第四章 研究結果與討論
第五節 綜合討論
一、 量化成果與討論
(一) 短期自然觀察介入對自然觀察智能的成效
本研究進行實驗教學前後，對於全套式教學組、半套式教學組、控制組的大 學生均施以前測(pre-test)、後測(post-test)與延宕測(follow-up test)，排除掉填答不完 整的問卷與拒絕參與填答問卷的學生，三組加起來共有108人參與並完成測驗。對 三組學生而言，只有極少數的同學參與校內或校外的環保團體。大學生多數皆有課 後打工的安排，平均每週打工時數約在15小時以下共76位(70.4%)最多。大學生接 觸大自然的頻率大多為每月1次共37位(34.3%)和每季1次40(37.0%)最多。
學生打工時數多與接觸大自然的時間少的隱憂，主因乃是是大學生亦常因打電 腦、線上電玩而占去生活與休閒的大部分時間，失去與大自然親密互動的頻率，如 同Louv(2005)的研究，大自然缺失症(nature-deficit disorder乃是描述年輕世代與大自 然相處的時間驟降，造成其生理與心理感受的窄化，進而大幅縮減人類經驗的豐富 性，而這是目前大學教師必須加以重視的課題。
三組學生大部分都生活在都市水泥結構中，不是上學、打工、要不然就是回家 打線上電玩。如果這些學生沒有赤腳真正踩在泥土地、溯溪、沒有抱過樹，聽過風
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聲、溪流聲、海濤聲，而未來將要成為環境保護的第一線人員，則是虛浮不實在的。
接受仿生案例教學的大學生，在教學前後「自然觀察智能」是否有差異，產生差異 的原因為何?在「自然觀察智能後測」，全套式教學組比控制組僅高 0.93 分(p>.05)。
半套式教學組比照組僅高 0.68 分(p>.05)。全套式教學組與半套式教學組分數相近，
僅差.25 分(p>.05)，兩組則無顯著差異。而在「自然觀察智能延宕測」，全套式教學 組比控制組高 3.64 分(p＜.001)。半套式教學組與控制組僅差 1.16 分(p=.343)。全套 式教學組比半套式教學組高 2.96 分(p＜.001)。自然觀察智能後測之效果量 ηp2＝.015 屬於無效果，延宕測提升到ηp2＝0.231 仍屬於低度效果，本課程對兩組實驗組大學 生的自然觀察智能僅有些微提升效果。
深入探究全套式教學組與實驗2在短期課程的介入後，尚無法顯著提升自然觀 察智能的原因，可能是升自然觀察智能可能需要花費大量的室內與戶外課程時間來 培訓。短短二次整日的戶外教學尚無法顯著的提升。人的本性是親近自然的，大自 然其實就如同百寶箱，有千變萬化的知識在其中，帶大學生到自然環境中四處隨時 有可以學習的地方，學生只要在大自然只要經過長期觀察，或是因為在大自然觀察 的次數、深度與廣度愈多，再輔攝影、描繪，自然觀察智能應會有所進步。如同 Arnold(2012)認為長時間的自然觀察智能與紀綠，能增加學生在戶外活動時間，以 及能增強他們的環境認知與環境意識的看法，值得研究者及後續研究者參考與深 思。
(二) 仿生案例探討對類比聯想能力的提升成效
接受仿生案例教學的大學生，在教學前後「類比聯想能力」是否有差異，產生 差異的原因為何?在「仿生思考之類比物」後測，全套式教學組比控制組高5.75分(p
＜.001)。半套式教學組比控制組高4.8分(p＜.001)。而全套式教學組比半套式教學 組高.95分，表示兩組得分皆高且無差異。延宕測方面，在全套式教學組比控制組 高2.95分(p＜.001)。半套式教學組比控制組高1.32分(p=.014)。全套式教學組比半套
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式教學組高1.67分(p=.003)。
