本研究主要是根據形成科學議題測驗、科學概念測驗、科學推理測驗、以及網路形 成科學議題課程之結果,以進行統計分析與質性分析,藉以呈現國小六年級學生在不同 教學模式(鷹架與非鷹架形成科學議題網路學習課程)學習時,其形成科學議題能力、
科學概念建構、科學推理能力與科學探究能力是否有差異。
第一節 形成科學議題教學分析
本節主要是針對兩種形成科學議題網路課程(鷹架形成科學議題、非鷹架形成科學 議題)對學生形成科學議題能力與概念建構上的成效進行比較。測驗結果如下:
一、教學前後形成科學議題能力成效分析
依據研究問題一「不同教學模式(鷹架、非鷹架形成科學議題網路課程)對學生形 成科學議題能力有何差異?」進行分析與討論,並在下列呈現敘述統計與推論統計之分 析結果。
(一)形成科學議題測驗之敘述統計分析
將學生的形成科學議題測驗前測、後測與追蹤測成績,依據教學分組(鷹架與非鷹 架),進行敘述統計,其數據分析結果如表4-1-1 所示。
表4-1-1 不同教學模式對形成科學議題能力測驗之t 檢定
前測 後測 追蹤測 t t
N mean SD mean SD mean SD (後-前) (追-前) 鷹架組 63 27.76 5.74 38.27 3.99 39.54 3.09 16.50(.000) 20.13(.000)
非鷹架組 60 27.62 7.46 36.22 4.62 38.17 4.32 12.04(.000) 13.92(.000) 註:N=123;***p<0.001
從教學模式分組來看,依據表4-1-1 在形成科學議題能力測驗前測驗中,鷹架組(M
前=27.76)學生的平均成績與非鷹架組(M 前=27.62)平均成績相當,但經過不同教學 模式後,鷹架組學生(M 後=38.27,M 追=39.54)的平均成績略高於非鷹架組(M 後= 36.22,M追=38.17)的學生。
就形成科學議題測驗t 檢定來看,鷹架組(t後-前 =16.50,t追-前 =20.13)與非鷹架
組(t後-前 =12.04,t追-前 =13.92)的成績皆達顯著差異,但鷹架組學生在經過教學後,
其後測成績進步的幅度比非鷹架組的大,在追蹤測中,鷹架組學生比非鷹架組的學生成 績略高。
(二)教學模式對於形成科學議題成效影響之推論性統計
將 「 教 學 模 式 」 作 為 單 一 因 子 , 進 行 單 因 子 多 變 量 共 變 數 分 析 (one-factor MANCOVA)。統計以「教學模式」為自變項,「形成科學議題測驗前測」為共變數,「形 成科學議題測驗後測」與「形成科學議題測驗追蹤測」為依變項,比較不同教學模式在 後測與追蹤測有何差異,其結果如表4-1-2 所示。
表4-1-2 教學模式對形成科學議題測驗後測與追蹤測之單因子多變量共變數分析 變異來源 Wilk’s Λ d1 d2 F p η2 共變量(形成科學性議題能力前測) .564 2.00 119.00 46.026 .000 .436 教學模式(鷹架、非鷹架) .914 2.00 119.00 5.590 .005 .086 註:1.***p<0.001;**p<0.01;d1:假設自由度, d2:誤差自由度
從表4-1-2 可知,形成科學議題測驗後測與追蹤測中,「教學模式」(Wilk’s Λ=.914, p=.000)對形成科學議題測驗後測與追蹤測之成績影響達顯著差異,再進行主要效果分 析,其結果如表4-1-3 所示。
表4-1-3 教學模式分組對形成科學議題測驗之主要效果摘要表
多變量 單變量
變異來源
Wilk’s Λ 後測 F 追蹤測 F 事後比較 教學模式 .914 10.310(.002) 6.048(.015) 後測 鷹架>非鷹架
追蹤測 鷹架>非鷹架
註:1.***p<0.001;**p<0.01;*p<0.05
從表4-1-3 可知,依據「教學模式」進行單因子多變量共變數分析,結果示不同教學模 式在形成科學議題測驗後測(F=10.310, p=.002)與追蹤測(F=6.048, p=.015)皆達顯 著差異,經事後比較後,鷹架組學生在科學議題測驗後測與追蹤測成績,皆優於非鷹架 組的學生。
依據上述推論統計結果,支持研究假設1-1 不同教學模式對學生的形成科學議題能 力(後測、追蹤測)達顯著差異。
二、教學前後科學概念建構的成效分析
