不同教學策略融入奈米科技課程對
不同教育階段學生學習態度之影響
─以POE教學策略與講述式
教學法為例
謝靜宜
*實習教師
國立新竹高級商業職業學校摘要
為求國家科學教育推動之正向發展，本研究針對不同教育階段之中小學學生
學習奈米科技課程對其學習態度之影響進行探討。採準實驗研究設計，以立意取
樣分別以新竹縣市參與奈米科技課程計畫之公立中小學為對象，跨不同教育階段
於國小（N＝108）、國中（N＝125）、高中（N＝83）各取一所學校為樣本。並
分別以 POE（Prediction-Observation-Explanation）教學策略與講述式教學為實驗
組與控制組施行教學計畫，進行為期六週的教學實驗。研究工具以「奈米科技課
程態度量表」對學生進行前、後測。經資料蒐集整理與分析發現：不同教育階段
之學生對奈米科技課程的整體學習態度表現上，國中學生的整體表現顯著正向與
積極，且積極程度優於國小學生；其次為高中學生。此研究結果將有益於未來各
界投入奈米科技課程教學之參考，藉由國中階段學習態度顯著積極之優勢做為課
程前導，將有助於未來科學教育之推動與發展。
關鍵詞：POE教學策略、奈米科技課程、跨教育階段
*本篇論文通訊作者：謝靜宜，通訊方式：[email protected]。 本論文係謝靜宜提國立清華大學教育與學習研究所之碩士論文部分內容，在張美玉教授指導下完成。
The Influence of Different Teaching
Strategies on the Learning Attitudes of
Students in Different Educational Stages
on the Nanotechnology Curriculum-taking
POE Teaching Strategy and Didactic
Teaching Methods as Examples
Ching-Yi Hsieh
＊Student Teacher
National HsinChu Commercial Vocational High School
Abstract
In order to promote the positive development of national science education, this
study explored the influence of nanotechnology courses on the learning attitude of
students in different education stages. The Quasi-Experimental Design was adopted,
and the purposive sampling was carried out in the public primary, middle and high
schools in Hsinchu County which participated in the nanotechnology curriculum
project. Across different education stages, sampling from primary school (N=108), the
middle school (N=125), and the high school (N=83), the study took one school in
each education stage as a sample. The teaching group applying the POE
(Prediction-Observation-Explanation) strategy as the experimental group and that
applying didactic teaching as the control group. The teaching experiment was
conducted for 6 weeks. The research approach was conducting the “Nano Technology
Curriculum Attitudes Scale” on students before and after the experiment. Through
data collection and analysis, it was found that the overall learning attitude of students
in different education stages on the nanotechnology curriculum was improved. The
middle school students had a significant positive learning attitude, following by the
primary school and high school. The results of this study will be useful as a future
reference to promote nanotechnology courses. Taking advantage of the significant
positive attitude in the middle school stage as a guideline will help promote and
develop future science education.
