實驗組視覺 實驗組本質
第三節 正確性與一致性的比較
本節想要了解學生對於整體光學相關概念在前測、後測以及延宕測驗 的正確性與一致性，共分為兩部分，第一部分為兩組在前測、後測與延宕 測驗正確性與一致性的得分表現與分布圖，第二部分為兩組正確性與一致 性演變情形比較，詳細結果如下。
一、 正確性與一致性得分表現
正確表示學生擁有完全符合科學概念的答案，因此計算學生在光學 雙層測驗兩層皆答對的題數除以總題數，即可得到個人的正確性分數；
對於相同概念的題目，應該以相同的解釋來解答，每用1次相同的解釋 即給予一致性1分，計算一致性的得分後除以可能最高總分，即可得到 個人一致性分數。
1. 實驗組的正確性與一致性表現：
分別對實驗組的前測、後測及延宕測驗的正確性與一致性進行 成對t考驗分析，結果如下表4-3-1：
表4-3-1 實驗組前、後、延宕測驗的正確性與一致性表現 成對 t 考驗 概念 測驗類別 得分平均（標準差） 成對考驗
（平均數差） t 顯著性 前測 0.37(0.17) 後-前（0.19） 6.91** .000 後測 0.56(0.23) 延-後（-0.03） -0.98 .166 正確性
延宕 0.54(0.25) 延-前（0.16） 5.31** .000 前測 0.38(0.23) 後-前（0.07） 1.70** .049 後測 0.45(0.25) 延-後（0.01） 0.19 .426 一致性
延宕 0.45(0.22) 延-前（0.08） 2.26** .015 (p*＜.1；p**＜.05)
(1) 實驗組在前測的正確性平均為0.37，在後測的正確性平均為 0.56，在延宕測驗正確性平均為0.54，進行成對t考驗分析，
結果顯示後測正確性顯著優於前測(t=6.91, p=.000)，延宕 正確性亦顯著優於前測(t=5.31, p=.000)。
(2) 實驗組在前測的一致性平均為0.38，在後測的一致性平均為 0.45，在延宕測驗一致性平均為0.45，進行成對t考驗分析，
結果顯示後測一致性顯著優於前測(t=1.70, p=.049)，延宕 一致性亦顯著優於前測(t=2.26, p=.015)。
(3) 結果表示實驗組學生在教學後，後測對於前測在概念的正確 性與一致性皆會增加，且達顯著進步，而且在延宕測驗時，
正確性與一致性並不會隨著時間而退步。
2. 控制組的正確性與一致性表現：
分別對控制組的前測、後測及延宕測驗的正確性與一致性進行 成對t考驗分析，結果如下表4-3-2：
表4-3-2 控制組前、後、延宕測驗的正確性與一致性表現 成對 t 考驗 概念 測驗類別 得分平均（標準差） 成對考驗
（平均數差） t 顯著性 前測 0.36(0.19) 後-前（0.19） 6.59** .000 後測 0.56(0.17) 延-後（-0.04） -1.36 .091 正確性
延宕 0.52(0.22) 延-前（0.15） 5.49** .001 前測 0.36(0.22) 後-前（0.11） 2.36** .012 後測 0.47(0.22) 延-後（-0.06） -1.84** .037 一致性
延宕 0.41(0.26) 延-前（0.05） 0.96 .171 (p*＜.1；p**＜.05)
(1) 控制組在前測的正確性平均為0.36，在後測的正確性平均為 0.56，在延宕測驗正確性平均為0.52，進行成對t考驗分析，
結果顯示後測正確性顯著優於前測(t=6.59, p=.000)，延宕 正確性亦顯著優於前測(t=5.49, p=.001)。
(2) 控制組在前測的一致性平均為0.36，在後測的一致性平均為 0.47，在延宕測驗一致性平均為0.41，進行成對t考驗分析，
結果顯示後測一致性顯著優於前測(t=2.36, p=.012)，而延 宕一致性對於後測卻達顯著退步(t=-1.84 p=.037)。
(3) 結果表示控制組學生在教學後，後測對於前測在概念的正確 性與一致性皆會增加，且達顯著進步，但在傳統教學的進步 無法持續保留，因此延宕測驗對於後測在概念的正確性與一 致性卻有明顯的退步情形，且達顯著差異。
3. 分布圖則依照 Chi & Roscoe (2002) 的想法，將學生分為四類，
以數學四個象限來表示，橫軸表示正確性，縱軸表示一致性，正 確性全對為13題，取中位數為7題(13+1/2)，除以總題數13，將0.53 定為正確性的分界值；一致性最高得分為6分，取中位數為3.5分，
除以最高得分6，將0.58定為一致性的分界值。
一致性
正確性≧0.53 一致性≧0.58 正確性＜0.53
