資料處理與分析 資料處理與分析 資料處理與分析 資料處理與分析

第五節 第五節 資料處理與分析 資料處理與分析 資料處理與分析 資料處理與分析

本研究所蒐集的資料，主要分成五種處理方式來回應五個研究目的。第一部 份以「新-心智模式架構」分析各組成概念的關係與心智模型種類分佈之情形；

第二部份以「未經教學為前提」探討跨年級學生的心智模式是否具有一致性；第 三部份仍以「新-心智模式架構」探討不同建模教學對學生力學心智模式架構的 影響；第四部份以「MAAI」探討不同建模教學對學生建模能力的影響；第五部 份則以「統計軟體(SPSS)」的分析方法探討「三種建模教學」、「學生力學概念改 變的成效」與「學生建模能力」三者間的關係。在量化研究方面，五個部份均可 藉由編碼分析的數據與統計分析的方式，獲得豐富的研究結果¹⁷；在質性研究方 面，則需進一步以跨年級分組學生的晤談資料做彙整分析，補充解釋量化研究所 得的各項結果。茲將各部份資料處理與分析的方法敘述於下：

一 一 一

一、、、、以以以以「「「「新心智模式架構新心智模式架構新心智模式架構新心智模式架構」」」」分析各組成概念的關係與心智模型種類分佈之情形分析各組成概念的關係與心智模型種類分佈之情形分析各組成概念的關係與心智模型種類分佈之情形分析各組成概念的關係與心智模型種類分佈之情形 基於全體學生參與力學概念晤談測驗的結果，轉錄前測晤談的錄音內容，配 合「心智模式架構的分析編碼表(表 3-3-6)」，統計每個學生力學心智模式架構中 各組成概念的關係與心智模式種類分佈的情況。因此，這部份的資料處理將以量 化分析為主，並從跨年級分組學生各組成概念與心智模式的分佈情形，說明前測 晤談的分析結果。在統計分析方面，將配合相關統計的分析方法，探討新心智模 式架構中，「心智模式的來源」、「迷思預設」與「概念分類結果」三者間的關係。

二 二 二

二、、、、以以以以「「「「未經教學為前提未經教學為前提未經教學為前提未經教學為前提」」」」探討跨年級學生的心智模式是否具有一致性探討跨年級學生的心智模式是否具有一致性探討跨年級學生的心智模式是否具有一致性探討跨年級學生的心智模式是否具有一致性

如前所述，針對全體樣本前測、中測「未經教學前」的錄音內容，統計學生 力學心智模式架構中各組成概念的關係與心智模式種類分佈的情況。藉由跨年 級、跨組別的分析向度，探討學生力學心智模式的概念分佈與變化情況，藉以分 析心智模式一致性的有無。因此，這部份的資料處理亦以量化分析為主，從跨時

17 有關量化標準的部份，請參照本章第三節的研究工具。

間面向的觀點，綜合比較不同群組學生(如不同區段、不同建模教學學生)是否發 生概念改變的情形；若有，則需從學生個別晤談的質性資料做進一步的分析。

三 三 三

三、、、、以以以以「「「新「新新-心智模式架構新心智模式架構心智模式架構心智模式架構」」」」探討不同建模教學對學生力學心智模式架構的影響探討不同建模教學對學生力學心智模式架構的影響探討不同建模教學對學生力學心智模式架構的影響探討不同建模教學對學生力學心智模式架構的影響 如前所述，當全體樣本經歷三種建模教學後，針對他們在「中測與後測」的 錄音內容，統計學生力學心智模式架構中各組成概念的關係與心智模式種類分佈 的情況。同樣藉由跨年級、跨組別的分析向度，探討學生力學心智模式的概念分 佈與變化情況。因此，這部份的資料處理仍以量化分析為主，從進教學的面向，

綜合比較不同群組學生發生力學概念改變成效的差異情形，配合 t-test(考驗中測 與後測成績的差異)與 2-way ANOVA 的統計方式(年級與組別為固定變項，中測 成績為共變項，後測成績為依變項)，探討組間與年級間的差異情形；若無顯著 差異，則改由分組學生晤談的質性資料做進一步的分析與探討。

四四

四四、、、、以以以以「「「「MAAI」」」探討不同建模教學對學生建模能力的影響」探討不同建模教學對學生建模能力的影響探討不同建模教學對學生建模能力的影響 探討不同建模教學對學生建模能力的影響

以研究者自行設計的「三種建模教案(參見附錄二)」，分別針對跨年級的學 生進行教學；然後，藉由 MAAI 的理論架構所設計的「力學建模能力測驗」，分 析學生的建模能力；探討不同建模教學對學生建模能力的影響。以此分析面向，

一來可在教學的前後檢視學生的建模能力，二來亦可分析比較不同建模教學的效 益。因此，這部份的資料處理可分成量化與質性分析兩部分：在「量化方面」， 藉由 MAAI 清楚界定的指標，統計三種教學的學生，其建模能力的平均表現為 何種 Level，並由建模能力前後測的差異(t-test)，比較三種建模教學的優劣。在 資料處理方面，亦配合 2-way ANOVA 的統計方式(年級與組別為固定變項，前測 共變，後測依變)，探討組間與年級間的差異情形；若無顯著差異，則改質性資 料做進一步的分析與探討。在「質性方面」，研究者試圖從晤談的過程，探討學 生的建模能力是從三種教學中的哪個環節所獲得，藉以提供具體成效的例證。

五 五 五

五、、、、探討三種建模教學探討三種建模教學探討三種建模教學探討三種建模教學、、、力學概念改變成效、力學概念改變成效力學概念改變成效力學概念改變成效，，，與力學建模能力三者間的關係，與力學建模能力三者間的關係與力學建模能力三者間的關係 與力學建模能力三者間的關係 最後這個部份，在「量化分析方面」，將以 Kendall's tau 相關的統計方式，

分析不同建模教學，其力學概念改變的成效與力學建模能力之間的關係；並針對 跨年級、跨組別的方式探討相關係數值的演變趨勢。在「質性研究方面」，本研 究將從錄錄影資料中，推估學生正確的力學概念是從何段教學過程中所建立的，

配合「力學概念成效」與「力學建模能力」兩種量化的分數，分析三種建模教學 之所以能促進科學學習的主因，藉以提供教師或學生對於建模教學產生更多的認 識與理解。