壹、緒論
國家科技的發展代表著國力與競爭力的強盛，科學教育的札根其重要性不言可喻。 臺灣致力於發展對科學教育有益的課程與教學策略，計畫實質提升臺灣學生未來之科學 素養，如能架基在過去所建立的發展基礎上，對臺灣立足世界競爭的舞臺則將極具關鍵 的重要性（薛富盛，2009）。因此，展望未來，要投入科學教育的努力需要倍增於過去， 不僅要保留過去已有的發展成果，更應開展出未來更豐碩的果實。教育部為進一步規劃 科學教育，以配合國家中、長程的建設與永續發展之需要，並兼顧文化背景與社會現況， 融入了科學教育的特性以及學生身心發展狀況，教育部與國科會於 2002 年召開「第一 次全國科學教育會議」，藉此會議聚集產學各界的投入，並對科學教育提出願景、目標 與策略，以落實國內科學教育之推動，從而提升全民科學素養，為國家培養未來優質的 科學人才，提高國家的競爭力（薛富盛，2011）。 奈米科技的發展極受關注，對國家科技的未來發展舉足輕重。近年來，奈米技術的 推動對於各國的產業及競爭力影響既深且廣，「奈米科技」成為世紀新產業躍進的新動 力，未來奈米科技人才培育及發展也勢將成為國家科學發展的重要方向。在奈米科技進 入K-12之際，如何以有效教學策略協助學生，落實奈米科技的學習與教學，將重要奈米 科技發展融入教學相關學習中，同時探討新興科技對教育系統之衝擊，以解析新興科技 應用於教育中之各種可能性與未來發展，已逐漸成為重要且刻不容緩的教育課題（熊召 弟、趙毓圻，2010）。學校教育培養學生具備未來的能力，教師扮演著課程發展者的關 鍵角色（黃光雄、蔡清田，2009），研究者本於對課程研究的熱情及對科學教育與科學 人才培育的關注，以行動積極投入本議題之研究，期待能作為未來科技教育發展之重要 依據，並探究有效的教學策略，期待成為教師有力的工具，並帶來卓越正向的教學成效。 因此，本研究於探究教學中，應用彈性極佳的POE教學策略為軸，發展奈米科技課 程為方向，旨在探討不同教學策略融入奈米科技課程對國內高中、國中及國小學生的學 習態度其影響為何？實驗以探究式教學法中的POE（Prediction-Observation-Explanation） 教學策略與講述式教學進行研究設計。一、研究目的與方法
基於前述背景與動機，研究者進行探究 POE 教學策略與講述式教學法分別應用於 奈米科技課程對不同教育階段之國小、國中與高中學生，其學習前、後的學習態度有無 影響？其影響為何？研究採準實驗研究設計，分別以新竹縣市參與奈米科技課程計畫之公立中小學為對 象進行樣本採集，跨不同教育階段於國小（
N
＝108
）、國中（N
＝125
）、高中（N
＝83
）各 取一所學校為樣。為控制實驗變項，每位參與實驗的教師皆需接受奈米科技課程師資培 訓並訂定實驗組與控制組之教學教案與計畫，針對學生樣本進行不同背景變項的資料蒐 集與分析，分別設定自變項項目為：不同教學法（POE
教學法、講述式教學法）、不同 教育階段（含國小、國中、高中）。經由實驗設計，探討POE
教學策略與講述式教學分 別應用於奈米科技課程，對不同教育階段之中小學生的學習態度之影響及其差異，研究 內容輔以質性研究，與實驗量化後之結果對照，以了解研究實施對學生學習態度之影響。二、名詞釋義
為便於本研究有關變項之分析與討論，茲將相關之重要名詞與研究變項，以其定義 與特性分述如下：（一）POE（Prediction-Observation-Explanation）教學策略
POE
（預測Prediction
，觀察Observation
，解釋Explanation
）為White & Gunstone
於1992
年所提出的教學策略，適用於科學領域教學，指教學者提供學習情境，由學生觀察， 當環境條件改變時透過預測實驗結果，再提出觀察說明進而討論，並對預測與觀察結果 間之衝突提出整理，並解釋其歷程及策略。教師可由過程中發現學生的初始概念，並了 解學生的想法，激發引導形成討論、共同探究。學生在進行有意義的學習過程中，需要 以其既有概念為基礎，向上建構新的知識學習，並藉由同化、調適等過程與新訊息產生 交互作用，進而形成新的知識概念（郭重吉，1997
