科技教育研究主題的演進與研究前沿：1970～2013年研究文獻的共被引分析

全文

(1)國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系博士論文. 科技教育研究主題的演進與研究前沿： 1970～2013 年研究文獻的共被引分析. 研究生：方瑀紳指導教授：李隆盛. 中華民國一 ○ 四年元月.

(2) ii.

(3) 誌. 謝. 進入「師大」是件非常美妙過程，從來沒想過，也沒夢過，更不敢胡思亂想會有這一天，從這所臺灣教育龍頭學校畢業。這份榮耀必須感謝摯愛的家人無怨無悔默默支持，感謝臺大陳光華教授、政大蔡明月教授在文獻計量學領域的指導與寶貴意見，感謝高師大朱耀明教授一路的鼓勵，感謝蕭顯勝系主任的叮嚀，感謝我的指導教授李隆盛校長一路的引導與陪伴，以及感謝一路幫助過我的人，包括隱形學院從事知識創造的作者們。同時，也感謝那群敢於衝撞教育體系，叛逆、善良又可愛的青少年學生，讓我勇敢作夢、追夢、築夢而踏實。. 科技教育宛如史詩般的濃郁輕柔吟訴人類文明進步青史彷彿舞動一種細緻旖旎畫面大膽放恣揮灑它的真它的雅. 那種驚！. 那種美！. 那種磅礡氣勢. 完美. 那種艷！精緻. 內斂. 散發一股靦腆跨時空詩意之旅呵護著悠婉似情. 英雄奇緣. 讓人不顧一切為它癡迷. 為它流連. 科技教育是一個美麗學科領域與它邂逅如春天般的絢爛. 方瑀紳謹誌 2015.01.28. i.

(4) ii.

(5) 科技教育研究主題的演進與研究前沿： 1970～2013 年研究文獻的共被引分析研究生：方瑀紳指導教授：李隆盛. 中文摘要科技教育有核心任務不夠明確、角色定位不夠清楚等問題，可借重客觀的科技教育研究知識圖譜協助其辨清方向與前景。有鑑於此，本研究運用文獻計量學的共被引分析，針對 WoS、Scopus、華藝三個資料庫，以每 10 年為一個階段，探究科技教育 1970～2013 年間中、英文研究文獻所涵蓋的子領域、流派、特性及未來發展趨勢。結果發現：(1)科技教育研究在國外呈現快速發展；國內則緩慢，兩者相較形成極大反差；(2) 科技教育整合的學科領域主要是教育與教育研究、工程、電腦科學、社會科學和醫學學科領域；(3)研究主題演進從工藝、技職教育、科技素養教育與課程發展，演進到關注科技教師專業教學能力；(4)國外研究前沿趨向「科技教師」專業發展，國內則著重「課程與教材」；(5)不同時段獲致的集群具有互補作用，研究主題與研究前沿有延續現象；(6)科技教育研究較早出版的高被引用的經典文獻，書籍有 23 筆，期刊有 27 筆； (7)科技教育研究主要核心文獻，書籍有 32 筆，期刊有 27 筆；(8)研究構面「評估」向度尚未獲得國內外對應的重視。本研究結果可供科技教育研究人員檢視與更了解學科領域研究主題演進與研究前沿外，研究方法也可供相關學者參考。. 關鍵字：研究前沿、科技素養教育、學科結構、學科滲透、知識演進 iii.

(6) iv.

(7) Research Front and Evolution of Technology Education: A Co-citation Analysis of 1970-2013 Research Literatures Author: Yu-Shen Fang Advisor: Lung-Sheng Lee. ABSTRACT Technology Education (TE) has been confronted with the issues such as indeterminate core mission and unclear role. The issues can be alleviated by an objective knowledge map of TE research to discern the direction and prospects of technology education. Therefore, this study aimed to explore the sub-fields, genres, characteristics and trends of research literature on TE in either Chinese or English published in 1970~2013 through a co-citation analysis, which is a strand of bibliometrics. Three database, WoS, Scopus and AiritiLibrary, were investigated and every 10 years was selected as a period of discussion. Consequently, it is found as follows. (1) TE research has rapidly progressed in some countries other than Taiwan; (2) The disciplines integrated with TE are education and educational research, engineering, computer science, social sciences and medicine; (3) TE research topics have evolved from industrial arts, technical and vocational education, technological literacy education and curriculum development, to the pedagogical skills of technology teachers; (4) The international TE research front tends to be "technology teacher’s professional development”, while “curriculum and teaching materials” in Taiwan; (5) The TE research clusters in different periods are complementary and research topics and fronts act in continuation; (6) The high cited classical literature of TE published earlier, includes 23 books, and 27 journals; (7) The core literature of TE, includes 32 v.

(8) books, and 27 journals; (8) The research dimension of TE “assessment” has not yet been drawn necessary attention globally and domestically. The results of this study can not only help the stakeholders of TE to review and have better understanding of the evolution of research topic and research front, but also can serve as the research methods in the areas other than TE.. Keywords: research front, technological literacy education, discipline structure, discipline infiltration, knowledge evolution. vi.

(9) 目. 錄. 誌謝 .............................................................................................................................. i 中文摘要 ............................................................................................................................iii 英文摘要 ............................................................................................................................. v 目錄 ........................................................................................................................... vii 表次 ............................................................................................................................ ix 圖次 ............................................................................................................................ xi 第一章緒論 ....................................................................................................................... 1 第一節問題背景與研究緣起 ................................................................................... 1 第二節研究目的與研究問題 ................................................................................... 7 第三節研究範圍與限制 ......................................................................................... 10 第四節名詞解釋 ..................................................................................................... 14 第二章文獻探討 ............................................................................................................. 17 第一節科技教育研究主題的領域 ......................................................................... 17 第二節引文與共被引分析法 ................................................................................. 32 第三節研究前沿與圖譜視覺化 ............................................................................. 44 第三章設計與實施 ......................................................................................................... 57 第一節研究方法 ..................................................................................................... 57 第二節研究對象 ..................................................................................................... 61 第三節研究設計 ..................................................................................................... 69 第四章 WoS資料庫研究結果.......................................................................................... 81 第一節科技教育文獻分析 ..................................................................................... 81 第二節 WoS A時段（1980～2013 年）共被引分析........................................... 104 第三節 WoS B時段（1984～2013 年）共被引分析........................................... 147 第四節本章總結 ................................................................................................... 195 第五章 Scopus資料庫研究結果.................................................................................... 203 第一節科技教育文獻分析 ................................................................................... 203 第二節 Scopus A 時段（1990～2013 年）共被引分析 ..................................... 221 第三節 Scopus B時段（1994～2013 年）共被引分析 ....................................... 257 第四節本章總結 ................................................................................................... 291 第六章華藝(AL)資料庫研究結果 ............................................................................... 299 第一節科技教育文獻分析 ................................................................................... 299 第二節 AL A 時段（1990～2013 年）共被引分析............................................ 315 第三節 AL B時段（1994～2013 年）共被引分析 ............................................. 349 第四節本章總結 ................................................................................................... 382 第七章綜合討論 ........................................................................................................... 391 第一節科技教育研究文獻發展與共被引情形 ................................................... 391 vii.

(10) 第二節科技教育研究主題演進與發展 ............................................................... 400 第三節研究主題演進與相關經典及核心文獻 ................................................... 410 第四節科技教育在不同時段引用區間的研究主題 ........................................... 420 第八章結論與建議 ....................................................................................................... 431 第一節結論 ........................................................................................................... 431 第二節建議 ........................................................................................................... 444 第三節研究貢獻與研究回顧 ............................................................................... 451 參考文獻 ......................................................................................................................... 456 附錄 ......................................................................................................................... 500 附錄一主要高被引的期刊，類別、影響因子 ................................................... 501 附錄二 Multi-Dimension Analysis (MDS) ............................................................ 503 附錄三 WoS 資料庫各階段文獻共被引明細表.................................................. 506 附錄四 Scopus資料庫各階段文獻共被引明細表................................................ 508 附錄五 AL資料庫各階段文獻共被引明細表...................................................... 509 附錄六 WA-I區間（1980-1989 年）文獻共被引明細表 .................................... 511 附錄七 WA-II區間（1990-1999 年）文獻共被引明細表................................... 512 附錄八 WA-III區間（2000-2013 年）文獻共被引明細表 ................................. 516 附錄九 WB-I區間（1984-1993 年）文獻共被引明細表.................................... 520 附錄十 WB-II區間（1994-2003 年）文獻共被引明細表 .................................. 522 附錄十一 WB-III區間（2004-2013 年）文獻共被引明細表 ............................. 526 附錄十二 SA-II區間（1990-1999 年）文獻共被引明細表................................ 530 附錄十三 SA-III區間（2000-2013 年）文獻共被引明細表 .............................. 533 附錄十四 SB-II區間（1994-2003 年）文獻共被引明細表 ................................ 536 附錄十五 SB-III區間（2004-2013 年）文獻共被引明細表............................... 539 附錄十六 AA-II區間（1990-1999 年）文獻共被引明細表 ............................... 542 附錄十七 AA-III區間（2000-2013 年）文獻共被引明細表.............................. 544 附錄十八 AB-II區間（1994-2003 年）文獻共被引明細表 ............................... 546 附錄十九 AB-III區間（2004-2013 年）文獻共被引明細表 .............................. 548. viii.

