高中生海洋科學素養及迷思概念評量分析

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羅綸新、張正杰、童元品、楊文正高中生海洋素養評量 51 教育科學研究期刊第五十八卷第三期 2013 年，58（3），51-83 doi:10.6209/JORIES.2013.58(3).03

高中生海洋科學素養及迷思概念評量分析

羅綸新

*

張正杰

國立臺灣海洋大學教育研究所暨師資培育中心教育研究所暨師資培育中心國立臺灣海洋大學

童元品

楊文正

國立臺灣海洋大學教育研究所基隆市立中和國小

摘要

本研究旨在：一、應用概念圖命題模式及開放性問答評量高中生海洋科學概念與素養之現況。二、以問卷試題診斷高中生海洋科學迷思概念之情形。研究以基隆市 5 所公立高級中學學生為對象，共計發出 361 份問卷，有效樣本 346 份，回收率為 96%。研究結果顯示：一、高中生在海洋科學概念詞彙運用前三名為暖化、地震及地球。二、高中生在海洋科學概念詞彙運用產生迷思的三大詞彙為生質能源、黑潮及親潮。三、高中生海洋概念以知識面向的概念最高。四、高中生在海洋科學迷思概念試題評量中，平均答對率只有 53%。五、黑潮得名緣由為高中生在海洋科學迷思概念評量中答對率最低的題目，僅有 16%。六、「瞭解冰期與間冰期海平面的升降，對全球生物與自然環境可能造成影響」為高中生最常帶有迷思概念的能力指標。研究的結果可供我國海洋教育相關人員及高中教師參考，以提升海洋教育實施之成效與國民海洋科學素養。關鍵字：海洋科學素養、海洋教育、迷思概念、概念圖通訊作者：羅綸新，E-mail: lolnotdog@gmail.com 投稿日期：2012/12/27；修正日期：2013/08/27；接受日期：2013/09/09。

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52 高中生海洋素養評量羅綸新、張正杰、童元品、楊文正

壹、緒論

近年來，受到聯合國教育科學文化組織（United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, UNESCO）高度重視以素養為核心的未來課程，也是國際組織課程改革所關注的議題。素養不只是知識或能力，更有態度的意涵。聯合國科教文組織、經濟合作暨發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD）、歐盟（European Union, EU）等國際組織都相當重視素養議題，透過研究進行素養的界定與選擇，以培養國民的關鍵素養（key competencies），協助國民在未來生涯發展與終身學習上發揮功效。因此，提升國民的素養能力，也是各國積極投入的方向。但我國國民在接受各級學校教育後，似乎未具備現代國民所需要的素養，未來宜積極深入研究，進一步探討未來國民所需要的素養能力，以增進國家未來的競爭力（蔡清田，2012）。臺灣四面環海，海洋對海島型國家之重要不在言下，海洋子民對海洋應具備基本的海洋科學素養與態度。1982 年聯合國制定且於 1994 年生效的《海洋公約》（The Laws of the Sea），規範如何開發與利用海洋。此後，世界各國紛紛制定海洋相關政策及法令，凸顯各國重視海洋議題。我國在 2006 年制定《海洋政策白皮書》，並於 2007 年頒布《海洋教育政策白皮書》，顯示公部門重視並落實「海洋教育」的決心；2008 年教育部公布《國民中小學海洋教育議題課程綱要》及《高中職「海洋教育」科目課程綱要》，明定高中職的海洋教育必須融入必修與選修課程裡，成為通識性質的海洋教育課程。因此，一般高中以不增加學生負擔的方式，讓學生在不同科目的脈絡中融入學習，希望達成相互啟發整合之效，尤其重要的是要培養國民的基本海洋科學素養。 Miller（1983）曾定義科學素養為：認識科學重要的科學名詞及概念且對科學方法及過程相當瞭解，同時能重視當代社會與文化的情境因素。Bybee（1997）將科學素養分成名義性科學素養（nominal scientific literacy）、功能性科學素養（functional scientific literacy）、概念與過程科學素養（conceptual and procedural scientific literacy）及多面向科學素養（multidimensional scientific literacy）等四大構面。名義性科學素養主要為學習知道的名詞、關鍵詞或主題屬於科學範疇的一部分；當在問題解決過程中，學習者會嘗試將科學與技學的相關概念發生連結，也可發現回答中有許多的迷思概念。而功能性科學素養主要在使學習者能夠精確且合適地應用科學與技學的詞彙，但對學科概念、科學原理、法則、學說及科學探究過程的瞭解並不深入。概念與過程科學素養係指學習者能夠針對各特定科學領域建構出其概念認知結構，以及瞭解科學探究的過程與方法。多面向科學素養，除具有前述三種特性外，並延伸至哲學性、歷史性，以及社會性等面向。靳知勤（2002）調查大學生的科學素養發現，一般非主修科學的大學生對科學呈現出以「模糊概括性之不確定詞彙」取代專有關鍵名詞的現象。在提出特

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羅綸新、張正杰、童元品、楊文正高中生海洋素養評量 53 定關鍵詞時，雖指出正確的項目，但卻又附帶加述若干錯誤的項目。研究中亦提出受試者在三項環境問題中顯現的迷思概念（misconception）。因此，海洋教育期望能提高學生的海洋科學素養，也應以此四大素養構面著手。例如，可使學生學習海洋相關名詞、關鍵詞的定義主題及關聯等名義性的科學素養。使學生在問題解決的過程中，學習嘗試使用海洋科學與技學的相關原理與技能，解決日常問題。除了對海洋的相關概念原理有最基本的認識與理解外，也要對海運、海水動力及浮力等過程有所瞭解，進而培養學生探索海洋的興趣，具備開闊的胸襟、冒險犯難的精神，並延伸至哲學性、歷史性，以及社會性等面向。此種海洋科學素養即為「瞭解海洋科學與技學對社會的影響」及「將海洋科學知識應用到生活中去解決問題」等面向，延伸與擴大了 Bybee 所定義的科學素養範疇。

教育上發展與應用概念圖於支援建構理論中所謂有意義的學習（Novak & Gowin, 1984）。概念圖可釐清學習者的瞭解情形，透過確認關鍵概念並表達概念之間的重要關係。Marshall、 Chen和 Madhusudan（2005）及 Novak（1998）均認為，在概念圖應用過程及學習組織其概念結構可發現四個顯著的有意義學習：一、新概念的學習；二、包容（subsumption）；三、漸進的變化（progressive differentiation）；四、統整的一致（integrative reconciliation）。在概念圖中，學習者可以指認觀念、階層組織概念、區別概念，並表達組織間的複雜關係。Novak（1976）提出概念圖作為一個工具，來確認學習在知識領域中已經知道了哪些。因此，應用概念圖命題模式於海洋教育是一個有效的評量方法，而概念圖命題式句子亦可診斷學生的科學概念及可能隱含的迷思概念，也可評估學生的海洋科學素養情況。根據上述背景，本研究的主要目的如下：一、應用概念圖命題模式及開放性問答，評量高中生海洋科學概念與素養之現況。二、以問卷試題診斷高中生海洋科學迷思概念之情形。

貳、文獻探討

在此海洋教育課程實施之始，本研究首先檢驗我國當前的各項條件及研究脈絡。

一、海洋教育的內涵與其重要性

「婆娑之洋，美麗之島」，臺灣四面環海，長久以來與海洋環境關係密切，處於世界最大陸地（歐亞板塊）與最大海洋（太平洋）之間的過渡帶區域，環境因子變化多。臺灣的地理條件十分優異，不僅涵蓋各種不同的氣候、地質地形及生態環境，在歷史的進程中也孕育了豐富的人文風貌，但一直被我們忽略的，卻是四周海域的可利用性，我們始終忘記海洋才是臺灣最寶貴的經濟、人文、社會和自然資源（鍾國南、李展榮、方力行，2003）。張子超（1998）曾表示，海洋是臺灣生存的命脈，政府與民眾都必須正視海洋教育的重要性與必要性，尤其是國民中小學教導海洋教育，更是刻不容緩。教育是一切社經文化發展的根本，當我們思索

