學生對於牛頓力學概念測驗理解之分析

本研究所評量之牛頓力學概念測驗包括「知識」、「理解」、「應用」、「分析」

四個向度，為了進一步了解學生對於牛頓力學概念測驗之各向度的看法，所以研 究者以「牛頓力學概念測驗」理解進行分組探討學生前測、後測、延宕測之得分 總量表及各分量表之向度得分分析。

一、前測、後測、延宕測對「牛頓力學概念測驗」（總量表）分析

前測、後測、延宕測對「牛頓力學概念測驗」（總量表）各向度分析，如表 4-4 所示。

表 4-4 不同分向度對「牛頓力學概念測驗」各向度分析 總成績

（總量表） 知識向度 理解向度 應用向度 分析向度 Mean SD Mean SD Mean SD Mean SD Mean SD 前測

(n=34) 37.43 11.09 7.21 4.39 11.03 3.99 7.65 3.59 11.54 4.40 後測

(n=34) 57.35 12.52 12.28 3.91 12.72 2.85 14.04 4.69 18.31 5.43 延宕測

(n=34) 50.52 14.98 11.10 5.88 11.03 3.59 12.87 5.12 15.52 5.29

不同分向度的成績對「牛頓力學概念測驗」統計結果如表 4-4 所示，總成績 後測成績高於前測成績，延宕測的成績低於後測的成績，延宕測的成績高於前測 的成績。在分向度中，後測的成績分別在知識、理解、應用、分析向度高於前測 的成績，延宕測的成績分別在知識、理解、應用、分析向度沒有高於後測的成績。

在前測的成績在知識、理解、應用、分析向度，到後測的成績有提升；但在應用、

分析的成績高於知識的成績，可能的原因是學生原本在知識的記憶層次和再回憶 而遺忘，在應用與分析分數高於知識，原因來自於學生對於應用和分析題目較簡

48

49

由表 4-5 可知，本教學活動設計之牛頓力學概念測驗評測工具經活動教學之 後，評量學生牛頓力學概念測驗之分數表現，前、後測的平均值 37.43 進步到 57.35，且達顯著差異（p＜.05）。前、延宕測的平均值 37.43 進步到 50.52，且 達顯著差異（p＜.05）。

三、創造性問題解決活動之前測、後測對學生之概念理解之各向度的表現 學生經過研究者所設計創造性問題解決活動實驗教學之後，在以「牛頓力學 概念測驗」之各向度的成績在教學活動之前、後測表現有無顯著差異，經 t 檢定，

結果如表 4-6 所示。

表 4-6 前、後測成績 t 考驗摘要表：

向度 依變項 N M SD t 值 P 總量表 前測 34 37.43 11.09 -6.977 .000*

後測 34 57.35 12.52

知識向度 前測 34 7.21 4.39 -5.035 .000*

後測 34 12.28 3.91

理解向度 前測 34 11.03 3.99 -2.011 .048*

後測 34 12.72 2.85

應用向度 前測 34 7.65 3.59 -6.320 .000*

後測 34 14.04 4.69

分析向度 前測 34 11.54 4.40 -5.649 .000*

後測 34 18.31 5.43

*＜.05

學生在「牛頓力學概念測驗」之向度，實驗組前後測平均值之間，由 37.43 進步到 57.35，表示總量表在前、後測分數上達顯著的差異（t=-6.977，p=.000

＜.05）。在知識分向度方面，實驗組前後測平均值之間，由 7.21 進步到 12.28，

表示知識向度在前、後測分數上達顯著的差異（t=-5.035，p=.000＜.05）。在理 解分向度方面，實驗組前後測平均值之間，由 11.03 進步到 12.72，表示理解向 度在前、後測分數上達顯著的差異（t=-2.011，p=.048＜.05）。在應用分向度方

