凱利方格法在科學教育研究的應用

林裕仁、林日宗、洪振方 凱利方格科學教育 43 教育科學研究期刊 第六十一卷第一期 2016 年，61（1），43-67 doi:10.6209/JORIES.2016.61(1).02

凱利方格法在科學教育研究的應用

林裕仁

*

林日宗

洪振方

國立交通大學 教育研究所 科學教育暨環境教育研究所 國立高雄師範大學 科學教育暨環境教育研究所 國立高雄師範大學

摘要

本研究以文獻回顧的方法探索凱利方格法的原理與策略，再反思科學教育研究領域中可 應用凱利方格法進行研究的契機與限制。凱利方格法的分析與探索主要包含下列階段：元素 與構念的萃取、方格的建構與評比，以及方格的分析與解釋。這些資料分析的過程對教育研 究而言具備以下優勢。首先，研究者透過凱利方格法的應用，建立有系統的資料蒐集與彙整 架構，發現資料中既存的脈絡。再者，凱利方格法除了能針對單一個案所反映的方格評比進 行探索與分析外，也容許跨個案的比較。在科學教育相關研究中，這些優勢適合被應用於探 索學生科學學習、教師專業發展，以及評鑑科學課程與教科書等。本研究最後也說明在應用 凱利方格法分析時須考量的信度與效度，以及相關的研究限制，以更明確地說明使用凱利方 格法分析的策略。 關鍵字：科學教育、個人建構理論、凱利方格法 通訊作者：林日宗，E-mail: gary@tea.nknush.kh.edu.tw 收稿日期：2014/07/28；修正日期：2014/11/26、2015/03/25；接受日期：2015/03/30。

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壹、引言

探索個體內在概念系統與認知結構的相關研究，向來是國內科學教育領域學者們所關注 的主題之一（吳育倫、林靜雯，2013；洪振方、周進洋、蔡智文、蔡嘉興，2008；高慧蓮、 蘇明洲、許茂聰，2003）。在研究方法的選擇與應用中，結合質與量的分析是相當受到關注的， 因為教育研究的環境複雜，質與量的分析能提供不同的訊息，使研究者能夠更深入的解釋（宋 曜廷、潘佩妤，2010）。結合質與量的分析方法有許多不同類型，這些方法可以稱作混合方法 研究設計（Bergman, 2008; Creswell & Plano Clark, 2007）。凱利方格分析技術（Kelly repertory technology）即是一種混合方法的重要分析技術，此技術最初是始於心理學領域，而被廣用於 醫療、諮商與教育領域。在教育領域中，凱利方格分析往往被用以探索個案的認知結構 （Bencze, Bowen, & Alsop, 2006; Fisher, Russell, & McSweeny, 1991; Henze, Van Driel, & Verloop, 2007; Kreber & Klampfleitner, 2012），以及認知結構的改變與成長（Ben-Zvi Assaraf, Dodick, & Tripto, 2013; Ben-Zvi Assaraf & Orion, 2010; Keynan, Ben-Zvi Assaraf, & Goldman, 2014）。

不同於其他混合方法研究設計，凱利方格分析技術除了能夠配合研究目的對晤談受試者 獲致質性資料外，也可將質性資料編碼進行量化分析，以探索質性資料的系統、程度與類別 （Cohen, Manion, & Morrison, 2007; Keynan et al., 2014; Vanfretti & Farrokhabadi, 2013）。這樣 的特色可讓原先較屬於質性取向的研究方法，融入了量的分析策略；或者是讓具備龐大質性 資料的研究主題，擁有系統的探索策略（Heine, 2009; Kirkcaldy, Pope, & Siefen, 1993; Shaw & Gaines, 1996; Tan, Tung, & Xu, 2009）。在教育領域中，近期有愈來愈多的研究者應用凱利方格 分析技術進行資料的探索與分析，本研究認為，一些文獻中所使用的凱利方格分析策略值得 被整理提出，進而推廣、應用於不同研究主題。本研究架構首先以凱利方格分析技術的理論 為始，再而探討凱利方格法的資料蒐集與詮釋的策略。之後，本研究將討論主題延伸至科學 教育研究範疇，探討凱利方格法應用於科學教育的契機與策略。

貳、凱利方格法的簡介

一、凱利方格法的理論基礎

凱利方格分析技術在中文學界被使用的譯名包含：凱利方格法、方格法、凱利方格技術、 方格技術、凱利方格晤談技術等，本研究則採用凱利方格法一詞作為代表。凱利方格法的理 論基礎是根據 Kelly（1955）所發表的個人建構理論（personal construct theory, PCT）所衍生而 來。PCT 是一種認知與心理學的理論，提倡知識屬於個人建構的觀點。每個人對事物或現象

林裕仁、林日宗、洪振方 凱利方格科學教育 45 都擁有獨一無二的構念系統，此構念系統是非語文的、內隱的，以及個體主動建構的。當個 體能夠對事物或現象進行有意義的解釋時，新經驗與舊經驗方可相互調合而產生有意義的學 習。在個體的學習歷程中，外在的世界並不會主動提供個體客觀的知識，相對的，是我們主 動創造一種屬於個人的策略來認識外界所提供的訊息（Coo & Germann, 2007）。PCT 探討人們 是如何知覺環境的刺激、如何自我解釋、如何將外界的環境刺激轉換成內在的構念 （constructs），以及如何將新的構念與既存的構念產生關聯（Yaxley, 1991）。凱利博士將個體 建構方格的歷程視為一項投射的歷程，其中個體內在獨特的構念，將被反應於方格的建構中。 另言之，方格建構的內容與結果，即代表著個體內在的認知系統，而研究者即是在分析這些 建構的過程與結果（Fransella, Bell, & Bannister, 2004; Kurz & Middleton, 2006）。

二、應用凱利方格法探索的步驟

雖然在不同研究領域所使用的凱利方格法會依照研究的旨趣而將研究方法進行調整，但 一般而言，應用凱利方格技術須具備下列四個步驟：（一）引出元素；（二）引出構念；（三） 建構元素與構念的方格，並邀請受試者進行方格評比；（四）將完成評比的方格進行分析與 討論。

（一）引出元素

在 PCT 中，元素可以是人名、事件、概念或想法（Chitsabesan, Corbett, Walker, Spencer, & Barton, 2006; Jankowicz, 2004）。凱利方格法中，元素是源於外在的現象、概念或問題，是足 以刺激個體進行認知反應的基本單位（Burnham, 2008）。元素通常可藉由文字來進行表徵，且 表徵的文字通常不會是一長串的句子，而是簡單的單字，如名詞、動詞與連結詞等字彙。這 些字語詞可以代表某現象或實體，也可以是抽象的概念（Scheer & Sewell, 2006）。其中一項有 關元素的重要特色描述是：元素本身是中性的，因此可以反映個體的觀點。引出個案認知系 統中存在的元素，即是凱利方格法的第一步驟。元素的內容與研究主題的範疇是很相關的。 一般而言，引出元素的策略有兩個。首先，是由研究者針對特定主題或概念主動提出元素。 這樣的策略是為了讓受試者後續的晤談更能聚焦於研究者關心的主題。第二個元素引出的策 略，則是由受試者主動提出。就此策略而言，研究者會拋出與研究主題相關的問題而晤談受 試者，再從晤談紀錄中，讓受試者選取他所提出且重視的概念或語詞。這些被選取的概念或 語詞，即是元素。

