本節討論的內容為化學電池的科學概念之學習成效，所使用的評量工具為
「化學電池概念試題(Ⅰ)」與「化學電池概念試題(Ⅱ)」，依據教學主題內容，使 用相對應的評量工具，並進行前後測。因此，本節將針對兩子研究的化學電池科 學概念的學習成效分別進行討論，包含前後測的描述性統計以及推論性統計的分 析方式，並利用 SPSS 第 22 版軟體作為統計分析工具。
研究一對於化學電池的科學概念主要著重於，學生是否對於化學電池的成份 與關係之科學概念透過教學的成效為何，因此，將以「前測分數比較」、「後測分 數比較」與「化學電池的另有概念」此三部分進行統計分析；研究二的科學概念 主要著重於化學電池的交互作用，因此以「前測分數比較」與「後測分數比較」
此兩部份進行統計分析。經過預試，可知本研究問卷已建立專家效度以及良好的 試題信度，當學生完成本評量後測，針對學生的回答情形分別對於整份問卷(包 含選擇題與非選擇題，研究一共 51 題；研究二共 29 題)，進行後測信度分析，
得到 Cronbach’s 分別為 0.91 與 0.81，可知，對於本研究的研究對象皆為具有 良好信度的評量問卷。
研究一：化學電池的成份及關係
依據本研究規劃，開始化學電池的成分及關係教學前後，分別對於「一般文 本教學組」與「建模文本教學組」進行化學電池的成分與關係的科學概念的前後 測，藉此得知兩教學組在教學前後，對於「化學電池的成份與關係」的概念改變 的情形。
一、兩組學生於「化學電池概念試題(Ⅰ)」前測成績比較 (一)「化學電池概念試題(Ⅰ)」前測成績描述性統計分析
化學電池概念前測分數可作為以下三點用途：一、得知學生對於化學電池的
概念理解程度；二、得知化學電池概念內各分項內容的表現；三、為後測的推論 性統計分析的共變數。因此，將化學電池概念試題(Ⅰ)前測的得分情形依據雙向 細目表(表 3-4-2)作為分類的依據，並將描述性統計整理於表 4-1-1。
表 4-1-1 研究一 化學電池的科學概念前測描述性統計
總分 成份 關係 系統
Mean SD Mean SD Mean SD Mean SD 建模文本教學組 25.67 7.25 14.73 5.63 7.98 4.01 2.96 2.15 一般文本教學組 23.74 6.44 11.89 4.18 8.15 3.43 3.70 2.53 從表 4-1-1 可知，建模文本教學組分別在「總分」與「成份」此三個項目中，
分數略高於一般文本教學組，而在「關係」與「系統」的分類上則是以一般文本 教學組高於建模文本教學組。這兩將學組間是否達顯著差異，則要進一步進行獨 立樣本 T 檢定的統計考驗。
(二)「化學電池概念試題(Ⅰ)」前測成績推論性統計分析
尚未接受任何化學電池學習經驗的學生，是否對於化學電池的概念表現是否 已達差異，透過獨立樣本 T 檢定(表 4-1-2)，可知各分類項目的比較情形。在總 分、關係與系統的 p 值分別為 0.320、0.872 與 0.266 皆大於 0.05，可知兩組別在 教學前，總分、關係與系統三者並未達顯著差異；關係的 p 值為 0.049 小於 0.05，
可知此項目於教學前已達顯著差異。因此，進行後測推論性統計考驗時，會將前 測分數作為共變數進行共變數分析。
表 4-1-2 研究一 化學電池的科學概念前測 獨立樣本 T 檢定 項目 T df 顯著性 （雙尾）
總分 1.01 49 .320 成份 2.03 42.15 .049*
二、兩組學生於「化學電池概念試題(Ⅰ)」後測成績比較
針對研究一化學電池概念的後測表現將做以下三點方式分析：一、整理兩教 學法於教學後各分項的學習表現；二、分析相同教學法組內學生對於化學電池科 學概念的學習成效情形；三、分析不同相教學法組間學生對於化學電池科學概念 的學習成效。
(一)「化學電池概念試題(Ⅰ)」後測成績描述性統計分析
兩組學生分別接受不同教學法的學習後，對於化學電池的科學概念學習成效 為何？化學電池概念試題(Ⅰ)為評量學生學習化學電池科學概念的指標，作為本 研究一的科學概念後測試題，相同的，依據雙向細目表(表 3-4-2)的分類項目將描 述性統計整理於表 4-1-3。
