第四章 研究結果與討論
第一節 網路化教學推理學習及概念改變成效分析
為了比較網路化雙重情境推理學習模式和傳統教學模式對學生推理學習及概念改 變的成效，研究者先將實驗組及對照組學生，依照九十三學年度第一學期三次定期考與 第二學期第一次定期考，自然與生活科技成績四次平均，以全體成績中位數，將學業成 績成為高學業組、中學業組與低學業組。再以科學推理測驗前測成績，將實驗組及對照 組依Lawson(2002)對分數的定義再加以細分成具體運思期(0~4 分)、過渡期(5~8 分)，以 及形式運思推理(9-12 分)，但因科學推理成績在形式運思期(formal)僅 2 人，因此將科學 推理成績分成具體運思期(concrete)、過渡期(transitional)兩個組別，形式運思期則歸於過 渡期。現將測驗結果的分析整理如下：
一、教學前後電學學習成效分析
根據研究問題與假設一「不同教學模式(實驗組、對照組)、學業成就(高、中、低) 與科學推理能力(過度期、具體運思期)」對於學習者在電學單元的學習成就有何差異？」
進行分析與討論，以下呈現敘述性與推論性統計之分析結果。
(一)電學單元成就測驗之敘述性統計分析
1.教學模式、自然與生活科技學業成就分組對電學成就前測、後測與追蹤測之描述統計 將實驗組與對照組的電學主題成就測驗成績(前測、後測與追蹤測)，依照自然與生 活科技學業成就分組(高、中與低學業組)，進行敘述性統計，其結果整理如表 4.1.1：
表4.1.1 「不同教學模式」與「不同學業成就」對於成就測驗之敘述性統計
人數 成就前測 成就後測 成就追蹤 平均差 平均差 N mean SD mean SD mean SD (後-前) (追-前) 高學業 33 27.94 5.72 45.91 8.06 44.88 11.99 17.97 16.94 中學業 34 23.85 5.69 40.15 7.52 36.41 14.00 16.30 12.56 低學業 30 22.83 5.97 33.33 12.08 31.70 15.66 10.50 8.87 實
驗
組 實驗全組 97 24.93 6.14 40.00 10.54 37.84 14.79 15.07 12.91 高學業 38 26.00 7.72 40.66 13.11 37.26 15.35 14.66 11.26 中學業 35 22.71 5.27 28.00 10.64 27.66 11.04 5.29 4.95 低學業 24 19.54 4.30 24.21 9.42 17.62 4.47 4.67 -1.92 對
照
組 對照全組 97 23.22 6.62 32.02 13.35 28.94 14.10 8.80 5.72
註：N=194
從學業分組的角度來看，根據表4.1.4 在電學主題成就測驗前測中，實驗組全組成 績平均(M前=24.93)略勝對照組(M前=23.22)，但經過網路雙重情境學習後，在後測與追蹤 測成績中，實驗(M後=40.00，M追=37.84)與對照組(M後=32.02，M追=28.94)的差異增大。
其次，在電學主題成就測驗平均差中，實驗組中不管是高(M後-前=17.97，M追-前
=16.94)、中(M後-前=16.30，M追-前=12.56)、低(M後-前=10.50，M追-前=8.87)學業組，相對於 對照組，在後測與追蹤測均有大幅度的進步，而對照組中，除了高學業組(M後-前=14.66，
M追-前=11.26)進步較多之外，中(M後-前=5.29，M追-前=4.95)、低(M後-前=4.67，M追-前=-1.92) 學業組進步則有限，低學業組甚至在追蹤測的表現，比前測的表現差。
2.教學模式與科學推理能力分組的後測與追蹤測之敘述性統計
將實驗組與對照組的主題成就測驗成績(前測、後測與追蹤測)，依照科學推理能力 分組(過渡推理期與具體推理)，進行敘述性統計，其結果整理如表 4.1.2：