（二）引出構念

當研究者獲得元素之後，會再進一步地邀請受試者（們）針對每一個元素做更詳細的推 論、解釋或評論，而這些評論即是此個案的構念。在 PCT 中，構念是發展自個體內心，是個 體針對某現象、問題或概念所進行的解釋。因此構念具備三項基本特徵：內容是獨特的、主

46 凱利方格科學教育 林裕仁、林日宗、洪振方 觀的，以及對個體本身有意義的。簡言之，不同個體往往對特定現象、概念或問題有著獨特 的想法，構念因人而異，而凱利方格法即是利用這樣的特徵，來探索受試者的認知結構。 Alban-Metcalf（1997）指出構念可以是心理層面（psychological）的描述（如：焦慮的、輕鬆 的）、外在層面（physical）的（如：高的、矮的）、處境或狀態層面（situational）的（如：靜 止、動態），或者是行為層面（behavioral）的（如：善於、不善於發表）等。相較於元素的文 字表徵，構念有比較複雜的結構與個人主觀的理解（Bradshaw, Ford, Adams-Webber, & Boose, 1993）。Kuipers 與 Grice（2009）則指出元素通常是回答 what 的問題，而構念則是回答 how 的問題。受試者構念的引出，往往需要研究者與受試者晤談與溝通互動。初學者可能對構念 與元素的區別有所困惑，會好奇元素是否也有正反兩極，例如某元素代表正極，而「非某元 素」就代表反極。如給予一項元素：人（man），其反向元素是否就是非人（not-man）？這問 題的答案是否定的。因為正反兩極的評論是決定於受試者的構念，例如某甲對「人」此元素 的反面想法為「非人」，則某甲的構念可能基於生物學的概念；某乙對「人」的反面想法為「小 孩」（child），因為某乙的構念則可能是基於成熟度。元素不存在正反兩極，當有正反兩極的 理由或解釋時，該論述即變成構念了。要區分元素與構念，學者專家們依據 PCT 的解釋是， 元素反映著外在事物的現象或問題，而構念則是個體內在的想法，唯有內在的想法，才存在 有正反兩極（Butt, 2004）。在凱利方格法的構念引出策略中，研究者往往隨機或有意圖的選取 三項元素，而提供給個案進行區別與解釋，進而引出個案的構念，此策略稱為三元素比較法 （triadic comparisons）。另言之，在三元素比較法中，個案必須針對被選取的三項元素，提出 理由說明為何其中的兩個元素屬於同一類別，而另一個元素則不屬於此類別，而個案的理由 即反映著個案構念的內容。三元素比較法是凱利方格法中引出個案構念的基本方法。在凱利 方格分析中，構念與元素都是主要的分析資料，這些資料可以解釋受試者如何知覺環境的刺 激、如何建構知識，以及如何將新的知識與既存的知識產生聯繫（Siraj-Blatchford, 1995）。

（三）建構方格與評比

Kelly的臨床診斷技巧，是基於個體本身的認知，而探索她或他如何解釋他所看到的現象。 Kelly（1955）以 Role Construct Repertory Test（簡稱 Reptest）來命名這樣的診斷技術，而本研 究將 Reptest 譯為「方格測驗」。當研究者具備元素與個案提出的構念之後，接下來即是要建 構方格測驗，當作評量工具，而探索個案的認知系統。方格測驗主要的原理是使用元素與構 念間的評比，來引出受試者的認知結構。在進行測驗的方法上，方格測驗是以受試者為中心 的：首先，無論元素是否由受試者的晤談中提出，構念的引出絕對是受試者個人的解釋與說 明；再者，雖然元素可以由研究者選定，在選擇元素的過程中，研究者是被呼籲要關注受試 者的認知與特徵，而選擇最恰當的元素（Van Kan, Ponte, & Verloop, 2010）。值得一提的是， 方格測驗雖然關注的是受試者晤談中的質性資料，但測驗本身是量化的評鑑。一般而言，方 格測驗的問卷被設計成五等量表，受試者必須對每一項元素與每一項構念的配對進行評比。

林裕仁、林日宗、洪振方 凱利方格科學教育 47 例如受試者認為某一元素與某一構念極相關，則給予五分，極不相關則給予一分，直到所有 元素或構念配對完成。這些量化的數據，是後續系統探索個案構念的重要依據（Kuipers & Grice, 2009; Suto & Nádas, 2009）。凱利方格法應用的策略主要包含四個步驟，研究者將上述 討論彙整於表 1，其中最後一個步驟「分析與討論」是本研究探討的要點，因此將另起標題於 後文，做更詳細的闡述。 表 1 凱利方格法步驟 步驟 大意 策略 1. 引出元素 引出個案對某研究主題的反 應 1. 晤談受試者，再由晤談紀錄中彙整元素。 2. 由研究者針對某研究主題主動提供元素。 2. 引出構念 透過三個元素的比較，引出 個案想法 研究者提出三個元素，讓受試者比較、解釋 此三元素的差異原因。 3. 建構方格與評比 建構方格測驗受試者 將元素與構念相互配對而建構方格，並將之 提供予受試者進行施測。 4. 分析與討論 分析與解釋方格測驗的結果 進行量化或質性的分析，探索受試者的認知 系統。

參、凱利方格法的分析

凱利方格法在社會科學研究領域是受關注的研究法之一，本研究好奇凱利方格法如何被 學者專家們應用，例如應用的策略、形式與調整等。本研究整合凱利方格法的相關研究文獻， 分析其使用的研究方法與策略而提出兩項凱利方格法的特徵：「系統的資料彙整」、「詮釋 資料的脈絡」，此亦是研究者選擇使用凱利方格法的主要理由。

一、系統的資料彙整

在社會科學領域應用凱利方格法進行研究與分析的最基礎策略，是系統的質性資料蒐集 與彙整，亦即利用凱利方格法將龐大的質性資料進行系統性的縮減，或針對特定的研究目的 做聚焦性的探索。就系統的資料彙整策略而言，本研究再細分成三個子項目具體說明：「探 索個案深層構念」、「透過方格而促進學習」與「定義知識與理論範疇」，以下針對這些方 法分別說明。

