公民地震科學素養問卷之研發與初探

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(1)國立臺灣師範大學地球科學系碩士論文. 公民地震科學素養問卷之研發與初探 Development of Citizen Seismology Literacy (CSL) in Taiwan. 研究生：張顥撰指導教授：陳卉瑄博士吳昱鋒博士中華民國一零四年十二月 December, 2015.

(2) 誌謝終於畢業了！感謝父母一路栽培，讓我能無後顧之憂完成學業，從小到大最讓您們操心的就是課業，現在可以不用操心了，好好享福吧！再來我要感謝兩位指導老師吳昱鋒博士及陳卉瑄教授，即使我對科學教育領域非常陌生，吳昱鋒老師總能耐心指導我並包容我的錯誤，謝謝您這段日子花了很多時間在我身上，您辛苦了！我喜歡跟您一起討論，因為每次的討論都能激盪出很多想法，讓我有思考的空間。感謝陳卉瑄教授給我一個題目讓我有機會能在師大唸書，這兩年經過多次大大小小的工作坊，每次的工作坊我都很感動，您對於地震科學推廣總是充滿熱情，感謝您對地震科學推廣不遺餘力。特別感謝東華大學顏君毅教授，雖然沒能在東華大學畢業，但是一年的時間我學到很多東西，還有寶貴的野外經驗，對我之後研究有非常大的幫助。研究生是如此的孤單寂寞，感謝身邊朋友一路相伴。謝謝 S801 的大家、國中同學、大學同學及師大棒球隊。還有林思偉同學，謝謝你花了 1.5 年的時間陪讀，然後休學。阿尼不知道要怎麼報答你，所以就把你放上誌謝囉！希望你未來的誌謝也會有我：）。最後感謝前女友在我人生低潮的時候離開我，使我痛苦者必使我更強大。.

(3) 中文摘要為達到提升地震科學素養之目標，「台灣地震學園」是一個結合防災教育、地震科學、和志工運算的教學資源平台。2013 年 6 月起，由台灣師範大學地球科學系開始推廣「台灣地震學園」，舉辦種子教師工作坊及研習活動。過程中發現提升地震科學素養不單只有知識的傳遞，當地震科學影響的層面涉及社會安全及公眾時，需要瞭解其它面向才能有效地探討公民，及其與地震科學素養的關係。為了更有效的幫助未來在推廣地震科學的目標以及培訓種子教師的計畫，本研究提出「公民地震科學素養」(Citizen Seismological Literacy, CSL)的指標，以及進行素養問卷的開發。研究第一階段中，地震與科學教育專家根據知識、態度（或情意）、技能發展出問卷第一版，經 225 份問卷回收，並由 EFA、CFA 分析結果，有效將地震科學素養縮減為四向度（地震科學認知、地震科學態度、科技技能、學習意願）。各向度並具有一定效度，能檢測出受測者地震科學素養四面向之水準。第二階段，主要以參與研習活動之現職教師（134 人）及台灣師範大學學生（通識課修課人數 41 人，地球科學系修課人數 50 人）為研究對象，將 225 位受測者分為三群組，分別進行背景資訊與公民地震科學素養面向之相關性。統計結果顯示，受測群體在公民地震科學素養的表現上於：教師學歷（碩博士＞學士）、教師及學生畢業相關科系（地球物理學相關＞地球物理學非相關），二個分類有所差異。受測者人格特質中的宜人性、嚴謹性、智力/想像可預測公民地震科學素養之向度。本研究在公民地震科學素養中之面向與背景資訊之差異原因有深入探討。在對於未來開發並推廣「台灣地震學園｣教材模型至全民，推動公民地震科學素養，以及相關未來研究之建議，皆有論述。. 關鍵詞：台灣地震學園、公民地震科學素養(CSL)、人格特質.

(4) Abstract “Earthquake School in the Cloud: Citizen Seismologists in Taiwan (CSTaiwan),” which aims to improve citizens’ seismology literacy, is a teaching resources platform that combines disaster prevention education, earthquake science, and volunteer-based statistics. The Department of Earth Science from National Taiwan Normal University initiated such project and hold workshops and studies on the topic of disaster prevention and the science of earthquake. Through these activities, one realized that improving seismology literacy is not limited to passing on the knowledge itself, but should also seeks to understand the factors affecting citizens’ seismology literacy, especially when it concerns the citizens’ general safety. This research proposes “Citizen Seismological Literacy, CSL” and develops literacy questionnaires in order to effectively promote seismology and facilitate the project of volunteer training in the future. The questionnaire was developed base on general earthquake-related knowledge, attitude, and skill by seismology education experts in the first phase, and then was reduced into four dimensions – citizen’s prior knowledge to earthquake science (Prior-Knowledge), citizen’s attitude towards earthquake science (Attitude), earthquake technology techniques (Technology Skills), and willingness of learning (Willingness). These four dimensions were the result drew from the first phase results of the questionnaire, with a sample size of 225 participants (134 elementary teachers, and 91 students), through exploratory and confirmatory factor analyses. The research went on to discover the factors affecting these four dimensions. The second phase studied further on the relationships among the four dimensions of citizen seismological literacy (CSL). The result showed differences in two categories: the level of education (teachers with graduate degree showed better CSL than those with bachelor degree), and the academic major (both teachers and students majored in earth science showed better CSL than those did not). While concerning personality portraits (mini-IPIP), Agreeableness, Conscientiousness, Intellect/Imagination were effective predictors for CSL dimensions (Attitude, Technology Skills, and Willingness) among students, and Agreeableness and Conscientiousness among teachers. By measuring the seismology literacy and the factors affecting it, this study contributes in developing practical educational model for CSTaiwan, and serves as a preliminary study on the topic of seismology literacy for future research. Keyword: Earthquake School in the Cloud: Citizen Seismologists in Taiwan (CSTaiwan), Citizen Seismology Literacy (CSL), Personality portraits, Mini-IPIP.

(5) 目錄第一章. 緒論……………………………………………………………………1. 第一節研究動機與背景…………………………………………………………1 第二節研究目的…………………………………………………………………6 第三節名詞解釋…………………………………………………………………6. 第二章. 文獻探討………………………………………………………………8. 第一節公民科學素養………………………………………………………………8 第二節防災教育現況與地震科學………………………………………………12 第三節地震科學素養與背景資訊………………………………………………20. 第三章. 研究方法……………………………………………………………24. 第一節研究架構………………………………………………………………24 第二節研究對象………………………………………………………………24 第三節研究工具………………………………………………………………26 第四節統計分析………………………………………………………………27 第五節資料分析………………………………………………………………30 第六節研究流程………………………………………………………………31. 第四章. 資料分析與結果 ……… … … … …… … … …… … … … …… … 3 2. 第一節專家效度………………………………………………………………32 第二節地震科學素養問卷因素分析…………………………………………32 第三節整體配適度指標檢定…………………………………………………36 第四節驗證性因素分析…………………………………………………………37 第五節地震科學素養面向與背景資訊 T-test………………………………38 第六節地震科學素養向度與人格特質相關性分析…………………………50.

(6) 第五章. 問題與討論…………………………………………………………57. 第一節問卷內容之探討…………………………………………………………57 第二節受測者背景探討…………………………………………………………58 第三節公民地震科學素養與人格特質探討……………………………………58 第四節地震科學素養面向探討…………………………………………………59 第五節地震科學素養向度與背景資訊相關性………………………………60 第六節問卷研發之限制與問題…………………………………………………61 第七節結果與建議………………………………………………………………62. 參考文獻……………………………………………………………………64.

(7) 表次表 2-2.1 整理自防災素養檢測手冊（2009）……………………………………14 表 2-3.1 五大人格特質典型特徵…………………………………………………23 表 3-2.1 回收問卷基本資料………………………………………………………25 表 3-4.1 配適度指標………………………………………………………………28 表 4-2.1 因素分析前可靠度分析…………………………………………………33 表 4-2.2 探索性因素分析( EFA: Exploratory Factor Analysis) 縮減向度………34 表 4-2.3 因素分析後可靠度分析…………………………………………………35 表 4-3.1 整體配適檢定……………………………………………………………36 表 4-4.1 驗證性因素分析…………………………………………………………37 表 4-5.1 全科系與地震科學素養相關性…………………………………………40 表 4-5.2 學生受測者性別與背地震科學素養相關性……………………………43 表 4-5.3 驗證性因素分析…………………………………………………………49 表 4-6.1 地震科學素養向度與人格特質相關性分析……………………………50 表 4-6.2 全數受測者地震科學素養向度與人格特質（Mini-IPIP）迴歸分析…51 表 4-6.3 學生受測者地震科學素養向度與人格特質（Mini-IPIP）迴歸分析…53 表 4-6.4 教師受測者地震科學素養向度與人格特質（Mini-IPIP）迴歸分析…55.

