第四節 第四節
第四節 酸鹼建模能力分析 酸鹼建模能力分析 酸鹼建模能力分析 酸鹼建模能力分析
本節旨在探討三組學生在不同教學模式下，對酸鹼建模能力提升的影響。首 先，利用變異數分析法(ANOVA)分析三組學生在酸鹼建模能力分析試題前測的 分數，以瞭解學生在教學前建模能力的差異。後測和延宕測則以前測為共變量，
採用共變數分析法(ANCOVA)，以探討三組學生在不同教學模式下建模能力提升 成效的差異。
一 一
一 一、 、 、 、建模能力分析試題 建模能力分析試題 建模能力分析試題 建模能力分析試題『 『 『前測 『 前測 前測』 前測 』 』分析 』 分析 分析 分析
為了瞭解『建模教學組』、『建模合作組』和『一般教學組』學生在教學前 酸鹼建模能力是否有所差異，將三組學生的酸鹼建模能力分析試題前測分數進行
變異數分析(ANOVA)，分析結果如表 4-4-1 所示。三組學生在前測成績的變異數 分析未達顯著差異F＝1.552，p＝.218＞.05，此結果顯示三組學生在教學前酸鹼建 模能力的差異性不大。
表 4-4-1『酸鹼建模能力』前測前測前測前測ANOVA分析
組別 分數(總分30分) 標準差 標準誤 F 顯著性 建模教學組(N＝28) 1.52 1.554 .294 1.552 .218 建模合作組(N＝32) 1.14 1.015 .179
一般教學組(N＝28) .98 .859 .162
*p＜.05
二 二 二
二、 、 、 、建模能力分析試題 建模能力分析試題 建模能力分析試題 建模能力分析試題『 『 『後測 『 後測 後測』 後測 』 』分析 』 分析 分析 分析
教學後對三組學生進行酸鹼建模能力分析試題後測，三組的後測分數以『建 模合作組』最高＝13.68 分；其次為『建模教學組』＝11.63 分；最低為『一般教 學組』＝6.51 分。分別將三組學生的前後測成績進行相依樣本 t 考驗，分析結果 如表 4-4-2 所示。由表之數據顯示，三組學生教學後在酸鹼建模能力上皆有顯著 進步。
表 4-4-2『酸鹼建模能力分析試題』前前前前測測測測 vsvsvs 後測vs後測後測後測相依樣本 t 考驗分析 組別 前測 後測 後-前 標準差 標準誤 t 顯著性 建模教學組
(N＝28) 1.52 11.63 10.11 5.197 1.084 9.326 .000***
建模合作組
(N＝32) 1.14 13.68 12.54 7.951 1.261 9.945 .000***
一般教學組
(N＝28) .98 6.51 5.53 6.533 1.096 5.049 .000***
*** p＜.001
為了排除前測成績對後測所造成的影響，以三組酸鹼建模能力分析試題的前 測成績為共變量，後測成績為依變量，進行共變數分析(ANCOVA)。分析結果顯 示組間效果的考驗達顯著差異 F＝9.545，p＜.001，表示不同的教學模式會影響學 生建模能力的表現。
接著進一步對三組後測成績進行事後比較，以探討兩兩之間的差異性，分析 結果如表 4-4-3 所示。研究結果顯示三組間的後測成績皆達顯著差異，兩實驗組 中以『建模合作組』表現較佳，『建模合作組』的表現亦較『建模教學組』更顯 著優於『一般教學組』。
表 4-4-3『酸鹼建模能力分析試題』前前前前測測測測 vsvsvs 後測vs後測後測後測 ANCOVA 事後比較分析 組別 平均數差異(前組-後組) 標準誤 顯著性 建模教學組 vs 建模合作組 -3.15 1.549 .045*
建模教學組 vs 一般教學組 3.56 1.612 .030*
建模合作組 vs 一般教學組 6.72 1.537 .000***
*p＜.05 ** p＜.01 *** p＜.001
三 三
三 三、 、 、 、建模能力分析試題 建模能力分析試題 建模能力分析試題 建模能力分析試題『 『 『延宕測 『 延宕測 延宕測』 延宕測 』 』分析 』 分析 分析 分析
