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研究生： 陳文言
論文名稱： 以多媒體將科學史融入自然與生活科技課程對學生的科學本質觀與科學態度之影響研究
指導教授： 巫俊明
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱：
論文出版年： 2007
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 130
中文關鍵詞： 多媒體 、科學史 、科學本質 、科學態度
外文關鍵詞： multi-media, history of science, nature of science, attitudes toward science
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    • 摘 要

    本研究探討以多媒體將科學史融入自然與生活科技課程對學生的科學本質觀及科學態度之影響。此外，也了解學生對於以多媒體將科學史融入自然與生活科技課程之學習感受。研究的對象為兩個班國小五年級學生，其中實驗A組的學生接受以多媒體的方式將科學史融入自然與生活科技課程，實驗B組的學生則接受以說故事的方式將科學史融入自然與生活科技課程。教學活動包括二個單元（熱是什麼、石蕊試紙的發明），每個單元融入一個故事。故事是由研究者蒐集科學史的資料自行編寫而成，並分別以多媒體及說故事二種方式呈現。整個研究過程除了收集量化資料（問卷）外，並輔以質性的資料（訪談、學習單）作為三角檢核，以提昇本研究的信、效度，並兼顧研究的深度及廣度。研究結果顯示，無論以多媒體或說故事的方式將科學史融入自然與生活科技課程，對於學生的科學本質觀及科學態度都有顯著的提升，但以多媒體或說故事這兩種方式來進行科學故事教學，對學生的科學本質觀及科學態度之影響並沒有顯著的差異。另外實驗A組的學生對於以多媒體的方式將科學史融入自然與生活科技課程，多數都抱持正向看法，但是對於多媒體是否能增加學習自然科學的時間，學生的看法則較分歧，認為多媒體有助於學習如何思考與解決問題的學生比率也相對較低。此外，同意沒有用多媒體教學也可以學得很好的學生則超過三成。教師以多媒體將科學史融入課程時，會遭遇的問題包括：如何編寫一個不偏離史實的故事、不容易掌控寫學習單及討論的時間、如何將所編寫好的科學故事以影片的方式來呈現、製作FLASH動畫的能力不足、音效不容易控制等。最後根據研究的結果與結論，針對欲使用多媒體進行故事融入教學的教師及後續的研究提出建議，做為教師教學及後續類似研究的參考。
    關鍵字：多媒體、科學史、科學本質、科學態度

    A Study of the Effectiveness of Using Multi-media to Incorporate the History of Science into Science and Technology Course on Fifth Graders’ Understanding of Nature of Science and Attitudes toward Science

    Abstract

    The purpose of this study was to investigate the effectiveness of using multi-media to incorporate the history of science into Science and Technology course on fifth graders’ understanding of nature of science and attitudes toward science. Moreover, the effects of the multi-media teaching activities on students’ learning experiences were also investigated in this study.

    The target sample was 56 fifth graders from two classes which were assigned as experimental group and control group. The history of science was presented in Science and Technology course by the multi-media designed for experimental group, and by storytelling for control group. The study involved two teaching units (What is Heat and The Invention of litmus paper) with each unit incorporated one science story developed by the researcher. Both the quantitative data (questionnaires) and qualitative analysis (interviews, worksheets) were adopted in order to enhance the reliability and validity of, and, in the same time, the profundity and breadth of this study.

    The results indicate that both of the methods of multi-media and storytelling can improve students’ understanding of the nature of science and attitudes toward science. But the impact of the science story on fifth graders’ understanding of the nature of science and attitudes toward science has no significant difference between the two methods (multi-media and storytelling). In addition, students of experimental group showed a significant improving on the learning experiences and their attitudes toward multi-media tended to be positive. Finally the suggestions for future research and the implications of the results will be discussed.

    Keywords: multi-media, history of science, nature of science, attitudes toward science

