第三章 研究方法
第五節 課程設計
本研究在國中二年級下學期進行主題單元的教學活動，配合教育部課程綱要 與教學細目來做課程設計，共規劃了六個主題單元教學課程，每個主題至少涵蓋 兩個科學概念，設計成 PISA 科學能力的討論模式，分別為「主題一：物質分類」、
「主題二：消防滅火」、「主題三：該上升還是下降呢？」、「主題四：如何使氣球
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脹的比較快比較大？」、「主題五：竹蟬」、「主題六：到底會變還是不會變？」， 並於正式教學前，以「酸雨」作為網路學習環境與 PISA 科學能力簡介之用，資 料不予採計。
每次學生進入電腦教室學習課程，由頁面提供的科學訊息，個人論證藉由個 人論證教學模式進行個人論述，小組論證藉由小組論證教學模式進行討論，個人 論證與小組論證兩組在相同時間將進行下列階段：(A)科學訊息 (B)主題相依的 科學概念 (C)形成科學議題 (D)由科學問題形成假設 (E)由假設中提出操縱變因 與應變變因 (F)進行論證 (G)科學解釋 (H)深入主題論證 (I)主題相依實驗影片 (J)主題相依觀念澄清。(詳見附錄六)
課程由研究者與兩位資深的自然與生活科技教師及指導教授共同合作，編撰 設計各項主題相依課程，課程設計完成後，由研究者進行網頁建置，教學過程則 由研究者進行教學。
第六節 資料收集與分析
本研究蒐集資料測驗部分包括「理化主題相依二階概念測驗」、「理化主題相 依科學能力測驗」和「理化主題相依論證能力測驗」，測驗部分的數據料主要是 以使用 SPSS12.0 版套裝軟體進行統計分析。網站記錄包括形成科學問題、假設、
變因、科學解釋以及論證各要素品質等紀錄。
一、測驗量化分析
(一) 理化主題相依二階成概念尌測驗
以兩種數位論證教學模式的理化主題相依二階概念測驗成績(前測、後測)進 行敘述性統計分析與ｔ檢定。再以「教學模式」變項進行單因子共變數分析 (One-way ANCOVA)，當分析資料時以「教學模式」為自變項，共變量為「理 化主題相依二階概念測驗前測成績」，依變項為「理化主題相依二階概念測 驗後測成績」，比較兩種教學模式在後測的成績表現有何差異。
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(二) 理化主題相依科學能力測驗
以兩種數位論證教學模式的理化主題相依科學能力測驗成績(前測、後測)進 行敘述性統計分析與ｔ檢定。再以「教學模式」變項進行單因子共變數分析 (One-way ANCOVA)，當分析資料時以「教學模式」為自變項，共變量為「理 化主題相依科學能力測驗前測成績」，依變項為「主題相依科學能力測驗後 測成績」，比較兩種教學模式在後測的成績表現有何差異。
(三) 理化主題相依論證能力測驗
以兩種數位論證教學模式的理化主題相依論證能力測驗成績(前測、後測) 進行敘述性統計分析與ｔ檢定。再以「教學模式」變項進行單因子共變數分 析(One-way ANCOVA)，當分析資料時以「教學模式」為自變項，共變量為 「理化主題相依論證能力測驗前測成績」，依變項為「理化主題相依論證能 力測驗後測成績」，比較兩種教學模式在後測的成績表現有何差異。
(四) 學習歷程記錄
學生網路學習歷程記錄包括形成科學議題部分與論證部分，將兩部分的質化 的資料分析以輔助量化結果。除了分析比較各單元間 PISA 科學能力與論證 歷程之外，針對各單元內形成科學議題、形成假設、提出變因與進行科學解 釋，以及論證各要素宣稱、依據、支持與反駁，進行各單元間的比較，以了 解學生在學習歷程中形成科學議題能力、解釋科學現象能力、科學舉證能力 與論證能力變化的情形。
(A)科學能力學習歷程記錄：
1. 形成科學議題：運用科學問題層級評分標準，將質性資料分成錯誤、部分 正確、正確即 0、1、2 轉化成量化資料，進行單因子重複量數分析(One factor Repeated Measures)分析，觀察各主題間科學問題的差異情形。
2. 形成假設：運用假設層級評分標準，將質性資料分成 0、1、2 轉化成
