學生 STEM 態度的改變

本節主要在探討學生於階段三教學實驗中，其 STEM 態度之改變。

因此，以下將先分析學生 STEM 態度量表之得分情形；其次，再依據學 生之設計複雜度進行分組，由不同角度分析學生 STEM 態度之改變，以 了解其 STEM 態度是否受教學實驗之影響，或為影響學生表現之關鍵因 素。

描述統計分析

為了解學生在經過 En-STEM 教學模組之學習後其 STEM 態度是否 有所改變，本研究運用相依樣本 t 考驗，分析學生於教學實驗前、後於 STEM 態度量表之回應，詳細分析結果如表 4-14 所示：

表 4-14

對 STEM 態度量表之相依樣本 t 考驗 類別項目 Mean/SD

(前測)

Mean/SD

(後測) 前測−後測

t

由分析結果可知，在興趣方面，多數的學生認為 STEM 相關的理工 課程，相較於其他科目而言是有趣的。在自覺能力方面，多數學生對於 其在 STEM 課程中的自覺能力應屬於正向的自覺，換言之，學生認為其 可理解 STEM 課程所教授的知識內容，且能將其應用在日常生活中。而 在價值方面，多數學生對於 STEM 課程中所學到的知識與能力之價值性，

具有正向的感受，換言之，多數學生認為在 STEM 課堂上所學到的能力

（如：問題解決、探究思考等），對其學習歷程有所幫助，並可應用於解 決日常生活問題。

然而整體而言，學生在參與本次教學實驗前後，其 STEM 態度並無 明顯的提升，依據前述玩具專題之質性分析結果，本研究認為 STEM 態 度，應是影響學生專題表現的重要關鍵因素。因此，為更深入剖析學生 STEM 態度之改變，本研究同樣依據學生之機構玩具設計複雜度進行分 組，以討論不同專題表現的學生之間其 STEM 態度是否有所差異。

整合分析：不同設計複雜度學生之 STEM 態度比較

由表 4-15 之歸納可發現，以學生之機構玩具設計複雜度為依據，分 為：高設計複雜度（4、5 分）、中設計複雜度（2、3 分）及低設計複雜 度（1 分）等三個組別時，高設計複雜度的組別，其各項 STEM 態度之 得分皆為三組最高，由圖 4-6 可進一步看出，高設計複雜度的組別其 STEM 態度的提升幅度最為明顯，而低設計複雜度組別的 STEM 態度則 是有明顯的下降。此外，三個組別的平均分數都受到離群值的影響，排 除離群值的影響後可發現，低設計複雜度組的 STEM 態度明顯偏低，顯 示學生 STEM 態度之轉變，亦會反應在專題作品表現之上。

表 4-15

不同設計複雜度組別 STEM 態度得分比較表 設計複雜度

評量項目

高設計複雜度 N=19

中設計複雜度 N=72

低設計複雜度 N=12 M (SD) M (SD) M (SD) STEM 態度量表 (後測平均分數) 2.87 (.44) 2.76(.32) 2.73(.54)

興趣 2.53 (1.01) 2.37(.79) 2.20(.92) 自覺能力 3.15 (.40) 3.02(.41) 3.12(.49) 價值 2.93 (.42) 2.88(.35) 2.88(.48)

高設計複雜度 中設計複雜度 低設計複雜度

深色：STEM 態度測 驗前測平均 白色：STEM 態度測

驗後測平均

圖 4-6. 不同設計複雜度組別 STEM 態度得分盒形圖

觀察圖 4-6 之結果可發現，設計複雜度高的組別，其在參與教學實 驗前對 STEM 課程之興趣反而最低，然而，在學習完本研究之課程後，

該組別之興趣得分卻是三組最高，且其整體的分數有大幅度的提升，然 而設計複雜度低的組別，其興趣得分則是略微下降。由此可見，學生對

STEM 課程之興趣與態度，確實是影響其投入程度的關鍵因素之一，進 而影響其專題成品之表現。

整合分析：概念知識、玩具專題、與 STEM 態度之相關性

在完成學生 STEM 態度之分析後，為深入探討學生概念知識學習、

玩具專題、與 STEM 態度之間的關連性，本研究進一步運用相關分析的 方式，探討各變項間是否呈現出正向或負向的相關。其結果如表 4-16 所 示：

由分析結果可知，學生機構概念知識前測與後測成績間具有顯著的 相關性（.35**），代表普遍前測成績較佳的學生，後測表現亦較佳。而從 相關分析中亦可看出，學生之機構概念知識後測成績，與其 STEM 態度 之前後測平均分數皆有顯著的正向相關，代表學生之機構概念知識學習 表現，確實與 STEM 態度之展現具有正向相關，此外，態度則會進一步 影響學生玩具機構設計專題之表現，然而學生之機構概念知識測驗成績 與其專題表現並未呈現出顯著的相關。綜合前述質性分析與 STEM 態度 測驗之分析所得，本研究認為學生之興趣與態度，應是降低各組間差異 的關鍵因素。有些學生之機構概念知識可能較差，但因在參與過程中對 於機構的製作產生興趣，願意花費較多時間在機構的測試與修正，進而 有較佳的成果展現。

表 4-16

2. 設計複雜度高的組別在參與教學實驗後，其對 STEM 的興趣有顯著 的提升。由此可見，正向之工程設計學習經驗，會提升學生對 STEM 課程之興趣；而學生態度與興趣的轉變，則會帶動其玩具專題之表 現。

3. 學生之 STEM 態度，與其機構概念知識測驗得分有正向的相關性。

代表對 STEM 課程擁有越正向的興趣、價值與自覺感受時，其 STEM 概念知識之學習表現越佳。

提升學生之對 STEM 領域之學習興趣及對 STEM 的態度，是 STEM 教育改革主要目標之一（NAE & NRC, 2014; NGA, 2007; NRC, 2009）。

如同 Hernandez 等人（2014）的研究表示，透過 STEM 課程的教學，可 幫助原本對於 STEM 態度得分較低的學生，能有顯著正向的轉變。林怡 廷（2015）的研究指出，以科學探究為主軸的 STEM 課程，可提升學生 對科學的興趣及學習信心。而黃子榕（2014）的研究亦發現，學生自身 的信心是 STEM 實作課程中知識整合的關鍵。因此，雖然本次 En-STEM 教學模組的課程並未特別強調態度與興趣的培育，但由教學結果可知，

只要能透過有效的 STEM 實作單元累積學生正向之工程設計學習經驗，

便能提升其對於 STEM 課程之興趣。而主動積極的學習態度，正是工程 設計取向 STEM 課程最需要的驅動力。