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物理學家問題發現與問題解決之個案研究

本研究將科學研究的歷程視為問題解決的活動，旨在探討個案物理學家在科學研究歷程中，問題發現和問題解決的情形。主要的研究問題包含以下三個：首先，探討個案物理學家如何形成研究主題；其次，探討個案物理學家遇到問題時，所採用的捷思法；最後，綜合討論影響個案物理學家進行科學研究的可能的因素。 為了探討以上的問題，本研究以物理實驗室的成員為觀察對象，採用實地觀察與半結構式訪談，蒐集相關資料，根據資料分析而得到以下的結果： 1.個案物理學家在形成研究主題，會蒐集相關的研究文獻、依據個人的先前做過的研究經驗、背景知識， 從中發現可以進一步研究的主題。 2.個案物理學家在進行研究，會根據個人的背景知識，預測實驗可能的結果。 3.個案物理學家在從事科學研究過程，有可能獲得研究發現的捷思法包含如下：設定研究可能目標、注意 不一致的地方、與人跨領域合作。且個案物理學家認為科學發現不是意外發生的，而是有心才會產生。 4.個案物理學家在遇到問題，所採用的捷思法如下：類比、與他人討論並由不同的角度看待問題、再度確 定所採用的步驟、建立模式解釋所研究的系統之行為、以圖表討論解決問題等捷思法。 5.討論實驗室的運作情況，研究發現領導者的風格會影響實驗室其它的成員，也會影響科學研究的方向。 6.個案物理學家從事科學研究的過程中，會應用到計畫、監控、評估等後設認知的技巧。 7.影響科學研究歷程可能的因素包括科學研究者本身的背景知識、科學研究者的個人特質及科學研究者的 研究動機、科學研究者所採用之發現問題和問題解決的捷思法、實驗室成員之間的互動，以及後設認知 的技巧。這些因素彼此之間又相互牽連，並共同影響科學研究的歷程。

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直覺法則對於數學及科學學習的影響--以國小四,五,六年級學生為對象

直覺法則對於數學及科學學習的影響 --以國小四、五、六年級學生為對象 中 文 摘 要 本研究的主要目的有二：（一）針對以色列學者們研究所提出的直覺法則：More A--More B、 Same A--Same B、「無限細分法則」以及「有限細分法則」。設計相關的評量工具，以測試國內國小學生在這些評量工具上是否也隨從這些直覺法則來作反應。（二）探討是否有新的直覺法則的存在，並嘗試收集實證資料以驗證這些新的法則，以強化直覺法則預測的力量。 本研究的研究樣本為南投國小四、五、六年級學生共310人，透過四份評量工具的測試，以探討國小學生是否在數學及科學的學習上受以色列學者們所提出的直覺法則的影響。另本研究探討是否存在兩個新的直覺法則：（一）「習慣化法則」（二）More A--More A法則，透過兩份評量工具的測試，先以量的分析，探討此兩個法則是否有存在的根據，再透過質的分析，以進一步確認。 關於第一個研究目的，研究結果顯示，學生在More A--More B的評量工具上的反應，隨從直覺法則More A--More B反應的百分率有隨年級增加而下降的趨勢。在溫度相關概念的評量工具上的反應亦有類似的結果，學生隨從直覺法則More A--More B反應的百分率有隨年級增加而下降的趨勢。 在Same A--Same B的評量工具中有部分題目的測試結果顯示，若問題的外在特徵會活化Same A—Same B法則的話，則四年級的學生會比五、六年級學生較少隨從該法則。相反的，若問題的外在特徵會活化More A—More B法則的話，四年級學生會比五、六年級的學生較多隨從該法則。四年級的學生會傾向於根據題目的外在特徵來做反應，而較高年級的學生則較會採用邏輯推理。 在連續細分型問題的評量工具上的測試結果顯示，國小學生在連續細分型的問題上主要是採取有限的反應，亦即「有限細分法則」在國小學生具有主導性。 關於第二個研究目的，在「習慣化法則」評量工具上的測試結果顯示，四、五、六年級的學生將算法操作習慣化的情況似有隨年級增加而上升的趨勢。由大部分的學生會有將算法操作習慣化的事實來研判，似乎支持「習慣化法則」存在的可能性，顯示了「習慣化法則」的存在，而對於學生訪談的質的分析結果也進一步支持了這點。 而在More A--More A評量工具上的測試結果顯示。四、五、六年級學生在先後比較一些事物或概念時，都會針對該事物或概念中某一個屬性先後作不同的比較，且這現象有隨年級增加而增加的趨勢。這個現象顯示了More A--More A直覺法則存在的可能性，而對於學生訪談的質的分析結果也支持了這點。 然而，本研究在這兩個新的直覺法則上，只是作初步的探討，目前研究的結果仍含有有其他詮釋的可能性。這方面的研究有待後續更深入的探討，而學生在這兩個工具上確實犯了某一種型式的錯誤，這些都是值得提出來供教師教學及學生學習時多加留意的。 根據前述研究之結果及心得，研究者針對教師教學與學生學習、課程規劃與安排、教科書的呈現、測驗的編製等四方面，提出一些建議。關於教師教學與學生學習方面，教師宜多鼓勵學生從事批判性的思考、鼓勵學生一題多解，研究者並探討一些可行的方式，以減少學生隨從直覺法則反應，最後並建議學生對於直覺應該抱持正向的態度。關於課程規劃與安排方面，研究者建議，打折的問題應可從六下提前到五年級來實施、初步的負數的概念應可提前到國小階段來實施、溫度是內涵量的教學應可提前到國小六年級來實施。關於教科書的呈現方面，研究者建議，教科書的呈現應該要考慮到直覺法則的影響、在除法文字題的呈現上應可納入被除數小於除數的題型。關於測驗的編製上，研究者建議，測驗的編製應考慮直覺法則的影響，而直覺法則理論因具有預測的力量，因此，教師在檢驗試題的難易度時應將直覺法則的觀點也納入來做評估。最後則針對未來研究方向，提出研究者的看法，以供後續研究者之參考。

