研究流程

在國小教學現場中我們常會發現學生普遍缺乏主動解決問題的精神，對於 生活重大議題也缺乏主動關心的態度，一旦涉及重大議題的價值觀念之判斷時，

往往依賴老師或家長補充作為依據。為了增進學童本身的問題解決能力以及對社 會性科技議題的認識，研究者於文獻探討後，以提升學童問題解決能力發展、豐 富社會性科技議題之認識及了解學童之環境知覺感受為前提，確立研究題目及方 向。以研究者任職於台中縣龍龍國小之五年級學生一班共31 人作為研究對象，

利用每週之彈性課程及綜合課程時間，進行兩個單元，為期六週之教學。

教學實施前，經由文獻探討後依據CPS 教學模式設計教案及相關教材，包 括兩個單元之資料單（附件一、附件二）、教案（附件三、附件四）、活動學習 單（附件五~十三）並經由教授審視、資深教師檢視及五年級學生預視等方式確 認相關教材，適當修改後作為教學進行時之依據。研究工具部分，採用研究者修 改之「問題解決能力測驗」（附件十四）及黃台珠、Aldridge 和 Fraser（1998）

研發之科學教室環境量表（What IS Happening in This Class,簡稱 WIHIC）（附件 十五）作為本研究量化資料之研究工具。

教學實施時，先施以研究者修改之問題解決能力測驗（附件十四）前測及科 學教室環境量表（附件十五）前測，並實施第一次晤談，譯成逐字稿後進行編碼，

以瞭解學童實施教學前問題解決能力及科學教室環境知覺為何。然後根據教案進 行CPS 教學，教學過程中教師根據教學狀況撰寫教學日誌，並以設計之相關教材 引導學童進行學習，並於第二單元結束後實施問題解決能力（附件十四）後測、

科學教室環境知覺量表（附件十五）後測及第二次的晤談，以收集量化及質性資 料。

最後，根據研究中收集之量化、質性資料進行分析整理，並以之撰寫問論文。

茲將整個研究流程簡化如下頁圖3-5-1：

確立研究方向

第六節 資料蒐集與分析

壹、量化資料蒐集與分析 一、資料蒐集與分析

本研究所蒐集的量化資料，係針對研究者任教於台中縣龍龍國小五年級之學 生一班共31個學生，在研究者改編之問題解決能力測驗（附件十四）前、後測及 科學教室環境知覺量表（附件十五）前、後測所獲得資料為主。

資料收集完成後，將數據輸入 SPSS10.0 統計軟體進行統計分析，以敘述統 計、t檢定、單因子共變數分析、效果量進行分析。歸納學生在教學前，其問題解 決能力測驗前測及科學教室環境知覺量表前測總分及各分量分數的表現情形為 何，藉以暸解學生以往的問題解決能力與自然科學教室環境知覺表現情形。將顯 著值定為.05，比較學生在教學後，其問題解決能力測驗前、後測及科學教室環境 知覺量表前、後測總分及各分量分數的影響情形為何，藉以暸解在 SSI 議題下實 施 CPS 教學處理之學生，其問題解決能力與自然科學教室環境知覺是否有差異 存在。再將學生分為高科學教室環境知覺學生及低科學教室環境知覺學生兩組，

比較在教學前學生的問題解決能力及科學教室環境知覺表現情形及教學後的影 響差異。最後，根據研究所得結果進行討論回答研究目的欲探討之問題。

二、效果量（effect size）

效果量（effect size, d值）在於描述某樣本資料所呈現效果的大小，代表了兩 組變項間的關係強度，效果量越大，代表自變項對依變項的影響程度越大（Cohen, 1988）。以往大多數研究者只重視統計檢定結果，近年來則逐漸轉而重視效果量。

美國心理學會（Amemerican Psychologcal Association, 2001）更建議在社會量化研 究中應呈現出實驗效果量（effect size）做為對照。效果量容易計算，且易於解釋 和了解，可用以補充其他資料分析法之不足。

本研究根據Cohen（1988）的作法，對d值的計算方式敘述如下：

d ′＝ σ

2

1 M

M −

，σ＝

2

2 2 2

1 σ

σ +

，σ is the standard deviation of population

但 Cohen 亦指出，當兩群平均數資料間呈現相關的性質時，需轉換成：

d＝ r d

−

′

1 ，r is the Person correlation

依據 Cohen 的主張，若效果量（d值）若達到0.2，則實際上的顯著效果為低 效果量，若達到0.5，其實際上的顯著效果為達到中效果量，若達到0.8以上，其 實際上的效果為高效果量。本研究亦根據此來對照其他統計分析方法，藉以比較 各項前後測量化資料統計所得到之實際效果程度為何。

貳、質性資料蒐集與分析

質性資料蒐集的來源，包括學生在學習過程中之自評互評表中之文字敘述，

以及敎師教學後對於學生學習行為表現及自我反省所做的教室日誌和晤談逐字 稿資料等。質性資料研究工具包括學生半結構性問題訪談大綱、自評互評表、教 室日誌等。晤談實施前先告知學生此晤談僅作為學術研究之用，並徵得學生同予 以全程錄音。晤談由研究者親自實施，時間約為30分鐘，採取逐題晤談方式讓學 生回答。晤談結束後研究者根據錄音資料將晤談過程轉錄成晤談逐字稿以利質性 資料整理分析。