50

面，實驗組前後測平均值之間，由 7.65 進步到 14.04，表示應用向度在前、後 測分數上達顯著的差異（t=-6.320，p=.000＜.05）。在分析分向度方面，實驗組 前後測平均值之間，由 11.54 進步到 18.31，表示分析向度在前、後測分數上達 顯著的差異（t=-5.649，p=.000＜.05）。學生在「牛頓力學概念測驗」之向度分 析，實驗組的後測平均高於前測平均，有明顯的進步；在理解向度，平均值有進 步但進步不多，有顯著差異。

四、創造性問題解決活動之後測、延宕測對學生之概念理解之各向度的表現 學生經過研究者所設計創造性問題解決活動實驗教學之後，在以「牛頓力學 概念測驗」之各向度的成績在教學活動之後、延宕測表現有無顯著差異，經 t 檢定，結果如表 4-7 所示。

表 4-7 後、延宕測成績 t 考驗摘要表：

向度 依變項 N M SD t 值 P 總量表 後測 34 57.35 12.52 2.042 .045*

延宕測 34 50.52 14.98

知識向度 後測 34 12.28 3.91 .972 .335 延宕測 34 11.10 5.88

理解向度 後測 34 12.72 2.85 2.151 .035*

延宕測 34 11.03 3.59

應用向度 後測 34 14.04 4.69 .988 .327 延宕測 34 12.87 5.12

分析向度 後測 34 18.31 5.43 2.151 .035*

延宕測 34 15.52 5.29

*＜.05

學生在「牛頓力學概念測驗」之向度，實驗組的後、延宕測平均值之間，由 57.35 降到 50.52，表示總量表在後、延宕測分數上達顯著的差異（t=2.042，

p=.045＜.05）。在知識分向度方面，實驗組後、延宕測平均值之間，由 12.28

51

下降到 11.10，表示知識向度在後、延宕測分數上未達顯著的差異（t=.972，

p=.335＞.05）。在理解分向度方面，實驗組的後、延宕測平均值之間，由 12.72 下降到 11.03，表示理解向度在後、延宕測分數上達顯著的差異（t=2.151，p=.035

＜.05）。在應用分向度方面，實驗組的後、延宕測平均值之間，由 14.04 步下降 到 12.87，表示應用向度在後、延宕測分數上未達顯著的差異（t=.988，p=.327

＞.05）。在分析分向度方面，實驗組的後、延宕測平均值之間，由 18.31 下降到 15.52，表示分析向度在後、延宕測分數上達顯著的差異（t=2.151，p=.035＜.05）。 學生在「牛頓力學概念測驗」之各向度分析，實驗組延宕測平均低於後測平均，

顯示學生經過時間會產生遺忘；在理解向度，學生的後測與延宕測成績達顯著的 差異，但理解的成績退步，顯示學生學習過後，學習時間一久造成學生學習遺忘，

影響學生對於科學概念理解。

五、創造性問題解決活動之前測、延宕測對學生之概念理解之各向度的表現 學生經過研究者所設計創造性問題解決活動實驗教學之後，在以「牛頓力學 概念測驗」之各向度的成績在教學活動之延宕、前測表現有無顯著差異，經 t 檢定，結果如表 4-8 所示。

表 4-8 前、延宕測成績 t 考驗摘要表：

向度 依變項 N M SD t 值 P 總量表 前測 34 37.43 11.09 -4.094 .000*

延宕測 34 50.52 14.98

知識向度 前測 34 7.21 4.39 -3.099 .003*

延宕測 34 11.10 5.88

理解向度 前測 34 11.03 3.99 .000 1.000 延宕測 34 11.03 3.59

應用向度 前測 34 7.65 3.59 -4.872 .000*

延宕測 34 12.87 5.12

分析向度 前測 34 11.54 4.40 -3.367 .001*

延宕測 34 15.52 5.29

*＜.05

52

學生在「牛頓力學概念測驗」之向度，實驗組的前、延宕測平均值之間，由 37.43 進步到 50.52，表示總量表在前、延宕測分數上達顯著的差異（t=-4.094，

p=.000＜.05）。在知識分向度方面，實驗組前、延宕測平均值之間，由 7.21 進 步到 11.10，表示知識向度在前、延宕測分數上達顯著的差異（t=-.3099，p=.003

