參、研究方法
一、研究設計
本研究採「準實驗研究」不等組前後測設計之方式進行。選取研究者任教學校中二年級其 中兩班為研究對象，一班為實驗組，以幾何軟體Cabri 3D 搭配實體積木操作融入空間旋轉課程 教學。一班為控制組，以實體積木操作的空間旋轉課程教學。在實驗教學後，針對前、後測成 績差異大或前後測表現無進步且表現較差之學童抽樣進行半結構訪談，以了解學童的錯誤類型 及解題策略。如表1 為準實驗研究設計表。
表 1
準實驗研究設計
前測 空間旋轉能力教學 後測 延後測
實驗組 O1 X1 O3 O5
控制組 O2 X2 O4 O6
註：O1：表示實驗組班級「空間旋轉能力測驗」前測分數
O2：表示控制組班級「空間旋轉能力測驗」前測分數 X1：表示實驗組班級「空間旋轉能力補充課程」教學 X2：表示控制組班級「空間旋轉能力補充課程」教學 O3：表示實驗組班級「空間旋轉能力測驗」後測分數 O4：表示控制組班級「空間旋轉能力測驗」後測分數 O5：表示實驗組班級「空間旋轉能力測驗」延後測分數 O6：表示控制組班級「空間旋轉能力測驗」延後測分數
二、研究對象
30
範例.( )
(1) (2) (3)
圖 4 空間旋轉能力測驗試題範例 3. 預試後試題分析與修正
在完成自編的空間旋轉能力測驗後，挑選二年級的某一班級進行預試。把預試結果與專家 學者以及學校資深教師討論後，原本題目中的四連塊題目對二年級學童而言太簡單，故予以刪 除，更改為五連塊或六連塊，以增加連塊的數目來增加試卷的難度。第二次預試題目共計24 題，
其內部一致性係數Cronbach’s α = 0.63。將預試結果與專家學者以及學校資深教師討論後，將難 度在0.8 以上且鑑別度在 0.3 以下題目進行修改。根據以往文獻表明，國小二年級學童在辨識正 方體連塊的測驗中，最容易產生錯誤的類型是鏡射因素的類型，另外，正方體連塊基底雷同情 形下，只差在第五個相對積木的位置，其在出現錯誤答案比例也較高（陳師潔，2011）。在此次 預試後，修正的題目主要是將學生容易出現的錯誤類型列作為選項答案，以增加題目的難度。
修正編製後，為使前測、後測和延後測的試卷困難度相同，此份試題於前測進行使用，後測試 題則將此份試題的題幹與正確選項的答案交換。延後測的試題則是將後測試題的題目順序進行 調換。
4.信度與效度
測驗卷信度採試題內部一致性Cronbach’s 的 α 係數，正式測驗卷前測信度 α = 0.663，後測 信度α = 0.7。效度採內容效度及專家效度，內容效度以雙向細目表檢核試題的適切性。專家效 度則請相關研究專長的專家和教學經驗豐富的教師共同審核本測驗卷，並提供試卷之修正參 考。
（二）空間旋轉課程教案
本研究共有兩份教學教案，一份是於控制組班級進行教學的空間旋轉課程的教案，教師先 以大型立方塊積木放置在講桌上，為彌補傳統教學中教師以實體教具進行展示時，容易產生視 覺死角，致使學生不易察覺，緊接著拿起大型立方塊積木面對每一排排頭走一趟再放回講桌上。
每位學生桌上也同時擁有一堆邊長 2 公分的小正方體實體教具，讓學生透過實物觀察與操作，
瞭解物件旋轉後的圖像。另一份是於實驗組班級進行的空間旋轉課程的教案，此實驗班級於電
腦教室於Windows 作業系統下，每位學生使用 Cabri 3D 2.0 試用版之軟體的操作，建立立體方
32
實驗課程的教學活動有四節（共計160 分鐘），以下為教學活動設計，第一節：活動名稱「大 家一起疊積木」。第二節：活動名稱「揭開立方連塊的真面目」。第三節：活動名稱「翻轉吧！
立方連塊」。第四節：活動名稱「立方連塊的計數與拼組」。
四、資料分析
（一）量的部份
將研究對象在空間旋轉能力測驗前測中的答題情形進行分析，以了解二年級學童在空間旋 轉能力的表現。接著用SPSS 12.0 統計套裝軟體，對空間旋轉能力測驗之前測、後測，和延後測 的成績進行量化分析。配對樣本的t 檢定（單組教學成效），及單因子的共變異數分析（兩組比 較），以了解空間旋轉能力實驗教學對於研究對象之立即教學成效、保留成效和延宕教學成效。
（二）質的部份
探究二年級學童在空間旋轉能力的解題策略及錯誤類型，將進行質性研究的分析。於測驗 後將前、後測成績差異大及成績無明顯差異又其成績較差的學童，共計14 名，進行一對一個別 晤談，訪談後編寫逐字稿並予以編碼。將學童編號，每位學童編為 4 碼，其中編碼方式如下表 3：
表 3
編碼意義表
資料編碼 意義
第1 碼學童代碼 S 學童
第2 碼班級代碼 E 實驗組 C 控制組 第3、4 碼學童編號 01、02、…
舉例 SE05 SC26
代表實驗組05 號學童 代表控制組26 號學童