本研究對象為隨機詢問台北市學校國一導師帶學生出來的意願及現場觀眾 之國一生來當受試者，以下將對象的來源，選取，分組方式做說明。
（一） 受試學生來源
本研究參與之受試者，分別為新北市三所學校導師所帶的七年級生，以及分
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別不同三個學校現場的受試者。因為受試者已經經過父母同意及學生本身自願來 參與本研究流程的學生，學生應會認真參與，對於學習單及回饋單會據實回答。
（二） 受試學生的分組
本研究受試學生共有 47 位，男生 23 位，女生 24 位，如下表 3-1-1，受試者 年齡皆為七年級生，進行後續分組的部分，如下表 3-1-2，採取學生現場隨機抽 籤的模式，分組進行看學生是對照組或實驗組，不會受限於性別、學習成就、宗 教背景、學生是否願意寫學習單的態度或是研究者本身受影響。
表 3-1-1、受試者之分組與人數性別之分析表
組別 實驗組 對照組 Total
男
女 Total
13 12 25
10 12 22
23 24 47
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表 3-1-2、受試者之分組
組別 在科教館進行學習 鷹架式問題導向學習單
實驗組 ○ ○
對照組 ○ X
其中，實驗組共 25 人，男生 13 人，女生 12 人；對照組共 22 人，男生 10 人，女生 12 人。本研究使用以下兩個科教館常設展品—法拉第劇場、簡單的電 路遊戲，實驗組在科教館進行兩個科教館常設展品的過程中，以學習單來進行
PBL 思考模式的學習，另一組對照組則是無學習單，按照平常學生自行學習摸索 的模式來進行學習。
第二節、研究設計
本研究的主要目的是希望透過非制式教育的實作活動，學生對於電學之實驗 的參與方式，分析學生的概念理解以及科學態度。由下圖 3-2-1，每個學生都要 去觀看和操作兩個常設展品，在操作常設展品前會先做前測概念，並抽籤決定分 實驗組或對照組，實驗組進行研究者設計之問題導向學習單，對照組進行時沒有 學習單，學生參與過程中，由研究者成為 Tutor 來引導，模擬學生來科教館學習
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的狀況，設計了學生在科教館進行展品互動學習時，沒有時間限制，學生進行完 成後，會給予學生填寫 PBL 自評表、後測概念、科學相關態度量表。
讓學生在沒有時間的限制下自由操作，來觀察學習成效及意願度，還有希望 能了解學生主動想要學習的動力及變化的過程，能在與表達與理解的過程中，透 過自評，還有 Tutor 檢視等讓學生不斷的產生驗證自己科學概念的理解是否有矛 盾或不清楚的地方，而達到在台灣科學教育館上，不只是實物上的給予，更能在 有目標的鷹架式學習狀況下進行學習。藉由知識獲得的前後測概念驗，及科學態 度量表來做三項研究目的之分析，比較參與鷹架式學習單與對照組的學生學習成 效的差異，並進一步的整合結果測量，說明 PBL 對於學生學習的影響。
國小電學基礎之七年級生 前測概念
鷹架式學習單 一般學生參與非制式場所的學習 進行兩個常設展品-- 法拉第劇場與簡單的電路遊戲
後測概念 PBL 自評單 科學相關態度量表
：回應研究目的
圖 3-2-1、本研究的設計架構
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表 3-2-1、不同鷹架進行的模式比較(續) 簡單的電路遊戲
1. 當科教館停電時，你需要有照明，眼前有照明的 器材，請使用這些器材組裝最簡單的照明設備，
畫出你組裝好後的樣子並說明他如何發亮。如果 燈泡沒亮，可能發生了什麼問題呢?
2. 就題 1，如果燈泡終於亮了,試試看用其他不同器 材組裝，並比較組裝的設備有什麼不同?試用電 壓表與電路表測量電燈和電源的電壓與電流的 數值各為多少?
