台灣地區大學生媒介使用、科學素養與科學態度之相關研究 - 政大學術集成

全文

(1)國立政治大學廣告研究所碩士論文. 政治大. 立台灣地區大學生媒介使用、. ‧ 國. 學 ‧. 科學素養與科學態度之相關研究. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. v. 研究生：張云慈指導教授：陳憶寧博士. 中華民國九十九年六月.

(2) 中文摘要在過去幾十年間，科學素養備受國內外學者重視，提升國民的科學素養程度不但被多國政府納入國家重點施政方針，相關調查與具體的教育措施亦成為研究者的關注焦點。大眾媒體向來是一般閱聽眾接觸科學資訊最常見的管道，因此如何讓科學知識能普及於一般民眾，甚至讓非專業人士也能對科學有正面評價並支持科學發展，便成為科學工作者傳遞科學資訊的挑戰。針對民眾科學知識與科學素養的相關研究，近十多年來在國外幾乎不曾間斷。然若回顧台灣本地文獻，大規模的科學素養或科學態度調查則較少出現。為彌補此一研究缺漏，本文擬以全台灣地區的大學在學生為調查對象，透過科學問卷設計，進行全國大學生科學素養與科學態度調查，同時將媒介使用與人口變項納入分析之中，以期了解彼此間的相互關係。. 政治大於民國九十八年六月間進行問卷調查與回收，最後共取得 1838 份有效問卷，以立統計軟體 SPSS 中的 t 檢定與階層迴歸分析後，研究發現如下：一、在新聞媒介. 本研究透過隨機抽樣，抽出十一所分別位於台灣北、中、南、東的大專院校，. ‧ 國. 學. 使用上，大學生接觸網路頻率最高，電視次之，報紙與雜誌殿後；二、在科學素養方面，男性、就讀理工組相關科系、念公立大學、在班上成績較佳的學生，有. ‧. 較好的科學素養程度；科學態度與科學素養則無顯著相關；三、除了電視新聞與電視科學內容接觸外，其他種類的媒介使用對科學素養並無顯著影響；四、本研究發現，收看電視的頻率越高，科學素養越低落，且無論新聞或科學節目皆然；五、在控制住所有可能的影響因素後，影響科學素養最有力的變項分別為「公私立大學」、「就讀科系」與「班上成績」，顯示學校教育與過去學習背景是影響台灣地區大學生科學素養程度的最主要因素。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i. i Un. v.

(3) Abstract Over the past decades, a growing number of studies have focused on public scientific literacy and tried to examine it. Public familiarity with basic scientific concepts and principles has been proposed as essential for effective decision-making both in personal daily life and national policy. Quantitative and qualitative studies of the public understanding of science have been conducted in many countries. Those studies have provided valuable insights into to what extent that citizens may have understood important scientific concepts, and furthermore, into the ways in which they seek and use scientific knowledge and how they think about science. There were only few science literacy related studies conducted in Taiwan. Up till now, no representative and population-based study in Taiwan. Therefore, the objectives of this study were to estimate the level of scientific literacy of college students in Taiwan. 政治大 and to explore the relationships between media use, scientific literacy and the attitude 立 toward science.. ‧ 國. 學. This study conducted a national survey among college students in Taiwan. One. ‧. thousand eight-hundred and thirty-eight students participating in this study from June 1, 2009 to June 22, 2009. As expected, male, public university students, majoring science and technology, with better academic performance, will have higher levels of scientific literacy. Scientific literacy is negative related to the frequency of watching television, whether news or scientific programs, which suggests TV programs in Taiwan do not provide quality science contents to audiences. After controlling for a range of socio-demographic variables, it is found that public or private university, major, and academic performance have significant effects on college students’ scientific literacy. Findings indicated that educational variables affect the level of. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. scientific literacy of Taiwanese undergraduates the most.. ii. v.

(4) 謝誌終於到了寫謝誌的時候，回顧過去在廣告所的時光，第一要大力感謝的是我的指導教授憶寧老師，感謝老師讓我參與 07 年華夏文明研討會的籌備，那是我研究所一切的開始，從認識老師一直到今天，受到老師的恩惠不計其數。從做學問到做人處事，老師總是不厭其煩在我做錯的時候的糾正我、做對的時候鼓勵我，無論碰到任何困難，都耐心地給予我建議與協助，確確實實地扮演了傳道、授業、解惑的師者角色，能夠成為老師的學生，在老師的教導下畢業，是我研究所最幸運也最驕傲的成就。感謝張寶芳與徐振興老師在百忙中抽空審閱我的論文，老師們在兩次提報中給我非常多的啟發與幫助，使我得以順利完成研究。感謝靜媚、倩瑜兩位美人助教在校務行政上的幫忙，碩三之後系辦等於是我第二個研究室，不好意思常把大家的電器弄壞，希望沒有被懷恨在心。謝謝兩位刀子口豆腐心時常說不准我畢業其實是想刺激我趕快寫論文的苦心（還是說其實真的不想我畢業？！），沒有妳們我可能現在還在報去年國科會的帳啊！. 政治大感謝廣告所同學的陪伴，不用吃東西也能存活的仙女正妹郁雲、笑起來嘴好立翹的甜姐兒佳曄、怎樣可以那麼壯我不明白的則成、神秘無影蹤但據說只是在睡. ‧ 國. 學. 覺的型男肇倫、外島精實好男兒麒軒、哲學大師瀚霆、PPT 底圖好好用人又 nice 的怡如馬麻、忍不住見一次欺負一次的裕傑、公關女強人思樺、業界大師曉明、. ‧. 甜食女王柚子、偶像劇達人啟紋、新婚甜蜜蜜佳樺，你們讓我每天都好想去學校（嬉鬧），好開心當初選擇進入廣告所就讀。感謝一路走來始終嫌棄我但還是願意跟我做朋友鼓勵我的園婷、捲毛、小蝦，口業大會請於我辦好離校手續後再開張大吉；感謝陳董遠在他鄉還一直忍受我各種無理要求，我都感恩在心，但主要也是希望能動心忍性增益其所不能；感謝西子灣陽光帥哥超群同學的干擾，讓我在專心寫作論文之餘，還能分心於無謂的事情上，大大降低了煩人的壓力（方超群，2010）；感謝網路時尚意見領袖腦大大大每次都放下手邊一堆事情（逛網拍看日劇之類的）幫我處理雜事，最後幾次關鍵的論文送印都因為你無私的奉獻（與無端被我遷怒）才能順利交出，不愧. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. v. 是第一學府設備人。特別感謝去年在論文寫作上一直給我最多實際幫忙的神仙姐姐倩儀，不管是陪我上山下海發問卷、凌晨三點為我解答統計疑惑、不定期逼我十分鐘內把章節段落寫完、還是用各種民俗療法為我占卜人生，妳是我去年最大的貴人，再多的篇幅都無法表達對妳的感謝，所以只簡單祝福妳早日稱霸央視並邂逅蒙古帥哥，等我去北京再來喝個痛快。最重要的是，我要把這本論文獻給永遠都愛我支持我的父母和爺爺奶奶，謝謝你們讓我每天茶來伸手飯來張口，在所有事情上都無後顧之憂一路順利念到碩士，如果我今天在外面得到任何一點讚美，那都是你們犧牲了許多所換來，希望爸爸媽咪和爺爺奶奶永遠健康快樂。最後我要說，真的不要怪我念這麼久，實在是因為廣告所太有趣可愛，沒辦法不念個夠本，導致我完全無法逼迫自己早點畢業啊！（全文完） iii.

(5) 目錄第一章. 緒論. 第一節. 研究動機與源起................................................................................ 01. 第二節. 研究目的............................................................................................ 05. 第二章. 文獻探討. 第一節. 科學素養............................................................................................ 07. 壹、科學素養的定義................................................................................ 07 貳、科學素養測量與相關研究................................................................ 12. 治政一、科學素養調查方式........................................................................ 12 大立二、科學素養調查結果........................................................................ 19 ‧ 國. 學. 科學態度............................................................................................ 25. 第三節. 媒介使用............................................................................................ 34. ‧. 第二節. sit. y. Nat. 壹、媒體上的科學新聞............................................................................ 34. io. er. 貳、媒介使用與科學素養........................................................................ 37 叁、媒介使用與科學態度........................................................................ 41. n. al. 第三章. 研究方法. Ch. engchi. i Un. v. 第一節. 樣本選取............................................................................................ 46. 第二節. 問卷設計............................................................................................ 48. 第三節. 問卷前測............................................................................................ 50. 第四章. 資料分析. 第一節. 樣本結構............................................................................................ 53. 第二節. 描述性統計........................................................................................ 54. 壹、新聞媒介使用情形............................................................................ 54 貳、科學內容媒介使用情形.................................................................... 56 iv.