表4.1.2 「不同教學模式」與「不同科學推理能力」電學單元成就測驗之敘述性統計 人數 成就前測 成就後測 成就追蹤 平均差 平均差 N mean SD mean SD mean SD (後-前) (追-前) 過渡期 40 27.08 6.30 44.20 8.49 42.68 14.43 17.12 15.60 具體推理 57 23.42 5.60 37.05 10.89 34.44 14.20 13.63 11.02 實
驗
組 實驗全組 97 24.93 6.14 40.00 10.54 37.84 14.79 15.07 12.91 過渡期 35 25.66 7.73 37.46 14.49 36.46 14.84 11.80 10.80 具體推理 62 21.84 6.19 28.95 11.70 24.69 11.80 7.11 2.85 對
照
組 對照全組 97 23.22 6.62 32.02 13.35 28.94 14.10 8.80 5.72
註：N＝194 過渡推理期：科學推理能力介於具體運思推理期與形式運思推理期之間
從推理能力分組的角度來看，根據表4.1.2 在電學主題成就測驗前測中，實驗組中 過渡推理組(M前=27.08)、具體推理組(M前=23.42)與全組(M前=24.93)，平均成績均略高 於對照組的過渡推理組(M前=25.66)、具體推理組(M前=21.84)與全組(M前=23.22)，經過 電學網路雙重情境教學後，發現電學主題成就後測與追蹤測之成績，實驗組之過渡推理 (M後=44.20，M追=42.68)、具體推理(M後=37.05，M追=34.44)與全組(M後=40.00，M追=37.84) 之平均成績與對照組過渡期(M後=37.46，M追=36.46)、具體推理期(M後=28.95，M追=24.69) 與全組(M後=32.02，M追=28.94)的成績差異變大
而就成就測驗平均差中而言，不管是後-前或追-前平均差，實驗組(M後-前=15.07，M
追-前=12.91)與對照組(M後-前=8.80，M追-前=5.72)的成就測驗成績均進步，但實驗組經過電 學網路雙重情境教學之後，進步幅度比對照組大，且在追蹤測驗當中，還是領先對照組，
表示教學成效也較對照組持久。
(二)教學模式、學業成就與科學推理能力分組對於電學主題學習成就影響之推論統計 將「教學模式」、「科學推理能力」與「自然與生活科技學業成就」等三變項，進行 三因子多變量共變數分析(Three Factional MANOVA with Covariates)。資料分析時以「教 學模式」、「科學推理能力分組」、「學業分組」為自變項，「電學主題成就前測成績」為 高分組 41.70 1.21 6.42(a) 1.74(a) 39.09 1.57 5.55(a) 2.25(a) 中分組 35.28 1.23 7.72(b) 2.96(b) 33.54 1.59 11.62(b) 3.82(b) 學業
分組 低分組 33.98 2.69 1.30(c) 2.95(c) 27.47 3.47 6.07(c) 3.81(c) 註：共變量評估「成就前測成績」=24.07；a:高-中 b:高-低 c: 中-低
從表4.1.3 中顯示，在電學成就後測與追蹤測中，「教學模式」(Wilk's Λ=0.94, p=.002) 與「學業分組」(Wilk's Λ=0.90, p=.001)對電學成就後測與追蹤測之成績影響效果達到顯 著差異，而教學模式、科學推理分組與學業分組間並無交互作用存在，故進行主要效果 分析，所得結果整理如表4.1.5。
表4.1.5 教學模式、學業成績分組對學習成就之主要效果摘要表
多變量 單變量
變異來源
Wilk's Λ 後測 追蹤 事後比較 教學模式 0.94* 17.65*** 14.56*** 後：實>對
追：實>對
學業分組 0.90** 12.28*** 9.80*** 後：高>中，高>低 追：高>中>低
1.F 值：*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001 2.教學模式(實＝實驗組、對＝對照組)
