第四章 研究結果與討論
第三節 工程設計流程對職前科技教師建構工程設計思考訊息處理策略
為探究工程設計流程對職前科技教師工程設計思考之訊息處理策略的 影響，本節首先將語意流程圖資料進行敘述性統計分析，了解職前科技教 師對於工程設計思考的訊息處理策略概念，再探討實驗組與控制組在「語 意流程圖量化資料」是否有差異存在。在量化方面，研究者依據 Tsai
（1999b）所提出的概念的「邏輯」分類方式，將受訪者在敘述概念時發生 的認知推理模式，進行平均數差異檢定之量化資料分析，以了解兩組之職 前科技教師在實作活動中對於工程設計思考的語意流程圖量化資料間是否 有顯著差異存在。由低階到高階依序分為五個訊息處理策略：低階「定 義」與「描述」、中階「比較或對比」、高階「推理」與「因果解釋」，以幫 助研究者將有關職前科技教師對於工程設計思考的訊息處理策略之量化分 析資料。
然而，依據此一數據由於並未排除職前科技教師在工程設計思考之訊 息處理策略方面的基本差異，故以下將採用共變數分析，以探究工程設計 流程教學法與問題解決流程教學法對職前科技教師工程設計思考的概念。
一、 基本描述統計分析
為了解職前科技教師認知結構概念的各向度概況，包含訊息處理策略 五個向度中的「定義」、「描述」、「比較或對比」、「推理」與「因果解釋」，
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本研究先將各構面出現的分布概況列示如表4-10。在後測的所有變項中，
實驗組的平均數都高於控制組。在「定義」中可以看到實驗組的表現
（M=2.07，SD=1.28），高於控制組的表現（M=1.23，SD=1.09），可見相對 於問題解決流程的教學方式而言，職前科技教師可以透過工程設計流程的 教學方式，對工程設計思考的概念或術語提出定義。在「描述」中可以看 到實驗組的表現（M=8.93，SD=2.52），高於控制組的表現（M=7.15，
SD=2.51），可見相對於問題解決流程的教學方式而言，職前科技教師可以 透過工程設計流程的教學方式，對工程設計思考的描述現象或事物的特 徵。
在「比較或對比」中可以看到實驗組的表現（M=1.87，SD=1.13），高 於控制組的表現（M=1.15，SD=1.21），可見相對於問題解決流程的教學方 式而言，職前科技教師可以透過工程設計流程的教學方式，透過工程設計 思考共同的性質將不同的幾個事件連結起來。在「推理」中可以看到實驗 組的表現（M=1.47，SD=1.68），高於控制組的表現（M=1.15，SD=1.34），
可見相對於問題解決流程的教學方式而言，職前科技教師可以透過工程設 計流程的教學方式，描述工程設計思考在某一特定情境下會產生的現象。
「因果解釋」在訊息處理策略的階層中，為最高階的實際顯現程度，
雖然經過教學方式的後測結果中，實驗組的表現（M=0.80，SD=0.94），略 低於控制組的表現（M=0.85，SD=0.90）。但相較於實驗組尚未經過工程設
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135 數同質性的Levene 檢定皆未達顯著，「定義」為（F=1.049，p=.769）、「描 述」為（F=3.058，p=.828）、「比較或對比」為（F=2.255，p=.240）、「推
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三、 工程設計流程對定義、描述、比較或對比、推理與因果解釋的影響 本部分旨在探討對不同組別變項之職前科技教師在工程設計思考之訊 息處理策略概念上的差異，包含訊息處理策略五個向度中的「定義」、「描 述」、「比較或對比」、「推理」與「因果解釋」。由表 4-12 的資料分析結果可 知，在定義之 F 值（F=0.377）、描述之 F 值（F=0.369）、比較或對比之 F 值（F=1.251）、推理之 F 值（F=0.002），以及因果解釋之 F 值（F=0.641），
皆未達顯著水準，表示接受虛無假設，無法宣稱母群體變異數不等，亦即 共變項（工程設計思考之訊息處理策略概念）和依變項（定義、描述、比 較或對比、推理、因果解釋）不會因自變項各處理水準不同而有所差異，