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量化資料，進行單因子重複量數分析(One factor Repeated Measures) 分析，觀察各主題間假設的差異情形。
3. 提出變因：運用變因層級評分標準，將質性資料分成 0、1、2 轉化成量化 資料，進行單因子重複量數分析(One factor Repeated Measures)分析，觀察 各主題間變因的差異情形。
4. 進行科學解釋：運用科學解釋層級評分標準，將質性資料分成 0、1、2 轉 化成量化資料，進行單因子重複量數分析(One factor Repeated Measures) 分析，觀察各主題間科學解釋的差異情形。
(B)論證歷程的論證紀錄
1. 宣稱(C)：運用宣稱層級評分標準，將質性資料分成 Level1 和 Level2 轉化 成量化資料，進行單因子重複量數分析(One factor Repeated Measures)分析，
觀察各主題間宣稱的差異情形。
2. 依據(W)：運用宣稱層級評分標準，將質性資料分成 Level1 和 Level2 轉 化成量化資料，進行單因子重複量數分析(One factor Repeated Measures) 分析，觀察各主題間依據的差異情形。
3. 支持(B)：運用宣稱層級評分標準，將質性資料分成 Level1 和 Level2 階層 轉化成量化資料，進行單因子重複量數分析(One factor Repeated Measures) 分析，觀察各主題間支持的差異情形。
4. 反駁(R)：運用宣稱層級評分標準，將質性資料分成 Level1 和 Level2 階層 轉化成量化資料，進行單因子重複量數分析(One factor Repeated Measures) 分析，觀察各主題間反駁的差異情形。
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第四章 研究結果與討論
本章將分為兩部分，第一部分是網路論證學習課程測驗之成效分析，第二部 分為網路論證歷程分析，逐一針對本研究之研究問題與假設進行驗證，以具體了 解學生在論證課程學習的情況。
第一節 各項測驗的分析
本節主要針對兩種數位論證模式(網路小組論證、網路個人論證)之數位論證 融入 PISA 科學能力學習課程對學生理化主題相依二階概念測驗、理化主題相依 形成科學議題能力測驗、理化主題相依論證能力測驗的成效進行比較。
一、教學前、後理化主題相依二階概念測驗成效分析
依據研究問題一「不同數位論證教學模式在科學概念的建構上有何差異？」
進行敘述性統計與推論統計。
(一) 理化主題相依二階概念測驗之敘述性統計與 T 檢定
以理化主題相依二階概念測驗成績進行兩組的同質性假設檢定之 Leven 統 計量為 F(1,116)=0.090，p=0.765，未違反同質性假設，表示兩組樣本並沒有顯著 差異，Cronbach‘s Alpha 值前測.81、後測.78。因而針對兩種數位論證教學模式 的理化主題相依二階概念測驗成績(前測、後測)進行敘述性統計分析與ｔ檢定，
結果如表 4-1-1。
表 4-1-1 主題相依理化二階概念測驗之敘述性統計分析與ｔ檢定
N
前測 後測 後測-前測
M SD M SD M SD t
個人論證 58 17.34 5.326 19.64 4.697 2.293 4.222 4.136(.000)
小組論證 60 17.25 5.392 20.05 4.976 2.800 4.595 4.720(.000)
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由表 4-1-1 顯示不論小組數位論證教學模式與個人數位論證教學模式的後測 成績明顯高於前測成績，且ｔ值達統計上顯著水準，表示不論是小組或個人數位 論證課程均能有效提升學生理化概念之建構，結果支持研究問題 1-1 「兩組數位 論證教學模式可以提升中學生在理化概念之建構」。
(二) 理化主題相依二階概念測驗之推論統計分析
