資料蒐集與分析

本研究所收集之資料包含：科學探究能力數位評量前、後測分數、POEI 實驗設計活 動學習單、學習感受問卷以及個別晤談紀錄。以量化與質性的方式分析學生在實施教學 前後的科學探究能力改變情形，以及實驗組學生接受 POE-Inquiry 教學策略後的學習感 受。茲將研究資料的分析方法說明如下：

一、 量化資料處理

將資料收集完成後，進行批改，建成電子檔(Excel 2010)，再以 SPSS 22.0 統計軟 體進行統計分析，本研究所有的統計分析的顯著水準(α)定為.05。茲將本研究之研究 問題與統計方法整理成表 3-5-1。各研究工具之分析方法分述如下：

表 3-5-1：本研究之研究問題與統計方法對照表

研究問題 統計方法

比較實驗組與控制組學生，在「科學探究 能力數位評量」整體表現差異為何？

成對樣本t 檢定 ANCOVA 共變數分析 單因子變異數分析(單向 ANOVA) 比較實驗組與控制組學生，在「科學探究

能力數位評量」各能力向度上的表現差異 為何？

成對樣本t 檢定

探討實驗組學生在 POEI 實驗設計活動學 習單上，所呈現之科學探究能力的改變情 形為何？

描述性統計 成對樣本t 檢定

質性分析 探討實驗組學生，在實施 POE-Inquiry 教

學策略後的學習感受為何？

描述性統計 獨立樣本t 檢定

單因子變異數分析(單向 ANOVA)

(一)、 科學探究能力數位評量前後測

科學探究能力數位評量共 31 子題，每一子題對應一個科學探究能力，每一題經

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評分後再換算成高能力 2 分、中能力 1 分、低能力 0 分，試題總分為 62 分。各能 力題數與總分分配表如表 3-5-2 所示。經評分後再進行 1.實驗組與控制組在科學探 究能力數位評量總分前、後測分析、比較。2.實驗組與控制組在科學探究能力數位 評量各分項能力前、後測分析、比較。

表 3-5-2：科學探究能力數位評量之各能力題數與總分分配表

能力別 題數 總分 能力別 題數 總分 能力別 題數 總分 能力別 題數 總分 提問能力 9 18 設計能力 8 16 分析能力 5 10 解釋能力 9 18 提出問題 3 6 選擇變因 3 6 組織資料 3 6 提出主張 3 6 辨識問題 3 6 流程規劃 3 6 資料轉化 2 4 運用證據 3 6

產生預測 3 6 誤差控制 2 4 產生推理 3 6

＊總題數 31 題，總分 62 分

(二)、 POEI 實驗設計活動學習單

POE-Inquiry 教學策略共實施三單元，每一單元施予兩次的 POEI 實驗設計活動 學習單書寫，取教學過程中之第一次(第三章：聲音的反射)及第六次(第五章：熱 的傳播方式)之 POEI 實驗設計活動學習單作為分析目標。學習單之各能力評分項目 為：提出問題、選擇變因、流程規劃、產生預測、資料轉化、提出主張、運用證據 及產生推理等八項，每項目評分達高能力得 2 分，中能力得 1 分，低能力得 0 分，

故總分為 16 分。由研究者及研究者校內的一位理化教師同事分別評分，再將兩人 的評分結果以 SPSS 22.0 進行評分者信度分析，得到Spearman 等級相關係數為 0.78

，表示評分結果具有評分者信度。

POEI 實驗設計活動學習單的評分標準，乃依據 TILE 團隊所定義之科學探究能 力分級標準(附錄一)進行評分。在分析能力—資料轉化項目，因八年級理化的教學 課程，學生目前所學習的單元中，教授資料轉化的方式是以將數據轉換成用表格方 式呈現為主，而將表格轉化成圖及方程式的教學較少，故將評分標準改為能夠以表 格方式呈現數據觀察紀錄為準，修改評分標準如下表 3-5-3 資料轉化項目所示。科 學探究能力數位評量中的資料轉化測驗題目，亦以評量表格解讀能力為主，未有解 讀圖或方程式的題目，故兩者的評量內容及評分標準仍是一致的。茲將 POEI 實驗 設計活動學習單評分標準與實例說明整理如表 3-5-3 所示：

