研究工具

一、『動能、位能與能量』的概念測驗卷：

（一）建立測驗卷初稿：初稿的設計是針對『動能、位能與能量』單元中主 要概念和次概念進行命題，同時參考文獻中，指出的學生在本單元學習的另有概 念。為了增加專家效度，題目初審階段除了時時與教授保持討論，並同時請四位 台北市國中自然與生活科技教師，一位台北縣國中自然與生活科技教師，兩位宜 蘭縣國中自然與生活科技教師協助審題以建立專家效度，最後得『動能、位能與 能量』的概念測驗卷初稿試卷，題目總共三十四題如附錄一。而本研究所採用的 信度是以庫李信度計算方式，並使用 SPSS 軟體來分析。而根據郭生玉（2004）

對於信度水準的分類，本研究庫李信度所得到的值.90 以上視為高信度水準，.80 以上視為中等至高信度水準，.70 的信度尚且足夠，.60 以下就被視為不能接受的 低信度水準。

（二）測驗卷初稿預試：取台北市某一所公立高中一年級學生三個班級共有 110 個樣本做測試，而本考卷使用『ConQuest 項目反應建模軟體』分析其中題目 選項的答對率，題目鑑別度，並測出初稿之信度。也使用 SPSS 軟體分析整份測 驗之信度，與分析刪除某題目後整份初稿信度之改變如何。

（三）初稿預試結果：試題答對率範圍從 0.42（第二十八題）至 0.88（第十 題），僅有第二十九題答對率在 0.15，其餘答對率均高於 0.42，三個班答對率平 均 68.18％，平均三十四題答對 23.18 題，對照該校公立高中入學 PR 值，該校基 測入學整體的表現是 PR88 以上的水準，因此雖然以答對率看起來似乎稍偏易，

但對照高中學生本身程度的因素，本初稿測驗卷應是屬於難易適中的。而『動能、

位能與能量』的概念測驗卷初稿整體信度為 0.83，鑑別度 0.29～0.65 多數均為優 良試題。一般而言，鑑別度以 0.25 以上為標準，高於 0.4 為優良試題（郭生玉，

2004）。僅有第五題（0.21），第二十六題（0.22），第二十八題（0.1）與第二十 九題（-0.03）鑑別度未達標準。而第二十八題與第二十九題的結果顯示，高分群 作答與低分群作答幾乎無差異，可見此兩題無鑑別度，需考慮刪除。而初稿卷三 十四題以 SPSS 統計軟體分析信度，整體信度達 0.85，但是第二十八題刪除時，

整體信度值會提升至 0.852，第二十九題刪除時，整體信度值會提升至 0.853，詳 細見附錄二，而與教授討論後決定刪除這兩題，刪除第二十八題與第二十九題整 份試卷信度信度值就提升至 0.859，於是決定出正式施測的『動能、位能與能量 概念測驗卷』共三十二題（題號依照初版三十四題編寫），見附錄三，而根據文 獻探討的主要概念與次要概念，將三十二題分類如表 3-3-1。

表 3-3-1 主要概念與次要概念與測驗卷題號對應表

主要概念 次要概念 包含概念的題

目 能的特性與

形態

動能、位能、熱能、核能等不同『能』的 形態。

能量的特性：能量不占有空間，不具有質

1，2，8，10，

26，34，

量，具有作功能力。

的測驗。

14，16，25，30，33，

只要速度一樣，動能就一樣 高度（AAAS, 1993；NSTA, 2002）。

重力位能與物體質量 也有關係。

3，9，12，17，20，21，

22，25，32

動 能 與 物 體 的 速 度 無 關

（Horton, 2001）。

動能與物體速度平方 1993；NSTA, 2002）。

能量沒有用完，只是轉

的內容細目與量表題號對照表，如表 3-3-3。問卷之設計選項包含『非常同意』、

『同意』、『不同意』及『非常不同意』等四種，而本研究施測本研究信度為.825 達中等至高信度水準。問卷內容詳見附錄五。

表 3-3-3 科學本質內容細目題號與量表題號對照表 科學本質 科學本質內容題號細目（邱明富，

2003）

正向題號 負向題號

累積性 30 1

暫時性 7 10

可複製性 27 29

公開性 18 15

科學知識

創造性 4 20

實證性 21 26

非單一性 8 5

非固定性 23 2

理論蘊含 16 11

科學探究

非絕對客觀 13 19

倫理與道德 3 6

科學與技學 22 14

科學與社會 9 12

科學家的身份 24 25

科學事業

科學社群 28 17

三、『對科學的態度』問卷：

本研究採用 Liu, Hsieh, Cho, & Schallert（2006）與徐錦美（2004）研究中都 有使用的 ATSSA『對科學的態度』問卷（Attitude Toward Science in School Assessment），用來評價學生的科學態度，量表題目共十七題，計分採 Likert 五 分量表，每個題目都有五個選項：『很不同意』、『不同意』、『無意見』、『同意』、

『很同意』，問卷內容詳見附錄六。而本研究施測信度 α＝0.915 達高信度水準。

四、對科學故事課的學習態度量表：（『科學故事課』統一稱科學史教學課程）

本研究採用徐錦美（2004）使用的『對科學故事課的學習態度量表』問卷，

目的是針對科學史教學組兩個班，以瞭解兩班學生對『科學史教學課程學習』的 態度，而這份問卷量表題目共十四題，計分方式採 Likert 五分量表。量表在本研 究施測信度 α＝0.912 達高信度水準。而在本研究中，問卷的施測是在科學史教 學後。問卷內容詳見附錄七，研究對象針對男女生，將『對科學史教學課程的學 習態度量表』題目分成『認為喜歡上科學史教學課程』，『認為科學史教學能幫助 瞭解理化』兩個向度如表 3-3-4。

表 3-3-4 對科學史教學課程的學習態度量表分類

學生的反應向度 『對科學史教學課程的學習態度量 表』題號

信度

認為喜歡上科學史教學課 程

1，2，3，4，6，9，10，13 0.890

認為科學史教學課程能幫 助瞭解理化

5，7，8，11，12，14 0.774