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54 高中生海洋素養評量羅綸新、張正杰、童元品、楊文正海洋在我們的未來扮演更重要的角色時，就必須正視「海洋教育」的種種問題。海洋教育基本理念為推動以國家發展為導向之海洋科學研究人才培育，深耕海洋文化，其教育目標在建立「以海洋為本的地球觀，以臺灣為本的國際觀」，建構全球化的「海洋知識經濟體系」，永續發展臺灣，塑造群體的共同價值。因此，基礎教育階段應重視海洋相關之啟發性課程，引導學生對海洋相關專業產生興趣，並建立海洋科學、海洋生物科學的基本知識（蔡錦玲， 2006）。人們對於環境的態度，係在童年時期養成。中、小學教育是全民教育的基礎，中、小學階段更是生活習慣養成及價值觀形成的關鍵時期；教師在其教學過程中，能否運用不同教學方式及策略來達到海洋教育的目的，對海洋教育日後是否能培養出「負責任的環境公民」之最終目標的達成，有著關鍵性的影響。所以推行海洋教育必須及早開始，也因此，中、小學實是實施海洋教育的黃金時期。

美國海洋保育諮詢委員會（Advisory Committee on Protection of the Sea）於 1997 年 5 月舉辦「海洋與安全研討會」（Oceans and Security Conference），建議世界各國應致力於環境相關研究的介紹及各層級學校的課程實施，為了消除對海洋的無知，喚醒海洋環境的意識，並培養更深層的海洋倫理觀，可透過正式教育及各類創造性的溝通管道，如藝術、音樂、多媒體等來傳達關於海洋環境上新的科學知識給大眾。該委員會將海洋教育的實施分為兩大類：正式海洋教育（formal marine education）和非正式海洋教育（informal marine education）。前者為各中小學、學院及大學的教育；後者則發生在媒體、網路、大眾水族館或博物館，以及各項相關公、私立的機構與組織（Year of the Ocean, 1998）。

對海洋教育的內涵，我們可以確認的是：（一）關於海（sea）與洋（ocean）－合稱海洋的教育（ocean education or marine education）；（二）關於沿岸（coast）與海流（water current）的教育；（三）關於大湖泊（lake）與河（river）的教育。既然海洋教育是一種教育，當然是以「人」與「海」的關係作為主要內涵了（羅綸新、林先釧、李秀卿，2005）。海洋教育的目標之一，就是增進社會大眾及新生代對本土海洋生態環境的瞭解與尊重（鍾國南等，2003）。缺乏海洋教育的累積與海洋文化的沉澱，海洋環境知識就無法根植（柯金源，2003）。故海洋教育應從親海、愛海及知海不同層面來著手，除了認知層面外，技能及情意的教育更為重要。

美國於「海洋素養網路」（Ocean Literacy Network, 2008）上定義海洋素養為一種「你對海洋影響到你以及你會對海洋造成哪些影響的瞭解。」亦即一種人類與海洋彼此相互影響之認識。因此，具有海洋知能的基本原則為能以有意義的方式來與他人傳達有關海洋的知能，且能對於有關海洋與其資源做出有根據且負責任的決定。該網站上同時提出以下七項原則：（一）地球擁有一個具有多種特色的大海洋；（二）海洋及其中的生物形塑出地球的特色；（三）海洋對於天氣與氣候具有重要的影響力；（四）地球因海洋的緣故而能為人類所居住；（五）生物與生態系統因為海洋而能維持多樣化；（六）海洋與人類是息息相關的；（七）海洋仍有許

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羅綸新、張正杰、童元品、楊文正高中生海洋素養評量 55 多不為人知的部分。Jessica（2009）指出，我們對於海洋的經驗往往侷限於到海邊遊玩、水族館的參訪、閱讀書籍、電視節目及電影中。因此，我們僅認識某些海洋動物、海浪、潮汐等，但對於洋流和海洋在地球氣候上所扮演的角色，我們的認知與理解通常是不完整或是充滿迷思概念的，知識結構也較為散亂。Feller（2007）認為迷思概念會阻礙學生的學習，特別是在科學方面，故提出了 110 條關於海洋的迷思概念，並將其區分為海面波動、海洋地形、海洋氣象、海洋化學、海洋生物、海洋哺乳類、海鮮與海洋污染等八個類別。可見人類對海洋的探索與瞭解是值得吾人努力的，而普遍讓國人親海、愛海，最終要知海的教育目標是各級學校教師責無旁貸的事。培養每一位學生具備基礎的海洋科學認知和能力，建立學習者對海洋科學的基本態度和價值乃為當務之急。尤其是要培養學生愛護大自然的意識和瞭解環境生態保護的重要性（李文旗、張俊彥，2005）。海洋是生命的誕生和孕育之地，不僅占了地球表面 71% 的面積與生物棲息地體積的 99%，更在人類文明演進中扮演著重要角色。海洋不僅提供人類食物、運輸，同時主宰著地球的氣候變化、物質循環及整個生態系的正常運作，如果海洋受到污染與破壞，陸地上的生命也將會跟著滅亡，海洋環境的保護是相當重要的一件事（邵廣昭，2007）。《海洋教育政策白皮書》中指出，我國中、小學課程中提到海和水的比例均低於 5%，大多數現職教師的成長過程也較少接受海洋相關的教育，從過去的經驗顯示，任何教育政策的推動，如果沒有足夠且勝任的師資，絕無法達成預期的目標與成效。中學海洋教育的推動與實施，教師的海洋教育能力素養自然成為海洋教育推動成功與否的關鍵。然而，從相關研究顯示，目前中學教師的海洋教育能力似乎仍未做好準備。針對教師推動海洋教育意願與資源需求調查中，發現影響教師推動海洋教育意願的原因之一，是教師自身對海洋知識素養的不足。其中尤以「海洋教育教學資源的評估能力」最為顯著（許籐繼，2011）。羅綸新與王力中（2009）曾以中、小學在職教師為對象進行海洋教育課程與教學之資源需求調查，發現教師認為「海洋相關增能研習或證照培訓」被認為是最重要的需求；其次是「海洋相關專家諮詢」；第三為「海洋相關網站資料」。從上述資料及研究可以發現，教師對於海洋教育教學資源的蒐集、整理、評估與判斷的能力亟待加強。為了在全面海洋教育推動的初期能夠使教師順利執行融入教學，實有必要在教學資源方面提供各級學校教師具體的協助與支援。同時發展創新教學方法及評量學生基礎能力作為教學的起始位置均為當前的重要工作。因此，調查高中生海洋科學的先備知識與素養，以及診斷可能存在的迷思概念值得探討，以作為各級教師設計海洋教育課程與教學的參考。

二、迷思概念之診斷與評量

以人類認知結構來對應，概念圖似乎很適合用來作為科學知識的主要表徵（Wandersee, 1990）。Novak 和 Gowin（1984）提出概念圖主要的構思是來自於 Ausubel（1968）的有意義學

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56 高中生海洋素養評量羅綸新、張正杰、童元品、楊文正習理論而來。他們認為在進行有意義學習概念時，大都經由一連串命題形式（proposition）習得，如能將所欲學習之概念節點（concept nodes）含攝在一連串命題中進行，學習者除能知覺到此概念的意義外，尚可知覺到與這個概念相關聯（relation links）的外衍意義，這是一種從點（單一概念）擴及至面的學習，類似網路結構脈絡的學習。因而透過概念圖以適當的連結將一組或多組概念串聯起來，以完整的敘述句表達概念間的關係，最後形成一幅類似網路結構的概念圖，在圖中表達概念間的階層性及從屬性（羅希哲、溫漢儒、曾國鴻，2007）。 Wandersee（1990）表示，曾經有三種不同的心智表徵形式被發展出來：（一）以口語或簡易的話語來表達表面的記憶（surface memory）；（二）將相近的表徵以文字形式表達；（三）以情境形式（situation model）的文字融入整體的知識系統中。後兩種心智表徵與概念圖模式相當吻合。因概念圖可使用文字表示內在概念，也可依文字敘述將概念連結形成圖形來表示其間的關係或整體的系統。Mannes 和 Kintsch（1987）研究發現，學生使用情境式的心智模式在解決創意性的問題及瞭解複雜的學習內容兩方面有較佳結果。概念圖是一種可用來評量每一位學生個別的知識結構與組織狀態，其他相關研究更進一步指出，學生自行畫出概念圖可以幫助自己在以文字描述基本概念時，增進情境形式的理解。利用上述文字為綱要或註解等方式來標註學生心智模式當中的問題或錯誤，進而以概念圖解方式來讓學生知道其所對應的心智表徵有無問題（Stoddart, Abrams, Gasper, & Canaday, 2000）。

