研究工具

本實驗教學所使用之研究工具有二，分別為槓桿原理學習成效測驗與自然科 學習動機量表。以下分別就研究工具實施之前後順序進行說明。

一、 槓桿原理學習成效測驗

槓桿原理學習成效測驗目的在評量學習者對槓桿原理的概念、理解與應用，

評量為選擇題、改錯題、填空題(如附錄一)，依據認知能力層次的不同，由低而 高分為「槓桿定義」、「槓桿特性」，以及「槓桿平衡」三種概念所發展出來的 測驗卷。「槓桿定義」為學習者能分辨槓桿的支點、施力點、抗力點、施力臂和 抗力臂的基本概念和原則，主要是測量學習者在記憶知識之認知能力，共 8 題，

每題 1 分；「槓桿特性」為學習者能在相似的情境中作出基本的力矩運算，並能 進一步判斷省力與費力的情形，主要是測量學習者在概念的理解層次之認知能力

，共 8 題，每題 1 分；「槓桿平衡」為學習者能應用體驗式遊戲學習活動所習得 的概念、原則於不同的情境中，或是進一步能判斷槓桿是否會達到平衡的正確性 或適切性，主要是測量學習者在概念的應用、分析層次之認知能力，共 8 題，每 題 1 分；各面向所得之分數越高，表示學習者其槓桿原理相關概念的學習表現越 佳，反之分數越低，其槓桿原理相關概念的學習表現越差。

本測驗的信度經內部一致性考驗，前測在「槓桿定義」知識面向之Cronbach’s α 值為.750、「槓桿特性」理解面向之 Cronbach’s α 值為.319，以及「槓桿平衡」

應用面向之Cronbach’s α 值為.524，測驗信度 Cronbach’s α 值為.674；後測在「槓 桿定義」知識面向之Cronbach’s α 值為.729、「槓桿特性」理解面向之 Cronbach’s α 值為.552，以及「槓桿平衡」應用面向之 Cronbach’s α 值為.581，測驗信度 Cronbach’s α 值為.750，內部一致性係數合乎理想。效度則採專家效度，經學科專 家審閱後修訂完成，各向度及整體之題數分配、信度如表 3-6 示。

表 3-6 槓桿原理學習成效測驗之測驗內容向度、題數分配及信度係數

測驗內容向度 題目編號 題數 Cronbach’s α

前測 後測

知識題 選擇題 1、3、11

填空題 1-1、1-2、1-3、1-4、1-5

8 .750 .729

理解題 選擇題 4、5、6、7、8、10 填空題 2-1、2-2

8 .319 .552

應用題 選擇題 2、9

改錯題 1-1、1-2、1-3、1-4、2-1、2-2

8 .524 .581

整體 24 .674 .750

二、 自然科學習動機問卷

自然科學習動機問卷目的在了解學習者經過槓桿原理體驗式遊戲活動後，對 於自然科學習的動機看法與感受。本量表改編自 Tuan、Chin 與 Shieh (2005)之學 習者科學動機量表(Students’ motivation towards science learning, SMTSL)，問卷共 計 35 題，試題內容如附錄二，將學習動機依照學習者不同的努力原因和目標區 升(Chang, 2005)。內在動機面向中，包含了「自我效能」、「主動學習策略」、

「自然科學習價值」三個向度。「自我效能」係指學習者相信憑著自己的能力，

體之信度如表 3-7 所示。前測在「自我效能」向度之 Cronbach’s α=.757、「主動 學習策略」向度之Cronbach’s α=.776、「自然科學習價值」向度之Cronbach’s α=.779；

後測在「自我效能」向度之Cronbach’s α=.790、「主動學習策略」向度之 Cronbach’s α=.875、「自然科學習價值」向度之 Cronbach’s α=.860，表示內部一致性係數合 乎理想。本問卷採用「李克特 5 點量表」，非常同意為 5 分、同意為 4 分、部分 同意為 3 分、不同意為 2 分、非常不同意為 1 分。自然科學習動機之向度、題數 分配及信度係數，如表 3-5 所示。其中「自我效能」向度之題目編號 2、3、4、5、

6、7 為反向題，題目敘述從非常同意、同意、部分同意、不同意、非常不同意，

轉換計分方式，分別給予 1、2、3、4、5 分。

(二) 外在動機

外在動機是指學習者在參與學習時，主要是受到外在誘惑或條件的影響，為 了得到外在結果與獎勵，例如：得到好成績、讓父母開心，以及教師的讚美等等，

因此，學習者產生以表現目標為導向的行為，而非自發性的動機。在外在動機面 向中，包含了「表現目標」、「成就目標」、「學習環境誘因」三個向度。「表 現目標」係指學習者在科學學習上的目標是與同儕競爭或是引起教師的注意。「成 就目標」係指在科學學習的過程中，學習者會因為能力與成就增加而感到滿足。

「學習環境誘因」指在教室中，所處的學習環境包括課程、教師的教學和同儕間 的互動，皆會影響學習者的科學學習動機。

以上每個向度各有 4 題到 6 題不等，共 15 題。經由資料分析，各向度及整 體之信度如表 3-7 所示。前測在「表現目標」向度之 Cronbach’s α=.808、「成就 目標」向度之Cronbach’s α=.638、「學習環境誘因」向度之 Cronbach’s α=.758；

後測在「表現目標」向度之Cronbach’s α=.757、「成就目標」向度之 Cronbach’s α=.689、「學習環境誘因」向度之 Cronbach’s α=.742，表示內部一致性係數合乎 理想。本問卷採用「李克特 5 點量表」，非常同意為 5 分、同意為 4 分、部分同 意為 3 分、不同意為 2 分、非常不同意為 1 分。自然科學習動機之向度、題數分

配及信度係數，如表 3-5 所示。其中「表現目標」向度之題目編號 21、22、23、

24 為反向題，題目敘述從非常同意、同意、部分同意、不同意、非常不同意，轉 換計分方式，分別給予 1、2、3、4、5 分。

表 3-7 自然科學習動機問卷之內容向度、題數分配及信度係數

向度 題目編號 題數 Cronbach’s α

前測 後測

內在動機

自我效能 1、2、3、4、5、6、7 7 .757 .790 主動學習策略 8、9、10、11、12、13、

14、15

8 .776 .875

自然科學習價值 16、17、18、19、20 5 .779 .860

外在動機

表現目標 21、22、23、24 4 .808 .757

成就目標 25、26、27、28、29 5 .638 .689 學習環境誘因 30、31、32、33、34、35 6 .758 .742

整體 35 .870 .892