(一) 模型觀點比較的敘述統計
本研究在兩組探究課程進行前後，分別針對模型問卷進行前測與後測。
模型問卷包含本體論題目 9 題、認識論題目 7 題、方法論題目 8 題。前後測 結果如表 4-3-1 所示，依照問卷整體總分及本體論、認識論與方法論各分項 分別呈現兩組分數。其中建模導向探究組有一位學生未完成建模能力測驗，
專題導向探究組有一位學生未完成模型本質測驗、三位未完成建模能力測驗，
故剔除資料。建模導向探究組有 29 位學生資料，表中以 Modeling 表示；專 題導向探究組有 26 位學生資料，以 PBL 表示。
表 4-3-1 兩種探究教學方式下學生模型問卷前後測比較
問卷整體分數
前測 後測
Modeling(29) 72.10 (6.59)* 80.59 (8.05) PBL (26) 70.89 (5.51) 73.89 (8.39)
前測 後測
本體論 認識論 方法論 本體論 認識論 方法論
Modeling(29) 23.55 (3.26) 22.14 (2.74) 26.41 (3.10) 27.83 (2.66) 24.03 (3.06) 28.72 (3.53) PBL (26) 23.42 (1.79) 21.89 (2.16) 25.58 (2.90) 25.62 (2.68) 22.35 (2.80) 25.92 (3.53)
*Mean(SD)
以下進一步以推論統計討論在建模導向探究組與專題導向探究組課程實施下，
兩組學生模型本質問卷在整體分數、本體論、認識論與方法論各分項之比較情形:
(1) 整體分數前後測分數比較
以兩組個別前測總分為共變量，採用共變數分析進行資料分析。首先對 各組進行組內迴歸係數同質性考驗，檢定結果如表 4-3-2 所示，F= 0.35 (p= .559
141
> .05)表示同質。符合共變數分析中組內迴歸係數同質性假定。繼續進行共變 數分析。
表 4-3-2：兩組學生模型問卷整體分數組內迴歸係數同質檢驗表
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
組別 43.33 1 43.33 .68
前測 298.07 1 298.07 4.64*
組別 * 22.21 1 22.21 .35
誤差 3275.09 51 64.22
*p< .05
共變數分析摘要表如表 4-3-3，由表可知 F= 8.35 (p= .006 < .01)，達顯 著水準。表示在排除共變數對依變項後的影響後，兩組對依變項所造成的 效果有顯著差異。
表 4-3-3：兩組學生模型問卷整體分數單因子共變數分析摘要表
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
前測 276.39 1 276.39 4.36
組別 529.31 1 529.31 8.35**
誤差 3297.30 52 63.41
**p< .01
根據表 4-3-4 共變數相依表可以發現，建模導向探究組在整體總分的 表現優於專題導向探究組。
表 4-3-4：兩組學生模型問卷整體分數單因子共變數相依表
（2）本體論觀點表現
以本體論前測分數為共變量，採用共變數分析進行資料分析。首先對各
組別 平均差異
(I-J)
標準誤 95% 信賴區間
(I) Group (J) Group 下限 上限
Modeling PBL 6.25* 2.16 1.908 10.583
142
組進行組內迴歸係數同質性考驗，檢定結果如表 4-3-5 所示，F= 2.67 (p= .109
> .05)表示同質。符合共變數分析中組內迴歸係數同質性假定。繼續進行共變 數分析。
表 4-3-5：兩組學生模型問卷本體論試題分數組內迴歸係數同質檢驗表
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
組別 25.62 1 25.62 3.64
本體論前測 9.22 1 9.22 1.31
組別 * 前測 18.78 1 18.78 2.67
誤差 359.06 51 7.04
共變數分析摘要表如表 4-3-6，由表可知 F= 9.19 (p= .04 < .05)，達顯著水 準。表示在排除共變數對依變項後的影響後，兩組對依變項所造成的效果 有顯著差異。
表 4-3-6：兩組學生模型問卷本體論試題分數單因子共變數分析摘要表
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
前測 .45 1 .45 .06
組別 66.78 1 66.78 9.19*
誤差 377.85 52 7.27
*p< .05
根據表 4-3-7 共變數相依表可以發現，建模導向探究組在整體總分的表現 優於專題導向探究組。
表 4-3-7：兩組學生模型問卷本體論試題分數單因子共變數相依表
組別 平均差異
(I-J)
標準誤 95% 信賴區間
(I) Group (J) Group 下限 上限
Modeling PBL 2.21* .73 .75 3.67
143