（一）探索個案深層構念

凱利方格法是一種資料彙整的方法，透過元素與構念的引出與彙整，研究者可聚焦於某

48 凱利方格科學教育 林裕仁、林日宗、洪振方 個主題，來更深入地探討個案（群）對該主題的概念與想法。在 Bencze 等（2006）的研究中， 凱利方格法被應用以探索教師的科學觀點（views about science）。透過理解教師的科學觀點， 研究者可詮釋他們的科學教學。該研究將凱利方格法的元素設定成不同的教學策略，如個案 研究、講述教學、實驗室探究與合作學習等；而構念則是透過三元素比較法所獲致的教師反 思，例如，我（不太）喜歡使用此教學策略、此教學策略（不）可有效地協助學生學習、我 覺得學生也（不）喜歡此教學策略等等。透過多位個案教師的晤談與評比，研究者對於這些 教師的科學觀點，以及對不同教學策略的認知，有著系統的彙整、定義與詮釋。Ribeiro、 Feixas、Maia、Senra 與 Dada（2012）應用凱利方格法探索大學一年級新生心理徵狀 （psychological symptoms）與問題解決能力（problem-solving skills）的改變與成長。凱利方 格法中，元素被設定為：現在的自己（self now），進入大學前的自己（self before entering university）、母親、父親、重要的人，與喜歡的人（男女各一）等。在凱利方格法中，這些元 素成對地被提供給受試者，並要求他們比較此兩個元素相似與相異的理由，而這些理由即是 構念。為了蒐集更豐富的構念，以及讓構念聚焦於研究主題，研究者將自己、母親、父親等 三個元素，設定成固定的元素（配對中此三元素必存在）進行晤談。構念與元素所組成的方 格問卷，也分別在學期初與學期中進行施測。透過方格測驗結果的分析，研究者提出數項影 響新生心理徵狀的重要因素，文獻中也說明凱利方格法是一項有利於系統探索受試者構念的 策略。 在應用凱利方格法以理解個案的深層構念時，研究者須盡可能讓受試者對元素主動表 達，藉由既存的先備知識來解釋與說明（Bezzi, 1999; Corporaal, 1991）。更具體地說，在蒐集 受試者的構念時，研究者必須釐清受試者如何看待每一個元素，提供充分的機會讓受試者說 明與解釋，而不同先備知識的研究者，將以不同的觀點解釋。研究者若採取三元素比較法來 引出構念，則元素間的差異是引出受試者獨特構念的主要原因。具體言之，若元素間的差異 很明顯，受試者的構念引出將會趨向於客觀，構念的獨特性也將降低；相對地，如果元素間 的差異是細微的，受試者的構念引出雖然會困難許多，但結果將會是較獨特與精緻的（Mayo, 2004）。研究者必須考慮受試者的先備知識與能力，提出能讓受試者理解的元素，再進行個案 構念的探索與分析。

（二）透過方格而促進學習

凱利方格法最初被設計以探索個案的認知構念，而社會科學領域的學者發現凱利方格法 亦可被小組共同的檢視與討論，故將應用方格以探索個案構念的策略，與小組合作學習聯繫。 具體言之，當小組同儕共同討論元素與構念的關係時，即是一項同儕反思所學與共同建構知 識的機會，透過這樣的策略，凱利方格法與小組合作學習可以融合（Fetherstonhaugh, 1994; Mayo, 2004; Tobacyk, 1987）。例如在 Tobacyk（1987）的研究中，他將凱利方格法的樣式重 新編擬，當作學生共同建構知識的學習單，以促進同儕的討論。Tobacyk 關心學生心理學史的

林裕仁、林日宗、洪振方 凱利方格科學教育 49 學習過程，凱利方格法的元素在該研究中被定義為心理學史中知名的心理學家，如 J. Piaget、 E. H. Erikson、Lev S. Vygotsky 等；而構念則是晤談學生時，他們對這些心理學家的描述與形 容。研究者彙整所蒐集的構念，將構念描述中存在的兩極化特徵凸顯，例如某心理學理論是： 新奇的與不新奇的；化約的與非化約的；觀察所得的與非觀察所得的；應用數學的與非應用 數學的等等。而在後續的教學活動中，教師邀請學生們就每一位心理學家的理論、生平與事 蹟進行討論，這樣的討論促進了同儕間的合作與學習。 Mayo（2004）也應用凱利方格法來促進大學生心理學發展史課程的學習。該研究透過專 家群共同選取了六項構念，如遺傳的或環境的、連續性的或非連續性的、穩定的或改變的等。 元素的選取則是參考 Tobacyk（1987）的方法，以心理學史中知名的心理學家為元素，例如 K. Lorenz、S. Freud、A. H. Maslow 等。學生被邀請透過小組討論，將歷史中重要心理學家們 配置於方格內（表 2），並說明原因。學生共同建構的結果反映出他們對心理學發展史的理解； 而共同建構的過程中，學生有機會分享所學，以及共同檢視、溝通、反思、評鑑彼此的方格 建構結果，而促進學習理解。如此小組學生共同建構方格的策略，並非如傳統的方式將數值 （如五等量表的 1 至 5）填入方格之中，而是將心理學家的人名以代號填入，此策略是凱利方 格法與合作學習的另一種整合形式。 表 2 小組共同建構方格 評比（極不相關） 1 2 3 4 5 6 7 （極相關） 1. 遺傳的 L F M P E Ba, Br 1. 環境的 2. 連續性 L, Ba E, K 2. 非連續性 3. 穩定的 F, L Ba, Br, M, P, S 3. 改變的 4. 內在的 K, L F, P M Ba E Br, S, V 4. 外在的 5. 單一領域的 F, L, S Br, K P E, M 5. 多領域的 6. 可驗證性的 Ba Br, V K, P F, M 6. 難驗證性的 註：L＝Lorenz；F＝Freud; M＝Maslow; P＝Piaget; E＝Erikson; Ba＝Bandura; Br＝Bronfenbrenner; K ＝Kohlberg; S＝Skinner; V＝Vygotsky.學生小組透過討論，將心理學家的名字填入方格中以進行評 比。引自“Repertory Grid as a Means to Compare and Contrast Developmental Theorists,” by A. J. Mayo, 2004, Teaching of Psychology, 31(3), p. 179. doi:10.1207/s15328023top3103_4

（三）定義知識與理論範疇

凱利方格法也可被應用於晤談某領域專家們，透過相同領域專家的意見整合，研究者可 定義該領域的專業知識範疇，甚至建立理論基礎（Guo, Lu, Li, & Li, 2011）；若研究對象同時 包含不同領域的專家群，則可探討不同領域專家對同一現象的解讀（Gupta, Fischer, van der

