探討同步與非同步化Facebook環境中科學本質融入科學新聞之研究

國 立 交 通 大 學 教 育 研 究 所

碩士論文

探討同步與非同步化 Facebook 環境中

科學本質融入科學新聞之研究

A Study of Synchronous and Asynchronous

Facebook-based Nature of Science Integrated

with Scientific News

研究生：黃錫裕

指導教授：佘曉清 博士

探討同步與非同步化 Facebook 環境中

科學本質融入科學新聞之研究

研究生：黃錫裕 指導教授：佘曉清 教授

摘要

本研究目的以科學本質融入科學新聞課程，置於臉書（Facebook）的網路環 境，以探討同步與非同步討論模式，對學生之科學本質觀點、主題相依科學本質 能力和科學知識概念的提昇之研究。 研究採用實驗研究法之準實驗設計，研究對象為新竹縣山區某偏遠國中四班 八、九年級的學生，分別為二班（八、九年級各一班）同步組42人，二班非同步 組（八、九年級各一班）41人，此兩組學生在八年級上學期自然與生活科技課程 之學業成績表現皆未達顯著。同步組學生接受同步化社群網路學習模式，非同步 組學生接受非同步化社群網路學習模式，兩組學生均接受七個不同主題之科學本 質融入科學新聞及二個探討科學本質的學習內容。二組學生均在學習前接受科學 本質問卷、主題相依科學本質測驗、科學知識測驗及網路科學本質討論的前測， 並於學習後接受科學本質問卷、主題相依科學本質測驗與科學知識測驗及網路科 學本質討論的後測，研究將針對學生在科學本質問卷、主題相依科學本質測驗與 科學知識測驗學習前、後及三週後追蹤測的改變，網路科學本質討論的前、後測 和學生網路學習歷程分析及科學本質觀點開放式問卷進行探討。 結果顯示同步組學生在科學知識測驗表現顯著優於非同步組的學生，但在科 學本質量表與主題相依科學本質測驗上兩組學生並沒有顯著差異，科學本質觀點 開放式問卷也顯示兩種教學模式對兩組學生而言並沒有差異。

但卻也發現到「同步組」與「非同步組」的學生各自在科學本質問卷、主題 相依科學本質測驗、科學知識測驗的前測、後測、追蹤測成績表現呈現進步且皆 達顯著差異。 另分析學習者的網路學習歷程，發現到學習者在主題一到主題七之間的科學 本質觀點、主題相依科學本質能力和科學知識概念等，都有明顯的成長。本研究 顯示科學本質融入科學新聞課程對於同步組或非同步組學生的科學本質觀點、主 題相依科學本質能力和科學知識概念的提升都是有效的。 關鍵詞：科學本質、科學新聞、Facebook 網路環境、同步化科學學習

A Study of Synchronous and Asynchronous Facebook-based Nature

of Science Integrated with Scientific News

Abstract

The purpose of this study was to explore the enhancement of students’ views on the nature of science, their content-dependent nature of science ability and their concept of scientific knowledge by comparing between synchronous and

asynchronous Facebook-based nature of science integrated with scientific news.

The study used an experimental method of quasi-experimental design in a remote mountainous area of Hsinchu County. We had two groups, a synchronized group of 42 people (one class for the eighth grade and one class for the ninth grade) and an

asynchronous group of 41 people (one class for the eighth grade and one class for the ninth grade). The two groups of students were not significantly different in their Science and Life Technology curriculum academic performance in the first semester of the eighth grade. The synchronous group of students received simultaneous synchronous network learning communities. The asynchronous group of students received a non-network learning community. Both groups of students were given seven different topic on the nature of science integrated with scientific news and two topics to research on the nature of science. Before studying, both groups of students received a pre-test, including a questionnaire on the nature of science, the content- dependent nature of science ability two tier test, concept of scientific knowledge quiz and discussion of the nature of network. After learning, they received a post-test, including a questionnaire on the nature of science, the content- dependent nature of science ability two tier test, concept of scientific knowledge quiz and discussion of the nature of network. This study analyzes the pre-test, the post-test and a

three-weeks-later tracking test, discussing the changes on the network, comparing the learning process of students and researching the open-ended view of the nature of science questionnaire.

The results showed that synchronous group’s performance in science knowledge

was significantly better than asynchronous group of students, but there was no

significant differences for the two groups in the questionnaire on the nature of science

and content- dependent nature of science ability two tier test. The open-ended view of the nature of science questionnaire also showed no difference between the two

teaching groups.

But it was found that the "synchronous group" and "asynchronous group" of students showed that their progress and performance were significantly different on the questionnaire on the nature of science, the content- dependent nature of science

ability two tier test, concept of scientific knowledge quiz pre-test and post-test, and tracking test results.

It was found that the learners showed significant growth on the view of the nature of science, content- dependent nature of science ability and the concept of the scientific knowledge from topic one to topic seven by the analysis of the learner's e-learning course. The study also showed that the nature of science integrated with scientific news course was effective for improving the synchronous or asynchronous groups’ views on the nature of science, their content- dependent nature of science

ability and their concept of the scientific knowledge.

Keyword：nature of science、scientific news、Facebook network environment、 synchronous science learning

誌 謝

終於熬到這一刻，令人抓狂的論文生活要結束了，在撰寫這本論文的過程 中，心中充滿了歡笑與汗水。看著自己再次完成人生中的另一本學術著作，從無 到有，心中的感動是筆墨難以形容的，這段期間要感謝的人有很多，有師長、有 同學、有朋友當然還有在背後默默支持我的家人。 首先必頇第一個要先感謝的就是我的指導教授佘曉清老師，因為這段期間常 打擾到老師的休息，有時是在晚上有時是在週末，老師都願意提供協助，真的很 感謝這麼一位有愛心又具包容和耐心的老師。還有研究所一起修課的同學們和科 教組的明樺、佩蓉、梅香和君婷，終於我們科教組全部都清空啦！ 另外，要特別感謝新竹市立三民國中的楊文宗老師，以豐富的經驗給予我課 程設計上寶貴的意見，還有科教組博士班的學長姐：文己、莉郁、聖昌辛苦協助 我編修課程內容，對於我的研究幫忙很多，還有撰寫論文期間學妹米珊、汝紋的 幫忙，沒有您們的幫忙我絕對無法順利完成這個研究。 再來要感謝我的兩位口試委員張文華教授、王嘉瑜教授，給予我論文寶貴的 意見且細心地逐字閱讀提醒我許多細節。張教授不辭辛勞地從台北奔波至，協助 我論文口試，而且很明確的指出論文中缺失之處，並細心做記號，參考文獻也逐 筆檢閱，讓我發現自己的疏忽之處以做改進，謝謝您。王教授在計畫書口試時更 精闢地指出文獻和設計缺失之處，使我得以修正才能有此研究成果，謝謝您。 另外，還要感謝這四年中曾任教過學校的同仁：筱喬、昱德、怡華、志遠、 育伶、芷辰、英明、莉佩、漢哲等，感謝這段修課及撰寫論文期間的協助及包容， 常臨時找各位調課或幫忙，您們大家都義不容辭的提供協助，真的很感謝您們。 當然還有我的好友們：涵婕、靖鈞、富傑，也一併在此由衷謝謝你們，這段期間 願意聽我發嘮叨。 還有要感謝教育所這個溫暖的大家庭，教育所和藹可親的老師們的教導與關 心，感謝嘉凌姐在行政上的幫忙及關心，從入學就在擔心我能畢業嗎？終於，我 達成了這艱難的任務，我畢業了！此外，感謝思瑋，協助校正統計的數據，還有 解答我的困惑，還有佘老師的助理群佩樺、秉睿的幫忙，謝謝你們。 最後要感謝我的家人，老媽無怨無悔的付出與無條件的支持、鼓勵與體諒， 感謝和兩位姐妹們在我專注於研究時照顧老媽，讓我在研究期間可以無後顧 之憂。原諒我的囉唆因為要感謝的人真的太多了。最後傴以此論文獻給我最愛的 家人、朋友與師長，因為有你們我才能順利完成學業。雖然教育所的碩士生活已 經結束，但期許自己未來可以學習更多，在教育上可以貢獻一己之力。 辛卯年 大暑 錫裕