一致性≧0.58
正確性＜0.53 一致性＜0.58
正確性≧0.53 一致性＜0.58 第三象限 第四象限 第二象限 第一象限
正確性
(1) 第一象限為正確性≧0.53與一致性≧0.58的學生歸類為科學 /科學有瑕疵的模式。
(2) 第二象限為正確性＜0.53與一致性≧0.58的學生歸類為一致 但不正確的模式。
(3) 第三象限為正確性＜0.53與一致性＜0.58的學生歸類為不正 確又不一致的模式/混合模式。
(4) 第四象限為正確性≧0.53，一致性＜0.58的學生歸類為正確 但不一致的模式。
將兩組前測、後測及延宕測驗的正確性與一致性依照上述方式畫 成分布圖(實驗組見圖4-3-1、4-3-2、4-3-3、控制組見圖4-3-4、
4-3-5、4-3-6)。由圖型發現兩組學生在經過教學後，不斷地精緻 化及修正對光學的概念，使其正確性與一致性皆呈現進步的方向 改變，學生的心智模式愈來愈接近一致且正確的科學模式。
-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00
-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00
正確性
-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00
正確性
-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00
正確性
-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00
正確性
二、 正確性與一致性的演變情形
1. 實驗組的演變情形敘述如下，詳細分布與演變途徑見圖4-3-7：
(1)學生教學前在科學/科學有瑕疵的模式(第一象限)有8.11％，
在科學但不的模式(第四象限)有8.11％，在一致但不科學的模 式(第二象限)有8.11％，在不一致且不科學的模式(第三象限) 有75.67％。
(2)在教學後科學/科學有瑕疵的模式(第一象限)有32.43％，在科 學但不一致的模式(第四象限)有37.84％，在一致但不科學的 模式(第二象限)有0％，在不一致且不科學的模式(第三象限) 有29.73％。
(3)在延宕測驗時科學/科學有瑕疵的模式(第一象限)有27.02
％，在科學但不一致的模式(第四象限)有29.73％，在一致但 不科學的模式(第二象限)有5.41％，在不一致且不科學的模式 (第三象限)有37.84 ％。
(4)前測到後測的演變：從第三象限到第一象限的比例(即正確性 與一致性皆為增加)的比例有16.21％，從第二象限到第一象限 (在一致性≧0.58的條件下，正確性增加)有2.7％，從第三象 限到第四象限(一致性＜0.58的條件下，正確性增加)有29.73
％，從第四象限到第一象限(正確性≧0.53的條件下，一致性 增加)有5.41％，從第二象限到第四象限(正確性增加，一致性 減少)有5.41％。
(5)後測到延宕測驗的演變：從第一象限到第三象限的比例(即正 確性與一致性皆為減少)的比例有5.41％，從第一象限到第象 限(在正確性≧0.53的條件下，一致性減少)有5.41％，從第四 象限到第三象限(一致性＜0.58的條件下，正確性減少)有
(6)計算實驗組在教學後(前測到後測)正確性增加的比例和為 53.84％，一致性增加的比例和為5.41％。
圖表說明:
( )內數字表示前測、後測、延宕測驗在各象限的人數分布 [] 內表示前測、後測、延宕測驗在各象限的人數分布百分比
5.41％(2)
16.21％(6) 2.70％(1)
29.73％(11) 5.41％(2) 5.41％(2)
5.41％(2) 5.41％(2)
2.7％(1)
10.81％(4)
5.41％(2)
第二象限人數演變(3,0,2)8.11％0％ 5.41％
一致性
第一象限人數演變(3,12,10)
8.11％32.43％27.02％
正確性
第三象限人數演變(28,11,14) 第四象限人數演變(3,14,11)
75.67％ 29.73％ 37.84％ 8.11％ 37.84％ 29.73％
實線代表前測到後測的演變途徑，旁邊的數字代表此演變途徑的人數百分 比，()內的數字為此演變途徑的實際人數
虛線代表後測到延宕測驗的演變途徑，旁邊的數字代表此演變途徑的人數百 分比，()內的數字為此演變途徑的實際人數
圖4-3-7 實驗組正確性與一致性的演變圖
2. 控制組的演變情形敘述如下，詳細分布與演變途徑見圖4-3-8：
