第六節 第六節 資料蒐集與分析 資料蒐集與分析 資料蒐集與分析 資料蒐集與分析
本節分兩個部份做論述，首先從資料蒐集以及資料的編碼加以說明，接著分 別就寫作論證及科學概念的資料分析做詳細解說。
一 一 一
一、 、 、資料蒐集與編碼 、 資料蒐集與編碼 資料蒐集與編碼 資料蒐集與編碼
（一）資料蒐集
本研究蒐集兩班所有學生的寫作論證之線性推理能力兩次測驗、實驗組四個 單元的寫作論證練習，和四個單元的科學概念前、後測、延宕測驗結果，以及事 後晤談資料做為分析資料來源。事後晤談以半結構式晤談方式進行，選擇八名在 四個單元的反駁表現不佳及科學概念有不同答案的學生，晤談內容以反駁與科學 概念為主，詢問學生為何選擇這個答案，並請學生說明反駁向度表現不佳的原 因，每名學生晤談時間約 10 分鐘。
（二）代號編碼說明
將所蒐集到的資料編成六碼，第一碼為研究對象的區分，E 代表實驗組，C 為對照組；第二及第三此兩碼為學生代號；第四碼作為科學概念(C)及寫作論證(W) 的區分；第五碼為資料來源，前測代碼為 0，後測為 1，延宕測驗為 2，寫作練習 為 3，晤談為 4；第六碼為單元代號，第一單元以 1 表示，第二單元為 2，第三單 元為 3，第四單元為 4，若不屬於某特定單元的資料則以 0 概括表示。以 E12W04 為例，表示此為實驗組班級代號 12 的同學在寫作論證前測第四單元的資料，其 餘依此類推。
二 二 二
二、 、 、資料分析 、 資料分析 資料分析 資料分析
（一）寫作論證
1. 寫作論證之線性推理能力測驗
寫作論證之線性推理能力的分析架構，參酌 Kelly 等人(2007)的分析標準，
除從學生的質性資料中抽出原本的五大向度外，考慮「反駁」為論證的重要元素，
Wu 和 Tsai (2007)的研究中亦將反駁的數量納為推理的要項，因此另外加上「反 駁」此一向度，將分析標準分為六大向度，分別為論題、推理結構、觀察的證據、
解釋的證據、反駁及結論，再由此六大向度細分為 19 小題，由此 19 小題逐一檢 測學生的線性推理能力，如表 3-6-1。
線性推理能力的分析標準分數計算方式參照 Kelly 等人(2007)，將每一問題 給分由壞至好為 0（不存在）～4（非常好）分，此評分等級能明確的區別學生的 表現，對含糊不清的寫作能有合理的解釋，如表 3-6-2（詳細請見附錄六）。舉問 題一「論題清楚的被陳述嗎？」為例，0 分表示該生沒有提出論題，1 分表示有 提出論題，但論題的陳述模糊不清或有錯誤，如「空氣的問題。(C03W00)」；2 分表示有提出論題，而論題陳述表現普通，如「章勇熊他要解決的事情是，氣球 秤重，求準確。(E19W00)」；3 分表示有提出論題，且論題陳述清楚，如「他是 要測量空氣的重量。(E08W00)」；4 分則表示有提出論題，且論題陳述很清楚詳 細，如「我覺得勇熊是要測：(1)「氣球中的氣體有沒有重量?」，而且：(2)「重量 大約是多少呢?」(C25W00)」。
寫作論證之線性推理能力評分者為研究者及另一名國小現職自然教育專長 教師，研究所畢業，大學時就讀自然科學教育學系，兩位皆具 7 年教學經驗。由 兩位教師各自進行評分後做比較，若該題所評分數不同，則加以協調至一致，如
表 3-6-1. 線性推理能力分析架構
論證向度 對學生的寫作論證提出的問題
論題 1. 論題清楚的被陳述嗎？
2. 所提出的論題能解決問題嗎？
推理結構 3. 有多種推理的思路嗎？
4. 推理的路線是否在論題的範圍內？
5. 推理有歸納成一結論嗎？
觀察的證據 6. 適切的資料是否適當的被置入？是否有適當的資料呈 現(所需要的資料是否有放進去)？
7. 資料的呈現是可被辨識出的？(是否可讓別人看得懂、
認同)