將「教學模式」變項進行單因子共變數分析(One-way ANCOVA)。以「教學 模式」為自變項，共變量為「理化主題相依二階概念前測成績」，依變項為「理 化主題相依二階概念後測成績」，結果如表 4-1-2。
表 4-1-2 理化主題相依二階概念測驗之共變數分析
變異來源 SS df MS F
共變量(前測成績) 1077.046 1 1077.046 75.469***
組間 6.403 1 6.403 0.449
組內(誤差) 1641.201 115 14.271 全體 2723.254 117
*p<.05, **p<.01, ***p<.001
由上表得知 F(1,117)=0.449, p=.504，顯示小組數位論證模式數位論證融入
PISA 科學能力學習課程」與「個人數位論證模式數位論證融入 PISA 科學能力學 習課程」兩種課程在學生的理化主題相依二階概念後測未達顯著差異，不支持研 究問題 1-2 「不同數位論證教學模式對學生理化主題相依概念(後測)達顯著差 異」。
二、教學前、後理化主題相依科學能力測驗成效分析
依據研究問題二「不同數位論證教學模式對中學生理化主題相依成科學能力 的影響如何？」進行敘述性統計與推論統計。
(一)理化主題相依科學能力測驗之敘述性統計分析與ｔ檢定
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以理化主題相依科學能力測驗成績進行兩組的同質性假設檢定之 Leven 統 計量為 F(1,116)=0.027，p=0.870，未違反同質性假設，表示兩組樣本並沒有顯著 差異，Cronbach‘s Alpha 值前測.91、後測.85。因而針對兩種數位論證教學模式 的理化主題相依科學能力概念測驗成績(前測、後測)進行敘述性統計分析與ｔ檢 定，結果如表 4-1-3。
表 4-1-3 理化主題相依科學能力測驗之敘述性統計分析與ｔ檢定
N
前測 後測 後測-前測
M SD M SD M SD t
個人論證 58 29.31 10.661 38.14 7.950 8.828 11.581 5.805(.000)
小組論證 60 29.42 11.057 37.10 9.012 7.653 7.758 7.671(.000)
由表 4-1-3 顯示不論小組論證教學模式與個人論證教學模式的後測成績明顯 高於前測成績，且ｔ值達統計上顯著水準，表示不論是小組或個人數位論證課程 均能有效提升學生理化主題相依科學能力，結果支持研究問題 2-1 「兩組數位論 證教學模式可以促進中學生科學能力」。
(二)理化主題相依科學能力測驗之推論統計分析
將「教學模式」變項進行單因子共變數分析(One-way ANCOVA)。以「教 學模式」為自變項，共變量為「理化主題相依科學能力前測成績」，依變項為「理 化主題相依科學能力後測成績」，結果如表 4-1-4。
表 4-1-4 理化主題相依科學能力測驗之共變數分析
變異來源 SS df MS F
共變量(前測成績) 2165.526 1 2165.526 39.981***
組間 34.412 1 34.412 0.635 組內(誤差) 6228.770 115 54.163
全體 8426.068 117
*
p<.05, **p<.01, ***p<.001
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由上表得知 F(1,116)=0.635, p=.427，顯示小組數位論證融入 PISA 科學能力 學習課程與個人數位論證融入 PISA 科學能力學習課程兩種課程在學生的理化主 題相依科學能力後測未達顯著差異，不支持研究問題 2-2 「不同論證教學模式對 學生理化主題相依科學能力(後測)達顯著差異」。
三、教學前、後理化主題相依科學論證能力成效分析
依據研究問題三「不同數位論證教學模式對中學生理化主題相依科學論證能 力的影響如何？」進行分析與討論，以敘述性統計與推論統計呈現其結果。
(一)理化主題相依科學論證能力測驗之敘述性統計分析與ｔ檢定
以理化主題相依科學論證能力測驗成績進行兩組的同質性假設檢定之
以理化主題相依科學論證能力測驗成績進行兩組的同質性假設檢定之