表 4-1-3 研究一 化學電池的科學概念後測描述性統計
總分 成份 關係 系統
Mean SD Mean SD Mean SD Mean SD 建模文本教學組 67.27 12.97 36.17 4.32 20.83 6.28 14.27 4.56 一般文本教學組 35.61 10.52 20.02 6.61 11.48 4.51 4.11 3.49 從表 4-1-3 可知，建模文本教學組與一般文本教學組在教學後，各分類項目 分數皆高於前測分數，並且，建模文本教學組在各分類項目中，後測分數皆大於 一般文本教學組。依此，為了得知教學前後組內與組間是否達顯著差異，則分別 需進行相依樣本 T 檢定與共變數分析(ANCOVA)的推論性統計考驗。
(二)「化學電池概念試題(Ⅰ)」後測成績推論性統計分析
針對推論性統計的內容，在此分成兩項目進行討論：一、相同教學組內科學 的概念變化情形；二、不同教學組間的科學概念變化情形，進行推論性統計分析。
透過此兩項目的分析即可推論：一、學生是否無法學習「化學電池的成份與關係」
的科學概念；二、建模文本教學組與一般文本教學組在科學概念學習成效上是否 相同。
1.相同教學組內科學概念變化情形
在此項目中，要推論學生是否無法學習「化學電池的成份與關係」的科學概 念，必須透過組內前後測的學習成效的變化情形進行分析，因此，使用相依樣本 T 檢定，進行推論性統計分析方法，結果整理於表 4-1-4 與表 4-1-5。
表 4-1-4 建模文本教學組教學前後科學概念情形 相依樣本 T 檢定
項目 平均數 標準偏差 T df 顯著性 （雙尾）
總分 41.60 13.92 14.65 23 <.001***
成份 17.44 6.38 13.40 23 <.001***
關係 12.85 8.60 7.32 23 <.001***
系統 11.31 4.91 11.28 23 <.001***
***p < .001
表 4-1-5 一般文本教學組教學前後科學概念情形 相依樣本 T 檢定
項目 平均數 標準偏差 T df 顯著性 （雙尾）
總分 11.87 9.21 6.70 26 <.001***
成份 8.13 5.02 8.41 26 <.001***
關係 3.33 5.13 3.38 26 .002**
系統 0.41 3.52 0.60 26 .552
***p < .001；**p < .01
從表 4-1-4 與表 4-1-5 進行分析，建模文本教學組的總分、成份、關係與系 統的 p 值皆小於 0.001，可知透過建模文本教學針對化學電池的科學概念在教學 前後總分、成份、關係與系統達顯著差異。一般文本教學組的總分與成份的 p 值皆小於 0.001；另外關係的 p 值為 0.002 小於 0.01；系統的 p 值為 0.552 大於 0.05，因此，學生透過一般文本教學針對化學電池的科學概念，在教學前後總分、
成份、關係達顯著差異，而系統未達顯著差異。
2.不同教學組間的科學概念變化情形
研究一的研究設計，主要討論建模文本教學與一般文本教學對於科學概念的 變化情形，考量兩組在成分的分類項目上於前測已達顯著差異，因此，將科學概 念前測分數作為共變數，進行單因子共變數分析，並分成總分、關係與系統個別 進行單因子共變數分析，而成分的分類由於兩組未通過迴歸同質性考驗，必須分 組討論，並將其結果整理成摘要表。
(1)總分
表 4-1-6 為研究一的科學概念迴歸係數同質性檢定結果。其中自變項與共變 項前測總分的交互作用(班級*前測總分)考驗結果為 F(1,47)= 1.37(p= .247 > .05)，
未達顯著性水準，表示兩組的斜率可視為相同，符合組內迴歸係數同質性的基本 假定，故可進行共變數分析。
表 4-1-6 研究一 科學概念(總分)之迴歸係數同質性檢定摘要表
來源 第 III 類平方和 df 平均值平方 F 組別*前測總分 174.19 1 174.19 1.37
