資料蒐集與分析

本研究所得資料為量化與質性兩種形式並呈。研究的資料來源有：科學知識論信念 量表、科學觀點問卷、科學知識論觀點情境式問卷及晤談內容，目的是想瞭解學生在經 過顯性及隱性的教學活動之後，對於科學知識論觀點是否有改變，以若有改變的情況 下，改變的部分為何。現將各項資料的處理及分析方法分述如下：

壹、 量化分析

一、科學知識論信念量表

本量表的內容可區分為四個向度（scale），分別為：

（一）「科學知識的來源」（source）：了解受試者比較認同建構主義的觀點，認為 科學知識是來自於自身的推理與觀察，而傾向於實證主義的科學知識論觀點是認為科學 知識的獲得是由外而內，科學知識是來自於外在的權威。例如：

z 科學家們所說的，每個人都要相信。（反向題）

z 你必須要相信自然課本中對於科學所提到的相關內容。（反向題）

（二）「科學知識的確定性」（certainty）：了解受試者比較偏向建構主義的觀點，

對於複雜的問題，認為可能有不止一個的正確答案，或是比較偏向實證主義的觀點認為 科學問題都有一個正確的標準答案。例如：

z 科學上的所有問題都有一個正確的答案。（反向題）

z 一旦科學家們從實驗中得到一個結果，這個結果應該是唯一的解答。（反向題）

（三）「科學知識的發展」（development）：了解受試者比較偏向建構主義的觀點 可能認為科學知識是會因為新的證據或資料而持續發展改變的，或是比較偏向實證主義 的觀點認為科學知識是表徵自然的真理，所以是固定不變的。例如：

z 有時候科學家們會改變他們原來認為是對的想法。

z 科學課本中的想法有時候會改變。

（四）「科學知識的驗證」（justification）：了解受試者比較偏向建構主義的觀點可 能認為驗證概念的實驗方式並不是固定的，在各種情境脈絡下除了實驗檢證外，還可以 運用各種推理方法形成可以普遍被接受的科學主張，或是比較偏向實證主義的觀點認為 唯有透過科學實驗才能驗證的知識，才能歸屬於科學知識。例如：

z 做實驗是確定一個科學想法對不對的好方法。

z 對於科學的問題而言，一個好的答案通常是根據許多不同科學實驗所得到的證 據而來的。

本問卷為Likert 五點式的量表形式，先收集科學知識論信念量表前後測數據，對正 向題將學生勾選「非常同意」「無意見」「不同意」「非常不同意」轉換成 5、4、3、2、

1 的分數，對於反向題則將學生勾選「非常同意」「無意見」「不同意」「非常不同意」轉 換成1、2、3、4、5 的分數。得分越高表示學生越明顯的表現出以建構主義為取向的知 識論觀點，得分越少表示越接近以實證主義為取向的科學知識論觀點。數據輸入 SPSS10.0 中文版進行分析，針對四個分向度的前後測得分進行 ANCOVA 考驗，觀察是 否達顯著差異。

二、科學觀點問卷

本問卷的內容可區分為五個向度（scale），分別為：

（一）科學社群協商（the role of Social Negotiation）：了解受試者比較認同科學知 識是由科學社群中，經由社群協商，取得共識所得來的，或是比較贊同科學是個人獨自 的探索過程，主要依賴個人的努力而獲得發展的觀點。例如：

z 一個新的科學理論需經由科學社群的大部分科學家認可才有其效力。

z 科學家間的不斷討論辯證可形成更好的科學理論。

（二）科學的創造發明本質（Invented and Creative nature of science）：了解受試者 比較認同科學知識是來自於發明與創造的，或是比較贊同科學知識是被發現的。例如：

z 科學家的直覺在科學發展的過程中，扮演一個重要的角色。

z 科學理論發展的過程中需要科學家的想像力與創造力。

（三）觀察蘊含理論（the Theory-Laden exploration）：了解受試者比較認同科學家 在進行科學觀察及探索時，會受到個人的假設、價值標準及研究議程等因素的影響，科 學家在觀察時是受到內在蘊含的理論所影響，或是比較贊同科學知識是來自於完全客觀 的觀察和程序步驟。例如：

z 科學家的研究活動會受他們既有理論的影響。

z 不同理論背景的科學家會對同一種自然現象產生不同的看法。

（四）文化影響（the Cultural impacts）：了解受試者比較認同科學知識發展的本質 是受到文化因素的影響，或是比較贊同科學是不受文化因素影響的，而忽略在不同文化 中獲得科學知識的方法。例如：

z 不同文化族群的人，有不同的方法或過程來獲得有效的科學知識。

z 不同文化族群的人對於科學知識的重要性會持有不同的標準。

（五）科學知識的變易性和暫時性（the Changing and Tentative feature of science knowledge）：了解受試者比較認同科學知識的發展是由概念改變所造成的，科學知識 為目前的自然現象提供暫時性的解釋，或是比較贊同科學知識是代表自然的真理，所以 是不會改變的。例如：

z 現有科學知識提供對於自然現象暫時性的解釋。

z 科學理論必須經由不斷地修正才能更合理地解釋自然現象。

本問卷採Likert 六點問卷，先收集科學觀點問卷前後測數據，對正向題將學生勾選

「完全同意」「幾乎同意」「有點同意」「有點不同意」「幾乎不意見」「完全不同意」分 別轉換成 6、5、4、3、2、1 的分數，因為在反向題中越是傾向同意，表示學生的科學 知識論觀點越傾向實證主義觀點，所以在反向題的計分方式，反而將學生勾選「完全同 意」「幾乎同意」「有點同意」「有點不同意」「幾乎不意見」「完全不同意」分別轉換成1、

