研究工具包含下面四個部份：學習相關工具、評量問卷（附錄一）、訪談大 綱（附錄四）以及教學札記（附錄五）。
壹、學習相關工具
研究者建置 Moodle 網路平台、此次所運用內部架設的各項的模組，說明 如下：
一、Moodle 網路平台
研究者利用學校電腦設備中一台 IBM 伺服器用的電腦，規劃出部分 硬體空間，以自由軟體 Fedora Core3 架設作業系統，Moodle 自由軟體來架 設網站平台，使用資料庫（MySQL）連結，以記錄學習者的學習歷程及 測驗結果，瀏覽器（IE 6.0）以上或火狐狸瀏覽器（Firefox 2.0）以上版本，
網址為 http://140.128.230.10/moodle。以自編及參考之奈米教學方案為主要 課程單元建置於平台上，架設「討論區」、「線上測驗」、「投票區」等模 組來讓學生進行學習，如圖 3-3-1 為 Moodle 網路平台剛登入時的畫面。
另外，研究者運用 Macromedia 公司之 Captivate 軟體及 Flash MX 2004 動畫 軟體分別製作出互動式 SCORM 數位學習元件及互動式奈米教學問答動 畫置於平台上，並以網頁連結方式將網路上現有奈米科技相關網站進行 連結。此外，也參考北區奈米科技 K-12 教育發展中心所發展的 2004 年「小 奈小米驚奇光碟」、中南區奈米科技 K-12 教育發展中心所發展的 2004 年 奈米科技輔助教材（國小組）、並以內嵌方式連結東南技術學院微奈米科 技研究中心李志偉教授所領導的團隊所籌劃電子顯微鏡網頁，讓學童得 以自由點選互動式圖片，網址為
http://www.me.tnit.edu.tw/~me010/95NSC-SEM/index.htm。
如圖3-3-2影音教學互動網頁為登入Moodle網路平台前的前置網頁，
每個單元以圖形箭頭說明操作步驟，並於其後外加預先所錄影互動式 SCORM數位學習元件，以Captivate軟體搭配運用製作出，採互動式線上 教師預先錄影引導，且內容編製提示語引導，網頁介面為靜態文字引導 配合互動式模組，學童在操作時必須運用每台電腦所配備的耳機來同部 聆聽畫面影音教學，並以滑鼠來點選畫面上控制元件，以達到自行掌握 課程學習進度，而整體課程分八個區塊，以指標性字眼吸引學童注意，
來完成整個操作單元。上課時教師必須協助學童電腦硬體使用上障礙的 排除，並指導畫面切換而為同步教學時間。
此外在每個介紹到奈米單元以靜態由上而下的順序文字引導，配合 SCORM數位學習元件的動態介紹來融入於奈米科技課程中，Moodle網路 平台奈米課程內容表如附錄二，以此為基礎逐步地蒐集累積網路資源與 網路互動的介面，且提供研究者的電子郵件信箱以供師生網路互動之教 學需要。
圖 3-3-1 Moodle網路平台登入畫面
圖 3-3-2 影音教學互動網頁
二、此次運用到的Moodle網路平台內模組如下：
(一) 測驗區
學習評量是學習過程中頗為重要的一環，九年一貫課程強調評量的多
元化，對於處於資訊時代的教師而言，若善用資訊科技以輔助教學評 量，例如線上評量或測驗，不僅可減輕教師的工作負擔，也能讓評量 更精準，更有效率，同時也易於將教學與評量結合在一起，提昇教學 的成效（何榮桂，2001）。本研究的問答題目為欣賞奈米相關生活影 片後的題目，如附錄三共有10題，為針對影片內容研究者自行整理出 來，教師先以第一堂課上課時先以其他已知的生活小測驗，為選擇題 及是非題型，配合錄影引導教師自己示範如何完成，之後的奈米單元 配合錄影引導，依照上述整個過程完成讓學生自我學習。
(二)討論區。
教師在第一堂上課時開啟其他與奈米課程無關的生活主題討論區 自己先示範回答，配合錄影教學引導學生如何解答及回應，供學習者進 行發問與討論，在之後的奈米單元課程學習前後拋出半結構性主題，腦 力激盪中共同刺激創新想法，老師與同儕相互陸續給予討論主題的意見 或支援。使全班同學間能進行同儕教導，而後教師慢慢褪出主導，成為 教學的輔助者與教學內容補充的角色。學習的主權與學習責任漸次轉移 至同儕與個別的學習者，教師成為教學的輔助者角色。黃昭銘、張至文、
汪光懿、陳淑花（2005）利用數位平台中問題討論區來進行輔助學生學 習，結果顯示透過問題討論區的教學，可以提升學生學習的成效。黃武 元、葉道明、李春燕（2003）利用網路聊天室設計出多人多媒體的互動 機制，利用多樣化的媒體組合，吸引學習者踴躍參與討論，結果顯示學 生在主題明確的引導下，內容大都與課程相關，且在主題討論的質與量 有相當大的提升。也是本研究的重點。
(三) 投票區。
教師在第一堂上課時以其他與奈米單元無關生活主題為範例，自 己先票選，配合錄影引導教學，教師自選答案，在陸續之後的奈米課 程中票選學習主題，讓學生完成投票的動作，在上述學習過程進行中 學習的主權逐漸交給學生，學習責任的漸次轉移，讓學生有所依循完 成讓學生自我學習。
(四) SCORM模組：