    目 錄 中文摘要………………………………………………………………………Ⅰ 英文摘要………………………………………………………………………Ⅱ 目錄……………………………………………………………………………Ⅲ 表次……………………………………………………………………………Ⅵ 圖次……………………………………………………………………………XI 第一章 緒論…………………………………………………………………1 第一節 研究背景與動機…………………………………………………2 第二節 研究目的與研究問題……………………………………………3 第三節 名詞解釋…………………………………………………………4 第四節 研究範圍與限制…………………………………………………4 第二章 文獻探討……………………………………………………………5 第一節 多媒體的意涵與相關研究………………………………………5 第二節 科學史與科學教學………………………………………………13 第三節 科學本質的研究…………………………………………………19 第四節 科學態度的研究…………………………………………………24 第三章 研究方法……………………………………………………………28 第一節 研究設計的理念與架構…………………………………………28 第二節 研究流程…………………………………………………………29 第三節 研究對象…………………………………………………………31 第四節 故事教學設計……………………………………………………31 第五節 研究工具…………………………………………………………36 第六節 資料蒐集與分析…………………………………………………40 第四章 研究結果與討論……………………………………………………42 第一節 以多媒體及說故事兩種不同方式將科學史融入課程，對學生科學本質觀之影響 42 第二節 以多媒體及說故事兩種不同方式將科學史融入課程，對學生科學態度之影響 61 第三節 學生對於以多媒體將科學史融入課程的學習感受……………79 第四節 教師以多媒體將科學史融入課程會遭遇的問題及解決策略 83 第五章 結論與建議………………………………………………………… 86 第一節 結論………………………………………………………………86 第二節 建議………………………………………………………………88 參考文獻 ………………………………………………………………………90 中文部分 ……………………………………………………………………90 西文部分 ……………………………………………………………………92 附錄一 科學故事及腳本--「熱是什麼？」………………………………94 附錄二 「熱是什麼？」教學活動設計………………………………… 100 附錄三 「石蕊試紙的發明」教學活動設計…………………………… 103 附錄四 國小學童科學本質問卷………………………………………… 106 附錄五 「對科學的態度量表」問卷…………………………………… 107 附錄六 對多媒體融入教學的學習感受問卷…………………………… 111 附錄七 訪談大綱………………………………………………………… 113 附錄八 實驗A組女生「石蕊試紙的發明」上課之後訪談逐字稿…… 114 附錄九 國小學童科學本質觀分組討論學習單………………………… 118 附錄十 科學故事圖片---熱是什麼？ ………………………………… 121 附錄十一 科學故事圖片---石蕊試紙的發明……………………………127 表 次 表2-3-1 不同學者對科學本質的看法………………………………………20 表2-3-2 九年一貫課程綱要自然與生活科技領域科學本質能力指標……21 表2-3-3 科學本質向度………………………………………………………22 表3-5-1 國小學童科學本質觀問卷所對應的科學本質能力指標…………37 表3-5-2 科學態度問卷與五個向度之對應…………………………………38 表3-6-1 資料來源代號………………………………………………………41 表4-1-1 實驗A組學生在科學本質總向度前、後測得分相依樣本平均 數t檢定結果…………………………………………………… 43 表4-1-2 實驗B組學生在科學本質總向度前、後測得分相依樣本平均 數t檢定結果…………………………………………………… 43 表4-1-3 實驗A組學生在「你認為科學家為什麼要做實驗？」前、後 測問卷統計數據……………………………………………………43 表4-1-4 實驗B組學生在「你認為科學家為什麼要做實驗？」前、後 測問卷統計數據……………………………………………………44 表4-1-5 實驗A組學生在科學本質向度一「知道可用驗證或試驗的方法來查核想法」前、後測得分相依樣本平均數t檢定結果…………44 表4-1-6 實驗B組學生在科學本質向度一「知道可用驗證或試驗的方法來查核想法」前、後測得分相依樣本平均數t檢定結果…………44 表4-1-7 實驗A組學生在科學「什麼是科學理論？」前、後測問卷統計數據……………………………………………………………………47 表4-1-8 實驗A組學生在「許多舊的科學理論已經被新的理論所取代， 這是因為什麼原因」前、後測問卷統計數據……………………47 表4-1-9 實驗B組學生在「什麼是科學理論？」