教材設計與學業能力對學習成就後測的影響

二、不同類型題目下，教材設計與學業能力對學習成就後測的影響 三、教學設計與學業能力對認知負荷的影響

第四章 研究結果與討論

本章將依據教學實驗前後，受測學生的學習成就和認知負荷數據檢驗研究假設。本 章共分三節，第一節為受測樣本的敘述統計資料，第二節為研究假設的檢驗說明，第三 章為結果摘要。

第一節 樣本敘述統計基本資料

一、實驗組與對照組教學實驗相關敘述統計

以下將本研究中參與實驗兩組學生的兩次段考成績平均、教學實驗前的前測成績、

教學實驗後的後測成績、各類型題目(記憶、理解、應用、分析)以及認知負荷量的平均 數及標準差，如表 7，由表中可知

(一) 兩組學生在前測成績上平均分數上偏低且相近，無顯著差異；在各類型題目上，

平均分數上相近，無顯著差異。表示學生在教學前均未接觸本研究之教學內容，

學生在教學前程度相同。

(二) 後測成績上，實驗組平均成績高於對照組。

(三) 在各類型題目上，記憶題型、理解題型、分析題型表現上，實驗組與對照組平 均分數相近；在應用題型上，實驗組平均分數高於對照組。

(四) 在認知負荷表上，兩組學生分數相近，數值均偏低。

表 7 實驗組與對照組教學實驗相關敘述統計資料摘要

二、學業能力分組下實驗組與控制組的相關敘述

依下學期第一次及第二次段考自然與生活科技平均分數分為高、中、低學業能力，

前 27%為高學業能力，後 27%為低學業能力，其餘為中學業能力。以下在學業能力分組 下，看實驗組、對照組在段考成績平均、教學實驗前的前測成績、教學實驗後的後測成 績、各類型題目(記憶、理解、應用、分析)以及認知負荷量的平均數及標準差，整理如 表 8、表 9、表 10。

在高學業能力組中，實驗組平均分數高於對照組，在各類題型中，實驗組記憶題型 分數低於控制組，但相差不多；在理解、應用、分析題型中實驗組平均分數高於控制組，

有較大差異。在認知負荷量上，實驗組高於對照組。

在中學業能力組中，實驗組平均分數及各類型題型中平均分數均高於對照組，但分 數相差不大。在認知負荷量上，實驗組低於對照組。

在低學業能力組中，實驗組平均分數高於對照組，在各類題型中，實驗組在記憶、

理解、應用題型平均分數低於對照組，在分析題型上平均分數高於對照組。在認知負荷 量上，實驗組等於對照組。

表 8 高學業能力分組下實驗組與對照組教學實驗相關敘述統計資料摘要表

表 9 中學業能力分組下實驗組與對照組教學實驗相關敘述統計資料摘要表

表 10 低學業能力分組下實驗組與對照組教學實驗相關敘述統計資料摘要表

第二節 研究假設的檢驗與說明

在表 12 中為組內迴歸係數同質性檢定考驗結果，「前測 x 教材+前測 x 學業能力 + 前測 x 教材 x 業成就」欄，F 值為 1.20，p=.315＞.05 未達顯著水準，表示共變項(前測 成績)與依變項(後測成績)間的關係不會因兩個自變項(教材、學業能力)各處理水準不同 而有差異，以各實驗的共變項來預測依變項所得到的各條迴歸線之迴歸係數並無不同，

符合共變數分析中組內迴歸係數同質性的假定。

表 12 組內迴歸係數同質性檢定摘要表

來源 型Ⅲ平方和 自由度 平均平方和 F檢定 顯著性 前測 9.57 1 9.57 2.93 .090 教材 4.74 1 4.74 1.45 .231 學業能力 9.62 2 4.81 1.48 .234 教材 x 學業能力 10.07 2 9.53 2.92 .059

前測 x 教材+前測 x 學 業能力 + 前測 x 教材 x 業成就

19.06 5 3.92 1.20 .315

總合 476.21 102 4.67

以教材設計、學業能力為自變項，前測成績為共變項，後測成績為依變項，進 行二因子共變數，分析結果如表 13、表 14、表 15。

由表二因子共變數分析摘要表 13 中，「教材*學業能力」欄中教材與學業能力對後 測成績的交互作用檢定結果，F 值為 1.731，p=.183＞.005，未達顯著，顯示教材與學業 能力在後測成績上沒有顯著的交互效果。

