在本節整理透過訪談大綱中的開放性問題與封閉性問題中，所獲取的訪談內 容回答研究問題四：「課程前後學生在過程技能的改變情形？」。本節將科學過程 技能分為三個部份探討，第一部份為設計活動對學生測量能力的影響；第二部份 為設計活動對學生控制變因能力的影響；第三部份為設計活動對學生下操作型定 意能力的影響。
ㄧ、「測量」能力前後晤談資料之分析
依據美國科學促進協會對十三項科學過程技能（S-APA）的定義中，將測量 為能運用五官、簡單工具等進行觀測，並能瞭解估計值、平均值與誤差值的意義
（甘漢銧、陳文典，1995）；本研究欲探討的測量能力，則為學生在操作過程中 有出現「增加測量的準確性」、「增加測量的可行性」與「使用平均值」三種行為。
因此，此處僅以學生有提及相關行為才加以計數，並非所有受訪學生均有在此類 別之中。受訪學生在前後晤談中對三種測量行為的出現次數，結果顯示如圖 4-4-1。
0 1 2 3 4 5
增加測量的準確性 增加測量的可行性 使用平均值
次數
前測 後測
圖4-4-1 受試學生在晤談中提及測量之次數
從圖 4-4-1 可以看出，受訪學生在前晤談中出現測量相關的行為者有三人，
分別為增加準確性2 次、增加可行性 1 次，出現次數共有 3 次，後晤談中則出現 了10 次（增加準確性 4 次、增加可行性 3 次、使用平均值 1 次），且在後晤談中 共有五人有出現此三種行為。整體上來說學生在設計活動結束之後，在操作過程 中考慮測量因素的人數是有增加的。以下列舉訪談片段說明此三種測量行為：
1. 增加測量的準確性
【訪談舉例11：13-post】
13：一樣可以，…（拿起剪刀，準備剪壁報紙）…就這樣剪啊（停住，仔細看著剛剛 報紙的寬度，算個大概準備剪，又覺不妥，最後把壁報紙也放在尺上，仔細對找）…，
要一樣啊。
訪：什麼東西要一樣？
13：我說這邊…（用手比?報紙的寬度）…要跟這裡一樣粗。
訪：為什麼要做得一樣粗？
13：這樣比較準啊，要剪嗎？…（把壁報紙疊在報紙上比劃出它的寬度）
訪：好~，所以就是要把它剪成一樣粗，然後就比較準。
【訪談舉例12：17-post】
訪：對。你可以用剪刀，你可以剪，桌上的東西你都可以用。
17：…這樣對折嘛，對折之後這樣打一個洞（指著對折之後壁報紙的上端），然後打 開之後，…你說是量嗎？你說是怎樣測喔。
訪：對。
17：對啊。這樣平均嘛（指對折後在紙張的上下緣的兩個洞），…我只想到一端是用 掛的（拿起一個 50g 重的砝碼），然後就…（找不到桌上有鉤子）…一端有手這樣拿 著，然後一端就這樣掛著（用砝碼在紙的下緣比畫），然後一樣啊，都一樣啊（指著 其他的紙）。
從上述的訪談片段可以看到，學生13 在測試紙張耐重度的操作過程中，將報 紙與壁報紙剪成相同的尺寸再進行施測，並認為如此測量所得之數據比較準確；
而學生17 在後測時，則是先將紙張對折後穿一個洞，將紙張展開後，兩個洞距 離上下邊界的距離將是一樣的，如此便可增加測量結果的準確性。
2. 增加測量的可行性
【訪談舉例13：06-post】
訪：你的意思是…（拿起砝碼）…怎麼放？
06：就這樣放啊（將砝碼放到指張的中間），不過我看還是不會破，（將紙從兩側抬起）… 就是這樣，然後再放在這邊啊（指著另外兩種紙張）。
訪：那還有其他的東西啊，燕尾夾啊、膠帶…你都不需要用到？
06：不用。
訪：還是說這個就可以，…這樣子做就可以了？
06：（拿起 50 克的掛碼，掂掂重量）重一點會比較好，比較容易破，容易分出來！
【訪談舉例14：04-post】
訪：對啊，我的意思是說…嗯~一次就全部嗎？還是說怎樣做？
04：沒有，先…看會不會斷嘛，先…兩個（指要比較的兩種紙類）先放好，先用一個 啊
訪：一個…，一個什麼？
04：砝碼啊。
訪：我有很多種砝碼耶，這…小、中、大，小的 10 克、20 克、50 克…
04：先放 10 克啊，以防萬一會斷掉，對啊，再不會斷的話就放大的，等它…看能撐
多久，如果撐的最多的…那個壁報紙就耐重程度就比較大。對啊。
…
訪：怎麼剪？
04：剪出一個洞嘛，大張跟小張各放砝碼…
訪：怎樣大張？怎麼樣小張？
04：就是…大張的嘛，一起兩個都掛在那個牆壁 訪：我的意思是說多大張跟多小張？
04：小張就是這種的啊（指桌上 A4 大小的報紙）；大張就像桌子這種大小的 訪：沒有了啊，我就只有五張這種的啊（指桌上A4 大小的報紙）。
04：沒有了喔，那就把它剪一半啊，然後就這樣子嘛，（拿起報紙跟一個砝碼）不用 剪…把它扣再下面（要把砝碼扣在紙上）…，ㄟ~不是有膠帶嗎？用膠帶黏就可以了…
訪：所以就是先剪一半之後，然後也是一樣用膠帶把它黏起來？
04：對啊，用膠帶把它黏起來扣啊。
