實驗流程

本研究實驗教學活動為五節課，主要包含前測、準備活動、教學活動歷程、

總結性任務/關卡及後測，如圖 3-26 所示。

教學活動開始前，先給予學習者物質概念前測，瞭解學習者的先備知識程度；

在準備活動階段，則告知學習者<<旅途>>學習活動的簡介，以及此課程的目標，

並教導學習者如何操作及熟悉操作方式；在教學活動歷程中，學習者則依照分組 各自使用「遊戲環境-探索組」、「遊戲環境-闖關組」、「flash 教材-探索組」及「flash 教材-闖關組」四種不同的教材。在學習者習得所有概念後，會以總結性的教材來 涵蓋物質概念課程中的全部概念，促使學習者能在總結性的教材中回顧習得之概 念及檢測個人所建置的知識結構是否有誤以便調整認知架構。之後則進行物質概 念後測和自然科學習動機與態度量表，瞭解學習者物質概念的學習情形，以及教 學活動結束後對於自然科的學習動機是否有影響，與使用此教材的感受，而圖 3-27 則是學習者在教學活動之學習情形。

前測(20 分鐘) 物質概念前測

準備活動(30 分鐘)

<<旅途>>簡介和操作說明及熟悉操作

後測(30 分鐘)

物質概念後測、自然科動機與態度量表 總結性任務/關卡(20 分鐘)

探索學習-遊戲環境/flash 教材 闖關學習-遊戲環境/flash 教材

圖 3-26 實驗教學流程 教學活動歷程(150 分鐘)

初探 NPC 對話

概念應用 概念引介 接獲任務 蒐集/判斷物品

完成任務 獲取回饋

學習新概念

關卡任務

闖關成功或失敗

獲取回饋

重新學習概念 失敗 成功

圖 3-27 學習者在進行實驗教學活動時的情形

第四節 研究工具

本研究所使用的研究工具包含(1)物質概念測驗；(2)自然科學習動機與態度量 表。研究工具分敘如下：

壹、物質概念測驗

「物質概念測驗」在實驗教學前後皆實施，目的在了解學習者參與學習活動 前以其過去自然科的經驗分析先備知識程度，以及學習活動後物質概念學習成效 為何。評量內容以「物質概念課程」教學內容為主，測驗型式以選擇題呈現，並 根據認知層次分為「知識理解」及「知識應用」兩面向。「知識理解」為學習者 能理解各物質的特性及定義；「知識應用」則是在不同情境中，根據所獲取得條 件，判斷物質的類型選擇正確的物質。物質概念前、後測之測驗卷在知識理解及 知識應用部分各為 7 題選擇題，共 14 題。詳見附錄一、附錄二。物質概念測驗 的信度經內部一致性考驗，前測在「知識理解」向度Cronbach's α = .550；「知識 應用」向度Cronbach's α = .540；整體之 Cronbach's α = .631。後測在「知識理解」

向度Cronbach's α = .468；「知識應用」向度Cronbach's α = .540；整體之 Cronbach's α = .629。效度則採專家效度，經學科專家檢閱後完成修訂，評量內容之向度、題 號、分配及內部一致性，如表 3-3 所示。

表 3-3 物質概念測驗之向度、題號、題數及內部一致性分配表

向度 題目編號

題數 Cronbach’s α

前測 後測 前測 後測

知識理解 1, 2, 5, 7, 8, 9, 11 7 .550 .468 知識應用 3, 4, 6, 10, 12, 13, 14 7 .540 .540

整體 14 .631 .629

貳、自然科學習動機與態度量表

自然科學習動機與態度量表目的在瞭解經由遊戲或 flash 教材學習活動後，學 習者對於自然科的學習態度和使用此教材學習自然科課程之看法。本量表改編自 吳靜吉與程炳林(1992)所提出之激勵的學習策略量表修訂中的動機量表，且是以 Pintrich 等人(1989)所編的激勵的學習策略量表為藍圖，與 Pierce、Stacey 與 Barkatsas (2007)之數學與科技態度量表加以修改而成。選取動機量表中「內在目

標導向」、「外在目標導向」、「工作價值」、「控制信念」、「自我效能」、「期望成功」

六個向度以及數學與科技態度量表中「使用教育遊戲學習數學之態度」向度，結 合成七個向度進行評估，問卷各向度內容詳見附錄三、附錄四。

本問卷之七個向度測量目的分述如下：「內在目標導向」與「外在目標導向」

主要是要瞭解參與學習活動後，學習者對於自然科的學習是出自於個人因素或外 在條件的驅使，各 4 題；「工作價值」是指學習者參與學習活動後，對於自然科 學習工作價值的評估，包含了「興趣」、「重要」和「效用」三部分，各 2 題，即 喜好程度、重要性與有用性；「控制信念」是指學習者參與學習活動後，對於自 然科學習上成功或失敗時的歸因，包含「內在成功」、「內在失敗」、「外在成功」

和「外在失敗」四部分，各 2 題，即個人或是外在因素使然；「自我效能」是指 學習者參與學習活動後，對於個人在自然科學習能力的信念，5 題；「期望成功」

是指學習者參與學習活動後，對於個人在自然科學習之成功信念的多寡，3 題；「使 用教育遊戲學習數學之態度」的向度則改為「科技態度」是指對於使用本教材來 學習自然科的態度，4 題，共 34 題。

本量表採用 Likert scale 五點量表，1 代表非常不同意、2 代表不同異、3 代表 部分同意、4 代表同意、5 代表非常同意，計分方式為回答 1 者給 1 分，回答 2 者給 2 分，以此類推，並將各向度之各題所得分數加總並除以各向度之題數，則 為該向度之得分，若分數越高表示學習者在活動結束後，對於自然科學習動機與 態度持有越正向的態度及感受。