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探討國中生生物科自我效能與教師期望之關係

本研究乃是以自我效能、教師期望與教師期望的學生中介歷程等相關理論為基礎，旨在探討不同教師期望的學生，在學習生物過程中常見的情境及活動上的自我效能與所知覺的教師期望之分佈情形。主要的研究目的包含以下三個部份：首先，分析國中生在生物學習的常見情境及活動中，自我效能與所知覺的教師期望之分佈情形；其次，探討自我效能與學生所知覺的教師期望之關係；最後，利用凱利庫存方格技術，瞭解個案班級的生物科教師期望，並進一步探討生物科教師期望、學生所知覺的教師期望及生物科自我效能之間的關係。 為了達成上述研究目的，本研究參考相關文獻中的研究工具並參酌學生、教師的意見，編製成「國中生物科自我效能問卷」、「學生所知覺的教師期望問卷」、及「教師期望的凱利方格半結構性晤談問卷（I）、（II）」。在研究對象上則選擇兩組研究對象：第一組為台北縣某校五個班的258位國一學生，進行自我效能與學生所知覺的教師期望之調查研究；第二組則取台北市某校個案班級的20位國一學生及其生物教師，探討個案班級中生物科教師期望、學生所知覺的教師期望及生物科自我效能之間的關係。 本研究主要的研究發現如下： 一、 學生的生物科自我效能在整體及「師生互動」、「概念理解」、「同儕互動」、「概念應用」上的次數分配情形皆接近常態分配；除了「概念理解」以外，其餘的平均值皆顯著低於期望值；而四個分向度的自我效能達到顯著差異。 一、 學生所知覺的教師期望顯著高於期望值，且其次數分配曲線接近常態分配；至於不同班級學生所知覺到的教師期望達到顯著差異。 一、 無論是在整體或是各分向度上，不同知覺教師期望組別學生的自我效能皆達到極顯著的差異。整體而言，高知覺組學生通常為高自我效能者，而低知覺組學生則有較多人為低自我效能者。 一、 在個案班級中，除了「概念理解」以外，不同期望組別學生在整體或是其他分向度上的自我效能平均值皆達顯著差異。整體而言，高期望組的自我效能高，而中期望組與低期望組則具有相似的低效能感。 一、 在個案班級中，不同知覺組別學生在自我效能整體或各分向度上皆達顯著差異。整體而言，高知覺組具有高自我效能，中知覺組與低知覺組則具有相似的低效能感。 一、 在個案班級中，高期望組學生則在生物教師肯定自己的生物能力及生物成績方面比低期望組學生具有較佳的知覺傾向。 本研究建議進一步探討不同性別的學生在學習生物過程中常見的情境及活動上的自我效能之分佈情形；將學生的學習成就變項加入研究範圍；使用一致的研究工具來測量教師期望與學生所知覺的教師期望；並且擴大樣本數來加以探討。在教學上可利用本研究所效化的自我效能問卷，由瞭解不同學生所擅長的學習情境著手，善用教師期望來提昇學生的成就表現，進而改善學生的自我效能。

