第三章 研究設計與實施
第二節 研究方法與步驟
本行動研究採用準實驗研究法，行動研究過程中發展STEM取向之 機構玩具實作活動，教學時觀察學生之學習歷程，反思教師教學之過程 以及學生製作過程與成果，解決教學現場遇到之問題。準實驗研究係針 對實驗組實施本行動研究發展之活動，於教學後，施測國中新編多元性 向測驗之機械推理測驗，以實驗組之施測結果及對照組之施測結果，經 由統計方法，檢定兩組之間的差異是否顯著，探究本實作活動對學生機 械性向之影響。研究方法及行動研究步驟分述如下：
一、 研究方法
本行動研究採用準實驗研究法，分別探究實施「STEM取向之 機構玩具實作活動」的實驗組學生與「非STEM取向之木板凳實作 活動」的對照組學生在機械性向上的差異情形，教學實驗設計如表 1：
表 1 教學實驗設計
組別 實驗處理 後測
實驗組
(STEM 取向之機構玩具實作活動) X O1 對照組
(非 STEM 取向之木板凳實作活動) C O2
針對表1進行說明，X代表實驗組實施十週的「STEM取向之機 構玩具實作活動」，C代表控制組實施十週的「非STEM取向之木板 凳實作活動」。𝐎𝟏、𝐎𝟐：代表實驗實施後，對實驗組和控制組兩組 學生所實施的後測，即為《國中新編多元性向測驗》。研究者採用 其中的機械推力測驗分數再進行後續分析，詳細分析於本章第五節 中說明。
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自我，面臨升學時多選擇目前就業市場趨向的職業所相關高 中職類科或大學科系。
2. 界定問題的領域(105年6月)
此現象顯示出有些現行的生活科技實作活動難以使學 生進行系統性思考，及統整知識與實作經驗之問題。研究者 認為，生活科技課的原意是透過實作活動，使學生手腦並用，
培養其設計與批判的思考能力與解決問題的能力，然而，實 作活動的過程中卻可能因為學生著力於工具的操作與實作 經驗的連結，而忽略了所學到之知識的應用。此外，多數學 生多埋首於課業中，生活中很少有機會能觸發其非學科之多 元智能，學生對於自我性向的瞭解不足。因此，研究者將問 題界定於生活科技課程中之教學實作活動所面對的問題，研 究者將對於生活科技教學實作活動提出改進的教學策略，即 是本研究所要進行的行動研究方案之教學策略。
(二) 第二步驟─問題的分析
1. 分析所關注問題的必要性(105 年 6 月)
生活科技課程的目的應確實地實現於教學過程中，上述 所觀察到的兩個問題亦是長久以來一直面臨到的重要問題。
因此，解決此兩個問題是必須且急迫的。
2. 確定問題焦點(105年6月)
在發現與分析問題之後，研究者將問題解決之方式聚焦 於教學活動的教學策略與內容之改善。就問題的分析，研究 者認為在生活科技課程中，若能透過整合性之教學策略，可 以使學生在學習過程中應用學科知識、結合技能於實作活動
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上，統整其知識與實作經驗。亦能使學生探索自己的興趣與 能力，對於未來選擇高中職類科，甚至大學科系有相當的幫 助。
(三) 第三步驟─形成研究假設
1. 初擬行動研究計畫(105 年 7 月)
研究者初擬行動研究計畫為設計一個 STEM 取向教學 之實作活動，配合課綱中七年級教學內容「機構與結構的運 用」，將機構的基本知識及相關的數學與科學知識延伸發展 為適用於八年級之 STEM 取向教學的課程內容與實作活動，
以學生之多元性向中之機械性向作為研究項目，使學生應用 及統整知識與實作技能，以及探討此整合式教學實作活動是 否能對學生的機械性向產生影響。
2. 蒐集相關文獻資料(105 年 8 月)
研究者蒐集相關文獻資料，包含 STEM 取向教學、機構 與機構玩具，以及性向與機械性向等相關資料。
3. 規劃行動研究計畫(105 年 9 月－105 年 12 月) (1) 發展STEM取向之機構玩具實作活動之教材
以現有的機構玩具為基礎，發展STEM教學之教材，
期間尋求專家意見再作修正完成最後教材。
(2) 設計及製作STEM取向之機構玩具教具與學習單
以發展完成的教材設計並製作出此STEM取向之機構 玩具範例及學習單，期間亦徵詢專家意見再作修正完成 之。
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(3) 發展STEM取向之機構玩具實作活動之評分項目
依據研究者欲使學生達成之學習目標作為評分項目 之發展基礎，目的是量測學生是否能透過此教學活動達到 學習目標。
(四) 第四步驟─採取行動
1. 選擇研究對象(105年9月)
研究者選擇以其任教之某所臺北市立國民中學之八年 級學生作為研究對象，選擇三個班級共83人，其中實驗組56 人包含男生28人，女生28人進行本研究發展之教學活動；對 照組27人包含男生14人、女生13人進行非STEM取向之木板 凳實作活動。
2. 進行教學(105年12月－106年5月)
教學於105學年度下學期開學後進行，為期10週，每週 一堂課，共10堂課的教學活動。在此教學活動進行前，教學 前置活動──液壓機械手臂，於上學期的期末進行，使學生 瞭解連桿機構。教學流程與評量實施時程如圖18：
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圖18 教學活動與評量時程圖
3. 蒐集資料(106年2月－106年5月)
蒐集學生之活動學習單(四連桿學習單、凸輪學習單)，
學生作品設計圖與作品成績及《國中新編多元性向測驗》之 機械推理測驗之施測結果，加以整理，作為後續資料分析的 依據。
(五) 第五步驟─評鑑與回饋
前置活動：機構相關知識教學
連桿、四連桿機構
進行機構玩具設計(發放設計圖)
105.12-106.01
機構相關知識教學(發放學習單)
齒輪機構、凸輪機構
前置活動：液壓機械手臂製作
進行機構玩具製作
作品評分、
發放 STEM 取向之機構玩具接受度問卷
教學進行國中新編多元性向測驗之 機械推理性向測驗
105.12-106.01
106.02-106.03
106.03
106.04-106.05
106.06 106.06
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1. 資料分析(106年5月)
此階段將教學時得到的資料進行整理與分析，資料包含 凸輪機構學習單、學生作品設計圖、《國中新編多元性向測 驗》之機械推理測驗施測結果及STEM取向之機構玩具實作 活動接受度問卷。
2. 撰寫研究報告(106年5月－6月)
根據研究結果撰寫研究報告，評鑑行動研究方案，評鑑 可能的影響與重要性，確定行動研究的效度，並提出建議與 結論。
3. 計畫未來的行動研究主題(106年6月)
依據資料分析的結果，檢視研究目的與待答問題是否達 成，根據結果檢視問題是否存在或產生新問題，再次進行研 究問題的確定，修正並計畫未來的行動研究主題。