(11) 表表表表表表表表表表表表表表. 次. 3-1 檢索科技教育中英關鍵字................................................................... 65 3-2 資料來源年度區間編碼表 ................................................................... 73 4-1 科技教育在WoS前五個主要學科領域 ............................................... 84 4-2 WA與WB時段的引用區間之年度筆數 .............................................. 85 4-3 各年度階段文獻共被引取樣明細表................................................... 86 4-4 WA-I因素分析的變異數 .................................................................... 104 4-5 WA-I研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700） ......................... 105 4-6 WA-II因素分析的變異數................................................................... 112 4-7 WA-II研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700）........................ 113 4-8 WA-II時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序） ..................... 126 4-9 WA-III因素分析的變異數 ................................................................. 127 4-10 WA-III研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700） .................... 128 4-11 WA-III時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序） .................. 143. 表 4-12 WB-I因素分析的變異數.................................................................. 148 表 4-13 WB-I研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700）....................... 148 表 4-14 WB-I時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序） ..................... 160 表 4-15 WB-II因素分析的變異數................................................................. 161 表 4-16 WB-II研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700）...................... 162 表 4-17 WB-II時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序）..................... 177 表 4-18 WB-III因素分析的變異數 ............................................................... 178 表 4-19 WB-III研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700） .................... 179 表 4-20 WB-III時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序） ................... 191 表 5-1 科技教育在Scopus前五個主要學科領域 ......................................... 206 表 5-2 SA與SB時段的引用區間之年度筆數 ............................................... 207 表 5-3 各年度階段文獻共被引取樣明細表................................................. 208 表 5-4 SA-II因素分析的變異數.................................................................... 222 表 5-5 SA-II研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700）......................... 223 表 5-6 SA-III時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序）...................... 237 表 5-7 SA-III因素分析的變異數 .................................................................. 239 表 5-8 SA-III研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700） ....................... 240 表 5-9 SA-III時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序）...................... 254 表 5-10 SB-II因素分析的變異數 .................................................................. 258 表 5-11 SB-II研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700） ....................... 259 表 5-12 SB-II時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序） ..................... 273 表 5-13 SB-III因素分析的變異數................................................................. 275 表 5-14 SB-III研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700）...................... 275 ix.

(12) 表表表表表表表表表表表表表表表. 5-15 SB-III時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序）.................... 289 6-1 科技教育在AL前五個主要學科領域................................................ 302 6-2 AA與AB時段的引用區間之年度筆數.............................................. 302 6-3 各年度階段文獻共被引取樣明細表................................................. 303 6-4 AA-II因素分析的變異數 ................................................................... 316 6-5 AA-II研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700） ........................ 317 6-6 AA-II時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序） ...................... 330 6-7 AA-III因素分析的變異數 .................................................................. 331 6-8 AA-III研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700） ....................... 332 6-9 AA-III時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序） ..................... 346 6-10 AB-II因素分析的變異數.................................................................. 350 6-11 AB-II研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700）....................... 351 6-12 AB-II時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序）..................... 365 6-13 AB-III因素分析的變異數 ................................................................ 366 6-14 AB-III研究領域的核心文獻（因素負荷量≧.700） ..................... 367. 表表表表表. 6-15 AB-III時段之集群核心文獻（依集群別+ DC排序） ................... 379 7-1 三大資料庫在A時段引用區間文獻相關明細表 .............................. 394 7-2 三大資料庫在B時段引用區間文獻相關明細表 .............................. 394 7-3 科技教育研究文獻主要前十名國家................................................. 397 7-4 比較A、B時段共獲的因素與集群分析數量 ................................... 420. x.

(13) 圖. 次. 圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖. 2-1 引用與被引用時的知識流動方向....................................................... 33 2-2 共被引分析概念圖............................................................................... 38 2-3 經典與暫態文獻被引頻次變化趨勢圖 ............................................... 47 3-1 檢索與確認過程................................................................................... 70 3-2 A與B兩個時段時間對映及交叉圖...................................................... 71 3-3 本研究流程圖....................................................................................... 76 4-1 WoS資料庫 1980～2013 年科技教育研究文獻成長趨勢 ................. 82 4-2 WA-I集群分析樹狀圖 ........................................................................ 106 4-3 WA-I文獻社會網絡圖譜 .................................................................... 109 4-4 WA-II集群分析樹狀圖....................................................................... 117 4-5 WA-II文獻社會網絡圖譜................................................................... 121 4-6 WA-III集群分析樹狀圖 ..................................................................... 132 4-7 WA-III文獻社會網絡圖譜 ................................................................. 138. 圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖. 4-8 WB-I集群分析樹狀圖........................................................................ 151 4-9 WB-I文獻社會網絡圖譜.................................................................... 155 4-10 WB-II集群分析樹狀圖..................................................................... 166 4-11 WB-II文獻社會網絡圖譜................................................................. 171 4-12 WB-III集群分析樹狀圖 ................................................................... 183 4-13 WB-III文獻社會網絡圖譜 ............................................................... 187 4-14 WA與WB集群演進圖譜 .................................................................. 199 4-15 WoS科技教育發展構面圖 ............................................................... 201 5-1 Scopus資料庫 1990～2013 年科技教育研究文獻成長趨勢 ........... 204 5-2 SA-II集群分析樹狀圖........................................................................ 228 5-3 SA-II文獻社會網絡圖譜.................................................................... 232 5-4 SA-III集群分析樹狀圖 ...................................................................... 245 5-5 SA-III文獻社會網絡圖譜 .................................................................. 249 5-6 SB-II集群分析樹狀圖 ........................................................................ 263 5-7 SB-II文獻社會網絡圖譜 .................................................................... 268 5-8 SB-III集群分析樹狀圖....................................................................... 280 5-9 SB-III文獻社會網絡圖譜................................................................... 284 5-10 SA與SB集群演進圖譜 ..................................................................... 295 5-11 Scopus科技教育發展構面圖............................................................ 297 6-1 AL資料庫 1990～2013 年科技教育研究文獻成長趨勢.................. 301 6-2 AA-II集群分析樹狀圖 ....................................................................... 320 6-3 AA-II文獻社會網絡圖譜 ................................................................... 326. 圖 6-4 AA-III集群分析樹狀圖 ...................................................................... 336 xi.

(14) 圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖. 6-5 AA-III文獻社會網絡圖譜 .................................................................. 341 6-6 AB-II集群分析樹狀圖........................................................................ 355 6-7 AB-II文獻社會網絡圖譜.................................................................... 360 6-8 AB-III集群分析樹狀圖 ...................................................................... 372 6-9 AB-III文獻社會網絡圖譜 .................................................................. 375 6-10 AA與AB集群演進圖譜.................................................................... 386 6-11 AL科技教育發展構面圖 .................................................................. 388 7-1 WoS、Scopus、AL文獻成長趨勢比較圖 ........................................ 392 7-2 科技教育研究構面時序圖................................................................. 422 7-3 三大資料庫的集群在八個主要構面向度比較圖 ............................ 426. xii.