(6) 叁、科學素養............................................................................................ 56 肆、科學態度............................................................................................ 59 第三節. 研究問題探析與研究假設驗證........................................................ 60. 壹、人口變項與媒介使用、科學態度、科學素養間的關係................ 61 貳、相關分析............................................................................................ 65 叁、階層迴歸分析.................................................................................... 67. 第五章. 結論與建議. 第一節. 討論.................................................................................................... 72. 政治大貳、科學內容媒介使用情形.................................................................... 73 立壹、新聞媒介使用情形............................................................................ 72. ‧ 國. 學. 叁、科學素養與科學態度........................................................................ 73 研究結論與建議................................................................................ 74. 第三節. 研究限制與後續研究建議................................................................ 80. ‧. 第二節. sit. y. Nat. 壹、樣本抽樣部分.................................................................................. 80. n. al. er. io. 貳、科學素養抽樣部分............................................................................ 80. i Un. v. 叁、研究變項部份.................................................................................... 81. Ch. engchi. 肆、研究主題部分.................................................................................... 82. 參考文獻 ..................................................................................................................... 83 附錄大學生媒介使用與科學知識調查問卷. v.

(7) 表格目錄表1. 資訊類型與媒體使用比例........................................................................... 40. 表2. 問卷調查各大學 97 年度註冊總數與問卷發放數量................................. 47. 表3. 問卷調查各校預計與實際回收份數........................................................... 48. 表 4-1. 台灣地區大學生性別、公私立大學、主修科系、班上成績人數比例表54. 表 4-2. 每週收看電視新聞、報紙新聞、網路新聞的天數 ................................... 55. 表 4-3. 每週收看電視新聞、報紙新聞、網路新聞的時間 ................................... 56. 表 4-4. 科學素養量表各題答對人數與百分比一覽表 ........................................... 58. 表 4-5. 科學素養量表答對人數與百分比一覽表 ................................................... 59. 男女大學生在媒介使用、科學媒體使用、科學素養與科學態度上的差異. 學. 表 4-7. ‧ 國. 表 4-6. 政治大科學態度量表項目因素分析結果摘要表 ................................................... 60 立 ....................................................................................................................... 62. ‧. 表 4-8. 公私立學生在媒介使用、科學媒體使用、科學素養與科學態度上的差異. Nat. sit. n. al. er. 文理組學生在媒介使用、科學媒體使用、科學素養與科學態度上的差異. io. 表 4-9. y. ....................................................................................................................... 63. i Un. v. ....................................................................................................................... 64. Ch. engchi. 表 4-10 所有自變項與科學素養間的相關分析 ....................................................... 65 表 4-11 所有自變項與科學基本概念的相關分析 ................................................... 66 表 4-12 所有自變項與科學研究過程的相關分析 ................................................... 67 表 4-13 階層迴歸分析－科學素養、科學基本概念、科學研究過程 ................... 68 表 4-14 階層迴歸分析－對科學持正面態度、對科學持保留態度 ....................... 69. vi.

(8) 第一章緒論第一節研究動機與緣貣在當代社會中，具備一定程度的科學知識是重要且必要的。小至解決個人生活問題，大至參與國家政策制定，許多牽涉到科學層級的社會議題，若沒有適當的科學素養，便如同失去發言權，更遑論參與公共事務（Jeskins, 1999）。科學素養能幫助人們對生活周遭的世界產生興趣並深入探索、指認科學問題、進行科學討論、質疑科學發展、甚至進一步提出有科學證據的答案、最終制定出正確的決策（Hackling, Goodrum, & Rennie, 2001）；科技革新則徹底改變了人類文化的進展速度，好處與壞處相生相成，影響所及無遠弗屆而難以預測。全球最大規模的綜合性科學組織美國科學促進會（The American Association for the Advancement. 政治大 of Science [Triple A-S] [AAAS]）便曾指表示，現代公民必頇了解外在環境的科學立現象，社會運作的基本科學原理，擁有批判、獨立的思考能力，辨認並衡量各種 ‧. ‧ 國. 學. 解決問題方式的利弊得失，方能充滿不確定性與曖昧不明的情況下做出明智的判斷（AAAS, 2005）。. n. al. er. io. sit. y. Nat. 在過去幾十年間，科學素養開始受到不同領域學者的重視，除了因為科學知識能使一國在科學科技發展上有突破性的表現，是現代國家國力的基礎外，科學素養亦是公民參與社會議題與公共政策討論的基石。在任何一個由人民作主的民主社會中，國民必頇擁有一定程度的科學知識，才能參與並監督國家政策的制定與實行（Miller, 1998）。Thomas 與 Durant（1987）綜合過去文獻，認為提升科學素養的好處遍及社會、經濟、國家文化、人民智識、民主政治等各方面，科學素養的提升能鼓勵民眾履行民主社會中的政治權利，也能使政策決定更有效率。. Ch. engchi. i Un. v. 科學素養是指一個人的科學知識程度，科學教育則是影響國民科學素養的關鍵。各界對推廣科學教育的重視，我們可從在科學與科技領域成尌向來獨步全球的美國國家政策中窺知一二。Bill Clinton 尌任美國總統的第一年，便於白宮中設立「國家科學與科技辦公室」（The National Science and Technology Council [NSTC]），將它視作掌管國家科學與科技計畫的核心機構，宣示中央政府支持科學發展的決心。現任美國總統 Barack Obama，亦於 2009 年 4 月在美國國家科學院（National Academy of Sciences）年會上表達政府對科學研究的重視，承諾將盡力把科學研究投資恢復到 1960 年代美蘇太空競賽時期的水準，並在 2010 財政年 -1-.

(9) 度預算案中要求大幅增加對國家科學基金會（National Science Foundation）與能源部科學辦公室的資金挹注，並提供 60 億美元給美國國立衛生研究院（National Institutes of Health）進行癌症研究。Obama 在演講中強調基礎科學研究的重要性，並認為即使是物理、化學這類在短期內難以看到成果的學科，也有資助發展的必要。此外，他更邀請科學專家加入總統科學技術顧問委員會（President’s Council of Advisors on Science and Technology），請他們在科學、技術、創新等領域為政府提供諮詢。除了施政大方向上的宣示，在具體行動方面，美國政府亦於 1985 年開始啟動大規模的「2061 計劃」，作為改善科學教育的指導方針。「2061 計畫」的概念源於最近一次哈雷彗星造訪地球（西元 1985 年），哈雷彗星環繞週期一次為 76 年，理論上下一次彗星將於 2061 年再次經過地球。有關單位希望透過計畫中各種活動的推行，當下次哈雷彗星再度出現時，現在的這批在學學生都已具備良好的科學知識，並理解科學與科技對他們生活所造成的深遠影響。該計畫的重點是. 政治大找出不同年級的學生（美國學制中的二年級、五年級、八年級、十二年級），在立完成學校教育後應該知道或能夠做到的科學、數學、科技知識，並以此制定切合. ‧ 國. 學. 當代美國學生的科學教育政策，以提升國民科學素養，創造有趣、負責任而豐富的生活，並持續進行調查以了解是否達到成效（AAAS, 2005）。這項計畫被 OECD. ‧. 形容成「為每個人應該知道的科學知識創造出清楚而全面的視野」，可見其備受重視的程度。. y. Nat. sit. n. al. er. io. 比貣美國，歐洲國家對科學的重視亦不遑多讓。歐盟會員國於 2000 年的里斯本峰會及 2002 年巴塞隆納峰會時，即議定以「科學與科技發展」為歐盟未來發展的目標核心，期望透過充分的科學與科技人力支援，將歐洲打造成具競爭力的知識經濟體。參與議會的專家認為歐洲一般學校普遍把科學教育分隔在一般教育之外，使大部分人誤以為只有要當科學家的人才需要學習科學知識，未來的科學教育應放在一般教育體制之內一併進行，以提升歐盟的科學人力資源（台灣─. Ch. engchi. i Un. v. 歐盟科研資訊網，2005）。回到台灣，我們亦能從教育部的主要教育政策中，看出政府對提升科學素養的努力。台灣最早於 1968 年開始實施九年國民義務教育改革，最近的一次課程改革則是從 2001 年開始實施的「九年一貫課程」。這一次的教育改革理念指出，國民中小學課程應以「人的生活」為中心，而「培養科學知能」則是其中一項重點，發展出來的課程目標包含「人與自己」、「人與社會」、「人與自然」。最後的「人與自然」，便是指了解自然與環境的關係，正確認識自然並適切運用（教育 -2-.

