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八隅體與路易士結構概念問卷答題情形

一、 概念問卷整體效應分析

(一)研究對象前測成績表現情形

前測以台北市某高中二年級學生 189 名進行八隅體與路易士結構概念問卷 的施測,採其中前測成績較不理想 12 分(60%)以下的學生做為正式研究對象。

前測成績分布如表 4-1-1 所示,前測成績 12 分以下的學生共有 19 位,佔整體的 10.05%。考量學生參與後續實驗的意願,正式參與研究的學生為 16 位,正式研 究對象前測成績分布如表 4-1-2 所示,以下關於八隅體與路易士結構概念問卷前、

後測分析討論皆以 16 位正式研究對象的表現做為研究分析的依據。

50

51 50.95

68.45

0 10 20 30 40 50 60 70 80

前測 後測

答對率(%)

(二)概念問卷前、後測答對率

八隅體與路易士結構概念問卷題目共有20題,採用二元計分法,作答出正確 答案即得1分,16位研究對象前測平均答對題數為10.19題,答對率為50.95%;後 測平均答對題數為13.69題,答對率68.45%,表4-1-3為前、後測答題情形的基本 統計量。由此可知,研究對象於使用自主多模態影音學習系統進行八隅體與路易 士結構概念學習後,在後測問卷的答題表現上較前測增加3.5題,高出17.5%的進 步比率。概念問卷前、後測答對率如圖4-1-1所示。

圖 4-1-1 概念問卷前、後測答對率 表 4-1-3 問卷前、後測答題情形基本統計量

平均數 個數 標準差 平均數的標準誤 前測 10.19 16 2.482 .621 後測 13.69 16 2.387 .597

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(三)概念問卷效果量

效果量(Effect Size)可用來判斷實驗結果實際顯著性(Practical significance)之 程度,本研究以 Cohen 所提出的 d 係數做計算( 21 2 2

1 2

mean - mean

d = (SD +SD )/2 ),

利用概念問卷前、後測答對題數的平均數及標準差計算其效果量。根據 Cohen 的標準,若其值小於 0.2 表示實際顯著性為低,介於 0.2 至 0.5 表示實際顯著性 為低至中等,而 0.5 至 0.8 表示實際顯著性為中至高等,高於 0.8 表示具有相當 大的實際顯著性。

依據前、後測答對題數的平均數及標準差可計算出 Cohen’s d 值為 1.437,表 示八隅體與路易士結構概念問卷在效果量上具有極大的實際顯著性。

(四)概念問卷成對樣本t考驗

將研究對象八隅體與路易士結構概念問卷前、後測整體答題情形進行成對樣 本 t 考驗,結果如表 4-1-4 所示,t 值為 7.519,p 值為.000 達顯著差異(p<.05)。

表示研究對象在問卷前、後測整體表現上達到顯著的進步,在經由使用自主多模 態影音學習系統進行化學概念學習後,對於八隅體與路易士結構概念整體的理解 是有所助益的。

表 4-1-4 概念問卷前、後測成對樣本 t 考驗

成對變數差異

t 顯著性 平均數 標準差

後測-前測 3.500 1.862 7.519 .000

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二、概念問卷各概念答題情形

依據自主多模態影音學習系統化學課程內容,將八隅體與路易士結構概念分 為五小節:八隅體介紹、八隅體規則、路易士結構的畫法、路易士結構的共振、

鍵數、鍵長與鍵能。八隅體與路易士結構概念問卷題目共 20 題,概念題數的分 配情形如表 4-1-5。

表 4-1-5 各概念題數分配情形

概念 題號 題數 百分比

1.八隅體介紹 1、8 2 10%

2.八隅體規則 3、6、9、14 4 20%

3.路易士結構的畫法 2、4、7、10、13、15、17、18、20 9 45%

4.路易士結構的共振 12、16 2 10%

5.鍵數、鍵長與鍵能 5、11、19 3 15%

20 100%

以研究對象概念問卷前、後測答題情形,對各概念題目進行成對樣本t考驗,

藉此得知研究對象使用自主多模態影音學習系統進行八隅體與路易士結構概念 學習的情形,以下就各概念題目進行成對樣本t考驗的分析與討論:

1. 八隅體介紹

八隅體與路易士結構課程內容之第一小節概念為八隅體介紹,相關概念題目 共有2題,題數比例占整份問卷的10%。課程內容主要將先前高一基礎化學學習 過與此課程相關的概念做連結與複習,並就八隅體定義做基本的介紹。八隅體介 紹成對t考驗分析結果如表4-1-6所示,其t值為2.782,p值為.014達顯著差異(p

<.05),表示學生在此概念的學習表現上有顯著的進步。

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表 4-1-6 八隅體介紹前、後測成對樣本 t 考驗

概念 1 成對變數差異

t 顯著性 平均數 標準差

八隅體介紹_後測

八隅體介紹_前測 .21875 .31458 2.782 .014

2. 八隅體規則

第二小節概念為八隅體規則,相關概念題目共有4題,題數比例占整份問卷 的20%。課程內容首先介紹八隅體為傾向擁有與惰性氣體相同的八個價電子數達 穩定的結構,接著依序說明三種常見不符合八隅體規則的情形,將例外情形舉例 並做總結,重複加強學生記憶。八隅體規則成對t考驗分析結果如表4-1-7所示,