2、3、4、5、6 的分數。得分越高表示學生的科學知識論觀點越接近建構主義取向的觀 點。數據輸入SPSS10.0 中文版進行分析，針對五個分向度的前後測得分進行 ANCOVA 考驗，觀察是否達顯著差異。

三、科學知識論觀點情境式問卷

為了探討學生在面對生活中的科學問題情境，內心所呈現何種的科學知識論觀點，

本研究採用「科學知識論觀點情境式問卷」，這是半結構化問卷型式，問卷內的題型大 多採二階段形式，每一題先問學生面對生活中可能遇到的科學研究及學習情境現象，學 生依自己的想法在預設的幾個選項中勾選自己的想法，然後再進一步的問學生勾選這樣 的選項時，背後所持的理由或想法。研究者根據「科學知識論觀點情境式問卷」的回答 情形，將學生所呈現的回答分類為「偏向建構」、「混合觀點」、「偏向實證」與「不知道」

等四種類型。為了使問卷的分析能更加客觀正確，於是研究者先行挑出十份具有代表性 的問卷，交與另一位背景與研究者相若的自然科教師分類，並根據兩人的分類情形求得 一致性係數為0.80。

在整份科學知識論觀點情境式問卷裡，共有九個大題，但是第一大題所呈現的題意 內容，反而是探討學生的學習科學經驗，施測後極有可能得到學生們認為習得科學知識 的來源（the source of knowing science knowledge）而不是科學知識的來源（the source of science knowledge），而第二大題及第三大題，除了非以科學情境呈現題目外，題目的內 容也可能著重於探討學生的學習信念或學習觀點，與科學知識論觀點較無直接的關係，

因此在分析問卷時，便排除第一至第三大題的結果，僅針對第四至第九大題（共計八個 小題）進行分析以了解學生的科學知識論觀點。根據學生以文字闡述其選擇的理由，將 學生自書的理由和想法分析歸納整理，在每一小題後，依學生所呈現的回答分類為「偏 向建構」、「混合觀點」、「偏向實證」與「不知道」等四種類型，最後再比較兩組在每個 小題的回答改變情形。

為了更加了解兩組學生的科學知識論觀點改變情形，根據學生在每題的回答類型予 以編碼，本研究將「偏向建構」、「混合觀點」、「偏向實證」與「不知道」等四種回答類 型分別編碼為3、2、1、0。再將兩組的數據輸入 SPSS10.0 中文版進行分析，針對每一 題的前後測得分進行ANCOVA 考驗，觀察是否達顯著差異。

此外，研究者也根據兩組學生的各種回答類型，進一步分析同一份問卷裡在各小題 的回答類型相同一致的題數，以釐清學生們的科學知識論觀點在呈現情況是否受到情境 的引導而有所影響，或者不受題目情境的影響而能出現一致性。

贰、 質性分析

訪談的題目是採用Tsai（1998b）在研究臺北地區國中八年級學生的科學知識論信 念（scientific epistemological beliefs）所使用的訪談題目，題目的內容詳見附錄五。

訪談題目的內容可區分為探索學生的「科學知識論觀點」和「學習科學的態度及信 念」兩個部分。在探索學生的「科學知識論觀點」部分有八道題目，主要是期望透過這 些題目了解科學知識論觀點中的相關想法。例如這道題目裡：『如果有人問你「什麼是 科學？」，你將如何回答？』，偏向建構主義觀點的回答，大致上贊同科學是人類帶著想 像與創造力的心智活動，或是與我們日常生活中有密切關聯的事物。相對的，偏向實證 主義觀點的回答，大致上表示科學是一種許多正確事實的累積或集合。這題的回答可以 呼應前述問卷中的「科學的創造發明本質」或「科學知識的來源」等向度。

在被問及「你覺得科學知識的主要特徵是什麼呢?」或「你覺得科學知識與其他的 知識有什麼不同呢?」時，偏向建構主義觀點的回答，應會反映出科學知識的暫時性與 變易性的特質。相對的，偏向實證主義觀點的回答，則強調科學知識的正確性與準確性。

在被問及「你覺得科學知識的主要特徵是什麼呢?」或「你覺得科學知識與其他的 知識有什麼不同呢?」時，偏向建構主義觀點的回答，應會反映出科學知識的暫時性與 變易性的特質。相對的，偏向實證主義觀點的回答，則強調科學知識的正確性與準確性。