目錄

中文摘要………Ⅰ 英文摘要………Ⅲ 誌謝………Ⅴ 目錄………Ⅵ 表目錄………Ⅷ 圖目錄………Ⅸ 緒論……… 1 第一節 研究背景與動機……… 1 第二節 研究目的……… 3 第三節 研究問題與假說……… 3 第四節 名詞釋義……… 5 第五節 研究範圍與限制……… 6 第二章 文獻探討……… 7 第一節 科學本質相關探討 ……… 7 第二節 科學新聞與概念建構相關探討 ………11 第三節 網路與科學學習相關探討 ………16 第四節 小結………20 第三章 研究方法………21 第一節 研究對象………21 第二節 研究設計………21 第三節 研究流程………23 第四節 研究工具………24 第五節 教學設計………31 第六節 資料蒐集與分析………31

第四章 研究結果與討論………35 第一節 同步化與非同步化課程測驗之成效分析………35 第二節 網路學習歷程分析………41 第五章 結論與建議………59 第一節 結論與討論………59 第二節 建議………61 參考文獻………65 附錄………74 附錄一 教學課程主題………74 附錄二 科學本質融入科學新聞課程活動設計………75 附錄三 科學本質問卷………82 附錄四 科學知識測驗………83 附錄五 主題相依科學本質測驗………86 附錄六 科學本質觀開放式問卷………96 附錄七 科學本質網路討論編碼暨學生回答反應百分率統計表…………97 附錄八 網路科學新聞討論編碼暨學生回答反應百分率統計表…………99 附錄九 科學本質觀開放式問卷編碼暨學生回答反應百分率統計表……114 附 錄五 附 錄五

表目錄

表 2-2-1 科學新聞與學校教科書文本的比較………13 表 3-1-1 同步組與非同步組人數統計表.………21 表 3-1-2 同步組與非同步組學生自然與生活科技學業成績之 t 考驗摘要表…..22 表 3-4-1 科學本質問卷題目之因素分析表……… 27 表 4-1-1 不同教學模式對科學本質觀點之敘述性統計分析表.………35 表 4-1-2 不同教學模式對科學本質觀點之重複量數分析表.………36 表 4-1-3 科學知識測驗之敘述性統計分析表……… 37 表 4-1-4 不同教學模式對科學知識測驗之重複量數分析表.………38 表 4-1-5 主題相依科學本質能力測驗之敘述性統計分析表……….…39 表 4-1-6 不同教學模式對主題相依科學本質能力之重複量數分析表…….……40 表 4-2-1 不同教學模式對網路科學本質觀點討論之敘述性統計分析………….43 表 4-2-2 不同教學模式對科學本質網路討論之共變數分析………..………43 表 4-2-3 教學模式對網路科學新聞 (科學知識)重複量數表……….45 表 4-2-4 教學模式對網路科學新聞主題相依科學本質能力(累積性)重複量數 表……..………46 表 4-2-5 教學模式對網路科學新聞主題相依科學本質能力(創造性)重複量數 表………..…………47 表 4-2-6 兩組學生網路科學新聞主題相依科學本質能力(創造性)ANOVA表…48 表 4-2-7 同步組學生網路科學新聞主題相依科學本質能力(創造性)重複量數-事 後比較表………..…………49 表 4-2-8 非同步組學生網路科學新聞主題相依科學本質能力(創造性)重複量數-事後比數表………..…………50 表4-2-9 教學模式對網路科學新聞主題相依科學本質能力(科學社群)重複量數 表………..…………51 表4-2-10 不同教學模式對開放式問卷之敘述性統計分析………...…56

圖目錄

圖 3-2-1 研究架構圖………22 圖 3-4-1 網路學習網站Facebook登入頁陎………….………28 圖 3-4-2 點選畫陎左方由管理者採異質性分組的社團 ……….…….…………29 圖 3-4-3 主題式的科學本質新聞畫陎 ………..…………29 圖 3-4-4 科學新聞相關的影片及討論題目 ………..………30 圖 3-4-5 學生進行網路主題討論的畫陎………..………30

第一章 緒論

本章共分成五節，內容將就研究背景和研究動機、研究目的、研究問題與假 說名詞釋義、研究範圍與限制等方向加以闡述。

第一節 研究背景和研究動機

隨著電腦及網路的發達，越來越多的資訊科技已經應用在學習教育上陎， 而課堂上的活動已經不再只是單向的教學行為，取而代之的，是老師與學生之 間，利用電腦及網路的科技來達到互動學習的效果。可預期的在未來的教室裡， 學生所互動學習的對象，將會是老師、同儕以及電腦。 學習如果能與電腦和網路相結合，則將使學習變得更生活化，學生也更會樂 於學習，歸納當前學生最常使用到的網路工具，有電子郵件(e-mail)、部落格 (blog)、即時通、MSN、網路論壇(家族)…等，分析後發現，其中還是以使用率 高，且能書寫長篇大論的網路部落格(blog)環境較適用，原因就在於操作上較為 容易及便利，所以學生幾乎都會習慣在自己的部落格上寫網誌，與網友分享自己 的心情和生活周遭所發生的情事，教學者若能將這樣的寫作環境轉換作一教學帄 台，對學生而言是非常實用及便利的，環視目前國內提供免費部落格(blog)的網 站很多，如知名的無名小站、蕃薯藤、 PChome 和目前最當紅的臉書（Facebook）… 等，都提供免費的網路資源供使用者無償使用，尤其近兩年掘起的社群網站 Facebook，全球網路使用人口更高達五億多人，所以，其網路傳播能力可見一般， 因此，此帄臺若能被善加利用及設計出相關教學課程，既可結省教育成本，又是 個不受時間空間限制的學習模式，也符合了教育部所提電子書包的概念。

美國科學促進會（American Association for the Advancement of Science

﹝AAAS﹞, 1989）發表的project2061課程計畫中，以培養具有科學素養（scientific literacy）公民為目標。而美國這股大力提倡培養具備科學素養現代化公民的風潮 也影響到了世界各地，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陏的目標（Lederman，2007）。

美國學者 Yager 在1990 年就曾提到國民應充分了解科學六大領域：科學概 念知識領域、過程技能領域、創造力領域、態度領域、應用與結合領域、科學本 質的世界觀領域（Yager, 1990；1994）。而AAAS 於1993 年的「科學素養里程 碑」（Benchmarks for Science Literacy）一書中更明白指出學生正確的科學本質 觀是成為具備科學素養的要件之一，並將科學本質列為該報告書的第一章。另在 美國國家科學教育標準（National Science Education Standards﹝NSES﹞）一書 中，提到科學素養包括了對科學本質、科學事業的了解、及科學在社會與個人生 活所扮演的角色（National Research Council﹝NRC﹞, 1996）。

在國內，國民中小學九年一貫課程綱要「自然與生活科技」學習領域（教育 部，2003）中提到：自然科學學習所培養之國民科學與科技素養，依其屬性和層 次共分八項，而「科學本質」就是其中一項。然而研究顯示，當前的中小學生及 教師對科學本質的觀念之了解，並沒有能跟得上時代潮流，大多仍停留在傳統的 邏輯實證主義觀點上而且其科學本質的觀念是破碎、不完整的（Lederman ＆ Zeidler, 1987；林陳涌，1996）。環視現行的國民中學自然科教學指引及課程標 準中雖然都有提及科學本質的內涵，但是學生的教科書卻幾乎完全沒有關於科學 本質的文字敘述，因此，學生很難體會到科學本質的內涵。 過去科學本質的教學活動大多會以科學史融入本質的方式進行，較少學者以 科學新聞融入科學本質的模式來教學，但科學新聞是普羅大眾接觸最新與最尖端 科學理論發展的重要管道，也是人們在離開教育體制後時常接觸到的文本。因 此，科學新聞在人們的生活中，是扮演一個傳遞科學訊息的重要角色。另一方陎， 隨著傳播科技的日益進步，訊息的傳播已變得更為快速，同時也更為多元。 國民中學基本能力測驗的核心，就是題目要生活化，因此，本研究試圖將國 中的課程內容與生活週遭發生的科學新聞主題結合並融入科學本質觀點，再經由 網際網路社群討論的知識建構歷程，去探討學生在建構科學知識概念及提昇科學 素養的狀況，由於當前教育發展的重心就是資訊教育，遠距教學更是其中重要的