在「仿生思考之原理或機制」後測，全套式教學組比控制組高5.75分(p＜.001)。
半套式教學組比控制組高4.77分(p＜.001)。全套式教學組與實驗組相差.73分，表示 兩組得分皆高且無差異，顯示兩組實驗組，皆得到高分。延宕測方面，全套式教學 組比控制組高3.08分(p＜.001)。半套式教學組比控制組高1.57分(p=.002)。全套式教 學組比半套式教學組高1.51分(p=.021)。類比物、原理之後測效果量分別為ηp2＝.66 與為ηp2＝.68，但到延宕測時效果量分別降為ηp2＝.30與為ηp2＝.23。表示接受仿生 案例教學(二組實驗組)比單純講述教科書教學(控制組)，較能提升學生的類比聯想 能力。在一個月之後的類比聯想能力仍保有延宕效果。本研究成果與Rule, Baldwin
& Schell(2008)相符，透過類比教學的活動，學生更能夠了解動物的適應行為，類 比教學對於學習動物的適應行為具有正向功能。
二組實驗組與控制組造成差異的原因，在於教師引導仿生案例的確發揮了一個 鷹架的功能，讓學生循著「如何類比聯想的的足跡」往前探索，對學生類比聯想能 力有正向的影響，並保有70%以上的延宕效果，這呼應了Staples(2005)強調案例可 作為一種鷹架，給學生適切的優質示例，以及提供可使用的課程資源，能達到更好 的教學效果。無論是將仿生案例自然生態課程中融入仿生學的案例(Companion, Laurie& Shaw,2002)，或是將仿生學的案例融入小學高年級自然課本中的上下文中，
以仿生案例形式呈現具體經驗，對於學生的學習意義上非常重大。
研究者於室內課堂上引導一連串的生物適應環境的問題，刺激學生思考。另外 質性研究結果來看，在動物園、與阿里磅生態農場與解說員進行的協同教學，在帶 領生態解說中，引導學生觀察動植物並讓學生思考。教師引導類比問題，學生主動 探討案例，有助於學生發展基礎類比聯想與仿生設計的能力。正如Schroeter(2010) 的研究，教師一方面激發學習者接受一連串的思考刺激，經由對類比問題的分析、
思考、問答、討論等互動，得到經驗與理論的學習，再讓讓學生動手做、討論和設 計主題，有助於提升類比聯想的能力。
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(三) 仿生設計引導步驟對仿生設計能力的提升成效
接受仿生案例教學的大學生，在教學前後「仿生設計能力」是否有差異，產生 差異的原因為何?全套式教學組的學生歷經了全套式仿生教學。半套式教學組僅歷 經半套式仿生教學，然後回到環境科學課程。控制組則是以原有教科書進行教學。
在「仿生設計能力」後測，全套式教學組比控制組高15.89分(p＜.001)。半套 式教學組比控制組高11.19分(p＜.001)。全套式教學組比半套式教學組高4.7分(p
＜.001)。延宕測方面，全套式教學組比控制組高14.13分(p＜.001)。半套式教學組 比控制組高5.78分(p=.003)。全套式教學組比半套式教學組高8.35分(p＜.001)。全套 式教學組高於半套式教學組並遠優於控制組。後測效果量ηp2＝.587，延宕測為ηp2
＝.447，屬於中度效果。本研究結果與Wilson、Rosen、Nelson和Yen (2010)的研究 相符，接受仿生設計步驟的大學生，在多次練習類比聯想技能，促進有效的搜索和 應用相關的生物概念，學生更能提出詳細的概念設計。在設計思考的新穎性上有較 佳的表現，也進而提高了學生的類比聯想與設計能力。