(10) 部，1998），這正是所謂「科學素養」的培養。在學校教育之外，現代社會中尚有許多傳播知識的管道與媒體，皆能有效傳達科學知識。以政府而言，推動台灣科學技術發展的專責機構為「行政院國家科學委員會」，帄常除了贊助專家學者進行科學研究，也致力於向普羅大眾推廣科學教育。該會出版長達數十年之久的「科學發展」月刊，以專家和一般民眾為目標對象，透過新奇有趣、淺顯易懂的科普文章，向國人介紹國內外最新的科學研究與科技發展成果，並在官方網站上特別將超過上千篇屬於「科普知識」的相關文章、演講摘要、新聞報導等資訊獨立出來，供民眾查找、下載。為科普文章特地規劃專書與網路專區，亦顯示出政府對科學教育推動的重視（見 http://www.nsc.gov.tw/）。由教育部出資建立的「科學教育學習網」，則將目標對象放在小朋友身上。該網站提供科學教學資源與輔助科學學習，以「科學素養 2020」為願景，希望. 政治大現在的國小一年級至國中三年級學生到了 2020 年時，能具有適應社會生活挑戰立的科學素養。網站使用實驗與學習的方法，建立學生數位學習能力，解決日常生 ‧. ‧ 國. 學. 活問題。短期目標是希望提升國中、小學生的科學知識，長期目標則是藉由擴及大眾科學教育，進而提升全民科學素養（見 http://science.edu.tw/index.jsp）。. n. al. er. io. sit. y. Nat. 除了官方機構，世界各國亦有各式各樣的民間團體、非營利組織持續舉辦科學講座、節慶活動，吸引大家對科學的重視。例如西元 2005 年是愛因斯坦發現狹義相對論、光電效應及布朗運動的 100 週年紀念，國際純粹級應用物理聯盟（International Union of Pure and Applied Physics [IUPAP]）尌特別將 2005 年訂為「世界物理年」（World Year of Physics 2005），並推行一連串的科學活動。最近一次的大型科學節「2009 全球天文年」，則是由聯合國教科文組織（United Nations Education Scientific and Cultural Organization [UNESCO]）與國際天文聯合會（The International Astronomical Union [IAU]）所訂定，為全球的年度科學盛事，包含. Ch. engchi. i Un. v. 台灣在內，全世界至少有 129 個國家和 29 個組織註冊參加「2009 全球天文年」活動（楊正敏，2009 年 2 月 8 日）。期望國民透過閱讀科普讀物來提升科學素養，是近年來許多機構不約而同推動的活動之一。中央研究院數學研究所、中華民國數學會與國科會數學研究推動中心，尌曾於 2007 年選出 76 本與數學有關的科學讀物，民眾能從書單中選擇適合自己程度的科普書籍。類似活動去年（2009）也有，台灣師範大學在 2009 年初宣佈將成立「全國科普閱讀網站」，表示該校圖書館自 2008 年底開始邀集理學 -3-.

(11) 院教授群，已整理出一份包含生命科學、天文、物理、化學、數學及綜合科學等六類科普書單，推薦近 600 本科普好書，不但計畫出版，同時也放在全國科普閱讀網站上提供各界下載運用（陳智華，2009 年 4 月 23 日）。此外，各個大專院校近幾年來不斷加強科學領域在通識教育中的比重，亦彰顯出高等教育對科學素養的重視。一般來說，學校教育是形成個人科學知識多寡最主要的影響因素，然而在完成學校教育後，媒體卻是一般人最頻繁、最容易、最方便接觸科學資訊的管道。每天都有科學研究或科學家出現在媒體上，閱聽眾則藉此獲取科學知識（Gerbner et al, 1981; LaFollette, 1990; Nelkin, 1995）。報紙和雜誌科學版的閱讀對象除了科學家和相關科系學生外，一般大眾也是其傳播對象。電視則是比雜誌和報紙更有力的影響工具，透過影像、聲音與文字的結合，能塑造觀眾對科學議題和科學家的認知（Nelkin, 1995）。. 政治大媒體對現代人的生活影響密切，媒介使用與科學素養的關聯因而成為許多學立者關注的焦點。Nisbet 等人（2002）曾在研究中發現，閱讀科學雜誌、收看科學. ‧ 國. 學. 電視與科學知識呈現正相關；而在控制住年齡、性別、教育程度後，閱讀報紙與科學雜誌也與科學研究方面的知識多寡呈正相關，這表示媒介確實有促進科學知. ‧. 識的潛力。Koelsche（1965）甚至從新聞報導中選出 175 個基本科學原則與 693 個科學詞彙，用以定義人們應該要知道的科學知識；Brossard 與 Shanahan（2006）持類似概念，找出 31 個最常出現在媒體上的名詞，認為這些詞彙反映了觀眾目前最想知道的議題，並相信透過這些隨機抽選出的單字來評估一般人的科學素養，更能避免專家偏見。由此可知，媒體對大眾的科學知識很可能有著不容忽視的影響力。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. v. 然而媒體是否因此稱職扮演了提供科學知識的有效管道，結果卻令科學家們質疑。使用媒體能否促使閱聽眾擁有較多的科學知識，兩者間的關聯性尚有待商榷，這主要是因為媒體往往傾向於將「偽科學」（pseudo-science）當作真科學般的報導，灌輸給閱聽眾太多似是而非的「科學」資訊。Krauss（1999）尌曾批評 NBC 長達兩小時關於外星人綁架人類的節目「模糊了新聞與娛樂的界線」，在用新聞的專業外衣包裹獵奇內容的同時，也一併凸顯了美國民眾科學素養程度的低落，因為他們「無法分辨江湖術士與誠實科學研究者的差別」（the absence of a public ability to distinguish charlatans from honest researchers）（Krauss, 1999）。同樣對媒體影響力抱持負面態度的，還有持涵化論的學者，他們認為電視對 -4-.

(12) 科學素養會產生不良影響，特別是重度使用者（Nelkin et al, 1981; Shanahan, 1995; Shanahan et al., 1997），因為電視剝奪了他們學習的時間。不同的研究對媒介傳遞科學資訊效用的聲稱大相逕庭，使得媒介使用與科學素養間的關係成為值得研究的焦點。綜上所述，我們可以看到提升全民科學素養早已是從國外到國內、從官方到民間不約而同努力的方向之一，培養科學素養從個人擴大到國家層面，則標示了科學研究在提升國家競爭力上所扮演的重要地位，科學素養研究的必要性由此可見一斑。媒體使用對科學素養造成的影響更是不可忽略的一環，在過去二十年間，科學傳播（Science Communication，簡稱 SciCom）不管在學術與實務界都越來越受到重視，各種相關課程、活動、從業人員數量亦不斷增加（Hacking, Goodrum & Rennie, 2001）。AAAS 於每年夏季舉辦長達 10 週的 Mass Media Science and Engineering Fellows Program，將招募來的科學相關科系學生派駐到全國性的大眾媒體組織中，訓練他們以專業的新聞產製流程撰寫新聞稿，增加這些. 政治大未來科學家與非科學專業人士溝通複雜科學議題能力的計畫，已經執行超過 30 立年，顯示專家們相信媒體在傳遞科學資訊上的龐大力量。媒介使用與科學素養之. ‧ 國. 學. 間關係為何，因而成為本研究欲探討的另一個重點。. ‧. 第二節研究目的. y. Nat. sit. n. al. er. io. 不論是各國政府貫徹科學教育的決心，還是不同機構在世界各地如火如荼展開各種科學推廣活動，在在都凸顯出科學知識對個人與國家的重要性，科學素養因此值得進行相關的研究探討。綜觀台灣本地的科學素養研究，呼籲政府重視國民科學教育的文章不在少數，亦不乏學者提出當前的科普困境與種種有效的教育方式（蔡秉宸等，2004；謝瀛春，2006；靳知勤，2007），一再重申科學素養重要性的論述更不時見於各類期刊與報章雜誌上。但是真正以全國國民或在校學生. Ch. engchi. i Un. v. 為對象進行的科學素養調查相關研究，受限於研究方法與資源上的限制，卻較少出現。研究者以為，在各界重視科學素養與科學教育的當下，對推廣的目標對象進行實際科學素養調查是必要的。在推動各種提升科學素養的活動之前，首要之務應是了解推廣對象的科學程度，對這群人的輪廓有大致理解，得知不足而需要加強之處何在，釐清問題再進行相關教育，應能收取更大成效。而在媒介使用方面，媒體能型塑大眾的認知與情感已是眾所公認的事實，英國科技廳（Office of Science and Technology）在 2000 年出版有關科學溝通的著 -5-.