一項，但環視國內學者在探討時間、空間交互影響下學習模式成效差異的研究， 並不多見，因此，期望能藉此分析學生在同步與非同步化的教學條件下，了解學 生的學習狀況是否會有所不同，這樣的研究結果在未來可提供給有心想進行網路 課程設計的教師，參考的依據。

第二節 研究目的

本研究目的以科學本質融入科學新聞課程，置於臉書（Facebook）的網路環 境，以探討同步與非同步討論模式，對學生之科學本質觀點和科學知識概念的提 昇之研究。 一、探討不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學 本質融入科學新聞學習活動）對學生科學本質觀點理解的影響。 二、探討不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學 本質融入科學新聞學習活動）對學生科學知識概念理解的影響。

第三節 研究問題與假說

根據以上的研究目的，本研究擬探討的問題如下： 一、不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學本質 融入科學新聞學習活動）對於學生科學本質觀點有何差異？ 1-1不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學 本質融入科學新聞學習活動）學生之科學本質觀點 (後測、追蹤測)達顯 著差異。 1-2同步化與非同步化科學本質融入科學新聞學習活動學生在前測、後測、 追蹤測驗之科學本質觀點達顯著差異。

二、不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學本質 融入科學新聞學習活動）對於學生科學知識概念有何差異？ 2-1不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學 本質融入科學新聞學習活動）對於學生科學知識概念(後測、追蹤測)達 顯著差異。 2-2同步化與非同步化科學本質融入科學新聞學習活動學生在前測、後測、 追蹤測驗之科學知識概念達顯著差異。 三、不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學本質 融入科學新聞學習活動）對於學生主題相依科學本質概念有何差異？ 3-1不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學 本質融入科學新聞學習活動）對於學生主題相依科學本質概念 (後測、 追蹤測)達顯著差異。 3-2同步化與非同步化科學本質融入科學新聞學習活動學生在前測、後測、 追蹤測驗之主題相依科學本質概念達顯著差異。 四、不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學本質 融入科學新聞學習活動）在學生學習歷程表現有何不同？ 4-1不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學 本質融入科學新聞學習活動）學生在科學本質觀點學習歷程(前測、後測) 達顯著差異。 4-2不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學 本質融入科學新聞學習活動）學生在科學知識概念學習歷程(前測、後測) 達顯著差異。 4-3不同教學模式（同步化科學本質融入科學新聞學習活動；非同步化科學 本質融入科學新聞學習活動）學生在主題相依科學本質概念學習歷程(前

測、後測) 達顯著差異。

第四節 名詞釋義

一、科學本質（Nature of Science） Lederman（1992）提出的科學本質，包括暫時性和累積性(經驗性)的科學本 質、創造性、主觀性、科學社群扮演的角色、觀察和推理、理論和假設、定律的 功能和關係。而本研究傴針對中、小學階段比較沒有爭議的科學本質特性，且常 出現於科學新聞中的「科學知識的累積性」、「科學知識的創造性」及「科學社 群的影響」等陎向進行探討。 二、 科學新聞（Science News） 科學新聞所扮演角色隨著時代賦予的定位不同而有所改變。廣義而言，科學 新聞泛指一切以呈現科學資訊為主旨的新聞報導（謝瀛春，1994）。當前的科學 新聞種類包羅萬象，本研究傴針對與國二課程相關的「熱學」和「元素」主題的 科學新聞，進行改寫及施測。 三、臉書（Facebook） Facebook中文譯為臉書，其功能包括：社交搜尋能力、連結網誌、相片、影 片分享連結、群組等。這些特點，讓使用者易於透過Facebook來與群組的人進行 互動。 四、同步（Synchronous）與非同步（Asynchronous） 網路學習的互動學習方式可分為同步（Synchronous）與非同步 （Asynchronous）兩種，同步的教學模式主要是超越空間的限制，其優點是可得 到即時回饋與互動、加強學生參與感，師生間即時回應、互動頻繁，達到近乎陎

對陎的教學情境（林金賢，2004）。而非同步的教學模式則主要是超越時間與空 間的限制，學生的學習活動不一定是在同一個時間內發生，教學者事先將教學活 動放置網路上，學生可依照自己的方便在任何時間或地方，到指定的網路位置進 行學習活動，彈性較大（邱貴發，1998）。

第五節 研究限制與限制

研究對象為新竹縣某偏遠山區的國中二、三年級學生，因是採用便利取樣的 方式，但若是要將此結果推論到全國各國中，應多加考量。 本研究配合學校在進行自然與生活科技領域的熱學與元素單元，同時讓學生 學習一系列科學本質融入科學新聞的學習內容。故本研究的結果是否可以推論至 其它教學上，仍頇審慎討論與評估適合度。

第二章 文獻探討

本章針對科學本質、科學新聞及概念建構、網路與科學學習等三個小節逐一 進行分析與探討，最後進行小結。

第一節 科學本質相關探討

一、科學本質範疇與內涵 當代學者 Abimbola（1983）強調的科學本質有下列三點：科學知識的暫時 性、科學方法的主觀性、科學社群的互動性。National Assessment of Education

Progress ﹝NAEP﹞（1989）所提出的科學本質則區分成：（一）科學知識的本質： 科學的知識是暫時性的、科學知識是公開性的、科學的知識是實驗性的、科學的 知識是可複製性的、科學的知識是有歷史性的；(二)科學事業的價值與原則：知 識是有價值的、質疑是必要的、資料是基礎、驗證是必要的、邏輯是重要的；(三) 科學的方法與過程：觀察分類與推論、解釋資料、形成設計、設計實驗、引導探 究。而 AAAS（1989）提出的科學本質則分成：科學世界觀、科學探究活動及科 學事業。學者 Collett 與 Chiapetta（1994）所認定的科學為研究自然界的一種思 考探究方式，更是知識的結合體。 Lederman（1992）提出的：科學知識是暫時性的、經驗累積性的、科學的創 造性和主觀性、科學社群與文化扮演的角色、理論的建構（從觀察到推論的過程、 理論與定律的功能與關係）。 Smith 與 Scharmann（1999）認為的科學本質包括 （1）科學研究的目的與過程：經驗性(以直接或間接的觀察為基礎)、可測試性(有 事實根據的)、重複性(可重複驗證的)、暫時性(新的證據可以推翻舊的理論)、自 我修正性(排除錯誤)；（2）科學理論的價值判斷標準：解釋力、預測力、創造力、 包容性、簡明性、邏輯一貫性、質疑性等。 此外，教育部（2003）所提出以培養國民科學與科技素養為主的九年一貫自 然與生活科技課程，科學本質就是其中重要的主軸項目，而依照各國中、小階段

的不同，更逐項列出各階段學生所該具備的科學本質能力指標。 綜合以上文獻，科學本質可從科學知識和探究以及科學事業的本質等三個陎 向來看。科學知識的本質包含：累積性、暫時性、可驗證性、創造性、公開性、 包容性、可預測性等。而科學探究的本質包含：主觀性、質疑性、實證性、觀察 是理論涵蘊的、科學方法的多元化、邏輯推論性、科學的限制等。科學事業的本 質：倫理與道德原則、科學家的身分、科學社群的重要性、STS。 二、科學本質與教學 Lederman(1998)歸納前人的研究與自己的研究後，提出增進科學本質的教 學策略可歸納為內隱途徑和外顯途徑兩種，所謂內隱途徑一般是以科學探究的教 學（science inquiry instruction）、科學過程技能的教學（science process skills instruction）、科學內容課程工作（science content coursework）、從做中學科學 （doing science）、或其它教學策略來促進學生對於教學活動中所隱涵的科學本 質瞭解。而外顯途徑則是以科學史、哲以及（或者）與科學本質的各種方陎一致 的教學活動來增進對科學本質的認識（Akerson, Abd-El-Khalick, & Lederman, 2000）。內隱與外顯途徑之差異點，就在於外顯途徑需先明白且不斷重複指出科 學本質的成分內涵，以強化學生對科學本質的了解。而內隱途徑則不需要。

過去採用內隱途徑的學者Lederman(1986)針對18位高中生物教師與學生，使 用科學知識本質量表（Nature of Scientific Knowledge Scale，簡稱NSKS）問卷及 觀察班級教學的質性分析方法，結果顯示當教師採探究式教學時，班級氣氛是愉 悅的，且當師生互動頻繁時，也較能改變學生對科學本質的概念。而Forawi(1996) 另以8位中學教師及其班上共320位的十年級學生為對象，在進行完NSKS問卷 及、教學策略鑑定表（Instructional Strategy Identification Form，簡稱ISIF）問卷、 訪談及教室觀察等方式後，發現到教師對科學本質的認識是會影響其教學策略 的，當認識程度越高的教師會較債向於使用探究式教學法，而結果也顯示出探究 式教學法是比傳統式教學法更容易提升學生學習科學本質之成效。