學業分組＝學業成績分組（高＝高學業組、中＝中學業組、低＝低學業組）
根據表 4.1.5，依照「教學模式」與「學業分組」分別進行進行單因子共變數(One-Factor ANCOVA)分析，顯示教學模式在成就測驗之後測(F=17.65, p=.000)與追蹤測(F=14.56,
p=.000)均達顯著性差異，經過事後比較後，電學主題成就後測與追蹤測成績，實驗組均
優於對照組；而學業分組之成就後測(F=12.28, p=.000)與追蹤測(F=9.80, p=.000)也達顯著 性差異，且經事後比較，電學主題成就測驗後測成績，高學業組分別高於中學業與低學 業組，而在追蹤測驗成績，則是高學業優於中學業，中學業優於低學業。根據以上的敘述性與描述性統計結果，支持研究假說 1-1 與 1-2，不同教學模式、
自然與生活科技學業分組模式，對於學生在電學單元的學習成就(後測、追蹤測)達顯著 性差異。
二、教學前後「電學」單元主題相依推理能力分析：
根據研究問題與假設二「不同教學模式(實驗組、對照組)、學業成就(高、中、低) 與科學推理能力(過度期、具體運思期)」對於學習者在電學單元的主題相依推理能力有 何差異？」進行回答，以下呈現敘述性與推論性統計之分析結果。
(一)電學單元主題相依推理測驗之敘述性統計分析
1.教學模式、自然生活科技學業成就分組對電學主題相依推理前測、後測與追蹤測之敘
述性統計，將實驗組與對照組的電學主題相依推理測驗成績(前測、後測與追蹤測)，
表4.1.7「不同教學模式」與「不同科學推理能力」電學主題相依推理測驗之敘述性統計 三因子多變量共變數分析(Three Factional MANOVA with Covariates)。資料分析時以「教 學模式」、「科學推理能力分組」、「學業分組」為自變項，「電學主題相依推理前測成績」
為共變量，「電學主題相依推理後測成績」與「電學主題相依推理追蹤測成績」為依變 項，其結果如表4.1.8，同時對於成就測驗中，將三個自變項於主題相依推理後測與主題 相依推理追蹤測成績之調整後平均數，表列於表4.1.9 之中。
表4.1.8 教學模式、科學推理分組與學業成績分組變項對於電學主題相依推理能力之三 高分組 23.82 1.12 7.22(a) 1.61(a) 19.14 1.32 4.18(a) 1.89(a) 中分組 16.60 1.16 5.93(b) 2.79(b) 14.94 1.36 5.14(b) 3.29(b) 學業
分組 低分組 17.90 2.54 -1.30(c) 2.79(c) 14.00 3.00 0.95(c) 3.29(c) 註：共變量評估「主題相依推理前測成績」=8.27；a:高-中 b:高-低 c: 中-低
從表4.1.8 中顯示，在電學主題相依推理後測與追蹤測中，「教學模式」(Wilk's Λ=0.96,
p=.02)、
「推理分組」(Wilk's Λ=0.97, p=.049)與「學業分組」(Wilk's Λ=0.89, p=.000)對電 學主題相依推理後測與追蹤測之成績影響效果達到顯著差異，而教學模式、科學推理分 組與學業分組間並無交互作用存在，故進行主要效果分析，所得結果整理如表4.1.10。根據表4.1.10，依照「教學模式」、「推理能力分組」與「學業分組」分別進行進 行單因子共變數(One-Factor ANCOVA)分析，顯示教學模式在電學主題相依推理之後測 (F=18.09, p=.000)與追蹤測(F=5.32, p=.022)均達顯著性差異，經過事後比較後，電學主題 相依推理後測與追蹤測成績，實驗組均優於對照組；學業分組之電學主題相依推理後測 (F=16.90, p=.000)與追蹤測(F=6.54, p=.002)也達顯著性差異，經事後比較，電學主題相依 推理測驗後測與追蹤測成績中，高學業組分別高於中學業與低學業組；而推理分組在電 學主題相依推理之後測(F=13.24, p=.000)與追蹤測(F=10.00, p=.002)均達顯著性差異，經
