研究對象

第三節 第三節 研究對象 研究對象 研究對象 研究對象

一 一 一

一、、、、研究對象研究對象研究對象研究對象：：： ：

本研究的目的並非建立適用於廣泛的推論，而是深入瞭解研究對象的推理歷

程及所持有的另有概念，研究對象的重點在於能提供真實及豐富的資料，因此本 研究並沒有選取太多的樣本，這與量化研究強調樣本的代表性及隨機性並不相 同。在每次晤談後立即進行資料分析，整個研究過程中，資料蒐集與分析是同時 進行的。本研究因受限研究經費、時間、資源等因素，因此研究對象未能朝隨機、

大樣本進行。本研究僅方便取樣，選擇台中縣某中型國民小學六年級的一個班 級，共 32 位學生為研究對象。

二 二 二

二、、、、研究實驗活動情境研究實驗活動情境研究實驗活動情境研究實驗活動情境：：：：

所選取的樣本學校是台中縣某中型學校，該校六年級共六個班級，學生及老 師間相處氣氛融洽，教師們亦常利用時間討論教學相關資訊。核校大樓可分前、

後二排，但前、後大樓每層樓間都有相通，而所選的班級位於該校前排大樓的二 樓。級任導師即是研究者，畢業於自然系，現於自然所就讀。在樣本班級中，學 校的各項活動讓學生自由參加或由學生推選，班上幹部及掃地工作也讓學生自行 挑選，由有意願者為第一優先考量，班規也讓學生自行訂定，導師僅從旁協助學 生。

教學活動地點為高年級自然教室，位於後排大樓的二樓，約在該班級東方 50 公尺處，該班與高年級自然教室隔了二個樓梯及三個六年級的班級。而該自然教 室平常由高年級自然科任教師使用。該教室有八張實驗桌，教室後方有二個大型 櫃子，擺放自然與生活科技教學時可能使用的儀器，教室外有一個洗手台。

實施活動時間為星期一、二、四、五的午休時間，每周四次，為期八個星期，

共計三十二次。在進行實驗操作時，學生與老師一對一進行研究實驗活動，一方 面可以避免多位學生作答時，可能會相互討論或參考同學答案，另一方面有利於 研究者適時發現學生在活動中想法的改變，立即進行晤談，探究推理歷程的改變。

第四節 第四節

第四節 第四節 研究工具 研究工具 研究工具 研究工具

本研究以 POE 策略探討國小六年級學童對混色光的推理歷程及另有概念，

所採用之研究工具係參考國內外相關研究文獻及經試探性研究後與指導教授、二 位自然科資深教師及三位在職進修專班同學研究討論，發展編製而成，依相關研 究結果設計 POE 策略活動方案及 POE 活動單，在 POE 策略活動時，研究者與研 究對象在活動過程中，個別進行一對一晤談，確認學生想法及探知推理歷程。研 究者若發現學生在 POE 活動單中所填答的二模組間之預測理由(推理時所持的概 念)有異或預測與觀察結果出現不一致時，立即進行個別晤談活動，以進一步確 認學生想法，避免學生想法與研究者的認知產生誤差，以確保研究信效度。

以下將就本研究之研究工具：POE 策略活動方案、POE 混色光活動裝置、POE 活動單及個別晤談分述之。

一 一 一

一、、、、POE 策略活動方案策略活動方案策略活動方案 策略活動方案

研究者蒐集與活動相關的資料，包括 POE、推理及光學等資料，以此為理論 基礎以進行研究活動設計，然後再與指導教授、二位自然科資深教師及三位在職 進修專班同學研究討論後發展 POE 策略活動方案。在經試探性研究後，再與指 導教授、二位自然科資深教師及三位在職進修專班同學共同研究討論後，修改活 動內容。指導教授指導並參與 POE 活動及推理活動有多年經驗，且教師本身即 為光學領域專長，另二位自然科資深教師，皆為高年級自然科任教師，陳姓教師

（化名）有十二年的自然科教學經驗。另一林姓（化名）資深自然科任教師，有 十一年自然科教學經驗，其中有八年擔任高年級自然科任教師。三位在職進修專 班同學－林姓研究生（化名）有八年自然科教學經驗，曾於科博館工作八年。劉 姓研究生（化名）有七年自然科學教學經驗。古姓研究生（化名）有五年自然科 學教學經驗，每年都有參加自然科研習二次以上。本研究的 POE 策略活動共有

五組混色光模組，每一模組分別有二種不同顏色的玻璃紙。分別為第一組：綠色 與黃色、第二組：紫色與黃色、第三組：綠色與紫色、第四組：紅色與黃色、第 五組：紫色與紅色。