(15) 第一章緒論本章共分為四節，第一節闡明科技教育問題背景與研究緣起，第二節說明研究目的，第三節界定研究範圍與描述研究限制，第四節解釋重要名詞。. 第一節問題背景與研究緣起一、科技素養教育遭遇被邊緣危機科技教育相關的課題十分龐雜(Zuga, 2004)。隨著科技日新月異，科技教育正面臨往普通教育與專門教育兩極化發展，以及與其他學科的競爭。在我國普通教育體系中主要靠中小學「生活科技」學科實施的科技素養教育常被排擠與邊緣化，以及經常面臨被質疑其學科知識是否對學生具有必要性（朱耀明、郭勝煌，2008；李隆盛，2004；游光昭，2003）。在國內，雖然中小學「工藝」學科已經改稱「生活科技」，但上述面臨的問題並沒有適切解決，因此課程在實施時所面臨的問題依然存在，無法完整呈現整個領域課程框架等缺點，以及在學科競爭之間的某種程度上，科技教育難以縱橫連接各學習階段，亦無法持續由下而上的銜接學習，或由上而下的將學習內容連繫起來（李隆盛，2004；孫仲山， 1992；張玉山，2008；Lee, 2008）。由於科技本身變動快、範圍廣、歧異大、價值未定等特性，造成了科技教育研究主題自美國在 1986 年的《傑克森坊工藝課程理論》 1.

(16) (Jackson’s Mill Industrial Arts Curriculum Theory)、1990 年及 2000 年由國際科技教育學會(International Technology Education Association, ITEA)發佈《科技教育概念架構》 (A Conceptual Framework for Technology Education) 、及《科技素養標準：學習科技的內容》 (Standards for Technological Literacy: Content for the Study of Technology)等文獻，釐清近代科技教育知識體後，亦無再出現強有力的教育組織來確定其知識體，引導其研發方向。以學科領域觀點而言，每個學科都有每一個學科存在於學校科目中或社會環境中的意義與價值，而學科本身若不清楚或無法定位自身的價值，就有可能從學校課程中消失，及被社會所遺棄，也惟有基於對自身學科目標價值與知識核心任務的了解，才能落實與進行廣泛且深入研究，與規劃出當今最適切的科技教育課程，符應學生與社會大眾的期盼。二、科技教育有待釐清研究主題以凝聚社群努力方向當代的科技教育核心任務該是什麼取向？就目前臺灣的科技教育實施階段與目的，分為「科技素養教育」和「科技專門教育」兩類型(Lee, 2008)。前者屬一般性教育是一種普遍性學科領域的覺知與認識，在國小、國中、高中和一般大學通識課程教授的科技素養教育課程（羅文基、陳君瑜，2007）；後者通常是在中等職校和大專的科技或技術院校中實施的專門課程，為學生職業生涯準備的教育（朱元祥，2001）。從科技. 2.

(17) 素養教育和科技專門教育兩類型教育演進至今，無法給人們一個明確地概念，常令許多外界誤解科技教育內容仍是以職業角度從事思考與教學的課程，甚至有科技教師本身對課程知識的內涵不了解，無法確切的掌握科技教育發展的核心，不知科技教育是一種培養學生素養與專門教育而來的機制（李隆盛，1999a；Warner, Erli, Johnson, & Greiner, 2007）。雖然，科技教育目的在培育學生成為具有科技素養的公民，及具備有解決科技社會問題的專門能力，但問題是科技教育能提出什麼樣的證明，來證實可以達到上述的目標？從學術研究觀點，這個證明是需要集合很多的科技教育研究、或蒐集很多已完成的研究論文來證明與證實；相對的，如果也用這個角度來評估科技教育的研究主題方向與前景，也應能判斷出該研究在科技教育中的重要性與其學術的價值性，也將有益科技教育研究者產生一定範圍的共識。我國的科技教育發展主要是標竿美國，但在科技教育演進時，卻無法形成如同美國科技教育般完善，或者如同英國、澳大利亞、紐西蘭等國家般的科技教育普及優勢機會。尤其當科技教育被定位為教授學生科技的知識、技能、態度和價值時，雖已為一門獨立學科，然而在國內發展迄今，還不能稱之為一門成熟的學科領域。例如，科技教育內涵尚未廣為大眾了解、得到的支持不多、在國定課程中被視為副科、學校欠缺勝任的科技教師、科技教育的教學系統不協調等（方瑀紳、陳怡靜，. 3.

(18) 2010；李隆盛，2004；陳貴生、黃能堂，2007；羅文基、陳君瑜，2007）。背後隱含著學科知識概念模糊、屬性不夠清晰、核心不夠明確、體系眾說紛紜等（李隆盛，2004；游光昭，2003；黃秀萍、朱耀明，2008）。面對此一危機，國內的科技教育勢必遭受忽視與可能被消滅的壓力（朱耀明、陳姿旭、蔡盛鴻、鄭詠文，2008；黃麗真、汪巧玲，2003）。有鑑於科技教育並非靜止不動，它會隨著時間脈絡拉長而擴張，以及這種來自不同多學科領域的擴散模式，讓我們很難去辨別它們之間的知識貢獻連接程度以及研究主題方向，為了解它們之間的知識取向，本研究在針對狹義的科技素養教育研究範圍，盡可能的尋求一個力求科學、客觀、有效地研究方法，來探究科技教育在隨著社會環境發展過程中的研究主題演進與當代研究前沿方向。三、辨清科技教育研究主題演進與研究前沿有助鑑往知來在科技快速進展及多元的領域範疇，科技教育常應用跨界線 (cross-boundary)概念整合不同學科(Rosenfield, 1992)。在這種跨界線、跨學科的科技教育是自身發展與進化過程的自我選擇，因為它提供了一種產生新知識的對話和聯繫方式，說明了一門學科的知識發展是分化與綜合的過程中，呈現出學科有關於每一時代知識理性與價值及結構的完整性，從而進一步型塑所謂學科研究主題的演進趨勢與意義 (Rafols, Leydesdorff, O'Hare, Nightingale, & Stirling, 2012)。. 4.

(19) 然而，在科技教育的發展過程中我們卻難以清楚及了解學科領域間的知識演進，即研究主題的演進及研究前沿取向為何。由於，科技教育和其他學科領域交流系統是一個龐大且複雜的共同體，它除了正式的、常規的交流網絡之外，還存在著廣大的非常規教育、非正式教育的互動關係網絡，所構成的研究社群電子資料庫，如 WoS、Scopus、Airiti Library 華藝線上圖書館（「Airiti Library 華藝線上圖書館」以下簡稱「AL」）提供科技教育嚴謹的期刊文獻。此外，研究前沿概念來自 Price (1965)提出後，即受到相當的關注， Price 指出透過文獻之間引用及被引用的連結關係，可以追蹤最近出版文獻的參考文獻來源，由於已出版的文獻不會全都被後來出版的文獻所引用，故當中少數被高度引用的文獻，可將其視為仍在成長的研究主題或是當代研究者關注的議題，亦被視為較新出版文獻的內含學科重要概念或知識基礎(intellectual base)，在近年更是受到國內外學者特別注重 (Åström, 2007; Braam, Moed, & van Raan, 1991; Milojevic & Leydesdorff, 2013; Persson, 1994; Yoo, Lee, & Choi, 2013)。其因，研究前沿可視為該學科領域最主要，處於最前端為較新出版文獻的研究發展方向，通常掌握研究前沿即可了解學科目前的研究焦點及未來發展趨勢，可促使科技教育在宏觀、中觀和微觀層面的進展(Gauthier, 1998; SCI2, 2013)。在宏觀層面，有利於規劃國家科技教育發展藍圖，促使臺灣在全球. 5.

(20) 科技教育研究領域上相對佔有領先位置；中觀層面，則有助追蹤國外熱門聚焦的研究主題，預測學科領域的動態與趨勢，與進行適切的課程發展或課程評估；在微觀面上，有益為科技教育研究人員指引適合的研究方向，了解所在學科領域之知識演進與研究前沿方向。因此，近年各學科領域十分關注及重視研究前沿的發展趨勢，紛紛投入研究前沿的探討。例如，地球科學(Niu, Hong, Yuan, Peng, Wang, & Zhang, 2014)、生物醫學(Arora, Youtie, Carley, Porter, & Shapira, 2013)、再生能源(Romo-Fernandez, Guerrero-Bote, & Moya-Anegon, 2013)、農業和食品化學 (Aleixandre,. Aleixandre-Tudo,. Bolanos-Pizzaro,. &. Aleixandre-Benavent, 2012) 、圖書資訊學 (Milojevic, Sugimoto, Yan, & Ding, 2011)、護理學(Estabrooks, Winther, & Derksen, 2004)、科學與科技發展(Kostoff & Scaller, 2001)、STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics)教育領域(Assefa & Rorissa, 2013)、數位學習（李清福、陳志銘、曾元顯，2013）、資訊傳播學（林頌堅，2010）等。期望藉由本身專業學科的研究前沿，確認、分析，將資源挹注最具潛力的前瞻計畫研究，使得專業學科領域能夠取得發展先機，進而提升國家、經濟、教育之競爭力重要方法。整體而言，本研究動機僅針對狹義的科技教育（即科技素養教育）研究範圍：(1)了解科技教育研究文獻的成長與被引用情形；(2)了解科技. 6.

