研究工具

為瞭解學生在運用 Lego Mindstorms 創新工具教學活動後，問題解決能力、科 學態度與自然與生活科技領域學業成就的改變情形，研究工具以問題解決能力量 表、科學態度量表等為主，並參考該學童前、後學期之自然與生活科科領域學業 成就成績。另以教學問卷回饋表與課堂工作紀錄學習單等方式取得質性資料以彌 補量化研究之不足。茲說明如下：

一、國小問題解決能力量表

本研究採潘怡吟（2002）所發展的問題解決能力量表（Problem Solving Ability Scale, PSAS），量表係綜合 Dewey（1910）和 Polya（1957）所提的問題解決步驟 所編製而成。量表的內容項目根據九年一貫課程綱要的能力指標而訂。量表擬定 之後，請國小五年級的學生先行閱讀，刪去語意不清或是文意過於艱深的題目，

再請國小自然科資深教師以及科學教育專家修改，最後形成問題解決能力量表的 初稿，共有 40 題，經預試後修訂成整份量表為 30 題。評量實施採團體測驗方式，

時間約為 15 分鐘，介紹說明如下：

1. 評分方式：採用 Likert scale 五等第量尺計分，受試者依據自己實際的狀況 作答。量表共有 30 題，其中 8、21、24、28 為反向題。正向題依「非常符合」、

「符合」、「部分符合」、「不符合」、「非常不符合」順序，分別給予 5 分、4 分、3 表 3-3 不同組別在「問題解決能力」與「科學態度」前測 t 檢定摘要表

項目 組別 平均數 標準差 t p

問題解決能力 實驗組 108.38 12.38 1.74 .090 控制組 101.29 14.01

科學態度 實驗組 177.19 19.48 1.27 .211 控制組 168.43 24.85

分、2 分、1 分；反向題則反向計分。總量表分數愈高表示填答者問題解決能力

表 3-4 (接前頁)

資料來源：潘怡吟（2002：43-44）。

二、國小科學態度量表

誠實量表 21[2]、43[12]、44[23]、22[49]、65[38]、66[30] 66 本量表之施測無時間限制，約需 30 分鐘，可採團體或個別施測方式。其中「誠

實量表」包含測謊題六題（第 21、22、43、44、65、66 題為測謊題，與第 2、12、

23、30、38、49 題合成作為組型），計分方式採組為單位，將組內兩題得分相減，

並取其絕對值。此六組絕對值相加之分數，即為誠實量表得分，其得分若在十二 分以上，表示受試者未能符合誠實作答之標準，受試者需重新作答。另外，為驗 證受試者反應資料是否真實，此量表設有負向題，計 15 題，題號為：10、12、16、

17、18、32、34、38、39、40、84、56、60、61、62。

此量表其隔兩週、隔四週重測信度係數分別為.75 與.72，顯示量表穩定性佳，

Cronbach α 係數為.77（p < .01），內部一致性高。效標關聯效度則以「自然科學學 業成績」、「教師評定」來考驗同時效度，與學業成績之相關介於 .18 至.35 之間，

與「教師評定」的相關介於.227 至.455，二種相關係數共 90 個相關，大部份達顯 著水準，而且絕大部份均具邏輯一致性。

量表型式為李克特式（Likert）四點量表以總合成績來評量科學態度。答案選 項分成「完全相同」、「大部分相同」、「小部份相同」、「完全不相同」四個等級，

計分時題目採正負向計分。給分方式如表 3-6 之示例。各分量表所包含題目之得分 累加，即為各量表之得分，分數越高表示其科學態度越佳。

此量表信度、效度頗佳，而且計分簡便，適用範圍為國小四、五、六年級學 生，內容涵括本研究所欲探討的科學態度五層面，故本研究擬以此量表了解學童 活動前、後在科學態度上五層面：「彈性」、「客觀性」、「因果關係」、「好奇心」、「批 判精神」與三個科學領域「認知」、「情意」、「行為」的改變情形。

三、自然與生活科技領域學業成就

本研究在實驗開始之前，透過學校行政單位先行取得兩組學童上學期自然與 生活科技領域學業成就成績以為前測成績。在實驗課程結束後，蒐集兩組學生之 自然與生活科技領域之第一次定期評量成績為後測。並考量兩班授課教師不同，

以致成績評定標準不同，故在統計分析時將得分換成 T 分數後再做相關檢定。

四、單元教學活動

表 3-6 科學態度量表給分示例

題 型 完全相同 大部分相同 小部份相同 完全不相同

正向題 4 3 2 1

反向題 1 2 3 4

本教學活動設計為研究者所自編。教學對象為國小高年級學童，課程實施採 小組合作學習模式進行，課程前期主要讓學童習得操作 Lego Mindstorms 的基本技 巧，以利課程中、後期之主題探究活動進行，課程共分成九個小單元，每個單元 依主題大小而決定課程活動節數，然為求實驗效果更為明顯，下課時開放實驗室 讓學童自由操弄積木，此部份亦視為課程之延伸部份。活動設計共分為九個單元，

單元一至單元七之課程內涵除有 Lego Mindstorms 各項元件之認知學習外，並利用 單元所習得之元件做一個延伸的創造、競賽或問題解決之綜合活動，以利學習之 遷移；單元八與單元九則為 LBD（Learn by Design）教學活動，使學童從大型的競 賽活動中綜合運用所習得的各項感應元件，並透過合作學習來建構機器人套件。

五、文件分析

(一)Lego Mindstorms 教學意見回饋問卷

本調查表由研究者根據課程內容編製意見調查表，在實驗教學結束之後，由 實驗組的學生填寫答案，藉以了解參與教學活動課程學生的意見及看法，當作質 的研究分析。本回饋問卷主要的內容著重在對老師教學是否喜歡、對自己學習的 是否有喜歡與幫助、與對課程內容的滿意度等三方面進行探討，共計十二題。問 卷計分方式採用 Likert 五等第量尺計分，並提供開放式回答部份，來了解學生的 想法，在填答時為免學童詞意無法正確代表其內心意涵，故於作答時，測驗者得 以進一步輔導幫忙學童填答。回饋問卷表初步擬定之後，經由指導教授修改以求 適合國小學生填答。其作答的方式為兩段式答題法，學生先勾選適合的項目並在 其後說明勾選的原因。

(二)主題教學活動實驗紀錄表與學習單

研究者根據各單元的學習活動設計來設計各主題活動實驗紀錄與學習單表。

設計之後和指導教授討論其內容可行性，並根據所提供的意見加以修改。透過學 習單的內容，可以了解學生在活動中對學習內容的理解程度，並且透過實驗紀錄 來分析學生在問題解決歷程中所遇到的癥結為何，教學者瞭解學生學習困難之處 獎有助於學習之進行，並有助於學童之問題解決能力之增長。