本研究的 POE 活動流程如下：

(一)、先向研究對象說明研究的目的只是想知道研究對象對混色光的推理歷 程及概念而已，不是當評分之用，與學期成績無關，其填答資料不會對外公開，

僅為研究之用，請研究對象放心作答，如果有任何問題可以提出發問。

(二)、發下 POE 活動單，提醒研究對象填妥姓名、座號。

(三)、準備實驗裝置，在光源前方放入一放大鏡，目的為使光線經細縫後能 再聚光於三稜鏡上，使效果更好，光源經三稜鏡產生色散作用，分出紅、橙、黃、

綠、藍、靛及紫色之七種可見光於後方紙板上。請學生觀察，有問題可舉手發問，

研究者會詳細說明。

(四)、然後進行混色光第一模組實驗：綠色與黃色模組實驗的單色光觀察階 段，先放入綠色玻璃紙，請研究對象觀察白色紙板上出現的顏色，並寫於 POE 活動單中；然後再放入黃色玻璃紙，請研究對象觀察白色紙板上出現的顏色，並 寫於 POE 活動單中。除了讓研究對象知道各別顏色玻璃紙在光源照射後，經三 稜鏡產生色散現象後的呈色情形外，另外，可以讓研究對象熟悉整個實驗活動，

包括活動流程及實驗裝置。

在填寫完 POE 活動單上的單色光觀察欄後，請研究對象預測當二種顏色玻 璃紙一起放入時，白色紙板上會出現哪些顏色，除寫下預測外並寫下預測的理由 於 POE 活動單的預測欄中。

(五)、在研究對象寫完 POE 活動單的預測欄(包含預測理由)後，約研究對 象開始寫預測欄後三分鐘，請研究對象觀察實驗發生的現象，將過程中觀察結果 詳細記錄於 POE 活動單的觀察欄位中。

(六)、請研究對象檢視其 POE 活動單的預測欄與 POE 活動單的觀察欄所寫 下的預測與觀察結果間有無不一致處？對於不一致處，請研究對象對提出解釋，

然後書寫於 POE 活動單的解釋欄位中。

(七)、在活動過程中，研究者若發現研究對象在 POE 活動單中所填答的二 模組間之預測理由(推理時所持的概念)有異或預測與觀察結果出現不一致時，立 即進行個別晤談活動，探究推理時所持概念改變的理由。最後提醒研究對象檢查 POE 活動單中的第一模組之各項記錄是否完整。

(八)、然後重覆(四)~ (七)的步驟，分別做第二模組到第五模組的實驗。

(九)、在五個模組實驗完成後，最後再提醒研究對象檢查 POE 活動單中的 五個模組各項記錄是否完整。然後將研究對象填寫完的活動單收回，進行分析、

歸納、整理工作。

二二

二二、、、、POE 混色光活動裝置介紹混色光活動裝置介紹混色光活動裝置介紹 混色光活動裝置介紹

本研究 POE 混色光活動裝置係依洪淑淩(2006)所發展出色光之實驗裝置(如 圖 3-4-1)，進行混色光實驗。在實驗裝置通電後，燈泡所產生的光線從細縫中穿 過，經玻璃紙後，在光線直線行進的路線上，擺置一座放大鏡，在放大鏡插槽後 方，再擺置一座三稜鏡，讓從細縫中穿越的光線經過玻璃紙及放大鏡以聚光於三 稜鏡，產生效果較佳之色散現象，最後經減色混合效果而呈色於白色西卡紙上。

圖 3-4-1 POE 混色光活動裝置

三 三 三

三、、、、POEPOEPOEPOE 活動單活動單活動單 活動單

Fellows(1994)指出，為瞭解學生的思考過程與另有概念，可分析學生撰寫的 解釋與文件資料。本研究設計與POE策略活動相的POE活動應單，目的是為了瞭 解個別研究對象對混色光實驗研究的推理歷程及其另有概念。POE活動單內所陳 述的問題是研究者蒐集文獻資料並依研究目的所編寫，再與指導教授、二位國小 資深自然科教師及三位在職進修專班同學，共同討論達成共識後修訂而成。在進 行正式研究前半年，研究者在不同於正式研究的樣本班級進行試探性研究，在試 探性研究時，設計POE活動單(附錄一)配合POE策略活動使用，但發現某些學生 記不住單色玻璃紙在分光後所產生之色光，所以在正式施測前與指導教授、三位 在職進修專班同學研討後，改良POE活動單(附錄二)。在改良後的POE活動單設 計分別有五個模組的單色光觀察欄、混色光的預測欄、預測的理由、觀察欄、解 釋欄。在研究實驗活動進行時，老師與學生是一對一進行實驗活動，學生獨自完 成不受同儕影響，清楚呈現實驗活動時各階段的想法，當預測與觀察結果出現不 一致時，研究者立即與研究對象進行晤談，在活動單的輔助下，研究對象可依預 測欄回顧先前想法及其支持的理由，以協調這不一致的現象。研究者在研究實驗 活動結束後，將POE活動單收回，利用學童個別填寫的POE活動單進行分析、整 理學童對混色光的推理歷程及其概念。

四四

四四、、、、師生個別晤談師生個別晤談師生個別晤談師生個別晤談

Mintzew,Wandersee與Novak（1999）指出診斷學生對概念的理解並無最有效 的方式，各方法都有其優點，除紙筆問卷外，尚包含晤談、觀察、檢視文件等多 種方式。為了避免學生填答答案中所呈現的概念與研究者產生誤差，亦使研究資

Mintzew,Wandersee與Novak（1999）指出診斷學生對概念的理解並無最有效 的方式，各方法都有其優點，除紙筆問卷外，尚包含晤談、觀察、檢視文件等多 種方式。為了避免學生填答答案中所呈現的概念與研究者產生誤差，亦使研究資