（3）認識論觀點表現
以認識論前測分數為共變量，採用共變數分析進行資料分析。首先對各 組進行組內迴歸係數同質性考驗，檢定結果如表 4-3-8 所示，F= 1.14 (p= .291
> .05)表示同質。符合共變數分析中組內迴歸係數同質性假定。繼續進行共變 數分析。
表 4-3-8：兩組學生模型問卷認識論試題分數組內迴歸係數同質檢驗表
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
組別 14.21 1 14.21 1.64
認識論前測 12.55 1 12.55 1.45
組別 * 認識論 9.87 1 9.87 1.14
誤差 441.35 51 8.65
共變數分析摘要表如表 4-3-9，由表可知 F= 4.29 (p= .043 < .05)F=
9.19 ，達顯著水準。表示在排除共變數對依變項後的影響後，兩組對依變 項所造成的效果有顯著差異。
表 4-3-9：兩組學生模型問卷認識論試題分數單因子共變數分析摘要表
據表 4-3-10 共變數相依表可以發現，建模導向探究組在整體總分的表 現優於專題導向探究組。
表 4-3-10：兩組學生模型問卷認識論試題分數單因子共變數相依表
組別 平均差異
(I-J)
標準誤 95% 信賴區間
(I) Group (J) Group 下限 上限
Modeling PBL 1.65* .80 .05 3.25
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
Pre-Epistemology 7.64 1 7.64 .88
Group 37.20 1 37.20 4.29
誤差 451.21 52 8.68
144
(4)方法論觀點表現
以方法論前測分數為共變量，採用共變數分析進行資料分析。首先對各 組進行組內迴歸係數同質性考驗，檢定結果如表 4-3-11 所示，F= 1.13 (p= .292 > .05)表示同質。符合共變數分析中組內迴歸係數同質性假定，繼續 進行共變數分析。
表 4-3-11：兩組學生模型問卷方法論試題分數組內迴歸係數同質檢驗表
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
組別 6.29 1 6.29 .56
方法論前測 70.98 1 70.98 6.36
組別 * 方法論前測 12.63 1 12.63 1.13
誤差 569.31 51 11.16
共變數分析摘要表如表 4-3-12，由表可知 F= 7.27 (p= .009 < .01)，達顯 著水準。表示在排除共變數對依變項後的影響後，兩組對依變項所造成的 效果有顯著差異。
表 4-3-12：兩組學生模型問卷方法論試題分數單因子共變數分析摘要表
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
方法論前測 79.70 1 79.70 7.12
組別 81.32 1 81.32 7.27**
誤差 581.94 52 11.19
**p< .01
根據表 4-3-13 共變數相依表可以發現，建模導向探究組在方法論的表 現優於專題導向探究組。
表 4-3-13：兩組學生模型問卷方法論試題分數單因子共變數相依表
組別 平均差異
(I-J)
標準誤 95% 信賴區間
(I) Group (J) Group 下限 上限
Modeling PBL 2.46* .91 .63 4.29
145
146
第四節 建模導向探究與專題導向探究教學，學生科學素養測驗結 果的比較
本研究在兩組探究課程進行前後，分別針對科學素養測驗進行前測與後 測。配合探究與實作課程的探究學習內容，此處之分析以整體分數、發現問 題、規劃與研究、論證與建模與分享與表達各分項呈現，表 4-4-1 為探究學習 內容與科學素養測驗各試題對照關係表
表 4-4-1 探究學習內容與科學素養測驗試題對照關係表
前後測結果如表 4-4-2 所示，依照測驗整體總分及發現問題、規劃與研究、
論證與建模與分享與表達各分項分別呈現兩組分數。其中建模導向探究組有 29 位學生資料，表中以 Modeling 表示；專題導向探究組有 26 位學生資料，表中以 PBL 表示。
表 4-4-2 兩組探究課程學生科學素養測驗前後測比較
科學素養問卷整體分數
前測 後測
Modeling(29) 12.17 (2.24)* 13.66 (1.88) PBL (26) 11.73 (2.65) 13.42 (3.14)
發現問題(FQ) 提出可驗證的觀點(FQ-4) 規畫與研究(PR) 尋找變因或條件(PR-1)
擬定研究計畫(PR-2)
論證與建模(AM)
分析資料和呈現證據(AM-1) 解釋和推理(AM-2) 提出結論或解決方案(AM-3) 表達分享(CS) 表達與溝通(CS-1)
147 Modeling(29) 0.69
(0.47)
148
素養評量前測較高的學生學習。
圖 4-4-1 以詹森內曼法分析兩組學生科學素養評量測驗結果