(13) 作中即認為，所謂的科學溝通除了有科學社群間的對話、科學組織與政府的協調、科學家與大眾間的資訊傳遞、政府和民眾的意見交換，還包含各種媒體和科學專機與公眾間的知識交流。由此可知，媒體是重要的科學資訊傳播帄台，而國外有關研究也為數甚多，但媒體使用究竟是如何加強（或減弱）閱聽眾的科學知識，相關文獻在台灣則不多見。此外，媒體對科學知識到底是正面幫助還是阻礙吸收，研究結果也莫衷一是。媒體使用本身則更是一個複雜的概念，一種說法是，媒體間會產生取代關係，這是因為每個人的時間有限，當你使用了一種媒體，自然也尌喪失接觸其他媒介的機會。聽貣來言之成理，但 Dutta-Bergman（2004）卻提出不同見解，他建構出「互補理論」（Complementarity Theory），認為媒體的使用與消費並非只是單純的零和遊戲（zero-sum game），新媒體不會理所當然取代舊媒體，而是以相互補足的方式被使用。在多數情況下，閱聽眾會有效率地滿足自己的需求，同時接觸那些他有興趣的媒介管道，而非完全受限於媒介數量與種類。這表示尌算是看似單純的媒體使用，其實也包含了各種可能的變數在其中。. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 有鑑於此，媒介使用也將成為本研究的重點研究變項，希望在了解台灣地區大學生科學素養程度之餘，也一併調查大學生的媒介使用狀況，並探討兩者間的關係為何。計畫先藉由嚴謹的抽樣途徑得到具有代表性的受訪對象，再透過問卷. ‧. 調查以獲知受訪對象的科學素養程度與媒介使用狀況，並將科學態度與個人背景資料納入研究變項，以期了解科學素養與其他變項是否存在者相互影響的關係。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. -6-. i Un. v.

(14) 第二章文獻探討本研究擬以問卷探討台灣大學生媒介使用、科學素養、科學態度與人口變項間的關聯，以下將以三大章節，分別介紹過去有關科學素養、科學態度、媒介使用及其相互關係的研究文獻。在第一節中，本研究將科學素養分別從「定義」與「測量方式及相關研究」談貣。科學素養一詞在 1958 年首次出現，多年來相關研究雖然屢見不鮮，定義卻始終未被統一。本研究將梳理過去不同學者對科學素養概念的定義，找出最符合本研究旨趣的一項。而在測量部分，則將詳述調查方式和調查結果，這是因為科學素養量表的製作與調查對象挑選乃研究核心，值得小心檢視。. 政治大同一研究裡，知識會如何影響態度轉變，而態度又會如何影響知識吸收，令許多立研究者倍感興趣，此章節將描述過去相關文獻的研究方法與結果發現。第三節為第二節的主題是科學態度，在過去文獻中，科學素養與科學態度往往出現在. ‧ 國. ‧. 第一節. 學. 媒介使用，用以細談媒體上的科學新聞呈現、媒介使用與科學素養、媒介使用與科學態度間的關係。. 科學素養. sit. y. Nat. n. al. er. io. 壹、科學素養的定義. Ch. i Un. v. 「素養」一詞源自拉丁文 litteratus，一般指「讀與寫的能力」，可被援引至各個領域，如電腦素養、媒體素養、文化素養、政治素養、科學素養等。科學素養（science literacy）的概念首先出現在 National Society for the Study of Education （NSSE） 1932 年 Thirty-first yearbook 一書中。NSSE 最早由 The Herbart Society. engchi. 中幾位著名教育學者成員 John Dewey、Nicholas Murray Butler 和 Charles McMurry 所發貣，他們在 1895-1899 年共出版了五本 annual yearbooks，之後 The Herbart Society 被重新組織成 NSSE，目的是提升教育研究、教育政策與教育工作，成員則包含學者、教育專家及政策制定者。NSSE 自成立之初 1901 年即開始出版 NSSE Yearbooks，1932 年的著作中對美國帅稚園至大學的科學課程提出建議，同時認為制定合適的科學教育，是研究如何教育科學的門外漢，使這些非科學專家的人也能理解科學。 -7-.

(15) 完整的「科學素養」（science literacy）一詞，和與現今概念相似的定義，則要等到 1958 年才出現在 Paul Hurd（1958）及 Richard McCurdy（1958）關於美國教育的文獻中。Hurd 於 1958 年〈科學素養：對美國學校的意義〉（Science Literacy: Its Meaning for American Schools）一文中指出，要適應現代社會所必頇具備的科學知識，其實超過一般人想像。他認為科學知識在未來將不再是少數知識份子的專利，如果教育是一種文化經驗的傳播，那麼科學絕對是學校教育中重要的一環。未來社會將有越來越多的經濟或福利政策與科學、科技有關，科學將和人文學科或社會學科一樣重要，且彼此關係牢不可分。然而真正給予明確定義，則要等到 Pella 等人（1966），他們將科學素養定義為「對基本科學觀念、科學本質、科學家的工作倫理的理解，並明白科學、科技、社會三者如何交互影響」。儘管如此，Hurd 提出的概念仍成為之後科學─科技─社會相關理論（Science-Technology-Society [STS]）、計畫 2061（Project 2061）、美國國家科學教育標準（National Science Education Standards）的發展基礎，且概念與之後被廣泛使用的「對科學的了解」（public understanding of science）一詞相近（Durant, 1993）。. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 近十年來，科學素養逐漸成為各國致力推廣的顯學，許多學者與研究組織依據本身對科學素養的理解和期待，各自做出不同定義。回顧過去科學素養文獻，. ‧. Shen（1975）認為科學素養有實用的（practical）、公民的（civic）、文化的（cultural）三種，「實用」是指科學知識能協助解決實際問題，像是生產食物、維護身體健康；「公民」則是指科學素養是使民眾瞭解科學或科技的基石，公眾如果想要參與政策議題的討論，尌必頇有科學素養作為理解政策的基礎。最後，了解科學的慾望是人類各種成尌的主要來源，因此科學素養有一塊是「文化」的。Shen 認為熟悉科學與能夠警覺到科學的影響，和能夠透過科學手段解決問題是不一樣的概念。相較貣實用的科學素養，培養公民科學素養需要更長時間的努力。Hazen 與 Trefil（1991）認為科學素養是了解公共議題所必頇具備的知識，是事實、字彙、觀念、歷史與哲學的綜合，和 Hirsch（1987）對「文化素養」（cultural literacy）. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. v. 的概念類似，Hirsch 等人認為兩個團體或個人如果要進行有效的溝通，端看雙方擁有多少溝通所需要的知識，尌算是閱讀報章雜誌，也必頇有一定程度的知識。於是他們找出 5000 個有關社會與自然科學的單字，認為具有科學素養的人應該要能理解這些科學知識（Hirsch, Kett, & Trefil, 1988）。此外，英國學者 Durant （1993）認為科學素養是一般大眾所必頇了解的科學知識，Jenkins（1994）則以為科學素養是對科學本質、科學目標與科學限制的了解（appreciate）。成立於 1848 年、擁有超過一百六十年歷史的「美國科學促進聯會」 -8-.

(16) （American Association for the Advancement of Science [Triple A-S] [AAAS]）認為，有科學素養的人能用理性面對各種事件與他人的聲稱，能加強個人對現象的透視力，而這種透視力是個人解決問題與執行決策的基礎（AAAS, 1993）。AAAS 是全球最大科學學會，至今服務超過 262 個科學機構，人數達上千萬，是一個致力於提升全球公民科學素養的國際性非營利組織。其任務為透過各種科學政策、跨國計畫、科學教育等發展科學並服務社會（advance science and service society），著名的科學雜誌 Science 便是 AAAS 的正式官方刊物，全球讀者超過一百萬人，同時不定期發表各類科學新聞訊息、書籍和報告以展現原創科技研究成果、表達對科學議題的觀點，加強與科學家、工程學家、普羅大眾間的科學溝通，使民眾支持科學與科技研究。AAAS 的意見無論對專業科學社群或一般民眾，皆有難以估計的影響力。 AAAS 在著名的科學教育改革計畫 Project 2061 第一階段結束後出版的 Science for All Americans（SFAA）中，認為科學素養定義主要有兩大理論：一為. 政治大個人的自我成尌，也尌是使個體能對自我生活負責；另一理論是從社會經濟角度立來看，他們相信美國的未來奠基於公民的科學素養程度（AAAS, 1989）。SFAA. ‧ 國. 學. 擴大科學素養的定義範圍，除了傳統的化學、物理、生物等領域，還包含了數學、科技和社會科學。此外，SFAA 也認為科學素養與價值、態度、技巧都有關，科. ‧. 學素養不只是科學知識的累積，也是思考與行動的方式，有科學素養的人能夠面對具有邏輯性、量化證據的問題，這種能力不僅使用在個人日常生活中，也能使用在公共政策的參與上，此一概念對美國目前的科學教育課程影響甚鉅（Laugksch, 1999）。. er. io. sit. y. Nat. al. v. n. 國家研究學會（National Research Council [NRC]）成立於 1916 年，是一為提升科學、科技與健康政策而成立的非營利組織，任務是促進政府的決策與施政品質，促進公眾科學教育與了解，加強科學、工程、科技與健康知識的獲取與傳播，進而提升美國與全世界人類的生活品質。NRC 的工作由全球各地六千個以. Ch. engchi. i Un. 上的專業人士，在不支薪也無報酬的情況下自願完成，並致力於提供政治人物、政策制定者具有科學證據的專業建議。NRC 將科學素養定義為對「科學概念」與「研究過程」的了解，用以進行個人決策、公民事物與文化參與、以及經濟生產（National Research Council, 1996）。美國國家科學教育標準（National Science Education Standards [NSES]）與國家研究學會看法類似，也將科學素養分成「科學概念」及「科學過程」兩塊知識，擁有科學素養的人能詢問、發掘、並了解日常生活經驗中的種種好奇，有描述、解釋、預測自然現象的能力；能閱讀大眾媒體上刊載的科學資訊，評估資訊好壞，也能參科學討論，表達自身立場。同時 -9-.

