自然科學習動機分析

「自然科學習動機」主要在探討學習者學習完槓桿原理遊戲式課程之後，對 於學習自然科的內在動機(自我效能、主動學習策略、自然科學習價值)及外在動 機(表現目標、成就目標、學習環境誘因)之影響表現。統計分析採二因子多變量 共變數分析(MANCOVA)，以先備知識為共變項，以檢視學習者在自然科學習動 機表現的情形。

一、 自然科學習內在動機之描述統計

各組自我效能、主動學習策略和自然科學習價值三個面向之調整後平均數、

標準差及人數如表 4-5 所示。在學習環境方面，擴增實境組在自我效能、主動學 習策略和自然科學習價值之調整後平均數皆略高於數位模擬組(自我效能：擴增實 境組=3.973、數位模擬組=3.544；主動學習策略：擴增實境組=4.144、數位模擬組

=4.009；自然科學習價值：擴增實境組=4.024、數位模擬組=3.957)。在編碼策略 方面，符號編碼組在自我效能和主動學習策略之調整後平均數皆略高於類比編碼 組(自我效能：類比編碼組=3.570、符號編碼組=3.947；主動學習策略：類比編碼 組=4.056、符號編碼組=4.097)；類比編碼組在自然科學習價值之調整後平均數則 略高於符號編碼組(類比編碼組=4.051、符號編碼組=3.929)。

表 4-5 各組在自然科學習內在動機之調整平均數、標準差與人數摘要

二、 自然科學習內在動機之二因子多變量共變數分析

依據 Tabachnick 與 Fidell (2006)的建議，Box’s M 達顯著且各組樣本數差異不 大時，多變量變異數同質性檢定應該由 Pillai's Trace 取代 Wilks' Lambda。學習環 境(擴增實境、數位模擬) × 編碼策略(類比編碼、符號編碼)之交互作用未達顯著

策略(類比編碼、符號編碼)在「自然科學習價值」達顯著(F(1,93)=4.933，p=.029)，

其交互作用如圖 4-1，顯示學習環境和編碼策略同時對自然科學習價值有顯著的 影響；對自我效能和主動學習策略則皆未達顯著(自我效能：F(1,93)=.301，p=.585、

主動學習策略：F_(1,93)=.016，p=.898)，顯示學習環境和編碼策略在自我效能和主 動學習策略的影響是一致的，並不會因為使用不同的學習環境或編碼策略而有不 同的影響。

就主效果而言，學習環境對自我效能的影響達顯著(F(1,93)=8.660，p<.05)，顯 示學習者在不同學習環境下學習槓桿原理後，擴增實境組在自我效能之調整後平 均數顯著優於數位模擬組(擴增實境組=3.973、數位模擬組=3.544)；編碼策略也對 自我效能的影響達顯著(F_(1,93)=6.761，p<.05)，顯示學習者在不同編碼策略下學習 槓桿原理後，符號編碼組在自我效能之調整後平均數顯著優於類比編碼組(類比編

由於學習環境與編碼策略同時對自然科學習價值有顯著的影響，因此，進一 步進行單純主效果分析摘要如表 4-8。由結果可知，數位模擬組對不同的編碼策 略的影響達顯著(F(1,93)=4.730，p<.05)，顯示在數位模擬學習環境使用類比編碼策 略在自然科學習價值之調整後平均數顯著優於符號編碼策略(數位模擬-類比編碼 組=4.198、數位模擬-符號編碼組=3.715)。

表 4-8 學習環境與編碼策略對自然科學習價值之單純主效果變異數分析摘要

組別 變異來源 型 III 平方和 自由度 平均平方和 F 顯著性 擴增實境 編碼策略 .511 1 .511 .815 .371 數位模擬 編碼策略 2.983 1 2.983 4.730* .035 類比編碼 學習環境 .817 1 .817 1.505 .226 符號編碼 學習環境 2.197 1 2.197 2.962 .092

*p<.05

三、 自然科學習外在動機之描述統計

各組表現目標、成就目標和學習環境誘因三個面向之調整後平均數、標準差 及人數如表 4-9 所示。在學習環境方面，擴增實境組在表現目標之調整後平均數 略高於數位模擬組(擴增實境組=3.730、數位模擬組=3.424)；數位模擬組在成就目 標和學習環境誘因皆略高於擴增實境組(成就目標：擴增實境組=3.624、數位模擬 組=3.976；學習環境誘因：擴增實境組=3.598、數位模擬組=3.744)。在編碼策略 方面，類比編碼組在成就目標和學習環境誘因之調整後平均數皆略高於符號編碼 組(類比編碼組=3.929、符號編碼組=3.670；類比編碼組=3.683、符號編碼組=3.659)；

符號編碼組在表現目標之調整後平均數則略高於類比編碼組(類比編碼組=3.357、

符號編碼組=3.797)。

表 4-9 各組在自然科學習外在動機之調整平均數、標準差與人數摘要

四、 自然科學習外在動機之二因子多變量共變數分析 數皆未達顯著(表現目標：F_(1,93)=.299，p=.586、成就目標：F_(1,93)=.105，p=.747、

學習環境誘因：F(1,93)=.626，p=.431)，顯示學習環境和編碼策略在槓桿原理學習

表現的影響是一致的，並不會一位使用不同的學習環境或編碼策略而有不同的影 響。

就主效果而言，學習環境在成就目標達顯著(F(1,93)=5.700，p<.05)，顯示學習 者在不同學習環境下學習槓桿原理後，數位模擬組在成就目標之調整後平均數顯 著優於擴增實境組(擴增實境組=3.624、數位模擬組=3.976)；編碼策略在表現目標 達顯著(F_(1,93)=5.107，p<.05)，顯示學習者在不同編碼策略下學習槓桿原理後，符 號編碼組在表現目標之調整後平均數顯著優於類比編碼組(類比編碼=3.357、符號