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探討幾何問題中的情境及相關變因對解題影響之研究

本研究之目的主要有三：一是瞭解學生在以數學符號方式描述的幾何問題與以文字符號方式描述的幾何問題中的解題表現之差異，二是進一步探討與學生解題表現相關的變因有哪些，三則是瞭解學生對於題目類型的看法。本研究的研究對象為21位國中數學較資優的學生，但主要以國二學生為主，且這群學生大部分均曾有代表台灣參加國際性數學競賽的經驗。本研究所涉及的幾何問題之範圍則以國中的幾何基本教材為主，所採的題目型式包括利用幾何性質求解的計算題與作圖題。在研究設計上，研究者依據各次上課的主題而設計二種不同類型的幾何問題，一種是以數學符號方式描述的題目，並附有圖形，另一種則是以文字符號來描述故事情境的題目，而圖形則依題目之內容及性質，有些題目有附圖形，有些題目則不附圖形。其中以文字符號方式描述的題目類型又可再分為兩種，一種為平鋪直敘式，一種為劇本對話式。此外，故事中的人名有採用非本研究對象之名字，及採用本研究對象之名字兩種，情境則分為學生較熟悉與不熟悉的。此種設計方式在於瞭解題目內容、題目敘述方式、圖形、主角名字等變項與學生解題表現的關係。另一方面，為了探討學生本身的解題能力與其解題表現之關係，本研究設計了一份幾何基本能力前測試題，學生在此試題中的得分即代表其解題能力之高低。由於本研究所採用之樣本很小，故在資料分析上以描述性統計及質性分析為主。 本研究的研究結果顯示學生在數學符號題中的解題表現略優於在故事情境題中的解題表現，而如果學生已成功解出數學符號題，則其能成功解出同構之故事情境題的百分比並不高，但反之則不然，即如果學生已成功解出故事情境題，則其能成功解出同構之數學符號題的比例則相對較大。整體來看，學生在發現題目同構性方面的比例並不高。與學生解題表現相關的變因則有學生的先備知識(解題能力)、題目的呈現方式及圖形的正確性等。例如解題能力愈高的學生，在這兩種題型中的解題表現沒有太大的差異，而解題能力愈低的學生，則在數學符號題中的解題表現明顯優於在故事情境題中的解題表現。至於學生在情意方面的表現，雖然大體上，學生在數學符號題中的解題表現略優於在故事情境題中的解題表現，但大部分的學生還是比較喜歡有故事背景的題目，覺得有故事背景的題目比較可以引起解題興趣，以及幫助瞭解題目的要求。本研究中還發現，在故事情境題中，有些學生會考慮到真實情況中其它會影響所求答案的變項，所以故事方式描述的題目提供了與生活環境之間產生聯結的可能性。 根據上述的研究結果與發現，如欲將幾何與生活產生聯結，故事情境題為一可採用的方式，而教師以故事情境之題目教學時，應與學生生共同討論現實情境中所存在的變因、從哪一個面向來看題目，以及如何轉換成數學模式來分析題目等，而在情境的選擇上，應盡量選擇學生所熟悉的情境，如果要使用學生的名字為故事中的主角時，最好事先徵求學生的同意，以免引起反效果。此外，在圖形的呈現上，教師也須特別留意圖形的長短比例及盡量避免以特殊例子取代較高階的概念。至於日後的研究方向，則可再加入其它的變項，例如學生的閱讀能力、認知風格、性別、教師的教學方式與題目的長短等變因，以及將研究對象推廣為一般國中生。