(8) 圖次圖圖圖圖圖圖圖. 1-1.1 1-1.2 1-1.3 1-1.4 1-1.5 1.1-6 4-6.1. 1950-2010 年間全球天然災害事件所佔比例分配圖……………………1 1950-2010 年間全球天然災害事件的致死人數比例分配圖……………2 台灣的國中地球科學課程中地震科學相關課程百分比 ………………3 台灣的高中地球科學課程中地震科學相關課程百分比………………3 台灣地震學園教學資源架構……………………………………………4 「地震速報自己來」……………………………………………………5 全數受測者地震科學素養向度與人格特質（Mini-IPIP）關係圖……52. 圖 4-6.2 全數受測者地震科學素養向度與人格特質（Mini-IPIP）關係圖……54 圖 4-6.3 全數受測者地震科學素養向度與人格特質（Mini-IPIP）關係圖……56.

(9) 第一章緒論第一節研究動機與背景根據世界銀行於 2005 年發布的全球天然災害危機分析（Dilley, 2005），包含地震、火山爆發、山崩土石流、水災、風災、旱災六種天然災害中，在過去六十年共 291 起，其中地球物理災害，（包含地震、海嘯、和火山爆發）雖僅占 29%，小於颱風事件的 40%（圖 1-1.1），然而地球物理災害對應的致死人數，為全球 230 萬死亡人數的 56%，遠大於颱風的 33% ，如（圖 1-1.2）所示。這說明在防災教育，地球物理災害是最重要的一環，而其中的地震災害，反應時間最短，僅有數秒到數分鐘，最需要對民眾挹注大量的防災警覺心訓練。. 圖 1-1.1 全球天然災害事件所佔比例分配圖。（世界銀行，2005）. 1.

(10) 圖 1-1.2 全球天然災害事件的致死人數比例分配圖。（世界銀行，2005）不同種類的天然災害常常伴隨發生，統計全世界暴露於三種天然災害以上的國家其土地面積和人口數，台灣名列世界第一，在這個國家有 73.1%的土地和人口受到複合型天然災害威脅，這說明我們對天災的防範，需要有更紮實的知識基礎和應變訓練。過去政府機構在地震防災的推廣和訓練著力甚深，包括消防單位在校園的宣導活動、縣市政府的防災計畫、和各校園災害防救計畫之施行。然而，這些推廣活動一般僅告知地震相對應的災害發生時，如何應變。要避免聽信謠言、輕忽災害危險性以致作出錯誤決策，需要將防災計畫和科學背景連結。地震防災教育的目的，在於培養學生具備地震防災素養。希望藉由從各級學校開始為地震防災素養紮根，提升學生對天然災害的認識與了解準備和緊急應變的重要。然而在台灣現行之教育體系之下，並沒有正式地震災害防治或減災課程之安排，關於天然災害之知識，大多是包括中小學自然科及地球科學教材中，且其重點在於地球物理之原理及對社會的衝擊；關於地震災害之防災和身為一位國民面對地震發生應如何應變等重要地震科學素養，甚少在課本或課堂中提及。目前國高中課程安排，並沒有正式地震災害防治或減災課程之安排，甚至連地震科學的比例都很少，國中的 12%，（圖 1-2.3）高中僅有 7%，（圖 1-1.3）。. 2.

(11) 圖 1-1.3 台灣的國中地球科學課程中地震科學相關課程百分比。. 圖 1-1.4 台灣的高中地球科學課程中地震科學相關課程百分比。早在 2009 年，中研院地科所和網格中心在台灣推行志工地震觀測網 - 台灣捕震網（QCN, Quake Catcher Network），其目的在鼓勵志工在家中或學校安裝簡易且低價的小型 USB 微機電強震儀，進行地震偵測和資料交流。然而地震科學的深根不足，一般教師對於地震資料的瀏覽和運用，有很大的困難。為了將地震科學平民化，在 2013 年五月開始，由台師大地科系和科教所主導的『地震學園』，與中研院地科所與網格中心主導的『地震科學雲端學習平台』充分合作，先經由試教確認教材的吸引力，再進行國小、國中和高中種子教師招募，讓原始教材轉化成不同年齡層皆適用的教學版本。這樣的教學資源平台，提供以下服務：（1）培養地震科學的正確知識：從地震海嘯故事中學習為什麼災害會發生，而我們學 3.

(12) 到了什麼?（2）培養地震科學的技能：從地震遊戲中學到地震波怎麼解讀、而我們可以怎麼玩地震資料？三大單元的教學資源架構如（圖 1-1.5）所示，1~3 單元為地震互動遊戲（判讀 P 波和 S 波到時、量取最大振幅和決定 P 波初動方向）， 1.1~3.1 單元為教學材料（重要的地震海嘯故事）。這六大單元的教學資源架構，由故事性教材配合實作性教材，目的除了讓地震科學更生動有趣，亦欲提升志工科學的概念。. 圖 1-1.5 台灣地震學園教學資源架構。（陳卉瑄，2015）為了達到人人共享資料和激發學習動機的目的，這個團隊並規劃了近即時地震互動遊戲 - 地震速報自己來。中規模地震發生時，地震志工可透過介面，自己找到地震位置、測震度和斷層面解。當你申請捕震網的低價感測器（QCN sensor），將之安裝在家裡或學校，就能成為一個貢獻資料的志工;當地震發生時，全國志工測站都能分享其接收的地震資料，並利用解讀地震波的技能，自己挑戰地震速報: 決定地震的位置、規模、詳細震度圖和對應的斷層面解，而全台灣的地震大小志工，在地震發生後十分鐘，皆可進入同一個平台進行地震資訊的貢獻和交流。. 4.

(13) 圖 1.1-6 「地震速報自己來」登入畫面。需申請 QCN 感測器、安裝完成後，即擁有帳號密碼，成為地震志工。地震志工擁有權限，登入後經由「推薦小志工」加入該校學生的 email 和帳號。（陳卉瑄，2015）在這個地震學園計畫的推展過程中，陸續進行了 14 次的教師專業工作坊，對象為國小、國中及高中教師。在工作坊過程中，我們發現幾項特性:（1）教師們過去難以將地震科學知識連結到日常生活，因此在國小防災課程中，並未納入地震科學（2）一次工作坊僅能介紹教材，能真正運用在課堂上的非常有限（3）在課堂試教，必須兼顧課綱，現場教學不易（4）同一個教材要貫穿國小、國中、高中，需要設計知識、技能和態度的層次，然而鮮少教師有意願著手修改自己可用的教材。因此，充分瞭解目前台灣各級學校地震科學教育現況，並針對這些受測者進行地震科學素養的調查，以評估未來推廣對象，有其必要。過去的研究中，多數以探討地震防災教育為主要，並且針對地震防災現況給予建議，本研究希望透過以上介紹中推廣工作坊、設計課程、建置補震網、開發地震遊戲推動地震科學，包含地震科普、地震防災、地震教育。. 5.

