3.3.1 研究對象
本研究之研究對象為台灣北部某公立高中理組三年級的學生，共兩班，
合計共有 46 人。所有研究樣本都已學習過且了解波動的基本性質，所以都 具備對於學習波的重疊原理所需的先備概念。所有學生分為兩組，實驗組
Ⅰ（動態表徵教學）22 人；實驗組Ⅱ（靜態表徵教學）24 人，如表 3-3-1 所示：
表 3-3-1 研究對象人數表
組別 實驗處理（教學模式） 人數 總人數 實驗組Ⅰ 動態表徵教學 22
46 實驗組Ⅱ 靜態表徵教學 24
3.3.2 教材與教學設計
本研究的教學主題為波的重疊原理，其中共細分為四個次主題，按照 教學的順序分別為：波的重疊－建設性干涉、波的重疊－破壞性干涉、波 的自由端反射以及波的固定端反射。依照教育部公佈的 99 課綱普通高級中 學選修科目「物理」課程綱要，在關於波的重疊原理單元的教學中，教師 應說明兩獨立波在同一介質中相遇時，其合成波的振幅會疊加，以及說明 繩波在遇到不同介質介面時的反射和透射的情形，而本研究之教學即依照 此綱要來進行設計。
26 畫面，作為靜態表徵教學所使用之圖片。且圖片教材使用 PowerPoint 軟體 來呈現，如此亦可避免因資訊融入教學所產生不同學習效果之影響。以下 就分兩部分簡短說明靜態表徵教學之圖片教材內容呈現方式，而完整教材 內容請見附錄一。
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二、教學設計
本研究目的為探討靜態或動態表徵教學對學習者於波的重疊概念之學 習成效的影響，所以教材設計上，動態表徵教學的動畫教材與靜態表徵教 學的圖片教材之內容與概念涵蓋範圍相同，主要差別在於接受實施動態表 徵教學的學習者，能夠看到完整波的重疊與反射的動態過程，而靜態表徵 教學的學習者看到的是一張張擷取的靜態圖片。以下就針對動態與靜態表 徵教學設計上不同之部分來作說明，而完整的教學設計內容請見附錄一。
第一部分：波的重疊原理
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利用 PPT 展示上列圖片，說 明重疊過程。
（四）固定端反射：詳細說明，請見下表 3-3-5。
表 3-3-5 固定端反射教學設計說明表
教學內容 靜態表徵教學 動態表徵教學
1.引言 說明教學主題為固定端 反射。
使用 PPT 呈現此張畫面。
將固定端反射的過 程完整撥放一次。
2. 單一 脈衝波 射入固 定端
說明有一脈衝波向右傳 遞，射入一固定端。【即 可被固定無法上下移動 的端點。】
利用動畫的暫停功 能，將螢幕停格至 左格顯示之畫面。
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3.3.3 研究工具
一、概念學習成效試卷
本研究所使用之測量工具乃是擷取部分鄭秀芬（2003）與部分
Tongchai(2009)所研究發展之診斷工具，結合而成的概念學習成效試卷。
研究者對以上三份診斷工具之題目依主題分類，選出與本研究主題相關的 題目，英文題目則進行翻譯並進一步將所挑選之題目修改為二階層形式，
每一題之第二階層為開放式問題，直接請學習者說明選此答案之理由。修 改完成後，經過與兩位國立大學同時具有理工與教育背景的教授進行審查，
因此此概念學習成效問卷具有專家效度。
本研究的試題以已學習過此單元之高三學生34位為預試樣本，
Cronbach α為0.72 ，以本研究之樣本進行之前測，Cronbach α為0.66，
依Nunnally（1967）所提出之看法，Cronbach α在一般研究中，至少要大 於0.6，代表本概念學習成效試卷具有一定程度的可靠度。以下僅列出試卷 中的題型一的第一題為例，說明本試卷之計分方式。完整試卷請見附錄二。
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題型一：兩波同向重疊
1.考慮下列敘述之情況並且回答第（1）-（2）題 兩個相向前進的脈衝波，兩者的波速皆為 1 cm/s。
右圖為 t = 0 s 時的波形，每一個方格的寬度 為 1 cm x 1cm。
（1）請選出兩秒後的波形並說明你的理由。
理由：
概念學習成效試卷之計分方式為，在學習者選完答案之後，必須要清 楚地寫出理由為何，答案與理由均正確，始可得一分，二者其中之一錯，
則得零分。而整份試卷共有13題，故總分為13分。
試卷的試題內容與所對應教學主題之雙向細目表分析如下：
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計主要為評估學生是否能形成有關波的疊加過程之心像，而能清楚理解且 正確畫出兩波相向而行時，隨時間變化的重疊過程，故兩小題均要求學習 者將兩波相遇而進行時，發生建設性干涉或破壞性干涉之過程的五個瞬時 圖畫出來。而第二題組之設計主要為評估學生是否能形成有關波的自由端 與固定端反射過程之心像，能清楚理解如何使用波的重疊原理來解釋整個 反射的過程，且能正確地畫出波進行自由端反射與固定端反射時之過程的 五個瞬時圖。以下僅列出題組一：波的重疊原理—建設性干涉與波的重疊 原理—破壞性干涉為例，其餘題目請見附件三。
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題組一
下列各圖形中所顯示之波動，其波速均為每秒一格，且圖形顯示為 t=0 時
之波形，請畫出 t=1,2,3,4,5s 時的波形。
圖 3-2-1 學習單題組一之圖形 1.
2.
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