第四章 資料分析與討論
第一節 3D 繪圖教學對於學生空間能力之影響
本節主要是探討接受傳統講述教學之對照組學生及 3D 繪圖教學的 實驗組學生，經過實驗處理後觀察兩組學生空間能力表現否有差異。兩 組學生經歷八週的實驗處理，對照組與實驗組學生分別完成了工程圖學 之繪圖作業練習與 3D 繪圖軟體操作練習並且皆完成學生自己的創意音 樂盒作品設計圖，然後學生再依其創意音樂盒設計圖，將創意音樂盒動 手實作將作品產出。
對照組與實驗組學在接受實驗處理之前，與完成實驗處理之後，分 別接受空間能力量表的施測。以了解學生在經過實驗處理之後，3D 繪圖 教學對學生空間能力的提升是否有顯著影響。為避免學生起點行為影響 實驗結果，分析時以學生的「空間能力測驗前測成績」為共變數，進行 單因子共變數分析，以α= .05 顯著水準考驗兩組學生，讓兩組學生分別 在接受不同實驗教學後，觀察學生空間能力是否有顯著的提升。
本次研究參與的樣本數對照組為 105 人、實驗組為 110 人，共 215 人，最多可獲得 215 份樣本。經過空間能力測驗前後測，剔除流失及無 效樣本，最後所蒐集到可用之樣本對照組為 84 份、實驗組為 89 份，共 173 份。問巻回收率為 80%。空間能力測驗之描述性統計表，如表 4-1。
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表 4-1 空間能力測驗之描述性統計表
項目 對照組（n=84） 實驗組（n=89）
空間能力 總量表
前測 後測 後測調整
後平均數 前測 後測 後測調整 後平均數 平均數 29.82 30.74 31.296 30.81 34.47 34.102 標準差 7.401 7.706 7.375 6.907
在進行空間能力測驗單因子共變數分析之前，先針對對照組與實驗 組的空間能力測驗前測成績進行組內迴歸係數同質性考驗，結果發現空 間能力測驗之 F 值統計量未達顯著水準（F=.722，P=.337>.05），符合組 內迴歸係數同質性檢定，表示可以進行單因子共變數分析，如表 4-2。
表 4-2 空間能力測驗組內迴歸係數同質性考驗摘要表
變異來源 SS df MS F p 組別 * 前總分 15.229 1 15.229 .722 .337
誤差 3565.493 169
因符合組內迴歸係數同質性檢定，所以可以接著使用單因子共變數 分析方法進行兩組學生之空間能力測驗後測成績差異性考驗。由共變數 分析摘要表得知，在排除空間能力測驗前測的影響效果後，兩種不同教 學方式對學生空間能力的提升具有顯著之影響（F=16.79，P=.001<.05），
2 等於.086，表示不同組別可以解釋空間能力測驗 8.6%的變異量，如表
4-3。經事後比較得知，實驗組（M=34.102）優於對照組（M=31.296）， 如表 4-3、表 4-1。58
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係數同質性考驗，結果發現立體旋轉空間定位能力測驗之 F 值統計量未 達顯著水準（F=.016，P=.898>.05），符合組內迴歸係數同質性檢定，表 示可以進行單因子共變數分析，如表 4-5。
表 4-5 立體旋轉空間定位能力組內迴歸係數同質性考驗摘要表
變異來源 SS df MS F p 組別 * 前總分 .038 1 .038 .016 .898
誤差 390.335 169
單因子共變數分析結果具有顯著差異（F=4.817，P=.03）。亦即兩種 不同教學方式對學生的立體旋轉空間定位能力的提升具有顯著影響，2 等於 0.028，表示不同組別可以解釋立體旋轉空間定位能力測驗 2.8%的 變異量，如表 4-6。經事後比較得知，實驗組（M=9.003）優於對照組
（M=8.497），如表 4-6、表 4-4。
表 4-6 立體旋轉空間定位能力共變數分析摘要表
變異來源 SS df MS F 值 p
²
事後比較 組間 11.06 1 11.06 4.817* .03 .028 實驗組>對照組 組內
（誤差） 390.37 170 2.296 總和 13773.0 176
*P<.05
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單因子共變數分析結果具有顯著差異（F=11.876，P=.001）。亦即兩 種不同教學方法對學生的平面旋轉空間定位能力具有顯著影響，2 等 於.065，表示不同組別可以解釋平面旋轉空間定位能力測驗 6.5%的變異 量，如表 4-9。經事後比較得知，實驗組（M=10.846）優於對照組（M=9.819）， 如表 4-9、表 4-7。
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表 4-11 圖形對應空間視覺能力組內迴歸係數同質性考驗摘要表
變異來源 SS df MS F p 組別 * 前總分 4.702 1 4.702 2.646 .106
誤差 30.381 169
經單因子共變數分析結果具有顯著影響（F=4.362，P=.038）。亦即兩 種不同教學方式對學生圖形對應空間視覺能力提升具有顯著影響，
2 等
於.025，表示不同組別可以解釋圖形對應空間視覺能力測驗 2.5%的變異 量，如表 4-12。經事後比較得知，實驗組（M=5.752）優於對照組（M=5.327）， 如表 4-12、表 4-10。表 4-12 圖形對應空間視覺能力共變數分析摘要表
變異來源 SS df MS F 值 p
²
事後比較 組間 7.828 1 7.828 4.362* .038 .025 實驗組>對照組 組內
（誤差） 305.08 170 1.795 總和 5777.0 173
*P<.05
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單因子共變數分析結果具有顯著差異（F=7.285，P=.01）。亦即兩種 教學方式對學生的表面相交線空間感觀能力具有顯著影響，2 等於.041，
表示不同組別可以解釋表面相交線形成空間感觀能力測驗 4.1%的變異 量，如表 4-15。經事後比較得知，實驗組（M=8.573）優於對照組（M=7.583）， 如表 4-15、表 4-13。
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表 4-15 表面相交線形成空間感觀能力共變數分析摘要表
變異來源 SS df MS F 值 p
² 事後比較
組間 42.086 1 42.086 7.258** .01 .041 實驗組>對照組 組內
（誤差） 985.802 170 5.799 總和 13273.0 173
**P<.01
綜上所述，實驗組與對照組兩組學生在「空間能力量表」測驗的 表現，排除前測的影響效果後，實驗組學生的空間能力測驗總成績顯 著高於對照組學生。以空間能力四個分量表來看，實驗組之立體旋轉 空間定位能力、平面旋轉空間定位能力、圖形對應空間視覺能力、表 面相交線空間感觀能力之成績皆顯著高於對照組。研究假設 1-1、1-2、
1-3、1-4 獲得支持。茲將兩組的「空間能力總量表」、「立體旋轉空間定 位能力」、「平面旋轉空間定位能力」、「圖形對應空間視覺能力」、「表 面相交線空間感觀能力」後測成績調整平均數做成比較圖，如圖 4-1。
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圖 4-1 兩組學生「空間能力測驗」後測調整後平均數比較圖
66 表徵能力測驗之 F 值統計量未達顯著水準（F=.242，P=.624>.05），符合 組內迴歸係數同質性檢定，表示可以進行單因子共變數分析，如表 4-17。