臺灣博碩士論文加值系統

本研究探討學生參觀科教館內「拋物面反射」、「傳聲管」、「光的三原色」和「透鏡實驗台」四個展示品，使用不同學習單的學習成效。研究對象是桃園縣某國中的七年級學生，共88人，採準實驗研究設計，隨機分成實驗組A、實驗組B和對照組，並以3~4人的小組方式進行。研究工具有五項：學習成就測驗、學習單(A)(B)(C)（分別讓實驗組A、實驗組B和對照組使用）、展示品操作問卷(A)(B)、追蹤學習單測驗和追蹤展示品操作問卷。其中學習成就測驗共20題單選，內容與四個展示品相關，信度α值為0.71；學習單的內容除了每份均有說明「展品位置」外，學習單(A)還有「原理說明」、「操作方式」和「動動腦」，學習單(B)有「動動腦」，學習單(C)為空白，由學生自由填寫。研究結果如下：1)實驗組A的學習成就顯著高於對照組（p＜.05）；2)實驗組A和實驗組B學習單的作答結果並無顯著差異，但較對照組的面向廣；3)三組學生有閱讀現場展示板說明的比例均很高，分別為67.7％、69.0％和51.9％；4)願意再次填寫學習單者是使用學習單(B)的實驗組B居冠（82.8％），不願意再次使用學習單的原因以「懶得寫字」（45.2％）和「內容太難」（32.3％）的比例較高；5)學生在各個展示品的收穫最多的是「光與三原色」，原因是「較有趣」且能「增加知識」，收穫最少的是「傳聲管」，原因是「不好操作」；6)將聲音的傳播路徑改以選擇題勾選方式較原來要求學生以畫圖方式的答對率高出約40～60％，但學生在解釋原因的能力仍不佳；7)實驗組A和實驗組B的學生遇到問題時，會先採取自己思考或和同儕討論的方式，進一步也會去看現場展示板或學習單(A)的原理說明中找答案。依據研究結果，提出建議如下：1)以問題導向方式設計學習單；2)將原理說明擺在學習單的動動腦後方；3)未來研究可從參觀科教館對學習的影響、對科學過程技能的影響和作答型式對學習成效的影響等三方面進行。

The study was to investigate the effectiveness of three different learning sheets on students’ science achievement of visiting the National Taiwan Science Education Center. The four displays that the target students visited were were“Parabolic Reflectors”, “Voice Transmission Tube”, “Three Primary Colors of Lights” and “Image Formation of Convex Lens”. This study was based on a squasi-experimental design. The eighty-eight target students were all seventh graders from a junior high school in Taoyuan and were randomly assigned to three groups which were named as group A,B and C. Each group used a learning sheet (A), (B) and (C) respectively. The contents in Learning Sheet (A) included the description of the position of displays, theories, procedures for operation of displays and questions for students to answer. Learning Sheet (B) included the position of displays and questions. Learning Sheet (C) had only the position of displays and blank space for students to write. The data were collected through Achievement Test, Learning Sheet (A)(B)(C), Questionnaires (A)(B), post Learning Test and post Questionnaires. The achievement test included 20 multiple choice questions which related to the four displays. The research finding was as follows: 1) the achievement of Group A was significantly higher than Group C (p<.05); 2) the results of the learning sheet of Group A and Group B were not significantly different; however, the contents of students’ writing for both Group A and Group B were much richer than Group C; 3) the students in the three groups had read descriptions of theories from the display boards, and the percentages were 67.7% , 69.0% and 51.9%; 4) according to the reserch, students in Group B were willing to use the learning sheet again (82.8% ) ;for those who did not want to use the learning sheet again were either the learning sheet was too difficult for them (45.2% ) or they were too lazy to write ( 32.3% ); 5) among the four displays, the students learned most from the “Three Primary Colors of Lights” because it was more interesting and they could gain knowledge; however, students learned least from the “Voice Transmission Tube” because it was hard for them to operate; 6) the students would do better about 40-60 % higher scores if the form of measurement was changed from drawing the route of sound transmission to multiple-choice questions, and the students were still incapable of explaining the reasons through they could choose the right answers; 7) both students in Group A and Group B would think and discuss together to solve the problems,and they would also try to find the answers from the display boards or from Learning Sheet (A). Based on the study, recommendations were as follows: 1) learning sheets should be designed according to problem solving; 2) theories illustration should be put at the end of problems in each learning sheet; 3) further studies may focus on the effects of visiting the National Science Education Center on students – whether it arouse their interest in learning science, improve their science processes skills, and enhance their learning achievement by using different forms of tests.

