本研究設計以化學反應測驗試題以及概念圖當作研究工具，以氧化還原和 電池、電解概念為教學內容，氧化還原概念的教學時間為四堂課，電池概念的 教學時間為一節半的時間，電解概念的教學時間也為一節半的時間，總共七堂 課。
對照組和實驗組皆以電子白板作為教學載具，以即時回饋系統作為每堂課 的評量載具，實驗組和對照組唯一的差別是實驗組的教材和教學內容是使用明 示的次微觀，而對照組則使用暗示的次微觀，其餘巨觀、符號以及語言表徵兩 組都有使用。在教學前使用兩種研究工具，分別為化學反應測驗試題與概念圖；
教學中只使用了概念圖；教學後再次使用兩種研究工具；最後延宕測驗中，也 同樣使用兩種研究工具(圖 3-3-1)。
依據不同表徵的方式來設計教學，兩組的表徵呈現只有在次微觀有所差異，
以下就次微觀的部分進行討論。實驗組除了在教學內容中以明示的次微觀表徵 進行內容的教學外，實驗組教學內容中還應用了實驗操作影片或動畫，此為巨 觀現象的影片或動畫，並搭配解釋其巨觀現象的次微觀影片，最後教師用口語 再次解釋，然而對照組的教學內容只應用了與實驗組相同的實驗操作影片或動 畫，無提供次微觀影片，但教師輔以口語方式解釋次微觀，而視其教學內容需 要提及次微觀的部分則以符號表徵表示並搭配教師口頭解釋次微觀，是屬於暗 示次微觀表徵，此外研究者加以控制兩班教學進度，因此兩組的每堂課教學進 度相同，每堂課皆為 50 分鐘。
兩組是以電子白板為教學載具進行七堂課的教學，因此每堂教學都有師生 互動的部分，在每堂課的教學前和教學後皆有進行以即時回饋系統作為評量載 具的測驗，此測驗搭配該堂課的教學內容。本次教學文本是採用國內兩個版本 所拼湊而成，其內容為氧化還原和電池、電解概念文本，兩組文本的唯一不同
本研究的教學共有七堂課，但由於氧化還原第三堂課以及第四堂課主要概 念為氧化還原反應的平衡及滴定，實驗組與對照組在此兩節課的教學內容設計 上沒有差異，依據教學內容的安排，最後只有五節課的教學內容有不同，分別 為氧化還原概念的第一、二堂課(2 節)以及電池概念第一堂課(1 節)、電池第二 堂課／電解第一堂課(1 節)以及電解概念第二堂課(1 節)，以下為每一堂課的教 學內容差異表。
從表 3-3-1 中可以知道氧化還原第一堂課的教學內容分成三概念，其中有 兩概念的教學內容在實驗組與對照組是不同的，分別為氧化數以及氧化還原反 應的定義，前者從元素週期表的資訊呈現上不同，實驗組有最基本的元素週期 表外，還有明確的電子以及中子、質子在數量及排列上的呈現，而對照組只有 最基本的元素週期表；後者為電負度說明電子轉移，實驗組有以電子點式來輔 以說明電子轉移的過程。氧化還原第二堂課的教學內容主要分成兩概念，為氧 化反應及還原反應，實驗組有以電子點式來輔助說明。
從表 3-3-2 中實驗組與對照組在電池概念第一堂課教學內容的差異主要在 電池機制的部分，實驗組有以次微觀的動畫輔助說明巨觀現象，屬於明示次微 觀，而對照組也有以次微觀來說明概念，但沒有次微觀的動畫來輔助，屬於暗 示次微觀。而在電池概念第二堂課教學內容的差異主要在鋅銅電池及其機制的
圖 3-3-1 教學設計圖
次微觀的動畫來輔助，屬於暗示次微觀。
實驗組和對照組在電解概念第二堂課的教學內容差異主要在於電解水以及 電解硫酸銅溶液的部分，實驗組有明示次微觀的動畫，而對照組只有暗示次微 觀，其餘表徵皆相同。
從上述發現兩組在這五堂課的差異中有七個部分不相同，分別為氧化數、
氧化還原反應的定義、氧化反應及還原反應、電池機制、鋅銅電池及其原理、
電解水、電解硫酸銅溶液，實驗組在這七個部分中都有以明示次微觀的表徵呈 現，而對照組只以暗示次微觀的表徵呈現，其餘表徵在兩組的教學內容上都相 同。
表 3-3-1 實驗組與對照組在氧化還原概念的教學內容差異
節課 概念內容 實驗組教學內容 對照組教學內容
氧化還原 第一節課
氧化數
氧化還原反應 的定義
分辨
氧化還原反應 同
氧化還原 第二堂課
氧化反應
表 3-3-2 實驗組與對照組在電池和電解概念的教學內容差異
電池 第一堂課
電池的物理與
化學定義 同
電池裝置 同
電池機制
無
電池 第二堂課
/電解 第一堂課
鋅銅電池 及其原理
無
還原、氧化電位 同
電解原理
及定義 同
電解 第二堂課
電解裝置
及機制 同
電解水
無
電解 硫酸銅溶液
無