建構主義者的觀點建議教學者最佳的方法之一，是指出學生已經知道了哪些，然後從哪裡開始教起（Ausubel, Novak, & Hanesian, 1978）。相關研究也發現，當面對較複雜難懂的課題時，以概念圖來幫助學生組織與瞭解新的東西及複雜的概念愈佳（Heinze-Fry & Novak, 1990; Okebukola, 1992; Pankratius, 1990; Starr & Krajcik, 1990; Willerman & MacHarg, 1991）。

Piaget（1972）及其後的認知學者均認為，當基模或稱先備知識是錯誤時，我們稱之為錯誤概念或是迷思概念（misconception）。一般來說，學生在進入教室時，大致上都不是空著腦袋的，他們對自然界現象、社會事件、所見事物、周遭環境等都或多或少已具有一些直觀的看法，這些直觀的看法在沒有受到挑戰之前，多半只是不知不覺的假設，這些觀念的來源包括個人經驗、家庭、同儕、傳說，以及整體社會文化等，其中有些觀念，若從當前科學理論的進展來看，常會發現是錯的，例如，有些中年級的小學生會認為「晚上的燭光照射較遠」及「在真空中沒有重力」等等（Osborne & Wittrock, 1983）。

然而，評估學生迷思概念對教師而言是一件困難的事情，課堂中常使用測驗來檢測學生的學習狀況，但較難有效診斷學生的迷思概念（Hirsch & O’Donnell, 2001）。一些研究係利用訪談法（Osborne & Gilbert, 1980）與概念構圖的方法，但這兩個方式較不適合大樣本的調查研究；而也有一些研究係將兩階段診斷工具應用於課程教學與大規模研究上。本研究為初探研究，先前並無相關研究，因此以概念圖命題評分模式來診斷學生的迷思概念。

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方法連結外，也是一種很好的評量工具，以評量出學生的先備知識，指認出學生知識的落差（Mason, 1992）。因此，教學之初如能大量蒐集學生對某一主題的瞭解狀況，或診斷出學生先備知識及迷思概念，不但可以使教師找出教學的起始位置，教師更可以最有效的方式來修正學生之迷思概念，建立正確而有意義的科學概念教學。有關概念圖的評分模式有下述三種： Novak與 Gowin（1984）的節點集合評分模式，Goldsmith、Johnson 與 Acton（1991）的專家與新手相似比例評分模式，以及 Stoddart 等（2000）的命題評分模式。本研究採第三種模式，其原因分析如下。

Stoddart等（2000）的方法是針對用之於一種開放性任務（open-ended tasks）計分，讓學生在部分限制條件下以面訪或寫作業的方式來完成任務，然後教師或研究者再用之修訂為概念圖，評分以正確性（accuracy）、解釋性（explanation），以及命題結構（proposition structure）三個向度來處理。這對海洋科學概念研究可以說是個頗為合適的開始，本研究屬前端研究，先深入瞭解學生既有概念或迷失概念，未來接續以電腦網路為平臺來製作能呈現或讓學生觀摩練習正確的海洋科學基礎概念圖學習系統。其計分的構面彈性很大，項目的權重計分可由評分者來決定，如表 1 所示。表 1

Stoddart、Abrams、Gasper 與 Canaday 的概念圖模式

變項分類示例解釋科學正確性海水愈深壓力愈大普通知識鯨魚生活在海中不正確鯊魚是哺乳類動物正確性１情意性海豚很美麗描述性琵琶魚有類似耳環的發光體解釋性１高度解釋（「如何」及「為何」答案）琵琶魚有類似耳環的發光體在嘴部上方以吸引獵物簡式海水中有魚命題結構複式鯨豚類是海中動物

註：引自“Concept maps as assessment in science inquiry learning-a report of methodology,” by T. Stoddart, R. Abrams, E. Gasper, and D. Canaday, 2000, The International Journal of Science Education, 22(12), pp. 1221-1246. doi:10.1080/095006900750036235

就一個命題造句而言，評分依正確性、解釋性與命題結構三個向度進行評分，例如，為了使每個造句評量成為量化資料，我們可依五等第模式將每個向度最高評為 5 分，表示完全正確、最低 0 分表示完全錯誤，而介於中間者可依正確程度評 4 至 1 分。

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三、海洋科學教育之相關研究

Brody（1996）的研究中，評量四、八及十一年級約 159 位學生對 Oregon 海洋資源的科學認知。依三個主要原則來探討學生的海洋知識：（一）在評量學生知識之前，應將主要的觀念及組織原則確立，這些原則應該是廣泛包含的，強調觀念之間的關聯及意義，而非分隔的事實而已；（二）評量學生知識應透過訪談方式來進行，才能提供更綜合性的、完整的觀念及其對觀念間的關聯情形；（三）評量學生的知識應提供有關學生對新的或困難的知識之方法的資訊，以為促進其與現存知識間相關聯的認知結構。經由評量學生的知識，Brody 的研究獲得了一個完整的海洋資源概念圖、各個學生的概念圖，以及學生普遍存在的迷思概念。該概念圖可繼續擴大並將概念間的連結加上有意義的關聯。 Snead和 Young（2003）以 182 名美國中學生為對象，學習地球科學的單元。將學生分為有使用概念圖組與不使用概念圖組，以及高低分兩組。概念圖組的學生在正式實驗的前 3 週，每週練習一次將教師所講解的內容繪製成概念圖，教師將一串的概念詞給學生，在課間，學生可將這些概念以階層的方式依最高階、抽象、一般性的放在最上方，接著依序把較小範圍、較具體、特殊性的放在下方。另外，也要學生試著以箭頭及解釋意義的說明連結在這些概念之間，一直到整個概念圖完成為止。在經過六個單元的教學實驗後，學生的後測成績無顯著差異，只有在部分能力測驗題中低分組在概念圖組的表現較佳。而在學生訪談中，學生表達概念圖對其學習有正面幫助。近年來，認知科學的長足發展，對人類的內在思考歷程有了更深入的瞭解。受到認知學派的影響，有許多研究專門探討學生的概念理解，根據這些研究結果發現，學生在進入學習情境之前會帶著許多概念，學生會主動利用這些既有概念來解釋所學的教學內容，但這些概念不一定與專家學者的概念相同，因此學者定義這些概念為迷思概念（misconception）（鄭淑菁，2007）。在學術研究上，由於個人研究目的和遵循的哲學理念不同，所以賦予迷思概念不同的名稱，如「錯誤概念」（error conception）、「另有想法」（alternative conception）、「先前概念」（preconception）、直覺概念（intuitive conception）等。吳穎沺（2011）研究指出，Wandersee、Mintzes 與 Novak（1994）整理近 20 年來有關概念改變的 400 多篇文獻，歸納出八點與迷思概念相關的研究結果，學習者通常帶著各式各樣和自然界中有關的事物迷思概念進入正式的科學課程。（一）學習者的迷思概念是跨越年齡、能力、性別和文化的。（二）在傳統的教學策略下，迷思概念是非常頑強而不容易改變的。（三）學生的迷思概念和科學史中科學家對自然現象的解釋非常相近，研究者建議可以利用科學史幫助學生發現自己概念上的弱點。（四）迷思概念起源於多樣化的個人經驗，包括：對自然的直接觀察和覺知、同儕的影響、日常生活語言的使用、大眾媒體影響，以及源自於教師的解釋和教材。