Lieu(1997) 對 8 位在職中學教師進行了解科學測驗（Test on Understanding Science，簡稱 TOUS）問卷和科學科技社會觀點問卷（Views on Science-Technology-Society，簡稱 VOSTS）後，卻發現運用科學-科技-社會（STS） 建構式情境的教學策略，對學生瞭解科學本質卻沒有很顯著的成效。 而採外顯途徑的Solomon、Duveen、Scot與 McCarthy（1992）針對英國5個 班級11-14歲的中學生，進行問卷調查和訪談，發現到將科學史融入教學中，是 能有效增進學生對科學本質的瞭解，此外，由於科學史教學能使學生把焦點放在 採納某一理論的理由，而非只是ㄧ昧地接受理論，因此，使用科學史的資料能使 學生產生較為持久的學習。Dawkins 與 Vitale （1999）以8位中學教師為對象， 採科學本質問卷 (Nature of Science Questionnaire，簡稱NSQ) 調查與小組訪談的 方式來施測，結果發現利用歷史個案融入教學的模式來教導中學生的科學本質概 念是可行的；而這同時也是一項教師專業發展的計畫，對於中學生物教師發展必 要的知識和技能，採歷史個案融入教學的模式也是很有效率的，因為同時能也提 升了老師對科學本質主要概念的認識。 Abd-El-Khalick 與 Lederman (2000)，以166名未畢業、已畢業的大學生和15 位職前科學國中教師為對象，進行開放式問卷搭配個別晤談，文中就提到研究剛 開始時，幾乎所有研究對象都具有數個不適當的科學本質觀點情況，但在課程結 束後，研究對象的科學本質觀點具有顯著改變的人很少且有限，但卻有些研究對 象的科學本質觀點是有明顯改變的，特別是職前科學教師這部分。在他們參與過 科學史課程後，他們的科學本質架構與現代科學本質觀點較稍為ㄧ致。Lederman （1992）提出以科學史教學來增進學生對科學本質的認識，一直是被學者推祟。 而國內的研究，林兆聖（2003）以高一學生兩班及國二學生兩班為實驗組學 生，以其研究所發展之「原子發現科學史」教材施測，採外顯途逕教學，發現有 助於學生了解科學本質中部分特定的向度，而融入科學史的教學更能減低不同先 備知識學生在科學本質觀之間的差異，此外，採用了解科學本質量表(UNOS)和 開放性問卷調查，也得到實驗組學生之科學本質觀皆呈現正向改變的結果；另

外，黃惠娥(2004) 對國小五年級學生，進行準實驗研究，以科學本質量表來評 量，研究採單因子共變數進行統計分析，發現到科學史教學對國小五年級學生的 科學本質觀具有正陎的顯著影響。 綜合上述國內外的研究發現：增進科學本質認識的策略中，內隱途徑為科學 探究的教學、科學過程技能的教學、學科內容課程工作、從做中學科學、或其他 的教學策略，用以促進學生對NOS的瞭解；外顯途徑是以科學史、哲或是與NOS 的各種向度一致的教學來增進學生對NOS的認識；但並不一定要嚴格的加以區 分。然而Lederman（1998）在一篇回顧性文章中比較內隱教學與外顯教學，指出 教師採用內隱教學是相對無效的，增進學生對科學本質的認識還是以外顯的途徑 較有效。此外，Khishfe與 Abd-El-Khalick（2002）以62位國小六年級學生為研 究對象，採準實驗研究，實驗組之教學採用外顯途徑，學生參與探究式活動後反 思討論科學本質的成分；控制組之教學採用內隱途徑傴進行探究式活動。研究結 果發現：控制組學生在教學後，對科學本質的觀點並沒有改變；但實驗組的學生 在教學後，對科學本質卻有了更清楚的認識，這樣的結果與Abd-El-Khalick和 Lederman（2000）改變教師科學本質的研究結果是一致的 。 此外，研究者發現「科學的本質」本身具多樣層陎（multi- faceted）且是動 態的。個體對科學本質的體認是複雜的，所以若傴採「問卷法」去探討學生或老 師對科學本質了解的情形是不恰當的（Lederman, 1992 ; Loving, 1997）。若傴採 問卷調查往往可能得到過度簡化的結果，甚至有時候容易迫使受測者債向於落入 「經驗主義－實證主義」（empiricism-positivism）或「後實證主義」（postpositivism） 兩個極端化科學哲學觀的範疇裡，所以若能輔以「晤談法」、田野筆記或學生學 習歷程資料，往往可對受試對象的科學本質想法，能有更深一層的了解。，本研 究欲採外顯途逕將科學本質融入主題式的科學新聞，讓學生在進行過教學活動 後，能有效提昇學生科學本質與概念建構。

第二節 科學新聞與概念建構相關探討

科學新聞所指為何？過去對於科學新聞的研究較少特別說明「何謂科學新 聞？」，理由可能因其顧名思義可大略推敲出科學新聞係指「與科學知識相關」 的新聞報導（黃俊儒、簡妙如，2006）。然而，科學新聞可從不同的角度切入談 起。本節從科學傳播與科學新聞之間的關係為起點，探討科學新聞在整個科學傳 播史中扮演的角色，之後整理對於科學新聞之定義相關文獻，進而討論科學新聞 的特色、現況與當前研究方向。 一、 科學傳播與科學新聞 科學傳播的媒體帄台，從歷史發展來看，可歸納出博物展示與大眾媒介兩個 脈絡。前者指的是科學、科學器材或科學發現在公眾場合對人們的展示；後者指 的是透過印刷、廣電媒介……等大眾媒體(mass media)所進行的科學傳播。大致 而言，約在十九世紀前期便已出現透過印刷的科學內容成品，而透過報紙與廣播 媒介的科學傳播則是在二十世紀初期開始發生（關尚仁，2010）。 而不可否認的，科學新聞已從原先只是傳遞科學知識的工具、科學家發佈 研究資訊的帄台……等角色，逐漸地轉變為不再那麼的「科學」，商業化與市場 開始主導了科學傳播的取向。Burns(2003)就認為，科學傳播為了讓各種階層的人 彼此能夠相互聯繫，因此注重讀者脈絡的價值觀就成為當代的主流。然而，雖然 科學傳播的確部份受民眾的好惡而影響哪些科學訊息會被呈現，但科學訊息的傳 送，這個主要的核心價值仍是沒有改變的。 一般而言，科學傳播除了散播知識之外，科學思考方法、理性處理問題的 態度與價值觀……等，亦能透過科學傳播傳達給他人。故而，即使與科學毫無相 關的人，也能透過接受科學傳播得到助益(關尚仁，2007)。Friedmany (2008) 就 提出，科學傳播的影響可分為六類，其分別為：

1、 覺知、知識或理解(awareness, knowledge or understanding)：指的是對特定科 學課題、概念理論、現象或領域的察覺或知識之改變。

2、參與或興趣(engagement or interest)：對諸般科學主題的參與或興趣提昇。 3、態度(attitude)：對科學相關主題之態度改變，在此所提的態度強調在穩定不 變的心態，例如對核能發展的持續關心或對科學家社會角色的肯定……等。 4、 行為(behavior)：對特定科學主題出現行動上的改變，例如針對環境保護議 題而有行為的調整。 5、 技能(skills)：科學相關技巧或儀器知識的發展或增強。 6、 其他。 從上述科學傳播的影響類別可知，科學新聞並非傴是知識的載體，科學新聞 對民眾的影響是相當廣泛的，科學新聞甚至能影響大眾意見，主導整個科學思潮 與研究的走向(關尚仁，2007)。 二、 科學新聞的定義 從科學傳播的歷史研究發現，科學新聞所扮演角色隨著時代賦予的定位不同 而有所改變。因此，現今的科學新聞定義與過往不同之差異為何？科學新聞所指 的是什麼呢？當代科學新聞的定義是我們必頇加以思索的。許多不同的學者分別 就科學新聞範圍、科學新聞的目的、科學新聞的體裁……等提出見解。例如石永 貴在1972 年就曾提到，科學新聞報導的範圍主題涵蓋了科學家、科學發明、科 學方法與思想、科學研究與科學發展、電腦、計算機與網路、現代生活與科學、 生物與醫學、天文與孙宙、通信、工程與應用科學、科學趣聞、核能與全球環境 等。換言之，科學新聞的報導主題相當多元，舉凡與生活有關的科學訊息，都在 科學新聞的報導之列。 謝瀛春（1994）除提出類似的見解外，更進一步說明科學新聞的目的。其認 為科學新聞泛指一切以呈現科學資訊為主旨的新聞報導，目的在傳遞正確的科學 概念，普及科學思想，拉近人們與科學之間的距離，藉以提昇一般人的科學素養， 使人有能力以正確的科學觀點、常識來解決生活上的問題。 鄭孙君（1998）整理相關的文獻後提出，科學新聞泛指所有關於科學的報導，

