第四章 結果與討論
第一節 不同教學法對學生科學探究能力的影響
針對本節探討不同教學法對學生科學探究能力的影響，所提出之虛無假設與對立假 設如下：
虛無假設 H0：POE-Inquiry 教學策略與講述式教學法對學生科學探究能力的提升沒有顯 著差異。
對立假設 H1：POE-Inquiry 教學策略較講述式教學法對學生科學探究能力的提升有顯著 差異。
進行統計分析之前，先將實驗組與控制組學生在科學探究能力數位評量之前、後測 成績進行常態性檢定。分析項目的每一組觀察值，若人數多於50位，則採用Kolmogorov -Smirnov常態性檢定 (王保進, 2009)；若人數少於50位，則進行Shapiro-Wilk常態性 檢定。本研究之實驗組與控制組學生人數皆大於50位，故採用Kolmogorov-Smirnov常態 性檢定，檢定結果如表4-1-1呈現。若通過常態性檢定，則可進行有母數分析；若沒有 通過常態性檢定，則改採用無母數統計分析。本研究所有的統計分析之顯著水準(α)定 為.05。
依據表4-1-1之常態性檢定結果表得知：實驗組與控制組前測及後測之K-S檢定p值 皆大於.05，都未達到顯著水準，表示通過常態性檢定，故樣本的統計分析採用有母數 統計分析。
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表 4-1-1：科學探究能力數位評量之前測與後測 Kolmogorov-Smirnov 常態性檢定結果表
組別 前測 後測
K-S p K-S p
實驗組 N=56 .104 .200* .093 .200* 控制組 N=55 .082 .200* .118 .055
*. 這是 true 顯著的下限。
由表 4-1-2 可知，在 Levene 變異數同質性考驗中，F(1,109)=0.063，p>.05，未達 顯著水準，接受虛無假設，表示實驗組與控制組之後測成績具有同質性。
表 4-1-2：實驗組與控制組之後測成績同質性考驗 因變數: 後測總分
F df1 df2 顯著性 0.063 1 109 .803
為了瞭解實驗組與控制組學生，分別在科學探究能力數位評量前、後測表現有無差 異，而進行成對樣本t 檢定。由表 4-1-3 及表 4-1-4 檢定結果可知，實驗組與控制組學 生在經過不同教學法教學後，其科學探究能力數位評量的平均成績均有提升，實驗組前 測、後測平均分數進步 2.36 分，控制組前測、後測平均分數進步 0.58 分。實驗組之科 學探究能力數位評量前、後測檢定(t(55)=2.818，p<.05)顯示有明顯差異；而控制組之 科學探究能力數位評量前、後測檢定(t(54)=0.662，p>.05)顯示無明顯差異。由結果顯 示，本研究所設計之 POE-Inquiry 教學策略能夠增進學生的科學探究能力。
表 4-1-3：科學探究能力數位評量前測、後測之描述性統計資料表
組別 前測平均 前測標準偏差 後測平均 後測標準偏差 實驗組 22.50 7.71 24.86 8.91 控制組 22.46 7.93 23.04 10.43
表 4-1-4：實驗組與控制組在科學探究能力數位評量之前、後測成對樣本t 檢定結果表 平均數M 標準偏差SD t df p 實驗組 後測總分 - 前測總分 2.36 6.26 2.82 55 .007**
控制組 後測總分 - 前測總分 0.58 6.52 0.66 54 .511
* p<.05； ** p<.01
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為比較實驗組與控制組學生在科學探究能力數位評量之後測差異是否達到顯著水 準，故進行單因子共變數(ANCOVA)分析，操縱變因為教學法，以科學探究能力數位評量 前測成績當成共變數，以後測成績當作依變量，進行ANCOVA分析。
進行共變數分析前，需先進行組內迴歸係數是否符合同質性假設的考驗(表 4-1-5)。
組內迴歸係數同質性考驗結果F 值=1.474，p>.05，未達顯著水準，接受虛無假設，兩 組回歸線的斜率相同，符合組內迴歸係數同質性假設，可進行共變數分析。
表 4-1-5：實驗組與控制組在數位評量前測對後測之迴歸係數同質性考驗結果表 因變數: 後測總分
來源 第 III 類平方和 df 平均值平方 F 顯著性 修正的模型 5974.801a 3 1991.600 48.877 .000 截距 104.165 1 104.165 2.556 .113 前測總分 5799.249 1 5799.249 142.322 .000 組別 107.708 1 107.708 2.643 .107 組別 * 前測總分 60.049 1 60.049 1.474 .227 錯誤 4359.974 107 40.747
總計 74031.000 111 校正後總數 10334.775 110 a. R 平方 = .578（調整的 R 平方 = .566）
調整後的實驗組後測平均數為24.84，調整後的控制組後測平均為23.06(表4-1-6)。
教學法對科學探究能力後測成績的影響效果檢定F值為2.144，p>.05(表4-1-7)，未達顯 著水準，表示本研究所設計之POE-Inquiry教學策略與講述式教學法間對學生科學探究 能力改變上並無明顯差異。
