第三章 研究方法
第五節 研究工具
本研究所使用的研究工具包括林幸台、王木榮（199 ）4 等修訂之「威廉斯創 造力測驗」、及研究者自編「電子電路測驗評量試題」、「自編學習動機問卷」，
收集學生的學習動機及創造力的變化資料。本研究之「學習動機問卷」主要目的 是要探討學生學習電子電路課程的價值觀及成就感，其內容包括以下：(1)對課程 內容的認識；(2)對課程活動的喜好；(3)對課程活動的參與情形；及(4)實質的行為 表現。「電子電路測驗評量試題」則根據電子電路的基本知識，設計前、後測題目 試卷，以測試學生的知能學習情形。創造力的部份使用威廉斯創造力測驗量表。
前測時間於2005 年 7 月施行，後測在 2005 年 12 月施行。將前測與後測結果相互 分析比對，並驗證觀察與訪談的質性資料，以找出學生的學習動機及創造力改變 的脈絡。以下就各項評量工具說明如下：
一、電子電路測驗評量試題
本試題是以評量高職資訊科學生有關電子電路的學習成效為目的。於2005 年 5 月，召開專案會議，由研究者召集資訊科專業科目教師參與，這些教師皆有 10 年以上的教學經驗。依據教師的教學經驗，並配合現行教學進度，針對評量試題 進行討論，編製成電子電路測驗評量試題（見附錄一）。
二、學習動機量表
本研究工具量表分成內在動機與外在動機兩個向度，採李克特氏五點量表
（Likert Scale）方式製成，選項為「非常同意」、「同意」、「無意見」、「不同意」、「非 常不同意」五個選項並修改徐玉婷（2004）所編英語學習動機量表，原編制者徐 玉婷（2004）的英語學習動機量表係參酌國內、外文獻資料編製而成，擷取改編
其內在動機與外在動機兩部分。此問卷是以評量高職資訊科學生有關電子電路的 學習動機為目的。此量表之內在動機主要是指學生以學習是否可滿足其求知慾和 挑戰性的程度為導向。外在動機則是指學生在課程中是以外在表現或是尋求他人 認可（見附錄二）。
三、威廉斯創造性思考活動
（一） 測驗內容
本測驗活動共有12 幅未完成的圖，要受試者在規定時間內畫完並命名，本測 驗要評定流暢力、開放性、變通力、獨創力及精密性等六項分數；其目的在測量 右腦的非語文視覺知覺能力和左腦的語文能力，所得分數可代表基爾福特智力結 構中之擴散式思考的因素；流暢力、變通力、獨創力、精進力，此 4 種因素本質 上屬於認知層面，即智力結構中「擴散性圖形轉換」，標題分數則需語文能力，於 智力結構中的「擴散性語意轉換」（林幸台、王木榮，199 ）4 。
（二） 各向度的意義
1. 流暢力：指產生觀念的多少，關鍵為多樣性，即想出很多可能性或答案的 能力。
2. 開放性：指一個人能夠敏於覺察事物，具有發現缺漏、需求、不尋常及未 完成部分的能力，亦即對問題或事物的敏感度。
3. 變通力：變通的關鍵為調適，指一種改變思考方式，擴大思考類別，突破 思考限制的能力。
4. 獨創力：獨創的特性是與眾不同的或獨特的。指反應的獨特性，是一種能 想出不尋常反應的答案、新穎想法的能力。
5. 精密力：精進的特性是添加、補充概念。指在原來的構想或基本觀念再加 上新觀念並組成相關概念群的能力。
6. 標題：針對已完成的圖畫所構思的名稱，指在標題上所用詞彙之內容與複 雜度的能力。
四、威廉斯創造性傾向量表
（一） 測驗內容
本量表有50 題自陳式問句，由學生自行閱讀後，依其實際情況在答案紙上勾 選適合的選項，填答時間不限。受試學生依自己在冒險、好奇、想像及挑戰四方 面行為特質的程度勾選，測驗可得冒險性、好奇性、想像力及挑戰性四種分數，
屬於情意方面的評量，所得的四個分數與總分可用以說明左腦語文分析與右腦情 緒處理的交互結果，屬於智力結構中之「擴散性語意單位」（林幸台、王木榮，
199 ）4 。測驗後可得四種分數，包括冒險性、好奇性、想像力和挑戰性四項，加 上總分，可得五項分數，得分題號分別說明如下。
1. 冒險性：包含 1，4，16，19，20，23，24，30，36，37，45，48 等十二 題，其中20，45，48 為反面題目，其餘為正面題目。若為正在面題目，
完全符合得3 分，部分符合得 2 分，完全不符合得 1 分，反面題目則相反。
2. 好奇性：包含 2，9，15，22，28，29，31，32，33，39，40，41，43 等 十三題。其中40 為反面題目，其餘為正面題目。配分情形，如同冒險性。
3. 想像力：包含 5，10，11，12，17，18，25，26，27，34，38，49，50 等 十三題，其中50 為反面題目，其餘為正面題目。配分情形，如同冒險性。
4. 挑戰性：包含 3，6，7，8，13，14，21，35，42，44，46，47 等十二題。
其中7，13，44，46，47 為反面題目，其餘為正面題目。配分情形，如同 冒險性。
（二） 各向度的意義
1. 冒險性：冒險的特性是猜測、嘗試，面對失敗及批評，能再接再厲、全力 以赴。指堅持己見及應付未知情況的能力。
2. 好奇性：好奇的特性是疑惑，指面對問題樂於追根究底把握特徵以求徹底 了解。
3. 想像力：想像的特性為具像化，係指運用直覺推測，能將各種意像構思出 來，並加以具體化的能力。
4. 挑戰性：挑戰的特性是從混亂中理出頭緒，指在混亂中找出問題的頭緒，
臨危不亂，接受挑戰。