50 凱利方格科學教育 林裕仁、林日宗、洪振方 Lans, & Frewer, 2012; Kreber & Klampfleitner, 2012; Suto & Nádas, 2009）。Suto 與 Nádas （2009）藉由凱利方格法晤談具資深經驗的主考官（亦是試題編製者），以定義國家教育測 驗題目（數學與物理科）精確度（accuracy）的意義。該研究中將元素設定為測驗中的試題， 並預先將所有試題區分成三種不同的精確度類別。在晤談中，研究者提出三種不同精確度試 題，請受試者解釋為何此三個試題有不同的精確度，以獲得構念。研究者彙整構念，發現攸 關測驗難易度的原則包括：問題的具體或抽象（concrete-abstract）、問題的專業措詞 （phraseology）、問題是否情境化（context），以及問題是否另有答案（alternative answers）。 當這些原則被定義之後，就能成為國家測驗試題編製的準則。 若凱利方格法應用的受試者是生手或一般大眾，則可以探索在某領域中的普遍認知、初 始狀態、比較當前狀態與預設目標的差距，以及擬訂改善的方向等（Canning & Holmes, 2006; Jordan & Persson, 2007）。Canning 與 Holmes（2006）探索社區大眾對博物館服務諮詢的感受， 研究人員以博物館的服務諮詢內容當作凱利方格法的元素，如電腦諮詢服務、健康諮詢服務、 多國語言諮詢服務等，受試者是在社區中隨機挑選的一般大眾，並針對每一項服務諮詢進行 晤談，藉以探索大眾對博物館服務諮詢的態度，以及需要改善的方向與原則。Jordan 與 Persson （2007）也利用凱利方格法探索人們使用現代化產品具備哪些考量。在此研究中，由研究人 員提供受試者不同的現代化產品圖片當作凱利方格法的元素，如不同的咖啡機、交通工具以 及家電等，藉由這些元素去晤談大眾對這些產品的感受、想法與使用心得，作為提供產品研 發公司對改善產品的建議。Guo 等（2011）探索大學生願意使用電腦媒介溝通軟體的主要理 由。該研究利用凱利方格法，將元素設為電腦媒介溝通的各種程式或軟體，如 E-mail、即時 通等軟體。構念則是晤談受試者比較不同軟體的功能與優勢等，所提出的理由。透過凱利方 格法，該研究系統地彙整出影響個體使用電腦媒介溝通軟體的八個主要理由，如方便性、溝 通方式、內容管理、操作介面等。這些主要理由亦被視為建議未來軟體設計改善的重要原則。

二、詮釋資料的脈絡

近年來，凱利方格法已有電腦軟體協助進行量化的分析，或者由質性轉量化的資料分析 （如，Idiogrid、Rep 5、Gridsuite）。此分析技術主要的原理是將方格的質性資料融入量化的評 比，再透過統計的運算而進行分析（Cohen et al., 2007），較常見的分析包含群聚分析（cluster analysis）、主成分分析（principal component analysis）與比較分析（compare analysis）。這些 分析技術使得質性資料存在的脈絡凸顯出來。以下介紹近期研究中如何應用這些軟體協助研 究人員進行凱利方格法的統計分析。

（一）群聚分析

群聚分析的目的是應用統計的方式縮減龐大的質性資料，並以系統的表徵將質性資料進 行群聚與彙整（Neimeyer & Neimeyer, 2002）。無論是構念或元素，透過群聚分析，研究人員

林裕仁、林日宗、洪振方 凱利方格科學教育 51 可以得知造成方格評比主要變異的成分有哪些群聚。群聚分析是把相似評比的元素編排在一 起，也將評比相近的構念聚集。此聚集在一起的元素或構念，可被研究者進行內容的檢視、 解釋或重新為此群聚命名，此目的除了可得知影響個案評比變異的重要成分外，亦可檢視與 其相似程度高（同時也是相異性的分析）的元素或構念有哪些，而使得元素與構念群的從屬 關係可系統地被探索（Keynan et al., 2014; Raskin & Bridges, 2002; Vanfretti & Farrokhabadi, 2013）。這些元素與構念系統，再透過跨時間或跨個案的比較，均可為研究者帶來豐富的訊 息。Kreber 與 Klampfleitner（2012）利用凱利方格法探索語言、法律與物理領域的講師與學生 對於教學中真實的意義（meaning of authenticity in teaching）。研究者應用凱利方格法比較兩群 不同先備知識的受試者，邀請他們解釋說明什麼是真實的教學、真實的教學有哪些特徵、如 何進行真實的教學等。研究者在晤談前準備九項元素，包含：好的教師、真實的教師、非真 實的教師、典型的教師等，再利用三元素比較法蒐集受試者的構念。晤談中所蒐集的構念透 過群聚分析後，構念間共同的特徵可被進一步群聚與命名，例如存在主義的（existential）、批 判主義的（critical）與社群主義（communitarian）等。再者，透過構念類別與元素的評比，研 究者可系統地探索教師與學生，對於教學中真實意義的解釋之異同。Vanfretti 與 Farrokhabadi （2013）藉由凱利方格法來探索學生的教學回饋，該研究所設定的元素是九項最能影響學生 學習的因素，例如：主要教材、補充教材、平常測驗、學期考試與授課講師等。在凱利方格 法中，受試者必須針對每一項元素發表自己的想法，而這些想法即是構念。構念與元素在後 續的群聚分析中，研究者可進一步地檢視元素與構念在彼此的評比中存在哪些結構與系統， 進而改善教學成效。

（二）主成分分析

主成分分析主要在探索能夠解釋個案認知表現的主要成分。主成分分析的結果是維度座 標的表徵。亦即，將凱利方格法中，影響（或解釋）個案表現變異量的主要成分與內容，表 徵於二維（平面）或多維座標軸中。以平面二元的座標軸為例，主成分分析將解釋變異量最 高與次高的新變數，形成二維的平面空間。在此二元座標中，每一項元素與每一項構念均可 被標示在此平面座標中，研究者藉此得知元素與元素、構念與構念，或者是元素與構念間距 離，再進一步針對欲關心的元素或構念提出解釋與進行分析（Jankowicz, 2004）。這樣子的座 標圖表徵，可以代表個案的構念系統，亦可透過跨個案的比較進一步探索。 有關元素、構念在主成分分析座標的解釋，一些研究採取距離的觀念來對研究結果進行 解釋（Luk & Shek, 2006; Tan, Chen, & Lee, 2013）。也就是對構念間與元素間的相對距離而言， 距離愈接近者，其關係較密切，相似度也較高；相對距離愈遠者，相似度較低，關係也較疏 遠（見圖 1）。另一方面，就構念與元素間而言，其相對距離愈接近者，意味可相互解釋的成 分愈高，相對距離愈遠者，可相互解釋的成分愈低。例如 Luk 與 Shek（2006）探討 19 位精神 病患接受教育輔導與藥物治療前、後，對自我認同系統（self-identity systems）的改變與恢復

