第四章 研究結果與討論
第二節 正式教學結果與討論
鋼絲絨可再事先分裝、裁切至所需形狀，教學流暢性會更加。
(師訪談丙-990513) 我們那組「超級比一比」的實驗，一開始塞鋼絲絨進試管時，塞的方式不太 對，塞太少，還好老師有來幫忙。
(生訪談 1-990517-2)
第二節 正式教學結果與討論
研究者根據初探教學所修正的教學設計進行正式教學，教學期間為民國 99 年 11 月 18 日~民國 99 年 12 月 23 日，學生於 11 月 18 日進行科學探究能力及概 念認知前測，隔週開始一週一次的 CPS-SG 教學，共計三個單元，學生每學習一 個單元後立即進行概念認知後測，兩週後進行概念認知延宕測驗，三個單元結束 後，進行科學探究能力後測，兩週後進行科學探究能力延宕測驗。研究對象為高 雄市快樂國小（化名）五年十班，共 32 名學生，教學活動時採異質分組，共分 為六組。
研究者在教學活動中擔任教學者，且將教學活動中觀察、省思與心得感想以 教學札記的方式記錄下來，並進行學生的學後訪談，彙整學生單元學習單及活動 單，將資料做綜合性的整理，作為三角校正之依據。本節以學生學習成效、學生 對 CPS-SG 學習的看法詳述之。
一、學生學習成效
（一） 科學探究能力表現
此部分資料使用 SPSS 12.0 軟體進行統計分析。三次測驗的滿分皆為 26 分。
科學探究能力之前測、後測與延宕測驗總分的平均數、標準差等資料於表 4-2-1 中呈現，從分析結果可得後測的平均數高於前測，延宕測驗的平均數又高 於後測。
再以兩兩成對樣本 T 檢定，檢視前測、後測與延宕測驗兩兩總分平均數之間 是否達到顯著差異，從表 4-2-2 分析結果得知後測總分平均數顯著高於前測總分 平均數（P<.05），而延宕測驗的總分平均亦分別顯著高於後測與前測的總分平均 數（P<.05）。顯示經過 CPS-SG 三個教學單元活動後，學生的科學探究能力明顯 提升，且經過一段時間之後，學生仍會繼續以主動探索的態度與習得的科學探究 能力解決科學問題。
表 4-2-1 科學探究能力之前、後及延宕測驗的描述性資料（正式教學）
表 4-2-2 科學探究能力之前、後及延宕測驗兩兩成對樣本 T 檢定（正式教學）
平均數 個數 標準差
前測平均 15.59 32 2.70
後測平均 20.16 32 2.36
延宕測驗平均 23.09 32 2.19
平均數 t 顯著性 (雙尾)
前測總分－後測總分 -4.56 -10.78 .000
後測總分－延宕測驗總分 -2.94 -8.06 .000
前測總分－延宕測驗總分 -7.50 -14.22 .000
為了進一步了解實驗組學生接受 CPS-SG 教學後科學探究能力的變化，研究 者以同校高年級一班為控制組，此班學生前後施以科學探究能力兩份測驗，期間 並未參與 CPS-SG 學習活動。統計分析採單因子共變數分析（ANCOVA），自變 項為是否接受 CPS-SG 學習活動，依變項為延宕測驗分數，以了解去除學生先備 知識及其既有能力之後，接受 CPS-SG 教學的實驗組與未接受 CPS-SG 教學的控 制組，其科學探究能力是否有顯著差異。
組內迴歸係數同質性檢定，結果如表 4-2-3。
表 4-2-3 組內迴歸係數同質性檢定摘要表
變異來源 型 III 平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性 組別 * 前測 15.25 1 15.25 2.10 .153
誤差 428.36 59 7.26
如表所示，F=2.10，P=.153＞.05，表示兩組間迴歸係數未達顯著差異，符合 共變數組內迴歸係數同質性假定，因此可進行單因子共變數分析，結果如表 4-2-4、
4-2-5。
表 4-2-4 共變數分析摘要表
變異來源 型 III平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性