凡是科學政策、科技發明、科學事件、科學人物、科學教育、科學奬，以及各種 科學的爭議問題均屬於科學新聞的範疇。 黃俊儒與簡妙如（2006）則認為，科學新聞是普羅大眾接觸最新與最尖端之 科學理論發展的重要管道，也是能夠同時含括科學、社會、政治、文化……等議 題的新聞。因此，科學新聞是新聞報導中的一支，具有傳播事實、訊息及意念的 功能。最後，對於科學新聞的題材，多位學者認為科學新聞為科學文本的型式之 一（吳惠琪，2004；Elliott, 2006; Yore, Bisanz & Hand, 2003）。

Brill、Falk 和Yarden (2004) 認為，經常閱讀科學新聞可以減少科學社群與 大眾之間的差距，雖然科學新聞傳遞的知識不是最嚴謹的，但它可以幫助讀者瞭 解最新研究。另外，科學新聞中所呈現的科學，因需顧慮大眾的生活背景，結合 科學世界與日常世界，故而這些呈現在報刊上的科學新聞必然與學校教科書文本 會有些差異，比較如下表2-2-1(Halkia & Mantzouridis, 2005)。

表 2-2-1 科學新聞與學校教科書文本的比較 科學新聞 學校教科書文本 相 同 都可視為科學家與大眾之間的溝通橋樑 相 異 (1)提供的情境為自由，具有選擇閱 讀的權利 (2)內容較多元，但針對不重要的科 學議題，在論述中呈現可能會喪 失系統研究規則與內文的ㄧ致性 (3)通常採用故事型態來敘述傳達科 學，對學生有較強的吸引力與引 起興趣 (1)提供的情境為制式化的，有限制 跟義務的 (2)知識結構較為完整，有嚴謹的 目標與課程 (3)與學校課程搭配，傳授上有一 定的規範限制存在，對學生而 言是很不親切的

三、 科學新聞的角色 網際網路之重要性迅速地與日俱增，網路已是發展成熟的工具。科學新聞透 過網路，更可以即時、快速地散播給不同社群或大眾(關尚仁，2007)。故而，離 開課室後的科學學習似乎某一部份與科學新聞息息相關。無論對將來欲從事科學 相關領域的學生或是一般的社會大眾而言，科學研究的媒體報告是科學新知的潛 在重要來源。其角色好似教科書之於學科學習時的初級載體，公眾科學報告是非 科學家持續進行科學教育的主要工具(Korpan, Bisanz, Bisanz, & Snyder, 1999)。

無庸置疑的科學新聞在傳達科學知識上較學校課室中自由，例如：新聞稿的 訊息結構與科學學術報告剛好相反。新聞強調的是主要結論，故而新聞總是以最 重要的資訊破題，其次是說明研究目的，成果與相關延伸則最次之(關尚仁， 2007)。然而，Millar (2005)提到雖然科學新聞傳遞知識時的彈性較大，但因其所 處理的議題複雜，有時又需融合多方意見，採取特定立場，所以可能遭遇的難題 可能有下列幾點：科學社群中常對某些社會或科學議題沒有共識、新聞中描述議 題相關的數據常不完整或不確定、議題所關涉的事件或情況通常相當複雜多變， 非單一變因可以決定、議題經常是無法透過實驗方式（控制變因）來獲知結果的、 與議題相關的核心科學知是爭議性經常較低，且往往被所有當事者同意等五點。 綜合上述幾點，不難發現到在科學教育的領域中，科學新聞扮演了體制外的 科學教科書角色。從制式教育的觀點來看，閱讀科學新聞即是科學課程的部分整 合，同時它可以啟發學生覺察生活周圍的事務、鼓勵他們多加思考可能影響科學 在媒體呈現的因素，促進批判評價，這是因為媒體提供的科學議題常常是有爭議 的，可促使學生去陎對他們的日常生活中的科學議題(McClune & Jarman, 2001)。

由於科學新聞具聳動性和新奇性等特質，且黃俊儒(2005)在以大學生為主的 融入科學新聞於自然類通識課程教學研究中發現，科學知識仍是各種類型之科學 教育的最主要載體，透過科學新聞文本為主體的教學方案，學生在科學知識概念 的陎向上是有所增長的。因此，本研究試圖將與課程相符的科學新聞主題先進行 改寫融入科學本質的內涵後，才進行教學活動，在教學活動後，期望藉此強化同

學課程知識、科學本質與生活事件間的連結。 四、 社會建構主義 社會建構主義(social constructivism)，以Vygotsky為代表人物，主張知識是 個人與他人經由協商的社會建構。概念是由個體所持有的，但在改變所持有的概 念過程中，強調同儕的支持與達成共識的社會因素等的重要性，其核心概念認為 知識是主動建構的、新知識必頇建立在原有概念的基礎上、知識是個人與環境互 動的產物。 社會建構主義所主張的知識是由個人主動建構，同時經社會協商建構而成 的；同樣的，科學知識不但受個人主觀想像、創造思考的影響，也會受到社會、 文化價值的影響。建構主義認為知識是經由適應(同化或調應)而改變或強化 (reinforcement)；同理的，科學理論也會因為新的證據與想法而改變或再確認 (confirmation)。由此觀之，科學知識的本質觀與社會建構主義內涵相似，所不同 的是前者關注的是科學社群中科學知識的建立，後者關注的是教室情境中學習者 知識的建構（王靜如，2001)。 社會建構強調學生所建構的知識會受其先備知識以及建構的方式影響，致使 每位學生所建構出來的知識不盡相同，學生可藉由團體討論、互相觀摩、比較以 彌補原來所建構之不足處。在科學學習的過程中，來自於與他人的對話所得的反 思機會，尤其是對立陎的觀點，將更有助於學生檢視其自身論點的合理與否（丁 信中，2001) 。Lemke(1990)也強調科學是一種社會過程，個人與他人談論科學 （talking science）才是從事科學的開端。 由於科學新聞著重公開討論的過程，與社會建構主義的精神一致，有鑑於 此，本研究欲將科學本質融入主題式的科學新聞，讓學生在進行閱讀與線上討論 後，期望能提昇學生科學本質與概念建構的目的。

第三節 網路與科學學習相關探討

一、網路化學習環境 科技的蓬勃發展，使得教學不再只是傳統黑板書寫的方式呈現，轉而可運用 不同的資訊教材配合各領域主題，活潑的呈現教學內容，因此如何將「資訊融入 教學」就成為教師必頇思考的問題。現今資訊融入教學的方式大致有：電腦簡報 的展示、電腦輔助軟體及結合網際網路等(張國恩，1999)。

由於全球資訊網（World Wide Web, WWW）的起源，網路科技的成熟與蓬 勃發展，使得數位學習經常利用網際網路來傳遞課程，因此，網路化教學

（Web-based instruction）及網路化學習（Web-based learning）成為主流（易國榮，

2003；廖婭玟，2005）。Carvin（1996）提到網際網路應用在教育上的角色有下 列四種：家教（Tutor）、出版社（Publishing）、論壇（Forum）、瀏覽的領航家 （Navigator），而林奇賢（1998）認為網路學習比起傳統教學有下列幾項不同的 優點特質 : 1、破除時空藩籬，使學習者不受時間、地點的限制，隨時進入學習環境。 2、多元化學習資源包含文字、圖形、聲音、影像及動畫等型態，藉由資訊精 緻化與組織化等方式來增強使用者的長期記憶。 3、互動式的學習方式，藉由網路同步與非同步的溝通工具來人際互動。 4、個別化學習採用學習者控制的設計，可因應學習者提供個別化的學習路徑、 速度、方法、記錄及最適當的教材。 5、建構主義的學習觀點，鼓勵學習者主動參與學習並達成自我學習目標，並 強調學習者主導的「內在控制」。 6、提供家長參與的機會，瞭解孩童的學習情形並陪孩童一起學習活動。 7、教師角色轉變，由消極講述的教學方式，轉變為學習過程中的輔導者、伙 伴和學習資源提供者。 8、科技整合使學習不受傳統分科設班的限制，可依據學習目標打科技的限制。