採數位學習元件,以Macromedia公司之Captivate軟體搭配運用製 作成，為SCORM規格1.2版。教師在第一堂上課時先以靜態引導方式及 配合該單元主題「SCORM」數位元件，將奈米課程配合錄影做說明及 引導。其中，教師須於課程前先將「蓮花效應」、「蝴蝶表面色澤效應」、
「奈米磁體」等加上背景音樂，將該單元錄製好，並預先以靜態指標 引導加上互動式錄影教學的方式呈現在網路上，扮演學習的知識來 源。讓學生分別自行決定，控制網路上按鈕，考量是否重聽教師
「SCORM」數位元件，以便自主性完成該單元學習。劉寶元、林勇成 和劉嘉茹（2005）的以建置個別化與互動式特性，提供合適的網路學 習環境的研究，提到動畫與文字的互動搭配能夠幫助他們對科學概念 的學習且會樂意使用科學課程上相關的課程。而謝忠豪（2001）研究 中指出網站在此師生互動的歷程中扮演上能刺激引發學生學習的誘因 與動機，而網站可引導學生進行專題式學習。
貳、評量問卷
評量問卷有二種，分別為奈米科技認知問卷與訪談大綱：
一、奈米科技認知問卷
（一）發展奈米科技認知問卷
本問卷所訂的雙向細目表有兩個向度。如表 3-3-1 中第一個向度 所採用的教學目標，參考自 Bloom 提出的認知領域的分類法，分為 知識(Knowledge)、理解（Comprehension)、應用(Application)、分析 (Analysis)、綜合(Synthesis)、評鑑(Evaluation)（引自李坤崇，2004）
及 O’Tuel & Bullard（1993）所提出的高層次思考（higher order thinking），所謂高層次思考（higher order thinking）包含有質問、詮 釋、分析、綜合、組織統整訊息、推論、評估和預測結果、創造和 評鑑等過程。在教學上布魯姆的認知領域分類法也經常被利用讓學 生去思考ㄧ些高層次思考的問題。因此本研究以布魯姆認知領域分 類為基礎，並綜合 O’Tuel & Bullard（1993）學說，將應用(Application)、
分析(Analysis)、綜合(Synthesis)、評鑑(Evaluation)為本研究將問卷能 力目標分類高層次思考，與指導教授討論後形成為知識、理解、高 層次思考等三個課程目標，來探討學生的學習成效。
另一個向度所採用的教學目標為參考陳淑思（2005）所提出的 奈米概念圖所分為七個向度，她將奈米科技分別為「定義」、「現象」、
「結構」、「技術原理」、「特性」、「應用」、「科技倫理」。本研究參考 本課程內容向度，以「名詞定義」、「蓮花效應」、「表面效應」、「蝴 蝶表面色澤效應」、「光學性質」、「磁性質」、「力學性質」、「奈米材 料」、「奈米醫療」、「科技與倫理」等 10 個分項的向度來作為本研究 向度之一。
本研究問卷試題也參考陳麗文、陳淑思（2006）的試題方式分 成兩部份。第一部份為名詞認識，為奈米科技相關名詞的計分，每 個名詞依填答者聽過及了解程度「知道而且很清楚內容」、「知道 有點模糊」、「不知道但好像聽過」、「完全沒聽過」擇一選出答 案即可。「知道而且很清楚內容」為2.5 分、「知道有點模糊」為0.67 分、「不知道但好像聽過」為0.33 分、「完全沒聽過」為0 分。第 二為部份為選擇題，為四選一的單選題，每題2.5分，答對才給分數。
（二）專家審題
以上兩部分題目經過研究者擬定題目後，再經由幾位不同領域 的專家協助審題並評鑑內容效度，如表3-3-2，專家共有六位，專長 領域分別為生命科學、物理、化學、測驗與評量等。請專家針對需修改 的文句加以修正，刪除一些重複或是類似的題目，經過多次審題修 正，最後形成四十題的紙筆測驗。
（三）預試與修改
問卷完成後，為了確定題意能正確表達無誤，刻意找比施測對 象低一個年級的四年級學童，而且學期總成績為低、中、高成就的 男女生各1人，合計共6人，請他們逐字讀題並詢問是否有不懂的字、
詞、句子，之後再請2名中年級教師提供審題文句意見，最後經過研 究者加以修改潤飾。問卷修改完後另外再找四年級2個班學童接受施 測，參考郭生玉（2003）的試題分析步驟，來了解問卷的鑑別度及 難度，得到結果如附錄七，經預試所得信度為0.8410，其中屬於「名 詞定義」中的第14題鑑別度為-0.01887，第17題鑑別度為0.169811，
及「力學性質」中第20題鑑別度為0.09434，以題目內容所呈現的鑑 別度來說均小與0.19，須淘汰及修改，但研究者認為此項新興科技課
程對學生來說，屬於較不容易認知的課程,所以課程內容是較難的，
但是因為實施數位奈米課程之後，如果針對學生問卷中這三題答題 得分高低，就可以知道鑑別度是否提高，藉以了解課程是否真的能 被學生所接受了解。
（四）定稿
將修正後的問卷請上述六位專家進行審核，參酌專家的意見，進 行問卷最後的修正，定稿成為正式問卷。
（五）正式施測
在實施奈米科技課程的前一週內，研究者親自實施此測驗的前
在實施奈米科技課程的前一週內，研究者親自實施此測驗的前