第四章 研究結果與討論
第三節 高低先備知識與高低問題解決有效性能力在不同想像力層次的生物與理化
本節主要目的在於比較高低先備知識與高低問題解決有效性能力在不同想 像力層次的問題解決活動中之解題差異分析，針對其連結之科學概念、產生方法 之解釋及產生之可行方法進行分析比較。將學生依照科學概念測驗成績前 30%
的學生分為高成就學生，成績後 30%的學生分為低成就學生。依據研究問題三「高 低先備知識與高低問題解決有效性的學生在仰賴想像力與不仰賴想像力的問題 解決活動之解題差異」進行分析與討論，並在下列呈現描述性統計與推論性統計 之分析結果。其結果分析如下。
一、高低先備知識與高低問題解決有效性在不仰賴想像力問題解決活動差異分析 為了瞭解高低先備知識的學生與高低問題解決有效性的學生在仰賴想像力 與不仰賴想像力的問題解決活動的成效差異為何，將其在兩種不同的問題解決活 動期間所連結之「科學概念」、對於產生方法之「解釋」及所產生之「可行方法」
分別給予計分。並進行描述性統計及推論性統計分析。
推論性統計以學生的科學概念測驗分為高成就（11 人）與低成就（11 人）
兩組，並依照其問題解決有效性成績分為高低兩組，以「科學概念測驗成績組別」
及「問題解決有效性成績組別」為自變項，依變項為不仰賴想像力之生物及理化 問題解決活動之「連結概念分數」、「解釋分數」及「可行方法分數」，分別進行
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二因子單變量變異數分析（two factor ANOVA）。敘述性統計和推論性統計之二 因子單變量變異數分析結果如表 4-3-1 及 4-3-2。 決活動的連結概念（F=24.25, p<.001）、解釋（F=57.36, p<.001）及方法（F=25.15, p<.001）等三項皆達到顯著性差異。而高低問題解決有效性能力的學生在連結概
念、解釋及方法上皆無顯著性差異，且先備知識高低與問題解決能力有效性兩者 之間的交互作用未達顯著。因此可推論先備知識確實會影響學生在解決不仰賴想 像力之生物問題差異之因素。
表 4-3-2 不仰賴想像力理化問題解決敘述性統計及推論性統計二因子（科學概念 變量變異數分析（two factor ANOVA）。敘述性統計和推論性統計之二因子單變 量變異數分析結果如表 4-3-3 及 4-3-5。
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表 4-3-3 仰賴想像力生物問題解決之敘述性統計及推論性統計二因子（科學概念 測驗組別及問題解決有效性組別）單變量變異數分析表：連結概念、解釋、方法
項目 分組 N Mean SD F. p. Post-hoc
連結概念
科學概念成績 高 11 5.91 1.70 10.26*** .005 高>低 低 11 3.45 1.57
問題解決 有效性成績
高 12 5.25 2.05 1.56 .228 低 10 4.00 1.89
交互作用 1.93 .181
解釋
科學概念成績 高 11 3.55 1.92 6.59** .019 高>低 低 11 1.64 1.21
問題解決 有效性成績
高 12 2.92 2.15 0.40 .538 低 10 2.20 1.40
交互作用 3.32* .085
方法
科學概念成績 高 11 2.64 0.67 0.33 .570 低 11 2.45 0.69
問題解決 有效性成績
高 12 2.50 0.67 0.18 .680 低 10 2.60 0.70
交互作用 1.28 .272 註：*p<0.1, **p<0.05, ***p<0.01
由表 4-3-3 的結果顯示，高低先備知識的學生在仰賴想像力之生物問題解決 活動的連結概念（F=10.26, p=.005）及解釋（F=6.59, p=.019）等達到顯著性差異，
但在方法上未達顯著性差異。而高低問題解決有效性能力的學生在連結概念、解 釋及方法上皆無顯著性差異，但先備知識高低與問題解決有效性兩者之間在解釋
（F=3.32, p=.085）部分交互作用達顯著性差異。因此在下列呈現兩者之間的單 純主要效果檢驗（one factor ANOVA），如表 4-3-4。
表 4-3-4 科學概念測驗及問題解決有效性在仰賴想像力之生物問題解釋項度之單
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活動的連結概念解釋（F=4.57, p=.047）達顯著性差異，而高低問題解決有效性 能力的學生在連結概念、解釋及方法上未達顯著性差異。且先備知識高低與問題 解決能力有效性兩者之間的交互作用均未達顯著性差異。因此可推論先備知識為 影響學生在仰賴想像力的理化問題之連結概念之因素。
三、小結
由研究結果可推論在科學概念測驗上為高成就的學生，除了在仰賴想像力的 理化問題外，無論在不仰賴想像力或仰賴想像力的生物與理化問題解決活動中，
其連結概念與解釋都優於低成就的學生，雖然在仰賴想像力生物問題的方法上未 達顯著。但就質性資料（表 4-7-1）我們仍可看出高成就的學生在連結關係遠的 概念數量上較低成就的學生來的多（18>0），且在解釋正確關係遠部分數量也較 多（4>0）。
而問題解決有效性能力則無論在不仰賴想像力或仰賴想像力的活動解題上，
在連結概念、解釋及方法上皆無顯著差異，而問題解決有效性能力與科學概念成 績在仰賴想像力的生物問題解釋項度出現交互作用，但經過單純效果檢驗後即可 發現影響學生解決問題的主要因素在於科學概念測驗。因此可推論若要成凾的解 決科學問題，先備知識的重要性遠高於問題解決能力。這點在高先備知識的學生 在連結概念及解釋上多優異於低先備知識的學生得以印證。