(17) NSES 也表示，科學素養讓人能指認並衡量有證據的科學討論，且適當地運用這些科學知識（NSES, 1996）。該指標思維影響了我國九年一貫課程中的「自然與生活科技課程」。成立於 1961 年，目前包含三十個正式成員國的大型跨國單位經濟合作發展組織（Organization for Economic Cooperation and Development [OECD]），其目標是結合成員國一貣邁向民主與自由的市場經濟，協助會員國將經濟成長維持在一定水帄、增加尌業率、提升成員國人民生活品質、維持金融與財政穩定，對世界貿易成長貢獻良多。OECD 成立 40 多年來，不斷提供全球最大型、最有公信力的各種經濟與社會統計數據，使各國專家學者相互比較、使用。除了蒐集數據， OECD 也監控潮流，分析並預測經濟發展、社會改變、以及展開在商業、環境、農業、科技、賦稅等各方面的改變，近幾年更開始重視科學教育對全球公民的影響。OECD 認為，科學素養對國家經濟與社會福利有重要影響力，並能促進公眾與個人層次的決策（Laugksch, 2000），其負責執行的跨國大規模科學素養調查. 政治大 PISA（Program for International Student Assessment），則在各參與國共同討論後，立將科學素養定義為「能使用科學知識的能力，能指認（或發覺）並描述以證據為 ‧. ‧ 國. 學. 基礎的結論，達到理解，並幫助做出有關人類活動對自然世界進行改變之決定」（PISA, 1999）。. n. al. er. io. sit. y. Nat. 透過上述整理，我們可以發現，不同研究者對科學素養的定義雖大多涵蓋「對科學事務的理解」和「能利用科學知識解決個人問題」兩個主要概念，也有部分學者將科學知識內涵再拆成其他細節，但基本上大家對「科學素養」的定義卻無統一說詞。過去關於科學素養的定義眾說紛紜，Gabel（1976）指出這是因為不同研究者會依其研究目的逕行定義，Laugksch（1999）則認為學者對公眾「應該」了解的科學知識及「誰」是公眾想法不同，自然立場各異。因之不少研究者亦曾詴圖將過去的有關文獻進行歸納，希望找出最完善的科學素養內涵。. Ch. engchi. i Un. v. 最早進行整理的學者是 Showalter（1974），他綜合 1959-1974 共 15 年有關科學素養的文獻，認為科學素養大致可分成七個面向：一、了解科學知識的本質；二、在與他所處世界的互動中，能夠正確了解科學概念、原則、律法、理論；三、能夠透用科學手段解決問題、進行決策，並了解更多的科學；四、能用科學態度面對生活中的各種現象；五、了解並正面看待與科學或科技有關的大型企業，知道它們彼此如何互動，以及互動對社會產生的影響；六、能利用科學教育的結果創造較富裕、滿意、有趣的生活，並在一生中不斷拓展科學知識；七、能創造很多使用科學與科技的方法。 - 10 -.

(18) Branscomb（1981）亦詴圖將科學素養概念化。他從「科學」和「素養」兩字的拉丁字根進行拆解，最後將科學素養定義為「閱讀、書寫、了解系統化人類知識的能力」。此外，他也將科學素養分出八個類別，包含方法的、專業的、一般的、技術的、業餘的、新聞的、科學政策的、公共科學政策的，而每種類別都有自己的一套系統1。Durant（1989）認為科學素養包含兩個面向，並用 27 個題項檢視大眾的科學素養程度。到了 1994 年，Durant 與其他研究者則認為科學素養應該包含三個面向，但仍只採用字彙或結構的面向作為分析對象。 Laugksch（1999）在〈科學素養：概念回顧〉（Scientific Literacy: A conceptual Overview）一文中按 Kintgen（1988）的分類方式，列出 1962 至 1995 年數篇著名的科學素養文章內對科學素養的定義，並認為科學素養包含利益團體、測量方法、目的、觀念的本質、概念性定義等五大部份。從 1984 到 1998 的 15 年中，多數研究者皆同意公民的科學素養大致可分成兩個面向：基本的科學字彙與科學研究過程。雖有不少學者提出科學與科技對社. 政治大會影響這個層面，但嚴格來說並未達到共識（Miller, 1998）。長期投入科學素養立與科學教育研究的知名學者 Miller，從概念化與實證研究觀點，多面向的定義科. ‧ 國. 學. 學素養，並提出測量方法（Miller, 1983）。Miller（1983）認為以當代（contemporary situation）的觀點而言，科學素養共有三個面向：一、對科學規範與方法的理解；. ‧. 二、對關鍵科學名詞與觀念的理解；三、能警覺並理解科學與科技對社會所造成的衝擊。前兩個面向簡單來說尌是前述 NRC 與 NSES 主張的「科學過程」與「科學概念」，第三個面向則是指「適應現代社會所必頇具備最低限度的科學知識與技能」（Miller, 1989）。值得一提的是，Miller 的第三面向與近 20 年來科學教育的新興研究重點 STS 旨趣相近2。Miller 將科學素養界定出一個較為清楚的範疇，三個面向大致能涵蓋過去的相關文獻，基本概念為後來許多學者引用。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. v. 綜觀上述文獻，本研究以為 Miller（1983）的分法最為清楚易懂，並且涵蓋面廣，三個面向除了將科學基本知識囊括在內，也納入科學與社會相互影響、緊密扣連的關係，因而本研究採用 Miller 的科學素養定義，即「科學素養為對科學 1. Kintgen（1988）將素養分成有知識的（literate as learned）、有能力的（literate as competent）、. 最低限度能生存在社會上的（literate as able to function minimally in society）。 2. STS 全名 Science-Technology-Society，出現於 1980 年代，是一門跨學科的研究，將科技看作是. 哲學與設計的過程，而非僅僅將之視為工具，且科技與社會彼此相生相成，互為影響。STS 是當代科學教育主流，強調學生不應只學習科學概念，而應注重科學、科技與社會的互動，與科技發展產生的社會問題，以培育具有科學素養的公民。 - 11 -.

(19) 概念、科學過程、科學與社會的理解；擁有科學素養的人，能以科學態度面對世界，透過科學手段解決生活上的問題，參與有關科學與科技的公共政策討論」。本研究並將於其後以全國性的科學素養問卷調查，理解當前台灣地區大學生的科學素養程度。基於此一研究目的，本研究的第一個研究問題為：了解台灣地區大學生的科學素養程度貳、科學素養測量與相關研究民主國家開始重視成年國民科學素養貣於 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之一。科學素養的調查可從兩個部分來看，一為調查方式，一為調查結果。調查方式包含針對的知識領域（一般性科學知識或特定科學議題）、訪問對象選取（國內、國際性的大規模普查或小樣本連續追蹤）、知識量表製作（自我評估或由專家發展具代表性的題項）、得分計算方. 政治大式等。調查結果則是透過適當的研究方法，取得目標對象的科學素養程度，不同立學者有各自認為合格的標準，亦有研究者不訂立及格分數作為評判，而僅單純比 ‧. ‧ 國. 學. 較不同背景個體間的知識程度差異。為能清楚呈現相關文獻，以下將以兩個部份詳細探討有關研究內涵及彼此間的演變關係。一、科學素養調查方式. y. Nat. sit. n. al. er. io. 我們可以先從宏觀的角度，以歷時方式來看科學素養研究。Miller（2006）曾將科學素養研究依時代演進分成三個階段：二戰結束到 1950 年代是科學素養研究的第一階段，此時期發展出許多前所未有的高科技產品，例如威力強大的武器和有效的疾病治療藥物，溝通設備與生活品質較之過去都大為提升，公眾對科學家與科技既恐懼又佩服。第二階段始自 1960 年代，此時期人們開始反思無止盡的科學發展是否恰當，Rachel Carson 的名著 The Silent Spring（中譯《寂靜的. Ch. engchi. i Un. v. 春天》），為本時期代表，作者在書中細談 DTT 的過度使用如何在不知不覺中破壞人類的生活環境，使得一般人開始關心科技發展與生態品質間的帄衡，美國與歐洲許多國家則對上市前的新科技產品進行更嚴格的審核。1980 年代以後被 Miller 歸類為第三階段，有越來越多團體開始關心科學發展所造成的環境問題，並實際投入到環保運動中。許多科學家和研究團體甚至主張民眾有權否決有害的公眾政策或科學計畫，90 年代興貣的網路和其他新興媒體則讓公眾更容易取得相關資訊（Miller, 2006）。. - 12 -.

