第一節 研究架構
本研究的自變項是以國中學生的性別為個人變項，新興科技知識來源、學 習奈米課程與否和學校因素等為環境變項，依變項則為國中學生的奈米科技知 識認知，研究架構如圖 3-1-1。
一、 自變項：包括個人變項與環境變項，內容如下所述。
（一） 個人變項: 學生的性別
（二）環境變項
1.新興科技知識的來源：
對於新興科技知識或相關資訊的來源是老師、父母、同學和朋友、
圖書、網路、電視或報紙、參訪科學博物館、參加科學營或其他共計九 項。
2.學習奈米課程與否：
在「奈米科技 K-12 人才計畫」中，種子教師在學校有否推動奈米科 技相關的課程；或非種子教師自行在課堂上補充奈米科技相關課程內容。
3.學校因素：
A 校，一般公立國民中學。B 校，一般公立學校，且校內有二位奈米 科技 K-12 人才培育計畫中的種子教師；C 校，為私立中學之國中部。
二、依變項
包含「奈米科技與發展」、「自然界奈米現象」與「生活上奈米科技應 用」等 三大類。
圖 3-1-1 研究架構圖
國中學生之奈米科技 知識認知 1. 奈米科技與發展 2. 自然界奈米現象 3. 生活上奈米科技應
用 自變項
自變項 自變項
自變項 依變項依變項依變項依變項 1. 個人變項：性別
2. 環境變項：
(1)新興科技知識的 來源
(2)學習奈米課程與 否
(3)學校因素
影響 影響影響 影響
第二節 研究對象
本研究的受試學生以九十五學年度九年級學生為對象，乃因學生在八年級 時已上過理化課程，並且已經學過原子與分子的概念和物性與化性的判別，因 此研究者與指導教授討論後認為選取九年級為樣本較為適宜。但因學生將參加 國中基本學力測驗，故本研究採立意取樣，選擇可配合研究之學校來取樣。預 試於民國九十五年九月施行，正式施測於民國九十五年十月份施行。問卷發放 方式以整班為單位，事先與學校教師接洽商談施測時間與地點，施測前由施測 老師依指導語內容，統一跟學生說明施測的目的和測驗時的注意事項
表 3-2-1 總樣本人數
學校 男生 女生 各校人數
A 校 67(49.3%) 69(50.7%) 136 B 校 77(50.3%) 76(49.7%) 153 C 校 150(62.0%) 92(38.0%) 242 全體 294(55.4%) 237(45.6%) 531
本研究的九年級學生樣本來源為台中市三所國中，A 校為公立國中沒有奈 米種子教師、B 校為有二位奈米種子教師的公立國中學校、C 校為私立中學國中 部，沒有奈米種子教師。問卷回收 558 份，有效問卷 531 份，回收率為 95.2%，
其有效之總樣本人數為 531 人。其中 A 校 4 個班計 136 人，男生 67 人，女生 69 人；B 校 4 個班計 153 人，男生 77 人，女生 76 人；C 校 6 個班計 242 人，
男生 150 人，女生 92 人。如表 3-2-1 所示。
一、 A、B、C 三所學校背景概述
A 校是一所十年以內的公立學校，位於台中市重劃區的精華地段，學生 人數 1500 名以上。A 校特別強調語文與資訊教育的實用性，學校希望學生 能在快樂中學習與成長，菁英與大眾兼顧，多方面的發展，多元的學習朝 著百分之百的升學率邁進。A 校為一所常態編班的學校，強調多方面、多元 的發展，以學生的興趣為未來發展導向，並不刻意強調學生應該往傳統升 學考試方向走，而是希望在快樂的學習中，發現自己興趣，了解學生自我 發展。
B 校是一所三十年以上歷史的公立學校，附近政府機關林立，所以學生 多為公務人員子弟，也因學區廣大，學生人數約二千多名，每個年級皆二 十班以上。由於 B 校著重於教師教學的創新，所以學生學習上也重視思考 和活用，不僅如此，學校也施行資優教育，啟發學生資優面，配合數理資 優班和語文資優班的成立，有效提升學生的自我效能。B 校為一所有傳統歷 史的國中，在學校地理環境背景、家長對學校的期盼和學校教學規劃下，