組別 157.17 1 157.17 21.26 .000
組內（誤差） 443.61 60 7.40
表 4-2-5 科學探究能力延宕測驗調整後的平均數
組別 調整後的平均數 平均數差異 (I-J) 標準誤 顯著性
實驗組(I) 23.11
3.16 .69 .000 控制組(J) 19.95
由表 4-2-4 可知，去除前測成績的影響之後，實驗組與控制組延宕測驗成績 之 F=21.26，P=.000＜.05，顯示實驗組經過科學遊戲教學後，學生的科學探究能 力測驗表現與控制組有顯著差異。再由表 4-2-5 調整後平均數可知，實驗組的延 宕測驗分數顯著高於控制組，表示實驗組在接受 CPS-SG 教學之後，其科學探究
能力優於控制組。
以上研究結果，與其他研究者（洪文東，2003；呂素雯，2003；洪川富，2005；
黃婉鈴，2005；郭姿利，2006）之研究結果相類似，顯示透過 CPS-SG 教學有助 於提升學生科學探究能力表現。
測提升 7%；進步幅度最小的為「實作驗證的能力」，後測較前測提升 11%，而延 宕測驗相較於後測又提高了 4.25%，顯示 CPS-SG 教學活動能提升學生實作的能 力，甚至教學後兩週仍繼續成長。
在正式教學當中，學生科學探究能力的五個分項能力後測均較前測提升，其 中「界定問題的能力」、「實作驗證的能力」、「分析解釋的能力」後測至延宕測驗 均有不斷提升的現象，而「設計規劃的能力」與「溝通辯證的能力」雖然延宕測 驗相較於後測並未提升，但得分率仍比前測高出許多。這個現象和初探教學相同，
顯示「設計規劃的能力」與「溝通辯證的能力」需要較長時間的學習，若能讓學 生持續且長時間接受 CPS-SG 教學活動，應有更好的學習保留效果。
（二） 概念認知表現
此部分資料使用 SPSS 12.0 軟體進行統計分析。概念認知題:第一單元共 12 題，第二單元共 13 題，第三單元共 9 題，共計 34 題，總分 34 分；參與人數均 為 32 人。
概念認知測驗之前測、後測與延宕測驗總分的平均數、標準差等資料於表 4-2-7 中呈現，從分析結果可得延宕測驗的平均數高於前測與後測。
再以兩兩成對樣本 T 檢定，檢視前測、後測與延宕測驗兩兩總分平均數之間 是否達到顯著差異，從表 4-2-8 分析結果得知後測總分平均數顯著高於前測總分 平均數（P<.05），顯示 CPS-SG 教學活動有助於提升學生的概念認知；而延宕測 驗總分平均數顯著高於後測及前測總分平均數（P<.05），顯示教學活動結束經過 一段時間之後，學生概念認知方面的成長仍持續進行。
此研究結果與其他研究者（江淑瑩，2005；林瓊音，2006；李靜慧，2007；
鄭英耀、劉昆夏、張川木，2007；黃嬿樺，2009；黃敏惠，2010）之研究結果相 符合，顯示教學有助於提升學生概念認知表現。
表 4-2-7 概念認知之前、後與延宕測驗總分的描述性資料（正式教學）
平均數 個數 標準差
前測平均 20.50 32 3.98
後測平均 29.56 32 3.81
延宕測驗平均 30.88 32 3.32
表 4-2-8 概念認知之前、後及延宕測驗兩兩成對樣本 T 檢定（正式教學）
接著個別討論三個教學單元的概念認知程度。
教學單元（一）──「燃燒需要氧氣」的前測、後測與延宕測驗的平均數、
測驗人數及標準差等資料，及兩兩成對樣本比較之T檢定，分析結果呈現於表4-2-9 及表4-2-10。顯示教學單元（一）中總分平均數，後測顯著高於前測（P<.05），
延宕測驗顯著高於後測及前測（P<.05）；顯示經過教學活動後，學生的概念認知 表現顯著高於教學活動前，且經過一段時間後，學生概念認知方面的成長仍持續 進行。
表 4-2-9 教學單元（一）概念認知之前、後與延宕測驗 總分的描述性資料（正式教學）
平均數 t 顯著性 (雙尾)
