Lego Mindstorms 對國小自然科技領域的影響

第三節 Lego Mindstorms 對國小自然科技領域的影響

本節主要針對學童自然與生活科技領域學業成就得分進行統計分析。前測成

績為受試者上學期之自然與生活科技領域學業成就得分，後測成績為受試者在本 研究實驗活動結束後，第一次的自然與生活科技定期評量得分。研究結果首先說 明實驗組與控制組之前後測得分之描述統計；接著開始探討實驗組與控制組兩者 本身在前後測上得分的差異情形，最後檢驗兩組組間在前後測得分上的差異情 形，茲說明如下：

一、自然與生活科技領域學業成就前後測得分 T 分數之描述統計

本研究於實驗活動前，透過研究對象之學校相關處室取得實驗組與控制組學 生九十六學年度下學期之自然與生活科技領域學業成就成績，並於實驗教學後，

取得九十七學年度下學期第一次定期評量成績當成依變項。為避免各班教師的評 分標準不一致，故學業成績先以班級為單位轉化成標準 T 分數，並排除控制組一 位極端值後，再進行統計檢定。茲將統計分析結果，列於表 4-31。

表 4-31 不同組別在自然與生活科技領域前後測 T 分數敘述統計表

實驗組 控制組

前測 後測 前測 後測

平均數 標準差 平均數 標準差 平均數 標準差 平均數 標準差 50.28 6.19 52.63 6.40 49.97 7.75 49.51 8.88

50.28 49.97 52.63

49.51

40 45 50 55 60

實驗組 控制組

前測 後測

圖 4-3 自然與生活科技領域學業成就組間前後測比較圖

52.63 49.51 50.28

49.97

40 45 50 55 60

前測 後測

實驗組 控制組

圖 4-4 自然與生活科技領域學業成就組內前後測比較圖

由表 4-31 所列出兩組在自然與生活科技領域學業成就前後測之平均數與標 準差，並配合圖 4-1 與 4-2 可知，在前後測成績比較中，實驗組前測得分（M = 50.28）

與控制組前測得分（M = 49.97）差異不大，但在教學活動結束後，實驗組的後測 得分（M = 52.63）則較高於控制組得分（M = 49.51）。若以組內前後測得分比較 分析，實驗組後測得分亦高於前測得分，然而控制組後測得分郤略低於前測得分。

雖然以上描述統計結果實驗組優於控制組得分，然而兩組之差異情形是否到達統 計上的顯著效果，需進一步進行共變數分析才能瞭解差異情形是否達到顯著。

二、兩組組內在自然與生活科技領域學業成就前後測分數差異性 t 考 驗

研究者針對實驗組學生在自然與生活科技領域學業成就之前後測分數進行相 依樣本 t 考驗，考驗結果如下：

表 4-32 實驗組自然與生活科技領域前後測之相依樣本 t 檢定摘要表

前測 後測

平均數 標準差 平均數 標準差 t p

50.28 6.19 52.63 6.40 -2.56^* .019

* p < .05

由表 4-32 分析得知，實驗組學生在自然與生活科技領域學業成就前後測得分 之差異考驗結果達顯著差異（t = -2.56, p < .05），且從樣本平均數大小可以看出，

後測得分（M = 52.63）高於前測得分（M = 50.28），表示參與 Lego Mindstorms 主

題探究教學活動的學生在實驗教學活動結束後於自然與生活科技領域學業成就有 顯著的進步。

研究者再針對控制組學生在自然與生活科技領域學業成就之前後測分數進行 相依樣本 t 考驗，考驗結果如下：

表 4-33 控制組自然與生活科技領域前後測之相依樣本 t 檢定摘要表

前測 後測

平均數 標準差 平均數 標準差 t p

49.97 7.75 49.51 8.88 0.37 .719 由表 4-33 分析得知，控制組學生在自然與生活科技領域學業成就後測平均成 績略低於前測得分，有下滑的跡象，但前後測得分差異考驗結果並未達顯著（t = 0.37, p > .05）。即未參與 Lego Mindstorms 主題探究教學活動的學生在實驗教學活 動結束後於自然與生活科技領域學業成就之前後測得分並無顯著不同。

三、兩組組間在自然與生活科技領域學業成就之差異性考驗

為了深入了解經實驗教學後，不同組別在自然與生活科技領域學業成就有無 顯著差異，故以學生前測成績為共變項，學生後測成績為依變項，依有無參與教 學 活 動 分 組 之 組 別 為 自 變 項 ， 進 行 相 依 樣 本 單 因 子 共 變 數 分 析 （ one-way ANCOVA），α 值設定為.05。依據共變數分析的基本假定，在進行單因子共變數分 析之前，必須先針對組內迴歸係數同質性加以檢驗，以判定實驗組與控制組是否 達成迴歸線之平行，分析結果如表 4-34 所示。

表 4-34 不同組別在自然與生活科技領域之迴歸係數同質性考驗摘要表

變異來源 型III平方和 自由度 平均平方和 F p

組間 3.78 1 3.78 0.16 .696 誤差 904.22 37 24.44

由表 4-34 即對自然與生活科技領域學業成就進行迴歸係數同質性檢定，結果 發現 F 值為 0.65，p 值大於.05 未達顯著標準，表示實驗處理與前測得分無交互作 用存在，故可採用前測得分做為共變數，進行共變數分析，並調整其後測之得分。

表 4-35 為兩組學生在自然與生活科技領域學業成就之單因子共變數分析摘

科在國小總學習領域所佔分量不多與實驗教學課程屬性有關。針對上述研究假設 無法全部拒絕之原因，研究者從下面幾個觀點提出討論：

(一) 本研究透過 Lego Mindstorms 創新工具的操作，主要用來探討對學生科學 態度與問解解決能力的變化情形，課程的內容設計較偏向物理特性的認知理解與 操作與科技工具的使用，研究者即假設與學童於學校所學的自然與生活科技具有 相關性，然而國小學童在高年級階段所接觸的自然科學習課程包含廣泛，而生活 科技的應用僅是課程的一小部份，於是對於自然科能力的影響也就消弱不少，造 成本研究無法看出實驗組與控制組較明顯之差異。

(二) 本研究發現實驗組後測成績成績顯著優於前測成績。這與 Shakir Hussain et al.（2006）在課堂上運用 Lego Dacta 組件來進行相關學習的研究相類似，該研 究發現參與該課程的學童無論在數學、科技學習領域都有明顯的提升。本研究採 用 Lego Mindstorms 並配合主題探究教學活動課程，實驗組學生在解決任一主題 時，往往需用到如觀察、測量、假設、推論與實驗等技巧，也因學生在使用科學 過程技能的同時，學生在科學行為的表現得以擴展與內化，並遷移至需用到相同 技巧的學科領域中，如數學與自然科學領域，因此造成學生在為期一學期的機器 人課程後，自然與生活科技學習表現有顯著的進步。

(三) 若能採科技融入教學的方式於學童正進行的自然與生活科技課程中，則 不僅科學行為與情意可有效遷移，在學科知識的認知亦可得到增強，如此應可在 實驗組與控制組兩者間看到顯著的差異。