電腦模擬用於評量可能導致的差異—從高中生的科學認識觀與性別來探討

摘要

[[abstract]]本研究從高中學生的科學認識觀（Scientific Epistemological Views）與性別差異這兩個角度，探討使用電腦模擬進行評量可能導致的差異。受試者來自北、中區五所學校，共583位高二以上的自然組學生。研究使用Tsai & Liu所研發之「多向度科學認識觀問卷」，以五個向度測量學生的科學認識觀，並以「建構主義」和「實徵主義」對科學知識的看法，來描述不同的觀點。本研究發現，高中自然組學生的科學認識觀頗為一致，平均傾向建構觀點，男女生觀點並無差異。 另外本研究設計「一維直線運動線上測驗（ODMOT）」用以評量學生之物理成就表現，此測驗中包含兩種不同試題形式，分別是以文字或靜態圖表呈現的「傳統試題」和以電腦模擬呈現、可供操作的「模擬試題」。研究發現，男生在傳統、模擬試題上的平均得分均高於女生，但當以總分為根據將學生再區分高、中、低三組來比較男女差異，則兩性的得分差異消失，此結果顯示男女生都有能力拿到相同的高分，也可能得到相同的低分；而男女生在這兩種試題形式上的得分差異，其實是來自於人數分佈比例，本研究發現男生本身在高分組的人數分佈比例比低分組高出許多，而女生則是相反狀況。 本研究將科學認識觀問卷分別依照總分與各向度的得分，把前15%的學生歸類為「建構組」，分數後15％為「實徵組」，用以比較科學認識觀和ODMOT的結果。研究發現，這兩組學生在ODMOT的得分幾乎沒有差異；但若比較兩組中男女學生的表現，可發現「實徵組」比「建構組」被檢查出較多的性別差異，並且差異較多表現在「模擬試題」部分，亦即非傳統的「模擬試題」比較容易檢查出性別差異。另外以不同答題型態將ODMOT區別成「概念答題」、「圖表答題」和「計算答題」三種，本研究發現男生在「圖表答題」與「計算答題」（屬於較高階的題目）的分數高過女生，並且也是「實徵組」的男女生被檢查出的差異次數比「建構組」多。 本研究針對使用電腦模擬無法評量出「建構組」與「實徵組」的學習差異作討論，期待日後的研究者可繼續嘗試搭配電腦模擬，發展不限時、需要反思、統整能力的評量方式，進一步評量學生的高階能力，也使建構組的學生能夠展現其特質及學習成效。接著提出若學生的科學認識觀為建構觀點，則可能因此改善男女生在科學成就上的差異；因此建議物理教師在課堂中，使用合適的教學活動（如小組討論）與教學內容（如科學史哲），培養建構的科學認識觀點，藉此拉近男女生之間的差異。