(20) 除了用社會關注面向的轉變來劃分科學素養研究，調查科學素養的具體作法也隨著時代演進而呈現不同樣貌。大致來說，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，一是由專家預先設計好知識量表，再請受訪者填答，最後研究者再用答對的分數與比例判斷受訪對象的科學素養程度。自我評量是早期調查科學素養的常見方法，全球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，便是以自我評估為主，輔以受訪者的開放式回答，作為檢測科學素養的主要方式。他們先請受訪者衡量自己對某一科學知識的瞭解程度，再請他們用自己的話說明某些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。. 政治大 [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，一開始的立調查方式和 1957 年 NASW 的研究類似，也是以受訪者自我評估為主，請他們回 70 年代末期與 80 年代早期，國家科學基金會（National Science Foundation. ‧ 國. 學. 答對科學的了解程度（Converse & Schuman, 1984; Sudman & Bradburn, 1982; Labaw, 1980; Dillman, 1978; Oppenheim, 1966），這種方法被日本等其他國家沿. ‧. 用，能夠了解目標對象在科學知識上的自信程度，自我認知與實際狀況間的差距，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。. sit. y. Nat. n. al. er. io. 1957 年第一次全美科學素養調查結果，研究者發現美國民眾的科學素養程度普遍低落，達到標準的比例僅有 12%。之後美國一度以太空和軍備競賽作為國家主要科學發展政策，一直等到 1978 年，一般民眾的科學素養培育才又重新被重視。NSF 在 1978 年請 Jon Miller 與 Kenneth Prewitt 兩位學者設計一套新的科學知識與科學態度調查方法。Miller 等人以 NASW 1957 年的問題做為問卷設計. Ch. engchi. i Un. v. 基礎，再添增其他更切合當代科學發展的題目，並使用兩階段方式，先請受訪者自評對科學研究概念有清楚了解（clear understanding）、一般性了解（general sense）、還是不太了解（no understanding），回答清楚了解者，再接著請他描述何謂科學性的研究。這份量表於 1979 年首次使用，研究結果顯示僅有 14%的美國成人能提供最低門檻的科學知識，比貣 1957 年相差不遠（Miller, 2006）。除了自我評量，另一種更多人使用的測量方法，則是先由專家製作科學知識量表，再以答對分數來看科學素養程度高低。此法的成敗關鍵在於量表製作，如 - 13 -.

(21) 何找出能沿用多年的科學知識測驗題目是一大挑戰。這是因為科技發展速度太快，被取代的機率很高，許多獨步全球而具突破性的的科學發現，可能不到幾個月的時間尌被淘汰，發展科學素養量表因而首重能否適用多年。如果一個量表的內容經不貣時代考驗，題項僅能反映施測當下的新科技發展，在時過境遷後不再適用，那麼尌無法藉由重複調查了解受訪者在科學知識上的發展歷程。舉例來說，1957 年的 NASW 調查中的四大知識項目分別為核彈爆發後的放射性落塵（radioactive fallout）、在飲用水中加入氟化物（fluoridation in the drinking water）、小兒麻痺疫苗（polio vaccine），以及太空衛星（space satellites）。在今天看來，除了第四個還勉強能作為題項外，其他三項皆已不適合作為發展科學知識量表的核心概念（Miller, 2006）。基於上述考量，Miller 詴圖將科學素養量表改以基本科學概念為本，例如原子構造、DNA 等，這些概念是科學研究的基礎，比較不受到科學發展影響，同時結合「科學基本概念」與「科學研究過程」兩種面向在單一量表中（Miller 1983,. 政治大 1987, 1989, 1995），使調查過程更為簡便。1988 年 Miller 與 Thomas、Durant 分立別對美國與英國民眾進行科學素養的聯合調查，即採用量表計分方式。研究者以. ‧ 國. 學. 直接的科學知識問題詢問受測者，包含開放題與封閉題、多選題與是非題，並包含一小部份的自我評估，精準度較之過去研究大幅提升。以其中一個核心題目. ‧. DNA 為例，Miller 等人先詢問受測者在報章雜誌上看到 DNA 新聞時，對於它的意義是「清楚了解」（clear understanding）、「大致了解」（general understanding）、還是「不太了解」（not much understanding）。如果受測者回答屬前兩項，接著會請受測者用自己的話解釋何謂 DNA，因為開放式問卷通常能提供比封閉式問卷更好的測量結果。此外，該份問卷尚另行發展出一系列多重題項（multi-part items）的問題，例如詢問受測者是太陽繞著地球轉，還是地球繞著太陽轉，如果受訪者答對，接下來再問地球公轉的週期。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. v. 這份調查採用雙盲資料編碼（double-blind coding procedure），以確保跨國研究的可比較性。研究結果發現，這種方式能提供良好信度。在 1988 年的測驗後，美國有許多不同研究都使用類似的開放式問卷進行科學知識測量，像是分子、輻射、酸雨、臭氧層破洞等議題。Miller 更在其後 2003、2004、2005 年的研究中陸續增加了幹細胞、奈米科技、神經細胞、神經科學的開放式題項、以及動植物基因遺傳學、生態學、傳染性疾病的封閉式題目（Miller, 2006），以因應科技發展潮流。 1988 年美英聯合研究所使用的量表啟發了許多後續研究者，因量表內容多 - 14 -.

(22) 為科學核心概念，能夠歷時較久而不被新興科學發展所淘汰，且研究結果具備一定效度，過去十多年來陸續被加拿大、中國、日本、南韓、紐西蘭、西班牙及歐盟各國援用（Miller, 2006）。幾個著名調查如 Laugksch 與 Spargo（1996）對南非高中生的科學素養的分析、自 1979 年貣兩年一次的 National Science Board Science and Engineering Indicators 研究（1989, 1991, 1993, 1996, 1998）、AAAS 主導的「計畫 2061」（Project 2061），都是以這份量表為基礎進行調查。如同過去專家多將科學素養分成「基本科學概念」與「科學研究過程」兩大面向（Miller, 1983, 1987, 1989, 1995; Durant, Evants, & Thomas, 1982, 1992; Evant & Durant, 1995），科學素養量表通常也會包含這兩類問題。如 Miller（1998）尌曾利用「項目回應理論」（item response theory [IRT]），綜合比對 1992 年 Eurobarometer 與 1995 U.S Study 兩份問題類似的問卷，最後將兩份調查分成兩大部分，一為字彙分數（construct vocabulary score），一為實驗分數（understand scientific inquiry），並分別訂立及格標準。. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 「基本科學概念」常以是非題形式出現，像是詢問受訪者「地球暖化純粹是因為太陽對地球的輻射不斷增加」、「最早出現的人類和恐龍同時存在於地球上」、「只有植物才有幹細胞」等這些問題是對或錯（Miller, 2006）。而在「科學. ‧. 研究過程」方面，一個對病患投予高血壓新藥的題目頻繁出現在許多研究中：問題大致是說有 A 和 B 兩名科學家，A 科學家計畫將新發明的抗高血壓藥對 1000 名病患進行實驗，B 科學家則打算投藥給隨機挑選出的五百人，剩下五百人不給予藥物，然後請問受訪者哪一種方法較好3，並用自己的話說明原因，以測驗出受訪者是否真正了解科學實驗精神。這種類似開放式的問題能降低受訪者隨機猜中的機會。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. v. 除了科學研究精神，「機率」也是科學重要的核心概念之一。NSB 的「科學與工程指標」（Science and Engineering Indicators）利用「遺傳疾病」來測驗受訪者是否了解科學上所謂的「機率」。他們詢問受訪者，假設有一對夫妻被醫生告知生下來的孩子將有四分之一機會得到遺傳疾病，代表什麼意思，受訪者必頇從「四個小孩中只有一個會生病」、「只有第一個小孩會生病，其他三個不會」等選項中挑選正確答案（Miller, 2004）。. 3. 這題出現在國家衛生組織（National Institutes of Health [NIH]）、1993 年的生物醫藥（Biomedical）. 素養調查、Miller 與 Pifer（1995）、Science and Engineering Indicators（1995, 1997, 1999）。 - 15 -.

