法接受；「個性尊嚴」代表學生認為密立坎不認同光量子假 說的主要理由因為個人尊嚴或地位差異；「公式理論」代表學生認為主要原因是密立坎 證明了光電效應公式的正確性卻不代表證明了光量子假說的正確性；「證據不足」代表 學生認為當時支持光量子假說的實驗證據還不足夠，導致密立坎不能接受光量子假說。

在學生對科學家的客觀的想法中，分為「主觀意見」、「派系對立」、「社會影響」三個項

在學生對科學家的客觀的想法中，分為「主觀意見」、「派系對立」、「社會影響」三個項