第四章 研究結果與討論
第二節 正式教學結果與討論
正式教學的行動，以大大國小(化名)六年級其中一班為教學對象，該班男生 15 人，女生 13 人，全班共 28 位學生，但其中一名學生在教學活動進行中，因 被強制安置轉學，故本階段活動是以實際參與活動的 27 人做樣本分析。活動進
行時採隨機分組，將學生分為六組，三次教學活動進行前都會重新分組。教學 活動進行前一週，先進行概念認知和科學探究能力測驗的前測，之後每星期進 行兩堂(共 80 分鐘)教學活動，共計六節課，教學日期分別為 99 年 11 月 5、12、
26 日，歷時三週。。每次教學活動後，會立刻進行該單元概念認知測驗的後測，
三次教學活動全部結束後第二天進行科學探究能力測驗的後測，兩週後同時進 行概念認知與科學探究能力測驗以收集延宕測成績。
同時為了進一步確認學生經過 CPS-SG 教學活動後科學探究能力的變化，
研究者找了大大國小另一個相同的年級的班級進行控制實驗，由於此班級不接 受 CPS-SG 教學，直接施以兩份科學探究能力試題的測驗。
研究者在教學過程中擔任教學工作，研究者除了將教學歷程中的觀察、反 思與心得以教學札記的方式記錄下來，並同時蒐集學生學習活動單、課後訪談 紀錄、學生認知能力測驗結果及科學探究能力測驗結果，進行分析檢討。本節 將就學生在概念認知表現、科學探究能力表現及學生對於 CPS-SG 教學活動的 看法三方面來檢視學生的學習成效。
一、 學生的概念認知表現
本次正式教學活動中測量認知概念的試卷共有三份，皆根據初探教學進行 後修訂而來，旨在研究經過教學活動後學生在認知概念方面的改變。試卷分別 有前測、後測與延宕測的結果。蒐集三次測驗的量化資料，以 SPSS12.0 進行分 析。
(一)概念認知測驗總分之結果分析
在前、後測與延宕測的總分比較中，測驗人數、平均數及標準差等資料呈 現於表 4-2-1。根據表 4-2-1 可以發現後測平均數高於前測及延宕測，進一步以
成對樣本 T 檢定看看三次測驗中，兩兩是否達顯著差異，結果如表 4-2-2。根據 表 4-2-2 發現後測顯著高於前測，延宕測顯著高於前測(P<.05)，顯示經 CPS-SG 教學活動後學生的概念認知有所進步，意即 CPS-SG 的教學活動有助於學生概 念認知的提升。後測與延宕測之間並無顯著差異，顯示 CPS-SG 的教學活動使 學生的概念認知即使經過一段仍有保留作用。
表 4-2-1 正式教學階段概念認知測驗前、後測與延宕測總分之描述性資料
平均數 個數 標準差
前測平均 27.63 27 3.79
後測平均 33.44 27 3.07
延宕測平均 32.56 27 3.03
表 4-2-2 正式教學階段概念認知測驗之前、後測與延宕測 兩兩成對樣本 T 檢定
(二)第一單元概念認知測驗之結果分析
教學活動第一單元「1+1≠2」的前測、後測與延宕測的測驗人數、平均數及
標準差等資料，及兩兩相比較的成對樣本 T 檢定，結果呈現於表 4-2-3 及表 4-2-4。根據表格所示，發現後測的得分高於前測與延宕測，延宕測與後測的平 均數僅下降 0.22 分，前測與後測、前測與延宕測有顯著差異(P<.05)，後測與延 宕測則無顯著差異。顯示 CPS-SG 教學活動第一單元的課程有助於學生概念認
平均數 t 顯著性 (雙尾)
前測總分－後測總分 -5.81 -10.58 .000
後測總分－延宕測總分 .89 1.42 .271
前測總分－延宕測總分 -4.93 -7.04 .000
知的提升。後測與延宕測之間並無顯著差異，顯示教學活動的效果具保留效果。
表 4-2-3 正式教學階段第一單元概念認知測驗前、後測與延宕測之描述性資料
平均數 個數 標準差
前測平均 13.48 27 1.87
後測平均 15.81 27 1.57
延宕測平均 15.59 27 1.19
表 4-2-4 正式教學階段第一單元概念認知測驗前、後測與延宕測之 兩兩成對樣本 T 檢定
本單元之前測、後測與延宕測以成對樣本 T 檢定分析後，再將各題答對百 分率統計如表 4-2-5，依表所示除第五題在三次測驗中答對率皆低於 80%外，其 餘各題在經過教學活動後，答對率皆高於 80%，且答對率達 100%的題數皆高 於前測。顯示教學活動的確有助於學生對於「光的反射」概念上的認知。
而本試卷中第五題的題目為：