(14) 第二節. 研究目的. 因此，本研究擬設計公民地震科學素養問卷，以深入了解目前台灣地震科學素養現況。我們將對不同性別、學歷、服務年資、年齡、教職、相關科系與地震科學素養進行相關性分析，以理解地震科學素養中相關性，供未來地震科學教育所用。本研究的發展方向分別為：（一）發展出一份具有信效度之評量公民地震科學素養之問卷（二）分析不同性別、學歷、服務年資、年齡、教職、相關科系與地震科學素養差異性分析（三）人格特質與背景資訊影響公民地震科學素養結果因素為何？（四）原型教材設計內容如何有效提升地震科學認知、地震科學態度、科技技能、學習意願面向. 第三節. 名詞解釋. 一、科學素養（Scientific Literacy）自從 80 年代以來，『科學素養』已經成為公民教育的首要目標。關於『科學素養』目前仍未有一個具體內容和定義。科學素養所要傳達的科學內涵更全面並加入日常生活息息相關之科學議題，增加了科學素養培育上的多元性。若以國民義務教育中的科學教育之目標，主要是以具備基礎的科學認知和能力，建立學習者對科學的基本態度和價值為主要，科學素養對每個人定義不盡相同，科學素養的養成也就有程度上的差別。. 二、地震科學素養地震科學素養（Earth Science Literacy）二十一世紀是一個全球化的世紀，天災問題層出不窮，但是一般人對地震科學相關知識十分缺乏。而各國政府雖然制定許多防災措施，而台灣教育現況對於地震科學教育稍嫌不足，因此，如能在地震科學課程中加入地震科學素養內容，進而培養「地震科學志工｣。本研究將素 6.

(15) 養分為四個向度，即地震科學認知、地震科學態度、科技技能及學習意願。. 三、個人背景資訊指受測者間具有的不同個別差異。本研究所指的個人背景資訊是以「性別」、「學歷」、「年齡」、「相關科系」、「服務年資」、「教職」、「人格特質」（Mini-IPIP）中進行分析。每一個人具有不同人格特質，造成的認知、態度、動機、行為及價值觀等方面有很大的差異，且產生不同行為模式（Chen et al, 2012; Gatewood & Field,1998; Liang et al., 2012; Liang et al., 2013; Salgado, 1997）. 7.

(16) 第二章文獻探討第一節介紹「公民科學素養」之相關定義與發展，根據前人研究如何定義「科學素養」提供本研究定義研究之理論基礎，將整理出知識、技能與態度之於「公民科學素養」所要求之相關論述。第二節的主題將探討「防災教育現況與地震科學」，簡述目前台灣地震防災教育之實施現況及地震科學教育之相關研究，第三節包含公民地震科學素養四向度及公民地震科學素養與背景資訊人格特質之相關研究，本研究除調查受測者背景資訊以外，還加入五大人格特質，希望能透過前人研究了解人格特質與公民地震科學素養是否有關聯。. 第一節一、. 公民科學素養. 一般科學素養. 美國著名教育家、化學家科南特（Conant, 1952）：在他所出版的《科學中的普通教育》一書中使用了「科學素養」這個名詞。科南特把「科學素養」定位於普通教育的層面上，亦為後來的「科學素養」研究明確了方向，然而，科南特並沒有進一部闡述「科學素養」具體的含義和內容，接續科南特的工作 Paul DeHart Hurd（1958）定義科學素養是有關於科學的一般知識其適用於社會環境中，並且認為科學非常重要，生活中沒有任何一個面向和科學不相關，不論政治、社會及經濟。（一）Pella 和 O'Hearn（1966）指出一個具有「科學素養」的個體應具備以下六個向度的理解： 1. 科學與社會間的相互關係（interrelationships of science and society） 2. 科學家的研究倫理（ethics that control the scientist in his work） 3. 科學本質（nature of science） 4. 基本科學概念（basic concepts in science） 5. 科學與技術間的差異（differences between science and technology） 6. 科學和人文間的相互關係（interrelationships of science and the humanities） 8.

(17) （二）Shen（1975）認為「功能式的科學素養」（functional scientific literature）其內涵： 1. 實用性（practical）:「科學素養」可讓一般人處理日常生活的問題。 2. 公民性（civic）:「科學素養」可讓人們貢獻於在某社會脈絡中，討論科學相關的議題。 3. 文化性（cultural）: 可使公民欣賞科學為一個主要的文化成就。（三）Shamos （1995）對「科學素養」也作了區分，並指出「科學素養」包括三種層次，依序由文化性的「科學素養」（cultural scientific literacy）對科學的基本認識為最低層，功能性的「科學素養」（functional scientific literacy）參與討論有關的科學問題為中階層，真實性的「科學素養」true scientific literacy），對科學內涵有所認識為最高層也最不易達成。. 改自 Shamos（1995）圖 2-1.1 1.. 文化性的「科學素養」：個人對於從事社會溝通時所常用到的科學相關用語. 有基本的認識；這些常被使用的語詞，就像是一套提供社會大眾共同使用及分享的知識系統。民眾若具備這些能力，便能閱讀報紙及雜誌、與選任的代表溝通，或是能與公眾議題的辯論內容同步。 2.. 功能性的「科學素養」：個人對於上述科學相關的用詞不只能夠閱讀、書. 寫和參與討論有關的科學問題，且能以此與他人進行口頭的對話及文字的表達。比起文化性「科學素養」，本項功能更進一步要求個體的主動有所作為。. 9.

(18) 3.. 真實性的「科學素養」：個人對於科學社群如何組成、如何運作、從事哪. 些工作、其工作的本質有所認識。與前兩項相比，這個項目被認為更不易達成，但它對科學的發展卻有重要的影響。 (一) Millar & Osborne（1998）認為「科學素養」的內涵是： 1.. 感受並認同科學的價值。. 2.. 民眾在當前及未來進行生活決策時，能夠覺知並認同科學，例如飲食、醫療，或能源使用的科學論述。. 3.. 能理解並批判性地回應媒體報導中與科學相關的內容。. 4.. 自認擁有權利及能力，在公眾論辯中對於科學相關議題產生個人觀點並加以論述，進而更積極地涉入部分議題。. 二、. 公民科學素養. 進代科學發展快速，科學充滿於一般民眾生活之中，已無法置身事外，以接收到新的科學信息做為基礎，能思考、判斷、以解決問題，並且做出適當的決策。靳知勤（2007）對於「科學素養」之於當代科技社會下了註解。科學素養之歷史演進與定義發展，將「科學素養」定義成為「與生活相關的廣博科學知識、能力與態度」。「科學素養」為一般民眾生存於當代科技社會中不可或缺之基本知識與能力，人們在其生活中自然不可避免地需要具備「科學素養」以供運用。「科學素養」所涵蓋的範圍並不是只有知識、過程和技能而已。長期從事科學性的探討活動，對於經由這種以探究方式建立的知識之本質將有所認識，養成提證據和講道理的處事習慣。在面對問題、處理問題時，持以好奇與積極的探討、瞭解及合理解決的態度，其知識、見解、能力與態度即為「科學素養」【教育部】（2001）。在學習科學的過程當中，運用的思考及分析方式很切實，且具有清晰的邏輯性，不是雜亂無章的，正因為如此，也慢慢的養成了處理事情的態度，以 10.

(19) 及解決問題和思考判斷的能力，而且這些能力和態度的養成，在面對問題或困境的時候，會有相當的助益。世界各國對於公民科學素養的重視始於 20 世紀後半期，在當時大多稱為「公眾對科學的了解」（public understanding of science），近二十多年來則備受各國重視，成為 21 世紀多數政府施政重點。（Miller, 2006）將科學素養分為三階段，第一階段 1950 年代：發現許多前所未有的高科技產品，通訊設備與生活品質都有大幅度提升，公眾對科學家與科技既恐懼又佩服。第二階段 1960 年代：人們開始反思無止盡的科學是否恰當，美國與歐洲許多國家對新上市產品進行更嚴格的審核。第三階段 1980 年代：有越來越多團體開始關心科學發展所造成的環境問題，並且投入到環保意識中，多數國家甚至主張民眾有權否決有害的公眾政策或科學計畫。第一階段，公眾之反應多可歸因為知識普遍的貧乏，而第一階段乃不難觀察出時下知識開始普及；第二階段因知識的普及以到達一定程度，逐漸在公眾的態度與素養上反映出對當代科技的關心；而第三階段，則反映出公民社會之中，人人均意識到，並具有能力參與公眾科學事務。這第一到三階段的過程，在科學社會的形成中，是能夠反映出健全公民社會在發展其科學素養所需強調之各進程，即知識、態度與技能，三面向。. 三、. 公民科學素養之重要性. 科學素養的大力提倡大概在 1980 年代前後，將過去「全力培育科學人才」的教育方針轉向「全民科學素養的提升」。之後，這股風潮影響到世界各國，諸如英國、加拿大、澳洲、紐西蘭、日本、印度等國家，都陸續以此為科學教育改革的目標。科學教育的過程可以培養具「科學素養」的公民（林樹聲，1999），並兼顧其科學技能對社會與國家發展的影響（Yager, 1985），當越來越多的公民具有科學素養，就越能有效的參與討論或解決科技發展所帶來的問題，也更能充分應用理性以做出相關決策，如此才能提高國家在世界上的競爭力，社會的繁榮. 11.

