臺灣博碩士論文加值系統

本論文旨在探討線上模擬實驗、數位實驗與傳統實驗三種方式對高中生對科學的態度之影響。研究採用實驗研究法，以121名台北市立高級中學學生為樣本，實驗組有41人為線上模擬實驗方式測試；控制組一有40人採數位實驗的方式；控制組二有40人操作傳統實驗。資料來源主要是透過「對科學的態度量表」、「牛頓第二運動定律學習成就測驗」及「訪談」瞭解學生在教學後其態度、學習成就是否有改變，並且討論對科學的態度和學習成就是否有相關。
整體而言，線上模擬實驗、數位實驗與傳統實驗三種方式在教學後，對學生對科學的態度均無顯著差異。但就態度的分量表而言，高分群學生在「對科學實驗的享受」分量表裡，線上組和數位組皆比傳統組結果好。然而對中低成就學生來說，無論是總量表或分量表，均無顯著差異。另一方面，本研究結果發現，三組學生學習成就前後測成績有顯著進步，但三組沒有因為實驗方式的影響而有差異。最後，本研究的結果也證實學生對科學的態度與學習成就呈現低度正相關。
本研究結果雖然三種實驗方式對學生對科學的態度和科學學習成就沒有顯著不同，然而也代表線上模擬實驗與實體操作的實驗一樣有效，故本研究建議應推廣開發更多可讓學生探究的模擬實驗單元，讓其他偏遠地區或器材不足的學校學生有機會享受探究實驗的樂趣。教學方面，則建議教師應採用探究實驗教學，以幫助學生多元化思考。

This study investigated the effects of an online simulation-based laboratory on senior high school students' attitudes toward science. The participants were 121 11th grade students in an urban public high school in Taipei. 41 students in one class were assigned to experimental treatment (EG) involved the use of an online simulation experiment. The control treatment for the first control group (CGⅠ) involved the use of a microcomputer-based laboratory and the control treatment for the second control group (CGⅡ) involved the use of a traditional laboratory. Each of the control groups included 40 students.
The results of the study showed that there were no statistically significant difference between the experimental group and both control groups in students' attitudes toward science, and their science learning achievement. Moreover, for the different achievement groups, the high achievers of EG and CGⅠ get better results than CGⅡ from the subscale of "enjoyment of scientific experiment". All of the three groups performed equally well and had remarkable gains on pretest-posttest of science learning achievement. Furthermore, students’ attitudes toward science and science learning achievement have been shown to be less positively correlated.
The study concluded that online simulation-based laboratory is as effective as physical hands-on experiment. The results suggested that more simulation experiments should be developed to let the students from remote regions or those who have insufficient materials to enjoy the fun of inquiry-based experiments. Simulations coupled with inquiry learning may enhance students’ enjoyment of science laboratory and significantly improve their conceptual learning.

摘要 I
Abstract II
誌 謝 III
目 錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VII

第一章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究問題 5
第三節 研究假設 5
第四節 研究限制 6
第五節 相關名詞定義 7

第二章 文獻探討 8
第一節 線上模擬實驗 8
第二節 對科學的態度 18

第三章 研究方法 23
第一節 研究架構 23
第二節 研究對象 25
第三節 研究工具 26
第四節 研究流程 35
第五節 資料處理與分析 37

第四章 結果與討論 38
第一節 對科學的態度之比較 38
第二節 對學習成就之比較 49
第三節 對科學的態度與學習成就的相關性 54
第四節 線上實驗及數位實驗事後訪談分析 55

第五章 結論與建議 64
第一節 研究結論 64
第二節 建議 66


參考文獻
中文文獻 69
英文文獻 72

附錄
附錄一 對科學的態度量表 76
附錄二 本研究訪談問題 78
附錄三 牛頓第二運動定律測驗卷 79
附錄四 施測時間時程摘要表 82
附錄五 分組各組人數摘要表 83

圖目次
圖2-1 Haladyna與Shaughnessy對科學的態度變因之簡要模式 21
圖3-1 本研究架構圖 23
圖3-2 數位量測器材示意圖 26
圖3-3 模擬探究實驗平台介面 28
圖3-4 模擬實驗平台探究學習單畫面 28
圖3-5 牛頓第二運動定律模擬實驗示意圖 30
圖3-6 牛頓第二運動定律模擬實驗結果示意圖 31
圖3-7 本研究模擬實驗流程圖 31
圖3-8 本研究流程步驟 36

表目次
表2-1 牛頓第二運動定律線上模擬實驗與數位量測實驗比較 15
表3-1 實驗組與控制組人數分配表 25
表3-2 國內線上模擬實驗的網站及其模擬實驗語言 29
表3-3 對科學的態度量表（ATSI）因素負荷量表 34
表4-1 對科學的態度各因子間前後測摘要表 39
表4-2 三組學生在對科學的態度三個因子之多變量共變數分析 40
表4-3 高分群受試者對科學的態度各因子間前後測摘要表 41
表4-4 中分群受試者對科學的態度各因子間前後測摘要表 42
表4-5 低分群受試者對科學的態度各因子間前後測摘要表 43
表4-6 三組不同學習成就學生在對科學的態度三個因子之多變量共變數分析 45
表4-7 對科學的態度單因子共變數分析結果整合摘要表 46
表4-8 三組學習成就前後測得分之平均數與標準差摘要表 49
表4-9 三組學習成就測驗成績後測得分之共變數分析 50
表4-10 高中低組學生學習成就前後測平均數、標準差摘要表 51
表4-10 高中低組學生學習成就前後測平均數、標準差摘要表（續） 52
表4-11 學習成就單因子共變數分析結果整合摘要表 52
表4-12 對科學的態度和學習成就的相關 54
表4-13 受訪者基本資料摘要表 55
表4-14 兩組學生事後訪談摘要表 61

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