在當地擁有自己的校風傳統和口碑，尤其在升學考試方面。教學方面也重 視教學創新、學習思考創新，配合教育部政策將新的學習領域導入校內，
而奈米科技 K-12 人才培育計畫種子教師培訓和計畫的推動就是其中一項。
C 校是一所私立高級中學，國中部約 700 人左右。C 校的辦學方向是以 基礎教育的推展，以引領學子邁向國際觀，強調外國語文的重要，建置國 際化的雙語教學，強調雙 E 能力也就是英文和資訊的能力。C 校以國內升學 和國外留學為二大主軸，國內部分為協助學生考上一流高中，發揮創造力 和自我解決問題的能力。外語部分希望培養學生帶著走的語言能力，並培 養國際觀，學習國外文化的優點。簡單來說，A、B 兩校為公立學校，C 校 為私立學校；另外僅有 B 校有奈米種子教師。
第三節 研究工具
本研究以自編之「國中學生之奈米科技知識認知問卷」為資料蒐集工具，其 問卷的發展過程包含奈米科技概念圖之發展、問卷試題內容陳述與編製過程以及 問卷的信度和效度共計三項，說明如下：
一、 奈米科技內涵與概念圖之發展
概念圖的發展可以表達特定的知識領域的主要和相關概念
（Mintzes,Wandersee,＆Novak,2001），也可以清楚界定編製問卷所欲探討 的概念範圍。奈米科技應用在生活上相關的製造科技、營建科技、運輸科技、
能源科技、動力科技、傳播科技、資訊科技與生物科技等系統，帶來新的發 展與影響。依研究者所分析之「奈米科技概念融入課程之分段能力指標─國 中階段」（表2-3-1）以及參考「小奈小米」教學光碟（教育部，2004）、奈米 交響樂套書（台大出版社，2004）、奈米科技（馬遠榮，2002）、你不可不 知的奈米科技（龔建華，2002）、奈米科技與光觸媒（呂宗昕，2003）、深 入淺出談奈米科技（鄭天喆和姚福燕，2004）和奈米超人（阿推，2005）等 書籍以及第三屆全國奈米科技K-12 教師教學研討會的內容，分析出奈米科技 的內涵與奈米科技概念圖，如圖3-3-1和圖3-3-2。
奈米科技的基礎理論來自於物理、化學、生物、數學及醫學，結合發展 後，除了有新的奈米現象被發現，可促進相關的材料製造科技、並可應用到 營建科技、運輸科技、能源科技、動力科技、傳播科技、資訊科技與生物科 技等系統，對於人類的食、衣、住、行、育、樂均帶來新的發展與影響（圖 3-3-1）。
為了符合國中學生的程度，最初將奈米科技概念簡單分為奈米世界、奈
米材料與應科學三大類，如附錄一奈米科技概念分類初稿。不過，與三位專 家學者和國中教師討論後，為求試題能更貼切國中學生的認知情形及符合學
圖 3-3-1 奈米科技的內涵
圖 3-3-2 奈米科技概念圖
校自然與生活科技的相關教學課程，再將附錄一的內容修改為為奈米科技意
續表 3-3-1
表 3-3-2 問卷內容之知識向度與認知歷程向度雙項細目表
知識向度 認知歷程向度
記憶 了解 應用
事實知識 1、9、12、20、
28
2、3、5、6、
11、21、24、
26、29
13、14、27、31、
35、38、42
概念知識 23、30 7、8、10、16、
17、18、19、
22、32、36、37
4、15、25、33、34、
39、40、41
「國中學生之奈米科技相關概念問卷」的問卷題目共計 42 題，其中奈米科 技意義 11 題、自然界奈米的現象 10 題和奈米科技應用 21 題，其中含反向題有 八題，為第 4、8、11、20、23、33、37、42 題。在本問卷中的答案為三選一的 單選題，每一題目內容之敘述依填答者認知的程度，從「正確」、「錯誤」、「不 知道」三個選項答案中擇一選出。