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羅綸新、張正杰、童元品、楊文正高中生海洋素養評量 59 （五）教師和學生可能持有同樣的迷思概念。（六）學習者的先備知識和正式教學中所呈現的知識交互作用，可能會產生很不一樣又出乎意料的學習效果。（七）一些促進概念改變的教學方法可能可以有效地促進概念改變。 Wallace和 Mintzes（1990）曾研究學生在學習海洋生物圈時，如能建立出較為複雜的概念圖解，讓學生觀察學習，較能產生重要且大量的科學中已接受的命題。推動海洋科學教育前，需要先瞭解學生對於海洋的概念，且知道學生的海洋科學迷思概念。國內、外對於這方面的研究並不多。海洋的迷思概念在中、小學生知識架構存在的情況，值得我們推動海洋教育的教師及研究者進一步探討。除了對海島子民所持有的海洋迷思概念情況進行調查外，更要深入探討較為普遍而嚴重的海洋迷思概念之成因及造成這些概念的來源。以上相關的文獻及實證研究發現，概念圖一方面可以用來作為科學概念教學的利器，同時也可用於診斷或評量學生先備知識之不足或迷思概念情形。而海洋的概念確實仍有許多未為人知的部分，不但是對海洋專業方面研究而言，對大眾而言，海洋不但陌生，更可能普遍存在許多迷思的概念或不完整的思維。海洋教育的目的就是要建立國民基本的、正確的海洋概念，從而發展出具有創意的海洋思維，最後能產生對海洋的珍惜與愛護的情操。此種由正確認知而涵養出來的情操乃為國民最為重要的海洋科學素養。因此，診斷與破除迷思概念、建立可運用的科學技能、培養完整的海洋科學素養乃為海洋教育的終極目標。各級教師如能以更有效且靈活的教學方法來實施海洋教育，方可達到海洋教育預期的成果，故以概念圖命題評量模式診斷概念來從事實證研究，並將有效的教學模式融入教學中，必能大大提升教學效果。

參、研究方法與步驟

一、研究方法

本研究的研究方法先以文獻蒐集與專家座談方式來建立重要的研究工具，接著再以「問卷調查法」進行資料蒐集。專家座談的目的在蒐集整理海洋科學基本概念 100 詞彙，並請專家學者確認與提供海洋科學迷思概念評量題目，亦可評估學生的海洋素養情況。本研究邀請 19 位專家學者，包含大學教授 5 位，高中職具海洋教育、地球科學及生物等專長教師 14 位，進行專家座談會。問卷調查法的目的是以專家意見為基礎所編製的海洋科學概念調查表，針對高中生的海洋科學概念及其迷思概念進行調查。調查表內容包含「學生基本資料」、「海洋科學概念 100 詞彙的應用」、「海洋概念問答題」、「海洋科學迷思概念評量」四個部分。「學生基本資料」含性別及校別等資料。「海洋科學概念 100 詞彙的應用」則是請學生利

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60 高中生海洋素養評量羅綸新、張正杰、童元品、楊文正用專家認為重要的 100 個海洋詞彙，進行命題式概念造句，用來調查學生海洋科學概念分布情形及是否有迷思。「海洋概念問答題」是用 1 題半開放式的問答題，請學生回答自己目前所知道的海洋概念，從其中調查學生的海洋概念、意識或是否有迷思概念。「海洋科學迷思概念評量」則是利用 20 題是非題，調查學生的海洋科學有哪些迷思概念。因此，本研究以上述三個不同途徑來瞭解高中生的海洋科學素養。

二、研究對象

本研究採叢集抽樣，選擇基隆市 5 所公立高級中學，每所學校選取一年級學生各兩班進行調查。研究對象共有 361 人，其中有效樣本 346 人、無效樣本 15 人。樣本明細表如表 2 所示。表 2 高中研究對象有效樣本明細學校 A校 B校 C校 D校 E校總計校別高中完全中學高中完全中學完全中學 5 班級數 2 2 2 2 2 10 男 0 44 77 51 38 210 女 83 19 0 20 14 136 學生數 83 63 77 71 52 346 註：基隆市共有 5 所公立高級中學。

（二）研究對象背景

此階段的高中生皆為教育部公告海洋教育課綱之前入學的國中及國小學生，在中、小學階段的海洋教育，學生只能透過各領域片段的學習。這些學生進入高中約有 7 個月的時間，不僅可得知在全面推動海洋教育於中、小學前 1 年的狀況，更可就目前高中一年級學生對海洋科學素養表現及是否存有迷思問題，也可提供中、小學教師及高中教師將來實施海洋科學教育授課之參考。基隆市 5 所公立高中，十個班入學分數介於 PR50～70 的學生，可代表中等至中上的學生群。

三、研究工具

研究團隊為完成研究目的，設計發展出一份海洋科學概念調查表。

（一）海洋科學概念詞彙與迷思概念評量試題建構之過程

邀請國內專家學者進行座談會，討論海洋科學概念調查表的兩大主要部分：「海洋科學概

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羅綸新、張正杰、童元品、楊文正高中生海洋素養評量 61 念 100 詞彙的應用」及「海洋科學迷思概念評量題目」，進行確認及提供建議，分別說明如下：

1. 海洋科學概念 100 詞彙的應用

研究團隊將文獻所蒐集的海洋科學概念名詞或關鍵概念詞彙經討論後，予以整理分類列出五個主題，分別為海洋基本概念、海水性質、海洋生態、海洋科技與海洋生物，每一主題列出 30 至 50 個詞彙，整理成一份清單。請專家學者確認這些詞彙是否適合高中生程度，並提供建議依序排出重要的 100 個海洋科學概念詞彙。在此項目中，研究團隊利用專家座談會後所整理的海洋概念 100 個詞彙以亂數排列，彙製成四種亂數排列的調查表。請學生依照自己所知的海洋科學概念 100 個詞彙做 10 題命題造句，每一個命題造句內至少需含兩個調查表所提供的詞彙。收回後將每一位學生之敘述性命題造句依 Stoddart 等（2000）開放性命題的三個向度來加以評分及分析。其錯誤或迷思的概念亦依類別加以分析，並做成海洋科學迷思概念清單。依正確性、解釋性與命題結構三個向度進行評分，每個向度最高 5 分、最低 0 分，各向度評分說明如下： (1)正確性：依「科學正確性」、「普通知識」、「情意性」、「不正確」四選項判斷給分。 (2)解釋性：依「高度解釋」、「描述性」二選項給分。 (3)命題結構：依「複式」、「簡式」二選項給分。例如，B0223：海洋能夠調整地球的溫度，也提供許多生物棲息的地方。此例題會給予正確性向度 5 分（全句無誤）、解釋性向度 3 分（直接描述的現象）、命題解構也給 5 分（有提到兩個以上海洋科學相關概念）。每位學生須答 10 題，由兩位研究者評分取平均值，若評分差異過大（＞10）則由第 3 位研究者再次評分，將三人之分數平均。再利用描述統計方式將學生之資料整理出答對率、平均數、標準差。評量結果可用來瞭解高中生海洋科學概念之情形，此項評分方式也經專家群認同。

2. 海洋科學迷思概念評量題目

研究團隊透過海洋教育網站及相關文獻蒐集學生的海洋科學迷思概念，尤其是 Feller （2007）所列海洋迷思概念 110 題，並依《高中職海洋教育科目課程綱要》（教育部，2008）的能力指標做分類後，依每項能力指標挑選適當的迷思概念題目 20 題，設計成海洋科學迷思概念評量表，如表 3 所示。

3. 海洋概念半開放式問答題

此項目內容為半開放問答題，其目的在瞭解學生對海洋科學概念之情形，以質性資料分析為主。學生撰寫內容分析是依據 2006 年國際學生評量計畫（Programme for International Student Assessment, PISA）由 OECD 所執行科學評量計畫理論架構－能力、知識、態度、情境四個面向及 Bloom（1956）之教育目標─認知、情意、技能三個領域，從中擷取知識、態度、

