測驗研究工具

一、資料蒐集整理

對於本研究所建置的牛頓第二運動定律虛擬實驗室，分別以修習及曾經修習 大學普通物理實驗課程學生，進行初測與第二階段測試，試驗目的為發現技術層 面、實驗呈現方式與操作過程的問題，並探討實驗結果的科學正確，及使用者對 虛擬實驗的使用觀感。資料蒐集來源如下：

1. 虛擬實驗室建構過程中的研究者省思與隨手札記

實驗室建構過程中，除了實驗室的物件及場景環境擬真性外，尚需兼顧 實驗結果的科學真實性，這牽涉到設計軟體的特性及虛擬環境與真實實驗的 差異性，因此當實驗室設計過程中，研究者利用隨手札記的方式，紀錄設計 歷程中各階段的進度情形，軟體使用時待突破與欲解決的困難，以及本實驗 室相對於傳統實驗室的優勢特色，另研究者也記錄心理歷程與省思。

2. 實驗數據結果

本實驗的測試試驗共分兩次，對象是兩班理工科系的大學生，大學普通 物理實驗課程為其共同必修的科目，第一次進行的初測試驗，採隨機取樣選 擇其中一班正修習大學普通物理實驗課程的學生進行測驗，經由測試與問卷 結果修正虛擬實驗室的環境後進行第二次測試試驗，對象則是另一班曾修習 大學普通物理實驗課程的學生。初次與第二次試驗的實驗項目都相同，皆是 三項不同的主實驗。參與初試的學生，於操作前會事先給予每位操作者「虛 擬實驗室操作手冊(初測試驗)」(附錄一)，及「虛擬實驗室─牛頓第二運動 定律虛擬實驗室紀錄表(初測試驗)」(附錄二)，參與第二階段試驗操作的學 生則會給予「虛擬實驗室操作手冊(第二階段試驗)」(附錄三)及「虛擬實驗 室─牛頓第二運動定律虛擬實驗室紀錄表(第二階段試驗)」(附錄四)。在初

測試驗及第二階段試驗過程中，於測試完後使用者皆需完成實驗紀錄表格數 據的結果填寫。

3. 實驗後問卷評量

參與初試的學生，實驗完成之後，需另外進行「物理虛擬實驗室初測試 驗問卷調查表」(附錄五)填寫；參與第二階段測試試驗的學生於實驗完成後 則進行「物理虛擬實驗室第二階段試驗問卷調查表」(附錄六)評量。

二、資料分析

1、建構虛擬實驗室過程的省思

藉由研究者隨手札記及各階段虛擬實驗建構過程的紀錄，整理分析在設 計過程所遇到的資訊技術層面難題及施測中遭受其他相關問題。

2、虛擬實境實驗與理論實驗的結果比較

虛擬實驗測試結果，探討與理論實驗數據之間的誤差百分值，並探究實 驗結果及問題癥結，目的為達到本虛擬實驗室的科學真實性及未來實驗設計 時改善修正的依據。

3、物理虛擬實驗室問卷結果分析 (一)、初測試驗

「物理虛擬實驗室初試問卷調查表」(附錄五)主要內容為「實驗教材內 容」、「設計技術層面」 兩大部分，題目設計方法採 「李克特氏五點尺度法」，

依非常同意、同意、普通、不同意、非常不同意之選項實施填答，另含兩題 開放式問答題目。問卷結果的分析將提供實驗室建構時的參考，作為第二階 段測試前三項主實驗修正的依據。

(二)、第二階段測試試驗

針對初試後的問卷結果，修正虛擬實驗室缺失並擬定「物理虛擬實驗室 第二階段試驗問卷表」(附錄六)，量表實施方式如同初試的問卷評量方式，

但皆為五等量表評量題目，於學生第二階段試驗後給予評量，問卷內容分別 為「教材感受」、「操作介面」、「學習動機」、「概念認知」四大部分。

最後分析問卷結果，了解使用者與虛擬實驗系統間的互動性、虛擬實驗室與 實驗教學之間關聯性，以作為後續建置物理實驗室的研究參考。