第四章 研究結果與討論
第一節 數位論證學習課程測驗之成效分析
本節將針對實驗組與對照組在理化二階層概念測驗、主題相依論證能力測驗與 科學推理測驗在不同教學模式下表現的差異，以及三份能力測驗間的相關性逐一討論。
一、概念建構之成效分析
此部分乃回答研究問題一：「不同的教學模式(實驗組－數位論證學習課程、對照組
－傳統學習課程)對學習者在科學概念的建構有何差異？」進而以敘述性統計與推論性 統計呈現其結果。
(一) 理化二階層概念測驗之敘述性統計分析
針對教學模式(實驗組、對照組) 的理化二階層概念測驗成績(前測、後測)進行敘述 性統計分析，結果如表4-1-1。
表 4-1-1 理化二階層概念測驗之敘述性統計分析
前測 後測 後測-前測
N M SD M SD 平均差
實驗組 75 12.15 6.50 20.87 7.23 8.72 對照組 76 12.47 6.48 17.72 9.85 5.25
由表4-1-1 顯示實驗組與對照組於後測成績上明顯高於前測成績，且前後測平均差 呈現實驗組(8.72)比對照組(5.25)學生高，因此由表 4-1-1 顯示實驗組教學成效優於對照 組。以理化二階層概念前測成績進行兩組的同質性假設之檢定Leven 統計量
F(1,150)=0.00，p=0.990，未違反同質性假設，表示兩組樣本沒有顯著差異。
(二) 理化二階概念測驗之推論統計分析
將「教學模式」變項進行單因子共變數分析(One-way ANCOVA)。資料分析時，以
「教學模式」為自變項，共變量為「理化二階層概念前測成績」，依變項分別為「理化 二階層概念後測」，呈現於表4-1-2。
表 4-1-2 教學模式對理化二階層概念測驗之共變數分析
變異來源 SS df MS F 事後比較
共變量（前測成績） 135.87 1 135.87 1.83
組間 361.33 1 361.33 4.86* 實驗組>對照組 組內（誤差） 11012.00 148 74.41 (p=.029)
全體 11509.2 150
*p<.05, **p<.01, ***p<.001
根據表 4-1-2, F(1,148)=4.86 , p=0.029，且事後比較顯示實驗組優於對照組且達顯著 性即「數位論證學習課程」概念建構效果較「傳統學習課程」佳，結果支持研究假設1-1
「不同教學模式學生的科學概念的建構 (後測)達顯著差異」。
二、論證能力學習之成效分析
此部分針對研究問題二：「不同的教學模式(實驗組－數位論證學習課程、對照組－
傳統學習課程)對學習者在主題相依論證能力有何差異？」進而以敘述性統計與推論性 統計呈現其結果。
(一)主題相依論證能力測驗之敘述性統計分析
針對教學模式(實驗組、對照組) 的主題相依論證能力測驗成績(前測、後測)進行敘 述性統計分析，結果如表4-1-3。
表 4-1-3 論證主題相依能力之敘述性統計分析
前測 後測 後測-前測
N M SD M SD 平均差
實驗組 75 8.77 5.93 10.71 6.64 1.94 對照組 68 3.43 4.81 4.90 5.15 1.47
由表4-1-3 顯示實驗組與對照組於後測成績上明顯高於前測成績，且前後測平均差 呈現實驗組(1.94)比對照組(1.47)學生高，因此由表 4-2-1 顯示實驗組論證能力成長優於 對照組。然而因實驗組在前置訓練後才進行前測，因此前測成績明顯大於對照組，因此 進行單因子變異數分析。
(二)主題相依論證能力測驗之推論統計分析
將教學模式變項進行單因子共變數分析(One-way ANCOVA)。資料分析時，以「教 學模式」為自變項，共變量為「主題相依論證能力前測成績」，依變項分別為「主題相 依論證能力後測」。顯示同質性假設之檢定Leven 統計量 F(1,141)=8.17，p=0.005，違反 同質性假設，表示兩組樣本具有明顯差異，其共變數分析摘要表呈現於表4-1-4。
表 4-1-4 教學模式對主題相依論證能力之共變數分析
變異來源 SS df MS F 事後比較
共變量（前測成績） 1589.15 1 1589.15 64.59***
組間 179.06 1 179.06 7.28** 實驗組>對照組 組內（誤差） 3444.68 140 24.61 (p=.008)
全體 5212.89 142
*p<.05, **p<.01, ***p<.001
由上表得知F(1,140)=7.28 , p=0.008，且事後比較顯示實驗組優於對照組且達顯著 性，即「數位論證學習課程」主題相依論證能力成長較「傳統學習課程」多，結果支持 研究假設2-1 「不同教學模式學生的主題相依論證能力 (後測)達顯著差異」。
三、科學推理能力學習之成效分析
此部分乃回答研究問題三：「不同的教學模式(實驗組－數位論證學習課程、對照組
－傳統學習課程)對學習者在科學推理能力有何差異？」進而以敘述性統計與推論性統 計呈現其結果。
(一) 科學推理測驗之敘述性統計分析
針對教學模式(實驗組、對照組) 的科學推理測驗成績(前測、後測)進行敘述性統計 分析，結果如表4-1-5。