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62 高中生海洋素養評量羅綸新、張正杰、童元品、楊文正表 3 能力指標與海洋科學迷思評量試題題目之對應細類能力指標試題題目 Q11 Q18 Q19 海洋物理與化學 4-5-1 瞭解地球形成過程中原始海水產生的機制與成分。 4-5-2 瞭解海洋的基本特質（如溫度、鹽度、波浪、潮汐、海流）的成因、分布或變化及其與生活的關係。 Q15 Q5 海洋地理地質 4-5-3 瞭解海洋仍有許多未知的奧秘。 4-5-4 瞭解各種海洋探勘方法，如測量海水深度、地形結構、地質。 4-5-5 瞭解洋流（如黑潮、沿岸流）對氣候、環境的影響。 4-5-6 探討海岸環境的變遷。 Q9 Q6 Q12 海洋氣象 4-5-7 瞭解冰期與間冰期海平面的升降，對全球生物與自然環境可能造成影響。 4-5-8 瞭解聖嬰及反聖嬰現象是海氣交互作用造成全球氣候異常、環境變遷的原因。 4-5-9 瞭解颱風形成原因、路徑與侵臺時的風雨變化及其災害。 Q14 Q3 海洋應用科學 4-5-10瞭解海洋中全球衛星定位（GPS）技術與衛星遙測的應用。 4-5-11瞭解海洋生物原理用在科技研發的實例。 4-5-12瞭解聲波遙感探測技術對海洋探測的應用。 4-5-13瞭解水下潛器與觀測技術的應用。 Q20 Q2 Q8 海洋食品 5-5-1 評析天然、養殖水產資源的品質差異，體認維護天然資源的重要。 5-5-2 比較各種海洋食材烹飪或加工方法之異同。 5-5-3 善用各種方法保存水產食品。 Q17 Q4 生物資源 5-5-4 瞭解臺灣海洋生物資源與環境的關係及其永續利用的具體策略。 5-5-5 瞭解人為因素，如誤捕、濫捕、棲地破壞等，對海洋生物資源造成的影響。 5-5-6 瞭解全球水圈、生態系與生物多樣性的關係。 Q10 Q1 非生物資源 5-5-7 評析臺灣近海地區海底蘊藏礦產資源及其經濟價值。 5-5-8 分析臺灣附近海域石油的蘊藏與其經濟價值。 5-5-9 瞭解臺灣海洋能源的開發及其成果。 Q7 （續）

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羅綸新、張正杰、童元品、楊文正高中生海洋素養評量 63 表 3 能力指標與海洋科學迷思評量試題題目之對應（續）細類能力指標試題題目 Q13 環境保護與生態保育 5-5-10 利用不同時期的圖像分析臺灣海岸線，說明臺灣海岸曾因人為與自然因素而變遷，並提出因應對策。 5-5-11 瞭解海洋環境變遷、過度使用對生態環境的影響，並提出因應對策。 5-5-12 評析海洋環境汙染透過海洋生物累積造成的後果，並提出因應對策。 5-5-13 評析海洋環境之倫理、社會與永續發展議題。 Q16 情意三個面向，說明學生表達之內容。分類標準：其文字敘述中具有正確性的事實內容，評定為知識；傳遞觀念或保護海洋環境意涵者評為態度；表達情感因素則評為情意，三種面向可兩兩相關或三者兼具，若表達錯誤意涵者，評為迷思概念，如表 4 所示。表 4 資料編碼代號及其意義編碼代號海洋科學概念 _表達意涵編碼代號海洋科學概念 _表達意涵 0 沒有填寫答案 5 態度＋情意 1 知識 6 知識＋情意 2 態度 7 知識＋態度＋情意 3 情意 8 迷思概念 4 知識＋態度研究者將學生在其海洋概念問答題描寫內容，依其逐字稿內容分面向給予適當資料編碼代號，利用劃記的方式進行統計排序，計算百分比說明高中生表達對海洋概念之情形，如表 5 所示。

（二）海洋科學迷思概念評量表之信度與效度分析

1. 專家內容效度審查

調查表編製完成後，寄給參加座談會的 19 位專家學者，請其評估題目內容及其正確性，經八成以上同意的題目才予以採用，其中也有部分題目依據專家學者的意見修正後列入。

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64 高中生海洋素養評量羅綸新、張正杰、童元品、楊文正表 5 學生海洋科學概念評量學生代號文字稿內容範例海洋科學概念 _編號代碼 B0111 海洋就像大地之母，孕育著地球上的生物。 1 B0112 海洋是大地之母，生活在地球上的人民應當珍惜海洋資源，才能永續發展。 2 A0128 現在注意我們的海洋，常常只看到缺點，而這些缺點常常是人類造成的。海岸邊浮著垃圾，一隻鳥就在那堆垃圾中找吃的。以前我只會注意鳥，現在想起那一大片浮在海岸邊的垃圾，不免有點心酸啊！ 3

2. 預試

調查表編製完成後，選定高中與高職一年級各一個班級的學生進行預試，有效問卷 70 份，並輸入電腦進行題目難易度與鑑別度分析。本研究預試之「海洋科學迷思概念評量」試題的難易度、鑑別度分析如表 6 所示。由表 6 可看出試題的難易度介於 0.24～0.90 之間，在可接受的範圍內。但在鑑別度方面，第 1、11 題鑑別度不足，屬於不良試題，需要刪除或大幅修改。因此，研究團隊將這兩題綜合專家建議及小組討論進行較大幅度的修改，完成「海洋科學迷思概念評量」試卷。

3. 信度分析

海洋科學迷思概念評量調查表所測出的 KR20 信度為 .66，因本研究海洋科學迷思概念評量試題，是自編的研究工具，屬於探索性研究。研究工具初擬創發，信度的標準在 .60 以上的標準仍在可接受範圍（謝金青，2011）。

肆、研究結果

本研究經調查分析獲得以下結果。

一、高中生海洋科學概念命題造句評量分析

海洋科學概念 100 詞彙命題式概念評量 10 題（學生利用 100 個詞彙造句）造句測試，依 Stoddart等（2000）開放性命題的三個向度來加以評分及分析。其三個向度分別為正確性、解釋性與命題結構，10 題相加，每向度總分最高 50 分、最低 0 分。抽取 10%學生進行概念評量分析，經兩位教師評估後，評分者信度為 .81。表 7 所示，開放性命題評定高中生海洋科學概念其正確性總平均分數在 29.94 分，說明學生在詞彙概念的使用正確程度為中等程度知識；其

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羅綸新、張正杰、童元品、楊文正高中生海洋素養評量 65 表 6 預試試題難易度與鑑別度分析題號難易度（P）鑑別度（D） 1 0.74 0.07a 2 0.56 0.35 3 0.26 0.27 4 0.32 0.28 5 0.28 0.47 6 0.80 0.25 7 0.30 0.33 8 0.36 0.27 9 0.48 0.30 10 0.36 0.43 11 0.66 0.10a 12 0.24 0.32 13 0.90 0.25 14 0.64 0.32 15 0.54 0.40 16 0.80 0.50 17 0.84 0.32 18 0.62 0.37 19 0.84 0.23 20 0.44 0.48 a_{表示有需修正之題目。} 解釋性總平均分數在 31.68 分，說明學生在解釋向度中以描述性的句子居多，缺少高度解釋因果關係之敘述；其命題結構性總平均分數在 27.41 分，說明學生在命題結構向度之造句傾向寫出較簡易式的句子（如表 7）。命題式概念圖面向分類與例句如表 8 所示。主要係利用學生開放式造句，評分者依照不同面向分析評分。本研究高中生表達海洋科學概念詞彙能力在滿分為 150 分的情況下，總平均分數為 89.70 分（59.80%），顯示成績並不理想。而三個向度評量結果，依研究團隊所訂定的標準來看，學生的海洋科學概念程度皆只有「中等」程度。再從三向度分析來看，大多數高中生無法寫出有海洋科學正確性且複雜的句型。可見高一生在國中階段的海洋素養培養仍嫌不足，海洋科學的知識還有待加強。