8. 資料的呈現有無適當的描述、解釋？(看得懂) 9. 資料是否有相關？
10. 資料是充足的？
解釋的證據 11. 資料是否可以明確的被辨識出來？
12. 所提供的資料是否可做為解釋的一部份？(有用的資 料、輔助解釋)
13. 提供的資料是否有支持你的解釋、說明？
14. 資料的關聯性清楚的被辨識？(可以清楚的看出資料 的關聯性嗎？)
15. 推論的結果是否有效？(是不是妥當、正確)
結論 16. 這論題被支持嗎？
反駁 17. 反駁的陳述詳細且清楚嗎？
18. 反駁所持的理由充分嗎？
19. 反駁是合理的嗎？
嗎？」的得分，一名教師給 2 分，另一名給 3 分，則兩名教師進行討論，認為文 句的陳述表現普通，此句包含兩個主詞「不同溶液」、「麵包」，應強調是「麵包」
的腐敗速度快慢會更清楚，因此最後做出一致決定給予 2 分。對照組與實驗組的 前後測各有 30 人次參加，一人次評分題數 19 題，因此兩組前後測的各別評分題 數皆為 570 題，而兩位評分者在對照組前測評分相同的題數有 471 題，後測為 500 題，實驗組前測為 461 題，後測 501 題，寫作論證前後測共計 2280 題， 評分相
表 3-6-2. 線性推理能力之分析標準(以論題為例)
分數 定義 實例
0 沒有提出論題 勇熊打算做一個自然實驗，但是他遇到了一些問 題，他把氣球內空氣分別灌至 0.1 公升及 1 公 升…… (C10W10) 1 有提出論題，但論題的陳
述模糊不清或有錯誤
空氣的問題。 (C03W00)
2 有提出論題，而論題陳述 表現普通
章勇熊他要解決的事情是，氣球秤重，求準確。
(E19W00) 3 有提出論題，且論題陳述
清楚
他是要測量空氣的重量。 (E08W00)
4 有提出論題，且論題陳述 很清楚詳細
我覺得勇熊是要測：(1)「氣球中的氣體有沒有重 量?」，而且：(2)「重量大約是多少呢?」大概是這 些吧。 (C25W00)
同的題數為 1933 題，一致性達 84.8％，如表 3-6-3。
表 3-6-3. 寫作論證之線性推理能力前後測評分一致性
對照組 實驗組
前測 後測 前測 後測 小計
總題數 570 570 570 570 2280
評分相同題數 471 500 461 501 1933 評分一致性 82.6% 87.7% 80.9% 87.9% 84.8%
寫作論證之線性推理能力測驗的分析分為實驗組與對照組寫作論證前後測
「總分」之差異、「六大向度」之差異與「19 個問題」之差異三部份作描述統計）
根據平均數(mean，簡稱 M)、標準差(standard deviation，簡稱 SD)、實驗效果量(effect size，簡稱 ES)）與共變數分析(analysis of covariance, ANCOVA)。在描述統計方 面，「總分」的得分計算方式為 19 題全班加總除以人數，亦即該班平均每人所得 19 題的分數；在「六大向度」方面，因每一向度題數不同，故此部份得分為該向 度中所有問題的全班總分除以題數，再除以該班人數即該向度的平均數；而「19
個問題」的得分計算方式則將 19 題每一題分開計算，以全班總得分除以該班人 數，亦即平均每人在該題的得分。以上，就實驗組與對照組在總分、六大向度與 19 個問題的差異做描述與比較。接著代入兩組後測的平均數與標準差，以 Cohen’s d 公式計算實驗效果量，公式為：
2 / ) ( 12 22
2 1
SD SD
mean
d
mean+
=
−Cohen (1988)認為計算出的 d 值等如 ES，d 值愈小，實驗效果量就愈小，ES=.20 為小，ES=.50 為中等，ES=.80 為大（引自朱經明，2010）。另外，為控制實驗誤 差，將一開始的差異調整至最低程度，統計上使用共變數分析，顯著差異標準 為 .05，以前測的表現當作後測分數的共變量，針對在總分、六大向度與 19 個問 題的後測分數作分析比較。