(21) 教育研究主題的演進歷程及其影響因素；(3)了解科技教育研究在不同階段的演進與發展過程方向；和(4)了解科技教育在不同階段研究主題的相互影響、活躍流派、以及研究前沿等課題。. 第二節研究目的與研究問題根據前述問題陳述，本研究針對科技教育研究主題的演進與研究前沿情形作一研究，以達下列目的：一、了解科技教育研究文獻成長與被引用情形主要在於了解科技教育研究文獻歷年出版情形、成長特性和變化，透過文獻成長情形可以了解學科領域的發展軌跡，觀察科技教育研究的學術發展演變，以及研究主題之變遷，以描繪出科技教育學科領域與研究趨勢之輪廓，與進一步以文獻的資料類型、出版年度、出版國家、學科領域、成長情況，探討臺灣與國外在不同時空背景的研究發展趨勢，並分析學科領域研究主題及演進歷程，有助於能快速掌握科技教育研究文獻所呈現的研究概況。二、了解科技教育研究主題的演進歷程及其影響因素即通過對科技教育的文獻知識載體單元和引用區間，了解主要影響科技教育走向，或所缺乏的研究資源、研究議題，或是相當倚重的國家地區，涉及的學術資源為何，有助於認識及了解學科領域之間的交流與發展情況，藉此觀察學科領域中的知識結構是否有相連接關係，反映出 7.

(22) 研究趨勢、發展態勢和影響研究主題演進的經典文獻與研究前沿等的研究成果，提供科技教育相關學術單位做為發展規劃之參考。三、了解科技教育研究在不同階段的演進與發展旨在透過科技教育的演進現象與集群分析(cluster analysis)等指標（如以往的主流研究領域、研究趨勢及研究前沿進展情況），為科技教育提供所需的知識網絡及未來發展趨勢取向。藉此觀察領域中引文及其引文之間性質、年代和知識結構，繪製出一系列研究主題演進圖譜，藉由學科領域的集群分布範圍與文獻年代，呈現出研究主題之間的合作網絡結構及其演進過程，並從跨領域（學科滲透）合作模式與高被引用文獻產出的相關性，揭示科技教育學科合作的本質、屬性與功能，進而了解學科領域較常引用之資料類型，得知其資料對於科技教育的影響力及學術傳播之廣泛程度，藉此提供更優益的科技教育資源服務的建議。四、了解科技教育在不同時段區間研究結果與其差異本研究以兩種引用區間(citation window)時段，透過區間內不同階段時間長度觀察其學科領域研究主題的演進情形，計算不同引用區間所獲致的結果，進行比較與分析，將有益於了解與界定科技教育研究主題之間的演進關係，能進一步了解知識演進情形，與知曉知識結構的內涵及學科結構發展與研究前沿動態等情形，且可提供在進行研究學科時應採用何種時段引用區間較佳。. 8.

(23) 對應上述研究目的，本研究所要研究的問題如下： (一) 科技教育研究文獻成長與被引用情形為何？ 1.科技教育研究文獻的引文情形為何？ 2.影響科技教育演進的主要國家為何？ 3.科技教育涉及的學科分布為何？ (二) 影響科技教育研究主題演進歷程的因素為何？ 1.科技教育研究主題演進歷程為何？ 2.科技教育研究前沿取向為何？ (三) 科技教育研究在不同時段的集群、經典與核心文獻為何？ 1.科技教育研究主題的集群流派隨年代變化演進歷程為何？ 2.研究主題隨年代變化的經典文獻為何？ 3.研究主題隨年代變化的核心文獻為何？ (四) 科技教育研究在不同時段的引用區間研究結果有何差異？ 1.不同引用區間研究結果分布範圍為何？ 2.不同引用區間所獲致的研究構面為何？. 本研究結果將有助科技教育利害關係人員（如國內從事科技教育培育的學系），在相關研究與發展更能發現與解決問題，及更能了解此學科領域的知識演進與研究前沿。具體而言，本研究結果對科技教育未來的發展具有相當性重要的參考價值，且能適切的協助社群研究人員了解 9.

(24) 本身核心任務、辨清方向與前景與釐清當代的知識取向，以及提供快速了解本身學科領域變化、知識結構、知識演進、研究趨勢及研究前沿等方向。. 第三節研究範圍與限制本節就科技教育學科領域的研究範圍，分別敘述如下：一、科技教育研究範圍針對科技素養教育依科技教育的實施階段與目的，可分為「科技素養教育」和「科技專門教育」兩種類態(Lee, 2008)。前者是普通教育一環，通常在中小學階段實施，主要是培養學生善用材料、資料、機具、創意、知識、技術等資源進行創新行動，以便適應社會變遷、改善生活、解決科技相關問題的基本能力，並養成主動學習的習慣；後者提供學生較分殊的職業或專業教育，通常是在高職、大專校院或職場中實施，主要是學習就業和 /或創業知能，和為職涯做準備的教育。大多數科技教育人員都相信在當今重視科技、知識和創新的年代，我們既須借重科技專門教育以培育科技專業人才，也須透過科技素養教育以協助所有學生成為具有科技素養的人（李隆盛，2004）。本研究僅對科技素養教育為研究範圍。二、研究樣本僅運用 WoS、Scopus 及 AL 資料庫本研究對象為科技教育研究主題範疇，研究樣本源自 WoS 、 Scopus 、AL 資料庫內的期刊文獻。選擇此三大資料庫是 WoS 與 Scopus 10.

(25) 是國際具權威性的資料庫，AL 則是國內最大電子資料庫，也是在華人地區具有一定代表性、權威性的資料庫進行文獻計量學的共被引分析，其目的一則可強化原始資料的信效度，二則可藉由不同資料庫更進一步了解國內外科技教育研究主題的走向。在研究限制方面，科技教育文獻數量相當龐大，研究議題亦為廣博，故本研究在進行時有以下四項限制，茲說明如下： (一) 資料庫存在著語種與引用次數不均衡現象本研究選擇以 WoS、Scopus、AL 資料庫做為分析對象，會使得資料來源具有一定的侷限性，由於 WoS、Scopus、AL 收錄的期刊存在著語種不均衡現象，WoS、Scopus 大多數為英文期刊，AL 為中文期刊。Scopus 表示他們收錄的期刊範圍比起其他同類型資料庫較為廣泛，且收錄亞太地區期刊數量也遠比其他同類型資料庫多 (Elsevier, 2014)。但和英語系國家的期刊論文相較還屬不均衡現象；其次，論文被引用次數易受到語文、期刊是否被收錄、作者聲望、與任職機構等因素影響，均會在某種程度影響研究結果的準確性；第三，以可轉出期刊文獻之書目資料及其參考文獻資料之年份為範圍。 (二) 資料類型只針對期刊文獻本研究僅針對科技教育學科領域的期刊文獻，所使用的資料類. 11.

(26) 型限制為 Article，至於其他資料類型，如會議論文、書籍章節等則不在研究範圍內，對於其他學科領域則不在研究範圍內。 (三) 同一檢索條件會有不同的檢索結果在研究過程發現 WoS、Scopus、AL 資料庫每當更新後，同樣的檢索指令與同樣的檢索年代，會有不同的檢索結果，又以 Scopus 差異最大。本研究雖採一次檢索完畢下載分析，在分析筆數上可能會與後續研究者的檢索結果有所差異。 (四) 同一檢索條件國內資料庫出現異常現象研究過程發現 AL 資料庫在 2007 年迄今，科技教育相關文獻的獲致量快速萎縮，WoS、Scopus 則呈正向成長，以國內獲致的文獻數分析可能無法真正揭露國內科技教育研究主題的演進與研究前沿。因此本研究在分析國內資料來源具有一定的侷限性。 (五) 研究方法具有時間滯後性共被引分析法本身有其侷限性，這種技術彙集達一定門檻值的引用與被引用文獻以組成群集，會省略了一些可能具有潛在影響性的近期文獻。Price 發現文獻被引用的高峰值是該文獻發表的第二年以後(Price, 1965)；Narin 與 Olivastro (1993)研究發現平均被引用之高峰期為文獻發表後的 3～5 年，意味著近期作品在共被引分析法較難彰顯。因此本研究資料來源具有一定研究的時間滯後性。. 12.