目 次
第壹章 緒論…………………………………………………………………………1
第一節 研究背景與動機……………………………………………………………1
第二節 研究目的與問題……………………………………………………………5
第三節 名詞解釋……………………………………………………………………6
第四節 研究範圍與限制……………………………………………………………9
第五節 研究假說 …………………………………………………………………10
第貳章 文獻探討 …………………………………………………………………11
第一節 非正式的科學學習 ………………………………………………………11
第二節 博物館的科學教育 ………………………………………………………19
第三節 問題導向學習的應用 ……………………………………………………30
第四節 聲音與光的另有概念 ……………………………………………………39
第参章 研究方法 …………………………………………………………………43
第一節 研究設計 …………………………………………………………………43
第二節 研究場所 …………………………………………………………………45
第三節 研究對象 …………………………………………………………………51
第四節 研究工具 …………………………………………………………………53
第五節 參觀流程 …………………………………………………………………75
第六節 資料收集 …………………………………………………………………77
第七節 資料分析 …………………………………………………………………79
第肆章 研究結果與討論 …………………………………………………………83
第一節 學習成就測驗的分析 ……………………………………………………83
第二節 學習單的分析 ……………………………………………………………97
第三節 展品操作問卷的分析……………………………………………………129
第四節 後續追蹤的分析…………………………………………………………139
第五節 研究假說與研究問題之回應……………………………………………153
第伍章 結論與建議………………………………………………………………155
第一節 總結………………………………………………………………………155
第二節 結論………………………………………………………………………159
第三節 建議………………………………………………………………………161
參考文獻……………………………………………………………………………163
中文部分……………………………………………………………………………163
英文部分……………………………………………………………………………171
附錄…………………………………………………………………………………175
附錄一 學習成就測驗…………………………………………………………175
附錄二 學習成就測驗之專家審核表…………………………………………179
附錄三 參觀「國立台灣科學教育館」學習單(A) …………………………181
附錄四 參觀「國立台灣科學教育館」學習單(B) …………………………191
附錄五 參觀「國立台灣科學教育館」學習單(C) …………………………196
附錄六 學習單(A)之專家審核表 ……………………………………………201
附錄七 學習單編碼……………………………………………………………203
附錄八 展示品操作問卷(A) …………………………………………………228
附錄九 展示品操作問卷(B) …………………………………………………230
附錄十 展示品操作問卷之專家審核表………………………………………232
附錄十一 追蹤學習單測驗………………………………………………………233
附錄十二 追蹤展示品操作問卷…………………………………………………236
附錄十三 學生操作展示品的流程………………………………………………237
附錄十四 學生解決問題的流程…………………………………………………240


