研究工具

另外本研究更試圖分析「探究式教學」及「傳統式教學」對學生「學習環境 偏好」、「學習態度」及「學習成效」產生之差異及影響。

此階段除進行論文撰寫、資料分析，更會不斷閱讀相關文獻，針對論文內容 進行修正與更新。並針對既有資料進行交叉比對，試圖獲得更多具創新之成果。

第四節、研究工具

一、研究工具

本研究之研究工具分為兩部分，分別為「學習工具」以及「測驗工具」。「學 習工具」為研究者針對「溫度與熱」單元自行設計之「自然科探究式教學學習單」； 而測驗工具為參考李旻憲與張俊彥（2004）所編製「地球科學教室學習環境量表」

(簡稱 ESCLEI)之「自然科學習環境量表」以及謝真華(民 88)所編之「自然科學 習態度量表」。

本研究使用的「自然科教室學習環境量表」包含教學方法、教學內容及教學 評量三個概念，此量表修改自「地球科學教室學習環境量表」(簡稱 ESCLEI)，

將學生心目中(理想中)的教室學習環境；也就是理想版(preferred)的量表置於 前測問卷中。另外將學生心目中(理想中)以及實際經歷的教室學習環境；也就是 理想版(preferred)與實際版(actual)兩個量表置於後測的問卷中。量表中採用 李克特五分量表的形式，針對「學生中心」與「教師中心」兩種學習環境進行探

38

討。

而本研究使用之「自然科學習態度量表」依據謝真華（民 88）所編之「自 然科學習態度量表」編製。 本態度量表共 30 題，分為三量表：

1. 「學習自然科的信心」(10 題) 2. 「學習自然科的興趣」(10 題) 3. 「自然科學價值的信念」(10 題)

本量表採四點量表方式填答，由受試者依實際情形從「非常不符合」、「不符 合」、「符合」、「非常符合」中勾選適合選項。

最後未配合調查學生的「學習成效」，本研究收集實驗組與對照組在進行準 實驗研究前後兩次「自然科段考成績」，作為「學習成效」的參考資料，並進行

「學習成效」與其他相關資料的比較分析。

二、自然科學習環境量表

1、「自然科學習環境」之問卷設計：

「自然科學習環境問卷」為本研究用來收集量化資料的工具之一，此問卷 是修改自李旻憲與張俊彥（2004）所設計的「地球科學教室學習環境問卷」(Earth Science Classroom Learning Environment Instrument,ESCLEI)如附錄：

本問卷為了瞭解國中「自然科學習環境」所設計的問卷，問卷採「李克特 五分量表」(Likert-type)的形式，並針對學習環境探討「學生中心」與「教師 中心」兩種知覺。並探討學習環境應同時存在的教學方法、教學內容及教學評量 等內容。故本問卷各題所闡述的教學情形包含了教學方法、教學內容及教學評量 三面向，如之後例題所示。

問卷將理想版(Prefered,P)與實際版(Actual,A)兩個量表置於同一份問卷 中，主要是讓學生在填答時能細心區分出兩種情境的差異，並避免學生產生同時 間填答的混研。另外問卷亦將學生中心(Student-centered,S)與教師中心

39

(Teacher-centered,T)兩個量表置於同一份問卷中。本研究所使用的「自然科學 習環境問卷包含理想版學生中心分量(PS)、理想版教師中心分量(PT)、實際版學 生中心分量(AS)及實際版教師中心分量(AT)各 15 題敘述題，共計有 60 題單選題，

問卷設計及內容分析如下表所示。

理想版學生中心分量(PS)題意為：上自然科學課時，學生心目中的教室學習 環境特質是以學生為中心的學習環境，強調學生自主、主動建構；理想版教師中 心分量(PT)題意為：上自然科學課時，學生心目中的教室學習環境特質是以教師 為中心的學習環境，強調教師主導、傳統式的教學。實際版之題意則是將情境改 為學生實際經歷的學習環境。受試學生針對每一個敘述題表達「非常經常」、「經 常」、「有時」、「很少」、「從來沒有」等五種意見。

表 3-4.1 自然科學習環境量表說明

分量 題數 分量題意說明 題號

P

S 15

上 自 然 科 學 課 時，學生心目中的 教 室 學 習 環 境 特 質 是 以 學 生 為 中 心的學習環境，強 調學生自主、主動 建構。

1、3、5、19、21、

23、25、27、29、

43、45、47、49、

51、53

T 15

上 自 然 科 學 課 時，學生心目中的 教 室 學 習 環 境 特 質 是 以 教 師 為 中 心的學習環境，強 調教師主導、傳統

7、9、11、13、15、

17、31、33、35、

37、39、41、55、

57、59

40

式的教學。

A

S 15

上 自 然 科 學 課 時，學生實際經歷 的 教 室 學 習 環 境 特 質 是 以 學 生 為 中 心 的 學 習 環 境 ， 強 調 學 生 自 主、主動建構。