(27) 其次，共被引分析法雖具有量化分析的客觀性，但對於引用資料的目的、被引文獻對於引用文獻內容的影響範圍與層面等因素，尚需進一步進行深入的質性探究，這些因素差異的添加都可能造成共被引分析法結果的變化（羅思嘉，2001）。 (六) 門檻值迄今尚無統一見解迄今在識別、劃分共被引頻次值尚無統一見解，如果選擇範圍過小，則不能如實反映其所代表的學科集群；反之，則會帶來相當大的干擾。目前在確定上下限有下述幾種方法，第一種是根據研究者自身經驗、或研究目的選擇上下限門檻值，但該方法具有一定的隨機性與主觀性；第二種是根據 Price (1965)建議以 40～50 個經常被引用的文獻頻次為基準；第三種是利用齊普夫定律(Zipf's law)來輔助確定高頻次的上下界限(Donohue, 1974)。本研究經多次測試，考慮不同階段獲致的文獻頻次累計比重差異與實際研究情況，最終調整 Price 的建議做為提取上下限取樣數量根據。其次，共被引分析法是隨著時間而有所改變，因而容易產生各階段不準確性，而可能會與本研究有所差異。但是透過科技教育學科領域研究主題的發展歷程軌跡應可掌握研究主題的演進主軸，所以本研究仍具有重要貢獻。. 13.

(28) 第四節名詞解釋為使本研究論述上保持一致性，並使研究所提及的概念更加清楚，謹就其相關名詞進行簡單界定，俾做為後續分析之基礎。以下就各相關名詞分別敘述之。一、科技教育科技教育依其施教對象可大分為科技素養教育和科技專門教育，前者以所有學生為對象，目的在培養全民科技素養，以便和科技社會做良好的互動；後者以有意在科技相關領域就業或創業的學生為對象，目的在培養其就業或創業所需職能。因此，科技素養教育是普通教育的一環，也是科技專門教育的基礎。在我國中小學，實施科技素養教育的主要學科是生活科技及和資訊科技有關科目或活動。二、研究前沿研究前沿係當前較受重視的研究主題之一，通常由 40～50 篇近期發表的高被引文獻研究成果所組成，透過相對小的研究文獻網絡，如共被引分析產生的視覺化知識圖譜，可以追蹤大量文獻的發展軌跡，有利於預測學術動態及為專業領域研究人員指引適合的研究方向。三、共被引分析係指兩篇文獻同時被後來文獻引用時的關係，可以通過它們同時被其他文獻引用的頻次來表達，頻次越高，表明關係越密切，亦即意味著. 14.

(29) 這兩篇文獻的學科背景越相似。例如：A 和 B 兩篇文獻不管其發表的時間如何，只要同時被後來的一篇或多篇文獻引用，則稱 A 和 B 具有共被引關係，這便建立了這兩篇文章之間的一種可計量連結，分析出兩篇文章之間的關聯性，可間接透過第三篇文獻的共被引來探討其相關性，再經由不同時間的比對，了解文獻間的關聯性、學科領域的引用特性、學科的知識結構、文獻作品與學科地位、以及學科領域研究主題的發展模式變化等。. 15.

(30) 16.

(31) 第二章文獻探討本章針對待答問題探討相關文獻，共分三節，第一節探討科技教育研究主題領域概況；第二節陳述文獻計量學引文與共被引分析法；第三節敘述研究前沿與圖譜視覺化。就以下就各小節的內容分別敘述之。. 第一節科技教育研究主題的領域首先，敘述國際間科技教育先前曾辨認過的學科領域，其次探究科技教育在國內及國外研究現況，最後小結。分別敘述如下：一、近代國際間科技教育學科領域 (一) 1900～1949 年的科技教育在 1900 年之前的社會環境農民普遍較貧困，科技教育（技職教育）主要目的強調經濟，希望學生能自給自足的完成教育目的； 1900 年之後社會環境改善許多，課程主要在於技能訓練基礎上，著重於手工藝轉為工藝及工藝課程的開發與定義。在 1947 年以前，科技教育並沒有具體聚焦與發揮協助學生發展應有的潛力，與缺乏一個公認的定義，於是 1947 年馬里蘭大學 (University of Maryland)，在 1947～1949 年間首次舉行工業科技教育課程發展計畫，融合了不同專家的想法、見解，逐漸討論產生共識，提供工藝課程一個嶄新的，截然不同的課程(Maley, 1979)。整個計畫被稱為「馬里蘭計畫」。 17.

(32) (二) 1950～1979 年的科技教育受 1957 年蘇聯史波尼克(Sputnik)人造衛星升空的影響，美國在 1960～1970 年期間，革新改變的工藝課程計畫案有如雨後春筍般地相繼被提出，依課程內容及所強調的重點概可歸類為：(1)以工業為中心，主要課程重點在於工業產品的生產過程；(2)以科技研習為中心，主要強調工業社會對人們的影響，科技必須在人們可控制的範圍，成為有益於社會發展的工具；(3)以個人發展為中心，主要是培養個人學習與興趣發展，側重於個人；(4)以職業發展為中心，課程的發展有助於學生試探未來的工作世界，提供相關程度的生涯準備（康自立，1987；Householder, 1979）。這對工藝來說是一個革命性的階段，在工業教育與科技教育之間的友善競合，蛻變及朝向更重視個人發展的科技素養教育方向發展。 (三) 1980～2000 年的科技教育科技教育在 1979～1981 年間，由美國各地推薦出 21 位工藝領域專家，針對當時各界歧見，提出辨清科技教育方向與前景的一個共識，至於當時的代表性著作《傑克森坊工藝課程理論》主要論述與釐清近代科技教育領域中的科技教育學，認為社會文化的演進是基於人類四個知識領域科技知識、科學知識、人文知識、與知識形式(forms of knowledge)－不斷互動的結果。該理論內容要點反映當. 18.

(33) 時工業時代的製造、營建、傳播、運輸等四個領域的科技系統概念，認為科技教育取向的工藝是研究「科技」與「工業」的有關問題，是一種普通教育課程，是引導學生探討科技演進與科技運用及重要性、了解工業組織內的人事物、科技與工業對於社會文化的影響與衝擊，可以說是當代相當完整的科技教育學著作(Dugger, 2013; Hales & Snyder, 1982)。 1985 年美國工藝教育學會(American Industrial Arts Association, AIAA)採擇《傑克森坊工藝課程理論》，將科技素養的思想納入了工藝之中。同年該學會更名為國際科技教育學會(ITEA)，以反映當代科技教育課程重點。之後，在 1990 年又有 25 位科技教育專家組成的研究小組提出《科技教育概念架構》；常被稱為 Jackson’s Mill II。該報告書提出「解決問題」為導向的科技教學模式的架構及理論基礎，以反映人們利用科技解決了舊有問題之後又面臨新問題，形成一個等待人們去解決或適應型態，它包括著意識、科技、社會型態，以及知識領域的科技、科學、人文、形式等互相影響，並刺激科技發展與人類文明進步循環；同時也將科技教育知識分為：傳播、運輸、生產、生物四大系統；科技的資源包括了：人、器械、資訊、原料、能源、資金及時間；科技程序的核心為：分析、實行、測試。. 19.