(20) 也才能因此而相對的提升（Jenkins, 1990）。因此，對個人來說，科學素養低將會降低其生存的競爭能力，甚至被社會淘汰，例如：炎亞綸（2015）提到「好一陣子沒下雨，這週狂下雨把乾燥的土壤淋溼，因此地質鬆軟造成今天地震不斷」引起社會風波；而對一個國家來說，國民的科學素養低，將失去國際上的競爭能力，政府決策當局也可能因此做出一些錯誤的決定，如重經濟輕環保的政策，導致自然環境的破壞，嚴重影響人民生活品質，科技發達的現今社會，若人們沒有良好科學素養，就無法期待更好的生活。 1950 年代以後「科學素養」一詞普遍被使用，並有許多科學家對「科學素養」應用層面下不同註解，「科學素養」不只是能理解科學觀念，必須科學研究過程和方法，能運用科學解釋身邊的事情，建立與評價有證據基礎的論證，根據前人的研究多針對地震防災議題，而本研究是建構公民地震科學素養內涵，以達到評量公民地震科學素養之目標。. 第二節一、. 防災教育現況與地震科學. 防災教育現況. 防災教育的目的，在於培養民眾具備防災素養，希望藉由學校與社會教育，提升民眾對天然災害的認識與了解準備和緊急應變的重要。於教育過程中提升全民對防災的體認，而能夠在災害發生前採取事宜的防範措施，在災害發生時選擇即時合宜的應變措施來減輕可能災害和保護自身安全。十二年國民基本教育課綱中，沒有獨立之天然災害防治或減災課程內容。關於天然災害之知識，大多是包括中小學自然科及社會科教材中，重點在於天然災害之成因及對社會的衝擊，關於天然災害之防災和面對天然災害應如何應變等重要防災宣導演練為縣市政府或校園防災演練為主，課堂教材內容與時數比例不足。高中的地球科學課本內容中大多偏重科學論點，包含「地震成因」、「地震造成的災害」、「地震觀測」等內容，因應九二一震災，簡單說明地震災害和防震措 12.

(21) 施，並無詳細教導學生相關的地震防災概念及防災技能，且認為國、高中地球科學課程兩階段銜接性不足（許民陽，2003）。九二一集集大地震後，地震在台灣造成的重大災害，建置一個耐震及安全的校園，成為一個極重要的議題，國內對學校教育中，開始討論是否應加入「地震防災教育」。國家地震中心（NCREE）和國立台灣師範大學地科系共同合作於 2001 年 1 月開始著手設計一套給國中小使用的「地震防災教材」。 2002 年由國家地震工程研究中心制定地震防災能力，民眾要對臺灣的地震災害應有所認識，知道防範、減低及因應天然災害的方法與技能，更重要的是要培養全民對天然災害防治的正確態度與覺知，以及提供防災演習來提高全民面對災害發生時的應變能力。. 13.

(22) 教育部於2009訂定了防災目標細項，建立起防災的架構、類別、項目與內涵，如表2-2.1，本研究將此目標架構及細項作為訂定地震科學素養之類別、項目及素養內涵之參考。表 2-2.1 整理自防災素養檢測手冊（2009）素養類別. 項目. 對應之素養內涵. 防災知識. 災害認知. 能指出各類型災害的成因與特性能分析災害發生的過程及其與環境之間的關連. 防備知識. 能分析災害預防的工作項目與步驟能分析生活環境之安全程度. 應變知識. 能指出災害發生時救援的方法能辨別災害發生後處理的程序. 防災態度. 防災警覺性. 能留意各項安全（逃生）設施之運作能建立自身生活空間之安全環境. 防災價值觀. 能理解災害預防與個人生命財產之間的關係能理解災害預防與國家社會成本之間的關係. 防災責任感. 能體認防災工作是個人應盡之責任能主動將防災知識傳遞給他人. 防災技能. 準備行動. 能熟悉校園內避難路線與場所能操作各項援救設備與器具. 應變行為. 能在災害發生時選擇正確的避災方式與場所能在災後配合參與重建工作. 14.

(23) 二、. 地震科學調查. 李春生、魏明通（1997）有鑒於臺灣地理位置位於環太平洋的地震帶上，是世界上有感地震最多的地區之一，每當規模較大地震發生時，往往導致建築物倒塌損害，生命傷亡，呼籲臺灣應多做地震與防震的研究。自 1999 年 9 月 21 日大地震之後，國內相繼出現有關地震概念與防災研究，如下： (一) 地震知識教育相關研究徐月娥（2000）利用調查法和觀察法研究臺北市國中實施地震防災教育的現況，發現國中師生非常瞭解地震災害的威脅與防震教育重要性，但是對地震知識明顯不足，並且認為防震教育有待徹底落實。蔡俊雄（2001）在 921 大地震受災地區對 60 名高年級國小學童透過 8 個月的追蹤，分析學童對地震因果關係的想法與觀點。發現到在臺灣社會及民俗文化氛圍裡，小學生對地震的發生觀點，除了是自然科學的因素外，還包括超自然力與神話等民俗信念。葉婉儀（2003）研究對象為高一學生，研究中發現學生對地震概念的知識包括地震相關的專有名詞，存有迷思，例如：震央與震源、深源地震的意義、地震大小隨能量累積不同而改變、地震波之性質、地震規模與震度等。許民陽、洪淑琳（2004）調查研究臺北市小高年級學童地震相關概念認知情形，發現有 80%的學童知道地震現象不能由「成群螞蟻離巢到地面」知道。仍有接近五成的學童不知道台灣有關地震資訊發布是由「中央氣象局」負責。有 72.4%的學童知道，臺灣位於地震帶，因此常常發生地震。有 62.7%的學童知道，「花東地區」是臺灣最常發生地震的地區。地震發生時，在不同地區的搖晃程度，有 55.7% 的學童認為是「有些地區會相同」。張鈺梅、許民陽（2005）研究對象為我國桃園市、南投縣、花蓮縣三個地區的國小高年學生，以自編測驗與晤談方式進行研究，探討學生對與地震相關板塊 15.

(24) 概念的認知情形與差異，研究發現國小高年學生多數知道地震發生的原因與板塊運動有相關。張正杰、楊芳瑩（2006）採用量化研究，研究對象為高中學生，利用地震防災問卷進行研究，研究發現高中生在地震基本概念，例如：地震震度與地震規模的定義、震央距離與危害的程度關係等的知識部分仍不足，課程中知識部分需要多加強內容。 (二) 地震防災教育相關研究陳盈霖（2004）調查有關臺灣中小教師對於天然災害知識與態度素養調查，發現大多數國小教師認為學校課程內關於防災知識、技能和態度素養皆不充足。趙家民（2007）探討防災教育教學對南投縣內湖國小學童的教學成效，對全校 75 位學童進行問卷施測及質性研究資料之收集，並探究學生的學習成效，結果發現，防災教育對學童的整體防災知識、技能的各個面向均具有教學成效。實施防災教育的各項活動中，學生認為受益最多的活動是戶外防災體驗及觀看防災影片。目前台灣地震科學學習大多以地震防災教育為主要內容，研究對象從小學、國中、高中都有，研究方法涵蓋實驗教學以及問卷測驗調查。有關地震科學研究討論議題，針對學生地震相關背景知識、防災技能與態度素養做為調查及防災教育為大綱，透過分析了解學生對於地震科學知識與地震防災概念之差異性，皆發現學生對於地震相關知識及災害應變態度仍有不足，深入探究過後學生對地震科學知識與地震防災概念獲取來源並對研究結果提供編制教材之建議參考。. 16.

