研究工具

本研究中所使用的研究工具包括「不同流程實作活動教案設計課程」

與「語意流程圖析法」兩種。

一、 不同流程實作活動教案設計課程

本研究的研究目的之一是要探討在經過一學期兩種不同教學法後，職 前科技教師對工程設計思考認知結構是否有顯著差異存在。在參考十二年 國民基本教育科技領域的課程理念與目標後，本研究認為教育部所訂定之 師資培育之大學精進師資素質計畫作業要點的「STEM 科際整合教學－鼠 夾車製作活動」課程（張民杰等，2014），符合本研究中所要探討的職前科 技教師對工程設計思考的認知結構，於是研究者從中設計不同的教學方式 規範來強化職前科技教師的工程設計思考能力，分述如下：

（一） 實驗組工程設計流程實作活動教案設計：

1. 說明：

本教案是結合第二章文獻探討所提到的 Atman 等人（2007）的「工程 設計活動流程」和 STEM 專題本位學習作為實作活動設計的依據。研究者 以「工程設計流程」為本教案設計的教學方式，再以 STEM 實作活動內容 為整個主要的課程架構，融入工程設計教學模式於實際教學活動中，期望 能促進職前科技教師的概念改變，達成有意義的學習。其工程設計流程的 STEM 專題本位學習之鼠夾車實作活動如圖 3-3。

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圖3-3 工程設計流程的 STEM 專題本位學習之鼠夾車實作活動

2. 教案：

 科目：生活科技科

 教學年級：臺北市某一所師資培育機構自然與生活科技的職前科技教師

 活動名稱：STEM 專題本位學習之鼠夾車實作活動

 教學時數：十二節（共 600 分鐘）

表 3-3 工程設計流程的 STEM 專題本位學習之鼠夾車實作活動教案

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圖3-4 問題解決流程的 STEM 專題本位學習之鼠夾車實作活動

2. 教案：

 科目：生活科技科

 教學年級：臺北市某一所師資培育機構自然與生活科技的職前科技教師

 活動名稱：STEM 專題本位學習之鼠夾車實作活動

 教學時數：十二節（共 600 分鐘）

表 3-4 問題解決流程的 STEM 專題本位學習之鼠夾車實作活動教案

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80 理模式，本研究將採Tsai & Huang（2002）以「概念廣度」、「正確性」、

「整合性」、「可得性」和「訊息處理策略」五個向度的方式來分析職前

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法分析受訪者的錄音訪談內容，再配合修改自Tsai（1999b）所提出的概念 的「邏輯」分類方式，將受訪者在陳述概念時發生的認知推理模式，由低 階到高階依序分為五個訊息處理模式：「定義」、「描述」、「比較或對 比」、「推理」與「因果解釋」，以幫助研究者將有關整個受訪者「訊息 處理策略」的質性資料轉換成量化資料方式呈現，以利後續分析，而整個 分析的架構如表3-5。

為了方便整理研究結果，研究者進一步將語意流程圖析法所得的資料 分為兩大類：一是「語意流程圖的量化資料」，包含前述所提之「概念廣 度」、「正確性」、「整合性」與「可得性」；另一個是「訊息處理策 略」，即前述所提之「訊息處理策略」，之後研究者再根據本研究之研究 問題逐一分析所收集到的資料。

表 3-5 認知結構分析架構表

認知結構向度 相關之語意流程圖變因 概念廣度

（extent）

最初直線連結數（ILL）、最後直線連結數（FLL）

正確性

（correctness）

錯誤陳述個數（ERR）

整合性 最初迴歸連結數（ICL）、最後迴歸連結數（FCL）、

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（integration） 最初直線概念複雜度（IPC）、最後直線概念複雜度

（FPC）

可得性

（availability）

直線概念改變量（CLL）、迴歸連結數改變量

（CCL）、直線概念複雜度改變量（CPC）

訊息處理策略

（information process

strategies）

定義（defining）、描述（describing）、比較或對比

（comparing and contrasting）、推理（conditional inferring）與因果解釋（explaining）

資料來源：吳穎沺、蔡今中（2005）。建構主義式的科學學習活動對國小高年級學生認知結構之影響－以

「電與磁」單元為例。科學教育學刊，13，387-411。

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