＜.05）。在理解分向度方面，實驗組的前、延宕測平均值之間，由 11.03 到 11.03，

表示理解向度在後、延宕測分數上未達顯著的差異（t=.000，p=1.000＞.05）。 在應用分向度方面，實驗組的前、延宕測平均值之間，由 7.65 進步到 12.89，

表示應用向度在前、延宕測分數上達顯著的差異（t=-4.872，p=.000＜.05）。在 分析分向度方面，實驗組的前、延宕測平均值之間，由 11.54 進步到 15.52，表 示分析向度在前、延宕測分數上達顯著的差異（t=-3.367，p=.001＜.05）。在理 解向度未達顯著差異的可能的原因，第一、學生經過一段時間的學習後，原本具 有先備知識去做連結發生遺忘，不清楚題目的意義使得成績落至與前測的成績分 數相同。第二、對於理解向度的問題無法做推論、比較與舉例與舊經驗作為連結 建立新的概念。

53

六、牛頓力學概念測驗之前測、後測、延宕測各向度得分相關性比較

研究者探討學生在牛頓力學概念測驗在前測、後測、延宕測中學習者各向度 成績之關係比較，在 Bloom 的認知領域分類由低層次到高層次依序為知識、理解、

應用、分析。其主要探討理解的成績是否與知識的成績有關，應用的成績是否與 理解的成績有關及應用的成績是否與分析的成績有關。

表 4-9 階層向度的成績相關性

向度 知識--理解 理解--應用 應用--分析 係數 r p 係數 r p 係數 r p 前測 .461 .003* .095 .297 .105 .277 後測 .328 .029* .144 .208 .515 .001*

延宕測 .187 .145 .257 .071 .609 .000*

*＜.05

本研究以知識、理解、應用、分析等向度的得分是否與後向度得分做相關性 的探討，利用 Pearson 相關係數做考驗，結果如表 4-9 所示，學生在前測的各 向度得分中，學生在「知識-理解」向度所得的成績呈現顯著正相關（p＜.05）； 學生在「理解-應用」與「應用-分析」的成績均無顯著相關。學生在後測的各向 度得分中，學生在「知識-理解」與「應用-分析」向度所得的成績呈現顯著正相 關（p＜.05）；學生在「理解-應用」成績均無顯著相關。學生在延宕測的各向度 得分中，學生在「應用-分析」向度所得的成績呈現顯著正相關（p＜.05）；學生 在「知識-理解」與「理解-應用」的成績均無顯著相關。

從表 4-9 所示，從「知識-理解」向度在前測與後測成績，可以得知「知識-理解」成績成正相關且達顯著，可見學習前與學習後知識與理解的成績是有相關 性。再看到延宕測中的「知識-理解」是無顯著的正相關，主要是學生在「知識-理解」層次是屬於記憶為主，學生經學習過後的一段時間，學生容易產生遺忘的 結果，使得成績降低。在「理解-應用」向度成績在前測、後測、延宕測無顯著 正相關。顯示學生學習時，無法掌握所學的知識，應用於生活中做連結，導致學

54

習效果不佳。另外一個原因，學生在理解向度得得分較低，對於理解的意義無法 了解，導致「理解-應用」的向度無顯著正相關。在「應用-分析」向度在前測的 成績無達顯著相關，在後測與延宕測中，「應用-分析」的成績成正相關且達顯著 相關（p＜.05），顯示學生在後測與延宕測中的「應用-分析」達到正相關有且達 顯著相關。表示學生在透過活動課程之後，學習概念將用於應用與分析成績有正 相關，也顯示學生的應用能力好，分析的能力也跟著進步。

55