研究工具

本研究主要的研究工具包括「STEM 取向之機構玩具實作活動」、「國 中新編多元性向測驗」及、「STEM 取向之機構玩具實作活動接受度問卷」。

以下分別說明機構玩具實作活動設計、《國中新編多元性向測驗》及 STEM 取向之機構玩具實作活動接受度問卷：

一、 STEM 取向之機構玩具實作活動設計

本教學活動係由研究者參照十二年國民教育科技領域生活科技課 程中七年級的學習內容「機構與結構的應用」，將機構的基本知識及數 學科與自然科的相關知識延伸發展成適用於八年級之 STEM 教學實作活 動，並參考現有的生活科技課程、機構教學實作活動編製而成，課程包 含機構相關知識教學、製作作品前的連桿機構活動，及機構玩具之設計 與製作。研究者經由文獻探討後，瞭解到在 STEM 整合教學設計上必須 循序漸進，並應用學科相關知識至科技活動中，再搭配情境式學習、合 作學習等方式進行活動，並且在長時間的實施之下較能達成學生的整合 能力。因此，研究者在教學活動設計上，以「2017 世界大學運動會」為 情境，設計由簡到難的學習任務，使學生能依序完成，建構其機構的認 知結構，幫助其機構玩具的設計更豐富、製作更順暢。

(一) 研究工具品質

研究者於 104 學年度下學期大同高中協助工程設計取向 STEM 教學之機構玩具設計專題之教學實驗，並觀察 STEM 實作活動的教 學活動設計重點，再進行 STEM 取向之機構玩具實作活動之設計編 製，於 105 學年度上學期尋求生活科技科教師、上述教學實驗之專 家們的意見，再修訂完成之。本行動研究發展之 STEM 取向機構玩 具實作活動，即為實驗組進行之教學活動，經由專家審核修正，確

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(二) 評量標準

機構玩具實作活動的資料包含凸輪機構學習單、機構玩具設計 圖，蒐集到的分項成績則有凸輪機構學習單成績、機構玩具設計圖 成績、作品成績，描述如下：

1. 凸輪機構學習單

以凸輪機構學習單作為機構玩具設計的基礎，再使同學運 用凸輪機構進行設計，學習單詳細內容如附錄三所示，對於學 習單呈現的內容，發展對應的機構活動學習單評量表，針對展 現出的相對應的能力指標及預期的學習表現，轉化成評量項目，

以李克特五點量表進行評分，如表 4：

表 4 機構活動學習單評量表

評量項目 評量重點 優 良 中 可 劣

5 4 3 2 1 機構基本知識 是否能正確填答學習

單上之知識問題

資料來源：修改自范斯淳(2016)。高中工程設計取向之課程設計與實驗：跨學科STEM知識的整合與 應用（未出版之博士論文）。國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系，臺北市。

2. 機構玩具設計圖

本教學活動學習單中之機構玩具設計圖，詳細內容如附錄 四所示，在機構玩具設計圖的評量方面，針對展現出的具體設 計、應用機構的設計為評分依據，將此轉化成評量項目，分成

「設計構想」、「機構概念的應用」、「製作可行性」三個面向，

並以五點量表進行評分，如表 5 所示：

表 5 機構玩具設計圖評量表

評量項目 評量重點 優 良 中 可 劣

5 4 3 2 1 設計構想 設計圖是否能清楚傳達

設計構想

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藉由前置活動、齒輪與凸輪機構知識教學，提供 STEM 相關 知識，建構學生的前導組織，研究者設計機構活動學習單幫助學 生學習與紀錄，及作品設計圖記錄學生設計過程及機構運用方式，

幫助學生製作時思考其設計的可行性、遇到的困難與解決方式、

如何改善等等。加上課堂上與學生的問答情形，評量出學生在設 計、製作、上課態度以及與組員溝通合作等多向度的表現，再予 以分配評量方法占總成績之比例，計算出機構玩具的個人總成績。

總成績分配說明如下：

(1) 學習單 30%：凸輪機構學習單 15%、機構玩具設計圖 15%

(2) 作品成果 60%：使用作品評量表評分，包含三個面向：機構 設計複雜度、機構運作流暢度、加工精細度

(3) 平時表現與學習態度 10%(依師生問答互動情形予以加減分) 二、 《國中新編多元性向測驗》

《國中新編多元性向測驗》中包含語文推理、數字推理、圖形推理、

機械推理、空間關係、中文詞語、英文詞語、知覺速度與確度八個分測 驗，其中中文詞語有 60 道題目、英文詞語有 35 道題目、知覺速度與確 度有 51 道題目，其餘五個測驗皆有 30 道題目，除知覺速度與確度的施 測時間為 5 分鐘之外，七個分測驗的施測時間皆為 6 分鐘。此測驗依年 級的學期別作量表分數及百分等級常模，可供使用者換算分數及百分等 級。測驗題目的內部一致性信度(折半信度)介於 0.73 到 0.96 之間，重測 信度則介於 0.68 到 0.92 之間(時距為 25 天)，效度方面，內部相關為 0.33~0.69。

此測驗由中國行為科學社股份有限公司所發行，僅供學校與行政單 位及醫療機構作使用，且依不同測驗之分級使用者亦供不同權限的專業 人員使用。因此不得於此研究中公開其測驗題目，研究者以此測驗僅作

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為此行動研究所用。

本行動研究採用《國中新編多元性向測驗》中之機械推理測驗，作 為研究 STEM 取向之機構玩具實作活動對學生機械性向的影響依據。在 經過教學並實作作品之後，施測機械推理測驗。實作活動結束後研究者 將研究對象之測驗分數與另一教學班級之測驗分數進行數據分析，再由 學習單及作品成果之呈現，檢視此實作活動對於學生機械性向程度是否 有所提升抑或產生其他影響。

三、 STEM 取向之機構玩具實作活動接受度問卷

實施問卷的目的為瞭解學生在經過 STEM 取向之機構玩具實作活動 之後，對於此活動的接受程度。本問卷之選擇題項修改自正式問卷－

STEM 學習活動接受度與學科學習態度問卷(郭家良，2014)。問卷內容 分成研究說明、填答說明以及問卷題目三個部分，其中問卷題目總共 18 題，第一部分為活動接受度，共 12 題；第二部分為開放式問題，共 6 題，學生的回答可以提供本研究在解釋調查結果的參考資料。問卷第一 部分採用李克特(Likert)五點量表方式進行，每題有「非常同意」、「同意」、

「無意見」、「不同意」、「非常不同意」五個選項，請填答者就上述五個 選項擇一填答，此部分的計分方式為：5 分（非常同意）、4 分（同意）、

3 分（無意見）、2 分（不同意）、1 分（非常不同意），分數愈高表示接 受程度愈高。

在信度方面，採用 Cronbach’ α 衡量問卷的信度，當 Cronbach’

α < .6時完全不接受；. 6 ≤ α ≤ .65時最好不要接受；. 65 ≤ α ≤ .7為可 接受值；α > .7時可以接受且相當好(DeVellis，1998)。由表 7 可以看出 本行動研究之 STEM 取向之機構玩具實作活動接受度問卷之信度高於 0.7，顯示問卷信度在可接受的範圍。

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表 7 STEM 取向之機構玩具實作活動接受度問卷之信度

問卷名稱 題號 Cronbach’ 𝜶值

STEM 取向之機構玩具實

作活動接受度 1-12 .781

資料來源：修改自郭家良(2014)。STEM 課程統整模式運用於國中生活科技教學對學生學習成效影響 之行動研究（未出版之碩士論文）。國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系，臺北市。

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第五節 資料處理與分析