我們從鏡子裡可以看見物體是因為(1)物體被鏡子吸進去(2)光線照射在 物體後經鏡子反射到人的眼睛(3)光線照射在物體上產生反射。
由此可知學生對於人之所以可以在鏡子裡看到物體的觀念容易有迷思概 念，即使經過教學活動的引導學生仍不容易了解。
平均數 t 顯著性 (雙尾)
前測總分－後測總分 -2.33 -6.67 .000
後測總分－延宕測總分 .22 .61 .546
前測總分－延宕測總分 -2.111 -4.79 .000
表 4-2-5 正式教學階段第一單元概念認知測驗前、後測與延宕測各題答對百分率
(三)第二單元概念認知測驗之結果分析
教學活動第二單元「神奇透視鏡」的前測、後測與延宕測的測驗人數、平 均數及標準差等資料，及兩兩相比較的成對樣本 T 檢定，結果呈現於表 4-2-6 及表 4-2-7。根據表 4-2-6 及表 4-2-7 發現後測與延宕測成績皆高於前測，且兩 兩者之間有顯著差(P<.05)，顯示 CPS-SG 教學活動單元二的課程有助於學生概 念認知的提升。後測與延宕測之間並無顯著差異，顯示教學活動的效果具保留 效果。
題號
前 測 後 測 延 宕 測
答對人數
答對人數 百分比
答對人數
答對人數 百分比
答對人數
答對人數 百分比 1 26 96.3% 27 100% 26 96.3%
2 17 63.0% 26 96.3% 25 92.6%
3 27 100% 27 100% 27 100%
4 27 100% 27 100% 27 100%
5 20 74.0% 20 74.1% 18 66.7%
6 18 66.7% 26 96.3% 25 92.6%
7 13 48.1% 26 96.3% 24 88.9%
8 18 66.7% 26 96.3% 24 88.9%
9 18 66.7% 23 85.2% 23 85.2%
10 16 59.3% 25 92.6% 23 85.2%
11 23 85.2 % 27 100% 27 100%
12 14 51.9% 24 88.9% 27 100%
表 4-2-6 正式教學階段第二單元概念認知測驗前、後測與延宕測之描述性資料
平均數 個數 標準差
前測平均 8.04 27 1.77
後測平均 8.89 27 1.05
延宕測平均 9.00 27 1.27
表 4-2-7 正式教學階段第二單元概念認知測驗與前、後及延宕測之 兩兩成對樣本 T 檢定
本單元之前測、後測與延宕測以成對樣本 T 檢定分析後，再將各題答對百 分率統計如表 4-2-8，依表所示除第五題在三次測驗中答對率皆低於 80%外，其 餘各題在經過教學活動後，答對率皆高於 80%，顯示教學活動的確有助於學生 對於「光的傳播」概念上的認知。
而本試卷中第五題的題目為：
當光線進入灰塵很多的地方會影響影像的清晰是因為(1)灰塵會吸收光 線(2)光線會被灰塵弄髒(3)灰塵對光線產生漫射
表示在小學課程中未曾提到的「漫射」，雖然是日常生活中常見的現象，但 即使經過教學活動的引導學生仍不容易了解。不過，此概念在後測與延宕測的 答對率中都持續增加，顯示仍有概念保留的效果。
平均數 t 顯著性 (雙尾)
前測總分－後測總分 -.85 -2.79 .001
後測總分－延宕測總分 -.11 -.39 .699
前測總分－延宕測總分 -.96 -3.22 .003
表 4-2-8 正式教學階段第二單元概念認知測驗前、後測與延宕測 各題答對百分率
題號
前 測 後 測 延 宕 測
答對人數
答對人數 百分比
答對人數
答對人數 百分比
答對人數
答對人數 百分比 1 11 40.7% 23 82.5% 24 88.9%
2 23 85.2% 25 92.6% 27 100%
3 19 70.4% 27 100% 26 96.3%
4 26 96.3% 27 100% 26 96.3%
5 18 66.7% 19 70.4% 20 74.1%
6 24 88.9% 23 85.2% 23 85.2%
7 23 85.2% 24 88.9% 25 92.6%
8 26 96.3% 25 92.6% 26 96.3%
9 22 81.5% 25 92.6% 24 88.9%
10 23 85.2% 24 88.9% 24 85.2%
(四)第三單元概念認知測驗之結果分析