表 次
表 1-1 學習單的項目差異 ………………………………………………………6
表 2-1 終身學習模式之二維矩陣………………………………………………12
表 2-2 問題導向學習(PBL)與傳統教法學習的比較 …………………………36
表 2-3 問題的類型表……………………………………………………………37
表 3-1 各組使用的學習單及其項目……………………………………………43
表 3-2 五樓「物質科學展示區」內容…………………………………………46
表 3-3 各組在校段考成績………………………………………………………51
表 3-4 各組男生和女生的人數和比例…………………………………………52
表 3-5 學習成就測驗的雙向細目表……………………………………………54
表 3-6 展品一在現場展示板和學習單(A)的「原理說明」內容 ……………57
表 3-7 展品一在現場展示板和學習單(A)的「操作方式」內容 ……………57
表 3-8 展品一在現場展示板和學習單(A)的「動動腦」內容 ………………58
表 3-9 展品二在現場展示板和學習單(A)的「原理說明」內容 ……………59
表 3-10 展品二在現場展示板和學習單(A)的「操作方式」內容 ……………60
表 3-11 展品二在現場展示板和學習單(A)的「動動腦」內容 ………………61
表 3-12 展品三在現場展示板和學習單(A)的「原理說明」內容 ……………62
表 3-13 展品三在現場展示板和學習單(A)的「操作方式」內容 ……………63
表 3-14 展品三在現場展示板和學習單(A)的「動動腦」內容 ………………64
表 3-15 展品四在現場展示板和學習單(A)的「原理說明」內容 ……………65
表 3-16 展品四在現場展示板和學習單(A)的「操作方式」內容 ……………68
表 3-17 展品四在現場展示板和學習單(A)的「動動腦」內容 ………………69
表 3-18 學習成就測驗的認知層次分類表………………………………………79
表 3-19 學習成就測驗的分類表…………………………………………………80
表 3-20 動動腦問題的分類表……………………………………………………81
表 4-1 前測作答分佈的人數及百分比…………………………………………85
表 4-2 後測作答分佈的人數及百分比…………………………………………87
表 4-3 前後測答對人數和答對率的變化………………………………………89
表 4-4 前測成績的平均值及標準差……………………………………………91
表 4-5 前測成績進行ANOVA的結果……………………………………………91
表 4-6 後測成績的平均值及標準誤……………………………………………92
表 4-7 後測成績進行事後比較的結果…………………………………………92
表 4-8 前後測認知分類進行t檢驗結果 ……………………………………93
表 4-9 後測分類成績進行MANOVA的結果 ……………………………………94
表 4-10 後測類型一和類型四進行事後比較的結果……………………………95
表 4-11 聲音在拋物面間傳播路徑之作答類型的分佈人數及百分比…………98
表 4-12 兩拋物面間聲音變化之作答類型的分佈人數及百分比 ……………100
表 4-13 金屬圓圈和拋物面關係之作答類型的分佈人數及百分比 …………102
表 4-14 拋物面應用之作答類型的分佈人數及百分比 ………………………103
表 4-15 展品一其他發現之作答類型的分佈人數及百分比 …………………104
表 4-16 話筒與聽筒對應之作答類型的分佈人數及百分比 …………………105
表 4-17 聲音可否在柱子間互傳之作答類型的分佈人數及百分比 …………106
表 4-18 聲音在金屬管中傳遞路徑之作答類型的分佈人數及百分比 ………108
表 4-19 傳聲管應用之作答類型的分佈人數及百分比 ………………………109
表 4-20 展品二其他發現之作答類型的分佈人數及百分比 …………………110
表 4-21 色光混合之作答類型的分佈人數及百分比 …………………………112
表 4-22 光混合的特色之作答類型的分佈人數及百分比 ……………………113
表 4-23 水彩調色和色光混合是否一樣之作答類型的分佈人數及百分比 …114
表 4-24 芭樂的顏色和成因之作答類型的分佈人數及百分比 ………………115
表 4-25 展品三其他發現之作答類型的分佈人數及百分比 …………………117
表 4-26 凸透鏡外觀之作答類型的分佈人數及百分比 ………………………118
表 4-27 近視眼鏡(凹透鏡)外觀之作答類型的分佈人數及百分比 …………119
表 4-28 凸透鏡成像之作答類型的分佈人數及百分比 ………………………121
表 4-29 遮住透鏡下半部時像的變化之作答類型的分佈人數及百分比 ……122
表 4-30 展品四其他發現之作答類型的分佈人數及百分比 …………………123
表 4-31 動動腦正確類型比例與題號對照表 …………………………………124
表 4-32 實驗組A和實驗組B學習單整體得分的平均值及標準差 …………125
表 4-33 實驗組A和實驗組B學習單得分進行MANOVA的結果………………125
表 4-34 是否有閱讀現場展示板上「原理說明」之分佈人數及百分比 ……129
表 4-35 理解現場展示板上「原理說明」之分佈人數及百分比 ……………130
表 4-36 閱讀現場展示板上「操作方式」之分佈人數及百分比 ……………130
表 4-37 按照現場展示板上「操作方式」進行之分佈人數及百分比 ………130
表 4-38 沒有按照現場展示板上「操作方式」進行的原因之分佈人數及百分比…
…………………………………………………………………………131
表 4-39 是否有閱讀學習單(A)之分佈人數及百分比…………………………132
表 4-40 閱讀學習單(A)的各個項目之分佈人數及百分比……………………132
表 4-41 學習單(A)中最有幫助的項目及原因之分佈人數及百分比…………133
表 4-42 學習單(A)中最沒有幫助的項目及原因之分佈人數及百分比………133
表 4-43 各組學生再次使用學習單的意願之分佈人數及百分比 ……………134
表 4-44 不願意填寫學習單的理由之分佈人數及百分比 ……………………134
表 4-45 四個展示品中收穫最多之分佈人數及百分比 ………………………135
表 4-46 收穫最多的理由之分佈人數 …………………………………………135
表 4-47 四個展示品中收穫最少之分佈人數及百分比 ………………………136
表 4-48 收穫最少的理由之分佈人數 …………………………………………136
表 4-49 追蹤聲音在拋物面間傳播路徑之作答類型的分佈人數及百分比 …143
表 4-50 追蹤聲音在金屬管中傳遞路徑之作答類型的分佈人數及百分比 …145
表 4-51 追蹤芭樂的顏色和成因之作答類型的分佈人數及百分比 …………147
表 4-52 追蹤遮住透鏡下半部像『大小』變化之作答類型的分佈人數及百分比
…………………………………………………………………………148
表 4-53 追蹤遮住透鏡下半部像『亮暗』變化之作答類型的分佈人數及百分比
…………………………………………………………………………148
表 4-54 到達每個展示品首先會進行的動作 …………………………………149
表 4-55 遇到問題會先採取步驟 ………………………………………………150
表 4-56 抉擇答案的方式 ………………………………………………………151

圖 次
圖 3-1 研究進行流程圖 …………………………………………………………44
圖 3-2 「展品一：拋物面反射」之現場硬體設備照片 ………………………48
圖 3-3 「展品二：傳聲管」之現場硬體設備照片 ……………………………48
圖 3-4 「展品三：光的三原色」之現場硬體設備照片 ………………………49
圖 3-5 「展品四：透鏡實驗台」之現場硬體設備照片 ………………………49
圖 3-6 「展品一：拋物面反射」之操作方式呈現 ……………………………50
圖 3-7 「展品三：光的三原色」之操作方式呈現 ……………………………50
圖 3-8 學習單(A)的發展流程圖…………………………………………………70

中文部分：
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