）。本研究應用探究教學中的POE
（Prediction-Observation-Explanation
）教學策略，即透過預測─觀察─解釋之課程 設計與教學流程，協助學生對科學概念的認識與理解，有助於科學教育的教學與學習互 動（Palmer, 1995
）。（二）奈米科技課程
本研究之課程發展以奈米國家型科技人才培育計畫中，與參與計畫之中小學自然科 種子教師共同討論設計出奈米科技課程，並分別對國小、國中及高中不同教育階段所設 計之課程教案。奈米科技教材則採用了教育部中北區奈米科技K-12
教育發展中心、清 華大學及彰化師範大學共同發展之中小學奈米通用教材，以奈米九大主題為主軸，分別 為「奈米尺度」、「蓮葉效應」、「彩蝶效應」、「奈米磁導航」、「壁虎效應」、「生物羅盤」、 「光觸媒」、「巴克球碳結構」、「奈米科技發展與危機」。配合學生不同學習階段之學習 認知差異，分別設計國小、國中及高中不同教學教案版本以利課程的進行。（三）學習態度
學習態度，指一般學生對學習及其學習情境所表現的較為穩定心理傾向，通常可以 由學生對待學習的注意狀況、情緒狀況和意志狀態等表現加以判定和說明。本研究中所 指學習態度，則以國科會 K-12「中小學奈米科技教育發展及科普教育推廣研究」團隊 於 2012 年所編製之「奈米科學態度評量試題」為參考依據，並將態度分向量，對研究 對象施以改編的「奈米科技課程態度量表」，藉以評量不同教學策略應用於奈米科技課 程前、後，學生之學習態度改變情形。於本項評量中，受測者得分愈高顯示其學習態度 愈正向積極。三、研究限制
本研究為求審慎，盡可能將研究可排除及可預防之各項要素規範明確，但礙於人 力、時間及教學現場可能發生之不預期因素，仍可能發生以下各項研究限制： （一）教師背景之限制：本研究對象因跨不同教育階段，含高中、國中與國小學生，受 限於時間、人力及既定課程安排等因素，全體受測班級之任教教師無法同為一 人。故不同教師之年資、教學經驗等相關背景皆可能對實驗結果造成影響，並對 研究推論形成限制。為有效控制實驗之穩定性並思考降低教師人為之影響，本實 驗於篩選班級樣本時，所有任教教師皆選自「奈米國家型科技人才培育計畫」之 種子教師團隊，並共同參與實驗教學計畫與教案設計，以一致的師資培育流程， 做為穩定本實驗結果之方法。 （二）研究對象之限制：本研究為控制實驗流程，考慮實驗之可執行性，採立意取樣為 選樣的方式進行實驗，以參與「奈米國家型科技人才培育計畫」之種子教師團隊 所任教之班級為實驗樣本。因未採隨機取樣，加上受研究者時間、人力、及學校 既定課程安排等因素上之限制，因此所得之研究結果，不宜過度推論至其他未參 與本奈米人才培育計畫之母群。 （三）研究範圍之限制：本研究為準實驗研究，旨在探討講述式教學與 POE 教學策略， 若應用於奈米科技課程，觀察對不同教育階段之學生學習態度是否存在差異及其 影響。故所得研究結果僅限本研究範圍，不宜過度推論至其他學習領域。貳、文獻探討
一、POE教學策略之意涵及演進
POE
教學策略源自於1980
年由Pittsbrugh
大學Champagne
、Klopfer
和Anderson
等 人所共同發展，為一套教師運用預測─觀察─解釋三步驟為引導的教學模式。該教 學模式最早由Champagne, Klopfer
與Anderson
（1980
）發展DOE
（Demonstration-
Observation-Explanation
）研究工具，初期操作用以了解大一學生學習古典力學時，對於 物體運動的另有概念。教師在演示實驗的過程中，會要求學生觀察並記錄後，回答相關物體運動的問題，當中有些題目會要求學生於實驗演示前先進行觀察，雖
DOE
未強調該預測的步驟，但相較於普通的講述法，該預測的步驟卻較能引發學生的興趣 （
