研究工具

本研究欲探討國小一、三年級學童在視覺空間能力與方向辨識能力之表現情 形及其相關性，所使用的工具為研究者自編的「視覺空間能力測驗」和「方向辨 識測驗」。以下將對本研究測驗編製過程加以說明：

壹、視覺空間能力測驗

本測驗在測量學童視覺空間能力之表現，包含「具象積木旋轉」、「摺出立體 盒子」與「抽象積木旋轉」三個分測驗。受試者在此測驗之得分愈高，代表視覺 空間能力愈好。

一、測驗編製依據

依據國內外研究學者對視覺空間能力內涵之定義、相關測驗與文獻，及考量 研究對象為國小一、三年級學童，本測驗主要為測得學童之積木旋轉與展開圖之 摺合兩分項能力，其中，積木旋轉欲測得學童將視覺呈現之刺激物，做心像的旋 轉或翻轉之能力，為探討其在具象與抽象的呈現方式下，表現的差異，編製「具 象積木旋轉」與「抽象積木旋轉」兩個分測驗；展開圖之摺合為測得能在心理操 作、摺合展開圖使之成完整的立體圖形之能力，以正方體之展開圖為研究範圍，

編製「摺出立體盒子」分測驗。

在「具象積木旋轉」分測驗中，試題之圖形是利用數位相機拍攝的實體積木，

每一道試題由六塊顏色、大小皆相同之正立方體積木組合而成，並以學童易判斷 之組合方式為優先考慮，拍攝的角度以每一塊積木皆能被清楚呈現為原則。

本研究欲探討學童積木旋轉的空間能力在具象與抽象的呈現方式下，其表現 的差異性，故「抽象積木旋轉」分測驗之試題，以具象積木旋轉分測驗試題為底 稿，利用電腦繪圖軟體進行描繪，避免抽象立體圖形失真或與具象積木旋轉分測 驗之試題圖形比例不符的問題。

由於「具象積木旋轉」與「抽象積木旋轉」兩個分測驗之試題積木組合方式

皆相同， 因此，在試題與選項順序的排列上，均進行的更換與調整，並在施測 順序的安排上，將「具象積木旋轉」列為分測驗一，「抽象積木旋轉」列為分測 驗三，並於兩個分測驗間，安排分測驗二「摺出立體盒子」，以增加延宕之時間，

降低記憶之序位效應（serial position effect）的產生，避免影響分測驗三之作答情 形。

在「摺出立體盒子」分測驗中，以摺合成正方體之展開圖為試題，每一個展 開圖皆由六個大小相同之正方形，排列組合而成。在兩個例題中，分別設計為可 摺合成正方體之展開圖與不能摺合成正方體之展開圖，並附圖說明摺合過程，以 利清楚說明，並協助學童運思、判斷摺合結果是否能成為正方體。

本研究中編製的「視覺空間能力測驗」以測量學童視覺空間能力為主要目 的，因此，測驗設計的原則為即使學童未受過數學課程的訓練，在經過測驗例題 的說明後，亦能清楚了解題意、掌握答題概念與技巧，不需記憶和數學公式，學 童作答之表現取決於其視覺空間能力之強弱，而非其學習成就之優劣。

二、測驗試題審查

本測驗的試題有利用數位相機拍攝實物之影像、以繪圖軟體繪製之圖像及多 種正方體之展開圖形，為避免試題之影像或圖像有模糊、失真或不適宜的情形，

請指導教授與五位國小教師，進行審查試題圖像是否清晰合宜，並藉以修正測驗 試題的圖像。

本測驗每一道試題之呈現時間與作答時間皆有限制，為了確定最佳時間秒 數，挑選一年級與三年級學童，在班上三次月考表現皆為中等者，各2 名，進行 個別施測，並由研究者擔任施測者。

「具象積木旋轉」與「抽象積木旋轉」分測驗中，研究者原先設定每題呈現 時間為8 秒鐘，作答頁面時間為 5 秒鐘，根據 4 位受試學童之口頭反應，立即作 時間的調整，再反覆測試，最後依據4 位學童之反應時間，求得最佳秒數。所得 結果，試題呈現時間為 10 秒鐘，畫面會自動跳到「請作答」頁面，停留 5 秒鐘

