第三章 研究方法
第四節 研究工具
壹、問題解決能力測驗 一、量表內容
本研究工具參考張俊彥和翁玉華（2000）所研發「問題解決能力」測驗一「鹿 與路」修改而成（附件十四）。原工具為張俊彥和翁玉華根據 Parnes 在1977年提 出的「創造性問題解決」模式為其理論基礎發展而成，內容包含「發現事實（ff）」、
「發現問題（pf）」、「提出想法（if）」、「尋求解答（af）」等四個階段能力，
讓受試者以開放性的回答方式，針對問題情境寫下其解決問題的歷程。原工具有 效樣本為153人，評分者一致信度為.84，內部一致性之 Cronbach α 為.71。但由 於原量表施測對象為中學生，而本研究之研究對象為國小五年級學生，故研究者 認為有修改量表內容之必要。首先，研究者先針對其中內容較不適宜處予以修 改，使其較符合國小學生之閱讀能力，並在原量表題目中，加入適當之思考提示，
目標在於引發學生多方位的思考。初稿修改完畢後，先經由指導教授審視題目內 容及向度，確認其符合原量表設計。再經由兩位國小自然科資深教師及兩名五年 級學生進行內容及語句的審視及修改，再次針對不適宜處修飾後定稿，並作為預 試施測之依據。
評分標準部份，因應原評分標準係針對中學生可能達到之答案進行設計，但 本研究之研究對象為國小高年級學生，思考能力不若國、高中生成熟，回答中敘 述的完整性及深入與否亦不相同。故研究者決定針對原測驗工具之評分標準進行 簡化。先以修改後之量表，交由另一班同年級學生共32名進行預試，並從學生作 答的選項中，參考原有評量標準類別，依序歸類出較適合之答案類別之標準。在 擬定評分標準初稿後，再請指導教授針對其中歸類方式及計分標準進行審視及修 訂，並依據評分標準設計評分表（附件十七），以作為研究工具評分及信、效度 分析之依據。
二、研究工具預試結果
研究工具預試部分，研究者則於任教之國小五年級中，另外選擇兩班學生共 66人進行預試。剔除無效答案卷（低學習成就及資源班學生共3人）後，得到有 效答案卷共63份。研究者將63份預試答案卷輸入SPSS 10.0統計軟體計算後，得出 其內部一致性α值＝.885，可確認本量表之內部一致性良好。
評分者信度方面，研究者於63份答案卷中隨機抽取10份答案卷，並商請另一 位已有7年教學經驗且具備自然科碩士學位之現職教師進行評分者一致性信度 分析。因不是以等第來評分，而是連續性的分數評分，所以分析結果的信度計 算方式採皮爾森積差相關（Person’s product-moment）進行統計，考驗兩位評分 者在各分項能力及總分評分結果間的一致性。計算方式如下：
r＝ n Z Zx y
∑ ，（ZxZy為兩評分者成對標準分數乘積， 為被評分人數） n
評分者及研究者評分結果如表3-4-1所示，接著研究者將所得資料輸入SPSS 10.0統計軟體計算後，得到各分項能力及總分之Person 積差相關係數介於.896 至.986間。詳如表3-4-2所示，可見本量表經修訂後亦具有良好之評分者一致性 信度。
效度方面，依據郭生玉（1985）所提出的合理效度(rational validity)，或稱邏 輯效度（logical validity）。他認為內容效度尚無一種數量的表示方法。它的確立 主要是採邏輯的分析方法，仔細針對每一個題目是否符合研究目標進行合理的判 斷。故研究者在量表編修初稿擬定時，經和指導教授討論並商請兩位資深自然與 生活科技領域國小教師進行量表內容修訂。兩位資深自然與生活科技教師教學年 資分別為7年及11年，在校教學深獲肯定外，亦具有自然相關系所碩士學位，其 中一位曾指導學校學生參加科學展覽獲得不錯成績。量表初稿修訂完畢後再經由 兩位同年級國小學童進行內容語意閱讀，確定學童對於量表內容語意無誤。
表3-4-1 評分者及研究者預試評分結果整理
表3-4-2 各分項能力及總分評分者一致性考驗結果 形為何，研究者經文獻探討後採用黃台珠、Aldridge 和 Fraser（1998）研發之科 學教室環境量表（What IS Happening in This Class, WIHIC）（附件十五），藉以了 解研究對象對教室環境的感受情形。