自然科學習動機與態度量表之向度與題數如表 3-4 所示，量表信度經內部一 致性考驗，其中「內在目標導向」之 Cronbach's α 值為.600，「外在目標導向」

之 Cronbach's α 值為.550，「工作價值」細部向度「興趣」、「重要」和「效用」

之Cronbach's α 值分別為.800、.630 與.670，「控制信念」細部向度「內在成功」、

表 3-4 自然科學習動機與態度量表之向度、題號、題數及內部一致性分配表 向度 題目編號 題數 Cronbach’s α 內在目標導向 1, 18, 24, 26 4 .600 外在目標導向 8, 12, 14, 33 4 .550 工作

價值

興趣

5, 11, 19, 25, 28, 29 6

.800

重要 .630

效用 .670

控制 信念

內在成功

2, 4, 10, 15, 20, 27, 30, 32 8

.550

內在失敗 .600

外在成功 .430

外在失敗 .440

自我效能 7, 13, 17, 22, 31 5 .830

期望成功 6, 23, 34 3 .710

科技態度 3, 9, 16, 21 4 .890

第五節 資料處理與分析

本研究將所蒐集之實驗數據，以 SPSS 18.0 統計軟體分別進行「物質概念學 習成效分析」與「自然科學習動機與態度分析」，統計分析之顯著水準皆設為.05，

分析方法分述如下：

壹、物質概念成效分析

物質概念學習成效分析採三因子多變量變異數分析（three-way MANOVA），

以學習環境、學習策略及先備知識作為自變項，物質概念學習成效之「知識理解」

與「知識應用」為依變項進行分析，分析流程如圖 3-28 所示。

多變項同質性檢定

三因子多變量變異數分析 自變項：學習環境、學習策略及先備知識

依變項：物質概念知識理解與知識應用之學習成效

學習環境 × 學習策略 學習環境 × 先備知識 學習策略 × 先備知識 交互作用是否達顯著

顯著

進行單純主效果分析

不顯著 進行主效果分析

分析(simple main effect)；或交互作用未達顯著水準，則進行主效果分析(main effect)，判斷學習環境、學習策略及先備知識對物質概念之知識理解及知識應用 學習成效是否有影響。

貳、自然科學習動機與態度分析

自 然 科 學 習 動 機 與 態 度 分 析 採 三 因 子 多 變 量 變 異 數 分 析 （ three-way MANOVA），自變項為學習環境、學習策略及先備知識，依變項為自然科學習動 機與態度，並針對各面項得分進行自然科學習動機與態度分析，其面向包含學習 動機之「內在目標導向」、「外在目標導向」、「工作價值」、「控制信念」、「自我效 能」和「期望成功」及對於活動教材的學習態度之「科技態度」，分析流程如圖 3-29 所示。

首先進行多變項同質性檢定考驗，本研究採用Box’s M 考驗。若符合變異數 同質性的基本假定，則可進行三因子多變量變異數分析，並觀察Wilks’ Lamda 值 是否達顯著水準 (吳明隆、涂金堂，2005)。若交互作用達顯著水準，則分別進行 單純主效果分析(simple main effect)；或交互作用未達顯著水準，則進行主效果分

多變項同質性檢定

三因子多變量變異數分析 自變項：學習環境、學習策略及先備知識 依變項：自然科學習動機與態度

學習環境 × 學習策略 學習環境 × 先備知識 學習策略 × 先備知識 交互作用是否達顯著

顯著

進行單純主效果分析

不顯著 進行主效果分析 圖 3-29 自然科學習動機與態度分析流程圖

析(main effect)，判斷學習環境、學習策略及先備知識對內在目標導向、外在目標 導向、工作價值、控制信念、自我效能、期望成功及科技態度是否有影響。

第四章 結果與討論

本研究旨在探討不同學習環境(遊戲環境、flash 教材)、學習策略(探索學習、

闖關學習)與學習者的先備知識(高先備知識、低先備知識)對學習者物質概念學習 成效及自然科學習態度之影響。本章將教學實驗所蒐集的資料分別進行物質概念 學習成效分析及自然科學習態度分析，統計分析之顯著水準皆設為 .05。

第一節 物質概念學習成效分析

本研究為探討不同學習環境、學習策略與學習者先備知識，對學習者在物質 概念學習成效表現之影響，將學習環境(遊戲環境、flash 教材)、學習策略(探索學 習、闖關學習)與先備知識(高先備知識、低先備知識)設為自變項，物質概念學習 成效設為依變項(知識理解、知識應用)，進行三因子多變量變異數分析(three-way MANOVA)，以檢視各組學習者在物質概念學習成效的表現情形。經統計軟體分 析處理之後，分析結果如下：

壹、物質概念學習成效之敘述統計

本研究先以敘述統計初探學習者在物質概念學習成效中知識理解、知識應用 兩個面向的得分情形，各組之平均數、標準差及人數，如表 4-1 所示，有效樣本 為 198 人。平均數顯示，就學習環境而言，遊戲環境組的學習者在知識理解及知 識應用得分高於 flash 教材組的學習者(知識理解：遊戲環境組 mean = 2.780、flash 教材組 mean = 2.581；知識應用：遊戲環境組 mean = 2.920、flash 教材組 = 2.255)。

就學習策略而言，探索學習組的學習者在知識理解得分高於闖關學習組的學習者 (知識理解：探索學習組 mean = 2.760、闖關學習組 mean = 2.602)；闖關學習組 的學習者在知識應用得分高於探索學習組的學習者(知識應用：闖關學習組 mean

= 2.796、探索學習組 mean = 2.390)。就先備知識而言，高先備知識組的學習者在

= 2.796、探索學習組 mean = 2.390)。就先備知識而言，高先備知識組的學習者在