Champagne, Gunstone, and Klopfe, 1985
）。Gunstone
（1990
）將DOE
延伸發展出POE
，兩者雖有相近的步驟，但POE
更強調了觀察前的「預測」，協助學生能於該活動中將其所學的知識予以整合運用。
POE
教學 策略被大量應用於科學教育，用以確認學生對於科學概念的理解情況，並進一步觀察學 生的概念改變情形。李家銘（2001
）提出研究觀察，發現低成就學生在進行實驗時較少 進一步思考，但以POE
活動教學活動後，低成就學生的電學概念有明顯進步，其中對 低成就學生最有意義的是「預測後的解釋和觀察後的解釋」，因為這樣的解釋行為讓學 生動腦思考問題的答案評價自己的概念。由此可見，當學生能對特定事件或實驗提出結 果預測，並經由觀察與運用學生先備知識，解釋他們預測的理由及預測與觀察產生衝突 時的可能原因，則可藉以澄清概念並建構新知識。同時，POE
是一種運用於科學教育上 有利的策略，對任何清晰可見事物的觀察，POE
策略皆能提供極佳的作用。故POE
策 略的應用，有助於透過預測—觀察—解釋的過程，找出學生的初始概念，可提供教 師了解學生思維的有益訊息；過程中有益學生形成的討論，整合認知歷程策略，同時能 激發學生進一步探索的動機。 為說明及了解POE
的發展與演進，研究者節錄該教學策略1980
年後，其發展演進 之示意圖詳圖1
：圖 1 POE 的發展與演進示意圖
POE
教學策略的過程，教師通常由學生預測某個事件的結果，並要求說明其預測的理由；接著再請學生描述自己觀察到什麼現象並解釋之；最後學生再調和（
reconcile
） 自己在預測與觀察間所可能會出現的衝突（White & Gunstone, 1992
）。於預測階段中要 求學生說出自己預測與推理的理由，目的在藉由引導學生的教學前概念，再據以作為教 學基礎，來引導學生做後續觀察、解釋的調和步驟，促使學生進行有意義的學習，故該 教學活動主要在激發學生面對既有的知識與觀察現象產生認知衝突時，重新調適與組 織，以形成新的知識體系，達成概念改變的目的（邱美虹，2000
；Gunstone & White, 1981;
Liew, 1995; Liew & Treagust, 1998; White & Gunstone, 1992
）。時至今日，
POE
應用與教育研究逐漸在各地開展，臺灣則自1995
年後持續有許良 榮、邱美虹、張美玉等研究者投入教學研究與關注，現於各教育階段之科學教育領域有 近百篇的相關研究文獻，顯示POE
應用於科學教育是具成效的教學策略之一。二、國外研究概況
Palmer
（1995
）研究新南威爾士州60
位職前教師在國小實施POE
技術，釐清小學 生對K-6
教學大綱中的科學知識以及科學概念的理解，研究指出發現國小學童對於該策 略相當熱衷，而教師們也能夠了解學生的觀點和過程技能的發展對POE
持正向的態度，該項研究指出
POE
適用於初級科學的策略。1998
年Liew & Treagust
綜合採用POE
、個率與電阻等概念，該研究結果顯示
POE
，除了能有效掌握學生的概念理解，也適合做為 教學活動之設計。Monaghan
與Clement
（1999
）將POE
教學策略與電腦模擬技術結合， 來呈現「相對運動」的概念，讓中學生在互動後對學生進行訪談，發現該線上模擬能促 進學生在相關問題上的認知。Tao
與Gunstone
（1999
）設計一個融入POE
教學策略的電 腦模擬程式─「力與運動的微觀世界」，並將之結合合作學習策略應用於十年級的物 理教學，發現學生藉由該程式與同儕共同建構理解的過程中，逐步建立長期且穩定的概 念。Kearney, Treagust & Zadnik
（2001
）則嘗試另一種新的整合取向，將POE
教學策略 與數位影音整合，在電腦上呈現真實的影片片段，讓中學生在電腦教室執行電腦媒介之POE
任務，實施力和運動概念的學習。研究發現該整合取向有助於奠定學童的先前經 驗，並在觀察階段提供更多的機會與回饋，讓學生以自己的步調進行有意義的學習，學 生與教師均對此教學取向持有正向態度。Zacharia