二、高中生運用海洋科學概念 100 詞彙使用之分析

就 100 個重要詞彙的應用觀察，如表 9 所示，「暖化」被使用次數為 276 次，排名第一；

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66 高中生海洋素養評量羅綸新、張正杰、童元品、楊文正表 7 命題式概念圖評量造句三向度分析評量向度正確性解釋性命題結構三向度總分學校平均數標準差平均數標準差平均數標準差平均數標準差 A 32.09 5.92 36.6 5.96 30.19 5.18 98.35 15.65 B 28.56 8.88 28.17 7.61 24.98 6.97 81.44 22.42 C 31.29 9.01 30.92 8.25 27.62 7.79 89.88 24.14 D 29.58 8.32 33.62 9.98 27.25 8.63 90.63 26.05 E 28.19 8.27 29.08 7.35 27.00 6.76 84.37 21.82 合計 29.94 8.08 31.68 7.83 27.41 7.07 89.70 22.77 註：評量向度每一向度滿分 50，三個向度總分 150 分。表 8 命題式概念圖面向分類與例句面向編碼：例句海洋知識面向 A0123：海洋和陸地比是7：3，地球暖化造成海水溫度上升、冰山融化，海平面也上升，較低漥地區隨時有消失的危機。 B0223：海洋能夠調整地球的溫度，也提供許多生物棲息的地方。海洋態度面向 B0201：我想一開始的海洋是很遼闊美麗的，但我們人類卻一而再再而三地傷害「她」，魚種也因為我們的嗜吃和破壞了環境而大量減少，甚至是滅種。我只知道好的海洋環境是還有的，而且也有愛海洋人在保護，現在海洋的顏色就我所知是一黑一白的。 C0112：海，是人們不可或缺的，它提供人們所需要的物資，但當人們過度利用時，它也會向人類展示大自然的力量，所以人類有時也要適可而止。海洋情意面向 A0226：海洋是一片廣大、蔚藍的美麗世界，但在海洋中也隱藏著許多人類所不知道的事，淺海中的植物形成一塊「熱帶雨林」，繽紛的色彩和棲息在其中的海洋生物構成一幅優美的圖，令人嚮往身歷其境；而深海中未知的事物和我們一樣存在於地球上，不禁令人想一探究竟，認識他們，共組地球上的多采多姿。海洋知識和態度面向 A0116：海洋孕育了生命，藍綠藻為地球第一個出現的生命，在海中行光合作用，不斷衍生出許多生物。海洋是地球的重要資產，如果沒有它就不會有水循環，還有緊密的食物鏈，它幫助生命也提供我們無法想像的資源！看著新聞倡導關於海洋的保護議題，才發覺我們的海洋已經不像起初那樣子了！（續）

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羅綸新、張正杰、童元品、楊文正高中生海洋素養評量 67 表 8 命題式概念圖面向分類與例句（續）面向編碼：例句海洋態度和情意面向 B0116：海洋是大自然給人們的禮物，得來不易也獨一無二，而海洋就如同每一個人的知己，當遭到破壞時，是必須靠大家的能力去修護、去維護，海洋也是許多稀有生物的避風港，所以我們要保護這份有如神聖般的紀念品。海洋知識和情意面向 C0139：本來我以為海洋很有趣，可以玩水、又有可愛的魚。但是當全球暖化，天氣逐漸異常時，海平面上升淹掉海邊的房子，海底的地震引發巨大海嘯衝擊南亞、日本，不只死一堆人，還造成不小的影響。海洋知識、態度和情意面向 A0211：海洋是我們的母親，最早的生命就是在海洋中孕育出來的。至今她仍提供我們許多事物，其中之一就是魚類，但是在人類的濫捕下，這項重要的資源即將消失，使得整個生態系統遭受破壞。此外，人類所製造的汙染、核電廠排出的冷卻水、石油外漏等事件，更加速海洋生物甚至是周邊生物的消逝。我們應該要保育海洋資源，思考如何淨化我們所造成的汙染，還給未來子孫一個充滿生機、乾淨的海洋。海洋迷思概念面向 A0143：海洋是讓臺灣有東北、東南季風所帶來豐富雨量的原因。 C0110：浮游生物生活在潮間帶，暖化會使海平面上升，潮間帶有珊瑚礁。註：粗楷體部分為對應於前欄內之分類項目的內容。表 9 高中生運用海洋科學概念 100 詞彙前 20 名次數排序海洋科學概念學生運用次數排名暖化 276 1 地震 228 2 地球 220 3 海平面上升 220 3 月球 206 5 光合作用 199 6 海洋 198 7 潮汐 197 8 冰山 195 9 瀕臨絕種 179 10 海嘯 160 11 （續）

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68 高中生海洋素養評量羅綸新、張正杰、童元品、楊文正表 9 高中生運用海洋科學概念 100 詞彙前 20 名次數排序（續）海洋科學概念學生運用次數排名颱風 159 12 藻類 148 13 太平洋 147 14 黑潮 146 15 溫度 140 16 引力 139 17 太陽 139 18 浮游生物 136 19 珊瑚 136 20 「地震」使用 228 次排名第二；「地球」與「海平面上升」使用 220 次，排名第三；「月球」使用 206 次，排第五；「光合作用」使用 199 次，排第六……依此類推至第二十名的「珊瑚」使用 136 次。

三、高中生運用海洋科學概念詞彙產生的迷思概念

學生應用 100 詞彙的句子中，產生迷思概念之情形，以統計四分位距計算出迷思詞彙分布狀況。依出現次數分為四種程度，依序是嚴重、中度、輕微與幾無；分類依據以發生次數的多寡，嚴重為發生 17 次以上；中度為 10～14 次、輕微是 5～9 次；幾無是 0～4 次。用來說明學生有哪些海洋科學迷思詞彙之情形，如表 10 所示。高中生在海洋科學概念詞彙運用產生迷思的三大詞彙為生質能源、黑潮及親潮。例如，有學生認為「風力發電和潮汐發電屬於生質能源」。

四、高中生海洋科學迷思概念評量結果分析

整理有效樣本及進行評分後，其填答結果，如表 11 所示，答對比例最高的前 5 題分別為第 17、19、13、16、6 題。其中答對率在 50%以下的有 11 題，總答對率為 53.45%。整體分析，高中生的海洋迷思概念可謂「不及格」。顯示高中生在國中、小學階段，對海洋科學概念和素養是不足的。再者，基隆市為臨海區，學生平時就可接觸海洋環境，然迷思概念比例卻不低。也印證了《海洋教育政策白皮書》（教育部，2007）曾提到的國民海洋素養不足，此現象對高中一年級學生而言，也是一項證明。因此，推行海洋教育以提升國民之海洋素養乃為當前中、小學教育刻不容緩的課題。研究結果顯示，施測學生在 20 道題目中有 11 題答對率在 50%以下。其中學生最常答錯的海洋科學概念為「黑潮所含雜質和營養鹽是較少」、「海中冰山融化