事後比較後，電學主題相依推理後測與追蹤測成績，過度推理期均優於具體運思推理期。
從表4.1.11 可知，這七個測驗(科學推理前測、電學單元成就與電學主題相依推理 測驗的前、後、追蹤測)的皮爾森相關均達顯著，且 p 值都在 0.001 以下，由此可知這七 個測驗之間屬於高度相關。
(二)電學成就後測、電學主題相依推理後測的逐步迴歸
1.以電學成就前測、電學主題相依推理前測與科學推理前測為預測變項，進行成就後測 的逐步迴歸，其摘要表整理如表4.1.12：
表4.1.12 成就後測的逐步迴歸的摘要表 預測變數：成就後測
選入變數 R2 調整後
R2 R2改變 F 改變 Beta
分配 t 成就前測 0.251 63.30*** 0.283 3.85***
科學推理前測 0.084 23.90*** 0.279 4.40***
主題相依推理前測
0.361 0.351
0.026 7.65** 0.203 2.77**
*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001
根據逐步迴歸統計之後，第一個預測成就後測的最佳預測變項為成就前測，且其獨 立可以解釋成就後測25.1%的變異量(F=63.30，p=.000)，而第二被選入的預測變項是科 學推理前測，該變項單獨可以解釋成就後測8.4%的變異量，F 改變量為 23.90(p=.000)，
最後被選入的是主題相依推理前測，該變項單獨可以解釋成就後測2.6%的變異量，F 改 變量為7.65(p=.006)，故此模式中共有電學電學成就前測、科學推理前測與主題相依推 理前測三個預測變項，總計可以解釋電學成就後測36.1%的變異量，調整後亦有 35.1%，
以F 考驗結果，此一解釋仍具有統計意義(F=35.29，p=.000)。
就逐步分析的係數估計發現，電學成就前測的 Beta 值為 0.283，t 值為 3.85(p=.000)，
而科學推理前測的Beta 值為 0.279，(t=4.40，p=.000)，電學主題相依推理前測的 Beta 值為0.203(t=2.77，p=.006)。
2.以電學成就前測、科學推理前測與電學主題相依推理前測為預測變項，進行電學主題 相依推理後測的逐步迴歸，其摘要表整理如表4.1.13：
表4.1.13 電學主題相依推理後測的逐步迴歸的摘要表 預測變數：主題相依推理後測
選入變數 R2 調整後
R2 R2改變 F 改變 Beta
分配 t 主題相依推理前測 0.238 59.09*** 0.384 5.99***
科學推理前測 0.319 0.312
0.081 22.30*** 0.303 4.72***
*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001
根據逐步迴歸統計之後，第一個預測電學主題相依推理後測的最佳預測變項為電學 主題相依推理前測，電學主題相依推理前測獨立可以解釋電學主題相依推理後測的 23.8%變異量(F=59.09，p=.000)，而第二被選入的預測變項是科學推理前測，該變項單 獨可以解釋電學主題相依推理後測8.1%的變異量，F 改變量為 22.30(p=.000)，符合被選 入的標準，因此共有電學主題相依推理前測與科學推理前測兩個預測變項，總計可以解 釋電學主題相依推理後測31.9%的變異量，調整後亦有 31.2%，以 F 考驗結果，此一解
根據逐步迴歸統計之後，第一個預測電學主題相依推理後測的最佳預測變項為電學 主題相依推理前測，電學主題相依推理前測獨立可以解釋電學主題相依推理後測的 23.8%變異量(F=59.09，p=.000)，而第二被選入的預測變項是科學推理前測，該變項單 獨可以解釋電學主題相依推理後測8.1%的變異量，F 改變量為 22.30(p=.000)，符合被選 入的標準，因此共有電學主題相依推理前測與科學推理前測兩個預測變項，總計可以解 釋電學主題相依推理後測31.9%的變異量，調整後亦有 31.2%，以 F 考驗結果，此一解