針對兩項資料:幼兒的探究能力測驗前後測資料和課室資料進行編碼,將整理 過後的資料利用 Nvivo 軟體進行資料的分類、檢索和比對,以供近一步的分析。
研究者也針對這兩項資料分別發展出兩套分析工具:「科學探究能力編碼表(簡稱
「探究能力編碼表」)和「教師教學策略分析表(簡稱「教學策略分析表」),以下 詳述此兩種分析工具。
探究能力測驗前後測資料分析 — 科學探究能力編碼表
(一)發展歷程
探究能力編碼表是一種評分等級,將幼兒探究能力表現以數值評分,發展歷程 如圖3-6-1。首先,在完成探究測驗的題目的同時,也完成了初步編碼表,確立了 每項問題所包含的探究能力—系統性觀察、規劃、實驗、操作、測量與分享,接著 將幼兒完成探究能力測驗的前後測訪談資料進行轉譯,包含記錄紙的記錄、錄影與 錄音資料,整理出每項問題幼兒的可能答案類型,訪談者與團隊討論過後,依題目 類型,以數值0 至 3 分不等,制定出評分等級,即為第二版編碼表。訪談者以此版 與另外兩位訪談者就全部98 位幼兒(團隊總共針對 5 間幼兒園進行測驗,其中包 含本研究對象)的20%前後測資料進行第一次編碼,同時進行評分者間信度。待第 一次編碼完成後,再與專家進修討論與修改,最終完成探究能力編碼表,訪談者依 此編碼表針對所有資料進行第二次編碼。每份訪談資料以題數為分析單位,研究者 再將編碼結果加以分析。
(二)評分者間信度
如上述所言,第一次編碼的目的除了修正編碼表之外,亦做互評者信度。編碼 資料為所有資料的20%,其中前後測各 20 份,共 40 份資料,科學幼教團隊以肯 德爾一致性係數(Kendall's coefficient of concordance, Kendall's W)進行分析,整體 的數值介於.85 至 1.00 之間(IO:.86-1.00;DP:.88-.95;IE:.86-.93;IT:.89-1.00;
IM:.85-1.00;CS:.89-.96), 顯示三位訪談者的評分一致性很高。
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圖3-5-1「科學探究能力編碼表」之發展歷程
(三)評分等級
依探究能力與試題的特性,將幼兒的回答或是行為表現評為 0 至 3 分,以下 就各項探究能力的評分等級作說明,並提供實際例子,如表3-6-1,其中 I 代表訪 談者的問話或是行為;S 則是表示為幼兒。
首先,系統性觀察的題目是依照幼兒能夠依據特定目的(依題意所言)作出答 案的程度來區分,而題目類型大致分為觀察特徵和作出分類,前者的部分,是依據 提出合理特徵的數量來評量分數,只要提出兩項以上,就可以達到 2 分,以此遞 減,若幼兒無法任何合理的特徵,則無法獲得分數(0 分);後者的部分是依據幼 兒是否可以為他們所做出的分類提出合理的依據,若是幼兒能夠依據合理的理由 且分類正確,就可以達到2 分,但若是「合理的依據」和「分類正確」只有一項達 到,則就是1 分,若兩項皆未達成,及 0 分。如表 3-6-1 的實例而言,幼兒 S1 能 夠依據顏色作出正確的分類,所以得到2 分;而幼兒 S2 雖然有作出分類,但說不 出分類依據,所以只能得到1 分。
規劃和實驗主要是讓幼兒親自操作器材,故紀錄上多以行為為主。前者是評量 幼兒是否可以依照即將要做的實驗,挑選出適當且足夠的器材,器材依控制變因和
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操作變因分為兩部分,若幼兒在兩者的挑選上皆正確,就可以得到2 分,若是其中 一項正確則為 1 分,兩項皆錯誤就無法得到分數。而在實驗的部分則是觀察幼兒 是否能夠依照實驗目的作出正確的實驗,與規劃相似,評分的標準也是依據幼兒對 於控制變因和操作變因的瞭解程度。以表3-6-1 的實例來說,該實驗是要看小汽車 在粗的還是滑的溜滑梯(斜面)溜得比較快,控制變因是小汽車,操作變因是溜滑 梯,如果幼兒想要同時在兩條溜滑梯上操作(例如:幼兒S13 的實驗),則就要如 幼兒S6 一樣,要拿兩條不同表面的溜滑梯,及兩台相同的小汽車;若是像幼兒 S7 一樣只有拿一台小汽車,則就要搭配計時器,這樣才可以分別計時並去判斷何者較 快。
操作是判斷幼兒是否能夠挑挑選正確工具,所以大部分只有 2 個評分等級,
挑選正確就是1 分;反之則 0 分,在表 3-5-1 中,題意是要知道水果的重量,正確 的只有電子秤,其他皆為錯誤。在測量的部份分為兩個階段:使用工具和辨識數字,
因為考量到幼兒的認知,在數字方面並不考慮數位,只要幼兒能依順序念出正確的 數字即可達成正確「辨識數字」。以表 3-6-1 中的實例來講,因幼兒對於單位的概 念不熟悉,所以不考慮單位的對錯,因此,幼兒S18 和幼兒 S19 皆可以得到 3 分;
而幼兒S20 未提及單位,只能獲得 2 分;幼兒 S21 雖然正確使用計時器計時,但 是無法正確讀出秒數,所以只能得到1 分;幼兒 22 雖然無法準確使用計時器紀錄 時間,但是可以讀出計時器上的秒數,所以可以獲得1 分。
最後是分享,分享的題目主要是請幼兒說出測量的結果或是實驗過程。前者的 評分會依照幼兒回答的回整性來做評分依據,若是完整的說出主詞、數字和單位就 可以獲得兩分,例如:「這個車子有6 公分。」,若是未含主詞;或是說出測量過程 或方法,僅能得到1 分。而後者如表 3-6-1 的實例,訪談者提供一個實驗影片,內 容為一杯冷水和一杯糖水,加入相同份量的糖,結果冷水的糖全都融化了,但熱水 的糖未完全融化,有一部份沉澱在杯底,請幼兒說出實驗過程,若是像幼兒S24 能 夠說出完整的實驗過程就可以得到 2 分;但僅能說出部分實驗過程,或是僅說出 實驗目的或實驗結果,或是僅提及實驗中所使用的工具,只能得到1 分。
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S20:0.385。(實際 00:03:85)
(1)
S21:19。(實際 00:03:19)
僅正確辨識秒數(無論是否有使用單位)。
S22:6。(實際 00:06:00)
(0)
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探究
能力 範例題目 作答類別
與等級 類別描述
分享 25.
