第三章 研究設計與實施
第四節 研究工具
本研究所使用的研究工具有「綠色設計教學活動」、「綠色設計學 習單」與「綠色設計與實作評量表」。為達成本研究之研究目的，將研 究工具使用時機與相關性呈現於圖 3-4，各研究工具之詳細說明如下。
圖 3-4 研究工具使用時機與相關性
一、 節能減碳教學活動
本研究依據文獻探討所整理的「綠色設計」與「製造科技」內容 設計教學活動（如附件一），教學活動設計分為以下八個步驟進行：
101.3.1~101.3.8 研究對象參與「節能減碳教學活動」第一部分 101. 2.10 選擇高中學生作為研究對象
101.3.29 研究對象參與「節能減碳教學活動」第二部分
101.4.5 研究對象填寫「綠色產品設計學習單」
101.4.12~101.4.19 研究對象進行實作 101.3.15 研究對象填寫「綠色產品設計學習單」
101.4.20 完成研究資料蒐集
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(一) 資料蒐集與分析（99 年 9 月）
蒐集高中生活科技課程與綠色設計方法之相關資料，包括生活科 技課程標準、製造科技教學內涵、綠色設計原則與方法，以及綠色設 計之實際產品……等。在學生實作活動中必須找尋一適合進行綠色設 計之材料以進行加工。
(二) 擬定課程架構（100 年 2 月）
依據學生程度與教學內容擬定課程架構。學生的起點行為為尚未 在高中接觸生活科技核心課程，因此課程架構依據高中 99 年所訂定之 普通高級中學必修科目「生活科技」核心課程訂定。課程架構結合了
「科技世界」中之「製造科技」與「創新設計與製作」兩大主題，並 將「綠色設計」融入課程中。
(三) 擬定教學目標（100 年 2 月）
依據課程架構與教學現況擬定了綠色設計教學活動之學習目標如 下：
1. 了解科技與其對社會、環境與文化的影響。
2. 了解製造科技系統基本概念。
3. 了解待加工材料之性質與加工方法。
4. 了解綠色設計對產品設計的影響。
5. 了解綠色設計概念，並能做出正確的消費決定。
6. 培養學生愛惜資源與節約能源的習慣。
7. 能正確使用各種機具以完成所需之加工。
(四) 擬定教學內容（100 年 3 月）
課程內容依據高中 99 年生活科技課程綱要擬定。本研究教學內容
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包含「製造科技系統基本概念」、「創新設計與製作」與「綠色設計概 念」三大部分。製造科技系統基本概念又分為製造科技系統概念圖、
材料的種類與其特性、加工方法；創新設計與製作部分則包括了機具 操作與基礎安全防護規則；綠色設計概念則包含了綠色設計的定義、
設計原則與設計方法。為配合學生的實作活動，製造科技內涵中之材 料種類著重在塑膠的認識與加工。經過材料取得、加工方法、學生喜 好、與綠色設計概念符合程度等因素考量，學生的實作活動以回收之 光碟片進行產品設計。
(五) 確定教學活動流程（100 年 3 月）
教學活動流程包含教學與實作活動兩大部分，教學部分須兼顧製 造科技、創新設計與製作兩大基本課程與綠色設計教學內容；實作活 動部分則讓學生運用綠色設計、製造科技、創新設計與製作等方面所 習得之知識與技能進行產品的設計與製作。另外在每周講述課程結束 後皆放入一個小活動以協助學生進行最後的光碟片加工實作活動。教 學活動的簡易流程如圖 3-5。
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圖 3-5 教學活動簡易流程圖
(六) 蒐集與製作輔助教材與工具（100 年 4 月）
教學過程需要有投影片與影片輔助教學，以提高學生的學習動機。
因此教學階段除了講述教學外，更以投影片輔助（參見附錄二）。在製 造科技系統概念部分的投影片加入機具操作的相關影片；綠色設計部 分的投影片中運用大量符合綠色設計概念之實例照片輔助；實作部分 則放入教師自行錄製的機具操作影片與在教室中親自示範做為輔助教 學；教學過程中以學習單輔助學習。各教學階段所使用之教學媒體連 結圖如圖 3-6。
製造科技系統基本概念 1. 材料的認識
2. 加工方法
3. 機具的基本操作
手機座設計
綠色設計概念 1. 綠色設計的定義 2. 綠色設計的設計原則 3. 綠色設計的實例欣賞
產品實作 產品設計圖修改
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圖 3-6 教學段落運用輔助媒體與工具之連結圖
(七) 試教（100 年 5 月、100 年 10 月）
進行教學活動之前導性實驗，並由參與教學之學生提出教學活動 建議，研究者再針對學生所提出之優缺點進行修正與改善。前導性實 驗進行 2 次，第一次試教為 99 學年度下學期 5 月，試教對象為多元選 修課程選修生活科技課程之各班學生，參與試教學生 2 班共 60 人。試 教完後依據學生給予的建議與研究者教學過程中發現之問題進行教學 活動修正。第二次試教時間為 100 學年度上學期 9 月，參與試教學生 2 班共 100 人。試教完後依據學生意見與教學過程中發現之問題進行 第二次教學活動修正。
(八) 修正與調整（100 年 12 月）