WIHIC 量表採用李克特五點式量表設計，量表內容架構分為七個向度，分 別顯示學生在科學教室環境中對同學親和、教師支持、學生參與、探究、工作、
合作及平等之感受情形，每個向度包含8 題題目，共計 56 題。
黃台珠等人（1998）在研發 WIHIC 量表時，共針對西澳與台灣各 50 個班級，
進行效度（區別效度值，discriminate validity）、信度（內部一致性，Cronbach α）
之考驗，其中原量表各向度之信效度值，如下頁表3-4-3 所示：
表3-4-3 WIHIC 量表原始信效度（黃台珠等人，1998）
信度值 區別效度
向度
Cronbach α Coefficients Discriminate validity
教師支持 0.87 0.47
平等 0.90 0.53
同學親和 0.86 0.41
合作 0.87 0.58
學生參與 0.85 0.49
探究 0.90 0.55
任務取向 0.86 0.55
研究者和指導教授討論後，確認其中題目內容符合各向度類別，並商請兩位 資深自然與生活科技領域國小教師進行量表內容審視。兩位資深自然與生活科技 教師教學年資分別為7年及11年，在校教學深獲肯定外，亦具有自然相關系所碩 士學位。量表初稿修訂完畢後再經由兩位同年級國小學童進行內容語意閱讀，確 定學童明白量表內容語意，以確認學生對於量表內容敘述確實了解並作為預試施 測之依據。
二、研究工具預試結果
預試部份，研究者亦選取同年級之班級兩班學生共66 人進行預試，剔除無 效答案卷（低學習成就及資源班學生共3 人）後，得到有效答案卷共 63 份。研 究者將預試結果輸入SPSS10.0 統計軟體後，對本量表進行相同之信度、效度考 驗。所得結果如表3-4-4 所示，各分量內部一致性 Cronbach α 值介於.86 至.92 之 間，區別效度值（Discriminate validity）則介於.41 至.55 間，可藉以確定本量表 於本研究中亦具有良好之信效度。
表3-4-4 WIHIC量表預試信效度值整理
信度值 區別效度值
向度
Cronbach α Coefficients Discriminate validity
教師支持 0.90 0.51
平等 0.86 0.41
同學親和 0.88 0.45
合作 0.92 0.44
學生參與 0.80 0.55
探究 0.91 0.53
任務取向 0.91 0.49
參、半結構式問題訪談大綱
本研究欲透過CPS 教學模式的運用，經由 SSI 議題的討論過程中，增進學 生的問題解決能力，並瞭解學生在不同的學習環境中，相對於以往的自然教室而 言，對於其科學教室環境知覺是否有所影響，研究者藉由量表來呈現全體學生之 學習結果外，對於學生心理感受及想法，則決定透過晤談之實施來瞭解，並將學 生對於心理想法之陳述進行紀錄，研究者配合本研究目的及問題，將問題歸納發
展為科學教室環境知覺及CPS 問題解決知覺兩部份，於教學前、後，分別自問題 解決能力前測高、低分組及自然科學教室環境知覺前測高、低分組學中，選取口 語表達能力較佳之學生，共4 名學生實施晤談，晤談問題內容分述如下：
一、科學教室環境知覺部分
問題 1.說說看，在學習這門課時，同學和你之間的互動情形是親近的嗎？合作過 程中順不順利呢？舉例來說明一下。（同學親和、合作）
問題2.說說看，上課時你覺得老師對你的教學態度如何？跟其他同學比起來會不 會有偏心的情形？請舉例來說明一下。（教師支持、平等）
問題3.說說看，你覺得你在課堂上的表現如何呢？如果小組分配到工作你會怎麼 處理它？萬一遇到問題時你又怎麼去處理呢？舉例來說明一下。（學生參 與、工作、探究）
問題4.你對這樣的學習有什麼建議呢？試著舉例說明一下！（教學感受）
二、CPS 學習感受部份
問題1.如果你在生活中遇到了一個問題，而你得解決這個問題，你會怎麼做呢？
試著把它列成步驟。（問題解決能力的發展情形）
問題2.在這些步驟中，你覺得哪一個最好做？哪一個最不好做？為什麼？（對於 問題解決能力各步驟的感覺）
問題3.你會不會想要有人可以一起討論、給你建議呢？為什麼？（學習回饋）
問題4.你覺得你舉出的這些步驟對你要解決問題有沒有幫助呢？試著舉例說明一 下。（學習後問題解決能力自我增進之認知）