資料分析分為量化資料與質性資料，以下就量化資料與質性資料分述如下：
一、量的資料分析
量的資料分析，包括學生「科學概念測驗前後測」、「學生自我評估」、「科學寫 作得分」、「自然科學習動機問卷」。其中在量的資料分析方面，「科學概念測驗前 後測」、「學生自我評估」、「科學寫作得分」各項分數都有四次分數，各以兩小節 為一次成績，將其四次成績編號為 1~4，所以第三章有兩次成績，3-1~3-2 的編號 為 1，3-3~3-4 的編號為 2；第四章也有兩次成績，4-1~4-2 的編號為 3，4-3~4-4 的 編號為 4。
(一) 科學概念測驗前後測
「科學概念測驗前後測」有四份考卷，其內容範圍分別為 3-1~3-2、3-3~3-4、
4-1~4-2、4-3~4-4，每一份考卷包含兩小節，各測驗題目題數原本設計為 31~32 題 的四選一選擇題，每題 1 分。經由試題分析結果刪除鑑別度不佳的題目，表 3-5-1 為鑑別度的評鑑標準（引自郭生玉，2004），只保留鑑別度.30 以上做為測驗題目，
收集學生測驗成績。第一份科學概念測驗(n = 32)刪除第 12、18、29、32 題之後變 成 28 題，第二份科學概念測驗(n = 32)都符合鑑別度.30 以上，故不刪除，題數為 32 題，第三份科學概念測驗(n = 32)刪除第 15、24、28 題變成 29 題，第四份科學 概念測驗(n = 31)刪除第 6、25 題變成 29 題。（見表 3-5-2）。刪除鑑別度不佳的題 目之後，其第三章與第四章試題的教學概念與布魯姆的認知領域搭配的題數如表 3-5-3、3-5-4。
表 3-5-1 鑑別度的評鑑標準（引自郭生玉，2004）18
鑑別指數 試題評鑑
.40 以上 非常優良
.30 ~ .39 優良，但需小幅度修改 .20 ~ .29 尚可，需部分修改
.19 以下 劣，需要大幅度修改或刪除
表 3-5-2 科學概念測驗題目題數19
科學概念測驗 原題數 鑑別度不佳題目 施測題數 科學概念測驗(一) 32 12、18、29、32 28
科學概念測驗(二) 32 - 32
科學概念測驗(三) 32 15、24、28 29
科學概念測驗(四) 31 6、25 29
表 3-5-3 第三章科學概念測驗(3-1~3-4)的雙向細目表（n = 60）20 知識 理解 應用 高階能力 合計
功 - 7 4 1 12
功率 - - 2 - 2
位能 - 2 3 2 7
動能 - 4 2 - 6
熱能 - - 1 - 1
力矩 2 - 1 2 5
槓桿原理 2 4 14 4 24
斜面原理 - 1 1 1 3
合計 4 18 28 10 60
50
表 3-5-4 第四章科學概念測驗(4-1~4-4)的雙向細目表（n = 58）21 知識 理解 應用 高階能力 合計
靜電的形成 1 5 4 - 10
靜電力 - 2 3 3 8
產生電流的因素 - 1 - - 1
測量電流大小 2 2 3 - 7
電路 - - 2 5 7
電壓的測量 2 - 1 - 3
電阻 4 4 5 2 15
電阻串聯 - - 2 2 4
電阻並聯 - - 1 2 3
合計 9 14 21 14 58
(二) 學生自我評估成績
自我評估成績統計方法，參考 Ebel（1965）與 Soderquist（1936）加權計分的 方法來做修改，因為他們提出的方法可以減少成績的錯誤機會，而這個錯誤來自 猜測運氣的好壞，所以改良之後在用在「學生自我評估」部分。首先採用自編講 義裡的題目，採取 9~15 題的選擇題，要求學生自我評估他們的理解程度。之後經 由學生選的兩題寫的結果來給予自我評估的成績。其計分方法如下，首先是表 3-5-5 表示理解程度與加權分數的對應表，依照學生所選的理解程度加權計分，依照答 對情形給分，若選全懂又答對則給 15 分，若半懂答對給 10 分，不懂卻猜對則給 5 分，雖然已經要求學生從中選有保握的題目來寫，可是仍然會有少數學生對於內 容都不太理解，若是寫的答案錯誤，不管理解程度如何選擇都是給予 0 分計算。