教學後三週對三組學生進行建模能力分析試題延宕測，分別將三組學生的前 測、延宕測成績進行相依樣本 t 考驗分析，如表 4-1-4 所示。此結果顯示三組學 生在教學經過一段時間後，其建模能力較教學前仍有顯著進步。
表 4-4-4『建模能力分析試題』前測前測前測前測 vsvsvs 延宕測vs延宕測延宕測延宕測相依樣本 t 考驗分析
組別 前測 延宕測 延宕-前 標準差 標準誤 t 顯著性 建模教學組
(N＝28) 1.52 14.22 12.70 5.197 .982 12.934 .000***
建模合作組
(N＝32) 1.14 15.60 14.47 7.951 1.406 10.291 .000***
一般教學組
(N＝28) 0.98 9.11 8.13 6.533 1.235 6.584 .000***
*** p＜.001
為了排除前測成績對延宕測所造成的影響，以三組的前測成績為共變量，延 宕測成績為依變量，進行共變數分析(ANCOVA)，並對三組延宕測成績進行事後 比較，以探討兩兩之間的差異性，分析結果如表 4-4-5 所示。研究結果顯示兩實 驗組延宕測的表現皆顯著優於控制組，其中又以『建模合作組』表現較佳。而兩 實驗組間的表現未達顯著，將於下一節對各建模歷程建模能力作進一步分析。
表 4-4-5 『建模能力分析試題』前前前測前測測 vs測vsvsvs 延宕測延宕測延宕測 ANCOVA 事後比較分析 延宕測 組別 平均數差異(前組-後組) 標準誤 顯著性 建模教學組 vs 建模合作組 -2.50 1.661 .136 建模教學組 vs 一般教學組 3.53 1.729 .044*
建模合作組 vs 一般教學組 6.04 1.649 .000***
*p＜.05 ** p＜.01 *** p＜.001
四 四 四
四、 、 、 、小結 小結 小結 小結
綜合上述分析，將三組學生在酸鹼建模能力診斷測驗前、後、延宕測資料整 理如表 4-4-6，其所對應的圖形如圖 4-4-1 所示。
表 4-4-6 三組建模能力前前前、前、、後、後後、後、、延宕測、延宕測延宕測平均分數與標準差 延宕測
前測(總分=30) 後測(總分=30) 延宕測(總分=30) 組別
分數 標準差 分數 標準差 分數 標準差 建模教學組(N=28) 1.52 1.554 11.63 6.595 14.22 5.948 建模合作組(N=32) 1.14 1.015 13.68 7.579 15.60 8.378 一般教學組(N=28) 0.98 0.859 6.51 6.02 9.11 6.894
0 5 10 15 20 25 30
前測 後測 延宕測
平均分數 建模教學組(N=28)
建模合作組(N=32) 一般教學組(N=28)
圖 4-4-1 三組建模能力前前前前、、、後、後後、後、、延宕測、延宕測延宕測平均分數 延宕測
教學前，三組學生在酸鹼建模能力測驗的表現相近，無顯著差異。在教學後 及教學三週後，三組學生後測及延宕測的表現和前測比較之下，皆有顯著進步 ( p＜.001)。可見三種教學方式對於學生酸鹼建模能力的提升，皆有一定的教學成 效。
在組別間的比較上，兩種建模教學(實驗組)在教學後的後測及延宕測表現，
都顯著優於一般教學(控制組)。可見透過建模教學，對於學生建模能力的提升上 有正向的幫助，能有效促進學生對科學概念的理解，並運用模型去推理、解釋現 象。在兩實驗組間的比較上，『建模合作組』後測的表現優於『建模教學組』，且 達顯著差異(p＜.05)，延宕測後在三組間仍然保有最佳表現。
『建模合作組』與『建模教學組』的差異之處在於『建模合作組』教學過程 中，除了建立學生模型的概念之外，也讓學生藉由分組討論的方式表達自己的想
法，主動建構和修正模型。Ainsworth(2008)亦認為，教學中若學生能被允許建立 他們擁有的心智表徵並公開呈現，將可對目標物(target)的現象和過程產生更好的 理解。由此可知，教學過程中教師若能適度地分配一些時間，提供學生表達想法 的機會，據此修正概念，能讓建模教學發揮更大的功效。