誤差 5956.41 47 126.73 表 4-1-7 研究一 科學概念(總分)之單因子共變數分析摘要表
來源 平方和 df 平均值平方 F
組別 11702.27 1 11702.27 91.62***
誤差 6130.59 48 127.72
***p < .001
表 4-1-8 研究一 科學概念(總分)之單因子共變數相依比較表
班級 平均差異
(I-J)
標準誤差 95%信賴區間
(I) (J) 下限 上限
建模文本教學 一般文本教學 30.66*** 3.20 24.22 37.10
***p < .001
透過迴歸係數同質性檢定後，再進行 Levene 的變異數同質性考驗，F(1,49) =
2.72 (p = .105 > .05)，亦未達顯著性，表示兩樣本的離散情形相同。最後，進行 共變數分析檢定，從表 4-1-7 得知，F(1,47)=1.37 ( p=.000 < .001)，達顯著性水準。
從此結果表示，對於研究一的科學概念總分，建模文本教學組與一般文本教學組 有達顯著差異，並且由表 4-1-8，可知建模文本教學組科學概念的總學習成效優 於一般文本教學組。
(2)成份
表 4-1-9 為研究一的科學概念迴歸係數同質性檢定結果。其中自變項與共變 項前測成份的交互作用(班級*前測成份)考驗結果為 F(1,47)= 9.47 (p= .003 < .05)，
達顯著性水準，表示兩組的斜率可視為不同，兩迴歸線具有相交的情形，不符合 組內迴歸係數同質性的基本假定，無法進行共變數分析。
因此，使用 SAS 統計軟體進行詹森-內曼法(Johnson-Neyman method)進一步 分析，並使用 Microsoft Excel 軟體進行圖形繪製。從圖 4-1-1 可知，以前測分數 為 X 軸;後測分數為 Y 軸，以 Excel 繪圖，可知建模文本教學組的迴歸方程式(Y
＝0.15X＋29.924)與一般文本教學組的迴歸方程式(Y＝1.03x＋7.78)，兩者因斜率 不相同，會相交於一點，由此兩條迴歸方程式解聯立後可得 XD=25.25，即為兩 迴歸方程式相交的 X 軸座標。
使用詹森-內曼法進行分析，透過 XD－與 XD＋可將圖 4-1-1 分成三個部分，從 圖 4-1-1 可知，第一部分範圍落在 0 到 XD－之間表示：兩組別間具有顯著差異，
且迴歸方程式在上方者有較好的表現；第二部分範圍落在 XD－到 XD＋之間表示：
兩組別間具無顯著差異；第三部分範圍落在 XD－到 XD＋之間表示：兩組別間具有 顯著差異，且迴歸方程式在上方者有較好的表現。利用此三部分，便可以進行兩 教學法在不同起始點的學生所產生的效益情形。
一部分，建模文本教學組的迴歸方程式在上方，可推論出建模文本教學組學習成
(3)關係
表 4-1-11 為研究一的科學概念迴歸係數同質性檢定結果。其中自變項與共 變項前測成份的交互作用(班級*前測關係)考驗結果為 F(1,47)= 0.74 (p= .395
> .05)，未達顯著性水準，表示三組的斜率可視為相同，符合組內迴歸係數同質 性的基本假定，故可進行共變數分析。
透過迴歸係數同質性檢定後，再進行 Levene 的變異數同質性考驗，F(1,49) = 5.41 (p = .024 < .05)，已達顯著性，表示兩樣本的離散情形不相同。因此，不能 使用單因子共變數分析，由於兩教學組的「關係」的前測分數未達顯著差異(表 4-1-0)，為了判斷教學所形成的影響，將以科學概念之關係分項中的前測與後測 分數差，進行獨立樣本 T 檢定，並將統計結果整理於表 4-1-12。
透過迴歸係數同質性檢定後，再進行 Levene 的變異數同質性考驗，F(1,49) = 5.41 (p = .024 < .05)，已達顯著性，表示兩樣本的離散情形不相同。因此，不能 使用單因子共變數分析，由於兩教學組的「關係」的前測分數未達顯著差異(表 4-1-0)，為了判斷教學所形成的影響，將以科學概念之關係分項中的前測與後測 分數差，進行獨立樣本 T 檢定，並將統計結果整理於表 4-1-12。