(34) 在 1994 年，國際科技教育學會(ITEA)獲得美國國科會(National Scienec Foundation, NSF)及航太總署(National Aeronautics and Space Administration, NASA) 資助，著手執行「美國全民科技計畫」 (Technology for All Americans Project, TfAAP)，並於 1996 年、2000 年、2003 年分別完成三個階段文件。1996 年出版《美國全民科技教育：學習科技的理念與結構》(Technology for All Americans: A Rationale and Structure for the Study of Technology, R&S)，闡明在科技領域學生應知道和應具備的科技能力、科技課程架構應如何組成、以及在加速變遷的科技環境裡可用以教導科技課程結構為何 (ITEEA, 1996) 。 2000 年《科技素養標準：學習科技的內容》 (Standareds for Technological Literacy: Content for the Study of Technology, STL)，闡明學生學習科技素養，其標準共分五類（科技本質、科技與社會、設計、在科技世界所需能力、設計的世界）20 項，每項標準有概述和分段指標(ITEEA, 2000)。2003 年《科技素養的精進：學生評量、專業發展和學程標準》(Advancing Excellence in Technological Literacy: Student Assessment Professional Development and Program Standards, AETL)，係 STL 的配套標準和指引，分為三項標準 17 個主題：學生評鑑標準（五個主題）、專業發展標準（七個主題）和學程標準（五個主題）(ITEEA, 2007)。其目的在於增進全民對科技教育的重視與養成。TfAAP 計畫指出，科技是人類有行 20.

(35) 動的創新(human innovation in action)，意指人類為了解決問題與延伸自身的能力，因而運用知識與過程以形成系統，其內涵是由科技程序、科技知識、及科技系絡(contexts)三個領域所構成的科技寰宇 (universal of technology)系統模式，包含過程、知識、脈絡。在 2010 年三月國際科技教育學會(ITEA)再次易名為「國際科技與工程教育人員學會(International Technology and Engineering Educators Association, ITEEA)」，旨在 STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics)的教育策略中推動科技－工程教育課程，培育學生具有解決問題、創造、創新、溝通、合作、批判思考的科技素養。二、國內研究現況 (一) 國內科技教育研究現況近幾年國內外學者對科技教育研究現況做出了一些貢獻，嘗試著釐清當代科技教育研究主題的取向。例如，方瑀紳與李隆盛(2014a) 以共詞分析「臺灣博碩士論文知識加值系統」1994～2013 年的 1,262 篇科技教育相關學系學位論文，結果發現 1994 年師培多元化影響科技教育研究主題；當前研究集群朝向數位學習領域；科技教育相關學系研究發展主軸不夠嚴謹；網絡圖譜呈現集群與節點間緊密不足。其次，方瑀紳與李隆盛(2014b)又針對「臺灣博碩士論文知識加. 21.

(36) 值系統」與 ProQuest 學位資料庫做為研究，以了解國內外科技教育的學位論文研究趨向與差異，結果發現，國內主要來自 62 所大學，國外來自 11 個國家，284 所大學（包括分校），就研究集群國內呈現鬆散、分離現象，國外則緊密；就研究重點國內著重在國中和資訊科技方面，國外跨幅則從小學直到高等教育，從普通教育到職業和專業教育。朱耀明與郭勝煌(2008)，及溫嘉榮、朱耀明與郭勝煌(2008)以內容分析法分析《中華民國期刊論文》索引系統內的科技教育期刊論文，1976～2006 年間 83 種期刊，257 篇論文；及 1970～2007 年間 258 篇的論文，結果揭示從事科技教育的理念、模式、目標、探討、意涵與內涵之內容類目共有 94 篇(36.43%)佔第一位階；我國科技教育發展始於清朝末期，從技藝訓練的開始，到手工、勞動、勞作、工藝、科技教育；科技教育目標從發展實業、培養勞動習慣、職業教育、職業試探及認識工業文明演進成為培養學生的科技素養、科技專門知能，並表示臺灣科技教育的發展主要參考美國的取向而不斷地演進，若以現行科技教育的實施現況而言，臺灣科技教育的落實情形與美國差距甚大。王淑慧、楊宏仁與林子堯(2007)同樣以內容分析法，針對近十年生活科技教師學位論文研究取向，表示目前在科技教育學科領域研究常見方面有教學設計、學習環境、科技素. 22.

(37) 養、教育科技研究等主題取向。李博宏(2004)則是針對《生活科技教育月刊》首卷至第 35 卷的專題論述內容分析，探討科技教育之思潮演進過程，結果提出我國科技教育思潮主要在理念、課程、教學與師資上的演進。 (二) 國內相關學門的實證研究近年來，國內運用文獻計量學的引文分析方法，或共被引分析法探究本身學科活動表現，解釋和預測學科發展與變化，構建學科知識演進的研究，得到不少學者提出多方的研究面向，呈現出應用文獻計量學的快速發展，研究領域也不斷再拓展。例如，方瑀紳與李隆盛(2014c)以共被引分析，針對數位學習平台「第二生命」 (Second Life)的知識結構與發展趨勢研究；方沴淳(2014)運用引文分析 2004～2013 年亞洲金融危機，結合 Web of Science（屬 Web of Knowledge 系統）提供的 SSCI 與 SCIE 兩個期刊引用報告(Journal Citation Reports, JCR)系統，確定出財務金融領域高被引期刊，與核心參考文獻與作者，以及三個主要發展趨勢。蔡明月、沈東玫(2012) 以 1962～2010 年的資訊社會代表文獻為研究對象，進行文獻間的學科領域相關性分析，以觀察資訊社會領域發展趨勢，研究結果歸納為代表性文獻共被引次數普遍偏低，資訊社會領域可分為 4 個子群，資訊社會共被引次數衰退。. 23.

(38) 黃惠美(2007)藉由因素分析、多向度分析、群聚分析以及作者間的相互引用情形，探討 1955～2002 年間，九種臺灣地區圖書資訊學領域期刊，確定了 40 位文獻高生產作者，在依彼此間關係疏密劃分為六群集群流派。蔡明月、陳憶玲(2006)探討生醫類期刊的引用數據特性，以生物學、醫學、農業與食品科學三門學科為研究對象，與 JCR 系統資料庫比對後，確定出核心期刊；此外，表示生物與醫學期刊引用半衰期大多介於 5～7 年，農業與食品科學則集中在 10 年以上，顯見其引用資料較不重視時效性。黃慕萱、黃玫溱(2008)以 ESI 與 WOS 資料庫，在 1996～2006 年的 2,112 篇和 2,200 篇文章，分析比較電腦科學領域高被引文章與一般文章之特性，高被引文章被引狀況較持久，一般文章則是較早達到被引高峰且較早老化；臺灣的文章平均被引次數較所有一般文章低，顯示臺灣文章數量雖不少但品質仍有待提升。在英文方面，國內學者 Chen 與 Lien (2011)應用共被引分析 1996 ～2009 年數位學習發展，發現臺灣學者把精力投入課程實務的培育方向，國外學者專注於學習者心理反應與學習環境。Hsiao 與 Yang (2011) 應用共被引分析法探索 1989 ～ 2006 年間科技接受模式 (Technology Acceptance Model, TAM)的知識結構，以”Technology Acceptance Model”與”TAM”為關鍵詞在 WoS 資料庫中進行檢索，. 24.

(39) 獲致 581 筆文章，最終認定 72 篇為核心文獻，並以因素分析、集群分析、多向度分析(MDS)解析出三個主要發展趨勢核心，任務相關系統、電子商務系統與體驗系統(hedonic system)，以提供未來的研究者能快速掌握此方向知識結構。Tsay (2014)應用文獻計量學方法與引文分析，對四個資訊科學重點期刊分析 1998～2010 年間，資訊科學領域的高被引學科，研究結果首要為資訊科學、科技與一些較低涉及的其他學科，揭示資訊科學主要知識流是為學科本身。 Hu、Sun、Li 與 Pan (2014)以共引分析 1993～2012 年間的電動車文獻，探究研究前沿，發現 11 種最經常被使用的文件類型，以英文佔主導地位；工程電子學、能源燃料、運輸科技是前三個最受歡迎的學科領域與五個研究前沿。三、國外研究現況 (一) 國外科技教育研究現況國外在科技教育學科領域的研究分析較國內研究擴散許多，使用的研究方法也較為多元，大致可分為內容分析(content analysis)、引文分析(citation analysis)、書目耦合(bibliographic coupling)、共被引分析(co-citation analysis)。以內容分析有 Osorio 與 Osorio (2002) 針對 1998～2000 年的美國工程教育期刊和歐洲工程教育期刊進行內容分析，以確定其學科覆蓋面和作者的特點；Dimopoulos 與. 25.