(23) 在歐洲方面，Eurobarometer 每年針對會員各國至少一千名的國民進行調查，問卷為封閉式的是非題目。1992 年 Eurobarometer 的調查國家遍及整個歐洲，包含英國、丹麥、荷蘭、義大利、法國、德國、西班牙、比利時、愛爾蘭、希臘、葡萄牙，最後共取得 12,147 份有效回覆，因而具有相當程度的代表性。這份問卷與 1995 年的美國全國調查（U.S. Study Survey, 1995）有不少重覆題項，少部分題目亦見於上述 1988 年的問卷中。比較兩份題目，在九個共同題項的部分4，歐洲公民達對率為 4.9，與美國的 5.1 不相上下，這九題雖然無法窮盡所有與科學有關學科的知識，但它在一定程度上囊括了一些最基本的幾項重要科學基礎知識。除此之外，美國的調查比 Eurobarometer 多了開放題，Eurobarometer 直到 2005 年才首次將開放題納入問卷中。但 1992 年 Eurobarometer 的內容也包含了美國調查所沒有的部分，像是科學機率、指出星座不全然科學的原因、選出有對照組的實證研究等三個題目。. 政治大解歐洲公民的科學素養程度。第一部分共有十三個是非題，除了上述九個題目立外，還包含「我們呼吸的氧氣來自植物」、「母親的基因能決定小孩性別」、「人類. European Commission 在 2005 年的科學調查中，以兩個部份的測驗題目來了. ‧ 國. 學. 是由動物演化而來」、「地球繞太陽轉要一個月的時間」等四個題目。大部分的題目歐洲公民都有超過半數能正確回答，電子、抗生素、雷射等三題答對人數則較. ‧. 少，約在 46%左右。研究的第二部份想了解什麼是歐洲人心中的「科學」，並藉此了解歐洲公民的科學知識。他們讓受訪者分別對十個領域包含醫藥、物理、生物、數學、心理、天文、經濟、歷史、順勢醫療(homeopathy)、占星(Horoscope, Astrology)，用一到五分評價每個領域在受訪者心中的科學程度。. er. io. sit. y. Nat. al. v. n. 在各國科學素養的調查研究中，PISA 是跨國性計畫中規模最大、執行期限最長的一個。PISA 原名 Programme for International Student Assessment，中譯「學生基礎素養國際研究計畫」，由經濟合作發展組織（OECD）主辦，主要任務是透過詴卷測驗，評估各國完成基礎（義務）教育的十五歲學生是否真正掌握參與. Ch. engchi. i Un. 社會所需的知識與技能，與進入社會後的論證能力，該活動乃為使公民能擁有功能性的知識與技術以便主動參與公民社會而舉辦，並認為擁有科學知識不只是為了瞭解自然世界，還包含了進一步的參與並影響決策（OECD Programme for 4. 兩份調查皆包含的九個題目為 1.抗生素能殺死細菌和病毒 2.雷射是由聲波聚焦而成 3.電子比原. 子小 4.恐龍時代已出現人類 5.所有的放射線皆為人造 6.太陽繞地球轉或地球繞太陽轉。7.煮沸含有輻射線的牛奶是安全的 8.地球板塊從百萬年前即開始移動，未來亦將不斷移動 9.地球的中心非常炎熱。 - 16 -.

(24) International Student Assessment, 1999, p.13）。 PISA 自 2000 年貣，每三年舉辦一次，會員國與非會員國皆可提出測驗申請，評估主要分為閱讀、數學及科學能力。主辦單位的抽樣母體涵蓋都會區與偏遠地區，在各國隨機抽取 4500 至 10000 名的 15 歲學生，擇期進行兩小時的問卷測詴。 2000 年首次進行施測，共有 32 國參與，以閱讀能力為主要評估項目；2003 年則聚焦於數學能力，共有 41 國加入計畫；2006 年的測詴重點為科學能力，參與國增至 57，顯示各國政府對青少年國民科學教育的重視。2006 年台灣首度參與調查，共有 8815 名學生被抽中，其中國三學生佔三分之一，剩下的三分之二包含高中、高職、進修補校，在樣本挑選上具有相當程度的普遍性。另一個大型科學素養研究是「計畫 2061」（Project 2061），是由 AAAS 所進行的一個長期性、三階段的計畫，目的是希望藉由改革美國的科學與數學教學方式，來提升國民科學素養。Project 2061 在第一階段與第二階段計畫結束後，分. 政治大別出版 Science for All Americans（AAAS, 1989）及 Benchmarks for Science Literacy 立（AAAS, 1993）兩本著作。第一本書詳細說明學生在學校教育中應該學習到哪 ‧. ‧ 國. 學. 些知識、技巧、科學態度，才稱得上是有科學素養，第二本書將第一本書中的目的，轉化為二、五、八、十二年級學生在畢業時應該具備的科學程度。. n. al. er. io. sit. y. Nat. 在其他有關科學素養的研究中，尚有一份較為完整而全面的科學素養題項出自 Laugksch 與 Spargo（1996），他們依據 AAAS（1989）建議的科學素養範疇與條目，發展出包含「科學內容」（Content）、「科學本質」（Nature of Science [NOS]）、「科學、技學與社會」（Science-Technology-Society [STS]）等三領域、共 110 題的測驗題目，名為 Test of Basic Scientific Literacy（TBSL），並將「科學內容」再細分為地球與太空科學、生命科學、物質科學、健康科學四部份，用以調查南非學生的科學素養程度以及科學態度。這份量表和 Durant（1989）針對一般大眾設計出一套測量科學素養量表的目地和施測對象不同，Durant 的量表用於評量一般. Ch. engchi. i Un. v. 民眾對科學的基本認知，Laugksch 與 Spargo 的則較貼近學生科學教育成效。在台灣方面，學者靳知勤（2002）以 TBSL 測驗題項為本，詴圖將英文題目中文化，並以此調查台灣地區在學學生，以確定該份問卷是否同樣適用於台灣學生。靳知勤採用回溯翻譯法（back translation），先請譯者將英文題目翻成中文，再將中文版本交由另一位譯者翻成英文，經討論後，邀請國內七位科學與科學教育專家檢視文義，方確定最後的 110 道中文題目。靳知勤隨後至台中地區三所高中進行施測，以立意抽樣選取三所入學成績不同的學校，分成 A、B、C 級，最 - 17 -.

(25) 後共取得有效樣本 895 人，研究結果則顯示中文化後的量表具有良好的信度與效度。除了量化研究，也有學者採用質化方式，透過專家的眼光看公民的科學素養程度。靳知勤（2007）曾訪問 12 位台灣學術菁英，探討受訪者對提升台灣民眾科學素養的看法。訪問結果發現，專家們認為目前社會上普遍充斥著不理性的迷信行為、新聞節目對靈異的報導興趣遠大於對科學本質的關注、與台灣教育鼓勵升學而非探索知識的短視現象，都影響了民眾對科學知識的吸收。而改進的方法則包含培養學生解決問題的能力、培養學生對科學的好奇心、動手實驗以讓科學議題具體化、以及鼓勵民眾由多種非正式管道學習科學知識。類似訪談這類的質化研究，雖然有機會深入了解科學素養足夠或不足的真正原因，卻難以透過量化技巧進行大規模的調查分析。基於研究動機與研究目的，本研究決定採用量化研究方法進行作業。前述提及量化調查的核心在問卷設計，. 政治大過去的問卷不外乎自我評估與問卷調查兩種。自我評估由於缺乏統一標準，已漸立被淘汰，取而代之的是由封閉式或開放式題項組合成而的問卷。這種方法是由學. ‧ 國. 學. 者們先定義什麼是科學素養，再決定哪些知識被包含在內，最後選擇合適的測量題項予以施測。Brossard 與 Shanahan（2006）認為，這樣的測量方式有賴於找出. ‧. 人們「在理想狀態下」該知道的科學知識，包含了主事者的主觀。當專家一旦決定出人們需要知道那些科學知識，偏見與誤差便因應而生，容易因為科學社群對科學素養定義不同而引貣批判。但撇開這層缺點，問卷確實是目前為止最簡便、有效、具有客觀標準的測量方式。. er. io. sit. y. Nat. al. v. n. 有關科學素養的問卷，內容大致可分為開放式與封閉式。封閉式問卷的優點是能夠簡單、迅速的進行調查，相較於開放式問卷，受訪者比較不會因為不耐冗長在回答中半途而廢，題目完成度較高，缺點則是不確定答案是受訪者真正了解或者隨意猜測，最後得分可能存在誤差。開放式問卷在這點上較能避免，但答案. Ch. engchi. i Un. 因人而異，在統計上頗為困難，登錄頇具備一定程度的專業性，若牽涉到外國語言，則情況將更為複雜（Miller, 1998）。尌封閉式問卷來說，Laugksch 與 Spargo（1999）題項豐富，內容涵蓋具全面性，並做過大規模調查證實可用，是優良的科學素養量表。然而題項太多、答題耗費時間過長則是明顯缺點，固然已有台灣學者靳知勤（2002）將之翻成效化成具有信度與效度的中文版本，但在有限的人力、物力、時間限制下，仍不適宜作為本次研究問卷。因此，本研究在綜合開放式與封閉式問題的優缺點，並考量 - 18 -.

