此節分為二部份，首先對學生的「科學解釋能力」結果進行分析，再以單因子共變數 分析（ANCOVA）分析學生在 S-POE 的施測結果，是為了了解不同背景學生在去除先備知識 的影響下，科學解釋能力是否有差異。而欲真正了解學生「科學解釋能力」的差異，將分 別以實驗一到實驗五的「解釋理由」部分進行單因子共變數分析，而在進行單因子共變數 分析之前須通過同質性檢定，所以先以各個實驗解釋能力得分為依變項，概念得分為共變 數，進行共變數同質性檢定，確定概念分數與各個實驗解釋能力得分無交互作用下再進行 單因子共變數分析。
一、 理工與非理工背景學生之「科學解釋能力」結果分析
表 4-4-1 顯示，除了第一題的預測事實及第四題的預測理由、解釋理由之外，其餘皆 是理工背景的學生答對率大於非理工背景的學生。而理工背景與非理工背景的學生在第一 題的預測理由及第二題的預測事實、預測理由部分是具差異性的。值得注意的是學生解釋 理由的部份都沒有差異性。
表 4-4-1 理工背景學生在 S-POE 的作答結果分析之「科學解釋能力」
預測事實 預測理由 解釋理由
實
驗 理工 非理工 F 理工 非理工 F 理工 非理工 F
一 348 (90.6) 289 (93.2) - 188 (49.0) 84 (27.1) ** 155 (40.5) 70 (22.6) -
二 153 (39.8) 79 (25.5) ** 93 (24.2) 43 (13.9) * 259 (67.4) 176 (56.8) -
三 340 (88.5) 272 (87.7) - 283 (73.7) 213 (68.7) - 313 (81.5) 228 (73.5) -
四 359 (93.5) 270 (87.1) - 77 (20.1) 87(28.1) - 64 (16.7) 95 (30.6) -
五 342 (89.1) 263 (84.8) - 185 (48.2) 132 (42.6) - 190 (49.5) 158 (51.0) - 註：表中 F 為 ANCOVA 之顯著性，*P< .05；**P< .01
二、實驗一的科學解釋能力差異情形（以下針對學生解釋理由進行分析）
由表 4-4-2 知概念分數與實驗一解釋能力得分無交互作用（F＝ .665，P＞ .05），因 此概念分數可為實驗一解釋能力得分進行單因子共變數分析，結果如表 4-4-3，顯示理工 背景與非理工背景在第一個實驗的解釋能力得分上未達顯著差異（F＝3.65，P＞ .05）。 調整後平均數列於表 4-4-4
表 4-4-2 組內迴歸係數同質性檢定摘要表（實驗一）
變異來源 平方和 自由度 平均平方和 F 值 顯著性
（解釋能力得分＊ .135 1 .135 .665 .415 概念分數）
Error（組內＋殘差）140.369 689 .204
表 4-4-3 理工背景與非理工背景學生解釋能力得分之共變數分析摘要表（實驗一）
表 4-4-4 調整後平均數（實驗一）
系別 平均數 標準誤 1 .357 .025 2 .282 .028 三、實驗二的科學解釋能力差異情形：
經由同質性檢定得知概念分數與實驗二解釋能力得分無交互作用（F＝ .28，P
＞ .05），附於表 4-4-5。而概念分數可為實驗二解釋能力得分進行單因子共變數分析，結 果如表 4-4-6，顯示理工背景與非理工背景在第二個實驗的解釋能力得分上未達顯著差異
（F＝ .001，P＞ .05）。調整後平均數列於表 4-4-7。
表 4-4-5 組內迴歸係數同質性檢定摘要表（實驗二）
變異來源 平方和 自由度 平均平方和 F 值 顯著性
（解釋能力得分＊ .06 1 .06 .28 .599 概念分數）
Error（組內＋殘差） 153.73 690 .22
表 4-4-6 理工背景與非理工背景學生解釋能力得分之共變數分析摘要表（實驗二）
變異來源 平方和 自由度 平均平方和 F 值 顯著性 組間
組內（誤差）
.74 1 .74 3.65 0.56 140.50 690 .20
變異來源 平方和 自由度 平均平方和 F 值 顯著性 組間