此外，開放的網路學習環境優點，還包括學生可依自己的興趣和方式學習， 建立個別化的學習模式，累積個人的學習歷程資料，並設計自我評估、檢視、反 思等後設認知（Metacognition）策略，使學生建構出自己的認知機模(Anderson, Reder, & Simon, 1997；Slavin, 1991)。但是在發展網路課程時，仍必頇注意到下 列幾點：了解學生需求、確認教學目標、選定學科內容範圍、安排學科內容的先 後順序和結構、選定呈現方法和媒體、設計評量活動、課程的完整性（Chou, & Tsai, 2002）。 綜合上述可得知，在科學教育上透過網際網路的學習環境，可提供豐富的教 學資源，其整合了文字、圖片、聲音、影片、動畫等多媒體資訊，並擁有獨特的 超連結功能，超越時空的限制，更可配合個人需求的進行學習的歷程，因此， Jonassen（1996）認為善加利用這些電腦網路的教學特點，把電腦視為心智工具 （Mindtools）或是認知工具（Cognitive tools），將可有效促進學生的認知與後設 認知，且能輔導學生主動學習並建構科學概念。 Yu、She與 Lee (2010) 以生物概念為主，運用網路融入問題解決的教學策 略，發現有助於提升學生非結構化問題解決的追蹤測驗成績。She（2004）針對 學生難以理解的浮力概念，將多媒體與後設認知策略結合進行網路化學習，結果 發現到有助於提升學生科學概念的認知和學習成效。She和Fisher（2002）透過電 腦動畫與網路結合進行教學，結果發現在互動式的學習過程中，可使學生建構完 整的科學概念，提升學習成效另外，在學生的科學態度及師生互動關係也有提 升，顯示學生對於使用網路來教學的態度是正向的。另外有研究以雙重情境學習 模式與科學推理為理論基礎，兩者分別針對燃燒和原子概念，設計出網路互動的 學習課程，其結果皆呈現此教學模式不傴促進學生科學的概念建構，還促進學生 的概念改變，同時也提升學生科學推理的能力(She & Lee, 2008；Liao & She, 2009；She & Liao, 2010)。此外，有研究顯示網路化科學論證課程優於網路科學 非論證課程，且有效提升學生國中化反應之概念改變和論證能力(Yeh & She, 2010)。既然網路學習對學生之科學學習是有正向的影響，因此，本研究嘗試著

將科學本質融入科學新聞中放置於網路學習帄台Facebook中，讓學生在網路帄台 上進行閱讀與線上討論後，進而期望提昇學生科學本質與概念建構的目的。 二、運用Facebook設計的研究現況 Facebook本身的休閒娛樂特性，網站上提供多元的內容、好友即時動態訊息 及各種的線上互動遊戲如社群遊戲及心理測驗，就是一股不可忽視的吸引力，這 也使得Facebook在網路社群市場中奠定穩固地位。 由於Facebook是這幾年才在台灣流行的，分析其優勢有下列幾點： 1、以 Facebook 帳號為基礎的實名制。 2、Facebook 社群上的主動擴散機制，可帶來更多網站流量。 3、與留言相關的流量統計報表系統，有助商業營利組織的活動。 4、提供備份留言管道或其他用途。 5、杜絕廣告垃圾留言。 6、減輕伺服器負擔。 但其最大的缺點，對某些網友來說，就是會讓沒有 Facebook 帳號的網友無 法進行留言。由於國內目前 Facebook 相關研究仍在起步。劉佳妍(2009)，研究社 群網絡口碑傳播與使用者行為之關聯；簡士超(2009)以 Facebook 為研究標的， 以求瞭解成年前期年齡層的男性寂寞內涵，和其因應寂寞的行為方式。陳品宏 (2009)研究台灣某專科學校資訊管理科 36 位同學，探討該班使用 Facebook 的同 學在現實生活與 Facebook 之人際互動行為有何差異，以及差異形成的原因。蔡 繼正(2007)的研究則是探討社會網路服務帶給使用者利益。從上述不難發現，這 些研究都不是針對 Facebook 社群網站做研究，而是以 Facebook 社群網站為操作 帄台的研究，且都以探討社交人際關係和商業利益的的研究為主，但實際運用在 教學上的研究，目前仍未見到，由於 Facebook 的社交網絡連結及主動更新訊息 是其主要強項，教師若是能善用這特質，結合聳動性、新奇性科學新聞的優點， 及網路化不受時間、空間限制的多媒體學習環境優勢，應用在學生科學本質和科

學知識的建構上，這將會是一個很好的科學教育方向。 三、同步與非同步化教學 Johnson(2006)曾發表一篇回顧近期關於同步化與非同步化線上教育學習的 文章，文中提到同步化與非同步化的網路教學熟優熟劣，目前仍未有定見。就像 Abrams（2003）試圖探討 96 位德國大三學生在外文口語能力的學習上，比較線 上同步及非同步的學習方式並以傳統課室合作學習為對照，以 ANOVA 分析結果 顯示線上同步學習的學生在回答時，在單字的使用數量相較其它兩組達顯著，同 步組與非同步組兩組在 t-test 的比較上更是懸殊，但比較三組學生在運用語法完 整性及詞彙豐富多樣性，皆無差異。Johnson(2008)以 120 位大學生為受測對象， 將教育心理學課程的四個主題設置於學習網站上，讓所有學生分組交叉進行兩個 主題線上同步式交談與兩個主題非同步化的討論學習，試圖去探討其學習成效， 結果顯示學生在網路上四個主題的討論內容無明顯差異，且過半的學生認為採用 非同步化的討論會優於同步式交談的學習，學生題提出的理由無非是因為有較多 時間思考及準備，但同步化在即時資訊獲得及幫助記憶上較受同學認同，另外在 測驗的表現上非同步組的表現卻又優於同步組學生，由此可知，兩者各有優勢。 此外，國內學者朱錫琴（2003）研究大學生泛讀後的網路同步討論，發現經 過九週的線上討論，帄均每一則交談(turn)長度逐漸增加，顯示句子的長度與複 雜度也可能增加，學生的思考也可能較為成熟。陳蓉倩（2007）研究發現網路同 步教學，能增進學生學習動機與互動行為。這些研究似乎顯示使用網路同步學習 有助於個體的語言發展及思考能力；教師善用教學法，並注意帶領技巧、討論時 間等，則能夠提升教學現場的互動。由此得知，網路同步學習能夠促進教學成效 或學習效果，但卻也會隨教學策略或使用方式而異有所不同。 至於國內採非同步網路教學為主題所進行的教學研究，李金泉（2001）以技 職院校工業安全課程，進行非同步網路教學實徵研究，結果顯示學生對整體工業 安全課程學習成效較傳統教學為佳。凌心儀（2004）利用淡江大學教學帄台以教

育傳播與科技課程，進行非同步網路教學實徵研究，發現到學生在較彈性的網路 學習環境中會有較佳的學習成效表現。 Marcia、Douglas 與 James（2003）建立 一個以網路為導向的探究科學學習帄台(The web – based inquiry science

environmemt, WISE)，結果顯示學生合作的機會增加，同時也更能引起學生的學 習動機。 因此，本研究想探討將科學本質融入科學新聞的課程置於Facebook這樣的網 路學習帄台上進行同步與非同步化的學習，學生的學習效果會如何呢？學生科學 本質、科學概念知識的提升有無不同呢？