表 4-1-5 科學推理測驗之敘述性統計分析
前測 後測 後測-前測
N M SD M SD 平均差
實驗組 70 3.99 2.06 4.61 2.29 0.62 對照組 74 2.72 2.24 3.20 2.48 0.48
由表4-1-5 顯示實驗組與對照組於後測成績上明顯高於前測成績，且前後測平均差 呈現實驗組(0.62)比對照組(0.48)學生高，因此由表 4-3-1 顯示實驗組教學成效優於對照 組。以科學推理前測成績進行兩組的同質性假設之檢定Leven 統計量 F(1,147)=0.932，
p=0.336，未違反同質性假設，表示兩組樣本沒有顯著差異。
(二) 科學推理測驗之推論統計分析
將教學模式變項進行單因子共變數分析(One-way ANCOVA)。資料分析時，以「教 學模式」為自變項，共變量為「科學推理測成績」，依變項為「科學推理後測」。顯示同 質性假設之檢定Leven 統計量 F(1,142)=1.38，p=0.242，未違反同質性假設，表示兩組
樣本沒有明顯差異，其共變數分析摘要表呈現於表4-1-6。
表 4-1-6 教學模式對科學推理測驗之共變數分析
變異來源 SS df MS F 事後比較
共變量（前測成績） 47.01 1 47.01 8.68**
組間 38.01 1 38.01 7.02** 實驗組>對照組 組內（誤差） 763.54 141 5.415 (p=.009)
全體 848.56 143
*p<.05, **p<.01, ***p<.001
由表 4-1-6 得知 F(1,141)=7.02 , p=0.009，且事後比較顯示實驗組優於對照組且達顯 著性，即「數位論證學習課程」概念建構效果較「傳統學習課程」佳，結果支持研究假 設3-1「不同教學模式學生的科學推理能力(後測)達顯著差異」。
四、相關分析
為了解理化二階層概念、主題相依論證能力與推理能力間是否有相關，因此進行理 化二階層概念測驗、主題相依論證能力測驗與推理能力測驗的前測與後測六組資料的相 關(Correlation)分析。然因對照組不似實驗組同時進行論證與概念學習活動，對照組只有 進行概念教學，可能影響分析結果，因此僅以實驗組的資料進行分析，結果如表 4-1-7。。
表 4-1-7 實驗組概念、論證與推理相關表
概念前 論證前 推理前 概念後 論證後 推理後
概念前 --
論證前 .44** --
推理前 .46** .46** -- 概念後 -.17 -.05 -.04 --
論證後 .57** .48** .36** -.34** --
推理後 -.23 -.01 -.17 .04 -.12 --
由表4-1-7 可得知論證後測分別與概念前測、論證前測、推理前測進行相關分析，
結果顯示相關系數分別為0.57、0.48、0.36 的相關，其中論證後測與概念前測以及論證 後測與論證前測為中度相關，論證後測與推理前測為低度相關。因此進一步進行逐步迴 歸分析(Stepwise Multiple Regression)。分析時以論證後測為依變數，概念前測、論證前 測、推理前測為自變數，分析結果如表4-1-8。
表 4-1-8 論證後測逐步迴歸分析摘要表 論證後測 標準化係數
(Beta 分配) R R2 t p
概念前測 .41 .54 .29 3.92*** .000 論證前測 .31 .07 .08 2.95** .004
*p<.05, **p<.01, ***p<.001
根據表 4-1-8 ，概念前測預測論證後測的標準化係數為 0.41, t=3.92, p=0.000 達顯 著，表示概念前測越高，論證後測越高。R2=0.29，表示概念前測對論證後測的預測力 為29%。論證前測預測論證後測的標準化係數為 0.31, t=2.95 , p=0.000 達顯著，表示論 證前測越高，論證後測越高。R2=0.08，表示論證前測對論證後測的預測力為 8%。而推 理前測成績的解釋力則未達顯著，所以在逐步分析中此變項遭剔除。此反映論證能力與 概念息息相關，若缺乏概念的支持則論證能力低。
五、小結
從理化二階層概念測驗進行單因子共變數分析，得知實驗組比對照組佳，即「數 位論證學習課程」概念建構效果較「傳統學習課程」好，結果支持研究假設1-1 「不同 教學模式學生的科學概念的建構 (後測)達顯著差異」。從主題相依論證能力測驗發現實 驗組學習成效優於對照組且達顯著性，即「數位論證學習課程」主題相依論證能力成長 較「傳統學習課程」多，結果支持研究假設2-1 「不同教學模式學生的主題相依論證能 力 (後測)達顯著差異」。從科學推理測驗發現實驗組學習成效優於對照組且達顯著性，
即「數位論證學習課程」科學推理能力成長較「傳統學習課程」多，結果支持研究假設 3-1 「不同教學模式學生的科學推理能力 (後測)達顯著差異」。從三份能力測驗的相關 分析中得知概念前測、論證前測與推理前測均與論證後測有相關，再進行逐步迴歸分析 發現概念前測對論證後測具有最佳的預測力，其次是論證前測。