研究設計與架構

第三章 第三章

第三章 研究設計與實施 研究設計與實施 研究設計與實施 研究設計與實施

本研究旨在利用GSP發展一套二度空間旋轉教材，以提升學生二度空 間能力，並探究國中八年級學生在二度空間能力之表現與其數學學業成 就、性別之相關情形。本章將分別從：（一）研究設計及架構；（二）研 究流程；（三）研究對象；（四）研究工具；（五）資料處理與分析等五 方面，說明本研究之研究設計及實施。

第一節 研究設計與架構

基於研究目的，本研究將採用測驗問卷調查國中八年級學生之二度空 間能力，研究者以新竹市國中八年級學生為母群體，為達到樣本自變項變 因之控制差異為最小，因此選取研究者所任教的新竹市竹竹國中為樣本學 校，並以該校八年級兩班的學生為此研究的樣本學生。在進行自編測驗問 卷調查前，研究者已先蒐集有關國內外「空間能力意義與類型」的相關文 獻，並根據空間概念所延伸出來的四種能力，與指導教授及專家教師共同 編修符合本研究目的之二度空間能力試題，經由前測來進行分析與探討樣 本學生之空間能力概況。在九年一貫數學學習領域的課程綱要中因缺漏了 旋轉的部分，故研究者除了採用自編測驗問卷量化分析八年級學生的空間 能力之外，在本研究中也將根據空間能力所定義的旋轉意義以GSP軟體發 展出一套適合學生學習的旋轉概念教材，並進一步探討該教材的教學成 效。

本研究將採用準實驗研究法中的不等組前測-後測實驗設計，從研究 者所任教的竹竹國中八年級學生的兩班級選取為實驗對象。其中一班為實 驗一組，並以小組合作教學法來進行研究者自編之二度空間旋轉教材教 學；另一班為實驗二組，也進行本研究者自編之二度空間旋轉教材教學，

採用討論教學法，其餘皆相同，藉此這兩班作為對照，才能比較出是否因

為旋轉教學的介入而使學生的整體的空間能力變好，並比教是否多了小組 合作學習法使得整體空間能力上升更多。表3-1-1為此研究設計:

表3-1-1 研究設計模式

組別 前測 實驗處理 後測 延後測 實驗一組 T1 XT T2 T3 實驗二組 T1 XD T2 T3 T1:表示前測

T2:表示後測 T3:表示延後測

XT:表示以小組合作教學法來進行二度空間旋轉教材教學 XD:表示以討論教學法來進行二度空間旋轉教材教學

此實驗設計步驟如下:

1、在進行二度空間能力旋轉教學前，先對實驗一組及實驗二組實施二度 空間能力的前測T1，利用前測成績進行獨立樣本t考驗(如表3-1-2)，資 料分析結果發現t值未達顯著(t=-.486，p=.628＞.05)，即兩組學生在教學 實驗前之二度空間能力是相同的，因此可以說兩組學生在實驗教學前具 有相同的起點能力。

表 3-1-2 兩組學生在二度空間能力測驗前測成績之 t 統計考驗摘要表 組別 人數 平均數 標準差 t 值 p 實驗一組 31 110.32 21.249

實驗二組 31 112.58 14.712 -.486 .628

2、對實驗一組採用小組合作教學法來進行二度空間旋轉教材教學(XT)；

對實驗二組則採用討論教學法進行二度空間旋轉教材教學(XD)。

3、實施二度空間旋轉教學後隔天，對實驗一組及實驗二組進行空間概念 的後測T2，並觀察其立即成效為何。

4、實施後測一個月後，再對實驗一組及實驗二組進行二度空間能力的延 後測驗 T3，並觀察保留成效為何。

依據實驗設計、研究目的、待答問題及文獻探討的資料所訂定出本研 究之自變項、依變項如圖 3-1 。

圖 3-1 研究變項關係圖

控制變相 1. 教學時間 2. 教學內容 3. 教學教材 自變項

1. 教學模式 小組合作教學 討論教學 2. 數學學業成就 3. 性別

依變相 二度空間能力後測成績

(1)平移子測驗 (2)對稱子測驗 (3)旋轉子測驗 (4)縮放子測驗 (5)綜合子測驗 (6)空間綜合子測驗