5. 總分：本研究所指的總分為威廉斯創造力測驗創造性傾向中冒險性、好奇 性、想像力、挑戰性所得的分數之總合。
五、學習工具－LEGO Mindstorms Robotics Invention System 組件
本研究中的學習工具將採用 LEGO 電腦樂高積本的產品：LEGO Mindstorms Robotics Invention System 組件，LEGO® MINDSTORMS™ Robotics Invention System，主要包括有可程式控制積木、紅外線傳輸器、輸入裝置、輸出裝置及圖 形化電腦控制軟體等主要元件，對LEGO Mindstorms Robotics Invention System 主 要元件的相關功能說明如下：
（一） 圖形化電腦控制軟體（ROBOLAB）
此控制軟體為 Labview 操作介面，可撰寫控制電腦積木及輸出輸入組件。
ROBOLAB 圖形化介面程式編輯軟體，透過完全圖形化的操作介面，使用者不需 要背任何的指令，只需利用滑鼠點選圖案，再將相關圖案串連起來，即可完成複 雜的程式設計。
此軟體可分為初階程式設計及進階程式設計兩部分：在初階程式設計裡，設 計模式被限制在一定的模式，程式是固定的，設計者不能任意增減，這個部分對 高中生而言太過於簡單，因此直接略過此階段，直接朝進階程式學習。在進階程 式設計裡，包含輸出控制、輸入控制、迴圈控制、邏輯判斷、多工設計、程式音 樂等，由設計者移動滑鼠點選所需要的輸出設備、輸入設備及控制方式。圖3-5-1 所示的程式範例。
圖3-5-1 程式範例
（二） 可程式控制積木（RCX, computer-based programmable brick）
一個獨立運作的微電腦設備，透過紅外線傳輸器接收電腦程式，或透過感應器 接收外部的訊息，透過其本身微電腦分析、處理後，進而控制輸出設備，如馬達 或燈泡的電流傳輸。
（三） 紅外線傳輸器（IR，Infrared Transmitter）
此為USB 介面，透過紅外線傳輸器將控制程式由電腦傳輸至電腦積木，亦可 接收由電腦積木上傳之訊號。
（四） 輸入裝置：如光源感應器、觸控感應器。
光源感應器是利用光源作為感應的輸入裝置，主要用途為辨別顏色或偵測光源 明暗，藉由偵測值來控制機器人模型的動作。觸控感應器為按鍵式的輸入感應零 件，主要用途可利用按鈕的壓放來控制機器人模型的動作。
（五） 輸出裝置：如電動馬達、燈泡。
電動馬達是動力的輸出設備，接收RCX 的指令，控制馬達的正轉、反轉或馬 力大小，主要用途為驅動機器人模型。燈泡的主要用途則是藉著亮與不亮，來判 斷程式執行的結果是否正確。
（六） 其他零件
包含各式各樣的積木組件，如：輪胎、輪軸、齒輪、槓桿、關節、皮帶、電線 及其他傳統的積木組件等。
（七） 其他週邊組件：角度感應器、溫度感應器。
角度感應器與溫度感應器同屬輸入設備之一，角度感應器主要與馬達合併使 用，判斷其旋轉角度。溫度感應器則是用來測量外在的溫度，將數值送至微電腦 內等待設計者分析、判斷。
透過對這些元件的組合操作活動，對目前高職生學習電子電路的抽象概念與 理論具有提供具體經驗的學習效用，更甚者因它們的新穎性及趣味性，誘發他們 對電子電路的學習動機、提升其學習成效及提升學生的創造力。
六、自編活動教材
研究者自編之活動教材，係根據文獻探討中 ARCS 模式，「注意－相關－信 心－滿足」策略，並遵循 SMART 法則，「明確的、可測量的、可達到的、有關 聯的、有跡可循」，最後實施則是採用，陳嘉彌（2005）之「模仿－熟練－創造」
模式，讓學生動手做。學生工作記錄表及活動教材參見附錄三、四。
第六節 資料處理
由於本研究的方法是質量兼顧，故在資料的處理上，乃將之分開處理。所得 到之相關日誌、觀察、錄影、相片及晤談等質性資料歸類，並配合量化資料一起 分析。
一、量化資料處理
本研究前、後測資料搜集完成整理後，利用電腦統計套裝軟體 SPSS 10 FOR WINDOWS 版進行資料分析。茲將統計方法敘述如下。
（一） 利用共變數分析，分析實驗組與控制組在創造力測驗、專業實習成績、
自編電子電路測驗成績是否具顯著差異。
（二） 在創造力測驗方面，係以威廉斯創造性思考活動及創造性傾向量表各向 度的成績，進行實驗組與控制組兩獨立樣本間平均數的 t 考驗，以瞭解 實驗組在專業實習課程應用 Lego Mindstorms 創新教學後，實驗組與控 制組在創造力的表現是否有顯著差異。
（三） 利用成對樣本t 檢驗，分別檢驗實驗組及控制組學生在實施實驗教學前與 實施實驗教學後的分數，在創造力的表是否有顯著的差異。
（四） 在專業實習課程學習成就方面，依以專業實習課程所得成績為分數，進 行實驗組與控制組兩獨立樣本間平均數的 t 考驗，以瞭解實驗組在專業 實習課程應用 Lego Mindstorms 創新教學後，實驗組與控制組在專業實 習課程的學習成就的表現是否有顯著差異。
（四） 在專業實習課程學習成就方面，依以專業實習課程所得成績為分數，進 行實驗組與控制組兩獨立樣本間平均數的 t 考驗，以瞭解實驗組在專業 實習課程應用 Lego Mindstorms 創新教學後，實驗組與控制組在專業實 習課程的學習成就的表現是否有顯著差異。