（2005
）亦將互動式電腦模擬與POE
教學策略結合設計一程式，來探討碩士班自然教師對於機械、光與熱等物理概念的解 釋，研究發現該設計有助於精緻化教師們的解釋與推理，並建議此種教學取向應融入碩 士課程的學習。Kucukoze
等學者（2009
）則設計一結合POE
教學策略的3D
電腦建模 程式，將之應用於探討職前科學教師關於季節與月相的迷思概念，以及與概念改變的效 益情形，研究發現該設計對於該主題之概念改變相當有成效。2011
年Coştu, Ayas
與Niaz
，以POE
為基礎增加討論步驟，以開展增加教學活動之設計、應用於科學教育，以了解
52
位小學一年級學生對凝結單元的認知與概念理解，研究最後驗證
POE
教學策略有助於小學生科學概念的澄清及長期記憶的保留（Coştu,
Ayas, & Niaz, 2011
）。此外，在2012
年由土耳其學者Hava Ipek, Nesli Kala, Fatma Yaman,
Alipaşa Ayas
等人提出，以27
名高中生參與實驗，藉由POE
收集學生的預測和以開放式格式預測結果後，發現學生對酸、鹼強度和濃度的迷思概念澄清是有效的，並形成
POE
活動之建議（Hava Ipek, Nesli Kala, Fatma Yaman, Alipaşa Ayas, 2012
）。綜觀
POE
教學策略之發展與演進，源於1980
年Champagne
等學者提出的DOE
，至1990
～1992
年間，Gunstone
與White
將Demonstration
演示步驟交由學生預測Prediction
的POE
，並於1992
年Probing Understanding
著作中為POE
正名，確立其步驟與精神。 初期之教學研究與應用對象以學習能力較趨穩定之大學生及職前教師為主，之後漸有美 國、英國及亞洲各國研究者投入實徵性研究，也因其預測、觀察、解釋之能力調合的策 略特色，研究者逐漸擴大研究對象至國小、國中、高中、碩士生等各個不同教育階段學生。由前段國外各實徵性研究結果可歸納得知，
POE
確實對不同教育階段之學生具學習參、研究方法
一、研究架構
依據研究目的，將接受 POE 策略教學之組別稱為「實驗組」，接受講述式教學之組 別則稱為「對照組」，觀察不同教學法應用於奈米科技課程，在不同教育階段，對不同 學生其學習態度之影響。設定自變項有二，一為教學法，分別為 POE 教學法及講述式 教學法；另一自變項為學生教育階段，分為國小、國中及高中三組。奈米科技課程之學 習態度前測成績為共變項，為提升實驗環境之穩定度，將教學者、教學內容與教學時間 設定為控制變項。最後以奈米科技課程之學習態度後測成績做為被觀察的依變項。研究 架構詳如圖 2：圖 2 研究架構
二、研究對象
抽樣對象選自新竹縣市，參與「中小學奈米科技教育發展及科普發展計畫」﹙以下 簡稱奈米計畫﹚之公立中小學，分別對高中、國中及國小各選取一所學校為樣本進行實 驗教學，共計 316 名學生。全體樣本分為實驗組與對照組，統一施以奈米科技課程及活 動，進行奈米科技九大主題教學。實驗組進行 POE 教學策略；對照組則以一般講述式 教學對照實驗。樣本背景詳見表 1：表1 樣本背景說明
組別 國小組（N＝108） （AA 國小） 國中組（N＝125） （BB 國中） 高中組（N＝83） （CC 高中） 實驗組 對照組 實驗組 對照組 實驗組 對照組 年級 六年級 六年級 七年級 七年級 高一 高一 班級數 2 2 2 2 科學社團 科學社團 人數 54 54 62 63 41 42 總實驗週數 6 6 6 6 6 6 每週實驗堂數 1 1 1 1 1 1三、研究工具
本研究共採用三項研究工具，分別為「奈米科技課程態度量表」、「POE 課程觀察記 錄表」、「教師訪談大綱」，說明如下：（一）奈米科技課程態度量表