(40) Koulaidis (2003)針對 1867 年迄今的四個科技教育期刊，以內容分析法探討適宜提高科技素養的教學資源內容，研究揭露出數位科技（資訊科技）、生物科技與遺傳工程科技為當今有益提高科技素養的教學內容方向。以引文分析法有 Belter (2013)以引文分析法，探究美國資助世界各國海洋勘探與研究，對科技出版物與引文、主題、機構進行分析，研究結果用於總結和評估下一階段資助機構研究的可能性。以書目耦合方法有 Zhao 與 Strotmann (2008)則應用於探究當前科技教育研究作者自身活躍的研究傾向，即作者耦合分析，表示作者耦合分析相較書目（文獻）耦合分析對於研究學科的前沿、學科知識結構更具有應用價值，並且作為一種分析工具在一定程度上彌補了作者共被引分析的侷限缺陷。Peters、Braam 與 van Raan (1999)為找出化學工程科技領域的書目耦合群集文獻是否具有較高的主題相似程度，透過比對引用與被引用文獻間的字串關係進行研究，研究發現在化學工程領域具有耦合關係的文獻，其所探討的研究主題相似並隸屬在相同的研究領域等。以共被引方法有 Cho、Park、Jo 與 Suh (2013)以共被引及社會網絡分析法，分析科技教育領域的學術社群，在過去 20 年間的發展趨勢與問題，揭露出最有影響力的科技教育文獻作者，及發現五. 26.

(41) 個主要研究前沿流派，分別為：教學設計、學習環境、科技、教育科技研究與應用心理學等所在的專業領域趨勢。Gautam 與 Yanagiya (2012)分析日本北海道大學、先進科技中心和創意研究院等 611 個跨學科研究項目，構成 18 個集群結果，前三個集群學科為生物醫學科技、化學科技、農業科技；由資助單位賦予研究項目前三個教育領域為生物醫學科技、物理科技、環境科技領域，用於確認研究前沿內相關文獻集合，以提供政府部會研究能量評估及新興領域規劃之客觀參考資訊。Tight (2008) 探討北美地區科技教育在高等教育領域研究發展趨勢，透過共被引分析方式針對 16 位被引用最多的作者進行分析，並加以繪製知識圖譜，從圖譜中發現兩個主要群體的研究人員與活動，一則以 Clark 為中心的研究議題領域，主要針對國家、制度與國際各級運作，另一以 Ramsden 為中心，其研究領域為課程與制度。Casey 與 McMillan (2008)針對工業及勞資關係的研究議題進行探討《Industrial and Labor Relations Review》 (ILRR)，1974～1984、1985～1995、1996～2006 三個時期的研究方向議題，研究結果顯示 ILRR 為經濟主導的主要引用期刊，但也發現科技人力資源管理漸受到研究重視的議題。 (二) 國外相關學門的實證研究在國外方面，如 Cho 等 (2013) 針對教育科技研究與發展. 27.

(42) (ETR&D)，對該領域的學術社群在過去 20 年來的發展趨勢與問題探究，研究結果揭露出該領域知識演進發展結構的屬性，幫助他們了解有關領域已開發方向與學術著作互動的功能；其次，有眾多高被引用的論文與研究者存在該領域中，對領域流派（領域分支）具有交流起樞紐作用，確定了五個主要子群（流派）的研究課題，包括：教學設計、學習環境、科技、教育科技研究與認知心理。Milojevic 與 Leydesdorff (2013)探討在過去 10 年中資訊科學研究人員，在共享詞彙與文獻/知識庫核心之間的異同，分析的期刊文獻來自《科學計量學》(Scientometrics)、《資訊計量學》(Journal of Informetrics)、《美國資訊科學與科技》 (Journal of the American Society for Information Science and Technology)，三者呈現出很高的相似性與共享知識庫，這一領域的研究前沿以資訊科學移動速度較另兩者快。 Shibata、Kajikawa、Takeda、Sakata 與 Matsushima (2011)以共被引及書目耦合分析 17,824 篇創新醫學研究領域的學術論文，發現成體幹細胞(somatic stem cells)是具潛力的新興研究前沿。Pilkington 與 Meredith (2009)借助引文分析與共引分析法研究 1980～2006 年間運營管理學知識結構的演進，確認了該領域的 12 個主要知識群體的學科結構與研究主題。Bollen 與 van de Sompel (2006)以 2004～2005 年數位化圖書館的期刊為樣本，探究 150 種科學期刊之間的關係，. 28.

(43) 根據這些期刊的學科類別以知識演進發現方式展現了科學的整體結構。Osorio 與 Osorio (2002)分析 1998～2000 年間美國工程教育學會與歐洲工程教育期刊，確定了其學科覆蓋面與作者研究特點。 Ponzi (2002)借助 SPSS 軟體對共被引頻次矩陣進行因素分析中的主成分分析，研究知識管理發展初級階段的知識結構與學科交叉幅度等。. 綜觀上述科技教育研究主題的演進過程，與國內外對自身學科在知識演進過程的實證研究，可知共被引分析法的目的及功能，即能通過引文網絡向前可以追根溯源，向後可以跟蹤發展，反應出該學科的知識流通、演進情形，與確定累積構成該學科領域研究主題的演進是向內延伸或向外擴展的一個不可缺少重要性研究方法，可有利於反映學科領域研究主題的核心知識體，與進而了解學科領域研究主題近況及推測未來趨勢。三、國外內在研究主題的時段切割以共被引分析法探究科技教育學科領域研究主題的演進與研究前沿時，目前並沒有精確且公認最佳引用區間的時段切割(time slice)，一般研究者在進行研究時，會依其研究目的設定適當若干時段區間，將其所研究時間範圍選擇合適的時段，充分反映出研究主題的之影響力。例如，方瑀紳與李隆盛(2014a, 2014b)探究 1994～2013 年科技教育相關學 29.

(44) 系學位論文，以五年為一個時段區間進行探究。Boyack 與 Klavans (2010) 測繪 2004～2008 年間的生物醫學研究主題的演進與研究前沿，使用五年為一個時段區間進行探究；Åström (2007)以共被引分析探究 1990～ 2004 年 15 年間的 LIS (Library and Information Science)期刊研究主題的演進與研究前沿時，將分析時間切成三個五年(1990～1994、1995～ 1999、2000～2004)的時段區間；Cornelius、Landstrom 與 Persson (2006) 探討社會科學的創業研究發展主題的知識演進與研究前沿動態，將研究時間區分為三個五年(1986～1990、1993～1997、2000～2004)時段區間進行分析；Glänzel 與 Schoepflin (1995)探索七個不同學科領域（社會學、心理學、化學、一般醫藥、內科醫藥、統計和概率論），建議時段區間為三年較能呈現研究主題的演進與研究前沿動態；Aguillo (1996)經實驗的結果建議以四年為一個時段區間；van Leeuwen 與 Moed (2002)則建議依照不同的專業領域性質，將時段區間調整為 4～5 年；Small (2006)以 1996～2003 年間資料為例，即時掌握研究前沿之發展動態，以 1996～ 2001 年、1997～2002 年、1998～2003 年為時段區間，後時段區間與前時段區間有五年時間的重疊，進行比較分析，了解其所產生之研究前沿有何不同。因此，藉由上述研究對時間區隔的概念，本研究針對長達 34 年(1980 ～2013)的科技教育文獻以不同時段區間，觀察其跨學科演進情形外，亦. 30.

(45) 應用文獻計量學的引文分析、共被引分析做為了解科技學科研究主題之特性，以及以不同資料庫、不同時段之研究主題，以揭示科技教育研究主題演進及活躍的研究前沿情形。四、小結就當前國內外在對科技教育研究主題的演進研究，這方面的研究成果有但並不多。由於科技教育具有跨學科特性，大多數的研究主要是針對某學科次領域進行數量上的統計，做為產出與知識發展趨勢分析與揭露不同時期的知識體，這種方法缺陷是對涵蓋極廣的科技教育過於單一，只能從時間趨勢與數量變化，以及現有次領域分類層面進行分析與解讀，容易忽略學科領域整體發展過程中與其他子學科的知識動態演進過程，與學科領域演進的特徵與規律，以及獲悉科技教育在整個教育體系中所扮演的角色，及與其他相關學科或學科領域之間的關係。其次，國內外在探究科技教育學科領域時，對於學科領域整體性系統研究能量的分佈，及研究主題的演進趨勢為何，並無系統化完整性的探討。即對科技教育學科領域的研究主題演進追蹤與探究亦有不足之處，科技教育的知識具有動態的流動特性，影響其過程與狀態因素錯綜複雜，雖然國內外學者從科技教育的研究主題演進、或知識轉移等觀點來進行追蹤研究，對科技教育研究主題的演進流動過程，在研究的理論體系還不夠完整，沒有從研究方法系統分析的觀點對眾多指標進行相. 31.