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專題導向科學學習之教學研究：以國中學生學習「彩虹」為例

本研究根據專題導向科學學習（Project-Based Science，PBS）之理念以及Krajcik, Czerniak, and Berger (1999)之PBS教學模式設計「彩虹」之科學教學活動以應用在國中學生科學學習上，目的在結合學生日常生活經驗與跨學科之科學概念，並以檔案評量方式融入教學活動，這種活動設計研究者認為符合國內即將實施之九年一貫課程設計的理念。 本研究之研究結果擇要如下： 1.學生能將教學活動中所學得的概念，依據自己的引導問題統整出成果報告。根據學生有條理性、系統化地解釋自己所提出的引導問題，可知學生學到的科學知識是具有完整架構而非片段的概念。 2.在本研究PBS教學中，學生習得「彩虹」產生原理之光學機制、現象描述與區別霓與虹的科學概念。 3.參與本研究之師生皆予正面之評價，亦希望往後能以PBS的方式學習科學。但由於學生第一次接觸PBS教學，遇到與以往不同學習經驗的困難（如思考引導問題、查詢資料、整理與統整資料等困難），在短期內並無法達到增進學生學習動機與後設認知能力的目的。 根據研究結果對PBS做下列的建議： 1.思考引導問題時教師可依「PBS引導問題」的特色引導學生學習，教師可以小組討論的方式引導學生發展引導問題，以符合PBS引導問題的原則。 2.教師應事先針對主題進行資料的蒐集，以提供學生資料的來源或是一些相關的資料。 3.教師應引導學生閱讀資料並將重點紀錄在資料記錄單中，以幫助學生學習整理資料。 4.教師應根據學生的引導問題、蒐集的資料、學生的特質引導學生統整資料完成成果報告。 此外，本研究使用的檔案評量內容分為科學的研究、概念的瞭解、科學的思考、科學的工具和技巧與我的表達能力(National Center on Education and the Economy of University of Pittsburgh, 1997)、進行中的工作與我的資料庫六大類，可使教師和家長能有系統地並完整地了解學生的學習狀況及學生個別化的需求，若教師能利用多元智慧的評量方式將有助於學生發揮自己獨有的潛能。