52 凱利方格科學教育 林裕仁、林日宗、洪振方 主成分1 （能解釋測驗變異量最高者） 主成分2（能解釋測驗變異量次高者） ＊（元素2） ○（構念1） ＊（元素1） ○（構念2） 元素間距離 構念間距離 元素與構念間距離 圖1. 凱利方格法主成分分析呈現的構念系統 情形。該研究設定的元素為自我認同系統理論中的重要概念，例如：現在的我（self at present）、 1年前的我（self one year prior）、理想的我（ideal self at present）、標準的前精神病人（an ideal ex-mental patient）、我的父親（my father）、我的母親（my mother）、一位不成功者（an unsuccessful person）等；而構念則是受試者進行三元素比較法所獲致的理由，其中受試者被 要求比較「現在的我」與其他隨機的兩元素，並說出其中兩個相似或相異的理由。在方格建 構與評比之後，該研究應用主成分分析而獲致個案的構念座標系統，並就座標系統中，選定 三個特定座標點：理想的我、標準的前精神病人以及一位不成功者，並以此三個座標點的相 對位置來分析與探討受試者藥物治療前、後的改變情形。Tan 等（2013）應用凱利方格法探索 學生對於使用數位筆（paper-based digital pen）的喜好與接受程度，以及數位筆具備哪些優點 可以促進學習。在該研究中，凱利方格法的元素是 31 位學生的學習檔案。構念的獲得則是透 過三元素比較法，邀請教師對其中三個學習檔案進行比較後的解釋說明。當方格測驗被建構 之後，所有學生針對元素與構念的關係進行評比，再透過主成分分析探索學生願意使用數位 筆的程度與主要理由。Partridge（2012）則利用凱利方格法研究六位中學教職員的幸福感 （emotional well-being）。在凱利方格法中，受試者必須針對他們各自的職場環境與人員進行 描述，並說明哪些因素可能有利於，或有礙於職場中工作的情緒，共有四個正向與負項的環 境因素被萃取成為元素；構念則是利用三元素比較法萃取而得。透過主成分分析，研究者發 現角色定義、壓力來源、溝通管道與同儕支持等，是影響職員幸福感的主要原因。最後，該 研究也指出凱利方格法的主成分分析是一項值得用以探索個案構念系統的工具。

（三）比較分析

凱利方格法主要是一項診斷工具之外，亦可將診斷的結果進行比較，例如相同個案實驗

林裕仁、林日宗、洪振方 凱利方格科學教育 53 處理前、後的比較；再者，不同個案同時期的比較，如不同地區學生學習的比較、專家生手 的比較等（Henze et al., 2007; Kuipers & Grice, 2009; Luk & Shek, 2006; Ralley, Allott, Hare, & Wittkowski, 2009）。在進行比較分析時，要特別注意的是，研究者需就研究主題建構一個可 以比較兩次或多次測驗的方格，此種方格稱為比較方格或共同方格。為了讓不同個案有更廣 泛的空間反應，建構比較方格時所選取的個案需盡可能的異質性，例如包含不同性質或領域 的專家與生手。當比較方格建立之後，可計算兩次或多次測驗的差異（此步驟通常由電腦軟 體執行），差異最多或最少的元素與構念皆可被獲知，研究者可以依研究目的，關注差異性 較高或較低的元素或構念來進行進一步地分析與討論。如 Henze 等（2007）所應用的凱利方 格法是邀請專家教師群建立比較方格，並探討教師對新課程改革的認知與教學適應情形，該 研究於 2 年之間分別對教師（研究對象）進行方格的前、後測，在分析方法方面則應用比較 分析來探討兩次測驗間差異最多的元素（課程改革所提倡的諸項教學策略）與構念（教師對 這些教學策略的反思與感受）。另外，此研究也應用群聚分析更深入地探討哪些教學策略是被 個案教師視為相同的類別，以及教師對這些類別的評價與感受。Kuipers 與 Grice（2009）也應 用凱利方格法的比較技術，探索一群專家與生手醫護人員對於腦傷病人照護與感受的改變， 該研究設計讓專家與生手醫護人員，在接受照護病人的教育課程前、後進行凱利方格法，探 索專家與生手醫護人員對病人照護的想法，是否因參與課程而獲致改變，該研究也藉此提出 醫護教育課程的相關建議。Ralley 等（2009）的研究則是應用凱利方格法探索護理與醫療人員 的教育，其中 12 位受試者（醫護人員）被選取，該研究建立共同方格，所設定的元素為不同 類型的精神病患，而構念則是照護人員對這些病患的照護感受等想法。藉由方格的評比後， 研究人員透過主成分分析得知醫療人員是如何看待不同的精神病患，該研究也指出比較方格 提供了一項平台，可系統地呈現不同醫護人員對病人照護的信念，這些結果均對未來醫護人 員教育有重要的啟示。

肆、凱利方格法在科學教育領域中的應用

凱利方格法提供一項具備系統與結構的方法，來探索資料的結構與系統。在近期電腦軟 體持續地發展之下，更擴展研究者應用的領域與範圍。在科學教育領域的凱利方格法文獻分 析時，我們採用內容分析研究法的質性編碼策略來閱讀與彙整文獻資料（Miles & Huberman, 1994; Strauss, 1987）：一、蒐集凱利方格法的相關文獻；二、文獻閱讀，以瞭解各篇的研究目 的、方法與主要研究結果；三、分析文獻採用凱利方格法的目的與步驟；四、歸納文獻的特 徵，並進行類目編碼。透過上述策略，本研究將應用凱利方格法的文獻分成三個類目：「科學 教學的研究」、「教師專業成長的研究」、「教科書分析的研究」。此三類目是科學教育領域中三 項較常見的研究主題，此也說明凱利方格法幾乎適用於科學教育任何的研究主題。再者，在

54 凱利方格科學教育 林裕仁、林日宗、洪振方 每個類目之下，有數項應用的特徵另外被提出，而這些特徵即成為上述三類目的子標題。

一、科學教學的研究

（一）科學知識建構與概念改變

國內、外有不少科學教育文獻應用凱利方格法探討學生的科學知識建構、合作學習與概 念改變。Bezzi（1996）利用凱利方格法探索大學生對地質學科學概念的建構與理解，該研究 所設定的元素為各類別的岩石，如安山岩、玄武岩、花岡岩等，而構念是由三元素比較法晤 談中所獲致學生對各種岩石的描述與想法，如結晶體（crystalline）、一種酸性岩漿（acid magmas）、具備斑晶（with phenocryst）等等。研究者將元素與構念組成方格問卷，邀請學生 做五等量表的評比，探索學生的知識系統。另外，學生有機會檢視自己與同儕的方格分析結 果，此可促進學習者對自我學習的反思。再者，同儕間亦可檢視彼此的方格，相互討論、溝 通每一項元素與構念如何被評比，以瞭解同儕如何建構知識。凱利方格法除了可探索個案認 知結構外，亦可當作評量工具，評估學生於學習前、中、後概念改變的情形（Fetherstonhaugh, 1994）。Ben-Zvi Assaraf 等（2013）結合了三種質性的資料分析法：概念圖、凱利方格法與字 詞聯想，來探索八年級學生生物課程中的「恆定」科學概念，以及教學前、後學生概念改變 的情形。元素在此研究被設定為與恆定相關的 12 項子概念，是學生晤談中提到的科學概念， 例如呼吸、氧氣、血球細胞等。構念則是學生對每一項元素與恆定概念的解釋。資料分析中， 研究者將構念彙整成數個主要類別，並計算學生在教學前、後的構念在各類別所占的百分比 而得知學生的學習成效，以及概念改變的情形。該類似的研究方法，也被延用於探索學生的 環境知覺與對環境的態度（Goldman, Ben-Zvi Assaraf, & Shaharabani, 2013），如此以凱利方格 法為評量或診斷學生學習的策略，是近期研究所關切的。