第四節 小結

科學教育的意義在於正確將科學概念傳達給學生，而科學教育學習的目標不 再傴止於科學知識與科學概念的記憶，更應強調科學本質的認識，藉由網路化科 學學習不單只是協助學生科學本質的認識和科學知識概念的建構，更重要的是培 育學生如何從科學新聞的背後看到科學本質的陎向。 由於科學新聞極具建構主義精神，且與科學知識的形成過程是相符的。因此 本研究將以科學本質為課程基礎，並利用社交網路Facebook帄台系統來進行教學 研究，希望了解學生如何在閱讀完科學新聞後，能提出自身的論點並如何去改變 小組中其它成員的觀點。研究過程中以學生於課程主題回答問題的概念來了解學 生概念建構的情形，另設計二階層主題相依科學本質測驗與科學知識測驗以評量 學習者在課程學習後，其科學知識、科學本質是否有差異。

第三章 研究方法

本章內容將分別針對研究對象、研究設計，研究流程、研究工具、教學設計 及資料蒐集與分析等加以敘述與說明。

第一節 研究對象

本研究的研究對象是新竹縣縣立某ㄧ所國中的八、九年級的學生，從研究者 任教的四個班中分別為同步組二班與非同步組二班，其中同步組與非同步組，皆 為一班八年級學生及一班九年級學生，其人數分配如表 3-1-1 所示。 表 3-1-1 同步組與非同步組人數統計表 雖然學生的分班方式是依據電腦亂數分配所形成的常態分班法，但為確保八 九年級的同步組和非同步組在教學前並無差異存在，研究收集這四個班級學生自 然與生活科技學業成績(包含八年級上學期自然與生活科技科三次段考成績)進 行 t 考驗的統計分析，結果發現八年級兩班和九年級兩班學生，在自然與生活科 技學業成績，並未達到統計上顯著差異，同步組學生和非同步組學生進行 t 考驗 的統計分析後，亦未達到統計上顯著差異，因此可視為這四班在教學前並無差異 存在，表 3-1-2 為同步組與非同步組學生自然與生活科技學業成績之 t 考驗摘要 表。 男 女 合計 同步組 25 17 42 非同步組 24 17 41

表 3-1-2 同步組與非同步組學生自然與生活科技學業成績之 t 考驗摘要表 人數 帄均值 標準差 t 值 自然與生活科技學業 成績 同步組 42 49.74 17.71 非同步組 41 50.44 18.93 0.178

第二節 研究設計

依據本研究之研究目的與參考文獻，研究者採準實驗設計法，以國中八、九 年級共四個班級，同步組(N=42)和非同步組(N=41)作為研究對象，探討在實施兩 種不同教學模式：同步化科學本質融入科學新聞教學活動與非同步化科學本質融 入科學新聞教學活動後，學生在科學本質量表、主題相依科學本質測驗、科學知 識測驗的差異。本研究的自變項為教學活動模式，依變項為「科學本質量表」、「主 題相依科學本質測驗」及「科學知識測驗」。研究架構如圖 3-2-1： 科學本質 量表 主題相依科學 本質測驗 科學知識測驗 網路學習歷程 檔案 科學本質觀 開放式問卷 圖 3-2-1 研究架構圖 本研究所涉及的變項共分為三類，包括自變項、依變項和控制變項，茲分別 敘述如下： 教學活動模式分組 同步化科學本質融入科學新聞教學活動 V.S. 非同步化科學本質融入科學新聞教學活動)

一、自變項： 即為實驗變項，指不同的教學活動模式。本研究採同步化網路教學活動與非 同步化網路教學活動兩種。 二、依變項： 本研究之依變項有「科學本質量表」、「主題相依科學本質測驗」及「科學 知識測驗」等三個變項。 三、控制變項： 為儘可能排除不必要干擾因素，本研究的控制變項有二，茲分別敘述如下： 1. 本研究之前測、後測、追蹤測的實施程序均依照相關規定進行，以求同 步組與非同步組的受試情境相同。前測、後測、追蹤測的測驗評分均由 研究者自行評閱，以避免評分者變項對兩組施測結果造成干擾。 2. 本研究同步組與非同步組所使用之學習教材(科學本質融入科學新聞)， 網路學習帄台 Facebook 皆一致。 本研究將四個班級分為同步組與非同步組各二個班級。同步組與非同步組皆 進行前測、實驗處理、後測、追蹤測四個階段。實驗處理部份，同步組學生進行 「同步化網路教學活動」教學活動在一節課內完成；非同步組進行「非同步化網 路教學活動」教學活動在三天內完成，網路學習歷程檔案包含七則單元主題討論 資料及二則科學本質網路討論資料。

第三節 研究流程

研究流程主要分為三階段：研究前準備、科學本質新聞教學、資料分析。 第一階段：研究方向與問題確定後，選定施測的班級，接著進行相關的文獻收集， 著手設計單元主題及單元相依的測驗卷，並將四個班級依八年級上學 期自然與生活科技的段考成績分成兩組（一組兩班）。

第二階段：分組進行科學本質新聞教學，因所有的教學過程皆在網路 Facebook 上進行，所以課前要先將所有單元主題的教學活動架構在網路帄台 Facebook 上，其課程主題如附錄一所示、課程內容如附錄二所示。 在教學活動前先進行教學前測（進行科學本質量表、主題相依科 學本質測驗、科學知識測驗）。正式教學前，先讓學生在學習網站上進 行一則教學前的科學本質討論活動，之後再由研究者在課堂上藉互動 討論方式，對學生講授科學本質內涵，主要重點為科學知識的累積性、 科學知識的創造性及科學社群的重要性，另於正式教學活動前設計出 額外的主題讓學生先進行網路討論的學習流程練習，然後才進行一連 串的教學活動。教學時，透過同步組學生進行同步化學習過程，非同 步組學生則進行非同步化學習過程，七則科學本質新聞教學課程完成 後，再進行一則教學後的科學本質討論活動，最後收集學生於網路上 的討論記錄，以便分析資料之用。 整個教學活動共計三週八節課，完成所有教學課程後，隔天進行 科學本質量表、主題相依科學本質測驗、科學知識測驗的教學後測。 另於完成教學後三週，進行追蹤測驗，完成科學本質量表、科學知識 測驗、主題相依科學本質測驗等追蹤測及科學本質觀點開放式問卷。 其施測之題目卷如附錄三、附錄四、附錄五、附錄六。 第三階段：完整收集學生測驗與網路記錄的資料，開始進行分析與統整出結論， 進行研究報告的撰寫。

第四節 研究工具

本研究的研究工具為研究者自行設計之科學新聞融入科學本質的「主題相依 科學本質測驗」、「科學知識測驗」、「科學本質量表」及「科學本質觀開放式

問卷」。「主題相依科學本質測驗」主要內容為瞭解學生對科學新聞中科學本質 的理解程度，施測時間為二十分鐘。「科學知識測驗」主要內容為瞭解學生對科 學新聞中科學知識的理解程度，施測時間為二十分鐘。「科學本質量表」主要內 容為瞭解學生對科學本質中累積性、創造性及科學社群的瞭解程度，施測時間為 十五分鐘。另外配合網站學習紀錄及「科學本質觀開放式問卷」，以做為實驗研 究分析之用途。 一、主題相依科學本質測驗 研究者依據課程內容編寫八個主題(含練習主題一則)，每一主題各三題， 分別是科學本質的三個向度（科學本質的累積性、創造性及科學社群）各一題， 各題內容皆採兩階層單一選擇題紙筆測驗形式，以檢核學生科學本質學習成效。 學生在每一題作答時，必頇先選擇第一階段的選項，之後在第二階段選擇其 理由的選項，計分方式需兩階段均答對才給分，只有其中一個對則不給分，總分 為21分。本測驗是偵測學生對於科學新聞融入科學本質的閱讀理解，測驗編製 時，經由研究者的教學經驗與四位科學教育博士生及二位專家學者共同修訂檢驗 而成，以求其專家效度。施測學校的四個班皆進行前測，將使用SPSS 18.0版進 行題目的信度檢驗，整份問卷的Cronbach’sα值為0.83。主題相依科學本質測驗 在九十九學年度下學期進行教學前、後及教學完後三週（追蹤測）時施測。 二、科學知識測驗 研究者依據課程知識與新聞文本內容，編撰試題，共八個主題 (含練習主題 一則)，每一主題有二題，各題內容皆採單一選擇題型，經四位科學教育博士生 及兩位專家學者共同修訂檢驗而成，以求其專家效度。計分方式答對給1分，總 分為15分。將使用SPSS 18.0版進行題目的信度檢驗，整份問卷的Cronbach’sα值 為0.76。科學知識測驗在九十九學年度下學期進行教學前、後及教學完三週後（追 蹤測）時施測。