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國中數學資優生尺規作圖表現之探討

本研究旨在探討國中數學資優生在（一）解作圖題時會產生什麼錯誤類型；（二）先前解過相關問題對解作圖題有何影響；（三）解題時的模式以及輔助問題對學生解作圖題的助益；（四）作圖能力與其在解幾何證明題表現之間的相關性；（五）在作圖後證明中所發生的錯誤類型為何。本研究是從民國八十八年九月至八十九年二月間以幾何教學實驗方式進行，是在學校教師正式教幾何之前所進行的幾何課程，全程用十二次共三十六小時教學。教學內容是由一群數學教育研究者協同計畫而成的，內容包含全等三角形、相似三角形、尺規作圖、圓以及切線性質等知識。而本研究的研究對象乃是二十一位國中數學資優生，他們在小學階段時均曾代表台灣參與國際性數學競賽；至於教學方式則是以小組教學的方式進行。 為了要搜集資料回答本研究所提出的問題，研究者設計了以下三項評量工具：一為教學前尺規作圖基本能力測驗；二是教學後作圖問題評量；三是晤談中作圖問題測驗。根據研究對象在教學前尺規作圖基本能力評量工具中的表現，本研究先將學生為區分高、中、低作圖能力者，以探討他們在教學期間解作圖問題時之表現。至於他們在教學後作圖問題上的表現，以及作圖後晤談的資料，則分別以量及質的方式進行資料分析。 本研究發現學生在解作圖題時，部分資優生會犯兩類型錯誤：一是基本概念的錯誤；另一則是圖形的錯誤引導。當中圖形的錯誤引導又可分為「草圖的錯誤引導」、「給定圖形的錯誤引導」等。而研究者認為部分學生發生該兩類型錯誤可能原因是由於他們（1）存有迷思概念；（2）未能建立起邏輯的聯繫，學生「內在驗證」的能力不足。這推論是根據分析學生在純證明題表現以及其對圖形操作反應的資料而得。在晤談的過程當中亦引證出如果缺乏「內在驗證」的能力，則會影響他們的解題表現。 除此之外，本研究中的學生在作圖問題上的表現、作圖後的證明以及解純證明題之表現統計上的顯著相關。例如學生在作圖問題上有好的表現，他們在解作圖後的證明，以及解純證明題時也會有好的表現等。並且高、中、低作圖能力的三組學生，彼此間在作圖後證明及純證明題之表現呈顯著差異，其中高作圖能力組的學生在幾何課程中會傾向有好的證明能力表現。另外亦發現學生在作圖後證明中表現出如下的弱點：有加入題目未說明的條件、循環論證以及只以圖式的證明而未提供文字說明等。 研究結果另外顯示部分學生解作圖題會受到先前解過作圖題中的圖形影響。再者，學生所回憶的知識內容之不同，會在解作圖題彰顯出想法的個別差異。在本研究透過深入分析其中三位學生在晤談時的紀錄，並按照他們解題時的個別差異，整理出學生解作圖題時，約可分為三種類型，分別是「連結類型」、「操作和驗證類型」以及「臆測和推理類型」。其他的資料則顯示本研究所設計之輔助問題對解作圖問題有一定的幫助。 本研究對教學方面提出一些建議。教師在教導尺規作圖單元時，可引導學生多利用畫草圖或動手操作的方式進行解題，並且加強學生的基本幾何知識以應用在解作圖題上，譬如圓與切線性質等。同時教師在教學上可針對部分作圖題設計安排一系列的輔助問題，並鼓勵學生嘗試解輔助問題以增加其解題經驗。對於已經存有迷思概念的學生，本研究建議採用認知衝突策略，並善用作圖後的證明以及加強學生的證明能力。 至於日後的研究方向，由於本研究只針對數學的資優生，因此研究者建議以後能廣泛地收集一般學生在作圖表現、作圖後證明及純證明題目之表現，同時進行量與質的分析，藉以瞭解一般學生對於在作圖題的表現等等是否與數學資優生有別，也可為幫助一般學生學習尺規作圖提供寶貴的資料。另一方面，由於現階段對尺規作圖方面的實徵研究比較缺乏，建議以後能有更多的研究對尺規作圖單元作教學效益的研究，為日後幫助學生學習幾何知識、幾何證明以及尺規作圖時提供更深入具體的幫助。

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國中生理化學習環境知覺及其與學術地位、自我效能關係之探討

