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1、學生應具備的地球科學素養調查Exploring the expected earth science literacy of students張俊彥、李文旗國立臺灣師範大學地球科學系深入贯彻党的十七届五中全会精神，紧紧抓住卫生事业前所未有的发展机遇，坚持以人为本、执政为民，全面落实科学发展观，不断开拓创新，全面推进医药卫生体制改革与发展，不断提高公共卫生服务能力和基本医疗服务能力，提高广大人民群众的健康水平。of rural drinking water sources, protection of drinking water sources in rural areas by the en
2、d of the delimitation of the scope of protection, complete with warning signs, isolating network protection facilities5摘要本研究的目的為抽樣調查全台灣地區各中等學校（包含國、高中）地球科學教師，了解他們在理想狀況下和實際教學狀況下，所認為或感受到之中學的地球科學教育目標，以及學生應具備之地球科學素養重要性排序為何。並分析不同背景資料之教師，比較其中之異同。希望能提供研究結果和基層教師之意見，作為教育主管機關將來在擬定未來地球科學教育目標以及制定相關地球科學課程綱要之參考。Ab
3、stractThe purpose of this study was to investigate the current status of earth science teaching (SEST) and teachers expected earth science literacy (EESL) of secondary school students, and explore the interrelationships between SEST and EESL with the aims at providing a research database for identif
4、ying the goals of earth science education and developing future earth science curriculum standards文獻探討二十一世紀是一個國際關係日益密切、社會快速變遷、知識爆炸的時代，而科技、科學進步的速度之快，更是遠超過我們的想像。因此，為了迎接新世紀的各項挑戰，世界各國無不致力於各項新科技與科學的研究，同時，更積極設法改善基礎的科學教育，期使下一代均能成為具備完整科學素養（scientific literacy）的新新人類。綜觀美國科學教育過去一百多年的歷史（DeBoer,1991），我們不難發現美國科學教
5、育的改革，除了立基於想像、猜測、直覺之外（Mintzes, Wandersee, & Novak, 1997），多半走的是歷史不斷告訴我們的東西，而我們最需要的其實都是我們覺得最缺乏的事務，所以過去這些年來，美國科學教育有時著重實用且與日常生活有關，有時又回到科學家重視內容的科學。那麼到底什麼才是我國科學教育的目標？是科學知識還是實用與生活導向？這兩者之間能尋求一個平衡點嗎？我們在中學短短的六年中，真的可以培養出具有重要基本能力和科學知能的青少年嗎？還是這只是制定教育政策的專家學者們一廂情願的理想而已！因此在中學階段，我們究竟希望培養出具備什麼樣科學素養的學生呢？我國於民國七十四和八十四年國、
6、高中分別將科學素養一詞，納入理化課程標準的教學目標中；另外，我國近年來進行大規模的教育改革，其中的國民中學九年一貫自然與生活科技領域的能力指標中，更是明白揭示了科學素養的定義和重要性。而且培養並提昇學生的科學素養，已成為當前世界各國科學教育重要的目標和共識（American Association for the Advancement of Science,【AAAS】, 1993; 教育部，2001 ）。可是到底什麼才是科學素養？科學素養有一個全世界共同的定義或準則嗎？學生應該具備哪些科學素養？本文將針對上述問題作深入的探討，希望能對於科學教育的走向及未來科學教育目標的擬定有所幫助。研究對
7、象本研究對象為台灣地區中學九十一學年度（91.08-92.07）任教地球科學之中學教師，共計一百名。根據教育部最新的教育統計資料顯示，九十一學年度國內約有一千所中學（國中約佔70%，高中約佔30%）。同時，為使抽樣具有代表性，將所有學校分為北、中、南、東四區，再依照各區學校比例隨機抽樣10%，共一百名任教地球科學教師當作本次研究樣本。研究工具本次研究所使用之問卷為國立台灣師範大學地球科學系科學教育研究小組所研發之地球科學教學現況與教學觀點問卷的第五部分：學生應具備之地球科學素養 (expected earth science literacy, EESL)。在EESL的研究調查中共分為地球科學
8、目標和地球科學素養兩個部分。而地球科學目標又分為理想狀況和實際教學情境；另外，地球科學素養再細分為三個向度（知識、技能或能力、態度）。為了解全台灣地區各中學地球科學教師，他們心目中和實際教學過程中，認為中學生應具備之科學目標和科學素養和其重要性排序，因此，本問卷參酌DeBoer（2000）所歸納出來的九項科學教育目標：（1）使人類文化智慧得以傳承；（2）為學生未來工作生涯做好準備；（3）學生能運用科學於日常生活；（4）培養現代化隨時獲取新知的公民；（5）發展學生探究自然世界的思考模式和科學方法（6）使學生了解日常生活中與科學相關的議題與報導；（7）讓學生欣賞感激大自然之美；（8）使學生對科學產