2. 寫作論證練習
將實驗組四個單元的寫作論證練習作「總分」、「六大向度」及「19 個問題」
三部份之差異作描述統計（平均數、標準差、實驗效果量）與共變數分析。分析 標準與得分計算方式同上述表 3-6-2。實驗效果量以「實驗組寫作論證前測」及
「各單元寫作論證練習」的平均數標準差代入 Cohen’s d 公式計算。實驗組有 30 人，每人每個單元評分題數 19 題，每個單元的各別評分題數皆為 570 題，兩位 評分者在第一單元評分相同的題數有 482 題，第二單元為 499 題，第三單元為 486 題，第四單元 476 題，共計四個單元 2280 題，評分相同的題數為 1943 題，一致 性達 85.2％，如表 3-6-4。
表 3-6-4. 寫作論證練習評分一致性
第一單元 第二單元 第三單元 第四單元 小計
總題數 570 570 570 570 2280
評分相同題數 482 499 486 476 1943 評分一致性 84.6% 87.5% 85.3% 83.5% 85.2%
3. 寫作論證之線性推理歷程的個案例子
Kelly 等人(2007)提到，好與壞的論證報告在資料書寫的數量上有很清楚的差 異，普遍來說缺乏證據的報告使用較少的資料。本研究以小學六年級學生為研究 對象，所得的寫作論證資料量相對大學生來得較少，再加上考量每位學生程度上 的差異，故選取寫作論證之線性推理能力得分較高且資料量較豐富的三位當個案 例子以分析其線性推理的歷程。
蒐集三名個案（個案 E09、個案 E17、個案 E12）的四個單元寫作論證練習，
由研究者與另一名評分者共同討論，將個案的原始資料分類轉化為「資料」、「低 推論主張」、「由先前主張建構的主張」、「理論型主張」與「論題」等五個層次，
並考量各資料間的橫向與縱向連結關係，畫出線性推理的歷程圖（如圖 1-4-1），
圖中以楕圓形框起來的為「觀察的資料」，以長方形框起來的是「解釋的資料」，
另外最下方箭頭部份為線性推理的思路，若一個論題有一條思路，則以「線性推 理 1」表示，若同一論題有其他不同的思路，則接續以線性推理「2」、「3」…依 此類推表示，但若是不同論題的思路，則重新以線性推理「1」開始編號。除線 性推理的歷程圖外，同時參照論證六大向度、19 個分析問題的得分情形，對推理 歷程加以分析說明。
（二）科學概念
科學概念的部份，就所得的科學概念評量前、後、延宕測驗的資料，分析學 童的概念情形，參考林素華與劉燿誠（2010）作填答分析、反應分析，並就得分 情形作說明。
1. 科學概念填答分析
填答分析的部份，計算兩組每單元前測、後測與延宕測驗在各選項填答的人 數及其所佔的百分比，並就 10%以上的選項進行說明。
2. 科學概念反應分析
反應分析的部份，計算兩組概念問卷第一層(First tier, FT)、第二層(Second tier, ST)與雙層的答對率，答對率是以答對人數除以總人數；接著再以 FT 答對率扣除 ST 答對率計算出 FT/ST 差；而符合第一層與第二層選項答對率都達 75％，代表 學生該題概念學習情形良好，沒有另有概念（林素華與劉燿誠，2010）。
3. 科學概念得分情形
在得分情形的部份，概念題目為二階層題目，若兩層皆答對者給 2 分，答對 一層給 1 分，答案錯誤但答題組合正確者給 1 分，全錯者不給分。其中答案錯誤
在得分情形的部份，概念題目為二階層題目，若兩層皆答對者給 2 分，答對 一層給 1 分，答案錯誤但答題組合正確者給 1 分，全錯者不給分。其中答案錯誤