(25) 三、. 一般科學素養測量與相關研究. (一)科學素養調查方式的演變調查科學素養的具體作法也隨著時代演進而呈現不同測量方式。過去對科學素養的測量多以量化為主，主要方式有兩種，一是請受訪者自我評量對科學知識的了解程度，二是由專家預先設計好知識量表，再請受訪者選擇填答，最後研究者再用答題分數與比例判斷受訪對象的科學素養程度。 1.. 自我評量（self-evaluation）是早期調查科學素養的常見方法，世界第一個大規模科學素養調查 1957 年. 全美科學作家協會（National Association of Science Writers [NASW]）對全美民眾科學素養與科學態度所進行的研究，當時以自我評估為主，輔以受訪者的開放式回答，作為檢測科學素養的主要方法。他們先請受訪者衡量自己對某一科學知識的瞭解程度，再請他們用自己解釋科學名詞的意涵為何，能看出受測者是否高估或低估自己的科學知識程度。70 年代末期與 80 年代早期，國家科學基金會（National Science Foundation[NSF]）開始支持美國學者進行大規模的全國性科學素養與態度調查，一開始的調查方式和 1957 年 NASW 的研究類似，也是以受訪者自我評估為主，請他們回答對科學的了解程度，能夠了解目標對象在科學知識上的信心程度，自我認知與現實差距，但是缺點則是受訪者可能會高估自己的知識程度，且缺少較為精確而客觀的評估標準。 2.. 問卷調查（survey）首先專家製作科學素養內涵標準量表，再以答題分數來看科學素養程度高低。. 科技日新月異，如何找出能沿用多年的科學素養測驗題目，實行上具有難度，僅能反映測驗當時科學發展，一旦時過境遷科學素養內涵不再適用，無法透過重複調查了解受訪者在科學知識上完整的科學發展歷程。然而在科技日新月異的當代，如何找出能適用多年的科學素養測驗題目，同時又兼具科學新知，是一大課題。其一，一份知識量表的內容需反應當代最重要與基礎的科學常識，能藉由重複調. 17.

(26) 查了解受訪者在科學知識上的發展歷程。其二，題目需能反映當代某範圍之內的新科技發展。因此，本研究從公民地震科學先備知識中分為兩部分，一為地震科學認知，另為地震科學新知，希望能反映當代地震科學發展。（二）素養問卷開發之相關研究葉欣誠（2004），「對災害的警覺心」、「對災害的知識」、「對災害的態度」、「防災或應變的技能」做為九年一貫課程中四大災害能力指標。葉欣誠（2005）制訂「防災素養」，並且依照學制歸納出「九年一貫」、「高中職」、「大專」與「社會成人」四種的防災素養內涵。以九年一貫學習階段為例，分類為「對災害的警覺心」、「對災害的知識」、「對災害的態度」、「防災或應變的技能」。黃台珠（2011）研究中，國民科學素養以三個面向來探討：「對科學的瞭解」（understanding of science）、「科學資訊來源與興趣」（information sources and interest in science）、「對科學相關議題的態度」（attitudes about science-related issues），其中「對科學的瞭解」的素養分析包含二種素養：「具備基本科學知識的詞彙能力來從報紙或雜誌讀取各種不同觀點」及「對科學探究過程及本質的瞭解以獲知科學研究的相關報導」，「對科學相關議題的態度」的素養是：「科學與科技在個人或社會影響的瞭解以有正確態度來評判時事」方面的素養。 PISA （the Programme for International Student Assessment）國際學生能力評量計劃，為 OECD（Organisation for Economic Co-operation and Development）經濟合作暨發展組織自 1997 年起籌劃，主要研究對象為十五歲學生，選擇十五歲學生，是因為多數 OECD 國家這個年齡的學生正處於義務教育完成階段，透過評量瞭解學生們準備的程度以及他們習得多少必備的知識和技能，包含正式與非正式的環境，諸如正規課程，課外社團，家庭環境，學校氣氛等。評量知識技能內容包括；溝通、適應性、學習策略、彈性、時間管理、自我信念、問題解決、資訊技巧等。PISA 的調查，以教育品質和均等指標作為跨國比較的主軸。各國. 18.

(27) 研究報告中，多以學生社會經濟背景及性別差異作為分析教育表現差異是否涉及機會均等議題的主要變項。（臺灣 PISA 國家研究中心，2015）本研究設計之公民地震科學素養問卷也制定公民地震科學素養能力指標，根據前人研究設定以達到公民地震科學素養能力指標公民地包括：地震科學先備知識、地震科學態度、地震科學技能及終身學習意願，共四向度。以問卷調查作為研究工具，根據前人研究所建議，本研究將公民地震科學知識分為兩部分，認知與新知，為符合「公民地震科學素養問卷」之時效性。. 19.

(28) 第三節. 地震科學素養與背景資訊. 根據以往文獻在探討變項時，通常會加入個人屬性，去探討其中的變化，其中原因是由於個人屬性會影響個人對於事物的認知及判斷，並且在將個人屬性當自變項，在許多變數為自變項的研究（陳森任、黃國隆，1982；陳富祥，1984）指出，性別、年齡及教育程度等個人屬性，對於同一變項皆會有不同的傾向和變化，由於本研究將正式教師與台灣師範大學為對象，要探討之目的也包括個人屬性對於公民地震先備知識、公民地震科學態度、地震科技技能、與終身學習意願是否有差異，分述如下：. 一、. 個人背景屬性. (一) 性別男性國民科學素養略優於女性國民（黃台珠，2011）。原因是在長期的慣性之下，男性較偏向理工科學為升學志願，女性則偏向文、法、商升學志願，興趣的差異則造成兩者間對於科學的瞭解及興趣有所不同。男性公民在基本科學知識上有較高的得分或自評分數。性別是公民的個人基本特質，不同的性別會產生不同的性別角色差異，是否會對公民地震科學素養有所影響，尚待本研究分析。 (二) 年齡黃台珠（2011）年齡愈輕民眾科學素養愈高，顯示目前的教育趨勢使得年輕一代的民眾對於科學的瞭解、興趣及對科學的態度優於中年以上一代的公民。但是年長的公民對於新科技的接受與使用相對較排斥。 (三) 學歷在相關研究中指出，對於教師專業知能知覺方面，發現研究所畢業的教師高於大學畢業（李新鄉，1995）；另外，在教師專業成長和自主知覺方面，則研究發現，學歷高低並無顯著差異（藍雪瑛，1995；蕭偉池， 2004）。黃台珠（2011）在學歷方面，大專以上學歷民眾科學素養優於高中職學歷民眾，並優於國中以下 20.

(29) 學歷民眾。 (四) 畢業科系不同畢業科系或專業背景的教師是否對教學實務上的看法不同，或是對地震科學素養和目標的看法不法。根據國中地球科學教師之研究，發現本科系地科教師在地球科學專業知識得分顯著高於非地球科學本科系畢業者。而在解題能力測試方面也有相同的結果（曾麗英，1997）。Manross, Fincher, Tan, Choi 和 chempp（1994）研究發現，教師在專長領域中對教學有非常顯著的關係。 (五) 任教年資研究顯示，教學年資越高者其專業成長越好（沈翠蓮，1994；白穗儀， 1999）。不過，也有研究指出教學年資淺者觀念比較新，接受改變的動力比較大的關係（虞至長，1996）。謝寶梅（1996）研究指出教師重視學生的舊經驗，能具體的舉出學生具有什麼經驗，並十分強調舊經驗對學習的重要意義，而初任教師對學生有哪些相關經驗的認識很有限。目前並沒有科學素養與任教年資相關研究，本研究將任教年資與公民地震科學素養相關性分析。. 21.

(30) 二、. 五大人格特質. 本研究除了調查背景資訊外也調查受測者五大人格特質，Personality源自於拉丁文persona，可指真實的自我，此處所指的自我為個人動機、情感、習性、思想等的集合體。其中Allport（1937）最早對於人格一詞下較具體的定義，他認為所謂的人格，個人內在心理生理系統的動態組織，它決定了一個人對其環境的獨特適應。為了強調人的行為並非全然被動地適應環境，Allport 於1961 年將人格的定義修改為：「人格是一個人內在心理生理系統的動態組織，它決定了一個人所特有的思想和行為」。人格特質是組成人格的基本單位，代表個人會以某種特定方式反應的內在傾向。目前許多學者皆同意Costa與McCrae 的五個人格向度（big five personality dimensions）為最廣泛使用，且具有跨文化一致性的。在許多探討人格與個人生涯發展關聯的研究，多以五大因素模式（Big Five Model）做為衡量個人人格特質之依據。（Allport & Odbert, 1936）的研究以及Cattell發展的十六人格因素，皆為後來五大人格因素奠下基礎。日後許多研究相繼發現人格有五大因素可涵蓋人們評定他人的主要特質（Norman, 1963；Goldberg, 1990；McCrae& Costa, 1987）。. 22.