如 果 你 要 跟 別 的 小 朋 友 講 怎 麼做這個(糖水) 實驗的話,你會 怎麼說?
(2)
詳述實驗流程 與器材。
完整說出實驗流程與器材。
(範例)
S24:拿兩杯一樣的水、倒進糖攪一樣的時 間、再拿起來看。
(1)
描述部分實驗 流程或器材。
僅說出實驗目的或實驗結果。
(範例)
S25:熱水加很多冰糖會溶化、冰水加下去 會慢慢的溶化。
僅說出部分的實驗流程。
(範例)
S26:拿冰水跟熱水裡面加糖、然後攪拌攪 拌。
僅說出實驗中所使用的器材,例如:杯子、攪 拌棒或糖等等。
(範例)
S27:熱水、冷水、糖、攪拌棒、玻璃杯。
(0)
描述與實驗無 關之內容。
說出與糖水實驗和溶解度無關的內容;或是 未作答。
(範例)
S28:就直接跟他說熱水跟冰水加在一起變 溫水、加糖就不能喝。
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(四)分析方式
因本研究旨在瞭解幼兒在各個探究能力的前後測表現情形為何,以及兩者是 否呈現差異,故在所有44 題內,僅分析前後測皆有的 39 題題目。而經過團隊對所 有題目採用試題反應理論(Item Response Theory, IRT)估算所有的題目的難易度,
其中有2 題題目因為過於困難,幼兒普遍無法做出回應,不予以分析;另外有 5 題 題目因訪談者有缺漏訪談的情況,故也不與以分析。因此,最終僅分析32 題題目,
包含10 題系統性觀察、4 題規劃、4 題實驗、4 題操作、6 題測量和 4 題分享的題 目。
研究者將 28 位幼兒的前後測分數分別加總,藉由統計軟體 SAS3.8 版(基礎 版本)進行 Shapiro-Wilk 常態性檢定,但未符合統計上的常態分佈,故以無母數 (nonparametric)進行分析,來評估幼兒前後測整體表現是否有差異。另外,研究者 為了瞭解幼兒在各個探究能力的前後測表現是否有差異,將28 位幼兒的前後測分 數依探究能力分別加總,但因部份資料(規劃前測、測量後測和操作前後測)未呈 常態分佈,故資料以無母數進行分析,藉此瞭解幼兒前後測各項探究能力的改變情 形。
課室資料分析
(一)教師教學策略分析表
本研究亦在探討教師採用那些教學策略幫助幼兒進行探究能力的表現,研究 者與另一名科學教育背景的碩士研究生一同參考 Krajcik 和 Czerniak(2007)提出針 對中、小學教師在進行專題導向的科學時,可以採取哪些策略支持學生進行探究活 動、SCIIENCE(Kaderavek et al., 2015)觀察量表、以及 Hsin 和 Wu(2011)設計的 16 項促進幼兒科學理解的鷹架策略,並考慮本研究的模組內容、研究對象的年紀與環 境,在不斷修改的過程中,亦與一位科學教育背景專家多方討論,最後制定「教師 教學策略分析表」(表3-5-2)以作為瞭解教師所採用那些教學策略幫助幼兒進行探 究能力表現,教學策略共有18 項。而本研究僅探討幼兒在進行探究表現時,教師 採取的教學策略,並不考慮科學知識內容的部分。
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表3-5-2 教師教學策略分析表
教學策略 定義
TS-01.回顧 教師請幼兒回想先前知識或舊有經驗,引導出新概念或 新探究能力。
TS-02.複習 教師帶領幼兒溫習所學過的概念或探究能力。
TS-03.歸納與統整 教師整理、歸類該堂模組的核心概念或是探究能力。
TS-04.直述 教師利用口述的方式,直接傳遞概念或是直接請幼兒進 行某項行為。
TS-05.探詢 教師運用一系列問題幫助幼兒精緻化答案或澄清概念 與誤解。
TS-06 提示簡答
教師提供幼兒特定的回應或作答模式。
教師與幼兒以一問一答的方式進行模組(未有接續問 答)。
TS-07.比較與對比 教師比較不同的結果、觀點或物體。
TS-08.譬喻和類比 教師利用幼兒熟悉的舊經驗或是擬人化的方式來說明 新概念或新探究能力。
TS-09.角色扮演 教師請幼兒擔任特定角色或物體。
TS-10.教師示範 教師展示或說明工具或新技術的運用。
TS-11.從旁指導 教師於幼兒旁邊協助幼兒熟悉工具或是新技術的運用。
TS-12.幼兒示範 教師請幼兒展示工具或新技術的運用,並給予自我表現
TS-12.幼兒示範 教師請幼兒展示工具或新技術的運用,並給予自我表現