第三章 研究方法與架構
第三節 研究工具
一、牛頓力學概念測驗
本研究的測驗概念是以牛頓三大運動定律的為主，以選擇題的方式設計，主 要依據學者布魯納(Bloom,1956)提出的教育目標分類將其分為三個領域認知、情 意、技能，再從認知領域中將牛頓力學概念測驗內容分向為包括知識、理解、應 用、分析等四個向度，以選擇題的方式作為命題。而在綜合與評鑑中，以非選擇 題方式做為命題原則，需要設計成學習單的方式來訓練學生的創造思考歷程。牛 頓力學概念測驗，主要參照了 Bloom（1956）所提出認知領域教育目標分類之內 容，作為分類之六個層次知識、理解、應用、分析、綜合與評鑑。其各項定義分
35
別為如下：
知識：對於所學知識單純認識與記憶。
理解：瞭解學習材料的意義。
應用：將所學之知識（原理或原則），應用於新的，具體的或現實的情況。
分析：將所有視為「整體」分析為各個要素，或解釋期間相互關係或是組織 原則的能力。
綜合：將所學的知識綜合成為新的整理表現其獨特的創見或創造性。
評鑑：運用所學知識標準做為價值判斷。
依照此定義擬定牛頓力學概念測驗之內容，在其內容分類的定義與相對例題 為表 3-1 所示。
牛頓力學概念測驗設計包含六個向度：知識、理解、應用、分析、綜合、評 鑑，內容包括選擇題及非選擇題（開放式問答），研究者主要考慮到學生年齡，
皮亞傑提出兒童認知發展中具體運思時期進入到形式運思時期，根據研究陳美慧
（2006）利用 Bloom 發展一份評量測驗，發現小學四年學生在應用、分析層次的 學習表現不明顯，也顯示在小學階段能力是發展使用應用向度，且國中階段能力 則設計到分析階段，研究者也考慮到學生能力，牛頓力學概念測驗部分主要以選 擇題部分為主，其向度是知識、理解、應用和分析；另外設計採用 Crowe（2008）
等人提出的認知分類在綜合與評鑑向度需與書寫和問答的方式。因此，非選擇題 的部分主要以引導式開放作答的學習單，其向度是綜合與評鑑，但不納入牛頓力 學概念測驗中。
36
37
（Kuder-Richardson Method）中的庫李 20 檢定，測驗之 rKR20係數為.793，測驗 的難易度介於 0.30～0.75，測驗鑑別度介於 0.10～0.74。
表 3-2 牛頓力學概念測驗雙向細目表—未修訂
向度 概 念 總計 百分比
知識 5、13、1、28、34、14、48、23、43、21、17 11 20%
理解 45、2、24、39、31、12、15、50、19、3、26、16、
10
13 24%
應用 36、11、41、4、35、25、18、49、7、20、29、9 12 22%
分析 40、37、30、22、27、38、33、46、47、32、44、42、
6、8
分析 32、30、24、4、18、27、36、26、34、33、6 11 24%
綜合 2-1、2-2 2 4%
評鑑 3-1、3-2、3-3 3 7%
總題數 45 45 100%
38
二、活動學習單
研究者在設計課程活動中，學生對於課程活動的學習情況，依照 CPS 六階段 成分設計活動學習單，先尋找坊間的有關牛頓第三運動定律的活動，挑選出五個 活動，將其活動設計融入 CPS 活動課程中，首先設計主題並將活動作品呈列於桌 上，開始進入活動課程第一步驟發現困難來引導學生去思索問題；第二步驟以尋 找資料來呈現扭力船能在水中航行；第三步驟透過已有的材料讓學生去發現問題；
第四步驟讓學生自行設計及選取材料是提出想法；第五步驟透過進行活動去了解 為什麼扭力船會航行呢？尋求問題的解答；第六步驟讓小組進行競賽從比賽過程 中尋求接納階段。其設計主軸讓學生進行創造思考，從這六階段的方式去設計活 動學習讓學生進行活動，藉由研究者示範製作去設計一個活動，同時將學習單發 給學生書寫。
學習單也從 Bloom 認知分類中的綜合與評鑑的問題於設計中。主要讓學生在 活動結束後書寫設計內容以開放式與引導式作答有較多時間可以填寫並能讓學 生有發散性思考及收斂性思考。例如：1.海賊王大花準備打造她的全新船出航，
請大家幫大花想想該如何設計，船才能夠順利啟航呢？請詳細寫下說明在你設計 的船有需要什麼構造來增加船的航行距離或是船的速度呢？（綜合向度） 2.（1）
在海賊王的挑戰中，我成為了 (競速或行遠)王。（2）在挑戰的過程 中，發現了什麼？有哪些因素會影響你船的航行呢？我發現 我如 何解決 。（CPS--尋求解答）其學習單詳細的內容為附錄一所 示。
三、訪談問卷
本研究主要針對學生在 CPS 活動後，學生對於 CPS 活動不同階段的想法。因 此將 CPS 活動六階段中的發現困難、發現問題、提出想法、尋求解答、尋求接 納四階段做為訪談大綱其內容表 3-4 所示。例如：1.這些活動使你學習到哪些概 念？是否能更明瞭這些概念加以應用。請你談一談。在生活你有遇過類似的經驗
39
40