本研究旨在以學習環境相關理論及研究為基礎，一方面使用RGT（凱利庫存方格晤談技術），一方面以「學習環境量表」（LEI）為主要參考依據，分別編製「理化學習環境方格表Ⅰ卷」（教育環境面向）及修訂「理化學習環境方格表Ⅱ卷」（社會環境面向），合併形成「理化學習環境方格表」，探討學生對理化學習環境的知覺情形；並分別以期望地位理論、自我效能理論為基礎，探討不同學術地位與自我效能學生在理化學習環境知覺上的差異情形。 為了達到上述目的，本研究以編製的「理化學習環境方格表」，並選擇「班級結構問卷」、「理化科自我效能問卷」為主要研究工具。研究對象主要分兩部份：第一部份為編製「理化學習環境方格表Ⅰ卷」所需的個案班級學生，選取台北縣甲國中某二年級班級，獲得有效樣本32人；第二部份為台北縣甲、乙兩國中共四班（甲A、甲B、乙A、乙B），138位國二學生參與問卷調查，主要進行「理化學習環境方格表」、「班級結構問卷」與「理化科自我效能問卷」等問卷的正式施測。研究結果如下： 一、甲校學生的理化教育環境整體知覺顯著地高於期望值，顯示偏向正向知覺；乙校學生的理化教育環境整體知覺並未顯著地高於期望值，顯示知覺介於正向與負向之間。至於甲、乙兩校男女生的理化教育環境整體知覺情形均沒有顯著的差異。 二、學生在「團結」、「偏愛」、「競爭」、「目標導向」與「困難」五個向度上的理化社會環境知覺為：團結、不偏愛、競爭、具目標導向、不困難。至於男女生在五個向度上的理化社會環境知覺情形均沒有顯著的差異。 三、不同班級學生的理化教育環境整體知覺有顯著差異，主要差異產生在甲校兩班與乙校兩班之間，甲校兩班學生具有比乙校兩班學生顯著的正向知覺。 四、不同班級學生只在「團結」、「偏愛」、「競爭」、與「困難」四個向度上的理化社會環境知覺有顯著差異：乙A班顯著的團結、甲B班顯著的不偏愛、乙B班顯著的競爭、乙A與乙B兩班皆知覺到顯著的困難。 五、甲校不同學術地位類別學生的理化教育環境知覺有顯著差異，各學術地位學生的理化教育環境正向知覺，由高至低依序為正向組、普通組、負向組與受忽略組；乙校不同學術地位類別學生的理化教育環境知覺則沒有顯著的差異。 六、不同學術地位類別學生在「團結」、「偏愛」、「競爭」、「目標導向」與「困難」五個向度上的理化社會環境知覺均沒有顯著差異。 七、不同自我效能組學生之理化教育環境知覺有顯著差異，各自我效能組別學生的理化教育環境正向知覺，由高至低依序為高自我效能組、中自我效能組與低自我效能組。 八、不同自我效能組別學生只在「團結」、「目標導向」與「困難」三個向度上的理化社會環境知覺有顯著差異，高、中自我效能學生分別較低自我效能學生知覺到較多的團結、目標導向與較少的困難。 最後，本研究根據研究結果提出相關的討論與建議。

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專科學生對科學的態度、生物學科自我效能與其營養健康信念表徵、學業成就之關係研究

摘 要 本研究旨在探討技職教育體系的專科學生對科學的態度、生物學科自我效能與營養健康表徵及學業成就相互之間的關係。修訂「技專學生對科學的態度量表」(α=.75)、「生物學科自我效能問卷」(α=.97)及自行設計發展的「日常生活中的東西方營養健康表徵問卷」(α=.83)為研究工具，並以台灣南部某專科學校222位學生為研究對象，主要研究發現如后： (一)對科學的態度及其與其他變項的關係： 1.專科學生在其對科學的態度的平均值為2.68，標準差為0.39，平均 值與期望值(2.5)達顯著差異(t=8.14，p<0.001)，顯示整體平均高於 期望值。 2.不同的「對科學的態度」傾向的學生，其生物學科自我效能達顯著差 異(F2,219=20.63，P<0.001)；其生物學成績亦達顯著差異 (F2,219=3.44，P<0.05)；且其學業成績達顯著差異(F2,219=4.232, P<0.05)。 3.學生對科學的態度與生物學科自我效能呈現顯著正相關r=.40 （p<0.01）；與學業成績亦呈現顯著正相關r>.13（p<0.05）。 (二)生物學科自我效能及其與其他變項的關係： 1.生物學科自我效能的平均數為53.39，標準差為12.40，平均值與期 望值(55)達顯著差異(t=-1.934，p<0.05)，顯示整體平均低於期望 值。 2.不同的高、中、低自我效能的學生，其對科學的態(F2,218=11.903， p<0.001)、生物學成績（F2,93=4.306，p<0.05）達顯著差異，其學 業成績（F2,216=6.401，p<0.01；F2,216=6.635，p<0.01）亦達顯著 差異。 3.生物學科自我效能與學業成績呈現顯著正相關r >.23 (p<0.01)。 (三)東西方營養健康表徵及其與其他變項的關係： 1.東西方營養健康表徵的平均值為1.65，並未出現一味偏向東方或西方 的營養健康表徵，顯示專科學生對東方或西方的營養健康信念表徵出 現了「兩種準則」之現象。 2.不同的對科學的態度傾向之學生，其東西方營養健康表徵(F2,219= 0.73，p=.482>0.05)無顯著差異；不同高、中、低自我效能的學生， 其東西方營養健康表徵(F2,219=1.51，p=.222>0.05)亦無顯著差異。 結果顯示呈現出有的學生認同東方營養健康表徵，有的學生認同西方 營養健康表徵的現象。 3.學生其對科學的態度與東西方營養健康表徵呈現低度負相關r=0.007 (p>0.05)；學生其生物學科自我效能與東西方營養健康表徵亦呈現低 度負相關r =-0.066 (p>0.05)。 本研究並根據上述研究結果，提出對科學課程之建議、對科學教學之 建議、對後續研究之建議等加以討論。 關鍵詞：對科學的態度、自我效能、社會表徵、生活世界、營養健康信念 、生物學、營養學