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三、分析能力

資料轉化 實例說明

定義：能將數據以另一種表徵方式呈現變數間的關係

研究問題：不同材質的棒子是否影響熱的傳 播溫度？

2 分

能將數據以表格的方式來呈現 變數間的關係，且表格的項目內 容皆正確。

[以表格方式呈現數據][Sa27]

1 分

能將數據以表格的方式來呈現 變數間的關係，但表格的項目內 容不完整或是錯誤。

[表格項目內容不完整(未記錄初溫)][Sa28]

0 分

無法將數據以表格的方式來呈 現變數間的關係

[未以表格方式呈現數據][Sa05]

四、解釋能力

形成主張 實例說明

定義：針對研究的問題或現象，能歸納資料或辨識出資料的分佈趨勢，形成可測試的陳 述或論點。

研究問題：不同材質對回聲大小的影響？

2 分

做出一個正確且完整的主張。可區 辨出資料趨勢，並呈現變因間的關 係。

物體的硬度高，回聲的聲音就比較大。

[區辨資料趨勢](Sb17)

1 分 做出一個正確但不完整的主張，未 完整區辨出資料趨勢或呈現變因

因為障礙物的硬度不同，所以回聲大小也不 同。[未完整區辨出資料趨勢](Sb22)

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(三)、 學習感受問卷

於 POE-Inquiy 教學結束後一周內進行學習感受問卷調查，問卷第一部分採 Likert 五點量表方式填寫，填答選項分為「非常同意、同意、無意見、不同意、非 常不同意」等五種填答方式，分別計分為 5 分、4 分、3 分、2 分、1 分。再依據學 生作答結果，以 SPSS 22.0 進行描述統計方式分析作業，定義本問卷每題大於 3 分 者，即表示對 POE-Inquiry 教學策略有正向評價；反之，小於 3 分者，表示對 POE- Inquiry 教學策略有負向評價。再以學生在科學探究能力數位評量前測成績區分之 高、中、低分組學生之學習感受問卷作答結果，進行單因子變異數分析(單向 ANOVA)，

並進行 Scheffe 事後比較，藉此了解不同組別學生，對 POE-Inquiry 教學策略之學 習感受是否有所差異。

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二、 質性資料處理

(一)、 POEI 實驗設計活動學習單

取第一次(第三單元-聲音的反射)，以及第六次(第五單元-熱的傳播方式) 之 POEI 實驗設計活動學習單，以 TILE 團隊定義之科學探究能力標準進行評分，

再依據學習單分項內容進行各項能力之質性分析。

(二)、 學習感受問卷

將學生在學習感受問卷第二部分開放性問答之作答結果，分類、整理，建 立成檔，再進行質性分析。

(三)、 晤談

將與學生晤談逐字稿錄音檔先建立成電子資料檔，再和學習感受問卷一同 進行瞭解學生對 POEI 教學策略學習感受的質性分析。晤談記錄編碼方式如 下：

1. 教師編碼代號：T。

2. 學生編碼第一碼為英文字母：S。

3. 學生編碼第二碼為小寫英文字母 a 或 b，表示實驗組之不同班級。

4. 學生編碼第三、四碼為數字，代表受試學生流水號，從 01 至 29。

5. 學生編碼第五碼為大寫英文字母，代表學生在科學探究能力數位評量前測 分組，A 表示該學生屬於高分組；B 表示該學生屬於中分組；C 該學生屬於 表示低分組。

6. 學生編號示例：Sa08A—實驗組 a 班學生，編號 08，該生科學探究能力數位 評量前測表現屬於高分組學生。

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