後，出現簡易的鈴聲，提示下一題開始。

在「摺出立體盒子」分測驗中，研究者原先設定每題呈現時間為 12 秒鐘，

作答頁面時間為5 秒鐘，經過時間的調整與反覆的測試，由 4 位學童的反應時間，

求得試題呈現之適切時間為 10 秒鐘，作答頁面時間為 5 秒鐘，亦有簡易鈴聲提 示下一題開始。

三、進行預試

預試樣本為彰化縣某國小一年級與三年級各一班之學童，共計 38 位，有效 樣本為36 人。

本測驗採團體施測，於學校電腦教室中進行，每位受試者配有一部電腦，透 過螢幕呈現試題，確保受試者觀看試題的距離相當，屏除使用單槍投影，避免受 試者受到座位與布幕間距離不均或受同學遮擋而看不清楚題目等因素，影響作答 之情形。

本預試由研究者擔任測驗施測者，進行測驗規則與例題說明，並帶領受試者 完成每個分測驗之前置練習題，待全體受試者皆無疑問後，進行測驗主體施測。

「視覺空間能力測驗」包含「具象積木旋轉」、「摺出立體盒子」、「抽象積木 旋轉」三個分測驗，每個分測驗各9 題，共 27 題，測驗時間為 20 分鐘，於同一 時間停筆、收卷。

四、依預試結果修改測驗試題

「視覺空間能力測驗」經預試後收回進行統計，將三個分測驗分別計分，每 題答對者得1 分，答錯者得 0 分，各分測驗總分 9 分，全測驗總分合計 27 分。

依據測驗得分取前後各百分之二十七為高分組與低分組，計算各試題之難度與鑑 別度，並將不適合之試題予以刪除或修正。

（一）「具象積木旋轉」與「抽象積木旋轉」分測驗分析

「具象積木旋轉」分測驗統計結果，最高得分為9 分，最低得分為 1 分，受 試學童之平均得分為 5.47 分。「抽象積木旋轉」分測驗統計結果，最高得分為 9

分，最低得分為1 分，受試學童之平均得分為 6.22 分。兩個分測驗各試題之難度、

鑑別度與相對應之試題如表3-3-1 所示。

表3-3-1 分測驗一與分測驗三之相對應試題與項目分析表 具象積木旋轉（分測驗一） 抽象積木旋轉（分測驗三） 選題

結果 題號 難度 鑑別度 題號 難度 鑑別度

一 .41 .00 四 .66 .66 × 二 .58 .33 三 .58 .66 ○ 三 .58 .66 二 .58 .66 ○ 四 .66 .33 一 .71 .58 ○ 五 .66 .50 九 .66 .50 ○ 六 .66 .50 八 .79 .25 ○ 七 .58 .33 五 .71 .41 ○ 八 .62 .25 七 .62 .58 ○ 九 .66 .50 六 .75 .50 ○

○表示保留試題；

×

「具象積木旋轉」分測驗之試題難度介於0.41～0.66 之間，難度適中；試題 鑑別度除了第一題為0 之外，其餘試題鑑別度介於 0.25～0.66 之間。

「抽象積木旋轉」分測驗之試題難度介於0.58～0.79 之間，試題難度中偏易；

試題鑑別度介於0.25～0.66 之間。

依據測驗試題之評鑑原則，最佳試題難度介於0.4～0.8 之間，最佳試題鑑別 度以 0.25 以上為宜（余民寧，2000）。綜合「具象積木旋轉」分測驗與「抽象積 木旋轉」分測驗之項目分析結果，刪除「具象積木旋轉」分測驗之第1 題（試題 鑑別度為0）與其相對應於「抽象積木旋轉」分測驗之第 4 題，其他 16 題試題予 以保留。

