學校教育的目的不僅是在於學科專門知識的傳授而已，同時也在培養
學生踏入社會所需的各項能力，以應付未來生活所需。當前社會日趨複雜
，個人在生活中將面對的問題也日益增多，因此培養解決問題（簡稱解題
）的能力對個人而言更形重要。解題能力的培養一直是科學教育中最重要
的教學目標之一，地球科學教育當然也不例外。而教師在教學過程當中扮
演著舉足輕重的角色，教師的教學直接影響了學生學習成效，所以，教師
需具備較佳的解題能力在教學中相當重要。一般而言，在解題過程中必定
會應用一些特別的技能，也難免要應用或多或少的學科相關知識，因此教
師所具學科專業知識的質與量也會影響教師的解題能力，進而影響了解題
教學的成果。本研究之主旨設定在探究：本科系畢業的教師們與非本科系
畢業的教師的學科知識和解題能力這兩方面是否有差異？如有，又屬什麼
樣的差異？ 本研究乃計對臺北都會區國中的地球科學教師進行學科
專業知識及解題能力的比較。研究對象分為兩組，每組各31人，每人均進
行一次包括20題純選擇題之地科專業知識的筆試試卷，時間為20分鐘。此
外，每一組各有六位志願教師以出聲思考(think aloud)方式，進行四題
地科解題能力測試，時間為45分鐘。此兩組研究對象之主要背景差異為：
本科系組：以臺北都會區內畢業於臺灣師範大學地球科學系或其前身(物
理系地科組)的國中在職地科教師設為本科系組，此組教師的特點為具有
較多的地科專業學分(至少超過100個學分)。非本科系組：以臺北都會區
內非畢業於臺灣師範大學地球科學系或其前身的國中在職地科教師設為非
本科系組。此組教師已具有地科教學經驗，具有理學士資格，所修習之地
科專業學分均不超過六個。研究結果為：(1)地球科學學科專業知識筆試
： 將筆試結果分為兩部分：第一，針對兩組之總分，作變異數分析，
發現差異達顯著水準，且本科系組之得分高於非本科系組。第二，針對地
球科學次領域和應用知識層次之區別，將筆試得分分項利用Fisher LSD考
驗兩組受試者的差異，發現：在事實和解題等層次 ，兩組之差異達顯著
水準， 但在概念、規則等層次則未有顯著差異。 (2)地科解題能力測試
： 本科系組的得分較非本科系組高，且差異達顯著準。分析受試者所
應用的各層次的知識，發現本科系組多於非本科系組，且隨事實、概念、
規則等層次，差異有增大的趨向。進一步分析解答正確的受試者所用的步
驟、重複步驟和另有結構的數目，發現兩組受試者差異不大。(3)地球科
學專業知識和地科解題能力相關性： 分析進行地科解題能力測試作業
的十二位受試者之地球科學專業知識和地科解題能力的得分，發現兩者呈
顯著之正相關。 由研究結果推論得：應注意非本科系教師在擔任地球
科學教學所需的進修課程，而本科系組則應注意不常用的知識會逐漸遺忘
的現象，而設法避免。 未來持續的研究應著重於此研究的重複，以確
定本科系畢業和非本科系畢業的地球科學教師，其學科專業知識和解題能
力的差異，並發展更佳的工具以評量地球科學教師的學科專業知識和解題
能力。