第三章 研究設計與實施
第三節 研究工具
本研究採用準實驗研究法進行研究，根據研究目的與文獻探討所得之相關資料，擬 訂調查研究工具，包括｢高一生物科三次定期評量成績平均｣、｢生物科學習成就測驗｣、
｢生物科學習動機量表｣與｢概念構圖教學之意見調查表｣等四個工具，茲分別說明如下：
壹、高一生物科三次定期評量成績平均
本研究採用高一生物科三次定期評量成績的平均作為學習成就之前測。三次定期評
量之紙筆測驗以泰宇版基礎生物（上）為命題範圍，三次定期考試皆由研究者命題，命 題時將認知歷程分為知識、理解、應用、分析四類進行將試題雙向細目表的編製。貳、生物科學習成就測驗試卷
本研究工具旨在瞭解學生在應用概念構圖教學與傳統教學法上之生物科學習成就 的差異情形。有關生物科成就測驗試卷之編製目的、編製依據、編製內容、編製過程茲 說明如後。
一、編製目的
本研究採用生物科學習成就測驗成績作為探討學生學習成就之後測，比較前後測成 績以瞭解實驗組與控制組之學習成就是否有差異。本測驗之目的旨在了解經過概念構圖 教學後，學生在生物科學習成就的表現，得分越高表示生物科學習成效愈好。
二、編製依據
本測驗題目由研究者依據高級中學生物科課綱能力指標、高級中學泰宇版基礎生物
（下）、生物科教師手冊中各單元的教學目標及上課內容為測驗編製之依據。
三、編製內容與計分
本研究生物科學習成就測驗的內容編製，係研究者依據高級中學泰宇版基礎生物
（下）第六章第一小節至第三小節為命題範圍，課程內容包括｢6-1.1 族群的特性｣、｢6-1.2
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群集的特性｣、｢6-2.1 非生物因子與生物因子｣、｢6-2.2 能量流轉｣、｢6-2.3 物質循環｣、
｢6-2.4 生態的動態平衡｣、｢6-3.1 陸域生態系｣、｢6-3.2 河流、湖沼生態系｣、｢6-3.3 海洋 生態系｣，因試題有單選題和多選題兩種題型，且有時一個題目包含多個概念，故先初 擬雙向細目表，以求每一課程內容的題型與題數，能有相近的配分比例，接著著手編寫 物科學習成就測驗初稿。
生物科學習成就測驗初稿完成後，請嘉義女中及本校生物科教師，對於試題內容及 措辭提供意見，使具有專家效度及內容效度。試題審核重點為施測對象、考試時間、範 圍，及題目敘述是否恰當、明確、是否符合選擇題的命題原則，最後完成生物科學習成 就測驗試卷。
生物科學習成就測驗試卷共有 48 個題目（附錄一），分為兩大部分：第一部分為單 一選擇題，包含第 1 題至第 32 題，每個題目均包含四個選項，其中有一個是最適合的 答案，答錯不倒扣；第二部分則為多重選擇題，包括第 33 題至 48 題，每個題目均有五 個選項，至少一個以上的正確答案，錯一個答案倒扣 1/5 題分，扣至該題 0 分為止。
由於本研究所使用之｢生物科學習成就測驗｣為段考試卷，故無法進行預試，但是為 了瞭解課程內容在不同的認知層次的題數分配及比例情形，故製作試卷之雙向細目表，
由於高中生的學習目標其中之一是升大學，大多數的第一類組學生會參加大學學科能力 測驗，故本研究依據大考中心之試題分析方式，將試題認知歷程分為知識、理解、應用 及分析等四類，依據每一類認知歷程的指標製作單選題和多選題之雙向細目表（附錄二），
最後統整以小節為主題之雙向細目表，如表 3-3。
從生物科學習成就測驗之雙向細目表，可知在生物科成就測驗試卷中，單選題共佔 68 分，多重選擇題則佔 32 分，而知識與理解層次的題目共約 71.9 分，其中單選題有 45.5 分 多重選擇題則佔 26.4 分，整體來說此學習成就測驗的難易度屬中間偏易。
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38ABCD 38 全、 48BCDE
14.4 分
（0.4*21+2*3）
6-2 36ABCD 42 全
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參、生物科學習動機量表
本研究工具旨在瞭解學生在應用概念構圖教學與傳統教學法上之生物科學習動機 的差異情形。有關問卷之編製過程及內容、填答與計分方式以及問卷效度與信度的處理 情形說明如後。
一、編製過程與內容
（一）擬定問卷基本架構
本研究之生物科學習動機量表依研究目的、研究問題、研究架構及文獻探討之結 果，並參酌 Tuan 等人（2005）所發展出的科學學習動機量表（Students’ motivation towards science learning, SMTSL），以擬定生物科學習動機量表之基本架構及內容，本量表共分 為六大向度，包含自我效能、主動學習策略、生物科的學習價值、表現目標導向、成就 目標及學習環境的刺激。六大向度的意涵簡述如下：
1.自我效能：學生相信自己有能力在生物科的學習可以表現良好。
2.主動學習策略：學生能積極地利用各種策略以建構更多新的知識。
3.生物科的學習價值：學習生物科學的動力來自生物科可以學到知識或能力，例如解決 問題的能力，體驗與探索活動，刺激與啟發思維，以及使生物科與生活中的關聯性。
4.表現目標導向：學生努力學習生物科是為了外在的原因，例如與其他學生競爭、或吸 引老師的注意。
5.成就目標：當學生們在學習生物科學的過程中，增進自己的能力和獲得成就，他們將 感到滿足。