3. 當科教館服務鈴壞掉時，你急需要服務人員。你 可以馬上使用電路元件組裝最簡單的設備幫助 自己。請畫出設計圖。
4. 操作時有哪些需要注意的事項?(至少三個)
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第三節、研究流程
本研究流程分成三部分，第一部分是預備期，主要的準備工作在於了解 PBL 的內容與非制式教育如何連結，與選擇非制式教育地點。希望為本研究建立鞏固 的理論基礎，此階段從 2013 年一月開始，與指導教授討論如何規劃符合 PBL 模 組的學習單，並收集整合電學概念的綱要內容。設計前測概念與後測概念的概念 測驗，及尋找適合的科學態度量表。
第二部分是實施期，2013 年十月獲得科教館以及三個台北市學校七年級導 師的認同並安排學校學生家長的同意和去科教館進行流程的時間。資料收集為
2013 年十一至十二月期間。
第三階段是分析結論期間，2013 年十二月至 2014 年一月，研究者先將參與 學生各項資料與測驗內容電腦建檔，並將學生之學習單與錄影帶比對，接著進行 分析整理以得出結論，最後撰寫論文並完成論文全部流程如圖 3-3-1。
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以下為帶學生至科教館的流程：
學生進行的時間分配：Tutor 會先設計每位學生該來進行研究流程的時間，
每次一人。前一個與後一個學生的時間間格大約半小時，例如：9:30-10:00 為第 一個學生進行，10:00-10:30 為第二個學生，以此類推。
學生填寫前測概念與分組：學生來報到後，會給予前測概念，填寫完後，會 給予學生籤筒，裡面放置實驗組與對照組，若是實驗組，會拿學習單給學生，對 照組則沒有。
Tutor 前言：學生進行常設展品操作前，Tutor 都會對每一位學生於科教館的 面板前言說明，說明內容如下：
法拉第劇場(影片播放一次是 5 分 30 秒)--
請問你聽過法拉第嗎?這在國小的電路和磁學的時候有介紹過唷！今天會透 過科教館的影片更了解這個人的一生和經歷，他是如何成功的，並在電磁學這個 領域成為電學之父。重點是你要更多的學習並造就，所以待會透過影片更多的學 習並思考吧!剛國小畢業的你，是很重要的時期，看看這位是如何努力過來而成 就的。
簡單的電路遊戲--
請問還記得電路的任何器材嗎？來介紹一下，此區為電線，這三個為單燈 泡、雙燈泡、蜂鳴器，燈泡組對了就會亮，蜂鳴器組對了就會叫，還有電壓表示 量測電壓，電流表示測量電流，這個操作台上不動的是電源，請參考科教館的面
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板，看使組裝燈泡和蜂鳴器看看，也使用看看電壓表和電流表，面板有正確的使 用方式，如果它爆表沒有數值呈現，表示你使用錯誤了唷，操作過程中有問題可 以發問喔！試試看吧。
圖 3-3-2、法拉第簡歷及簡單的電路遊戲
學生進行操作過程中：Tutor 全程參與，觀察學生的反應及提問的問題，並 詳細紀錄，影片是播放一次是 5 分 30 秒，會給實驗組寫完學習單的時間，再進 行簡單的電路遊戲，進行簡單的電路遊戲過程亦相同。
學生常設展品操作完後：實驗組之學生操作並填寫完學習單，而對照組的學 生操作完後，Tutor 皆會詢問每個學生他們是否已經認為自己已經操作完成，Tutor 確認後給予後測概念、PBL 自評表與科學相關態度量表，請學生填寫，時間不限。
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學生完成流程：填寫完後測概念、PBL 自評表與科學相關態度量表後繳回，
研究流程結束。
第四節、資料收集與分析
（一）學習單
邀請台灣科學教育館參觀的七年級生，以兩種鷹架學習模式來進行，電學常 設展示品都設置每秒照相功能的相機、錄影和 TUTOR 引導者進行引導的動作，
來記錄學生個人對於此展示品所學習過程中的一切，每個展示品讓他們去學習的 時間不限，第一個是使用科教館電學區之「法拉第劇場｣，使學生能融入情境學 習的空間，並觀看科教館所設計的影片，使學生對於科學家有更深入了解的機 會，第二個展示品選擇「簡單的電路遊戲｣是基於國小有學習過串並聯之基礎概 念課程，並可以了解學習成效的電路遊戲，藉此來考驗學生的應用及反應，也可 以了解學生是否有會混淆的狀況出現，PBL 幫助學生將傳統式被動接受知識的學 習方式，轉變成主動探究的自我導向學習的學習型態。每一個主題學習單包含四 個題目，有勾選題、開放問答題、作圖題。學習面板內容請建附錄一，學習活動 內容請見附錄二。收集來的學習單進行得分編碼，標準給分如下表 3-4-1 及表
3-4-2。
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5、7、8、9、10）
勾 4 個以內1 分
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表 3-4-2、簡單的電路遊戲學生標準給分情況
題 正解及給分 學生通常的回答
(圖為單燈泡或為雙燈泡皆對) 問
題 一
能畫出燈泡亮的圖示並操作讓燈 泡亮即可給分
圖一
圖二
圖三 回答科教館面版圖示者給一分，
回答非科教館面板圖示者給兩分
問 題 二-1
能畫出跟第一題不同的燈泡亮的 圖示並操作讓燈泡亮即可給分
同上
回答科教館面版圖示者給一分，
回答非科教館面板圖示者給兩分
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表 3-4-2、簡單的電路遊戲學生標準給分情況(續) 問
題 問 題 二-2
會操作讓電壓電流計有正確數值 並畫出圖示正確即可給分，電壓 表要用並聯，量出數值通常為
5.5；電流表要用串聯使用，量出
數值通常為 220 圖一
回答科教館面版圖示者，電壓者 對得一分，電流表對給一分
圖三 回答非科教館面板圖示者，電壓
者對得兩分，電流表對給兩分 問
題 三
回答科教館面版圖示者給一分
回答非科教館面板圖示者給兩分
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（二）PBL 自評表
研究者參考中山醫學大學醫學系編制的問題導向式學習教師手冊
(2005)，因為研究限制，因此將團體問題改成個人回答方式的問題，仍有 五分量表題與開放式問答題。
學生自評表分成四大類，分別為參與、表達互動、整理、整體表現，
再細項分類，例如：我認真參與學習，能主動嘗試；我不了解時能夠提出問題； 我可以有系統、組織的回答問題；此次學習對我的學習方法產生影響。開放式
再細項分類，例如：我認真參與學習，能主動嘗試；我不了解時能夠提出問題； 我可以有系統、組織的回答問題；此次學習對我的學習方法產生影響。開放式