前、後測問卷統計數據……………………………………………………………………48 表4-1-10 實驗B組學生在「許多舊的科學理論已經被新的理論所取代， 這是因為什麼原因」前、後測問卷統計數據……………………48 表4-1-11 實驗A組學生在科學本質向度二「能由科學性的探究活動中，了解科學知識是經過考驗的」前、後測得分相依樣本平均數t檢定結果……………………………………………………………… 48 表4-1-12 實驗B組學生在科學本質向度二「能由科學性的探究活動中，了解科學知識是經過考驗的」前、後測得分相依樣本平均數t檢定結果…………………………………………………………… 49 表4-1-13 實驗A組學生在「你認為科學家在做實驗前是否知道可能會 發生什麼事情？」前、後測問卷統計數據………………………52 表4-1-14 實驗A組學生在「科學家認為所有的物質(固體、液體和氣 體)都是由很小的粒子所組成。」前、後測問卷統計數據……52 表4-1-15 實驗B組學生在「你認為科學家在做實驗前是否知道可能 會發生什麼事情？」前、後測問卷統計數據……………………52 表4-1-16 實驗B組學生在「科學家認為所有的物質(固體、液體和氣 體)都是由很小的粒子所組成。」前、後測問卷統計數據……53 表4-1-17 實驗A組學生在科學本質向度三「發現運用科學知識來作推論，可推測一些事並獲得證實」前、後測得分相依樣本平均數t檢定結果……………………………………………………………… 53 表4-1-18 實驗B組學生在科學本質向度三「發現運用科學知識來作推論，可推測一些事並獲得證實」前、後測得分相依樣本平均數t檢定結果……………………………………………………………… 54 表4-1-19 實驗A組與實驗B組在科學本質各向度與總測驗之組內迴歸係數同質性考驗摘要表……………………………………………… 57 表4-1-20 實驗A、B兩組學生在科學本質總測驗後測平均分數的差異之單因子共變數分析摘要表………………………………………… 57 表4-1-21 實驗A、B兩組學生在科學本質向度一「知道可用驗證或試驗的方法來查核想法」的差異之單因子共變數分析摘要表…………58 表4-1-22 實驗A、B兩組學生在科學本質向度二「能由科學性的探究活動中，了解科學知識是經過考驗的」的差異之單因子共變數分析摘 要表……………………………………………………………… 58 表4-1-23 實驗A、B兩組學生在科學本質向度三「發現運用科學知識來作推論，可推測一些事並得證實」的差異之單因子共變數分析摘 要表………………………………………………………………… 59 表4-2-1 實驗A組學生在科學態度總向度前、後測得分相依樣本平均 數t檢定結果…………………………………………………… 61 表4-2-2 實驗B組學生在科學態度總向度前、後測得分相依樣本平均 數t檢定結果…………………………………………………… 62 表4-2-3 實驗A組學生在「對科學的興趣」前、後測得分相依樣本平 均數t檢定結果……………………………………………………62 表4-2-4 實驗B組學生在「對科學的興趣」前、後測得分相依樣本平 均數t檢定結果……………………………………………………64 表4-2-5 實驗A組學生在「對科學的看法」前、後測得分相依樣本平 均數t檢定結果……………………………………………………65 表4-2-6 實驗B組學生在「對科學的看法」前、後測得分相依樣本平 均數t檢定結果……………………………………………………66 表4-2-7 實驗A組學生在「上自然課的興趣」前、後測得分相依樣本 平均數t檢定結果…………………………………………………68 表4-2-8 實驗B組學生在「上自然課的興趣」前、後測得分相依樣本 平均數t檢定結果…………………………………………………69 表4-2-9 實驗A組學生在「對自然科學實驗的興趣」前、後測得分相 依樣本平均數t檢定結果…………………………………………70 表4-2-10 實驗B組學生在「對自然科學實驗的興趣」前、後測得分相 依樣本平均數t檢定結果……………………………………… 71 表4-2-11 實驗A組學生在「從事與科學相關工作的興趣」前、後測得 分相依樣本平均數t檢定結果………………………………… 71 表4-2-12 實驗B組學生在「從事與科學相關工作的興趣」前、後測得 分相依樣本平均數t檢定結果………………………………… 73 表4-2-13 實驗A組與實驗B組在科學態度各向度與總測驗之組內迴歸係數同質性考驗摘要表……………………………………………… 74 表4-2-14 實驗A、B兩組學生在科學態度總測驗後測平均分數的差異之單因子共變數分析摘要表………………………………………… 75 表4-2-15 實驗A、B兩組學生在「對科學的興趣」後測平均分數的差異之單因子共變數分析摘要表……………………………………… 76 表4-2-16 實驗A、B兩組學生在「對科學的看法」後測平均分數的差異之單因子共變數分析摘要表……………………………………… 77 表4-2-17 實驗A、B兩組學生在「上自然課的興趣」後測平均分數的差異之單因子共變數分析摘要表…………………………………… 77 表4-2-18 實驗A、B兩組學生在「對自然科學實驗的興趣」後測平均分數的差異之單因子共變數分析摘要表…………………………… 78 表4-2-19 實驗A、B兩組學生在「從事與科學相關工作的興趣」後測平均分數的差異之單因子共變數分析摘要表……………………… 78 表4-3-1 實驗A組學生以多媒體將科學史融入自然與生活科技課程的學習感受問卷分析表………………………………………………… 80 圖 次 圖3-1-1　研究架構圖 ………………………………………………………29 圖3-2-1　研究流程圖 ………………………………………………………30 圖3-4-1　故事教學設計流程圖…………．…………………………………33

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