表 4-1-6：不同教學法在科學探究能力數位評量之描述性統計資料表 因變數: 後測成績
組別 平均數 標準偏差 調整後平均數
實驗組 24.86 8.91 24.84a
控制組 23.04 10.43 23.06a
a. 模型中出現的共變量已估計下列值：前測總分 = 22.48。
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表 4-1-7：不同教學法之單因子共變數分析表 因變數: 後測總分
來源 第 III 類平方和 df 平均值平方 F 顯著性 修正的模型 5914.751a 2 2957.376 72.261 .000 截距 101.336 1 101.336 2.476 .119 前測總分 5822.761 1 5822.761 142.275 .000 組別 87.746 1 87.746 2.144 .146 錯誤 4420.023 108 40.926
總計 74031.000 111 校正後總數 10334.775 110
a. R 平方 = .548（調整的 R 平方 = .539）
為了解學生在科學探究能力數位評量前、後測的改變情形，分別以實驗組與控制組 學生的前測總分為依據做分組討論，將前測總分前27%的學生定為高分組，前測總分後 27%學生定為低分組，其餘學生定為中分組。將實驗組及控制組之高中低分組學生在科 學探究能力數位評量前、後測分數統計如表4-1-8及表4-1-9所示，實驗組的中分組學生 在後測平均分數上進步了3.87分，相較於低分組進步2.24分，高分組進步0.52分，是為 進步最多的組別；控制組的高分組與低分組平均分數分別提升2.12分及1.00分，中分組 則下降0.91分。
表 4-1-8：實驗組及控制組在數位評量前測總分之高、中、低分組人數分布及前、後測平均分數表
實驗組 控制組
人數 前測平均 後測平均 人數 前測平均 後測平均 高分組 17 31.77 32.29 17 31.65 33.77 中分組 22 22.36 26.23 22 21.59 20.68 低分組 17 13.41 15.65 16 13.88 14.88
表 4-1-9：實驗組與控制組之高中低分組學生在數位評量[後測-前測]分數資料表
實驗組 控制組
最小值 最大值 後測-前測
平均分數 最小值 最大值 後測-前測 平均分數 高分組 -8.00 10.00 0.52 -14.00 11.00 2.12 中分組 -5.00 19.00 3.87 -12.00 19.00 -0.91 低分組 -5.00 13.00 2.24 -6.00 10.00 1.00
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為了進一步瞭解實驗組及控制組之高、中、低組學生在科學探究能力數位評量之前、
後測分數改變是否達統計上的差異，分別將實驗組與控制組之高、中、低組學生的[後 測-前測]成績做單向ANOVA分析，分析結果如表4-1-10及表4-1-11所示。實驗組之檢定 結果(F(2,55)=1.384，p >.05)未達顯著差異；控制組之檢定結果(F(2,54)=1.084，p>.05) 未達顯著差異，顯示實驗組與控制組之不同分數組別學生在科學探究能力數位評量前、
後測分數改變上沒有顯著差異。
表 4-1-10：實驗組之不同分數組別學生在數位評量[後測-前測]之單因子變異數分析 結果摘要表
平方和 df 平均值平方 F 顯著性 群組之間 106.972 2 53.486 1.384 .259 在群組內 2047.885 53 38.639
總計 2154.857 55
表 4-1-11：控制組之不同分數組別學生在數位評量[後測-前測]之單因子變異數分析 結果摘要表
平方和 df 平均值平方 F 顯著性 群組之間 91.799 2 45.899 1.084 .346 在群組內 2201.583 52 42.338
總計 2293.382 54
55 測檢定(t(55)=3.785，p <.05)達顯著水準，顯示有明顯差異；控制組之前、後測檢定 (t(54)=0.354，p>.05)未達顯著水準，顯示無明顯差異，表示 POE-Inquiry 教學策略能 夠增進學生的提出問題能力。在辨識問題向度上，實驗組之前、後測檢定(t(55)=-1.804，
p>.05)未達顯著水準，顯示無明顯差異；控制組之前、後測檢定(t(54)=-1.642，p >.05) 未達顯著水準，顯示無明顯差異，表示 POE-Inquiry 教學策略及講述式教學法皆未能提 升學生的辨識問題能力。在產生預測向度上，實驗組之前、後測檢定(t(55)=-0.658，
p>.05)未達顯著水準，顯示無明顯差異；控制組之前、後測檢定(t(54)=0.504，p >.05) 未達顯著水準，顯示無明顯差異，表示 POE-Inquiry 教學策略及講述式教學法對學生的 產生預測能力無顯著影響。
從整體提問能力結果分析，實驗組之前、後測檢定(t(55)=0.927，p>.05)未達顯著 水準，顯示無明顯差異；控制組之前、後測檢定(t(54)=-0.647，p >.05)未達顯著水準，
顯示無明顯差異，表示本研究所設計之 POE-Inquiry 教學策略及講述式教學法對學生整 體提問能力無顯著影響。