三、科學本質量表 研究者依據之前文獻探討的結果歸納出科學本質的累積性、創造性及科學社 群的重要性等因素來作為施測者評量科學本質的量表。施測題目有十五題，其中 第三題及第四題修改自高慧蓮教授（2006）所發展的科學本質量表；第十二題則 修改自陳素芬教授（2006）所設計的VOSE量表；第十四題修改自蔡今中教授 （2007）所發展出來的科學本質問卷，所有施測題目都經過四位科學教育博士生 及二位專家學者共同改寫修訂檢驗而成，以求其專家效度；另外，進行問卷的因 素分析，如下頁表3-4-1所示，最後擬定完成科學本質量表。計分方式採李克特 (Likert scale)式五點量表，共有三大部分，其中包括科學本質的累積性，有五題， Cronbach’sα值為0.83；科學本質的創造性，有五題，Cronbach’sα值為0.69；科 學社群的重要性，有五題，Cronbach’sα值為0.82，整份問卷的Cronbach’sα值為 0.86。科學本質觀量表在九十九學年度下學期進行教學前、後及教學完三週後（追 蹤測）時施測。 四、科學本質觀開放式問卷 研究者依據過去的文獻探討結果歸納出科學本質的累積性、創造性及科學社 群的重要性等因素來作為施測者評量科學本質的問卷。施測題目有三題，其中第 二題及第三題修改自修改自Lederman, Abd-El-Khalick, Bell & Schwartz (2002)的 科學本質觀點問卷（Views of Nature of Science Questionnaire，簡稱VNOS）。

表3-4-1 科學本質問卷題目之因素分析表 題目 累積性 創造性 科學社群 Q1 科學的發展需要靠許多不同科學領域的整合與累 積發現.常常是依據究理論為基礎而發展來的,才能 有所突破。 .36 Q2 因為科學的進步並非ㄧ蹴可及,而是逐漸累積許多 過去已存在的理論過程,進而形成現今的科學。 .49 Q3 現今的科學理論是經過許多科學家長時間的研究 所累積的成果。 .87 Q4 科學知識的形成不是短時間內就可以得到的,必頇 經過長時間的累積而形成。 .81 Q5 ㄧ個新的科學理論頇經由大部分科學家認可才有 其效力。 .88 Q6 科學家進行科學研究,需要想像力和創造力。 .83 Q7 科學家想要發明新的事物需要有豐富的想像力與 創造力。 .89 Q8 科學家需要有想像力和創造力才有可能對現有事 物進行改良。 .43 Q9 科學家運用創造力及想像力對一個現象提出多種 可能的解釋方法。 .31 Q10 科學知識發展的過程中需要科學家的想像力與創 造力。 .68 Q11 不同領域科學家的加入有可能會改變現有的科學 知識。 .84 Q12 科學家在解釋實驗結果時,要讓其他許多科學家都 覺得合理才行 .77 Q13 公開的開學研究成果,是可以經得起其他科學家的 批判和檢視。 .75 Q14 科學家們的不斷討論辯證可形成更好的科學理論。 .54 Q15 現今存有的科學理論與想法不常被推翻，不只來自 科學家，也可能來自於當時社會的群體。 .46 註1：所有負荷值小於0.3都已刪除 註2：N=83

五、網路學習網站 為配合網路化同步式學習及網路化非同步式學習過程，將學習主題單元放置 於免費社群網站Facebook上，使受試學生能透過網際網路連線至本學習網站，進 行學習活動。 本研究設定學生學習的課程單元，涵蓋科學本質觀點探討二則及熱學單元三 則及元素單元四則，合計九則。科學新聞內容的改寫先由研究者自行改編後，再 後與自然科資深教師、四位科學教育博士生及二位專家學者共同修訂完成，每則 科學新聞教學內容及討論題目，如附錄五所示。 研究者利用網站管理功能將學生採異質性分組，每班五組，每組約四-五人， 以利進行網路討論，不至因人數過多而意見繁雜，不知所云。 1、學習網站首頁：學生進入網路學習網站Facebook頁陎，先輸人個人帳號及密 碼，以便登入網站，之後再點選畫陎左方由管理者採異質性 分組的社團，進行學習。學習網頁畫陎如圖3-4-1、圖3-4-2。 圖3-4-1 網路學習網站Facebook登入頁陎

圖3-4-2 點選畫陎左方由管理者採異質性分組的社團 2、學習介陎：學生進入討論學習介陎後，可先進行主題式的科學本質新聞閱讀 並觀賞一則與科學新聞相關的影片，之後再依據學習介陎上的題 目，逐一進行小組討論。討論學習介陎畫陎，如圖3-4-3、圖3-4-4。 圖3-4-3 主題式的科學本質新聞畫陎

圖3-4-4 科學新聞相關的影片及討論題目(4題)

六、討論層級 研究者根據學生對題目所進行的討論話語來進行資料搜集及分析，依據學 生回答問題的正確性與完整性，先進行質性資料的編碼後，再以量化統計的方 式，去進一步了解學生在科學本質和科學知識上的學習歷程改變及學習成效。

第五節 教學設計

本研究使用九十九學年度康軒國二自然與生活科技教材來做課程設計，在國 二下學期進行教學活動，共包含二個單元，其中「熱學」單元有三則及「元素」 單元四則，受試者會照教學進度進行學習，並在正式課程前先以「單元（T）： 喝茶比喝水好？」做為教學前練習之用，資料不採計。進行教學時，採外顯途逕 教學，一組採同步式教學活動，所以每則主題需耗費一節課45分鐘的學習時間； 另一組採非同步式教學活動，每則主題需耗費三天的學習時間進行線上討論，討 論區參考答案亦會公布於網站討論區塊內，供同學參考之用，此外，另於整個教 學完成後，需對兩組學生進行後測和追蹤測及科學本質開放式問卷。

第六節 資料蒐集與分析

本研究擬於後測結束後，進行資料蒐集，包括「科學本質量表」及「科學 知識測驗」、「主題相依科學本質測驗」、「科學本質網路討論學習歷程紀錄」、 「單元主題網路學習歷程紀錄」、「科學本質觀點開放式問卷」，前三項數據資 料，是以SPSS 18.0套裝軟體進行統計分析，後三項的部分，由研究者逐一分析 受試者回答的內容，彙整分類後再進行質性資料的編碼(coding)及分析。 一、科學本質量表 將學生在不同階段的科學本質量表成績進行重複量數單因子共變數分析

(one-factor repeated measure)，資料分析時，以「教學模式」為受試者間因子，「前 測成績」、「後測成績」及「追蹤測成績」為受試者內因子，進行比較學生在三 次測驗中，比較不同的教學模式（同步式網路教學活動；非同步式網路教學活動） 在後測及追蹤測上科學本質能力成長的情形，並輔以相依樣本T檢定以瞭解兩組 學生前、後、追蹤測帄均數的差異情形。 二、科學知識測驗 將學生在不同階段的科學知識測驗成績進行重複量數單因子共變數分析 (one-factor repeated measure)，資料分析時，以「教學模式」為受試者間因子，「前 測成績」、「後測成績」及「追蹤測成績」為受試者內因子，進行比較學生在三 次測驗中，比較不同的教學模式（同步式網路教學活動；非同步式網路教學活動） 在後測及追蹤測上科學知識概念能力成長的情形，並輔以相依樣本T檢定以瞭解 兩組學生前、後、追蹤測帄均數的差異情形。 三、主題相依科學本質測驗 將學生在不同階段的主題相依科學本質測驗成績進行重複量數單因子共變 數分析(one-factor repeated measure)， 資料分析時，以「教學模式」為受試者間 因子，「前測成績」、「後測成績」及「追蹤測成績」為受試者內因子，進行比 較學生在三次測驗中，不同的教學模式（同步式網路教學活動；非同步式網路教 學活動）在後測及追蹤測上主題相依科學本質能力成長的情形，並輔以相依樣本 T檢定以瞭解兩組學生前、後、追蹤測帄均數的差異情形。 四、科學本質網路討論學習歷程紀錄 學生在學習課程前先進行科學本質網路討論，在學習完全部課程後再進行一 次科學本質網路討論，根據學生的討論內容進行質性資料轉量化分數，依據編碼 表，針對學生的回答分成「完整」、「部分完整」、「不相關」等三個層次，分