（二）「摺出立體盒子」分測驗分析

「摺出立體盒子」分測驗統計結果，最高得分為9 分，最低得分為 2 分，受 試學童之平均得分為5.11 分。各試題之難度、鑑別度如表 3-3-2 所示。

表3-3-2 分測驗二之項目分析表 摺出立體盒子（分測驗二）

題號 難度 鑑別度 ^選題結果 題號 難度 鑑別度 ^選題結果 一 .83 .16 × 六 .58 .50 ○ 二 .79 .41 ○ 七 .45 .41 ○ 三 .41 .50 ○ 八 .62 .58 ○ 四 .41 .50 ○ 九 .66 .50 ○ 五 .58 .33 ○

○表示保留試題；

×

「摺出立體盒子」分測驗之試題難度除了第 1 題為 0.83 之外，其他試題難 度介於0.41～0.79 之間，在標準值範圍之內；試題鑑別度除了第 1 題為 0.16 之外，

其他試題鑑別度介於0.33～0.58 之間，亦在標準值之上。

依據上述項目分析結果，刪除第 1 題（鑑別度為 0.16，難度為 0.83），其餘 試題給予保留。

五、正式測驗試題編製

經由試題之難度與鑑別度分析，刪除不適宜之試題，整編為「視覺空間能力 測驗」，三個分測驗各有8 題，共計 24 題，每題 1 分，全測驗總分為 24 分，「具 象積木旋轉」與「抽象積木旋轉」分測驗皆有一題例題說明，前置練習題1 題，

「摺出立體盒子」分測驗則有2 題例題說明，正式測驗題每題呈現時間為 10 秒，

作答時間為5 秒，並有鈴聲提示下一題開始。

三個分測驗之正式試題排列依據預試結果所得之難度指數由高至低排列，即

學童由較簡單的試題開始作答，增加其作答意願與信心，表3-3-3、表 3-3-4、表 3-3-5 為三個分測驗之正式施測題號與預試題號對照表，表 3-3-6 為「具象積木旋 轉」與「抽象積木旋轉」分測驗之正式施測相對應試題題號對照表。

表3-3-3 具象積木旋轉分測驗正式施測與預試題號對照表

正式施測題號 一 二 三 四 五 六 七 八 難 度 .66 .66 .66 .66 .62 .58 .58 .58 鑑別度 .33 .50 .50 .50 .25 .33 .33 .66 預試題號 四 五 六 九 八 二 七 三

表3-3-4 摺出立體盒子分測驗正式施測與預試題號對照表

正式施測題號 一 二 三 四 五 六 七 八 難 度 .79 .66 .62 .58 .58 .45 .41 .41 鑑別度 .41 .50 .58 .33 .50 .41 .50 .50 預試題號 二 九 八 五 六 七 三 四

表3-3-5 抽象積木旋轉分測驗正式施測與預試題號對照表

正式施測題號 一 二 三 四 五 六 七 八 難 度 .79 .75 .71 .71 .66 .62 .58 .58 鑑別度 .25 .50 .41 .58 .50 .58 .66 .66 預試題號 八 六 五 一 九 七 二 三

表3-3-6 分測驗一與分測驗三正式施測相對應試題對照表

分測驗一(具象) 一 二 三 四 五 六 七 八 分測驗三(抽象) 四 五 一 二 六 八 三 七

貳、方向辨識測驗

本測驗在測量學童方向辨識能力之表現，包含「上下辨識」、「前後辨識」與

「左右辨識」三個分測驗。受試者在此測驗之得分愈高，代表方向辨識能力愈好。

一、測驗編製依據

本測驗依據九年一貫課程數學領域之幾何主題第一階段能力指標 S-1-6（能 描述物體的相對位置），並參考現行教材中方向辨識之相關試題，編製「方向辨 識測驗」，測驗試題以基準點的改變或排列方向的不同來做變化，以測量學童在 不同情境中，其方向辨識之能力。本測驗為了解一、三年級學童在「方向辨識」

認知發展的最大與最小能力，三年級學童從低年級題目測起，一年級亦是測中年

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