(31) 現今皆認為五大因素模式包含了智力/想像、嚴謹性、外向性、宜人性與神經質等五個人格向度，五大人格因素所涵蓋之人格特質，以下並針對各向度的內涵加以介紹：表 2-3.1 五大人格特質典型特徵五大人格特質面向. 典型特徵. 智力/想像. 想像力強、創造力強、喜歡獨立思考、求新求變、集中思考能力強. （Intellect/Imagination）. 嚴謹性（Conscientiousness）. 做事努力、有始有終、追求卓越、細心、循規蹈矩、有責任感、注意細節、專注工作. 外向性（Extraversion）. 自信、多話、喜歡表現、主動、喜歡交朋友、愛參與熱鬧場合、活潑外向、有適應力、有競爭力、有影響力、願意承擔風險. 宜人性（Agreeableness）. 待人友善、易相處、寬容、體貼、同理心、互依性、思慮敏捷、開放性、信任. 神經質（Neuroticism）. 悲觀、不能容忍壓力、感到焦慮、容易緊張或適應不良各種新環境. 表格修改自：Mark J. Schmitt, Jenifer A. Kihm, and Chetrobie（2000）（Allport，1950）認為人格特質是每個人以其生理為基礎持久不變的性格特徵，許多研究，五大人格特質研究被應用在不同領域中，根據前人研究顯示，人格特質確實能夠影響科學素養之內涵，本研究深入分析試探五大人格特質是否能影響公民地震科學素養之相關性。. 23.

(32) 第三章研究方法公民地震科學素養主要為量化研究。經過專家學者及 IBM SPSS 信效度分析，設計開發出｢公民地震科學素養問卷｣，並以開發之｢公民地震科學素養問卷題｣作為研究工具。其內容包含公民地震科學先備知識、公民地震科學態度、地震科技技能、終身學習意願、人格特質（The mini-IPIP scales）中宜人性與嚴謹性、背景資訊（性別、年齡、服務年資、教職、學歷、相關科系），由上述背景資訊，得知公民地震科學素養初步分析結果。. 第一節. 研究架構. 本研究之主要架構分為兩部分，一、開發一份具有信效度之｢公民地震科學素養問卷｣，二、藉由了解受測者「公民地震科學素養」對於受測者「背景資訊」之相關性。為要求問卷信效度，經過地震科學專家及科學教育專家審查，並透過 IBM Amos 統計分析軟體驗證結構分析後，進而探究受測者對於這些不同看法之背後因子。另外，對於不同地球科學背景情況下，受測者對於「公民地震科學素養」之相關性將做深入做探討，最後再將這些因子彼此交互分析，提出公民地震科學素養與背景資訊相關性，探討與公民地震科學素養相關之因素，進一步提出未來促進公民地震科學素養之課程與教學建議，以達到公民地震科學素養之提升。. 第二節. 研究對象. 本研究「公民地震科學素養問卷」，經過地震科學專家及科學教育專家設計、問卷信效與度化後，正式施測前，利用 103 年 6 月 17 日舉辦「台灣地震科學雲端學習平台」建置校園捕震網種子教師教育訓練工作坊中，共有 26 位台南市新化國小教師進行了第一次預試（pilot study），經過將問卷修正調整後，接著根據資料初步分析、討論，修訂問卷後，再實施正式問卷調查。經過預試調查與結果分析，問卷內容再經數次討論與修正後，正式施測於. 24.

(33) 103 年 7 月以後，針對地震學園工作坊中全國各級巡迴之種子教師為對象，及台灣師範大學大學部二年級學生（通識課 41 人，地球科學系 50 人），共計 315 名，服務年資變項中只包含 134 位教師。以紙本問卷及網路問卷方式發出問卷。最後回收之問卷共有 230 份，回收率為 73%。經過再次篩選，將填答不完整和未按規定填答的問卷刪除後，最後剩下 225 份有效問卷，作為研究分析之正式樣本。. 分類. 背景. 人數. 百分比. 性別. 男性. 126. 56.0%. 女性. 99. 44.0%. 29 歲以下. 132. 58.7%. 30 歲以上. 93. 41.3%. 大學. 130. 57.8%. 研究所. 95. 42.2%. 9 年以下. 46. 34.3%. 10 年以上. 88. 65.7%. 教師. 134. 59.6%. 學生. 91. 40.4%. 相關. 116. 51.6%. 非相關. 109. 48.4%. 年齡. 學歷. 服務年資. 教職. 相關科系. 表 3-2.1 本研究將全數受測者分為三組（全數受測者、教師、學生），分析方式會依照不同組別進行分析。. 25.

(34) 第三節. 研究工具. 本研究主要透過問卷調查學校教師與大學學生，調查公民地震科學先備知識（是非選擇題）、公民地震科學態度（李克特氏五點量表）、地震科技技能（五分量表）、終身學習意願（五分量表）、背景資訊，分析受測者對於地震科學素養不同面向的看法和背景資訊相關聯性，期望找出地震科學素養中四向度之差異，以提供地震學園種子教師工作坊課程綱要之參考。本節將說明研究工具的發展過程。本研究所使用的方法為量化研究法，使用自行發展的「公民地震科學素養問卷」，問卷內容包含教師個人背景資訊，包括性別、年齡、服務年資、教職、學歷、相關科系、五大人格特質（mini-IPIP），主要是對於公民地震科學素養包括地震科學認知、地震科學態度、科技技能、學習意願之重要性及背景資訊影響公民地震科學素養原因。問卷正式施測後，分析所得的成果，發現其信效度皆具良好水準。本研究利用問卷調查方法利用地震科學專家與科學教育專家設計開發問卷，調查全國各級學校教師與台灣師範大學學生公民地震科學素養。問卷皆為選擇題總共可分成四個部分: 一、公民地震科學素養 (一)地震科學認知：共有 30 題是非選擇題，1~15 題為地震科學認知，16~30 為地震科學新知。 (二)地震科學態度：共有 12 題五分量表計分方式選擇題，包括地震科學價值觀及地震防災意識。第 3 題、第 5 題、第 10 題、第 11 題、第 12 題，為反向題。 (三)科技技能：共有 7 題五分量表計分方式選擇題，主要以電腦使用技能為命題方向。第 5 題為反向題。 (四)學習意願：共有 5 題五分量計分方式表選擇題，包括自我專業成長及地震科學學習意願。第 5 題為反向題。 26.

(35) 二、. 人格特質. 五大人格特質 The mini-IPIP scales (Donnellan, M.B., Oswald, F.L., Baird, B.M., & Lucas, R.E. 2006)：共 20 題五分量表計分方式選擇題，包括:外向性 (1、6、11、16)題，宜人性(2、7、12、17)題，嚴謹性(3、8、13、18)題，神經質(4、9、14、19)題，智力/想像力(5、10、15、20)題五大人格特質。本研究將 Mini-IPIP 中宜人性與嚴謹性人格特質提出來特別分析，前人過去研究中認為宜人性與嚴謹性能夠影響科學素養。. 第四節統計分析紙本問卷和網路問卷回收紀錄於 Office Excel 後，使用 IBM SPSS 軟體及 IBM Amos 進行後續分析。. 一、. 專家與效度分析. 地震科學素養問卷研發團隊是經由一位地震科學專家，一位科學教育專家從問卷初稿的文辭修訂、題目設計到構念結構的確認，上述的人員全部親自參與，在研發與結果分析階段，大約每個月開會兩次，每次開會時間約 1 小時，歷時半年，由專家分析每道題目的適切性，建立「專家效度」。在正式問卷定稿前，也聘請外界專家學者對題目進行審查。專家效度從事原則為：若獲兩位專家同意的題目，則視為具一定的效度，故予以保留。若對於有疑義的題目，則予刪除。. 27.