前測總分－後測總分 -9.06 -13.40 .000
後測總分－延宕測驗總分 -1.31 -2.64 .013
前測總分－延宕測驗總分 -10.38 -16.56 .000
平均數 個數 標準差
前測平均 8.34 32 1.84
後測平均 10.31 32 169
延宕測驗平均 11.22 32 1.21
表 4-2-10 教學單元（一）概念認知之前、後及延宕測驗 兩兩成對樣本 T 檢定（正式教學）
教學單元（二）──「達到燃點才能燃燒」的前測、後測與延宕測驗的平均 數、測驗人數及標準差等資料，及兩兩成對樣本比較之T檢定，分析結果呈現於 表4-2-11及表4-2-12。顯示教學單元（二）中總分平均數，後測顯著高於前測（P<.05），
後測與延宕測驗之間並無顯著差異，而延宕測驗亦顯著高於前測（P<.05）；顯示 經過教學活動後，學生的概念認知表現顯著高於教學活動前，且經過一段時間後，
仍持續保留。
表 4-2-11 教學單元（二）概念認知之前、後與延宕測驗 總分的描述性資料（正式教學）
平均數 個數 標準差
前測平均 8.16 32 1.69
後測平均 12.09 32 1.23
延宕測驗平均 12.28 32 .92
表 4-2-12 教學單元（二）概念認知之前、後及延宕測驗 兩兩成對樣本 T 檢定（正式教學）
教學單元（三）──「生鏽需要氧氣」的前測、後測與延宕測驗的平均數、
測驗人數及標準差等資料，及兩兩成對樣本比較之T檢定，分析結果呈現於表 4-2-13及表4-2-14。顯示教學單元（三）中總分平均數，後測顯著高於前測（P<.05），
平均數 t 顯著性 (雙尾)
前測總分－後測總分 -1.97 -6.81 .000
後測總分－延宕測驗總分 -.91 -3.44 .002
前測總分－延宕測驗總分 -2.88 -9.37 .000
平均數 t 顯著性 (雙尾)
前測總分－後測總分 -3.94 -13.08 .000
後測總分－延宕測驗總分 -.19 -.85 .405
前測總分－延宕測驗總分 -4.13 -16.05 .000
後測與延宕測驗之間並無顯著差異，而延宕測驗亦顯著高於前測（P<.05）；顯示 經過教學活動後，學生的概念認知表現顯著高於教學活動前，且經過一段時間後，
仍繼續保留。
表 4-2-13 教學單元（三）概念認知之前、後與延宕測驗 總分的描述性資料（正式教學）
平均數 個數 標準差
前測平均 4.00 32 1.90
後測平均 7.16 32 1.82
延宕測驗平均 7.38 32 1.93
表 4-2-14 教學單元（三）概念認知之前、後及延宕測驗 兩兩成對樣本 T 檢定（正式教學）
二、學生對 CPS-SG 學習的看法
透過與學生訪談的資料蒐集中，歸納出學生對於 CPS-SG 學習之看法如下：
（一） CPS-SG 學習活動後，學生對於科學探究能力測驗作答更具信心
訪談學生九名中八名同學均表達對於科學探究能力測驗前測不知如何作答，
且對自己的答案十分沒有信心。經過三次的 CPS-SG 學習活動後，科學探究能力 後測完成度不僅提升，也對自己的答案更有信心。
S23：我上課前在寫冰塊爺爺那份題目時完全不知道怎麼寫，就很想看前後左右同學的 答案，上課後再寫一次，我就可以依照我的想法來寫。
(生訪談 2-991228-23) S27：第一次寫我都不太知道怎麼寫，上完課後，我比較知道要如何寫了，就像實驗設
計那一題，我就知道該怎麼去畫了。
(生訪談 2-991228-27)
平均數 t 顯著性 (雙尾)
前測總分－後測總分 -3.16 -7.67 .000
後測總分－延宕測驗總分 -.22 -.71 .481
前測總分－延宕測驗總分 -3.38 -9.07 .000
（二） 學生喜歡親自動手做實驗，覺得很有趣
學生在一般自然課程裡面，鮮少有機會自己動手做實驗，礙於實驗上的操作
學生在一般自然課程裡面，鮮少有機會自己動手做實驗，礙於實驗上的操作