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國小高年級自然科學習小組之結構及其互動模式研究

本研究旨在以期望地位理論和社會認同理論為基礎，一方面描述自然科學習小組內，權力與尊榮階級分化的模式及其變動；另一方面探討小組內互動的模式，及其對科學學習的可能影響。 研究對象為三個國小高年級班級，以量化及質化進程進行分析：以社會計量法進行班級結構問卷之分析，並且使用無母數Friedman分析法對小組結構進行分析，以瞭解組內階級的分化及變動的情形；另一方面，使用溝通人種誌(ethnography of communication)，對教室觀察、個別晤談資料進行分析，探討組內互動模式及其對科學學習的可能影響。主要的研究發現如下： (一)自然科學習小組內權力、尊榮階級分化的模式及變動 1. 小組結構依層級數不同，可以分為：一階式、二階式和三階式。由分布在不同位階上的成員人數，可將小組結構區分為五種類型：共和型、一枝獨秀型、相得亦彰型、朋黨型、相形見絀型。 2. 學生在班級結構與小組結構中的相對位階並不一致。 3. 隨著學期進行，小組結構的變動，大多是由一階或二階式變為三階式；除少數小組之外，多數學生在小組中位階的變動為降低到下一個層級。 (二)小組的互動模式及其對科學學習可能的影響 1. 小組成員經常依照高位階者的意見進行學習活動、並以高位階者的意見當成討論的結果，模仿高位階者填寫作業的方式填答習作簿。 2. 小組內位階最高和最低的成員，雖然在所觀察的單元教學活動中，都能以正確的步驟進行實驗操作。然而，高位階者在操作過程中，主動地一邊操作，一邊對研究者說明如此操作的理由；相反的，只有在研究者提出問題時，低位階者才會說明。 3. 位階最高者在考慮組員異動時，最希望以位階最低者換來其他組的位階最高者；位階最低的組員對於組內誰應該調走沒有表示意見，但是其最希望的新成員，卻也是其他小組的低位階者。 4. 一階式的小組中，成員在進行教學活動時，經常互相批評或質疑彼的操作方式、提出的意見，甚至出現爭吵不休，需要教師介入才能繼續進行活動的狀況。 5. 二階式的小組，高位階的學生於教學活動進行時，比低位階的學生們更常取得器具使用的機會、負責在教學活動中較重要的操作步驟，並且指揮同學們分工、排解操作過程中的紛爭；低位階者在高位階者進行操作時，經常在一旁觀看，並且應高位階者之要求提供其需要的協助。 6. 當小組內有多個高位階者時，高位階者對同位階者的意見表現出較慎重且正面的回應，對低位階者的意見較常以忽視或否定的方式回應；組內位階較者服從高位階者提出的意見，但是經常對同位階者作負面的批評。 7. 位階最低者，經常受到其他成員指責或抱怨其意見無用、操作錯誤、擾亂活動進行。 8. 小組成員可能以下列方式進行互動，改變個人的位階或小組結構：(1) 與高位階者建立較親密的關係；(2) 批評、糾正其他同位階者的行動過程及結果；(3)從非課內任務相關的維度，貶低其他成員的能力。 最後，就前述研究發現進行討論，並提出研究與科學教學的相關建議。