在二因子共變數分析中，當交互效果未達顯著時，則進行教材設計與學業能力的主 要效果的考驗，此時直接比較邊緣平均數，其結果與個別進行獨立樣本單因子變異數分 析一樣。

在不同教材設計組別比較中，由單變量檢定中，F 值為 9.731，p=.002＜.005，達到 顯著性，顯示不同教材設計在學習成就上有顯著差異，在淨相關 Eta 平方值=0.092，介 於 0.138 與 0.059 之間，顯示教材設計與學業能力有中度關聯強度，由表 14 中顯示經過 前測共變數分析調整後的後測成績平均數，對照組=7.390，實驗組=8.539，實驗組＞對 照組，顯示在學習成就上實驗組優於對照組。

在不同學業能力學生比較中，由表 13 單變量檢定中，F 值為 13.366，p=.000＜.005，

達到顯著性，顯示不同學業能力在學習成就上有顯著差異，在淨相關 Eta 平方值=0.218

＞0.138，顯示學業能力與學習成就間具有高度的關聯強度，由表 16 中顯示經過前測共 變數分析調整後的後測成績平均數，低學業能力組=6.883，中學業能力組=7.660，高學 業能力組=9.351，高學業能力組＞中學業能力組＞低學業能力組，與學生本質相同。

表 13 二因子共變數分析摘要表

來源 型Ⅲ平方和 自由度 平均平方和 F檢定 顯著性 前測 13.122 1 13.122 3.982 .049*

教材 32.070 1 32.070 9.731 .002**

學業能力 88.099 2 44.049 13.366 .000***

教材*學業能力 11.408 2 5.704 1.731 .183 誤差 316.373 96 3.296

校正後的總數 476.214 102 註：*p＜.05.** p＜.01.*** p＜.001

表 14 估計的邊際平均數

95%信賴區間

組別 平均 標準誤

下限 上限

對照組 7.390 .261 6.871 7.908 實驗組 8.539 .260 8.023 9.055 高學業能力 9.351 .345 8.665 10.036 中學業能力 7.660 .265 7.134 8.185 低學業能力 6.883 .347 6.195 7.571

進一步分析在學業能力分組下，不同的教學設計對學習成就的影響，各別對高學業 能力、中學業能力、低學業能力的學生進行檢定。以教材設計為自變項，前測成績為共 變項，後測成績為依變項，進行「組內迴歸係數同質性檢定」。在組內迴歸係數同質性 檢定結果中，在依「教材* 前測」欄中，高學習成就組 F 值為 0.711，p=.0.407＞.005，

中學習成就組 F 值為 3.844，p=.056＞.005，低學習成就組 F 值為 1.065，p=.312＞.005，

均未達顯著，符合共變數分析中組內迴歸係數同質性的假定，以下繼續進行共變數分析。

以教材設計為自變項，前測成績為共變項，後測成績為依變項，進行單因子共變數 分析，檢定結果如表 15、表 16、表 17。

從分析摘要表中可知，高學業能力組 F 值為 9.957，p=.004＜.005，達到顯著效果；

中學業能力組 F 值為 2.236，p=.142＞.005，低學業能力組 F 值為 0.449，p=.509＞.005，

兩組學生未達顯著效果。顯示實驗組的教學設計對能增進高學業能力學生學習成效。

表 15 教材設計單因子共變數分析摘要表(高學業能力組)

來源 型Ⅲ平方和 自由度 平均平方和 F檢定 顯著性 淨相關 Eta 平方 前測 2.007 1 2.007 0.622 .438 0.024 教材 32.143 1 32.143 9.957 .004** 0.285 誤差 80.707 25 3.228

校正後

的總數 114.857 27 註： ** p＜.01

表 16 教材設計單因子共變數分析摘要表(中學業能力組)

來源 型Ⅲ平方和 自由度 平均平方和 F檢定 顯著性 淨相關 Eta 平方 前測 0.229 1 9.229 2.315 .135 0.050 教材 8.915 1 8.915 2.236 .142 0.048 誤差 175.409 44 3.987

校正後

的總數 196.213 46

表 17 教材設計單因子共變數分析摘要表(低學業能力組)

來源 型Ⅲ平方和 自由度 平均平方和 F檢定 顯著性 淨相關 Eta 平方 前測 2.229 1 2.229 0.937 .344 0.036 教材 1.076 1 1.076 0.449 .509 0.018 誤差 59.914 25 2.397

校正後

的總數 62.714 27