資料蒐集完成後，研究者協同另一位具科學教育碩士資格之現職教師予以摘 錄並編碼，以作為回答研究問題之依據及補充量化資料之不足。編碼原則先註明 資料來源，主要為晤談紀錄、教室日誌、教學回饋等，其後為數字編碼部分，前

2碼數字部份為資料來源對象，包括名學生（S1、S2、S3、S4），其中為配合研 究問題需要，S1及S2學生為科學教室環境知覺前測高分組學生，S3及S4學生則為 科學教室環境知覺前測低分組學生，教師亦以代號（T1）代表，3至4碼為相對應 之訪談問題（P1~P4及E1~E4），第5~10碼為資料產生日期。例如晤談紀錄S1E1， 950320 為96年3月20日S1學生於晤談大綱中談到有關於科學教室環境知覺第一 項問題的回答敘述。

各工具內容及實施時機分述如下：

（1）活動單

學生在每節課之活動結束後必須繳交活動單，活動單之設計時係根據 CPS 步驟進行設計，故在每一個階段中所使用之活動單，便以學生達成該階段之要求 為學習目標，並提供研究者一個評量功能。研究者便根據學生所書寫的活動單內 容，分析學生在各階段及單元前後的學習過程中問題解決能力之發展情形，並將 分析結果編碼後條列，與指導教授取得一致之意見後作為學生問題解決能力發展 之質性依據。單元教學後皆有自評互評表（附件九、附件十二）以提供學生對學 習過程中之知覺進行敘述。自評互評表上之文字敘述，也是研究者質性資料來 源，亦經過相同的資料整理摘錄後編碼，作為研究中學生科學教室環境知覺質性 資料依據。研究者並藉此對照量表量化資料及晤談資料，以作出更適當之推論及 解釋。

（2）教室日誌

研究者於教學過程中記錄所遇到和研究有關的事件，於每節課教學完畢後皆 詳加紀錄，包括教學過程、遇到困難、解決方法、與學生對話、現場觀察、心得 等，都詳加以記錄成教室日誌。最後於整個教學結束後進行資料分析及編碼，以 作為回答研究問題結果、討論及建議參考依據。

（3）晤談紀錄

針對本研究的研究問題事先編擬半結構性問題訪談大綱，並分別於教學單元 完成前、後，依據研究設計需要從科學教室環境知覺前測成績高、低分組學生中，

選取口語表達能力較佳的學生男、女各1名，共4名學生進行訪談。利用午休時間 實施，每次約30分鐘，過程中並徵得學生之同意予以錄音，訪談完成後翻成逐字 稿，整理分析後進行編碼以補充量化資料不足之說明依據。

（4）教學錄影

研究者於教學過程中，於每節課教學完畢後審視並進行省思以改進教師教學 技巧，並提供教師本身紀錄教室日誌之參考，以豐富研究進行中質性資料的呈現。

第四章 研究結果與討論

本章旨在探討本研究各項量化及質性資料分析結果，將量化統計所得結果以 圖表方式呈現，並輔以質性資料作為對照。全章共分為三節：第一節為 SSI 議題 下實施CPS 教學對學生問題解決能力的影響；第二節為 SSI 議題下實施 CPS 教 學對學生科學教室環境知覺的影響；第三節則針對不同科學教室環境知覺學生在 SSI 議題下實施 CPS 教學前後的問題解決能力進行分析。

第一節 SSI 議題下實施 CPS 教學對學生問題解決能力的影響

壹、問題解決能力量化資料統計分析結果及討論

研究者將學生在 SSI 議題下實施 CPS 教學前後實施的問題解決能力前後測 量化資料，輸入SPSS 10.0 統計軟體進行統計分析後，得到學生問題解決能力測 驗前、後測總分及各分量之平均值、標準差等敘述性統計值及 t 檢定值、效果量 等。研究者並將數據經過整理後列成表4-1-1。

表4-1-1 問題解決能力測驗平均值、標準差及效果值摘要 前測 後測

項目

M SD M SD N t p d

發現事實（ff） 4.74 1.75 5.32 1.6 31 -1.662 .107 .352 發現問題（pf） 2.94 1.91 3.84 1.34 31 -3.323 .002^** .555

提出想法（if） 2.55 2.31 4.81 2.64 31 -5.950 .000^** .926 尋求解答（sf） 2.19 2.39 3.87 2.73 31 -4.508 .000^** .666 問題解決能力總分 12.42 6.07 17.81 6.1 31 -7.928 .000^** .900

* p＜.05

由表4-1-1中的前、後測平均分數方面發現，在問題解決能力「總分」、「發 現事實（ff）」能力、「發現問題（pf）」能力、「提出想法（if）」能力、「尋 求解答（sf）」能力的後測平均分數皆高於前測平均分數，可見在SSI議題下實施 CPS教學後，學生的問題解決能力及各分項能力都有提升。

再經由成對樣本 t 檢定結果發現，在問題解決能力「總分」中，t值＝-7.928，

p＝.000^**，達到顯著性差異（p＜.05），代表學生在接受SSI議題下實施CPS教學 後，其問題解決能力總分有顯著性的差異。其次，各分項能力分量表所呈現的結 果則分別為：「發現事實（ff）」能力，t＝-1.662，p＝.107，未達顯著性差異（p

p＝.000^**，達到顯著性差異（p＜.05），代表學生在接受SSI議題下實施CPS教學 後，其問題解決能力總分有顯著性的差異。其次，各分項能力分量表所呈現的結 果則分別為：「發現事實（ff）」能力，t＝-1.662，p＝.107，未達顯著性差異（p