教學活動第三單元「數字魔法秀」的前測、後測與延宕測的測驗人數、平 均數及標準差等資料，及兩兩相比較的成對樣本 T 檢定，結果呈現於表 4-2-9 及表 4-2-10。根據表 4-2-9 及表 4-2-10 發現後測成績皆高於前測與延宕測，且 兩兩之間有顯著差異(P<.05)，顯示 CPS-SG 教學活動單元三的課程有助於學生 概念認知的提升，後測與延宕測之間並無顯著差異，顯示教學活動的效果具保 留效果。
表 4-2-正式教學階段第三單元概念認知測驗前測、後測與延宕測之描述性資料
平均數 個數 標準差
前測平均 6.11 27 2.01
後測平均 8.74 27 1.66
延宕測平均 7.96 27 1.72
表 4-2-10 正式教學階段第三單元概念認知測驗前、後測及延宕測之 兩兩成對樣本 T 檢定
本單元之前測、後測與延宕測以成對樣本 T 檢定分析後，再將各題答對百 分率統計如表 4-2-11，依表所示除第三、五題在三次測驗中答對率皆低於 80%
外，其餘各題在經過 CPS-SG 教學活動後，答對率皆高於 80%，而第三、五題 雖然在後測與延宕測中，答對百分率低於 80%，但對照前測分別只有 14%與 40.7%的答對率，到後測時增加至 77.8%與 70.4%，顯示經過教學活動可幫助學 生更了解其概念。
第三題題目為：
當光線從密度較高的物質進入一個密度較小的物質時，若折射的角度過
大就會發生？(1)光線消失(2)光反射(3)全反射。
第五題題目為：
下面哪一個現象不是光折射的結果? (1)從鏡子可以看見人的影像(2)彩
虹的出現(3)水中的魚看起來比較實際位置淺
平均數 t 顯著性 (雙尾)
前測總分－後測總分 -2.63 -6.20 .000
後測總分－延宕測總分 .778 2.05 .005
前測總分－延宕測總分 -1.85 -5.73 .000
第三題題目中涉及「全反射」的觀念，在小學課程中並無提及，不過經過 教學活動後，半數以上學生都能有此觀念與認知；而第五題題目，對照雙向細 目表屬應用類的題目，屬於難度較高的題目，學生必須熟知各個現象的原理才 能做出正確的判斷，否則易於產生混淆，因此，學生在此題中表現未達 80%答 對率，顯示學生對於光的反射與折射仍不易分辨。相似的結果也反應在第八題 的延宕測中，該題的答對率從後測的 88.9%降到 59.3%，推測應是學生對於分 辨折射與反射現象之概念較不易保留的緣故。相似的結果也反應在第八題的延 宕測中，該題的答對率從後測的 88.9%降到 59.3%，推測應是學生對於分辨折射 與反射現象之概念較不易保留的緣故。
第八題題目為：
光線進行中從空氣進入水中時，會產生什麼現象?(1)光線被吸收進去(2) 折射(3)反射。
表 4-2-11 正式教學階段第三單元概念認知測驗之前、後測與延宕測 各題答對百分率
題號
前 測 後 測 延 宕 測
答對人數
答對人數 百分比
答對人數
答對人數 百分比
答對人數
答對人數 百分比 1 19 70.4% 26 96.3% 26 96.3%
2 22 81.5% 25 92.6% 24 88.9%
3 4 14.8% 21 77.8% 14 51.9%
4 21 77.8% 24 88.9% 21 77.8%
5 11 40.7% 19 70.4% 16 59.3%
6 24 88.9% 23 85.2% 26 96.3%
7 20 74.1% 24 88.9% 23 85.2%
8 18 66.7% 24 88.9% 16 59.3%
9 9 33.3% 25 92.6% 24 88.9%
10 17 63.0% 25 92.6% 25 92.6%
二、 學生的科學探究能力表現
本次正式教學活動中有兩份科學探究能力測驗卷，科學探究能力試卷 A『賣 冰塊的老爺爺』及科學探究能力試卷 B『凸透鏡與凹透鏡』，皆根據初探教學修 訂後用於本階段。前者用於前測及後測，後者用於延宕測。
(一) 學生作答情形
進行正式教學活動進行前，研究者先施以科學探究能力測驗前測，大部分 的學生花了五十分鐘左右的時間才作答完畢，作答中還詢問老師這些題目有沒 有標準答案，似乎對於這樣的試卷感到很陌生；三週教學活動完成之後再進行
進行正式教學活動進行前，研究者先施以科學探究能力測驗前測，大部分 的學生花了五十分鐘左右的時間才作答完畢，作答中還詢問老師這些題目有沒 有標準答案，似乎對於這樣的試卷感到很陌生；三週教學活動完成之後再進行