(1) 控制組學生教學前在科學/科學有瑕疵的模式(第一象限)有 2.7％，在科學但不一致的模式(第四象限)有21.62％，在一 致但不科學的模式(第二象限)有16.22％，在不一致且不科學 的模式(第三象限)有59.46％。
(2) 在教學後科學/科學有瑕疵的模式(第一象限)有35.14％，在 科學但不一致的模式(第四象限)有24.32％，在一致但不科學 的模式(第二象限)有2.7％，在不一致且不科學的模式(第三 象限)有37.84％。
(3) 在延宕測驗時科學/科學有瑕疵的模式(第一象限)有18.92
％，在科學但不一致的模式(第四象限)有27.03％，在一致但 不科學的模式(第二象限)有2.7％，在不一致且不科學的模式 (第三象限)有51.35％。
(4) 前測到後測的演變：從第三象限到第一象限的比例(即正確性 與一致性皆為增加)的比例有13.52％，從第二象限到第一象 限(在一致性≧0.58的條件下，正確性增加)有2.7％，從第三 象限到第四象限(一致性＜0.58的條件下，正確性增加)有 16.22％，從第四象限到第一象限(正確性≧0.53的條件下，
一致性增加)有16.22％，從第二象限到第四象限(正確性增 加，一致性減少)有2.7％，從第二象限到第三象限(正確性＜
0.53的條件下，一致性減少)有8.12％。
(5) 後測到延宕測驗的演變：從第一象限到第三象限的比例(即正 確性與一致性皆為減少)的比例有5.41％，從第一象限到第二 象限(在正確性≧0.53的條件下，一致性減少)有5.41％，從
第四象限到第三象限(一致性＜0.58的條件下，正確性減少)
(6) 計算控制組在教學後(前測到後測)正確性增加的比例和為 35.14％，一致性增加的比例和為18.92％。
13.52％(5)
正確性 一致性
第一象限人數演變(1 ,13 ,7 )
[2.7％, 35.14％, 18.92％]
第二象限人數演變(6,1,1)
[16.22％, 2.7％, 2.7％]
第三象限人數演變(22 ,14 ,19 )
8.12％(3)
2.70％(1)
16.22％(6) 2.7％(1)
5.41％(2) 5.41％(2)
5.41％(2)
8.11％(3)
第四象限人數演變(8 ,9 , 10)
[59.46％, 37.84％, 51.35％] [21.62％, 24.32％, 27.03％]
圖表說明:
( )內數字表示前測、後測、延宕測驗在各象限的人數分布 [] 內表示前測、後測、延宕測驗在各象限的人數分布百分比
實線代表前測到後測的演變途徑，旁邊的數字代表此演變途徑的人數百分 比，()內的數字為此演變途徑的實際人數
虛線代表後測到延宕測驗的演變途徑，旁邊的數字代表此演變途徑的人數百 分比，()內的數字為此演變途徑的實際人數
圖4-3-8 控制組正確性與一致性的演變圖
三、 小結
1. 在教學後，兩組學生的正確性平均約為0.5，表示學生在學習後對 於光學的知識還是無法完全符合科學想法；一致性平均亦約為 0.5，表示學生對於光學的概念仍無法形成完全一致的心智模型，
容易隨著情境而有不同的解釋。
2. 在教學前，兩組學生的一致性的平均約為0.4，這樣的結果顯示了 學生的一致性並為完全如同diSessa (1998) 認為由原始現象所得 到的種種素樸概念皆是零碎的，但也未達到Vosniadou (1992) 認 為心智模式已有完整的系統性與一致性，因為即使在教學後，一 致性仍增加到0.5而已，所以本研究顯示支持 Chi 與 Roscoe (2002) 認為知識結構到底是片斷、零碎的，或是具有一致的系統 性，是與知識本質有關，他們稱為領域特化(domain-specific)。
3. 兩組在教學後，不論正確性與一致性在後測的表現相對於前測都 有顯著進步，也可從正確性及一致性分布圖，得知兩組學生在經 過教學後，不斷地經由精緻化與修正，對光學整體的概念在正確 性與一致性都呈現進步的方向，也就是說學生的心智模式會慢慢 趨向科學模式，形成正確且一致融貫的心智模式。
4. 實驗組在延宕測驗對後測的正確性有些微退步，而一致性有些微 進步，但皆未達顯著差異，表示在後測達到一定的正確性與一致 性後，即使經過一段時間，仍會維持一樣的表現，表示經由實驗 組的教學有助於學生保有正確性與一致性。
5. 控制組在延宕測驗相對於後測的正確性也是呈現些微退步，而一 致性則達到顯著退步。在正確性及一致性的演變圖，發現實驗組 從教學前到教學後的演變途徑至少都是往其中一個面向進步，但 是控制組卻有8.12％的學生在正確性不變的前提下，往一致性減