依據研究問題二「不同教學模式(鷹架、非鷹架形成科學議題網路課程)對學生科 學概念建構有何差異?」進行分析與討論,並在下列呈現敘述統計與推論統計之分析結 果。
(一)科學概念建構測驗之敘述統計分析
將學生的科學概念建構測驗前測、後測與追蹤測成績,依據教學分組(鷹架與非鷹 架),進行敘述統計,其數據分析結果如表4-1-4 所示。
表4-1-4 不同教學模式對科學概念建構測驗之t 檢定
前測 後測 追蹤測 t t
N mean SD mean SD mean SD (後-前) (追-前) 鷹架 63 18.62 5.93 27.89 4.22 28.56 3.72 14.82(.000) 16.25(.000)
非鷹架 60 17.73 7.40 27.00 3.56 27.52 3.78 11.79(.000) 11.65(.000) 註:N=123;***p<0.001
從教學模式分組來看,依據表 4-1-4 在科學概念建構測驗前測驗中,鷹架組(M 前
=18.62)學生的平均成績略高於非鷹架組(M前=17.73)成績,經過不同教學模式後,
鷹架組學生(M後=27.89,M追=28.56)的平均成績也是略高於非鷹架組(M後=27.00,
M追=27.52)的學生。
就形成科學議題測驗t 檢定來看,鷹架組(t後-前 =14.82,t追-前 =16.25)與非鷹架 組(t後-前 =11.79,t追-前 =11.65)的成績皆達顯著差異,表示兩組學生在科學概念建構 的學習成效與保留效果都相當好,但鷹架組學生在經過教學後,鷹架組學生成績仍略高
非鷹架組的學生一些,其後測成績與追蹤測進步的幅度和非鷹架組的相當。
(二)教學模式對於科學概念建構成效影響之推論性統計
將 「 教 學 模 式 」 作 為 單 一 因 子 , 進 行 單 因 子 多 變 量 共 變 數 分 析 (one-factor MANCOVA)。統計以「教學模式」為自變項,「科學概念建構測驗前測」為共變數,「科 學概念建構測驗後測」與「科學概念建構測驗追蹤測」為依變項,比較不同教學模式在 後測與追蹤測有何差異,其結果如表4-1-5 所示。
表4-1-5 教學模式對科學概念建構測驗後測與追蹤測之單因子多變量共變數分析 變異來源 Wilk’s Λ d1 d2 F p η2 共變量(形成科學性議題能力前測) .664 2.00 119.00 30.04 .000 .34 教學模式(鷹架、非鷹架) .985 2.00 119.00 .91 .405 .02 註:1. ***p<0.001;d1:假設自由度, d2:誤差自由度
從表4-1-5 可知,科學概念建構測驗後測與追蹤測中,「教學模式」(Wilk’s Λ=.985, p=.405)對科學概念建構測驗後測與追蹤測之成績影響未顯著差異,依據上述推論統計 結果,不支持研究假設「2-1 不同教學模式對學生的科學概念建構(後測、追蹤測)達顯著 差異」。
三、教學前後科學推理能力的成效分析
依據研究問題三「不同教學模式(鷹架、非鷹架形成科學議題網路課程)對學生科 學推理能力有何差異?」進行分析與討論,並在下列呈現敘述統計與推論統計之分析結 果。
(一)科學推理測驗之敘述統計分析
將學生的科學推理測驗前測、後測與追蹤測成績,依據教學分組(鷹架與非鷹架),
進行敘述統計,其數據分析結果如表4-1-6 所示。
表4-1-6 不同教學法在科學推理測驗之t 檢定
前測 後測 t p
N mean SD mean SD (後-前)
鷹架組 63 2.76 1.79 3.90 2.35 .458 .000 非鷹架組 60 3.22 2.02 4.00 2.00 .313 .003
註:N=123;*p<0.05
從教學模式分組來看,依據表 4-1-6 在科學推理測驗前測驗中,非鷹架組(M 前= 3.22)學生的平均成績高於鷹架組(M前=2.76)成績,經過不同教學模式後,非鷹架組 學生(M後=4.00)的平均成績僅略高於鷹架組(M後=3.90)的學生。但鷹架組進步幅 度高於非鷹架組。
就科學推理測驗 t 檢定來看,鷹架組(t 後-前 =.458)和非鷹架組(t 前-後 =.313)都 達顯著,表示推理後測成績皆有顯著進步。
(二)教學模式對於科學推理成效影響之推論性統計