改編自國科會 K-12「中小學奈米科技教育發展及科普教育推廣研究」團隊於 2012 年所編製之「奈米科學態度評量試題」，並參考「國民中小學自然與科技領域課程能力 指標」，最後再與二所國立大學之三位教授與三位自然科資深教師共同討論，經建議與 修正後正式彙編而成。態度量表之資料蒐集，可計得奈米科技課程態度總量分數及各分 項得分，供進一步資料分析使用。（二）POE 課程觀察記錄表
本觀察記錄表依據 POE 教學策略之教學重要指標，並輔以時間軸自行編製，經與 專家討論後，再依建議修改而成。研究設定不同教學策略為實驗之自變項。而為確認實 驗組於教學進行中確實持續應用 POE 教學策略，故於課程進行時，由研究者與另一位 自然科資深教師共同進行課程觀察，分別依課程中 POE 教學的發生與否進行持續時間 記錄，用以標記歷經的時間，以本記錄表確認 POE 教學之持續時間及應用 POE 教學之 頻率，最後依二位觀察者的觀察結果做比較。經三次課程觀察記錄比對，得交互觀察者 信度百分比達 89%，表示二位評定者一致程度高，具交互觀察者一致信度。（三）教師訪談大綱
為了解教師於課程進行之真實感受及想法，設計「教師訪談大綱」，在與訪談對象 建立良好關係後，透過訪談方式直接與受試者接觸。採半結構式訪談，以預先設計好之 訪談大綱進行訪談，內容可大致可區分為二大面向，第一部分為教學前教師之教學理念 與教學準備；第二部分為教學中教師之狀況處理及教學後教師之收獲與建議。四、研究方法
本研究依據目的，採用以下方法探討自變項與依變項間之關係。（一）準實驗研究法（
quasi-experimental method
）
本研究主要以教學實驗採準實驗研究法，研究對象分高中組、國中組及國小組。因 受試學生無法任意拆班，為不影響日常教學活動，以任課教師原授課班級為單位，進行 分組教學實驗，以奈米科技課程學習態度為依變項，控制變項有三項： 1. 教學內容：國小組、國中組、高中組進行實驗教學的各校教材，皆採國科會科教處協 同清華大學與彰化師範大學合作之奈米科技教學模組，故實驗組對照組教材內容一 致。 2. 教學者：不同教育階段之實驗組、對照組，均由同一位任課教師進行教學活動，維持 一致的教學品質。 3. 授課時間：不同教育階段之實驗組、對照組均統一進行六週課程，每週一堂。實驗設 計模式詳如表 2。表2 實驗設計表
組別 前測 實驗 後測 國小組 實驗組 O1 X1 O2 控制組 O1 ─ O2 國中組 實驗組 O3 X2 O4 控制組 O3 ─ O4 高中組 實驗組 O5 X3 O6 控制組 O5 ─ O6 O1、O3、O5：代表前測。 O2、O4、O6：代表後測。 X1、X2、X3：代表以 POE 教學做為實驗處理。 ─：代表以講述式教學為實驗處理。（二）晤談法─半結構式訪談
為了解受試者真實感受及想法，設計「教師訪談大綱」。在與訪談對象建立良好關 係後，透過訪談方式直接與受試者接觸。採半結構式訪談，以預先設計好之訪談大綱進 行訪談，並視情境變化增減內容，以蒐集質性研究相關資料，以供分析研究。（三）觀察法
將實驗課程同步錄影，並設計「POE 課程觀察記錄表」。由研究者與一位自然科資 深教師共同進行課程觀察，藉由非參與式觀察完成本觀察記錄表，所得資料將進一步與 量化研究之資料進行比對與分析，提供研究結論與建議使用。五、研究流程
為確認研究目標、內容與方法皆符合研究倫理與規準，並充分掌握當下動態環境， 準備階段、實驗階段、資料蒐集與分析階段，皆輔以文獻探討做為理論之參考與根據。 研究流程詳圖 3：圖 3 研究流程
全 程 進 行 課 程 觀 察 及 錄影 資料處理與分析 擬定研究計畫 量表資料蒐集研讀與分析 決定研究主題目的與方向 結論與建議文
獻
探
討
撰寫研究報告 選定研究對象及教學單元 完成教學模組設計及專家審查 1.奈米科技課程態度量表 2.POE 課程觀察記錄表 3.教師訪談大綱 選定研究工具 完成相關信效度檢驗 初稿 專家審查 定稿 預試 高中組前測 國中組 國小組 高中組後測 國中組後測 國小組後測 高中組 量化與質性資料收集彙整 國小組前測 國中組前測（一）準備階段