從上述的訪談片段中可以發現，一樣是為了可以增加測量的可行性學生 06 與04 在砝碼克數的選擇上就有很大的差異。學生 06 認為紙張很厚，可能不是很 輕易就會破，為了可以看到其破掉以測試出其準確的耐重度，所以認為應該從重 一點的50 公克砝碼開始放；而學生 04 則是認為避免紙張會斷掉而影響測量的結 果，所以應該從最小的砝碼開始放。此外，學生04 在後晤談的操作題中出現此 種增加測量的可行性之行為共有三次；而前晤談中學生04 的回答中則完全沒有 提及任何相關的敘述。
3. 使用平均值
【訪談舉例15：11-post】
訪：嗯~那你要怎樣去做到不同尺寸呢？不同尺寸要怎麼做？
11：把它裁大、中、小三個，然後（比?寬度）大就三嘛、中就兩啊、二公分嘛，小 就一公分啊，三條啊就一起測。
訪：公分，三公分、兩公分、一公分，是什麼？
11：大小啊，它的大小，尺寸啊。
訪：那小青想要知道不同張數的報紙的耐重程度。
11：不同張，…
訪：對啊，不同張，報紙她有五張這麼大的（指著A4 大小的報紙），
11：大小都一樣，就一樣啊。
訪：可是…，喔，那怎麼做？我不是要問你答案，我是要問你會怎麼做？
11：就兩個一樣就好了啊，就全部都一樣了啊，沒有啊就量五次嘛，然後加起來除以 五啊。
訪：不同張數捏，為什麼要量五次？
11：就五張不同，不同張啊。
雖然，學生11 在此回答不同張數報紙的耐重程度時，是認定為「不同張」報 紙的時候，所進行耐重程度的試驗；但從其對話中明確地表達出其對實驗結果所 得之數據，應以平均值表示的概念。
從訪談對話中可以發現，訪談者並沒有特別要求學生對增進測量的效果進行 回答，因此學生在說明操作方法時，所提及的增加測量的準確性、可行性與使用 平均數等方法，則完全是學生本身認為如此的作法將有助於透過測試的結果來瞭 解事物、現象之間的關係。且從上述的圖4-4-1 與訪談舉例中可以發現，設計活 動結束之後學生在進行實驗操作時，會主動地考慮如何減少誤差與增加測量所得 結果之準確性。
二、「控制變因」能力前後晤談之分析
依據美國科學促進協會對十三項科學過程技能（S-APA）中的定義，其中將 控制變因定義為一方面突顯觀察的現象，另一方面減少或排除干擾的因素，使所 觀察所得之結果能如預期（甘漢銧、陳文典，1995）。因此，當在進行實驗操作 時，學生必須在「操作」單一變因的同時「控制」其他變因固定值，才能觀察到 變因之間的影響關係。
在本研究中所探討之「控制變因」係指受訪學生在開放性與封閉性的訪談問 題中，依循題目中給予的線索，以操作變因與控制變因的原則，來獲得的觀察結 果得以回答訪談問題。其中四~六題為給予特定的器材，要求學生依據這些器材 進行開放性的操作實驗，以回答題目要求的不同紙張材質、不同尺寸、不同張數 的紙張耐重度。七~九題為則是給予實驗的裝置圖，讓學生依據題意選擇符合之 實驗裝置，包括比較不同輪胎、不同載重量、不同傾斜度。
以下分別由受訪學生在訪談大綱中關於控制變因的作答類型，區分為正確操 作變因、操作錯誤變因與沒有操作變因三類進行討論。
(一) 正確操作變因
由受訪學生在訪談大綱中的開放性問題與封閉式問題之回答情形，了解設計 活動對學生正確操作變因與操作變因的能力之改變情形。
(1) 開放性問題
透過受訪學生在訪談大綱「小青認為壁報紙的耐重程度會最大。在只能使用 桌上物品的情形下，請問小青應該如何證明壁報紙的耐重程度會最大？」、「小青 想知道不同尺寸的報紙之耐重程度。在只能使用桌上物品的情形下，請問他要如 何知道？」、「小青想知道不同張數的報紙之耐重程度。在只能使用桌上物品的情 形下，請問他要如何知道？」等開放性問題的回答，了解學生在設計活動之後控 制變因的能力之表現情形。六位受訪學生於前後晤談中，對操作紙張材質、操作 紙張尺寸與操作紙張張數等三個開放性問題的表現情形，如圖4-4-2 所示。
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操作紙張材質 操作紙張尺寸 操作紙張張數
次數
前測 後測
圖4-4-2 開放性訪談問題前、後測作答情形 1.操作紙張材質
圖 4-4-2 顯示，受訪學生在操作紙張材質一題的前、後晤談的作答表現是有 前後一致的情形，推測其原因主要是因為在本題的題目中，原本就是要求學生對 不同材質的紙張進行試驗，因此所有的學生在有回答的情形下都會被編入此碼。
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粗略的做法 詳細的做法
次數
前晤談 後晤談
圖4-4-3 操作紙張材質變因之作法細分圖
然而，儘管所有學生的回答都有提及操作紙張材質做為變因，但受訪學生提 及操作紙張材質的做法上詳細度的差異，從圖4-4-3 顯示前、後晤談中學生在做
然而，儘管所有學生的回答都有提及操作紙張材質做為變因，但受訪學生提 及操作紙張材質的做法上詳細度的差異，從圖4-4-3 顯示前、後晤談中學生在做