（二）同儕合作建構

凱利方格法除了可探索個案的構念外，亦可成為小組討論與建構知識的媒介，例如前文 提及的 Mayo（2004）與 Tobacyk（1987）所設計的方格測驗，其主要目的即在於提供學生溝 通與協商的平台，促進學生思考每一位心理學家提出理論的特徵與主旨，決定適合擺在哪一 個方格位置。此時方格測驗除了是一項評量工具，亦是一項學習任務，或者是促進學生同儕 建構的教學策略。相較於探索內在認知系統的方格測驗，促進同儕合作的方格測驗關注元素 與構念的來源－需源自於受試者而非專家。例如 Mayo 研究中提出的構念「可驗證性－難驗證 性」即是源自於學生的想法，學生容易明白此構念的意義，此也意味著有更多學生可以參與 方格的建構。另一種應用方格促進同儕合作的策略是，將同儕所建構的方格分享給大家。於 Bezzi（1996）的研究中，學生有機會檢視同儕建構完成的方格以及方格分析的結果，藉此瞭 解同儕如何建構而反思自己的學習。教師甚至可主動提出表現優秀學生的方格測驗，再邀請 學生一起檢視，這樣的策略也可以促進同儕互動與溝通的機會。近年來電腦資訊與網路媒體

林裕仁、林日宗、洪振方 凱利方格科學教育 55 的發達，方格的評量、討論與共同建構更可以結合線上學習，讓學生透過網路平台記錄其方 格的討論或知識建構的情形，並提供教師教學的回饋。

（三）科學概念的評量

凱利方格法在探索個體深層的概念與理解策略中，有一項目是探索與評鑑學生的科學與 非科學語詞。國內學者楊文金（2007）從科學詞彙（signifiers）與詞義（signified）的關係著 手，將科學詞彙設定成凱利方格法的元素、科學詞義設定成凱利方格法的構念，以探討個案 對於科學概念語詞的構念系統，透過主成分分析，研究者除了可檢視個案對某科學概念能否 正確理解外，也可得知初學者對新學習之科學概念是否恰當，或者存在迷思概念，再透過跨 個案比較分析，研究者甚至可以得知學生的迷思概念與正確概念的差異程度。Ben-Zvi Assaraf 與 Orion（2010）利用凱利方格法評鑑小學四年級學生水循環的科學概念。該研究主要的分析 資料為學生的繪圖、詞語聯想與建構的凱利方格法。就凱利方格法而言，學生們在晤談中被 問及：「水在自然界中遭遇了什麼事？」從晤談資料而挑選的 12 項概念即是凱利方格法的元 素，再利用三元素比較法引出學生的構念。在分析資料時，該研究採用質性分析的方式，配 合學生所有的學習資料，並比較教學前、後學生對於水循環的概念進步與成長。這些比較的 資料均是評量學生概念學習的重要依據。Keynan 等（2014）利用凱利方格法評鑑學生對環境 相關議題的概念理解。首先研究者透過晤談資料，彙整 15 項與生態系統相關的科學概念成為 凱利方格法的元素，包含：地圈、水圈、生物圈等。三元素比較法被應用來蒐集個案的構念。 蒐集的元素與構念進一步地被彙整成方格測驗，再交由學生進行評比。最後透過群聚分析， 研究者可以探索與評鑑學生教學前、後對生態系統的理解與概念成長及精緻過程。整體言之， 教師與研究人員能利用凱利方格法，針對學生學習的科學概念理解進行探索與分析。

（四）科學評量試題的發展

凱利方格法容許探索特定個案（群）對特定主題內容的知識或態度，主要包含哪些向度。 此結果亦可進一步建立原理原則而貢獻於評量測驗的（內容向度）發展。Hu、Chang 與 Lin （2003）發展一項凱利方格問卷，調查學生對生物課程的學習態度。一些生物課程中重要的 科學教學向度被定義，以當作凱利方格法的元素，這些元素包含：操作技術（manipulative skills）、問題解決技術（problem solving skills）、科學概念（scientific concepts）與科學應用 （application of science）、科學故事（history of science）與社會倫理議題（social/ethical issue） 等六項。藉由三元素比較法，學生在晤談中被要求針對每三個元素進行解釋，這些解釋即是 構念。而研究者即是分析這些構念的內容而得知有哪些重要的因子將會影響學生對生物課程 的興趣與態度，這些重要因子亦成為未來發展科學態度問卷的重要內容指標。McMillan （2007）探討口腔衛生學系教師的科學教學中所需具備的重要教學能力。參與者（學生）在 凱利晤談中，提到的諸多教學能力以及教學能力的解釋，分別被定義為元素與構念而整合於

56 凱利方格科學教育 林裕仁、林日宗、洪振方 方格測驗中。方格測驗經過學生們的評比之後，研究者應用群聚分析整合出三項教學能力的 範疇：學科內容知識、教學方法與教學理念的範疇。此三項範疇與各範疇中細部的構念，提 供該研究明確的科學教學建議，亦為未來評鑑教學品質的理論建構，提供了基礎的探索。 Chitsabesan 等（2006）應用凱利方格法來定義優秀教師的教學特徵與行為。受試者在晤談中 被要求解釋說明有益於、有礙於學習的教學特徵與行為。這些特徵與行為分別被視為凱利方 格法的元素與構念。透過群聚分析的整合，該研究群發展一套評鑑教師教學的方格測驗，以 協助研究者從受試者的角度，定義優秀與非優秀教師的教學特徵與行為，而該方格測驗也可 以被沿用於其他領域或主題的教學評鑑。