至於未加權計分，對了一題就是給 10 分，錯了一樣 0 分計算。表 3-5-6 為學生作 答情形加權計分方式。表 3-5-7 為三位學生自我評估加權與未加權得分範例。
表 3-5-5 理解程度與加權分數的對應表22 加權
計分
理解程度
分數 對 錯
15 全懂：可以完全了解、掌握要考的概念 15 0 10 半懂：僅部分了解、掌握要考的概念 10 0 5 都不懂：完全不了解、無法掌握要考的概念 5 0
表 3-5-6 為學生作答情形加權計分例子23
題目 加權計分 得分
以 1 牛頓的力，使物體沿力的方向移動 1 公尺所作的功 為：(A)1 牛頓 (B) 1 焦耳 (C) 1 公斤重 (D) 1 仟克重
15（全懂） 0
下列何種現象，人對物體作功不為零？
(A) 人提物體上樓
(B) 人提物體在水平路面上走動 (C) 人推物體，但物體不動 (D) 人舉重物而站立不動
5（都不懂） 5
註解： ：學生答案 ， ：正確答案
表 3-5-7 為三位學生自我評估加權與未加權得分範例。學生 1 的作答情形，該 生兩題理解程度都是全懂且都寫對，所以兩題的加權計分得分都為 15 分，未加權 得分都為 10 分，故加權後的總成績為 30 分，未加權的成績為 20 分。學生 2 的作 答情形，在試題 1 中該生理解程度為半懂，所以不管加權或是未加權的得分都是 10 分，而在試題 2 中，學生雖然選擇全懂，但是答案還是寫錯，所以不管是加權 或是未加權的得分都是 0 分，故學生 2 加權後的總成績為 10 分，未加權的總成績
52
為 10 分。學生 3 的作答情形，試題 1 錯誤，所以不管加權或是未加權的得分都是 0 分，而試題 2 中，學生選擇都不懂，但是答案卻寫對，所以加權計分的得分為 5 分，未加權的得分都是 10 分，故學生 3 加權後的總成績為 5 分，未加權的總成績 為 10 分。且及加權總分與未加權總分有三種關係。(1)學生 1：加權總成績 ＞ 未 加權的總成績(2)學生 2：加權總成績 ＝ 未加權的總成績(3)學生 3：加權總成績 ＜ 未加權的總成績。根據以上三個例子可以知道加權計分有其優點，可以避免學生 經由猜測寫對答案而造成的影響。
表 3-5-7 學生作答情形加權與未加權計分例子24 學生 1 試題 1 試題 2 得分 作答情形 正確 正確
理解程度 全懂 15 全懂 15 加權分數 15 15 30 未加權分數 10 10 20
學生 2 試題 1 試題 2 得分 作答情形 正確 錯誤
理解程度 半懂 10 全懂 15
加權分數 10 0 10
未加權分數 10 0 10
學生 3 試題 1 試題 2 得分 作答情形 錯誤 正確
理解程度 半懂 10 不懂 5
加權分數 0 5 5
未加權分數 0 10 10
(三)科學寫作得分
其中「科學寫作得分」的資料量化是將學生寫作的情況分為三個等級，給予 0、
1、2 的評分，0 分代表不知所云，文不對題，1 分代表有寫到該題重點但敘述不清，
2 分代表可以達到真正理解，也可將其意涵表達出來。編碼過程為研究者與另名具 有教學經驗老師共同討論編碼，且該協助編碼者為有敎學經驗，就讀科學教育研 究所的中學理化教師，受編碼訓練後，進行編碼工作。之後將施測後取得之結果，
以 SPSS 20.0 的統計軟體進行量化的分析。以下就第三、四章各選一題 2 分、1 分、
0 分的例子來作解釋。
圖 3-5-1 科學寫作 2 分（範例）5
3-1
4-1
54
圖 3-5-1 為科學寫作 2 分範例，第一位學生清楚地寫出作功與不作功的條件，