顯示符合組內迴歸係數同質性假設，因此可以進一步進行單因子共變數分 析（ANCOVA）及事後比較。
表 4-12 組內迴歸係數同質性檢定結果分析摘要表
來源 SS df MS F
定義 0.436 1 0.436 0.377 描述 2.358 1 2.358 0.369 比較或對比 1.634 1 1.634 1.251 推理 0.003 1 0.003 0.002 因果解釋 0.569 1 0.569 0.641
註：*p<.05
137 念中，組別與定義前測交互作用項的F（1,24）=0.377，p=.545；組別與描 述前測交互作用項的F（1,24）=0.369，p=.550；組別與比較或對比前測交 互作用項的F（1,24）=1.251，p=.274；組別與推理前測交互作用項的 F
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（1,24）=0.002，p=.968；組別與因果解釋前測交互作用項的 F（1,24）
=0.641，p=.431。表示滿足組內迴歸同質性假設，再進行共變異數分析後，
僅考量不同教學法是否會直接影響訊息處理策略的概念。
從表 4-13 中可以得知，在訊息處理策略的「定義」共變數分析的二個 水準平均數各為 2.07、1.23，調整後的平均數分別為 2.10、1.20；「描述」
共變數分析的二個水準平均數各為 8.93、7.15，調整後的平均數分別為 8.96、7.13；「比較或對比」共變數分析的二個水準平均數各為 1.87、1.15，
調整後的平均數分別為 1.93、1.08；「因果解釋」共變數分析的二個水準平 均數各為 0.80、0.85，調整後的平均數分別為 0.78、0.87。然而 Levene 的 變異數同質性檢定為不顯著，「定義」為F（1,26）=0.088，p=.770；「描 述」為 F（1,26）=0.141，p=.711；「比較或對比」為 F（1,26）=0.001，
p=.979；「因果解釋」為 F（1,26）=0.261，p=.614，未達顯著水準，成立同 質性假設，表示這兩個組別的離散情形不具有明顯差別。而由「推理」的 報表可以得知：此一共變數分析的二個水準平均數各為 1.47、1.15，調整後 的平均數分別為 1.55、1.06，然而 Levene 的變異數同質性檢定為不顯著，F
（1,26）=8.971，p=.006，達顯著水準，不成立同質性假設，表示這兩個組 別的離散情形具有明顯差別。
另外，組內迴歸係數同質性考驗的結果則顯示，獨變項與共變項的交 互作用項，「定義」為F（1,24）=0.377，p=.545；「描述」為 F（1,24）
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=0.369，p=.550；「比較或對比」為 F（1,24）=1.251，p=.274；「推理」為 F
（1,24）=0.002，p=.968；「因果解釋」為 F（1,24）=0.431，p=.641，均未 達顯著水準，表示各組內的共變項與依變項的線性關係具有一致性。
共變項效果的檢驗則發現，「定義」為 F（1,25）=8.073，p=.009；「推 理」為F（1,25）=6.468，p=.018，以上兩者達顯著水準，表示共變項對於 依變項的解釋力具有統計意義。然而，「描述」為F（1,25）=1.391，
p=.249；「比較或對比」為 F（1,25）=1.858，p=.185；「因果解釋」為 F
（1,25）=0.246，p=.624，以上三者未達顯著水準，表示共變項對於依變項 的解釋力不具有統計意義，但是由於ANCOVA 的目的在控制共變項的影 響，減低誤差變異量，調整共變項的平均值差異，因此即使不顯著，仍有 其存在的實務意義。
組間效果的考驗「定義」值達顯著水準，其值為F（1,25）=4.321，
p=.048，表示不同的組別影響訊息處理策略的定義概念，效果量η2=.147，