2、4、6、20、22、

24、26、28、30、

44、46、48、50、

52、54

T 15

上 自 然 科 學 課 時，學生心目中的 教 室 學 習 環 境 特 質 是 以 教 師 為 中 心的學習環境，強 調教師主導、傳統 式的教學。

8、10、12、14、

16、18、32、34、

36、38、40、42、

56、58、60

例題中之敘述題亦屬於學生中心(S)且包含學習環境中之教學方法與教學內 容，其中又包含理想版(單數題)與實際版(偶數題)兩種情境。

例題：

●我能參與訂定醫學其中某些課程的教學活動 1、理想中、心目中希望的情形………

2、實際經歷的情形是………

本問卷採畫卡方式，得分共計有理想版學生中心(PS)、教師中心(PT)、實際 版學生中心(AS)、教師中心(AT)之得分共計四個分數，除進行統計分析外，並以 EXCEL 進行圖表呈現。

2、「自然科學習態度量表」信度：

41

表 3-4.2 自然科學習環境量表信度值

分量 題數 Cronbach'salpha 信度值

P

S 15 .84 .86

.85

T 15 .86

A

S 15 .81 .78

T 15 .79

本次準實驗研究有效樣本為 105 人，資料回收以 SPSS18.0 統計軟體進行信 度分析，問卷之信度值如上表。問卷整體信度值為.85、理想版信度值為.86、實 際版信度值為.78、PS 信度值為.84、PT 信度值為.86、AS 信度值為.81、AT 信度 值為.79，固本問卷具有一定之信度。問卷各題所敘述之教學情形參考自相關研 究、文獻及自身教學經驗，經過具科學教育專長教師及自然科教師討論及修正，

故本問卷具有一定之專家效度。PS、PT、AS 與 AT 分別進行因素分析，其結果大 都集中在同一個因素：學生中心(S)或教師中心(T)中，並無存在其他因素，且 PS、PT、AS 與 AT 之間的相關係數平均值在.26~.31 之間，屬於低相關範圍，因 此說明各分量表間的獨立性，固本問卷具有一定之建構效度與區別效度。

三、自然科學習態度量表

本研究所使用的「自然科學習態度量表」是根據謝真華（1999）所編之量表 編製而成。

本量表共有 30 題，將所欲測得知學習態度分為三個量表，分別為：「學習自 然科的信心」(10 題)、「學習自然科的興趣」(10 題)與「自然科學價值的信念」

(10 題)置於同一份量表之中。量表中「學習自然科的信心」分量題意為：對於 學習自然科的自信與把握；「學習自然科的興趣」題意為：對於學習自然科的熱 情與意願；「自然科價值的信念」題意為：對於自然科學本質的理解。採四點量 表方式填答，由學生依據自己實際的情形從「非常不符合」、「不符合」、「符合」、

42

「非常符合」中勾選合適的選項，且量表內正反向題兼具。

表 3-4.3 自然科學習態度量表說明

分量 題數 分量題意說明 題號

學習自然科的信心 10 對於學習自然科的自信 與把握

1、2、4、7、10、19、

22、24、25、28 學習自然科的興趣 10 對於學習自然科的熱情

與意願

5、8、11、14、16、

17、20、23、26、29 自然科價值的信念 10 對於自然科學本質的理

解

3、6、9、12、13、15、

18、21、27、30 本問卷採畫卡方式，所有題目得分之平均分數計為「自然科學態度」得分，

而量表中共分為三向度(個十題)，其平均分數別計為「學習自然科的信心」、「學 習自然科的興趣」與「自然科學價值的信念」得分。所有分數在經過統計之後，

進行分析及討論結果。

表 3-4.4 自然科學習態度量表信度值

分量表名稱 題數 Cronbach'salpha 信度值

學習自然科的信心 10 .83

.87

學習自然科的興趣 10 .77

自然科學價值的信念 10 .86

本次準實驗研究有效樣本為 105 人，資料回收以 SPSS18.0 統計軟體進行信 度分析，問卷之信度值如上表。問卷整體(自然科學習態度)信度值為.87、「學習 自然科的信心」信度值為.83、「學習自然科的興趣」信度值為.77、「自然科學價 值的信念」信度值為.86，因此本問卷具有一定之信度。問卷各題所敘述之教學 情形參考自相關研究、文獻及自身教學經驗，經過具科學教育專長教師及自然科 教師討論及修正，因此本問卷具有一定之專家效度。將所有「自然科學習態度量 表」上之題目進行因素分析，其結果大都集中在同一個因素：「學習自然科的信

心」

44

100 克的水 加熱時間(熱量) 溫度變化量 (ΔT) ^oC~ ^oC 5 分鐘 溫度變化量(2ΔT) ^oC~ ^oC 分鐘

●→水的溫度變化量變為兩倍，則所需的熱量會變為 。

●→ 與 成正比關係。

將 100 克的水裝入燒杯置於陶瓷纖維網上，用酒精燈加熱五分鐘，記錄水上升 的溫度。再量取 200 克的水裝入燒杯中加熱，若要使水的溫度變化量相同，則 預測需要加熱多少時間？

溫度變化量(ΔT) 加熱時間(熱量) 100 克的水 ^oC~ ^oC 5 分鐘 200 克的水 ^oC~ ^oC 分鐘

●→水的質量變為兩倍，則所需的熱量會變為 。

●→ 與 成正比關係。

牛刀小試：若要使 300 克的水溫度上升 2 倍，請預測需要加熱多少時間？

ANS：

總結：

由以上，熱量與 成正比，也和 成正比。因此可得：

熱量= X

= X (英文簡寫)

原本應該是以記憶性為主的「理化公式」藉由學生預測、實驗、計算等過程 後，經由思考納入個人知識體系，並能推演至其他類似問題中。學習單不僅僅講 求建構，更著重知識的遷移。

45