組內（誤差）
.000 1 .000 .001 .979 153.790 691 .223
表 4-4-7 調整後平均數（實驗二）
系別 平均數 標準誤 1 .626 .026 2 .627 .029
四、實驗三的科學解釋能力差異情形：
以同質性檢定後，如表 4-4-8 知概念分數與實驗三解釋能力得分無交互作用（F
＝ .195，P＞ .05），因此概念分數可為實驗三解釋能力得分進行單因子共變數分析，結 果如表 4-4-9，顯示理工背景與非理工背景在第三個實驗的解釋能力得分上未達顯著差異
（F＝ .403，P＞ .05）。調整後平均數列於表 4-4-10。
表 4-4-8 組內迴歸係數同質性檢定摘要表（實驗三）
變異來源 平方和 自由度 平均平方和 F 值 顯著性
（解釋能力得分＊ .033 1 .033 .195 .659 概念分數）
Error（組內＋殘差） 116.309 690 .169
表 4-4-9 理工背景與非理工背景學生解釋能力得分之共變數分析摘要表（實驗三）
表 4-4-10 調整後平均數（實驗三）
系別 平均數 標準誤 1 .790 .022 2 .767 .025
變異來源 平方和 自由度 平均平方和 F 值 顯著性 組間
組內（誤差）
.068 1 .068 .403 .526 116.342 691 .168
五、實驗四的科學解釋能力差異情形：
由表 4-4-11 得知概念分數與實驗四解釋能力得分無交互作用（F＝ .012，P＞ .05）， 因此概念分數可為實驗四解釋能力得分進行單因子共變數分析，結果如表 4-4-12，顯示理 工背景與非理工背景在第四個實驗的解釋能力得分上未達顯著差異（F＝ .238，P
＞ .05）。調整後平均數列於表 4-4-13。
表 4-4-11 組內迴歸係數同質性檢定摘要表（實驗四）
變異來源 平方和 自由度 平均平方和 F 值 顯著性
（解釋能力得分＊ .003 1 .003 .012 .914 概念分數）
Error（組內＋殘差）166.663 690 .242
表 4-4-12 理工背景與非理工背景學生解釋能力得分之共變數分析摘要表（實驗四）
表 4-4-13 調整後平均數（實驗四）
系別 平均數 標準誤 1 .403 .027 2 .424 .030
變異來源 平方和 自由度 平均平方和 F 值 顯著性 組間
組內（誤差）
.057 1 .057 .238 .626 166.666 691 .241
六、實驗五的科學解釋能力差異情形：
經由表 4-4-14 得知概念分數與實驗五解釋能力得分無交互作用（F＝ .201，P
＞ .05），因此概念分數可為實驗五解釋能力得分進行單因子共變數分析，結果如表 4-4-15，顯示理工背景與非理工背景在第五個實驗的解釋能力得分上未達顯著差異（F
＝ .594，P＞ .05）。調整後平均數列於表 4-4-16。
表 4-4-14 組內迴歸係數同質性檢定摘要表（實驗五）
變異來源 平方和 自由度 平均平方和 F 值 顯著性
（解釋能力得分＊ .051 1 .051 .201 .654 概念分數）
Error（組內＋殘差）173.211 690 .251
表 4-4-15 理工背景與非理工背景學生解釋能力得分之共變數分析摘要表（實驗 五）
表 4-4-16 調整後平均數（實驗五）
系別 平均數 標準誤 1 .486 .027 2 .520 .031
變異來源 平方和 自由度 平均平方和 F 值 顯著性 組間
組內（誤差）
.149 1 .149 .594 .441 173.261 691 .251
第伍章 結論與建議
本研究的研究對象為教育大學的學生，藉由問卷的設計調查學生的「大氣壓力及表面 張力」概念得分差異情形及科學知識與科學解釋之間的關連性。
本章分為二節，第一節為分析結果所得的結論，第二節則是依據研究結論與研究者的 經驗體會提出教學與研究上的建議，及與本研究相關的研究方向之參考。
第一節 結論
本研究的對象為教育大學的學生共 694 人，設計以「大氣壓力與表面張力」概念問卷 及「大氣壓力與表面張力」之實驗的問卷來探究學生的先備知識與解釋能力，接著探討兩 者之間的關連性為何。