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羅綸新、張正杰、童元品、楊文正高中生海洋素養評量 69 表 10 高中生迷思詞彙次數程度迷思概念 _累積次數海洋科學概念詞彙嚴重 17～27 生質能源、黑潮、親潮、聖嬰現象、海平面上升、冰山中度 10～14 互利共生、地震、歐亞板塊、珊瑚、風力發電、浮游生物、瘋狗浪、潮汐、臺灣海峽、海嘯、太平洋板塊輕微 5～9 潮汐發電、反聖嬰現象、暖化、藻類、中洋脊、食鹽、棘皮動物、湧升流、光合作用、珊瑚礁、印澳板塊、馬里亞納海溝、洋流、營養鹽、引力、拖網漁船、海洋、瀕臨絕種、月球幾無 0～4 波浪、溫度、大西洋、中華白海豚、天然氣冰、降水量、島嶼、海流、海溝、航道、軟體動物、港口、葉綠素、颱風、潮間帶、大陸棚、太平洋、太陽、水循環、片利共生、印度洋、低潮線、底棲動物、食物鏈、海洋生物、海蝕平臺、浮力、棲息、鯨魚、全日潮、冰原、地球自轉、有光帶、沙洲、海岸、海蝕作用、海蝕崖、浮力原理、高潮線、深海平原、無光帶、酸化、燈塔、鹽度、大陸坡、巴士海峽、北赤道流、北極海、半日潮、地球、行星風系、沙灘、赤道反流、板塊構造、泥岸、矽藻、海平面、海底山、海蝕棚、密度、潟湖、熱帶氣旋、衛星導航、壓力表 11 高中生海洋科學迷思概念評量試題答對率與正確概念分析排序題號答對率題目正確概念分析 1 17 92% 仔魚是一種魚類，多吃仔魚會讓該種幼魚數量減少，不會影響其他大魚的數量。正確 2 19 91% 海洋漲潮與退潮的成因，是源自於月球對地球上的引力所造成的。正確 3 13 88% 「大魚吃小魚，小魚吃蝦米」。由此句話可知：生物體重金屬的累積在大魚中會較多。正確 4 16 81% 海洋像海綿一樣，所以傾倒任何東西，它都會吸收。海洋會吸收也會排放氣體，如二氧化碳。 5 6 80% 聖嬰現象是東南太平洋的海水溫度異常地持續變暖，使整個氣候模式發生變化，造成一些地區乾旱而另一些地區又降雨量過多。正確（續）

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70 高中生海洋素養評量羅綸新、張正杰、童元品、楊文正表 11 高中生海洋科學迷思概念評量試題答對率與正確概念分析（續）排序題號答對率題目正確概念分析 6 11 70% 地球上海洋的透光帶區域都是相同的深度。透光帶隨著緯度增加而減少，通常熱帶地區透光帶最厚。 7 14 70% 全球暖化是指海洋的溫度愈來愈高。全球暖化指陸上與海面的溫度逐漸升高，再者，海洋有區域性的溫度變化。 8 1 66% 石油是由史前時代的海洋動物和藻類屍體變化形成的。正確 9 15 62% 由於地球自轉所產生的科氏力影響，北半球的海流以順時針方向流動，南半球的則相反。正確 10 20 49% 潛水時候下潛比上升危險，因為下潛的時候壓力會愈來愈大，上升時只要依浮力升上來即可。潛水夫病或沉箱病，泛指人體因周遭環境壓力急速降低時造成的疾病。潛水員急速上浮，或在長時間或深潛後沒有進行減壓停留所致。 11 18 46% 海上的冰山含有鹽分，所以是鹹的。冰山的成分是淡水 12 9 45% 海洋的結構基本上像一個碗，中間一帶是最深的地方。海底地形是有高低起伏的 13 3 42% 海帶可以用來提煉生質燃料。正確 14 2 35% 魚蝦買回家後要用清水清洗再冰凍才新鮮。要保鮮不能清洗 15 8 35% 深海魚的魚肉鹽度與深海環境相同約為 35‰，所以我們吃魚時，常感覺鹹鹹的。魚體內是沒有鹽分 16 4 30% 珊瑚礁是海中的植物，有人稱為「海中花園」。珊瑚不是植物而是動物 17 7 28% 「天然氣水化合物」是在低溫高壓環境中形成的一種富含天然氣體分子的冰狀物。正確 18 10 22% 鯨鯊是哺乳類而不是魚類。鯨鯊是鯊魚的一種，不是哺乳類 19 12 21% 海中冰山融化是造成海平面上升的原因。在海中冰山融化後仍不占海水體積（續）

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羅綸新、張正杰、童元品、楊文正高中生海洋素養評量 71 表 11 高中生海洋科學迷思概念評量試題答對率與正確概念分析（續）排序題號答對率題目正確概念分析 20 5 16% 黑潮得名是因為所含雜質和營養鹽較多，陽光穿透過水的表面後，較少被反射回水面，所以色澤較深。所含雜質和營養鹽較少總平均值 53% 後不占海水的體積」、「鯨鯊是鯊魚的一種，不是哺乳類」、「天然氣水化合物是在低溫高壓環境中形成的一種富含天然氣體分子的冰狀物」及「珊瑚礁不是植物而是動物」等五項海洋科學概念。

五、高中生海洋科學迷思評量答題之推論分析

（一）男、女高中生之得分差異

雖然近代女性主義已有長足進步，但在科學學習上仍存在性別落差（gender gap），是值得吾人關注的議題（Adamson, Foster, Roark, & Reed, 1998）。首先分析男、女生之差異情形。施測總人數 346 人，男生 210 人、女生 136 人，男生平均得分 10.28 分、女生 10.96 分，以 t-test 檢驗性別因素與評量結果有顯著性差異，且女生的表現優於男生（t＝-2.28, p ＜ .05），其相關數值如表 12 所示。表 12 高中生不同性別之評量結果得分差異性別人數平均值標準差 t值顯著性男 210 10.28 3.19 女 136 10.96 2.40 -2.28 .001* *p ＜ .05. 此項研究結果與已往之研究有相當大的差異，一般之研究結論，男生科學傾向與素養均優於女生（Farenga & Joyce, 1999），本研究卻出現不同的結果。此現象值得吾人進一步探討。

（二）校間差異情形

因基隆市僅有 5 所公立高中，因此本研究已就此 5 所高中全數抽樣，5 所學校之分數經變異數分析（ANOVA）統計結果，如表 13 所示。

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72 高中生海洋素養評量羅綸新、張正杰、童元品、楊文正表 13 高中生不同校間單因子變異數分析學校個數平均數標準差 F值事後比較 A校 83 11.70 2.08 7.52*** A校＞C校 B校 63 10.65 2.75 C校 77 9.47 2.70 D校 71 10.99 2.86 D校＞C校 E校 52 10.69 2.75 合計 346 10.71 2.71 ***p ＜ .001. 5所高中生的得分資料，經單因子變異數分析，得到 F 值 7.52，p ＜ .001 顯著水準，顯示 5 校成績有顯著差異存在，經事後 Scheffé 調查，其中 A 校高於 C 校；D 校高於 C 校，其他學校間沒有顯著差異。此亦顯示 5 所學校之間海洋科學素養存在著差異性，可能因素是否為學生入學時之成績有所差別，需要深入探究之。

六、

高中海洋科學能力指標與「海洋科學迷思概念評量」結果之關係

海洋科學迷思評量試題的來源，是以高中海洋科學能力指標中之海洋科學與海洋資源兩項主題軸為主（請參見表 3）、海洋迷思概念 110 題（Feller, 2007）為輔而設計出 20 題試題。其中第 5 題（答對率 16%）對應到能力指標 4-5-5 瞭解洋流（如黑潮、沿岸流）對氣候、環境的影響。先前 Feller（2007）的研究主要針對剖析大學生的海洋迷思概念，區分出 110 個常見的題目，作為日後課程與教材安排之用。本研究結果將此 20 個評量試題中答對率在 50%以下的 11 題，以答對率高低排名（答對率低的排名在前）對應高中海洋教育能力細類與能力指標後，發現每一個海洋能力細類，除了「環境保護與生態保育」外，都有答對率較差的題目。而答對率最低的三個試題出現在海洋氣象及生物資源兩個細類。似乎國內學生與 Jessica （2009）所指出美國學生的海洋經驗，往往侷限實際的海邊遊玩嬉戲、海洋博物館的參訪、閱讀書籍與報章雜誌的經驗來闡述海洋概念有些相似。本研究結果也顯示，我國高中生認識某些海洋動物、海浪、潮汐等，但對於洋流和海洋在地球氣候上所扮演的角色，他們的認知與理解通常是不完整或是充滿迷思概念的，知識結構也較為散亂。從學生的答題結果分析中可以瞭解他們的海洋科學素養不是很充足。教師在進行教學或課程設計時，應多加補充相關概念，提升學生的技能與強化思維，增進學生之基礎海洋科學素養。