(2) 發現問題分數比較
以發現問題前測分數為共變量，採用共變數分析進行資料分析。首先對各組 進行組內迴歸係數同質性考驗，檢定結果如表 4-4-4 所示，F= 0.11 (p= .741 > .05) 表示同質，符合共變數分析中組內迴歸係數同質性假定，繼續進行共變數分析。
表 4-4-4：兩組探究課程學生科學素養測驗發現問題組內迴歸係數同質檢驗表
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
組別 .06 1 .06 .32
發現問題前測 .66 1 .66 3.80
組別*發現問題前測 .02 1 .02 .11
誤差 8.91 51 .18
共變數分析摘要表如表 4-4-5，由表可知 F= 2.17 (p= .147 > .05)，未達顯著
149
水準。表示在排除共變數對依變項後的影響後，兩組對依變項所造成的效果無 顯著差異。
表 4-4-5：兩組探究課程學生科學素養測驗發現問題單因子共變數分析摘要表
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
發現問題前測 .66 1 .66 3.84
組別 .37 1 .37 2.17
誤差 8.93 52 .17
(3) 規劃與研究分數比較
以規劃與研究前測分數為共變量，採用共變數分析進行資料分析。首先 對各組進行組內迴歸係數同質性考驗，檢定結果如表 4-4-6 所示，F= 0.01 (p= .926
> .05)表示同質，可使用 ANCOVA 進行共變數分析。
表 4-4-6：兩組探究課程科學素養測驗規劃與研究組內迴歸係數同質檢驗表
共變數分析摘要表如表 4-4-7，由表可知 F= 1.27 (p= .265 > .05)，未達顯著 水準。表示在排除共變數對依變項後的影響後，兩組對依變項所造成的效果無 顯著差異。
表 4-4-7：兩組探究課程科學素養測驗規劃與研究單因子共變數分析摘要表
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
規劃與研究前測 3.38 1 3.38 4.16
組別 1.04 1 1.04 1.27
誤差 42.50 52 .82
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
組別 .02 1 .02 .02
規劃與研究前測 3.05 1 3.05 3.66
組別 *規劃與研究
前測 .01 1 .01 .01
誤差 42.50 51 .83
150
(4) 論證與建模分數比較
以論證與建模前測分數為共變量，採用共變數分析進行資料分析。首先對各 組進行組內迴歸係數同質性考驗，檢定結果如表 4-4-8 所示，F = 9.05 (p = .004
< .05)表示同質，不可使用 ANCOVA 進行共變數分析。
表 4-4-8：兩組探究課程科學素養測驗論證與建模組內迴歸係數同質檢驗表
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
組別 16.04 1 16.04 9.45
論證與建模前測 31.26 1 31.26 18.41
組別 * 論證與建
模前測 15.37 1 15.37 9.05
誤差 86.57 51 1.70
由於兩組並非同質，無法使用 ANCOVA 進行共變數分析，因此選擇使用詹 森內曼(Johnson - Neyman)法。圖 4-4-2 中，1 為建模導向探究組；2 為專題導向 探究組。利用 Andrew F. Hayes 所撰寫的 PROCESS 程式在 SPSS 的統計軟體下進 行分析，發現當前測分數低於 5.11 分者，建模導向探究組學生表現優於專題導 向探究組，表示建模導向探究組有助於的素養評量前測較低的學生學習；
圖 4-4-2 以詹森內曼(Johnson - Neyman)法分析兩組學生論證與建模分數結果
5.11 8.27
151
(5) 溝通與表達分數比較
以溝通與表達前測分數為共變量，採用共變數分析進行資料分析。首先對 各組進行組內迴歸係數同質性考驗，檢定結果如表 4-4-9 所示，F= 17.23 (p=
< .001)表示不同質，不可使用 ANCOVA 進行共變數分析。
表 4-4-9：兩組探究課程學生科學素養測驗溝通與表達分數組內迴歸係數同質檢 驗表
***p< .001
圖4-4-3 以詹森內曼(Johnson - Neyman)法分析兩組學生溝通與表達分數結果
由於兩組並非同質，無法使用 ANCOVA 進行共變數分析，因此選擇使用詹森 內曼(Johnson - Neyman)法。圖 4-4-3 中，1 為建模導向探究組；2 為專題導向探 究組。利用 Andrew F. Hayes 所撰寫的 PROCESS 程式在 SPSS 的統計軟體下進
來源 類型 III 平方和 自由度 均方和 F
組別 3.97 1 3.97 24.41
溝通與表達前測 1.89 1 1.89 11.63
組別 * 溝通與表
組別 * 溝通與表