6.學習環境的刺激：在課堂中，學校課程、老師的教學以及學生們彼此間的互動都會影 響學生自身對學習生物科學的動機。
（二）編製問卷初稿
依據問卷基本架構，初步草擬問卷題目，問卷編製過程，與指導教授進行討論，並 將有疑義的題目修正或刪除，最後經討論，確定編成「生物科學習動機量表」初稿。
二、填答與計分
生物科學習動機量表採用 Likert 李克特氏五點量表的計分方式，分成「非常同意」、
「同意」、「普通」、「不同意」、「非常不同意」五種類別，由受試者看完題目後，勾選一
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個與自己學習情況最接近的答案。正向題依序給予 5、4、3、2、1 分；反向題依序給予 1、2、3、4、5 分。此量表中的第 2,5,6,18,20,21,22,23,24 題為反向題，經重新編碼轉呈 正向題計分，測驗完成後分別將各向度的題目得分加總，以了解實驗組與控制組學生在 生物科的學習動機量表各向度的差異情形。
三、效度與信度
本研究所使用之｢生物科學習動機量表｣，透過專家提供意見與實施預試來建立其效 度與信度，為配合與研究對象之同質性，研究者以同校高二第一類組學生為預試對象，
協助試填初稿問卷，回收 101 份問卷，扣除無效問卷 4 份，共得有效問卷為 97 份。將 有效問卷的分數輸入電腦，以統計軟體以 SPSS20.0 for Windows 電腦統計套裝軟體進行 進行預試題目的因素分析，最後選取適切的題目，以建構問卷的效度與信度。
（一）內容效度
生物科學習動機量表初稿完成後，研究者與指導教授討論後，函請生物學科專家、
教育學專家以及國內在概念構圖教學有研究之專家學者，共計 10 人（如表 3-4），進行｢
專家效度意見調查｣，專家學者針對問卷題意表達、內容架構等提供意見，研究者將結 果整理完成專家效度評鑑表。研究者與指導教授依據專家效度評鑑表，逐一修正或刪增 題目，以確定每一個問題的的可用性與適切性，最後完成生物科學習動機量表預試卷共 計 39 題，｢生物科學習動機量表｣專家意見暨預試卷草稿詳見附錄三。
表 3-4
審閱問卷專家學者名單
姓名 任職單位 專長
江書良 新北市立三民高中校長 生物教學
林宗岐 國立彰化師範大學生物學系副教授 生物教學 洪啟昌 國家教育研究院教育人力發展中心主任 教育行政 唐淑華 國立臺灣師範大學教育學系教授 課程與教學 郝永崴 國立臺灣師範大學教育學系教授 課程與教學 張文華 國立臺灣師範大學生命科學系科學教育組 科學教育 陳嘉成 國立臺灣藝術大學藝術與人文教學研究所教授 教育研究法
黃文煜 新北市立安康高中校長 生物教學
蔡顯麞 國立彰化師範大學生物學系助理教授 生物教學
羅佩瑜 新北市立五峰國中校長 教育行政
資料來源：研究者自行整理
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（二）建構效度
因素分析旨在求出量表的建構效度，生物科學習動機量表中的向度為各自獨立變項，
故以六個向度單獨進行因素分析 。 在對變數進行因素分析之前，應先進行 KMO
（Kaiser-Meyer-Olkin）取樣適切性檢定及巴氏球形檢定（Bartlett Test of Sphericity），
KMO 值越高表示進行因素分析的效果越好，若值在 0.5 以下則表示其效果是無法被接 受的；巴氏球形檢定則是在檢定資料是否適合進行因素分析。本研究所使用的｢生物科 學習動機量表｣中的六個向度的 KMO 在 0.756 至 0.878 之間，KMO 值在 0.8 以上是代 表有價值的，0.7 以上是中度的。巴氏球形檢定結果也都達顯著水準，p=0＜0.01，如表 3-5 所示，顯示資料非常適合進行因素分析。
表 3-5
學習動機量表各層面之 KMO 與 Bartlett 檢定
向度 KMO Bartlett 檢定 自由度 顯著性 自我效能 0.760 167.223 15 0 主動學習策略 0.766 153.544 15 0 生物科學習價值 0.878 334.092 21 0 表現目標導向 0.756 275.177 15 0 成就目標 0.794 309.956 10 0 學習環境刺激 0.827 624.357 36 0
將量表中每個層面均以主成分分析法（principal components analysis）抽取出共同因 素進行分析，並以最大變異法（Varimax method）求取轉軸後之因素負荷量。保留特徵 值大於 1 的因素，並刪除未達.50 之因素負荷量，故刪除｢生物科學習動機量表｣的第 25 題，共保留 38 題，｢生物科學習動機量表｣預試之因素分析其結果摘要如表 3-6。
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62 分析，本研究使用的信度檢定方法為｢Cronbach α｣，以此信度檢定方法估計量表內部的 一致性，係數愈高表示各層面內部一致性也愈高。
將｢生物科學習動機量表｣預試卷第 25 題刪除後進行信度分析，結果全體量表之總 信度Cronbach α 為.929，而量表中的各向度 Cronbachα 係數介於.758 至.914。｢生物科
將｢生物科學習動機量表｣預試卷第 25 題刪除後進行信度分析，結果全體量表之總 信度Cronbach α 為.929，而量表中的各向度 Cronbachα 係數介於.758 至.914。｢生物科