研究者將學生所提之建議與教學過程發現之問題做了整理後，大 致上學生提出的建議為(1)教學部分學生大部分認為內容難易度適中；
教學內容
教學輔助媒體與工具
製造科技系統概念 產品設計 綠色設計 產品設計 手機座實作
投影片 學習單 影片 機具
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(2)設計與實作部分時間不足；(3)立體的草圖不太會畫：(4)綠色設計概 念不明確，因此依據學生建議將設計與實作時間拉長並修改學習單與 投影片。
二、 綠色設計學習單
本研究所使用的研究工具為「綠色設計學習單」（參見附錄三），「綠 色設計學習單」之使用時機為學生進行綠色設計概念教學的前、後。
綠色設計概念教學前進行產品的初設計，讓學生透過手繪立體圖做第 一次的產品設計，同時配合零件分布圖做第一次的加工規劃，並列出 除了廢光碟外之尚需使用之材料與額外的工具；綠色設計概念教學後，
再讓學生進行產品的再設計，目的是讓學生將綠色設計概念融入設計 圖中，並重新繪製零件分布圖以重新規劃加工。綠色設計學習單示例 如圖 3-7。
圖 3-7 綠色設計學習單示例
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三、 綠色設計與實作評量表
綠色設計可藉由綠色設計檢核、產品矩陣分析與生命週期設計策 略環進行，以確定作品是否滿足綠色設計原則並規劃綠色製造流程。
本研究依據文獻探討所整理之綠色設計檢核表發展綠色設計與實作評 量表（參見附錄四），其使用目的為協助研究者能將研究對象之設計進 行標準化，藉由分數來量化其設計在教學前、後之差異。以下分別就 評量表項目與其信效度進行說明，說明如下：
(一) 評量項目
依據文獻探討所得，評量項目包括了材料選擇、產品功能與加工 過程三部分，其中每部分各有 2-4 不等的子項目，詳述如下：
1. 材料選擇：(1)可再生及豐富的資源；(2)單一材料。
2. 產品功能：(1)能重複使用；(2)易拆解；(3)增加產品耐久 性。
3. 加工過程：(1)最佳化生產技術；(2)減少使用材料；(3)低 耗能; (4)表面處理。
因此綠色設計與實作評量表以上述三部分與其子項目發展評量表
（如附錄四）。評量方式在部分子項目分成 5 個層次，得分分別為 10 分、8 分、6 分、4 分與 2 分；部分子項目分成 10 個層次，得分分別 為 1-10 分。依據各層次應達成之標準給其分數。評分說明如下，評分 範例如圖 3-8。
材料選擇部分有二個子項目，各評分標準描述如下：
1. 可再生及豐富的資源：此項目主要評量的重點在於學生 自行選擇之材料是否為可回收材料。
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2. 單一材料：此項目評量的重點在於，受試者在設計時是否 能選擇未來丟棄後能夠容易回收。因此，此項目評分方式 為選擇的材料是否單一，如無法單一則考量是否能夠選擇 性質相容之材料。
產品功能部份有三個子項目，各評分標準描述如下：
1. 能重複使用：此項目評分重點在於設計是否能夠延長產品 的使用壽命。因此，針對學生在產品的重複使用之功能定 義為能否有不同的使用方式或結合不同功能。
2. 易拆解：此項目評分重點在於其接合方式的使用，以未接 合、使用機械式接合與接著劑接合之差異進行評分。
3. 增加產品耐久性：此項目評分重點在於產品的結構強度。
因此，針對作品評量其結構是否穩固以延長其使用壽命。
加工過程部分分成四個子項目，各評分標準描述如下：
1. 最佳化生產技術：此評量重點在於加工過程的安排，因此 根據設計圖判斷其產生的廢料與加工流程給予評分。
2. 減少使用材料：評量重點在於不影響功能的情況下所使用 的材料量。因此，此項目評分方式以光碟片的使用數量進 行評分。
3. 低耗能：此項目的評量重點在能減少加工時所造成的能源 消耗。因此，依據不同的機具所產生之耗能與學生選擇機 具使用次數進行耗能加總。
4. 表面處理：此項目的評量重點在於能選擇適當的表面處理 方式。依據表面處理方式是否透過其他材料以外加式進行
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評分，未採用任何表面處理得分最高，全部採用外加式表 面處理得分最低。
再生豐 富資源
單一材 料
重複使 用
易拆解
設計 耐久性
最佳化 生產程 序
減少材
料 低耗能 表面處 理
A08 10 10 4 2 10 7 9 9 8
圖 3-8 評分方式示例
(二) 評量表信度
分析使用之資料包括綠色設計學習單與最後成品。分析方法採用 綠色設計與實作評分表之項目進行評分。每項目分數為 0-10 分，由教 師根據資料進行給分。參與課程之學生數為 85 人，扣除尚未完成作品 人數 5 人與未繳交學習單 7 人與學習單不完整 6 人（部分重複）後，
有效樣本數為 70 人。研究者邀請同科老師協助評分以確定評分者信度。
因評分項目較多，為避免造成該位老師之困擾，與其溝通完評分標準 後，從 70 份有效樣本中隨機抽出 23 份請該位老師進行評分。研究者
因評分項目較多，為避免造成該位老師之困擾，與其溝通完評分標準 後，從 70 份有效樣本中隨機抽出 23 份請該位老師進行評分。研究者