三、 信度與效度
（一） 信度
自編之「國中學生之奈米科技相關概念問卷」問卷採內部一致性信度 分析，使用spss統計軟體進行分析故以Cronbach's Alpha係數分析試題間 之一致性。信度可代表量表的可靠性或穩定性，常用的信度檢驗方式為 Cronbach α係數，以了解同一構面所有問項之一致性的高低。當Cronbach α值愈大，表示量表的內部一致性愈大。本研究之預試樣本為台中市一所 常態編班之公立九年級學生四個班，男生67人、女生69人（表3-3-3）。其
中有上過奈米相關課程的共計41人，沒有上過奈米相關課程的共計95人（表 3-3-4）。預試的主要目的在於考驗問卷的信度，以及文字的難易度是否適 合國中學生的程度，預試樣本之α係數如表3-3-5。
表 3-3-3 預試之男、女生人數表
男生 女生 合計（人）
四個班級 67 69 136
表 3-3-4 預試樣本有否上過奈米課程人數表
上過奈米課程 未上過奈米課程 合計（人）
四個班級 41 95 136
表 3-3-5 預試問卷信度
向度 題數 信度（Cronbach α）
奈米科技定義 11 .674
自然界的奈米現象 10 .631
奈米科技的應用 21 .810
全體 42 .882
預試樣本之各試題平均得分如附錄三所示，整份問卷信度Cronbach α 值為 .882，其中「奈米科技定義」α值為 .674、「自然界的奈米現象」α值 為 .631、「奈米科技的應用」α值為 .810，如表 3-3-2。在附錄三中，我 們發現若將第 1、16、20 三題刪除後其 Cronbach α值各會提升至 .884
～ .883 之間，但是第 1 題「奈米（nanometer）」，是長度的單位」為最基 本的定義，相當重要；第 16 題「蝴蝶翅膀的顏色會隨著觀察者的觀看角度
不同而發生變化」為自然界昆蟲的特殊現象，可以測試學生對於奈米構造 所產生的光線變化的認知；第 20 題「1 毫米（mm）＜1 奈米（nm）」為單位 尺寸上的基本認知，此為反向題。經與指導教授討論後，在不會影響問卷 的整體命題原則和測試目的下，此三題予以保留。由於最後定案的正式問 卷與預試問卷完全一致，且預試的時間與其它另二所學校施測時間相近，
故一起作為樣本分析。
表 3-3-6 正式施測問卷信度
向度 題數 信度（Cronbach α）
奈米科技定義 11 .666
自然界的奈米現象 10 .617
奈米科技的應用 21 .827
全體 42 .886
本研究自編之「國中學生之奈米科技知識認知問卷」內容涵蓋三個領 域，正式問卷共計 42 題。由表 3-3-6 正式施測問卷信度資料顯示，整體內 部一致性信度 Cronbachα值為 .886；其中第一部份為「奈米科技定義」
11 題，Cronbachα值為 .666，第二部份為「自然界的奈米現象」10 題，
Cronbachα值為 .617，第三部分為「奈米科技的應用」21 題，Cronbach α值為 .827，在問卷中三個領域及整體而言，其 Cronbachα值皆＞ .600 以上。各試題平均數、標準差、Alpha if Item Deleted 係數值分析列於 附錄二中，問卷的每一試題之得分剔除後，對於「國中學生之奈米科技知
Cronbachα值為 .617，第三部分為「奈米科技的應用」21 題，Cronbach α值為 .827，在問卷中三個領域及整體而言，其 Cronbachα值皆＞ .600 以上。各試題平均數、標準差、Alpha if Item Deleted 係數值分析列於 附錄二中，問卷的每一試題之得分剔除後，對於「國中學生之奈米科技知