二、教師專業成長的研究

（一）探索教師的教學信念

在教師專業成長的相關研究方面，應用凱利方格法的文獻傾向探索不易直接觀察的內隱 教學理念，如教師科學教學信念、態度、理念或科學本質觀等（Fisher et al., 1991; Henze et al., 2007; Rayment, 2000）。林陳涌與楊榮祥（1998）應用凱利方格法來探索個案教師的科學本質 觀，該研究設定的元素是不同學科科目名稱，如科學、語文或數學，並將這些元素安排成三 種不同的組成配對，且配對中一定包含「科學」科目，受試者（教師）針對不同元素的組合 去反思其差異，包括教學策略、教學內容或評量的差異等。透過凱利方格法，這些個案教師 內在的深層科學本質觀可被投射出來而進行分析，教師亦有機會檢視自己的教學觀念而促進 教學的專業發展。Henze 等（2007）則探討荷蘭的科學教師對建模教學（teaching models）的 深層構念，該研究設定的元素為教師對新課程設定的教學策略，例如引導小組進行合作學習、 實施討論活動等，目的是引導學生參與建模（modelling）的學習；而構念則是教師對新課程 內容的感受與反思，包括教師對教學評量、學生能力以及教材運用的考量。透過凱利方格法 的群聚分析，研究者可以瞭解每一位個案教師對新課程的理解，也可釐清每位教師專業成長 的起始點。

（二）跨個案教師的比較分析

凱利方格法本身即有一套跨個案系統比較的方法，在以教師為個案的研究中，無論是教 學知識、態度與技能均可成為比較的材料。跨個案比較的平台是透過相同的方格測驗來評比 不同個案，或者是選取不同的時間來進行施測。透過比較方格的分析，研究者可以探索不同 個案或相同個案不同時間點的構念與元素之差異程度（McGregor, 2014）。跨個案的比較分析 關注於受試者間的認知觀點異同，跨時間的比較分析則可探索個案學習成長的歷程與改變。 以教師專業成長為例，跨個案的比較可以得知不同領域教師學科教學知識，跨時間的分析可 以探索教師專業成長的改變歷程。例如，透過比較方格，我們可以探索與比較專家和新手教 師專業成長後改變最多與最少的構念分別是哪些。在 Gupta 等（2012）的研究中，透過凱利方

林裕仁、林日宗、洪振方 凱利方格科學教育 57 格法探索個案對於奈米科技的認知與概念。元素與構念均是透過與專家的晤談與討論而得， 如此所形成的方格測驗，除被用以評比專家群當下的認知系統外，也被比較於不同領域專家 群或一般大眾。Kreber 與 Klampfleitner（2012）在建構方格測驗時，特別邀請語言、法律與 物理領域的專家，讓他們成為受試者。其目的就是要藉由不同領域專家知識的比較，反映出 不同面向的解釋，以更能深入地探索研究的議題。無論是教師專業成長，還是各領域教師針 對某議題的比較分析，研究者均可應用凱利方格法來有系統地分析與瞭解。

三、教科書分析的研究

在科學教育領域中，凱利方格法除了可應用在單一個案的認知分析、多數個案的比較分 析外，也可應用於以教科書或課程大綱為個案的分析（Caravita et al., 2008; Silvia et al., 2008）。 如 Silvia 等（2008）透過方格技術來分類、評估與比較 19 個國家的環境與生態教科書。在方 格的比較中，每一版本教科書的主題內容被陳列，內容包含：文字描述、圖片、環境與生態 單元所占的百分比等，而受試者被要求仔細地檢視與評估這些被陳列的內容，再而進行跨版 本以及跨國的比較。該文章也提及方格的技術提供一項分析與比較的工具，使各版本教科書 中的內容與品質可以仔細地被分析與評估。目前以教科書為研究個案的學者並不多，本研究 期望科學教育領域可將凱利方格法應用於此領域。值得注意的是，課程大綱與領域主題內容 分別被設定為元素與構念的策略卻是常見的。如 Bezzi（1999）將課程（科目）定義為凱利方 格法的元素，而透過晤談讓受試者比較科學科目與其他科目差異的理由被設定為構念，如「實 驗室的或田野工作的」、「歸納的或演繹的」、「應用的或基礎的」、「實驗性的或理論性的」等。 由構念與元素所配對而成的方格測驗，可被用以探索科學科目在受試者的認知中所具備的性 質與內容，進而反思教材的編排需考慮哪些重要向度。

伍、凱利方格法應用的考量與限制

在凱利方格法信度與效度的建構方面，主要在於元素與構念的慎選。一般而言，方格的 元素多由研究者提供，目的是讓受試者有較明確的反應參考，然而，研究者所選定的元素是 否能確切呈現所要探討的主題、受試者是否能夠理解元素的意義，以及晤談技巧等，都是信 度與效度良窳的重要考量（Jankowicz, 2004; Neimeyer & Neimeyer, 2002）。當然，元素的決定 也可經由研究者從受試者的晤談中選取，這樣的策略是為了更能夠瞭解受試者的內在想法， 然而，此策略也可能造成晤談內容因缺乏研究者的導引而太發散（Cohen et al., 2007）。整體 言之，研究者在選擇元素前需對該研究領域有足夠的熟悉，在彙整構念時須理解受試者的想 法，以及能敏銳地察覺構念的正反兩極等，如此才能更有效地將凱利方格法應用於不同領域。 在編製方格測驗時，元素與構念的配對與數量需仔細拿捏，數量太多會增加測驗時受試者的 認知負荷，太少則難以反映其內在的觀點。

58 凱利方格科學教育 林裕仁、林日宗、洪振方 凱利方格法的應用主要是基於個人建構論，亦即意義與經驗是基於個人的建構。然而， 這樣的理論基礎與其衍生出的實際策略，仍有信度與效度問題的存在以及應用限制。在 Van Kan等（2010）的研究中，便指出元素的獲得若只經由研究者提供，而非由受試者提供，此策 略將導致受試者的晤談偏離原先研究者的期待，而影響到構念萃取的焦點。第二，對於引出 受試者構念的三元素比較法，也是被質疑的對象之一，例如三元素比較法太過繁複。第三， 在晤談中個案的解釋總是一長串的描述，但研究者往往使用代號或簡述來描述構念，目的是 考慮構念的單一性，但這樣的方式將導致構念失去原始的意義。Vanfretti 與 Farrokhabadi （2013）也指出，雖然凱利方格法是一項有效的引出與彙整受試者構念的方法，但要透過許 多元素來引出受試者的構念，這樣的策略是不夠直接明確的，因為學生可能只對少數幾項元 素持有想法與意見，並不是每個元素都可以激起學生豐富的想法。就提升凱利方格法應用信 度與效度的策略方面而言，研究者可邀請受試者共同檢視詮釋的內容，以正確詮釋受試者的 構念系統（Suto & Nádas, 2009）。此外，藉由凱利方格法應用軟體的協助，亦可進行更大量 的資料處理以及減少人為計算的誤差（Keynan et al., 2014）。最後，凱利方格法亦可合併其他 研究法共同使用，使用多種方法探討相同的主題，是一種三角校正，以降低研究誤差與偏見 的策略之一（Ben-Zvi Assaraf et al., 2013; Ben-Zvi Assaraf & Orion, 2010）。

