資料處理與分析

一、 雙層診斷測驗結果分析

1. 分析每題各選項在教學前與教學後的填答比例，並依照雙層填答 結果分為四類：

(1) (＋，＋)表示「現象」、「理由」均答對。

(2) (＋，－)表示「現象」答對、「理由」答錯。

(3) (－，＋)表示「現象」答錯、「理由」答對。

(4) (－，－)表示「現象」、「理由」均答錯。

2. 依據各子概念在教學前後雙層填答分類結果，探討學生學習各子 概念的難易程度。

二、 學習成就表現(答對率)

1. 雙層診斷測驗共 13 題，每題第一層與第二層全對可得 2 分，第一 層答對、第二層答錯可得 1 分，其餘不給分，計算每個人在 13 題 的得分，並除以滿分 26 分，即可得到答對率，以百分比表示。針 對各子概念，分別計算各子概念得分，並除以各子概念滿分，即 可得到各子概念之答對率。

2. 利用 SPSS 進行成對相依樣本 t 考驗，為組內比較，個別比較每一 組學生前測、後測、延宕測驗之間是否有進步的關係。

3. 利用 SPSS 進行成對獨立樣本 t 考驗，為組間比較，比較實驗組與 控制組的前測是否達顯著差異，在兩組前測無顯著差異下，再對 後測、延宕測驗進行成對獨立樣本 t 考驗，比較不同的教學法對 於兩組學習光學概念的學習成就是否有不同的影響。

三、 正確性與一致性的表現

1. 雙層診斷測驗共 13 題，分別對應光學各子概念，其內容為「光與 視覺」部分有 3 題，「光的本質」部分有 4 題，「光的反射」部分 有 4 題，「光的折射」部分有 2 題，將第一層與第二層皆對的答對 題數除以總題數 13 題，即可得到正確性分數，以小數表示。

2. 除在光的本質部分有單一概念的 1 題外(前測第 2 題)，其餘 12 題中，每 2 題皆對應同樣解釋的題目(見表 3-4-3)，以相同的解 釋來解答時，即代表具有一致性，可得 1 分，將使用一致解釋的 總得分除以最高可能得分 6 分(2 題 1 組，共 6 組)，即可得到一 致性分數，以小數表示。

3. 將各組前、後與延宕測驗之正確性與一致性得分利用 SPSS 進行相 依樣本 t 考驗，檢驗學生在前後測是否有明顯進步。

4. 依據正確性與一致性的結果，將學生分為四類，正確性全對為 13 題，取中位數為 7 題，除以總題數 13，將 0.53 定為正確性的分 界值；一致性最高得分為 6 分，取中位數為 3.5 分，除以最高得 分 6，將 0.58 定為一致性的分界值。若以橫軸表示正確性，以縱 軸表示一致性，四個象限分別代表不同類別，再去探討兩組在前 測、後測以及延宕測驗的分布情形，並且探討兩組教學前後的演 變情形是否有差異。

(1) 第一象限為正確性≧0.53 與一致性≧0.58 的學生歸類為科 學/科學有瑕疵的模式。

(2) 第二象限為正確性＜0.53 與一致性≧0.58 的學生歸類為一 致但不正確的模式。

(3) 第三象限為正確性＜0.53 與一致性＜0.58 的學生歸類為不 正確又不一致的模式，為混合模式。

(4) 第四象限為正確性≧0.53，一致性＜0.58 的學生歸類為正確 但不一致的模式。

四、 心智模式的類型與演變

1. 依照學生答題情形找出學生在各子概念的心智模式。

舉例：在「光與視覺」部分，共有八類心智模式，依照學生的答 題情形根據心智模式對應編碼表判斷學生的心智模式，如下表 3-5-1，學生若同時在第 2 題理由選答(1)、第 7 題理由選答(3)，

以及在第 12 題理由選答(2)，表示除了了解光與視覺的關係外，

也清楚光的正確路徑，即判定學生具有科學模式；若學生同時在 第 2 題理由選答(2)、第 7 題理由選答(3)，以及在第 12 題理由選 答(2)，表示學生雖了解光與視覺的關係以及光的正確路徑，但卻 認為在黑暗中也能產生視覺，因此判定學生具有接近科學但有些 為錯誤的科瑕模式，其他模式以此類推。

表 3-5-1 「光與視覺」心智模式編碼表

2. 分析學生在各子概念前測、後測與延宕測驗的心智模式分布狀況。

3. 探討兩組學生在各子概念教學前後心智模式的演變途徑。

五、 建模能力晤談結果

1. 晤談樣本代碼：本研究第一碼分別以 E、C 代表實驗組與控制組，

第二碼分別以 H、A、L 代表高成就水準、中成就水準和低成就水 準，第三碼以 B、G 表示男生、女生，第四、五碼表示流水號。

2. 晤談資料的轉錄：每位學生晤談時間約 15~25 分鐘，個別晤談後 將錄音帶內容轉成逐字稿，並排除資料中無關於研究的對話，除 此之外，儘可能保持學生回答的原來字句。

3. 依據建模能力分析指標(修改自邱美虹團隊的建模能力分析指 標，見表 3-5-2)，分別在五個建模歷程依照特性判定學生的建模 能力，判定層次共為 Level 0 ~Level 5，即依照層次給予相等分 數，如 Level 0 不給分、Level 1 給 1 分。

舉例:

-學生(EA07)在模型選擇的回答：「手電筒要照到他的全身，鏡子 就是擺在前方……就是光要照到物體，那他才可以看到他所要看 到的物體……」，因為在回答中並未提到相關的反射定律，只有提 到手電筒以及鏡子兩個相關因素，因此判斷此學生在模型選擇部

分建模能力為 level 2，因此學生在模型選擇的能力為 2 分。

-學生(EH06)在模型建立的回答：「光一直往四面八方前進，然後 碰到障礙物會反射回來，然後反射中間有一條法線，然後反射角 跟入射角會完全一樣……」，因為在回答中用到反射定律來解釋現 象，並了解入射角、反射角之間的延伸關係，因此判斷此學生在 模型建立部分建模能力為 level 4，因此學生在模型建立的能力 為 4 分。

4. 探討各組高、中、低成就樣本在不同建模歷程的建模能力表現。

5. 比較兩組高、中、低成就分樣本的建模能力表現是否有差異。

表 3-5-2 光學建模能力答案分析對應表

Level 0 Level 1 Leve 2 Level 3 Level 4 Level 5

六、 學習情意問卷的感受

1. 分析兩組學生在學習情意問卷的填寫結果。

2. 採用李克氏量表五分制(非常同意 5 分、同意 4 分、沒有意見 3 分、不同意 2 分、非常不同意 1 分)來計算平均得分，以了解學生 的偏向。

3. 對於開放式的部分，則進行意見統計與分析整理，作為教學與教 材改進的意見。