接著，不過研究者反思三種能力之間的關係，發現自然觀察智能與類比聯想能 力呈現低度正相關性.281~.261 的原因，可能由於於戶外教學的時間所限，學生們 對於自然觀察的知識與技能可能仍是陌生，對生物學和生態學的專業特定學域知識 不足(葉則亮等，2003)，沒有足夠的時間用功準備(可能因為打工的緣故)。所以從 自然觀察到類比聯想之間，需要比較多的時間摸索。無法將類比物與目標物彼此連 結，對背後的原理或機制亦尚無法融會貫通，導致學生這兩項能力呈現低度正相關 性的原因。
但若再進一步分析自然觀察智能與仿生設計能力之間的相關性，呈現中度正相 關.603，自然觀察智能與仿生設計能力(R2=.108，β=.342)具有解釋力，迴歸效果達 顯著水準(t=3.74，p＜.001)。類比聯想與仿生設計能力，亦呈現中度正相關.67，類 比聯想與仿生設計能力(R2=.357，β=.603)亦具有解釋力，迴歸效果達顯著水準
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(t=7.77，p＜.001)。自然觀察智能與仿生設計能力有正相關性。類比聯想能力與仿 生設計能力呈正相關性。而類比聯想能力的影響力大於自然觀察智能。此項結果與 前述共變數分析之立即效果與延宕效果一致。
(四) 保護、尊重與關懷生命等情意態度
接受仿生案例教學的大學生，在教學前後「對物種與生態系統價值偏向」是否 有差異?在情意態度「尊重生命」、「關懷生命」、「謙卑的向大自然學習」的反思內 涵 為 何 ?在保育動物方面，學生的價值選擇表示最有資格被保育依序為蜜蜂 (46%-51%)、其次為臺灣黑熊(30%-42%)、與櫻花鉤吻鮭(20%-27%)。學生傾向「動 物具有維持生態系穩定的價值」「動物本來就具有生存的權利與內在價值」，經濟醫 療與可愛娛樂的價值則最佔少數。McNemar後測檢定未達顯著(p=.054)，延宕測亦 未達顯著(p=.331) 。
在保護森林方面，學生認為闊葉五木有需要被保護(92%-99%)。學生傾向「森 林具有生態系統服務功能的價值」、「森林具有內在價值，應心懷敬畏」，在經濟價 值(邊砍伐邊種品、固碳量緩故可砍伐、市場高價樹種)則佔少數。後測檢定未達顯 著(p=.024)，延宕亦未達顯著(p=.598)。
在保護潮間帶與海底珊瑚礁生態系，學生皆認為有需要保護(95%-99%)。學生 傾向「珊瑚礁生態系具有生態系統服務的價值」、「珊瑚礁生態系具有維護生態系統 平衡的價值」，在娛樂和觀光的價值上則佔少數。後測未達顯著(p=.563)，延宕測亦 未達顯著(p=.963)。由此可知，在仿生案例教學介入後，並無顯著改變之差異(p
> .05)。
保護動物、森林與珊瑚生態之價值偏向，雖然並無顯著改變之差異，但學生價 值偏向頗為一致，保護動物與植物的主要理由乃是因為生態系平衡的價值、生態系 統服務的價值以及內在價值。本研究結果這與Montgomery(2002)的研究相同，大多 數的人皆認為對生物與生態系的生態價值最重要，且遠高於其他效益形式，次重要
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的則是基本商品經濟效益。
但是，若從仿生案例教學的角度介入之後，學生的質性反思寫作結果，則不同 於盧秀琴(2001)、蔡美慧、何小曼(2009)與李麗娟等人(2010)的研究結果。本研究發 現大學生學習仿生學後，像是不做危害生命的事，親近生物而懂得愛護與尊重生命，
懂得關懷自然與生命。其中一個原因是「物種本身具有經濟的價值」、「科學研究價 值、發明的價值」。學生說：「像是蓮花的自潔功能，我們觀察再去創造出蓮蓬頭，魚鰭
懂得關懷自然與生命。其中一個原因是「物種本身具有經濟的價值」、「科學研究價 值、發明的價值」。學生說：「像是蓮花的自潔功能，我們觀察再去創造出蓮蓬頭，魚鰭