顯示獨變項對依變項的解釋力為高度關聯強度。事後比較的結果則指出接 受工程設計流程（平均定義分數為2.10）顯著較接受問題解決流程（平均 定義分數為1.20）的職前科技教師高；「描述」為 F（1,25）=3.535，
p=.072，事後比較不同的組別影響訊息處理策略的描述概念的結果，指出接 受工程設計流程（平均描述分數為8.96）未顯著較接受問題解決流程（平 均描述分數為7.13）的職前科技教師高；「比較或對比」為 F（1,25）
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=2.683，p=.114，事後比較不同的組別影響訊息處理策略的比較或對比概念 的結果，指出接受工程設計流程（平均比較或對比分數為 1.93）未顯著較 接受問題解決流程（平均比較或對比分數為 1.08）的職前科技教師高；「推 理」為 F（1,25）=0.349，p=.560，事後比較不同的組別影響訊息處理策略 的推理概念的結果，指出接受工程設計流程（平均推理分數為 1.55）未顯 著較接受問題解決流程（平均推理分數為 1.06）的職前科技教師高；「因果 解釋」為 F（1,25）=0.017，p=.897，事後比較不同的組別影響訊息處理策 略的因果解釋概念的結果，指出接受工程設計流程（平均因果解釋分數為 0.78）未顯著較接受問題解決流程（平均因果解釋分數為 0.87）的職前科技 教師低。
四、 職前科技教師的工程設計思考訊息處理策略之後測差異分析 此部分將針對不同組別變項與教學方式後測，職前科技教師工程設計 思考訊息處理策略之構面的差異分析。表 4-14 採用獨立樣本 t 檢定，分別 探討職前科技教師的「定義」、「描述」、「比較或對比」、「推理」與「因果 解釋」概念，計算兩個組別統計量的差異分數，決定差異分數是否有存在 顯著的差異。
表 4-14 實驗組與控制組工程設計思考訊息處理策略的語意流程圖量化資料 t 考驗結果及效果值彙整表
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來進行後續資料分析，按照訊息處理策略的三個層次：低階為「定義」與
「描述」、中階為「比較或對比」、高階為「推理」與「因果解釋」，說明實 施工程設計流程與問題解決流程的教學方式之後，各項認知結構構面之差 異情形：
（一） 低階：「定義」與「描述」
經過工程設計流程與問題解決流程的教學方式之後，兩組職前科技教 師在語意流程圖中所呈現之訊息處理策略中，低階「定義」與「描述」之t 值分別為1.843與1.866，在統計上均未達顯著差異水準，進一步比較其平均 數，發現兩組在「定義」與「描述」上，教學成果皆為實驗組大於控制 組。
進一步分析達顯著差異水準項目之實際顯著程度，「定義」與「描 述」的 Cohen’d 值分別為 0.35 與 0.36，因此，兩組經過工程設計流程與問 題解決流程的教學方式之「定義」與「描述」之差異實際顯著程度均為 低。
實驗組與控制組經過教學後之「定義」的平均數為 2.07、1.23，與「描 述」的平均數為 8.93、7.15，兩個組別變異數同質性的 Levene 檢定皆未達 顯著（F=.383，p=.077）、（F=.018，p=.073），表示這兩個母體的離散情形 無明顯差別，亦即兩個組別之職前科技教師在經過不同的教學方式後，於
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後測成績雖無顯著差異，但是實驗組的成績不但有大幅地提升且較控制組 的成績優越。
（二） 中階：「比較或對比」
經過工程設計流程與問題解決流程的教學方式之後，兩組職前科技教 師在語意流程圖中所呈現之訊息處理策略中，中階「比較或對比」之t值為 1.612，在統計上未達顯著差異水準，進一步比較其平均數，發現兩組在
「比較或對比」上，教學成果為實驗組大於控制組。
進一步分析達顯著差異水準項目之實際顯著程度，「比較或對比」的 Cohen’d 值為 0.31，因此，兩組經過工程設計流程與問題解決流程的教學方
進一步分析達顯著差異水準項目之實際顯著程度，「比較或對比」的 Cohen’d 值為 0.31，因此，兩組經過工程設計流程與問題解決流程的教學方