一、 教育大學的學生「大氣壓力與表面張力」概念問卷及實驗的問卷之結果
（ㄧ）教育大學學生在「大氣壓力與表面張力」概念問卷平均得分為 13.23 分換算成百 分法為 52.92 分；理工背景的學生在「大氣壓力與表面張力」概念問卷得分為 14.88 分，換算成百分法為 59.52 分；非理工背景的學生在「大氣壓力與表面張力」概念 問卷得分為 11.19 分，換算成百分法為 44.46 分，整體教育大學學生在「大氣壓力 與表面張力」概念表現需加強。
（一） 針對五個「大氣壓力與表面張力」之實驗的問卷的預測事實中，除了實驗二的部分 之外，在實驗一、三、四、五的部份，都有 80％以上的教育大學學生能選擇正確 預測事實且理工背景的學生在五個實驗中，除了實驗一之外，其餘預測事實選擇正 確人數皆大於非理工背景的學生，學生在各個實驗中能選擇正確預測事實所佔的人 數比例分別為：實驗一理工 384 人（90.6％）、非理工 289 人（93.2％）；實驗二理 工 153 人（39.8％）、非理工 79 人（25.5％）；實驗三理工 340 人（88.5％）、非理
工 272 人（87.7％）；實驗四理工 359 人（93.5％）、非理工 270 人（87.1％）；實 驗五理工 342 人（89.1％）、非理工 263 人（84.8％）。
（二） 在「大氣壓力與表面張力」實驗的問卷的預測理由中，除了實驗三有約達七成的學 生選擇正確外（理工 73.3％、非理工 68.7％），其餘各個實驗學生的答對率皆不到 五成，由此顯示教育大學學生對於「大氣壓力與表面張力」相關現象之解釋能力有 待加強。
（三） 實驗的問卷中學生在得知正確答案時的解釋理由選項中，實驗二、三、五有近五成 的學生選擇正確的解釋理由，這三個實驗中選擇正確解釋理由所佔的人數比例分別 為：實驗二理工 259 人（67.4％）、非理工 176 人（56.8％）；實驗三理工 313 人（81.5
％）、非理工 228 人（73.5％）；實驗五理工 190 人（49.5％）、非理工 158 人（51
％）。
（四） 在實驗的問卷中的預測事實與預測理由相互選擇矛盾的人數，只有實驗四中的預測 理由一開始選擇正確的學生，矛盾人數百分比較多，理工約二成（18.5％），非理 工達三成（34.2％），其餘大部分皆不到一成。而除了第一題選擇正確及第五題選 擇不正確選項人數之外，其餘的皆是非理工背景的矛盾人數多於理工背景的矛盾人 數。
一、 教育大學學生理工背景與非理工背景的學生在「大氣壓力與表面張力」概念及與解釋 能力相關情形
（ㄧ）理工背景與非理工背景學生在「大氣壓力與表面張力」概念問卷得分上有顯著差異，
且理工背景學生的得分（14.88 分）高於非理工背景學生的得分（11.19 分）。
（二）教育大學學生在「大氣壓力與表面張力」概念及與解釋能力相關有顯著相關。
由以上兩點顯示，雖然理工背景及非理工背景的學生在「大氣壓力與表面張力」概 念問卷中得分都不高，但仍具有差異性，而學生的「大氣壓力與表面張力」概念與 解釋能力之間也具有相關性。
二、 學生在去除先備知識之下，理工背景與非理工背景學生科學解釋能力的差異情形 在實驗一到實驗五中理工背景與非理工背景學生在去除「大氣壓力與表面張力」先備 知識的情形下，科學解釋能力得分皆未達顯著差異。
第二節 建議
一、 科學教育方面之建議
（ㄧ）加強教育大學學生「大氣壓力與表面張力」概念知識
由研究結果發現，教育大學學生對「大氣壓力與表面張力」知識不足，雖然理工背景 的學生得分率（59.52％）大於非理工背景的學生（44.46％），但整體成績仍不高（13.23 分），答對率約只有一半（52.92％），因此建議教育大學學生能針對此科學概念加強理解 知識。另一方面，教學也應重視概念的理解與應用，加強培養學生「大氣壓力與表面張力」
的概念知識。
（二）教學中可增加學生科學解釋的機會
本研究經由「大氣壓力與表面張力」實驗的問卷，以了解學生的「大氣壓力與表面張
本研究經由「大氣壓力與表面張力」實驗的問卷，以了解學生的「大氣壓力與表面張