首先由課程教學立足，透過文獻探討了解不同教學策略對教學之影響與成效，並於 過程中了解課程與教學時至今日所有研究的偏重與缺口，經由研究背景的蒐集形成研究 動機，在與專家多次討論過後，最後決定研究目的、主題與方向。其次，對研究過程擬 定步驟與計畫，藉由具體規劃建立行動。且為確認計畫之可行性，同步與同學設立研究 社群共同討論，對可能發生的問題及可邀集的資源進行整合與問題解決，以利作業進 行。再選定研究對象及教學單元，完成課程模組、教學設計與教案及專家審查。最後， 進入量表資料蒐集研讀與分析、選定研究工具，完成相關信效度檢驗。（二）實驗階段
高中、國中、國小三組分別之實驗組與對照組，於進入教學前均接受「奈米科技課 程態度量表」之前測，藉以了解學生在接受 POE 教學策略應用於奈米科技課程前之學習 態度表現。第二步驟即開始進行教學，依研究計畫，由種子教師擔任任課教師，依準備 階段所規劃之教案內容對實驗組施以POE教學策略，對照組則實施講述式教學，高中、 國中、國小三組分別進行為期六週、合計六堂之教學實驗，教學內容及範圍皆依計畫討 論之教學模組與課程教材進行。為求資料蒐集之完整，課程進行時研究者將同步進入課 程觀察及全程錄影記錄。最後則分別於實驗組與對照組於完成奈米科技課程實驗後，對 研究對象分別施以「奈米科技課程態度量表」之後測。（三）資料蒐集與分析階段
實驗階段所處理之前測、後測、課程觀察記錄及錄影資料，分別由各校完成後，統 一交予研究者進行彙整分析。整體實驗資料回收計畫歷時三週分階段收齊，並於進行編 碼後以 SPSS 格式進行建檔，依研究待答及研究架構中自變項、依變項之關連，以 SPSS 統計軟體為工具進行資料分析。「POE 課程觀察記錄表」、「教師訪談大綱」、錄影資料則 進一步歸納與整理進行內容分析，做為形成結論與建議之基礎。最後進行結論與建議並 撰寫報告完成本研究。肆、研究結果與討論
一、樣本檢驗結果符合研究假設
以下藉由文字敘述，以了解實驗介入前樣本之分布狀況。其中類別變項以人數與百 分比呈現；連續變項則以平均分數與標準差敘述之。另外，依照變項的尺度，利用卡方 檢定（
Chi-square test
）、獨立樣本t
檢定（Independent Sample t-test
），用以了解及探究不 同組別（實驗組與對照組）之研究對象在這些變項的特性影響上是否存在差異。基本資 料顯示，316
位研究對象進行同質性檢定，檢驗結果資料詳如表3
，實驗與對照兩組在 教育程度、性別上並沒有顯著差異（p＞0.05
），即兩組研究對象在這二項個人基本資料 屬性屬同質分佈，符合研究設定。表3 實驗組與對照組在研究對象背景資料之分佈（N＝316）
變項 （N＝全體316
） 組別χ
2 P 實驗組 （n＝157
） （n＝對照組159
） 教育程度0.01
0.996
國小108(34.2) 54(34.4) 54(34.0)
國中125(39.6) 62(39.5) 63(39.6)
高中83(26.3) 41(26.1) 42(26.4)
性別1.03
0.310
男154(48.7) 72(45.9) 82(51.6)
女162(51.3) 85(54.1) 77(48.4)
註：類別性資料為人數（百分比）。 *p＜0.05，**p＜0.01，***p＜0.001。二、學習態度經實驗介入後改變結果之討論
比較不同教學策略對不同教育階段學生「學習態度」前後測之進步分數t
檢定值， 分析後得知POE
教學策略在國中學生之前、後測之進步分數表現，達顯著效果 （p=0.001
）。另講述式教學在國中學生之前、後測之進步分數，亦達顯著效果 （p=0.001
）。即比較實驗組與對照組之整體進步分數，二組皆達顯著進步。而在三個 教育階段中，國中教育階段之學習態度，相較國小與高中階段，表現較為正向積極。詳 如表4