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七、高中生對海洋概念表達之分析

從表 14 各校學生的填答情況來看，全體學生回答具有知識面向的有 33.56%、態度面向有 13.94%、情意面向有 11.90%、知識和態度面向有 12.76%、態度和情意面向有 6.98%、知識和情意面向有 7.06%，兼具知識、態度與情意面向有 3.84%，出現迷思概念面向有 1.94%，未作答有 8.04%。所以高中生的海洋概念在知識面向是屬於多數（33.56%），其次為態度面向、情意面向。而兼具兩面向都有表達的學生，則以知識和態度最高（12.76%）。知識、態度與情意三者兼具者極為稀少（3.84%）。值得注意的是，在這以自己所知的知識和想法來書寫的回答中，仍有出現迷思概念（1.94%）。表 14 海洋概念半開放問答題分析分析標準學校知識態度情意知識＋態度態度＋情意知識＋情意知識態度情意迷思概念未填答 A 22.90% 19.30% 7.20% 24.10% 3.60% 7.20% 13.30% 1.20% 1.20% B 20.60% 17.50% 19.00% 11.10% 7.90% 3.20% 3.20% 3.20% 14.30% C 39.00% 7.80% 15.60% 9.10% 5.20% 7.80% 1.30% 3.90% 10.40% D 50.70% 15.50% 4.20% 9.90% 2.80% 5.60% 1.40% 1.40% 8.50% E 34.60% 9.60% 13.50% 9.60% 15.40% 11.50% 0.00% 0.00% 5.80% 平均 33.56% 13.94% 11.90% 12.76% 6.98% 7.06% 3.84% 1.94% 8.04% 透過學生書寫的資料分析，在知識面向，多數學生都以海洋相關知識居多，主要受到課本、媒體播報與雜誌所影響。在態度面向，學生大都寫出對海洋生物的保育與海洋環境保護的觀念。在情意面向，學生大多喜愛海洋，但也有認為海洋是恐怖的。而迷思概念主要對「海洋對氣候的影響」（學生 A0143）、「板塊構造及位置」（學生 F0124、F0226）及「海洋的定義」（學生 GO130）的概念不清楚，自己都未察覺。分析問答題結果可單獨看出學生對海洋的知識、態度和情意的表現程度。將三種向度分別做結合後，又可看出有些學生對海洋其實有深入的體會和瞭解。如：學生 D0204 與 F0226 的作答中，可以看出具有海洋知識，並從知識進而知道要有保育的態度，最後融為對海洋的情感。可說是海洋教育以「親海」、「愛海」、「知海」完整的呈現。本研究發現，學生在文字內容寫最多的是關心海洋議題的知識，分別在海洋生物保育、海洋資源開發、海洋科技應用與海洋環境保護等概念方面，研究者在教學過程或晤談中也發

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74 高中生海洋素養評量羅綸新、張正杰、童元品、楊文正現海洋議題除了正式的課程外，課堂外受到媒體資訊影響很大，例如：白海豚、地震、暖化等議題。其表達的海洋意象大多是媒體所常出現的議題或名詞，且在文詞及句型上趨向於簡單化、單一化，較少具有完整而複雜的概念。

伍、研究結論

一、高中生在海洋科學素養仍有待加強

綜合命題式概念圖造句評量出高中生海洋科學概念為中等程度，且海洋科學迷思概念試題評量中，平均答對率只有 53%。答對率在 50%以下有 11 題。由研究對象的背景來看，高中一年級學生的海洋科學概念大都還是來自於中、小學階段。研究結果顯示，高中生在中、小學階段，對海洋科學概念的認知和素養是不足的，相關的教材內容提到的海洋課程也是缺乏的（羅綸新、黃明惠、張正杰，2012）。中、小學階段的海洋教育是有必要加強落實的，而高中階段的課程應多融入海洋素養的學習內容。

二、高中生海洋科學概念詞彙與迷思概念受到媒體影響甚巨

利用命題式概念圖造句評量後，整理出學生運用海洋科學概念 100 詞彙次數排序表，發現學生使用「暖化」一詞次數最高，其次分別為「地球」及「地震」。分析前 16 位學生最常運用的海洋科學概念詞彙，多為全球關注的環境教育或災害議題，常在報章媒體中出現，例如：「暖化」、「海平面上升」、「地震」、「海嘯」。顯示這些詞彙或概念每天在各種傳播媒體不停地被播送，對於學生所產生的影響相當大。但利用命題式概念圖造句評量後，整理出學生海洋科學概念詞彙迷思次數表，發現學生運用最多錯誤的迷思概念前三名，分別為「生質能源」有 27 次、「黑潮」有 26 次，「親潮」則是 22 次。其中黑潮為臺灣附近最重要的洋流，但在研究中也發現，這個詞彙卻是迷思概念次數最多的。親潮主是要在日本北部的洋流，同學都誤認為中國沿岸流。因此，最熟悉的詞彙不一定代表對這詞彙的概念一定正確，教師在教學現場，對於學生常會用的或大家耳熟能詳的概念，仍要多加注意是否存有迷思概念，也需要加強學生的海洋素養。

三、高中生海洋概念以知識面向的表達最高，其次為情意和態度

在所有高中生海洋概念回答中，知識面向有 33.56%、態度面向有 13.94%、情意面向有 11.9%、知識和態度面向有 12.76%、態度和情意面向有 6.98%、知識和情意面向有 7.06%，兼具知識、態度與情意面向有 3.84%，出現迷思概念有 1.94%，未作答有 8.04%。因此，知識面向為學生海洋概念表達最高，當然兼具知識、態度與情意面向的表達最少。另外，值得注意的是，學生以自己覺得熟知的知識回答仍有迷思概念的產生，說明學生自身對這些概念就有部分存有迷思未曾改變過，或自我察覺過。

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陸、研究建議

一、對教育行政主管機關之建議

（一）落實海洋教育政策及執行方案

教育部曾於 2007 年在《海洋教育政策白皮書》中，公布要將海洋教育相關課程提升到 10%。但研究調查結果，公立高中生的海洋科學概念為中等程度，主管機關有必要確認政策推行之成效。從小學課程開始，在編審教科書時，能多注意這些海洋科學概念融入課程的比例、培育具有海洋基礎素養的教師、鼓勵學校成立海洋教育推動小組、設計良好的海洋教育課程及教學方式。

（二）提升海洋教育認知能力

研究結果指出，在「高中職海洋教育能力指標」中，有多項能力指標顯示高中生只達中等程度。主管機關應多舉辦與海洋教育相關之研習，除加強第一線教師具備海洋教育之能力，更要推廣海洋教育宣導活動，使國人的海洋科學認知能力提升至精熟程度。

二、對高中教師教學之建議

（一）利用概念圖命題評量學生概念並幫助學生學習

利用命題式概念圖的評量方式以「正確性」、「解釋性」和「命題結構」三面向來幫助學生學習，讓學生快速知道自己的概念是否正確，是否有所瞭解，概念與概念之間的連結關係。雖然會增加教師評分時間，但卻不失為一個明白學生學習成效的好工具。整理研究資料時，研究團隊從這兩份不同試卷分析到，有兩個詞彙答對人數比例極為接近。雖然這不是研究團隊的研究目的，但研究團隊認為傳統評量學生學習成效試卷，常以是非題或選擇題方式出題，學生容易用猜測方式填寫答案，教師不容易從中瞭解學生真實的學習情況。因此，鼓勵高中教師可以改變出題方式，命題方式多元化可使學生有新鮮感，同時也能瞭解學生的學習結果。

（二）注意常見的詞彙，學生也可能有迷思概念

在研究結果所得到的海洋科學迷思概念中，發現高中生經常產生的迷思概念，反而是一般人耳熟能詳之詞彙，如：「黑潮」、「地震」等。因此，教師在教學時要注意這些詞彙，以簡單口頭測試就可瞭解學生的認知情形，除了需教導新的概念知識外，對於日常生活中一些與科學有關的詞彙，也能仔細說明使學生瞭解。

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誌謝

本研究為行政院國家科學委員會經費補助（計畫編號：NSC100-2511-S-019-001-），特此致謝。

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