9、生正確的態度與觀感；（9）了解科技的本質與重要性及其與科學的關係。同時，從相關文獻中(如Weiss, 1987)也將下列十二項科學課程的目標列入本問卷的設計考量中：（1）對科學產生興趣；（2）學習基本的科學概念；（3）為下一個階段的科學課程做好準備；（4）發展訓練探究的能力；（5）發展訓練有系統的方法來解決問題；（6）學習如何有效率的傳達科學想法；（7）察覺到科學在日常生活中的重要；（8）學習有關科學在科技上的應用；（9）學習與科學有關的生涯工作；（10）學習科學的歷史；（11）察覺到與實驗室相關的安全議題；（12）發展訓練實驗室技能。同時也參考九年一貫課程中，自然與生活科技學習領域的學習目標
10、以及高級中學自然科各科教學目標來編製。研究流程本研究首先經過深入的文獻探討與整理並參酌本國國情後，已設計並研發出適合本國國情之地球科學教學現況(status of earth science teaching, SEST)與地球科學教師心目中學生應具備之地球科學素養(expected earth science literacy, EESL)之整合式調查問卷（名稱為：地球科學教學現況與教學觀點問卷），同時並進行問卷信、效度化的工作、問卷pre-pilot以及問卷的修正工作。因此，經過數次嚴謹的修正後，於九十二年五月針對全國經過抽樣之地球科學老師發出本問卷，同時以郵寄問卷搭配電話催收問卷的方式進
11、行。最後回收之問卷共有74份，回收率為74%。經過剔除無效問卷，剩下60份有效問卷，作為分析之樣本。問卷回收並輸入資料庫後進行量化資料之數值統計、內容分析、資料之交叉分析、工作。首先以SPSS統計軟體進行量化資料的分析，除了描述性統計、頻率統計等基本性質描述外，並用Kendalls tau（b）和Spearmans rho（rs）來分析SEST與EESL及其各向度之間的關係。結果和討論一、 地球科學教育目標在列舉的十二項地球科學教育目標中，地球科學教師們均認為在理想的教學狀況下，學生應達到的前三項分別為：（一）學生具備基本的地球科學概念（知識）；（二）學生能欣賞大自然之美（態度）；（三）學生能
12、知道探究自然世界的思考模式和科學的方法（技能或能力）。由上可知，三個科學目標的向度均有涵蓋在內。可是在實際的教學情境中，教師們所認為地球科學的教育目標前三項卻為：（一）學生具備基本的地球科學概念（知識）；（二）為未來的升學考試（國中基本學力測驗或大學學科能力測驗）做好準備（知識）；（三）學生能感受或察覺到地球科學在日常生活中的應用（態度）；因此可以明顯的看出，在實際的教學狀況中，升學考試還是主導整個教學的方向，在高唱教育改革已經十年的今天，教學上仍是如此，真是值得大家深思。除此之外，經過相關性分析之後，發現理想和實際教學之科學教育目標之Kendalls tau b（b）和Spearmans r
13、ho（rs）分別為0.565和0.711（p.05；p.01），顯見兩者間仍呈現中、高度相關。（1） 以不同地區來做比較，發現在理想的教學狀況下，中區教師和南區教師的重要性排序呈現極高度相關（b=.906，rs=.972，p.05）；但是在實際教學狀況下，中區教師和南區教師的重要性排序卻呈現低度相關（b=.295，rs=.388，p.05），從統計資料中可看出，兩個地區教師在實際教學之科學教育目標上，前兩位排行均相同，但之後的排序卻呈現極大的差異，中區教師認為技能、知識和態度平均發展，但是南部教師較偏向態度和技能的養成。其餘各地區教師間對於科學教育目標的看法，不管在實際上或是理想教學狀況下均呈
14、現中度相關（b介於.548.678間，rs=.673.859間，p.05）。（2） 男、女性教師不論在理想或是實際教學狀況下均呈現中、高度相關（b=.727和.758，rs=.881和.881，p.05），可見看法並無什麼不同。（3） 年齡三十歲以下之教師和年齡51-65歲之教師，在理想的教學狀況下，科學教育目標重要性排序呈現低度相關（b=.339，rs=.589）；但是在實際教學狀況下，兩者的重要性排序卻呈現高度相關（b=.772，rs=.848，p.05），而從統計資料中也清楚的發現，年齡較輕的教師在理想狀況中，認為最重要的科學教育目標為偏向態度方面（學生能欣賞並珍惜大自然之美），但是年齡
15、較大之教師卻是知識的部分（學生具備基本的地球科學概念），由此可以看出，台灣地區不同年齡層教師在成長時空背景不同下，對地球科學教育目標的重要性認知亦不相同。但是在現實的教學環境中，可能因為升學主義的壓力下，所以在實際的教學目標上看法較為一致。（4） 在畢業科系方面，不管是否為地球科學相關類科畢業之老師，在理想或實際上的看法均大致相同（b=.818，rs=.930，p.05）。（5） 不論是任教國中或是高中的老師，在理想或實際上的看法均大致相同（b=.687和.636，rs=.827和.769，p.05）。（6） 任教年資在三年以下之教師和任教年資二十一年以上之教師，在地球科學教育目標的理想狀況下
16、之重要性排序上，呈現低度相關，看法顯然有所不同（b=.349，rs=.485）。從統計資料中也清楚的發現，任教年資較少的教師在理想狀況中，認為最重要的科學教育目標為偏向技能與態度方面，但是任教年資較久之教師卻是知識的部分，可是在實際教學狀況下，兩者的重要性排序卻呈現顯著相關（b=.624，rs=.800，p.05），均偏向知識的部分。這個結果與年齡因素一致，可見在現實的升學壓力下，大家不得不採取一致的做法。二、 地球科學素養（知識）（1） 東部教師在地球科學素養知識的部分看法和其他地區教師作相關分析，結果均未達顯著相關，可見和北部、中部、南部教師之看法不太一致（b分別為.419、.344、.281，rs=.538、.505、.468），從統計資料中發現東部教認為最重要的知識為天然災害與減災，而其他地區則比較偏向