(36) 二、. 可靠度分析. DeVellis（1991）對 Cronbach’s α 值提出以下觀點：當 α 係數介於 0.65 至 0.70 間尚可；α 係數介於 0.70 至 0.80 之間則具有高信度；α 係數大於 0.80 時，則信度最佳。以此為例，.907 > .80，故屬最佳信度。若 Cronbach’s Alpha 值 < .65，則需使用圖 3-4 刪除部分題項，以提升 Cronbach’s Alpha 之數值。. 三、. 整體配適度指標. 在模式配適度（goodness-of-fit）評估方面，若模型配適度越高，則代表模型可用性越高，參數的估計越具有其涵義。Amos 是以卡方統計量（Χ2）來進行檢定，一般以卡方值 P>0.05 作為判斷，意即模式具良好的配適度。但是卡方統計量容易受到樣本大小影響，因此除了卡方統計量外，還須同時參考其他配適度指標。. 配適指標(Fit Indices). 要求標準. Χ2 (Chi-square). 愈小愈好. Χ2 與其自由度(degrees of freedom)的比值. ≦5. 配適度指標(goodness of fit index, GFI). >0.9. 調整後的配適度指標(adjusted goodness of fit index, AGFI). >0.9. RMSEA (root mean square error of approximation). <0.05. 基準配適度指標(normed fit index, NFI). >0.9. 非基準配適度指標(non-normed fit index, NNFI). >0.9. 比較配適度指標(Comparative fit index, CFI). >0.9. 表 3-4.1 整體配適度指標標準. 28.

(37) 四、. 描述性分析. 統計受測者個人地震科學認知、地震科學態度、科技技能、學習意願、背景資訊，分析各題的選答分布與得分的平均數，再分析選項的選答次數並對資料描述與解釋。. 五、. 獨立樣本 t 檢定. 統計資料分析時常必須比較不同兩群體是否有差異，或對某問題的觀點是否有差異。獨立樣本 t 檢定是檢定兩群體特性的期望值是否相關的統計方法。用來分析受測者個人基本資訊與公民地震科學素養，是否達顯著差異。. 六、. 皮爾森相關係數. 皮爾森相關方法分析受測者的地震科學認知、地震科學態度、科技技能、學習意願之間的相關性，並加入受測者背景資訊、Mini-IPIP 同步進行相關性分析。. 七、. 迴歸分析. 迴歸分析經常用在解釋和預測二大方面，有關解釋方面，我們可以從取得的樣本，計算出迴歸的方程式，再透過迴歸的方程式得知每個自變數對依變數的影響力 (貢獻)，當然也可以找出最大的影響變數，以進行統計上和管理意涵的解釋。有關預測方面，由於迴歸方程式是線性關係，我們可以估算自變數的變動，會帶給依變數的多大改變，因此，我們使用迴歸分析來預測未來的變動。. 29.

(38) 第五節. 資料分析. 問卷回收並以統計軟體輸入資料庫後，進行量化資料之數值統計、質化分析、資料之交叉分析工作。 (一)資料的輸入與分析：首先以 SPSS 統計軟體進行量化資料的輸入與編碼，並進行描述性統計、頻率統計等基本性質分析。 (二)相關性統計分析：為了瞭解各個不同背景資料之中公民地震科學素養相關性，因此使用 Microsoft SPSS 統計軟體作為相關係數統計分析。. 30.

(39) 第六節. 研究流程. 形成研究動機 ↓ 文獻探討 ↓ 發展研究工具 ↓ 預試結果分析 ↓ 研究工具修訂完成 ↓ 正式施測 ↓ 綜合資料分析 ↓ 完成撰寫研究論文. 31.

(40) 第四章資料分析與結果本章將調查問卷收集後所得之資料，根據本研究的目的與所欲探討之問題進行資料分析，並針對所得之結果進行初步的解釋與說明。本章共分為六節：第一節為專家效度，第二節為地震科學素養問卷因素分析，第三節為整體配適度指標檢定，第四節為驗證性因素分析，第五節為地震科學素養四面向與背景資訊 T-test，第六節為地震科學素養四向度人格特質相關性分析與迴歸分析。. 第一節. 專家效度. 本研究邀請一位地震科學專家以及一位科學教育專家，針對公民地震科學素養問卷所欲測量概念之所有內容與內容之適當性進行討論，經過三個月的開會討論，修改公民地震科學素養問卷之內容後，以台南新化國小 25 位教師提供公民地震科學素養問卷內容之修改意見。最後，以問卷調查所有專家對問卷內容完整性、適當性的判斷，並經過多次開會討論修改，共耗時 6 個月，提高內容效度。(修改後問卷，見附錄). 第二節. 地震科學素養問卷因素分析. 研究者以 104 年 7 月針對地震學園工作坊中全國各級巡迴之種子教師為對象，及台灣師範大學大學部二年級學生，共計 315 名。以紙本問卷及網路問卷方式發出問卷，最後剩下 225 份有效問卷台灣全國種子教師與師範大學學生為對象進行地震科學素養之研究。. 32.

(41) 一、因素分析前可靠度分析. 地震科學態度 Cronbach. Alpha. Items. .549. 12. 科技技能 Cronbach. Alpha. Items. .667. 7. 學習意願 Cronbach. Alpha. Items. .773. 5. 表 4-2.1 本研究中的地震科學態度、科技技能、學習意願，專家效度認定後共 24 題，表 4-2.1 信度結果顯示地震科學態度 Cronbach Alpha .549、科技技能 Cronbach Alpha .667、學習意願 Cronbach Alpha .773，Gay(1992)認為 Cronbach Alpha 超過 0.7 以上信度為佳，本次研究中信度欠佳，需經過探索性因素分析 (EFA: Exploratory Factor Analysis)向度縮減以提高信度。. 33.

(42) 二、探索性因素分析(EFA: Exploratory Factor Analysis)縮減向度. 題號. 學習意願. 公民地震態度. S01. .761. L02. .755. L03. .700. L01. .690. L04. .629. S02. .627. A08. .800. A04. .662. A06. .608. A09. .568. A07. .504. 科技技能. S04. .861. S03. .817. S07. .735. S06. .631. 表 4-2.2 本研究使用 IBM SPSS 與 IBM AMOS 統計軟體，分別進行探索性與驗證性因素分析。「地震科學素養」除了知識除外，共設計 21 個問題被分類在三個假設性向度內，表 4-1.2，包含地震態度(代號 Attitude，A)、科技技能(代號 skill，S)、學習意願(代號 Learning，L)。為進一步了解各向度內獨立題目的潛在相關性，首先將 21 個問題依不同變項名稱(A、K、L) 各自編號。因素分析結果產生三個向度，其中態度向度(代號 A)移除六題，每族群內的題目之因素結構吻合。. 34.

(43) 三、因素分析後可靠度分析地震科學態度 Cronbach. Alpha. Items. .756. 5. 科技技能 Cronbach. Alpha. Items. .778. 4. 學習意願 Cronbach. Alpha. Items. .858. 6. 表 4-2.3 經過因素分析縮減題項後重新信度分析，結果顯示，表 4-2.3 信度大幅提升，地震科學態度 Cronbach Alpha .756、科技技能 Cronbach Alpha .778、學習意願 Cronbach Alpha .858，三項度均超過 Gay(1992)認為 Cronbach Alpha 超過 0.7 以上具有信度之檢驗。. 35.

(44) 第三節. 配適度指標檢定分析 Model Fit Summary. Fit index Chi-square(χ2) Degree of freedom(DF) χ2/DF RMSEA CFI GFI NFI TLI. POSTOL. Recommended value. 187.763 78 2.397 .074 .927 1.00 .877 .910. ≤5 ≤.08 ≥.90 ≥.90 ≥.90 ≥.90. 表 4-3.1 經過整體配適檢定之後發現，代表模式配適的虛無假設被拒絕，平均單位自由度之卡方增量（χ2/df）為 2.397 在標準值 5 的範圍內，GFI 為.904 達.900 標準、CFI 為.927 亦達.900 標準，NFI 為.877 將近.900 標準，RMR 為.041、RMSEA 為.074 均在.05 標準範圍內，綜合上述整體配適度指標的分析，可以確認驗證模式建構的效度是為可接受的。. 36.

(45) 第四節. 驗證性因素分析. 圖 4-4.1 個別項目的信度（individual item reliability）：因素負荷值多接近達 0.5 以上，Hair, et al.（1992）建議因素負荷量應該都在 0.5 以上，顯示模式中建構各向度的效度良好。. 37.