(46) 較、整合、梳理，削弱了科技教育知識結果對科技教育決策的支援作用。因此，本研究借助文獻計量學中的共被引分析法、知識圖譜法與社會網絡分析法，另輔以不同時段引用區間，辨識科技教育所涵蓋的學科領域、流派、特性及未來發展趨勢，發現與了解科技教育研究領域中具有價值的議題與不同學科之間的結合與發展，並進行比較與分析，以形成學科規範的研究範式，勾勒出學科領域之明晰演進發展情形，呈現科技教育活躍的研究前沿，促使後續研究者在相關研究的資訊掌握上能快速了解學科領域發展的核心方向。這些都是關心科技教育的研究人員急需了解的問題，也是本研究之目的。. 第二節引文與共被引分析法本節分為引文分析法、共被引分析法，說明本研究的方法理論基礎。一、引文分析法引文分析旨在探討分析來源文獻(source work)及被引文獻(cited work)之間的關係，從文獻的引用頻次中，反映文獻間的關聯性、學科領域的引用特性以及文獻作品與學科地位。 (一) 引文分析法概念文獻計量學(bibliometrics)又稱書目計量學，乃應用數學與統計學方法，藉由計算與分析文獻資訊的不同層面來探究學科領域活動的表現，解釋與預測學科領域發展趨勢與變化。在科技教育的發展 32.

(47) 歷程中，多數的研究或創新是建立在先前研究結果的基礎上，從一般研究者觀點參考前人文獻是進一步了解與閱讀的指引。從文獻計量學觀點它是蒐集並整理被引文獻訊息，進行研究者的著作論文與引文之間存在著某種程度的引文分析工作。說明了學術研究不是一種孤立行為，任何研究成果是研究者在撰寫論文時，通常會參考前者研究成果的一種引證關係，是被付予繼承、借鏡已知的事實知識基礎，展現一篇完整的學術論文，體現學科知識的累積性、連續性與繼承性，即為這篇學術論文經由引用與被引用之間的關係（如圖 2-1 所示）（孟連生，1996；Weinstock, 1971）。. 圖 2-1 引用與被引用時的知識流動方向. 在圖 2-1 示意圖中的第一個過程 A1 和 A2 文獻被 A3 引用，A3 繼承 A1 和 A2 的知識內涵，但已經不完全等同於 Al 和 A2 的知識類型，因此在下一個階段引用過程 A3 便以新的知識內涵出現在 A4 的引用中，A3 被保存下來體現 A1 和 A2 的知識繼承，而文獻 Al 和 A2 經過兩個階段的引用後被忽略，如果這個知識繼承沒有被後 33.

(48) 人所認可，就不會再被繼續繼承下去，這就是記錄了知識被使用的轉化過程，向前可以追根溯源，向後可以追蹤發展，以得知學科之間的關係與發展及文獻傳播歷程與其學術水準(Price, 1965)。 (二) 引文分析法的特性所謂引文分析法是利用或引用其他研究者已發表的文獻，進行引文的分析，藉以獲得引用文獻在專業領域的知識創造與傳佈過程中，諸如學科主題、資料年代、語文、出版地區、出版類型及找出高被引用的數據或比例(Gao, Ding, Teng, & Pang, 2012; Smith, 1981)。至於高被引用文獻對一門學科研究發展具有重要啟發作用，它們可能是一門學科奠基的核心文獻，或是對該學科發展的里程碑，或指引作用的文獻，抑或提出帶有方向性的理論或方法，不然就是對學科發展具有重要意義的基本數據（孟連生，1996）。引文分析是專門用來研究引用參考文獻特性的方法，其理論是根基於文獻相互引用關係，是一種運用數學與統計學以及邏輯方法對期刊、論文、著作者等各種分析物件引用或被引用現象進行量化分析的研究，探討本文與引文或參考書目資料間的引證關係或引用特性，能將靜態的文獻引用形式轉化成一種量化動態具有價值的文獻形式來觀察，分析出其中知識流動與技術擴散的路徑(Gao et al., 2012; Price, 1965)。. 34.

(49) 本文中引用參考文獻被視為學術的象徵，常被用來做為了解及解釋其研究特質的依據（陳光華，2006；蔡明月，2005）。引文分析法被視為學科領域中一個專門研究或流派裡的典範代表，反應著學科觀念的改變，而文獻的變化並不具革命性或典範轉移，僅是一篇以具有起始、重要觀念的原創性高被引用文獻代替原有文獻方式，藉由其與衍生新文獻之間的關係，呈現出學科領域特定主題的完整演進過程(Garfield, 1978)。引文分析法是建基於文獻之間除了存在直接引用關係外，尚存在透過第三篇文獻而建立起另兩篇文獻間的間接聯繫關係，能揭示該學科領域所蘊藏的特徵與內在規律，提供跨學科的科際研究引用行為的新型態，與了解學科間的新關係，即透過文獻引證的交互傳遞與滲透關係，幫助研究者進一層了解該學科領域發展現況內容，與知識相關發展走向等資訊（蔡明月、沈東玫，2012）。其重要性在於將引證現象做為一個整體看待，由於一篇本文可以引用多篇引文（參考書目），而其本身又可被另外一些本文引用，故一篇文獻間的引用關係構成一種引文網絡結構(Small, 1973)。象徵的一門學科或一個流派發展與知識交流過程的具體表現，可透過文獻與文獻之間的彼此連結的疏密程度，呈現該學科與相關學科關係強弱或近遠。. 35.

(50) (三) 引文分析法的限制 1. 引文分析與統計的侷限性誤差引文分析法以其獨特的學科評估功能而備受推崇，然而隨著應用的深化，越來越多的研究者開始對引文分析法的有效性與可靠性提出質疑，儘管質疑的專論相對而言不是很多，但無論是在引文分析法的物件，還是方法本身，都存在一些虛假與錯誤的成份，例如《Nature》期刊在 2002 年以善意的言詞發表一篇被廣泛轉載的短文，提醒研究者要謹慎地使用 WoS 引文統計資料 (Anon, 2002)。其次，學者們懷疑不少作者並未仔細讀完被引文獻全文，便決定引用該篇文章，或者根本沒有閱讀過該篇原始文獻，而是根據別人所引用的文獻再度引用此一文獻。再次，目前國內外對於引文虛假與誤差討論最多的當屬偽引和漏引，它們共同特點是作者在文後列出了一些與內文無關的參考文獻，對此，戴勇與張四新在 2004 和 2005 年全面分析了偽引和漏引的成因，並提出了防止偽引和漏引的意見與建議（戴勇、張四新，2004， 2005）。引文分析法也正如同其他研究方法一樣，亦會面臨研究方法上必然存在的侷限性。 2. 「科學睡美人」型的高品質文獻引文的篇數多寡仍不能視為品質的標記，因為很少被引用的. 36.

(51) 並不表示這篇論文較差。van Raan (2004)提出所謂「科學睡美人」 (sleeping beauties in science)係是指那些長期不被引用（10～20 年休眠）然後突然成為高被引論文。一般而言，科學睡美人現象源於超前研究，既具有吸引力，同時也讓人擔憂其文獻或研究成果從此杳無音訊，無人問津（苑彬成、方曙、劉清、張晉輝，2010）。其次，Egghe 與 Rousseau (1990)提出引文分析法結果解讀的四項假設：(1)引用關係之文獻在內容上具有某種程度的關連；(2)被引資料一定為作者所用；(3)引用資料表示對被引資料的肯定；和(4)只有最好的作品才會被引用，是建立在行為認知上。何光國(1994)則認為常被引用的文章，無論其被引用的動機與目的，在品質上至少比沒被引用或很少被引用的文章好，故他假設凡被引用數量越多的著作，必定是一份極有學術價值的作品。然而，本研究所欲了解的是那些文獻其中所包含的知識是延續被後繼者探討的，儘管本文作者可能未仔細讀完全文抑或根本沒讀過或見過該原始文獻，而是透過別人所引用的文獻再度引用，但都說明那篇文獻其中所記錄的部份知識仍是現在研究的學術交流知識。二、共被引分析法共被引分析係指當兩篇文獻同時被後來一篇文獻所引用時，則此兩. 37.