所示：表4 不同教學策略對不同教育階段學生之「學習態度」前後測 t 檢定摘要表（N＝316） 教學策略 POE 教學策略（實驗組） （n＝157） 講述式教學（對照組） （n＝159） 成對變數差異 T p 成對變數差異 t p 平 均 數 標 準 差 平均 數標 準誤 平 均 數 標 準 差 平均 數標 準誤 教 育 階 段 國小 （n=108） 0.02 0.27 0.04 0.43 0.666 0.02 0.24 0.03 0.60 0.550 國中 （n=125） 0.30 0.36 0.05 6.56 <0.001*** 0.39 0.36 0.05 8.55 <0.001*** 高中 （n=83） 0.09 0.32 0.05 1.75 0.088 0.00 0.26 0.04 -0.04 0.967 總計 （n=316） 0.15 0.34 0.03 5.36 <0.001*** 0.16 0.35 0.03 5.75 <0.001*** *p＜0.05，**p＜0.01，***p＜0.001。 為更進一步了解在不同教學策略及不同教育階段學生中，對於「學習態度」之影響， 研究者以「不同教學策略」與「不同教育階段」為自變項，「學習態度」前測為共變項， 「學習態度」後測得分為依變項之獨立樣本二因子進行共變數分析，藉此了解不同教學 策略與教育階段中，在「學習態度」表現分數之差異與變化情形。共變數分析之前，研 究者首先考驗其迴歸係數同質性，以確認其檢驗資料符合共變數分析之基本假定。考驗 結果得其 F 值為 0.983（p＝0.322＞0.05），表示未能拒絕同質性之假設，符合共變數分 析的基本假定。遂實施共變數分析，考驗在排除「學習態度」前測分數對「學習態度」 後測之影響後，實驗處理對不同教育階段學生「學習態度」之影響。 由表 5 得知，在排除「學習態度」前測分數對「學習態度」後測之影響後，教學策 略與教育階段之間的交互作用未達顯著差異（F＝1.692，p＝0.186＞0.05）。在主要效果 方面，教學策略之間亦未達顯著差異（F＝0.170，p＝0.681＞0.05）；然教育階段之間達 顯著差異（F＝39.727，p＝0.000＜0.05）。 表5 不同教學策略與不同教育階段學生在「學習態度」後測的共變數分析摘要表（N＝316） 來源 平方和 自由度 均方和 F p 共變數（前測） 49.905 1 49.905 606.251 <0.001*** 教學策略（組別） 0.014 1 0.014 0.170 0.681 教育階段 6.540 2 3.270 39.727 <0.001*** 教學策略×教育階段 0.279 2 0.139 1.692 0.186 誤差 25.436 309 0.082 *p＜0.05，**p＜0.01，***p＜0.001。
此結果顯示：實驗與對照兩組學生在學習態度之後測成績，不因教學策略的不同而 有差異，然而比較「不同教育階段」間，其學習態度具顯著差異。由表 6 之成對比較分 析後，發現國中組的學習態度表現分數最高，國小與高中次之。其關係剖面圖詳圖 4 所 示：
表6 不同教育階段學生之學習態度後測 LSD 成對比較分析表（N＝316）
教育階段（I） 教育階段（J） 平均數差異（I-J） 標準誤 p 國小 國中 -0.253 0.039 <0.001*** 高中 0.079 0.044 0.077 國中 國小 0.253* 0.039 <0.001*** 高中 0.332* 0.041 <0.001*** 高中 國小 -0.079 0.044 0.077 國中 -0.332* 0.041 <0.001*** *p＜0.05，**p＜0.01，***p＜0.001。圖 4 學習態度之教學策略單純主要效果剖面圖
Covariates appearing in the model are evaluated at the following values: 學習態度（前側）＝2.7468