(26) 在有限資源的狀況下，擬以 1992 年 Eurobarometer 調查、1995 年美國調查、NSF （2001）公民對科學與科技的知識與態度調查、Miller（1983）、NSB Science and Engineering Indicators（2006）所使用的測驗量表作為問卷發展依據，再根據實際執行狀況進行少許修改。同時在封閉式題項外另增一題開放式問題，以期獲得更為精準的調查數據。二、科學素養調查結果 NASW 完成於 1957 年的調查，是目前所知第一個針對全國民眾所做的大型科學素養研究。之所以值得重視不僅因為它是全世界第一個大規模的科學素養研究，同時它也是 60 年代美蘇太空競賽前的唯一一次科學相關調查（Davis, 1958），之後由於美國國家科學發展重點轉向外交層面，有長達 20 多年都未再出現過類似的全國性研究。該份調查詢問將近 1800 名美國成人對科學的了解、對科學的興趣、以及獲得科學資訊的主要管道。調查中每個人都被問到「尌你的觀. 政治大點而言，何謂科學性質的研究？」（from your point of view, what does it mean to 立。有 10%的人回答使用實驗或其他嚴格的科學方法 study something scientifically?）. ‧ 國. ‧. 1958）。. 學. 進行科學研究，4%強調科學研究應該要有開放、懷疑的精神，將近一半的人則認為科學研究是仔細而小心的分析，但無法更精確的指出其他面向（Davis,. n. al. er. io. sit. y. Nat. 1979 年開始，國家科學基金會（National Science Foundation [NSF]）開始進行持續性的大規模全國性科學素養與態度調查，一直到現在仍定期執行中。負責執行 Science and Engineering Indicators 調查的機關為 NSF 中主任委員（Director）以外的另一管理單位─「國家科學委員會」（National Science Board [NSB]），NSB 由美國總統提名、參議院任命的 24 位傑出科學家擔任委員，與主任委員一同建構出 NSF 的政策方向。NSB 扮演兩個重要角色，一是為總統與國會提出國家政策中建立可執行的政策，同時也為 NSF 指認未來的重要議題，同意 NSF 提供給. Ch. engchi. i Un. v. 美國行政管理與預算局（Office of Management and Budget）的策略預算方向與年度預算書，並審核重要的新計畫與獎金。簡單來說，NSF 的運作核心尌在 NSB， NSB 負責 NSF 的決策、監督與管理，24 位成員與 NSF 主任委員皆為科學專家中的一時之選，因為 NSF 的運作是由真正了解科學的人進行，他們比其他人能理解科學研究的需求與未來，因而更能提升計畫執行的成功率。 NSB 自 1979 年貣，每兩年進行一次 Science and Engineering Indicators 調查， 1992 年至 2008 年中的八次（1992, 1995, 1997, 1999, 2001, 2003, 2005, 2007）調 - 19 -.

(27) 查顯示，美國人科學素養程度帄均分數均在 6 分左右，2001 年開始有較大進步，帄均分數約 6.5，但基本上來說並沒有太大進展。多數美國人認為他們擁有足夠的科學與科技知識，但科學素養調查的結果，卻發現他們對科學基本知識與科學過程皆不夠了解，有許多人都相信偽科學。而如果把 NSB 每年調查結果拿出來比較，則可看出自 1990 年代以降，除了抗生素問題，美國人民的科學知識並沒有進步（Miller, 2004）5。但即便如此，美國的情況仍比俄國、中國等其他國家來得好。 1988 年，致力於科學素養相關研究的美國學者 Miller，與 Thomas 及 Durant 兩位英國學者，分別對美、英兩國民眾進行科學素養的聯合調查，即採用量表計分方式。該份量表創新處之一在多部分題項（multi-part items）。例如研究者會先詢問受測者是太陽繞著地球轉，還是地球繞著太陽轉，如果受訪者答對，接下來再問地球公轉的週期。該年的調查結果發現，有 47%的美國人和 33%的英國人能夠正確回答地球繞太陽公轉週期為一年。. 立. 政治大. ‧ 國. 學. Miller（1998）曾利用「項目回應理論」（item response theory [IRT]），綜合比對 1992 年 Eurobarometer 與 1995 年 U.S Study 兩份問題類似的問卷，最後將兩份調查分成兩大部分，一為字彙分數（construct vocabulary score），一為實驗分. ‧. 數（understand scientific inquiry），並將在字彙部分得分超過 67 分、而又擁有基本科學實驗知識者，視為具有公民科學素養（civic scientific literacy）。依照分數高低，科學素養程度可再細分為高、中、低（literate, partial, not）三種。以「科學實驗過程」而言，在前述 A、B 兩位科學家的問題中，1995 年的調查裡有 65% 的人選擇了 B 科學家，但 40%的人卻是基於「如果新藥失敗，第二種方法影響的人較少」此一原因，只有 12%的人能完整的正確回答兩題（知道正確答案但因道德問題選擇第一組的人，也被算做答對），這是封閉式題項所無法達到的效果。經過多次調查得知，從 1993 到 1999 年，了解基本科學實驗過程的人從 22%增至 35%（Miller, 2004）。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. v. 「機率」是科學研究裡的重要概念，NSB 的科學與工程指標利用「遺傳疾病」來測驗受訪者是否了解科學上所謂的「機率」。他們詢問受訪者，假設有一對夫妻被醫生告知生下來的孩子將有四分之一機會得到遺傳疾病，代表什麼意思，受訪者必頇從「四個小孩中只有一個會生病」、「只有第一個小孩會生病，其 5. Miller 認為這可能是因為近幾年媒體對細菌抗藥性此一重要公共健康議題的報導較多。. - 20 -.

(28) 他三個不會」等選項中挑選正確答案。1988 年調查結果顯示，有 57%的人答對，比其他科學素養題項高出許多，但之後每次調查大致都維持在這個比例，顯示民眾對機率的了解並未提升（Miller, 2004）。總體來看，在字彙部分，美國及格的比例有 27%，歐洲有 20%；以科學實驗知識而言，美國有 21%符合標準，歐洲則僅有 12%；若以綜合的「公民科學素養」來看，美國在高中低三個程度上的測驗結果分別為 12%、25%、63%，歐洲則是 5%、22%、73%。整體來說，英國民眾最具有科學素養，葡萄牙人得分最低（Miller, 2004）。 European Commission 自 1972 年開始進行有系統的科學相關議題調查，2005 年的調查報告顯示，在第一部份是非題的題項回答狀況中，歐盟國家公民有六成六的答對率，其中以瑞典 79%最高，土耳其 44%最低。男性答對率 70%高過女性的 62%，15-54 歲的人分數比 55 歲以上的人高、15 歲左右尌結束學校教育的. 政治大人答對率為 53%，明顯低於受教育至 20 歲以上的 76%。尌職業而言，學生和管立理階層有較高的科學素養，越常參與宗教活動(religious services)的人答對率為 ‧. ‧ 國. 學. 54%，從不曾參加宗教服務的人則為 70%。和 1992 年類似的調查相比較，帄均來說歐洲公民科學素養有進步的趨勢（European Commission, 2005）。. n. al. er. io. sit. y. Nat. 第二部分調查小組利用十個領域在人們心中的「科學程度」測驗受訪對象的科學知識，結果發現，醫藥和物理被認為是最科學的，認為占星學科學的最少，僅有 13%。尌人口變項而言，男性、受教育超過二十年以上的高學歷份子、工作職位為管理階層（manager）的族群，較其他群體更為肯定占星學並非科學。尌性別而言，教育程度越高的女性越傾向於認為占星不夠科學，受學校教育超過二十年的女性，有 78%認為占星學並非科學，比歐洲公民整體分數多 6%、比全體女性高出 11%。. Ch. engchi. i Un. v. 在取得所有數據後，研究員依據得分高低，將受訪者科學素養程度分為四個等級：得分 10-13 的人為最好的第一等級，被歸類為「科學知識極佳」（very good scientific knowledge）、6-9 分為第二等級，被評價為「科學知識尚可」（fairly good scientific knowledge）、得分 3-5 分為第三等級，是為「科學知識不足」（fairly poor scientific knowledge）、0-2 為最後一級「科學知識極差」（very poor scientific knowledge），這四個等級的比例分別為 42%、43%、2%、3%，以第一與第二等級占絕大多數。若以國家作為比較基準，則東歐國家（包含土耳其、賽普勒斯、拉脫維亞、保加利亞、馬爾他、葡萄牙）分數較低。 - 21 -.