(46) 第五節. 背景資訊與地震科學素養相關性. 一、全數受測者性別與背地震科學素養相關性（一）使用 T-test 檢定受測者之不同性別（男性或女性）對於公民地震科學素養是否有差異，分析結果建議受測者之不同性別（男性或女性）對於地震科學素養無差異。結果顯示受測者男性（M=17.02，SD=1.09）及女性（M=16.77， SD=1.22）在公民地震科學素養上，無顯著差異，t = 1.62 ，p = .105。 (二）使用 T-test 檢定受測者具不同性別（男性或女性）對於地震科學認知是否有差異，分析結果建議受測者之不同性別（男性或女性）對於地震科學認知無差異。結果顯示受測者男性（M=3.79，SD=0.47）及女性（M=3.73，SD=0.56）在地震科學認知上，無顯著差異，t = .814，p = .416。 (三）使用 T-test 檢定受測者具不同性別（男性或女性）對於科技技能是否有差異，分析結果建議受測者之不同性別（男性或女性）對於科技技能無差異。結果顯示受測者男性（M=4.53，SD=0.52）及女性（M=4.45，SD=0.50）在科技技能上，無顯著差異，t = 1.05，p = .292。 (四）使用 T-test 檢定受測者具不同性別（男性或女性）對於地震科學態度是否有差異，分析結果建議受測者之不同性別（男性或女性）對於地震科學態度無差異。結果顯示受測者男性（M=4.08，SD=0.60）及女性（M=4.46，SD=0.52）在地震科學態度上，無顯著差異，t = .534，p = .594。（五）使用 T-test 檢定受測者具不同性別（男性或女性）對於學習意願是否有差異，分析結果建議受測者之不同性別（男性或女性）對於學習意願無差異。結果顯示受測者男性（M=4.10，SD=0.66）及女性（M=3.99，SD=0.61）在學習意願上，無顯著差異，t = -1.30，p = .193。. 38.

(47) 二、全數科系與地震科學素養相關性（一）使用 T-test 檢定受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於公民地震科學素養是否有差異，分析結果建議受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於公民地震科學素養有差異。結果顯示受測者相關科系（M=17.12， SD=1.06）及非相關科系（M=16.69，SD=1.22）在公民地震科學素養上，有顯著差異，t = 2.82，p=.005。（二）使用 T-test 檢定受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於地震科學認知是否有差異，分析結果建議受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於地震科學認知有差異。結果顯示受測者相關科系（M=3.97，SD=0.36）及非相關科系（M=3.55，SD=0.55）在地震科學認知上，有顯著差異，t = 6.83， p=.000。（三）使用 T-test 檢定受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於科技技能是否有差異，分析結果建議受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於科技技能無差異。結果顯示受測者相關科系（M=4.53，SD=0.51）及非相關科系（M=4.46，SD=0.52）在科技技能上，有顯著差異，t = 1.04，p=.297。（四）使用 T-test 檢定受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於地震科學態度是否有差異，分析結果建議受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於地震科學態度無差異。結果顯示受測者相關科系（M=4.05，SD=0.59）及非相關科系（M=4.08，SD=0.55）在地震科學態度上，有顯著差異，t = -.291， p=.772。（五）使用 T-test 檢定受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於學習意願是否有差異，分析結果建議受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於學習意願無差異。結果顯示受測者相關科系（M=4.02，SD=0.66）及非相關科系（M=4.02，SD=0.62）在學習意願上，有顯著差異，t = .714， p=.476。. 39.

(48) Gender. All N M SD. Degree Major. Male. Female. Earth Science. Non-Earth Science. 126. 99. 116. 109. 17.02. 1.09. 16.77. 1.22. 17.12. 1.06. 16.69. 1.22. 3.55. 0.55. 4.46. 0.52. 4.08. 0.55. 4.02. 0.62. Citizen Seis. Literacy (CSL) T-test Knowledge regarding past &. M SD. current Seis.. T-test M SD. t=2.82, p=.005*. t=1.62, p=.105 3.79. 0.47. 3.73. 0.56. 3.97. t=.814, p=.416 4.53. 0.52. 0.36 t=6.83, p=.000*. 4.45. 0.50. 4.53. 0.51. Skills to adopt Seis. Tech. T-test M SD. t=1.05, p=.292 4.08. 0.60. t=1.04, p=.297 4.46. 0.52. 4.05. 0.59. Attitude toward Seis. T-test M SD. t=.534, p=.594 4.10. 0.66. t=-.291, p=.772 3.99. 0.61. 4.02. 0.66. Willingness to learn T-test. t=-1.30, p=.193. t=-.714, p=.476. 表 4-5.1 Note. 1. ※: Sampling groups did not pass Levene's test for equality, therefore T-test was not performed. 2. N: Number; M: Mean; SD: Standard Deviation. 3.＊: Difference was found at significant level (p<0.05) between the sampling groups.. 40.

(49) 三、學生受測者性別與背地震科學素養相關性（一）使用 T-test 檢定受測者之不同性別（男性或女性）對於公民地震科學素養是否有差異，分析結果建議受測者之不同性別（男性或女性）對於地震科學素養無差異。結果顯示受測者男性（M=15.77，SD=1.37）及女性（M=15.70， SD=1.35）在公民地震科學素養上，無顯著差異，t = .24 ，p = .806。（二）使用 T-test 檢定受測者具不同性別（男性或女性）對於地震科學認知是否有差異，分析結果建議受測者之不同性別（男性或女性）對於地震科學認知無差異。結果顯示受測者男性（M=3.86，SD=0.40）及女性（M=3.58， SD=0.50）在地震科學認知上，無顯著差異，t = 2.94，p = .806。（三）使用 T-test 檢定受測者具不同性別（男性或女性）對於科技技能是否有差異，分析結果建議受測者之不同性別（男性或女性）對於科技技能無差異。結果顯示受測者男性（M=4.53，SD=0.56）及女性（M=4.42，SD=0.52）在科技技能上，無顯著差異，t = .95，p = .340。（四）使用 T-test 檢定受測者具不同性別（男性或女性）對於地震科學態度是否有差異，分析結果建議受測者之不同性別（男性或女性）對於地震科學態度無差異。結果顯示受測者男性（M=3.46，SD=0.57）及女性（M=3.97， SD=0.53）在地震科學態度上，無顯著差異，t = 1.83，p = .070。（五）使用 T-test 檢定受測者具不同性別（男性或女性）對於學習意願是否有差異，分析結果建議受測者之不同性別（男性或女性）對於學習意願無差異。結果顯示受測者男性（M=3.63，SD=0.65）及女性（M=3.73，SD=0.58）在學習意願上，無顯著差異，t = -.81，p = .420。. 41.

(50) 四、學生科系與地震科學素養相關性（一）使用 T-test 檢定受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於公民地震科學素養是否有差異，分析結果建議受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於公民地震科學素養無差異。結果顯示受測者相關科系（M=15.86， SD=1.35）及非相關科系（M=15.49，SD=1.35）在公民地震科學素養上，無顯著差異，t = 1.24，p=.217。（二）使用 T-test 檢定受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於地震科學認知是否有差異，分析結果建議受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於地震科學認知有差異。結果顯示受測者相關科系（M=3.87，SD=2.15）及非相關科系（M=3.45，SD=3.33）在地震科學認知上，有顯著差異，t = .441， p=.000。（三）使用 T-test 檢定受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於科技技能是否有差異，分析結果建議受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於科技技能無差異。結果顯示受測者相關科系（M=4.48，SD=0.53）及非相關科系（M=4.47，SD=0.57）在科技技能上，有顯著差異，t = .06，p=.951。（四）使用 T-test 檢定受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於地震科學態度是否有差異，分析結果建議受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於地震科學態度無差異。結果顯示受測者相關科系（M=3.38，SD=0.60）及非相關科系（M=3.87，SD=0.48）在地震科學態度上，有顯著差異，t = -.165， p=.867。（五）使用 T-test 檢定受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於學習意願是否有差異，分析結果建議受測者具有相關科系（相關科系或非相關科系）對於學習意願無差異。結果顯示受測者相關科系（M=3.67，SD=0.62）及非相關科系（M=3.70，SD=0.62）在學習意願上，有顯著差異，t = -.205， p=.838。. 42.