清楚地知道作功的定義必須是施力在移動方向上的分力與物體移動之距離的乘 積，若作用力為 0、位移為 0 或作用力與位移垂直則不作功。第二位學生清楚地知 道靜電形成的過程，且知道接觸起電過程中的細節，知道最後相斥的原因，兩位 學生用文字、符號、數字、圖形等方法表達出自己的想法，從中寫出各選項之思 考與解題流程，且可看出學生的概念是正確並理解該題內容，故給予 2 分。
圖 3-5-2 科學寫作 1 分（範例）6
3-1
4-2
圖 3-5-2 為科學寫作 1 分範例，第一位學生的回答（甲）部分，不作功的原因 不是因為合力為 0，而是因為作用力與位移垂直所以不作功，（乙）、（丙）、（丁）
的敘述可知道該生了解作功與不作功的概念，由於該生解題觀念並非完全正確，
故給予一分。第二位學生雖然知道電池串聯與並聯電壓的關係，但是沒有指出題 目中的各選項電壓大小關係，且選項中的接法並非如他所述，（Ｃ）選項應為先串 聯在並聯，故因為敘述不清、解釋也不完全且有小錯誤，所以給予 1 分。
圖 3-5-3 科學寫作 0 分（範例）7
圖 3-5-3 為科學寫作 0 分範例，第一位學生的解題觀念不正確，鐵釘打的深是 因為球體速度較大，具有較高的動能，此題並非是球體重量所造成，所以敘述錯 誤、概念錯誤給予 0 分。第二位學生的觀念錯誤，右側的燈泡應該為短路，無電 流通過，燈泡不亮，所以該生觀念錯誤，寫出錯誤答案，所以給予 0 分。
3-2
4-4
56
(四) 科學學習動機量表
由於「科學學習動機量表」是用非常不同意、不同意、無意見、同意、非常同 意來作為選項，而計分方式分別以 1、2、3、4、5 來給分，故問卷中的高、中、
低成績區分是以該向度的題數乘以 2 的分數以下作為低動機向度、該向度的題數 乘以 4 的分以上做為高動機向度，例如：主動學習策略題數有八題，16 分以下為 低主動學習，32 分為高主動學習。表 3-5-8 有詳細說明。
表 3-5-8 高、中、低動機向度的判定25
計分方式 範例說明
低動機向度 = 該向度的題數 * 2 主動學習策略題數有 8 題：
16 分以下為低主動學習
32 分以上為高主動學習 高動機向度 = 該向度的題數 * 4
二、質的資料分析
此研究的質性資料為學生晤談資料，林明地（2000）指出資料的解釋強調資 料意義的呈現與詮釋，而資料分析強調資料的排列、組合和統合。質性資料的分 析是一連串有系統的過程，過程中可能要發展新的構念、新的解釋方法並結合自 己的觀念，組織並解釋資料，拿來印證自己的研究。而為了方便將資料分類與分 析，首先會將資料來源予以編碼，以便資料的分析。表 3-5-9 為內文中用到的代號。
其中資料分組過程，成績變化量高中低的分組、後測成績的高中低分組與科 學寫作高、中、低的分組，參考余民寧(2008)的分法，以原始成績最高的學生往下 數，選取總人數 25%（約四分之一）以內到 33%（約三分之一）以內的學生數，
當成是高分組的學生；並由原始成績最低的學生往上數，選取總人數 25%（約四 分之一）以內到 33%（約三分之一）以內的學生數，當成是低分組的學生。
表 3-5-9 內文中用到的代號26
範例 代號
5 號學生 S5
第一次自評寫作 W1
第二次科學概念後測 post2
第三次科學概念前後測分數差(第三次成績變化量) diff3
由於學生科學寫作會越來越熟練，所以晤談分組是利用學生第四次科學寫作 成績來分組，將學生分為高、中、低三組，為了分析資料，在高分組隨機選擇 3 名學生，中分組與低分組各選擇 2 名學生作為晤談對象，在晤談之前先擬定要詢 問的題目，大致上會有四個題目：1.請問你是如何選題目、寫題目的？2.寫作對你
由於學生科學寫作會越來越熟練，所以晤談分組是利用學生第四次科學寫作 成績來分組，將學生分為高、中、低三組，為了分析資料，在高分組隨機選擇 3 名學生，中分組與低分組各選擇 2 名學生作為晤談對象，在晤談之前先擬定要詢 問的題目，大致上會有四個題目：1.請問你是如何選題目、寫題目的？2.寫作對你