由於時間、人力限制的關係，此偵測卷無法進行嚴謹的「效度」與「信 度」之考驗。但研究者仍注意到這方面的問題。以下分別說明之。
(一)效化過程
研究者主要採用「專家效度」，也就是所謂「內容效度」的方式來提 升本偵測卷的有效性。「效度」是指此測驗是否能夠達到測量的目的─即 探測到研究者所欲觀測量的程度。在本研究中，此偵測卷欲觀測的就是「廣 博度」、「精確度」以及「概念組成結構」三個觀測量。
比熱(s) 質量(m)
升高溫度(ΔT) 獲得熱量(ΔH)
總共要發工資 工作天數 人數
每日每人工資
首先，最基本的是務求題目內容在物理概念上準確無誤。因為在「熱 學」中有許多目前仍未統一的模糊敘述與用詞存在，故在題目敘述用詞中 需要加以斟酌考量，以避免學生在錯誤題目中進行作答的情況。
為增加此份偵測卷的「效度」，研究者與專家(指導教授)進行一個月左 右密集的討論與修改。經由不斷地討論、修改，依據研究者心中所欲測之 三個觀測量為設計題目背後的中心思想來設計每一個題目。每個題目，甚 至於每句話都有其作用與用意。為了使學生能夠順利進行「平行」的類比，
在許多敘述上儘可能以“對稱＂的方式和用語來呈現。另外，在偵測卷大 致成型之後，研究者再將偵測卷給予幾位有高中教學經驗的教師閱讀。取 得專家以及幾位教師肯定之後，擬成「偵測卷初稿」。在這階段裡，此偵 測卷已具備基本的「效度」，可以測量到研究者所想要探測的三個維度。
(二)信度分析
有了基本的「專家效度」之後，則開始考慮到「信度」的部分。信度 是指衡量測驗之測量結果的穩定性或一致性的統計指標。簡單來說，偵測 卷內容本身以外可能影響此份偵測卷之測驗結果的可信程度的外在因素 都屬於「信度」的考量。由於研究對象不是研究者自己的學生，必須仰賴 外校高中老師給予研究者班級進行施測。故如何在一次施測的機會中取得 具有一定可信程度的測驗結果(data)是研究者頗為重視的問題。本偵測卷經 過以下數個程序，希望可有效提高施測結果的信度。
1.題意清楚，流暢易懂
由於「偵測卷初稿」中的敘述用詞僅限於研究者本身的想法，不一定 適合高中學生閱讀與理解。故在初稿擬定之後，隨即著手將偵測卷內容盡 量以學生能夠接受、看得懂的敘述加以改寫。待修改到一個段落，研究者 將「偵測卷」請兩位高中一年級的家教學生幫忙填寫。而後再詢問他們對 於此偵測卷的看法與建議，以供研究者修改之參考。此步驟之目的希望避 免偵測卷內容的敘述讓學生讀起來艱澀難懂，能夠達到題意清楚，文字表 達流暢並具有良好的傳達能力。
2.作答時間考量
整份題卷需要花多少時間作答是一個很重要的問題。我們知道，試題 的數量會影響到測驗的「信度」。雖然一般來說，試題數量愈多，測驗的 信度則愈高。由於本研究施測是藉由外校提供施測對象，每個班級僅有一 節課(即 50 分鐘)的時間可供測驗，故研究者在時間的控制上需要更為謹慎 斟酌與考量。增加試題可以讓學生進行重複的練習與類比，題高達題的正 確率，進而得到研究者想要偵測的維度。然而，題目數量若過為繁多，不 但一節課的時間不夠用，學生很容易在答題的後半段過程中失去耐心而產 生胡亂作答的情況。這是一個兩難的問題，研究者在斟酌之後認為“題目 精簡以減低學生答題負擔，維持其耐心完成整份偵測卷＂較為重要。故再 度審視整份偵測卷，刪去約 1/3 具有重複性質的題目。此份「精簡版」的 題目亦經過家教學生測試，表示作答時間充裕，可以在 50 分鐘內完成。
此階段完成之偵測卷即為最後版本，內容不再修改，如附錄B 所示。
3.現場氣氛掌控，提高作答意願
雖然偵測卷已經完成，但若想取得具有可信度的測驗結果，現場施測
好的偵測卷設計固然非常重要，而學生是否願意配合並用心作答寫出心中 的想法更是研究者不可忽略的一個環節。為了使受試者願意認真且以愉快 的心情進行偵測卷的作答，研究者特別用心準備了多樣化具有實用性的
「小禮物」5作為報酬。在開始作答之前，研究者對同學說明此份題卷的大 致用途，不會影響到學校物理科成績，並且在結束之後給予小禮物作為回 饋。希望整個流程在愉快、輕鬆的氣氛下進行，以期得到較為用心、經過 思考的作答結果。事後證明，回收之偵測卷中出現胡亂作答或完全不經過 思考(例如每題都回答 O 或 X)的情況極低，可看出學生願意配合且用心作 答的態度。