將「教學模式」作為單一因子,進行單因子共變數分析(one-factor ANCOVA)。統 計以「教學模式」為自變項,「科學推理測驗前測」為共變數,「科學推理測驗後測」為 依變項,比較不同教學模式在後測有何差異。其共變數分析摘要表如4-1-7 所示
表 4-1-7 教學模式對科學推理測驗之共變數分析
變異來源 SS df MS F p
共變量(科學推理前測) 172.74 1 172.74 51.22 .000 組間(鷹架、非鷹架) 1.09 1 1.09 .324 .570
組內(誤差) 404.67 120 3.37
全體 2498.00 123
註 *p<0.05 , **p<0.01, ***p<0.000
由上表可知,F(1,120)=.324,p=.570,顯示科學推理能力成長兩組沒有差異。
結果不支持研究假設「3-1 不同教學模式對學生的科學推理(後測)達顯著差異。」
四、各測驗間的相關與逐步迴歸分析
(一)八個測驗之間的相關(Correlation)分析
將研究中採用的形成科學議題測驗、科學概念建構測驗之前測、後測、追蹤測與科
表4-1-9 形成科學議題前測、後測與追蹤測之逐步迴歸摘要表
選入變數 標準化係數
(Beta 分配)
R2改變量 t p
預測變數:形成科學議題前測
科學概念測驗前測 .561 .452 7.78 .000 科學推理前測 .248 .049 3.43 .001
R .708
R2 .501
預測變數:形成科學議題後測
科學概念測驗後測 .644 .563 9.77 .000 科學推理後測 .219 .037 3.32 .001
R .774
R2 .600
預測變數:形成科學議題後測
科學概念測驗前測 .516 .365 6.50 .000 科學推理測驗前測 .197 .031 2.48 .014
R .630
R2 .396
預測變數:形成科學議題追蹤 測
科學概念測驗後測 .685 .47 10.353 .000 R .685
R2 .47
預測變數:形成科學議題追蹤 測
科學概念測驗前測 .350 .221 4.03 .000 科學推理測驗前測 .269 .058 3.16 .002
R .529
R2 .279
註:**p<0.01 **p<0.000
由表4-1-9 顯示:
1.以科學概念前測、科學推理前測,進行形成科學議題前測之逐步迴歸分析,結果顯示 科學概念測驗前測Beta 值為.561,t 值為 7.78(p=.000)達顯著,表示科學概念前測越 高,形成科學議題後測越高。科學概念前測可獨立解釋形成科學議題後測45.2%的變異
量。第二個被選入的預測變項為科學推理前測,其Beta 值為.248,t 值為 3.43(p=.001)
達顯著,此變項可獨立解釋形成科學議題後測的預測力僅為 4.9%。兩個測驗共可以解 釋形成科學議題後測50%的變異量。
2. 以科學概念後測、科學推理後測,進行形成科學議題後測之逐步迴歸分析,根據分析 顯示,第一個預測形成科學議題後測的最佳預測值為科學概念後測,科學概念測驗的 Beta 值為.644,t 值為 9.772(p=.000)達顯著,表示科學概念後測越高,形成科學議題 後測越高。科學概念後測可獨立解釋形成科學議題後測56.3%的變異量。第二個被選入 的預測變項為科學推理後測,其Beta 值為.219,t 值為 3.320(p=.001),表示科學推理 後測越高,形成科學議題測驗越高。此變項可獨立解釋形成科學議題後測的變異量為 3.7%。兩個測驗共可以解釋形成科學議題後測 60.0%的變異量。
3.以科學概念前測、科學推理前測,進行形成科學議題後測之逐步迴歸分析,結果顯示 科學概念測驗前測Beta 值為.516,t 值為 6.50(p=.000)達顯著,表示科學概念前測越 高,形成科學議題後測越高。科學概念前測可獨立解釋形成科學議題後測36.5%的變異 量。第二個被選入的預測變項為科學推理前測,其Beta 值為.197,t 值為 2.483(p=.014)
達顯著,表示科學推理前測越高,形成科學議題測驗後測越高。此變項可獨立解釋形成 科學議題後測的變異量僅為3.1%。兩個測驗共可以解釋形成科學議題後測 39.6%的變異 量。
4.以科學概念後測,科學推理後測進行形成科學議題追蹤測之逐步迴歸分析,結果顯示
4.以科學概念後測,科學推理後測進行形成科學議題追蹤測之逐步迴歸分析,結果顯示