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大學通識教育中科學課程其科目內容之設計研究

本研究在探討我國通識教育中科學課程之科目內容的設計原則，並分析不同通識教育環境下的非理工背景大一學生，在接受由設計原則指導下所編選和組織的教材教學後，學生在科學態度、科學本質，以及科學知識等認知程度上的差異。 研究樣本取自國內兩所（A、B）大學，其中A校31人，B校40人。A校重視通識教育的程度高於B校，且實施大一、大二不分系制度，但B校學生大學聯考入學成績高於A校。 本研究採取準實驗研究設計，學生在教學前、後分別接受科學本質、科學態度，以及科學知識等三項與科學素養相關量表的測試，兩次測試之間則施以通識教材與教法的教學。同時，每組選取5-10人進行兩次課後的晤談，以了解學生對科學本質、科學態度和科學知識等認知改變的原因，同時調查兩組學生對實驗教材內容和教學方法的意見和感受、對通識教育科學課程及科目內容的期待。所收集的定量研究資料，以T、U或卡方考驗進行檢測，以確定A、B兩組樣本的學習成效和對實驗教材的意見是否呈現顯著差異。而個別晤談的資料，則選取認知程度改變較大者為對象，以個案分析的方式處理，了解學生認知改變的原因和對通識教育的意見。此外，由心得感受分析所有受試學生對通識教育科學課程之教材、教法的建議。 準實驗研究的結果顯示：（1）實驗教材和教法對促進多數非理工背景學生之科學素養的提升有正面幫助，不論是在科學本質的了解、科學態度的認知、科學知識的理解等方面；（2）兩組學生在了解科學本質與科學態度之前測成績比較上，皆達顯著差異（p＜0.05），A校學生的平均成績低於B校學生；然而，後測成績卻無顯著差異，表示兩組學生的後測平均成績相當，這表示強調通識教育的A校學生之學習成效與進步幅度都顯著高於B校（p<0.05）。 教學後學生學習心得和感受的結果顯示，兩組學生對於實驗教材內容和教法都給與相當的肯定，但A組學生的回答較B組保守：（1）所有學生的88.7%認為自己對於四週上課的內容達到「了解以上」的程度；（2）73.2%的受試者認為四週教材「非常適合」做為通識課程之科學科目內容的一部分；（3）98.6%的學生認為教材內容顧及學生學習興趣的程度在「中等以上」；（4）98.7%的學生認為實驗教材與生活相關的程度在「合適程度以上」；（5）所有受試的73.2%認為上課內容使其「變得比以前喜歡科學」，其中58.1%的A組人數，85.0%的B組人數選答此項；（6）所有學生對上課內容的滿意程度都在「滿意以上」，其中22.6%的A組人數選擇「非常滿意」，B組選答此項的人數卻達該組的50%；（7）67.7%的A組學生認為實驗期間吸引其前來上課的主因為「教材內容」，50%的B組學生則選擇「教法」。 至於訪談結果和學生心得感受顯示：（1）A組學生表達該校非常重視通識教育，也認同學校倡導通識教育的理念，B組學生則未有類似的意見；（2）兩組學生都表示過去學習科學的經驗，深深影響其對科學類通識課程的修習；而兩組學生也表示教材內容符合學習興趣是其選修通識課程科學科目的第一考量；（3）講述中融入發問思考與討論的教法遠較教師直述的方式更受學生偏愛，但必須輔以教師鼓勵、給與充分時間，以及尊重其發言等條件的配合；（4）學生期許校方能開設更多元的通識教育科學課程，而科目內容則以生活化為主，並能幫助其解讀有關科學的資訊。 根據上述的研究結果，有如下的建議：（1）設計通識課程之科學科目內容時，可參考本研究擬出的六項大原則，並融入適當的科學史例及與生活相關的題材；（2）學校應主動協助學生釐清通識教育對其學習上的意義與定位，並繼續推展通識教育的理念，營造有利學生學習的環境與氣氛；（3）通識教育科學課程的教學必需重視發問思考與討論式的教法；（4）開設更多不同屬性的科學課程，以滿足學生的求知慾；（5）繼續研究不同通識教育環境下，通識素養的培育對學生學習科學的影響，以收集更多支持通識教育推動的有力證據。 關鍵詞：通識教育、科學課程、科目內容、教材和教法、科學本質、科學態度、科學知識、學習成效