藉由學習動機分析摘要表探討研究問題二：在學習槓桿原理課程後，不同學 習環境(擴增實境、數位模擬)與編碼策略(類比編碼、符號編碼)對國小四年級學習 者的自然科學習動機之內在動機(自我效能、主動學習策略、自然科學習價值)及 外在動機(表現目標、成就目標、學習環境誘因)是否有差異？

（一）自然科學習內在動機表現分析摘要

整體而言，本研究之自然科學習內在動機與外在動機面向，在學習環境與編 碼策略分組之交互作用，僅有自然科學習價值達顯著，其他皆不顯著。經過進一 步的單純主效果分析，結果顯示數位模擬學習環境的學習者在使用類比編碼策略 進行學習活動，對於自然科學習內在動機之自然科學習價值高於使用符號編碼策 略，推測其可能的原因為數位模擬的學習環境下，學習者能清楚了解要學習的科 學知識內容，並且類比編碼策略學習者以視覺化的方式理解並應用槓桿原理相關 概念，因此，當學習者產生科學概念的心智表徵後，便會對於自然科學習的價值 產生認同。

就主效果而言，學習環境在自然科學習內在動機面向中之自我效能表現上，

達顯著水準，而在主動學習策略表現上未達顯著水準。從敘述統計來看，發現四 組在不同學習環境與編碼策略的學習者在自然科學習內在動機表現上皆持正向 的動機表現，平均分數介於 3.316 到 4.198 之間(從五點量表來看)。在自我效能表 現上，擴增實境組(mean=3.973)的學習者在自我效能表現顯著優於數位模擬組 (mean=3.544)。進一步推測，擴增實境組的學習環境下，學習者藉由與翹翹板實 驗操作與觀察，並且能透過平板電腦上擴增的資訊，幫助理解自然現象的科學抽 象概念，因此，學習者相信有了擴增資訊的輔助後，即能在科學學科任務上有好 的表現，故擴增實境組的學習者相較於數位模擬組的學習者，在自我效能上會有 較高的學習動機表現。然而，在主動學習策略的表現上，推測其可能的原因為兩 組皆沉浸在遊戲歷程之探索情境下，並且皆接受體驗式學習環的知識建構歷程，

循序漸進地由槓桿的定義、特性到平衡的學習槓桿原理，故對於內在動機面向的

主動學習策略上並無顯著性的差異。

另一方面，編碼策略在內在動機面向中的自我效能表現，達顯著水準。在主 動學習策略表現上，則未達顯著水準。從敘述統計來看自我效能的表現，發現符 號 編 碼 組 (mean=3.947) 的 學 習 者 在 自 我 效 能 表 現 顯 著 優 於 類 比 編 碼 組 (mean=3.570)。推測其可能的原因為符號編碼組提供力矩公式，能清楚的將概念 整理出來，學習者無須再思考，即能理解此抽象概念的表徵，故對於自己的學習 表現上會保持正向的態度。然而，在主動學習策略表現上，符號編碼組的學習者 在調整後平均數高於類比編碼組的學習者，但無顯著差異。進一步推測，主動學 習策略面向牽涉到學習者能在科學學習過程中主動地使用多種策略，幫助自己從 既有知識建構新概念，由於本研究提供的兩種編碼策略皆能幫助學習者主動應用 的策略，故不管是使用力矩面積或公式都有正向的主動學習策略表現。

（二）自然科學習外在動機表現分析摘要

就主效果而言，學習環境在自然科學習外在動機面向中之表現目標和學習環 境誘因表現上，皆未達顯著水準，而在成就目標表現上達顯著水準。從敘述統計 來看，發現四組在不同學習環境與編碼策略的學習者在自然科學習外在動機表現 上皆持正向的動機表現，平均分數介於 3.257 到 4.081 之間(從五點量表來看)。推 測其可能的原因為四組皆採用體驗式學習歷程，過程中須完成遊戲任務，教學者 扮演協助的角色、班級氣氛也是鼓勵學習者多嘗試的方式，因此，學習者皆保持 正向的外在動機，故對於外在動機面向表現目標和學習環境誘因的表現上並無顯 著性的差異。其中，數位模擬組(mean=3.976)的學習者在成就目標表現顯著優於 擴增實境組(mean=3.624)。進一步推測，數位模擬組提供動畫模擬翹翹板平衡的 情形，無須操作平板電腦拍攝人物方塊與非玩家角色對話，故可減少學習過程中 的外在負荷與挫折感，此外，本研究之遊戲採線性設計的學習活動規劃，學習者 必須依照順序完成，數位模擬組的學習者闖關經驗自然比擴增實境組順利許多，

故數位模擬組的學習者相較於擴增實境組的學習者，在成就表現上會因為能力增

加、產生成就感而感到滿足。

另一方面，編碼策略在外在動機面向中的表現目標表現，達顯著水準。在成 就目標和學習環境誘因表現上，則未達顯著水準。從敘述統計來看表現目標的表 現，發現符號編碼組(mean=3.797)的學習者在表現目標的結果顯著優於類比編碼 組(mean=3.357)。推測其可能的原因為槓桿平衡的力矩概念很抽象，學習者很難 經由實驗結果推導而得，在符號編碼的方式下，提供力矩的數學公式表徵，幫助 學習者將具體經驗與觀察反思的結果作有效的連結，促進心智表徵的形成，因此，

學習者會覺得自己能在科學學習目標能表現得比較好。然而，在成就目標和學習

學習者會覺得自己能在科學學習目標能表現得比較好。然而，在成就目標和學習