第二章 文獻探討
第五節 教學設計
課程為網路多媒體課程，學生單獨進行多媒體課程學習，課程包含動畫說明及模擬 操作，動畫部份有旁白解說，而模擬操作部份有文字說明。課程主題為氣體動力論，內 容分為四個主題，以微觀連接其他兩種表徵（Rappoport & Ashkenazi, 2008），課程架構 如下表3-5-1：
表3-5-1 教學課程架構
主題一 巨觀現象及微觀分子運動
1. 含動畫頁面（圖 3-5-1）、模擬頁面（圖 3-5-2）及問題頁面。
2. 同時呈現巨觀影片及微觀分子運動，探討了壓力和體積的關係、體積和溫度的關 係，以及分子莫耳數和體積的關係。
主題二 理想氣體方程式之公式推導 1. 只有動畫頁面（圖 3-5-3）。
2. 同時呈現微觀分子運動動畫及公式推導流程，推導的流程為
（1）每秒分子在 x 方向碰撞器壁的總動量變化；
（2）右壁因分子碰撞所受的壓力；
（3）將式子代換出動能；
（4）將動能代換為絕對溫度；
（5）整理常數。
主題三 微觀分子運動及公式應用
1. 包含動畫頁面（圖 3-5-4）、模擬頁面（圖 3-5-5）及問題頁面。
2. 頁面同時呈現微觀分子運動動畫及以符號表徵之變因關係，以說明當巨觀變因改 變時，微觀氣體分子的變化，探討了分子運動速率、分子碰撞頻率、壓力和體積 的關係、體積和溫度的關係、莫耳數和體積的關係。
主題四 微觀分子運動及圖表
1. 包含動畫頁面（圖 3-5-6）、模擬頁面（圖 3-5-7）及問題頁面。
2. 同時呈現微觀分子運動及變因關係圖表，探討壓力、體積和分子莫耳數的關係，
以及體積溫度和分子莫耳數的關係，圖表包含PV 圖和 VT 圖。
圖 3-5-1 巨觀現象及微觀運動之動畫頁面
圖 3-5-2 巨觀現象及微觀運動之模擬頁面
圖 3-5-3 理想氣體方程式之公式推導動畫頁面
圖3-5-4 微觀分子運動及公式應用之動畫頁面
圖3-5-5 微觀分子運動及公式應用之模擬頁面
圖3-5-6 微觀分子運動及圖表之動畫頁面
圖3-5-7 微觀分子運動及圖表之模擬頁面
本研究將整個多媒體學習歷程抽出十個學習頁面，作為腦波分析事件，第一頁至第 七頁屬於主題三微觀分子運動及公式應用，第八頁至第十頁屬於主題四微觀分子運動及 圖表。前七頁又分別在每一頁切出「微觀表徵片段」與「微觀和符號表徵連結片段」，
第八到十頁也分別在每一頁切出「微觀表徵片段」與「微觀和符號表徵連結片段」。表 徵連接學習歷程腦波分析事件詳見表3-5-2：
表3-5-2 表徵連接學習歷程腦波分析事件表
頁面 單元 表徵 多媒體 概念
第一頁 主題三 微觀、符號 語音、動畫 分子運動速率 第二頁 主題三 微觀、符號 語音、動畫 分子碰撞器壁頻率 第三頁 主題三 微觀、符號 語音、動畫 壓力和體積的關係 第四頁 主題三 微觀、符號 文字、模擬 壓力和體積的關係 第五頁 主題三 微觀、符號 語音、動畫 體積和溫度的關係 第六頁 主題三 微觀、符號 文字、模擬 體積和溫度的關係 第七頁 主題三 微觀、符號 語音、動畫 莫耳數和體積的關係 第八頁 主題四 微觀、圖表 語音、動畫 壓力、體積和莫耳數的關係
第九頁 主題四 微觀、圖表 文字、模擬 壓力、體積和莫耳數的關係 第十頁 主題四 微觀、圖表 語音、動畫 體積、溫度和莫耳數的關係
擷取二十個事件之畫面，包含主題三微觀分子運動及公式應用七個頁面的兩種片段 畫面，以及主題四微觀分子運動及圖表的兩種片段畫面，見表3-5-3。
表3-5-3 表徵連接學習歷程腦波分析事件之畫面
主題三 微觀分子運動及公式應用 第一頁
分 子 運 動 速 率 (動畫)
微觀表徵片段
微觀和符號表徵連結片段 第二頁
分 子 碰 撞 器 壁 頻 率 (動畫)
微觀表徵片段
微觀和符號表徵連結片段 第三頁
壓 力 和 體 積 的 關 係 (動畫)
微觀表徵片段
微觀和符號表徵連結片段 第四頁
壓 力 和 體 積 的 關 係 (模擬)
微觀表徵片段
微觀和符號表徵連結片段 第五頁
體 積 和 溫 度 的 關 係 (動畫)
微觀表徵片段
微觀和符號表徵連結片段 第六頁
體 積 和 溫 度 的 關 係 (模擬)
微觀表徵片段
微觀和符號表徵連結片段 第七頁
莫 耳 數 和 體 積 的 關 係 (動畫)
微觀表徵片段
微觀和符號表徵連結片段 主題四 微觀分子運動及圖表 第八頁
壓 力
、 體 積 和 莫 耳 數 的 關 係 (動畫)
微觀表徵片段
微觀表徵和圖片表徵連結片段 第九頁
壓 力
、 體 積 和 莫 耳 數 的 關 係 (模擬)
微觀表徵片段
微觀表徵和圖片表徵連結片段 第十頁
體 積
、 溫 度 和 莫 耳 數 的 關 係 (動畫)
微觀表徵片段
微觀表徵和圖片表徵連結片段
第六節 資料蒐集與分析
本研究的資料蒐集包含二階層概念測驗結果、多重表徵問題解決測驗結果及腦波資 料（大腦各部位腦波之功率強度及同調性）。當實驗結束後，開始進行資料的整理與分 析，將二階層概念測驗進行統計分析；多重表徵問題解決測驗進行編碼後再統計分析；
腦波資料的處理使用Neuron Scan 4.4 套裝軟體分析，經過去除明顯雜波、去除眼電和 濾波(4~70Hz)後，將每段事件再依 1024 點分段(epoch)，取其功率強度平均值(frequency domain; Scaling: power; type: Hanning)，依波的頻率匯出(θ: 4~8Hz; α1: 8~10Hz; α2:
10~13Hz; β1: 13~18Hz; β2:18~25Hz; γ:35~70Hz)，將這些值進行 spss 統計分析。同調性 的部份，在事件分段(epoch)後，取其 30 個電極位置配對後之同調性平均值，同樣再進 行spss 統計分析。