本節討論學生在不同認知領域下的理化試題答對率差異，包括選 擇題和非選擇題答對率，以及學生在不同認知領域下的理化非選擇題 空白率差異。因為此處想比較的是同一名學生在不同認知領域下的答 題差異，故使用的分析方法為重複量數設計下的平均數差異考驗。
一、不同認知領域下的理化試題答對率
表 4-4-1 為對於不同認知領域下的理化試題答對率進行重複量 數單因子變異數分析的結果。F 值為 160.145，達到.05 的顯著水準，
顯示學生在不同認知領域下的理化試題答對率達顯著差異，可以進一 步進行事後比較。
此處採用 LSD 事後比較法，結果顯示學生在「事實性知識」領域 表現最好，在「推理與分析」領域表現最差，與吳琪玉（2005）提到 在不同認知領域下的 TIMSS 1999 及 TIMSS 2003 理化趨勢題表現相符。
表 4-4-1 不同認知領域下理化試題答對率的重複量數單因子變異數分析
認知領域 推理與分析 概念性理解 事實性知識
理化試題答對率 .630 .662 .719
重複量數 ANOVA
變異來源 平方和 自由度 均方和 F 值
組間 21.387 2 10.694
區組間 575.043 3601 .160 組內
殘差 480.910 7202 .067
160.145*
事後比較（LSD 法）：1＜2＜3
（1）推理與分析（2）概念性理解（3）事實性知識
*p＜.05
二、不同認知領域下的理化選擇題答對率
表 4-4-2 為對於不同認知領域下的理化選擇題答對率進行重複 量數單因子變異數分析的結果，因違反球面假設，故使用 Greenhouse
-Geisser 的下限修正調整考驗來修正自由度。F 值為 13.435，達到.05 的顯著水準，顯示學生在不同認知領域下的理化選擇題答對率達顯著 差異，可以進一步進行事後比較。
此處採用 LSD 事後比較法，結果顯示學生在「事實性知識」領域 表現最好，在「概念性理解」領域卻表現最差，但「概念性理解」與
「推理與分析」領域表現相近，並沒有顯著差異。
表 4-4-2 不同認知領域下理化選擇題答對率的重複量數單因子變異數分析
認知領域 推理與分析 概念性理解 事實性知識
理化選擇題答對率 .683 .672 .708
重複量數 ANOVA
變異來源 平方和 自由度 均方和 F 值
組間 2.183 1 2.183
區組間 529.096 3155 .168 組內
殘差 512.615 3155 .162
13.435*
事後比較（LSD 法）：1,2＜3
（1）推理與分析（2）概念性理解（3）事實性知識
*p＜.05
三、不同認知領域下的理化非選擇題答對率
表 4-4-3 為對於不同認知領域下的理化非選擇題答對率進行相 依樣本 t 考驗的結果，非選擇題僅涵蓋「推理與分析」與「概念性理 解」兩個領域，此二領域的答對率之相關係數值為.338，呈低度正相 關。t 值為-21.910，達到.05 的顯著水準，顯示在不同認知領域下的 理化非選擇題答對率達顯著差異，學生在「概念性理解」的表現優於 在「推理與分析」領域的表現，相差 15%以上。
表 4-4-3 不同認知領域下非選擇題答對率的相依樣本 t 考驗
成對樣本相關 認知領域 平均答對率 人數 標準差 平均數的標
準誤 相關 顯著性 推理與分析 .4209 3587 .36064 .00602
概念性理解 .5797 3587 .39306 .00656
.338 .000
成對樣本檢定
數值 自由度 顯著性（雙尾）
t 考驗 -21.910* 3586 .000
有效觀察值個數 3587
*p＜.05
四、不同認知領域下的理化非選擇題空白率
表 4-4-4 為對於不同認知領域下的理化非選擇題空白率進行相 依樣本 t 考驗的結果，「推理與分析」和「概念性理解」兩個領域的 空白率之相關係數值為.473，呈中度正相關。t 值為-3.304，達到.05 的顯著水準，顯示在不同認知領域下的理化非選擇題空白率達顯著差 異，學生在「概念性理解」的選擇題空白率高於在「推理與分析」領 域的空白率。
表 4-4-4 不同認知領域下非選擇題空白率的相依樣本 t 考驗
成對樣本相關 認知領域 平均空白率 人數 標準差 平均數的標
準誤 相關 顯著性 推理與分析 .0897 3587 .22171 .00370
概念性理解 .1036 3587 .26475 .00442
.473 .000
成對樣本檢定
數值 自由度 顯著性（雙尾）
t 考驗 -3.304* 3586 .001
有效觀察值個數 3587
*p＜.05
五、小結與討論
整體而言，學生在「事實性知識」領域表現最佳，而在「推理與 分析」領域表現最差，許多研究也歸結出台灣地區學生在高階的推理 分析能力上差人一等（劉佳容，2002；張翠萍，2007；吳琪玉，2005）。 楊榮祥（1992）和侯怡如（2003）認為學生在台灣的考試文化下，造 成死記原理及公式定律，只求快速的解題技能，而無法深入思考理 解，沒有能力融合統整科學知識而造成推理表現低落。但有趣的是雖 然學生在「推理與分析」領域的非選擇題答對率較差，但在此領域的 非選擇題空白率卻低於「概念性理解」領域。這表示即使學生推理能 力不佳，但碰到這類問題時仍樂意嘗試，顯示這類型的題目對於學生
來說反而較容易作答，或學生可以依題目所提供的條件猜想答案，即 使作答結果通常是錯誤的情況較多。相較之下，學生在碰到「概念性 理解」類型的題目時，若題目概念是未曾學習過的或不熟悉的，便會 直接放棄。