陸、結論與建議

凱利方格法的主要特色在於以受試者為中心，關心受試者的自主性來進行探索，這樣的 策略是建構取向、以受試者的先備知識為出發點。凱利方格法起源於 Kelly 的個人建構心理學， 最初被用來解釋與解決心理與人格領域的醫療問題。在教育領域，凱利方格法提供了一項分 析與探索個案內在深層認知的策略。在引出受試者構念的晤談中，研究者可以選取領域知識 相關的主題概念當作元素，透過元素的比較而引發受試者的解釋，進而探索個案的認知結構 與學習成效。 凱利方格法是一項整合量化與質性資料蒐集與分析的技術。一般而言，研究者先蒐集質 性資料（元素與構念的晤談），而後進行量化的方格評比。在資料分析中，研究者可以採用 內容分析研究法的策略，將質性資料有次序的彙整、編碼、歸納而詮釋，來釐清與探索受試 者們的複雜認知結構，或者提出初步的模型與理論，成為未來深入探索的基礎。凱利方格法 應用的軟體技術也提供研究者在處理量化資料時，有更方便與精確的演算結果，更易於將龐 大的資料進行縮減。在教育領域中，本研究指出三種常被使用的凱利方格法：群聚分析、主 成分分析與比較分析。群聚分析可以將相似的元素、相似的構念聚集，也可以將眾多的元素 構念進行類別歸納與因素彙整；主成分分析可藉由多維度座標系統，探索可相互解釋的元素 與構念；比較分析則藉由共同方格的建立，以探討兩次或兩次以上方格測驗的結果進行差異

林裕仁、林日宗、洪振方 凱利方格科學教育 59 與相似性程度的比較。這三項主要的分析策略均可被應用於科學教育的研究中。本研究透過 文獻的回顧，分析學者專家們應用凱利方格法的目的與特徵，三項類目／主題被彙整提出： 科學教學的研究、教師專業成長的研究與教科書分析的研究。在科學教學的研究主題中，本 研究提出四個子項目代表凱利方格法應用的目的與特徵：科學知識建構與概念改變、同儕合 作建構、科學概念的評量與評量試題的發展。教師專業成長研究主題中，凱利方格法應用的 目的與特徵則包含：探索教師的教學信念與跨個案教師的比較分析等。這些內容均是凱利方 格法應用於科學教育的機會，然而，在國內科學教育的研究文獻中，卻尚未涉及上述所有的 類別，尤其是國內、外科學教育持續重視的研究議題，例如科學本質、創造力、論證、科學 探究，以及科學教科書等議題。雖然凱利方格法在方法上仍有限制，這些限制呼籲研究者在 選擇元素前，應對研究主題具備某種程度的熟悉；在彙整構念時須理解受試者的想法，敏銳 地察覺受試者構念的意義而精準地解釋方格分析的結果等，均可提升凱利方格法應用的信度 與效度。最後，本研究將使用凱利方格法的相關研究文獻，依年份、作者、主要方格分析策 略、樣本年齡與主要探討面向等類目，彙整成表格呈現於附錄，以讓讀者可以更方便地探索 應用凱利方格法的細節與策略。

60 凱利方格科學教育 林裕仁、林日宗、洪振方

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66 凱利方格科學教育 林裕仁、林日宗、洪振方

附錄 凱利方格法的相關研究文獻

年分 作者 主要方格分析法 樣本 探討面向 1987 Tobacyk 同儕共同建構方格 大學生 學習成效 1996 Bezzi 群聚分析與比較分析 大學生 科學概念的理解 1998 林陳涌與楊榮祥 質性分析 教師 科學本質觀 2003 Hu等 質性分析 高中生 學習態度 2004 Mayo 同儕共同建構方格 大學生 學習成效 2006 Bencze等 群聚分析 教師 科學觀點 2006 Luk與Shek 主成分分析 病患 自我認同系統 2006 Chitsabesan等 質性分析 教師 教學特徵與行為 2006 Canning與Holmes 晤談與質性分析 大眾 博物館服務諮詢的感受 2007 Jordan與Persson 晤談與質性分析 大眾 對現代化產品的意見 2007 Henze等 群聚分析與比較分析 教師 新課程改革的認知與教學適應 2007 楊文金 主成分的分析 中學生 科學語詞理解 2007 McMillan 質性分析 教師 重要教學能力 2009 Kuipers與Grice 比較分析 醫護員 照護病人的感受與改變 2009 Ralley等 主成分分析 醫護員 照護病人的感受 2008 Silvia等 質性分析 教科書 教學目標、內容適切性等 2010 Ben-Zvi Assaraf與 Orion 質性分析 小學生 科學概念的理解 2011 Guo等 晤談與質性分析 大學生 使用電腦溝通軟體的意願與理由 2012 Partridge 主成分分析 教職員 幸福感 2012 Gupta等 比較分析 專家群 與大眾 概念理解 2012 Ribeiro等 主成分分析 大學生 心理徵狀與問題解決能力 2012 Kreber與 Klampfleitner 晤談與群聚分析 教師 與學生 教學中真實的意義 2013 Vanfretti與 Farrokhabadi 晤談與群聚分析 學生 影響學生學習的因素 2013 Tan等 主成分分析 中學生 使用數位筆學習的接受程度 2013 Ben-Zvi Assaraf等 質性分析 中學生 科學概念理解 2014 Keynan等 群聚分析 中學生 概念理解與成長

林裕仁、林日宗、洪振方 凱利方格科學教育 67 Journal of Research in Education Sciences

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doi:10.6209/JORIES.2016.61(1).02

Application of Kelly’s Repertory Grid

Technique in Research on Science Education

Yu-Ren Lin

Jih-Tsung Lin

Jeng-Fung Hung

Institute of Education, National Chiao Tung University

Graduate Institute of Science Education & Environmental Education, National Kaohsiung Normal University

Graduate Institute of Science Education & Environmental Education, National Kaohsiung Normal University

Abstract

This paper discusses the possible application of the repertory grid technique (RGT) in science education through a literature review. We first describe the common strategies for using RGT in psychology and education research. We then explore the reasons for using RGT and the relationship between the aforementioned strategies and the purposes of studies in the literature. Finally, we explain whether and how using RGT can assist researchers in deeply exploring science education. Three basic strategies for using RGT are summarized according to a literature review: eliciting elements and constructs, constructing the grid, and analyzing the grid. RGT enables researchers to construct and reconstruct the qualitative data on the basis of quantitative analysis, which supports exploring subjects’ cognitive systems and comparing subjects. In science education, studies have applied RGT for various purposes, which we categorized into three types: exploring individual cognitive systems, developing principles for teachers’ professional development, and evaluating the quality of textbooks. The limitations and validations of RGT are discussed in the final section of this paper.

Keywords: science education, personal construct theory, repertory grid technique

Corresponding Author: Jih-Tsung Lin, E-mail: gary@tea.nknush.kh.edu.tw