其t值為2.611,p值為.020達顯著差異(p<.05),表示學生在此概念的整體學習表 現上有顯著的進步。

表 4-1-7 八隅體規則前、後測成對樣本 t 考驗

概念 2

成對變數差異

t 顯著性 平均數 標準差

八隅體規則_後測

八隅體規則_前測 .15625 .23936 2.611 .020

3. 路易士結構的畫法

第三小節概念為路易士結構的畫法,共有七個相關子概念,問卷題目共有9 題,為八隅體與路易士結構概念問卷中題數最多的小節,題數比例占整份問卷的 45%。課程內容依3-1~3-6路易士結構畫法之各項基本原則做說明,3-7總結以上 基本原則並舉例畫出合理的路易士結構。路易士結構的畫法概念成對t考驗分析 結果如表4-1-8所示,其t值為4.954,p值為.000達顯著差異(p<.05),表示學生 經由自主多模態影音學習系統學習後在此概念的學習表現上有顯著的進步。

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表 4-1-8 路易士結構的畫法前、後測成對樣本 t 考驗

概念 3

成對變數差異

t 顯著性 平均數 標準差

路易士結構的畫法_後測

路易士結構的畫法_前測 .16667 .13456 4.954 .000

4. 路易士結構的共振

第四小節概念為路易士結構的共振,概念題目共有2題,題數比例占整份問 卷的10%。主要在說明路易士結構的共振情形,在課程影片中首先就共振的定義 做說明,以SO2的共振結構為例,依據路易士結構畫法的原則逐步畫出SO2共振 結構。路易士結構的共振成對t考驗分析結果如表4-1-9所示,其t值為1.826,p值 為.088未達顯著差異(p<.05)。

表 4-1-9 路易士結構的共振前、後測成對樣本 t 考驗

概念 4

成對變數差異

t 顯著性 平均數 標準差

路易士結構的共振_後測

路易士結構的共振_前測 .25000 .54772 1.826 .088

5. 鍵數、鍵長與鍵能

第五小節概念為鍵數、鍵長與鍵能,相關概念題目共有3題,題數比例占整 份問卷的15%。課程內容首先介紹鍵數的計算,並提及鍵數為分數時大多為共振 結構的情形,接著一併說明鍵數、鍵長與鍵能三者間的關係,舉出氧原子與氮原 子為例,內容多以表格的方式做呈現,一併說明鍵數、鍵長與鍵能三者間的關係。

鍵數、鍵長與鍵能成對t考驗分析結果如表4-1-10所示,其t值為1.518,p值為.150 未達顯著差異(p<.05)。

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.2500 .4472 2.236 .041*

後測 16 100%

.5000 .6325 3.162 .006*

後測 13 81%

57

.2500 .4472 2.236 .041*

後測 4 25%

.3750 .6191 2.423 .029*

後測 11 69%

.4375 .5124 3.416 .004*

後測 8 50%

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由分析結果得知,概念問卷前、後測 t考驗達顯著差異(p<.05)的題目共 五題為A01、A14、A16、A18與A20:

A01對應概念【1-1 八隅體定義:當一個原子的周圍滿足八個電子,其價層 被填滿而安定。】,前測答對人數12人、答對率為75%;後測答對人數為16人、

答對率達100%,原本答錯的學生於後測時皆答對,進步率為100%,退步率為0%。

其t值為2.236,p值為.041達顯著差異(p<.05)。

A14對應概念【2-2 以 IA、IIA、IIIA 族為中心原子之化合物,中心原子周 圍的電子數比八個少。】,前測答對人數為 5 人,後測答對人數為 13 人,答對率 為 81%,其 t 值為 3.162,p 值為.006 達顯著差異(p<.05)。

A16對應概念【4-1 路易士結構的共振:有些分子的路易士結構具有兩種或 兩種以上的結構皆能符合路易士結構的電子分配。】,前測答對人數僅1人,後測 答對人數增為8人,答對率為50%,其t值為3.416,p值為.004達顯著差異(p<.05)。

A18對應概念【3-7 路易士結構的畫法:綜合概念—例子】,前測答對人數 為 5 人,後測答對人數為 11 人,答對率為 69%,其 t 值為 2.423,p 值為.029 達 顯著差異(p<.05)。

A20對應概念【3-3 路易士結構的畫法:含氧酸中,H 原子通常接在 O 原子 上。】,為非選題,研究對象在前測答題表現上並不理想,16 人中無人答對,答 對率為 0%,經由使用自主多模態影音學習系統學習的進步情形也有限,僅 4 人 進步,後測答對人數為 4 人,答對率為 25%,t 值為 2.236,p 值為.041(p<.05)

達顯著差異。

顯示這些概念經由自主多模態影音學習系統學習後,學習效果有明顯的提升,

在後測答題表現上有顯著的進步情形,其餘概念皆未達顯著,因此,進一步以概 念問卷進步率與退步率的面向來檢視自主多模態影音學習系統對於學生的助益 情形為何。

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A07 A05 A11

A12 A13

A19A18

A01、A08

A09 A06 A10

A15 A14 A17 A20 A16

0

A01A02 A03A04 A05A06 A07A08 A09A10 A11A12 A13A14 A15A16 A17A18 A19A20