第三章 研究方法與設計
第一節 研究架構與流程
第三章
第三章 第三章 研究方法與設計 研究方法與設計 研究方法與設計 研究方法與設計
本章主要說明此研究進行的方法與設計、研究對象的選擇、使用研究工具與 資料收集後的處理方式等。全章共分成四節，依次為研究架構與流程、研究對象、
研究工具、資料處理與分析，分述如下：
第一節 第一節 第一節
第一節 研究架構與流程研究架構與流程研究架構與流程研究架構與流程
本節主要先介紹研究的主體架構，再針對每一階段的研究流程詳細說明之。
壹 壹 壹
壹、、、研究架構、研究架構研究架構研究架構：：：：
本研究中的教學推廣活動，主要以教學時間分配的差異為自變項，將學 童分為集中式與的分散式教學兩組，其中三個班級採集中式教學，三個班級 採分散式教學。研究架構圖如：圖 3-1-1：
＊自變項：教學時間分配
＊依變項：學習成就與學習態度
＊中介變項：教學歷程
自變項自變項自變項
自變項 --- 教學時間分配教學時間分配教學時間分配 教學時間分配
․集中式教學
․分散式教學
依變項依變項
依變項依變項 --- 學習成就學習成就學習成就學習成就與學習態度與學習態度與學習態度與學習態度 成就：定義、結構(自然界的奈米現
象)、奈米科技的應用 態度：興趣、信心、價值信念
中介變項中介變項中介變項
中介變項 --- 教學歷程教學歷程教學歷程 教學歷程 教學內容、教學媒體、、、、教學者
圖 3-1-1 研究架構圖
一、自變項
自變項包含兩種不同的教學策略，其分述如下：
（一）集中式教學：
利用正規的課堂時間，連續兩節，每節 40 分鐘進行教學，為 了避免學童因疲勞而分心，中途休息 10 分鐘。
（二）分散式教學：
此教學設計乃是將教學活動分成四個部分，每一部分的教學時 間分別為 20、20、20、20 分鐘，但教學時間的分布上是不連續的。
1. 影片欣賞---「小奈小米驚奇之旅」。 2. 簡報教學與講述---「小奈米大世界」。 3. 體驗活動---活動一「幫葉子洗澡」。 4. 體驗活動---活動二「神奇的奈米布」。
兩組學童的總教學時數皆為 80 分鐘，課程活動也屬同樣的教材與教 法，主要的差異是教學時間分配上的不同，如表 3-1-1 所列。
二、依變項
依變項分成學習成就與學習態度，分述如下：
（一）學習成就：
指參與學童對於奈米的定義、奈米的結構（自然界的奈米現 象）、奈米科技的應用所能理解的程度。
（二）學習態度：
指參與學童在學習奈米科技的興趣、信心與對奈米科技價值 的信念。
三、中介變項
中介變項包含教學內容、教學媒體與教學者，分述如下：
（一）教學內容：
研究者主要參閱由教育部中南區奈米科技 K-12 教育發展中心 所出版的奈米科技輔助教材，設計出 80 分鐘的奈米科技課程（附 件一），其內容主要涵蓋「奈米的定義」、「奈米的結構（自然界的 奈米現象）」與「奈米科技的應用」
（二）教學媒體：
本研究所採用的教學媒體包含兩部分，第一為教學影片，由敦 化國小與教育部顧問室奈米科技人才培育計畫推動辦公室、北區奈 米科技 K-12 教育發展中心出品的「小奈小米驚奇之旅」。影片中藉 由小朋友的視野來誘發兒童好奇心，讓大人陪伴孩童一同窺視奈米 世界。影片內容是以小奈、小米進入時空機，發現未來汽車都沒有 雨刷，車子不需清理都可以維持跟新的一樣等新奇事物，後來經由 博士解說後，才漸漸讓小奈、小米了解何謂奈米。這是一部以啟發 的方式教導學習者，從生活中了解奈米科技原理的教學式短片，深 入淺出地介紹奈米科技簡單的原理與實際生活的運用，片長約 13 分鐘，以中文方式配音，加上中文字幕。
第二為研究者所使用的教學簡報「小奈米大世界」（附錄二），
以講述方式呈現。
（三）教學者：
教學者為研究者本身，自然科相關科系畢業，1.5 年之教學資 歷，其中有 1 年的高年級帶班經驗，在教學前曾參與奈米科技教育 相關課程的培訓，並與指導教授共同討論與修正自編的奈米科技課 程。
表 3-1-1 教學時間差異之課程內容說明
貳 貳 貳
貳、、、研究流程、研究流程研究流程研究流程：：：：
本研究主要分為四階段：如圖3-1-2 所示
教學後 教學後教學後
教學後 6666 週後施週後施週後施週後施測測測測 施 測
進行教學活動
教學後立即施測 教學後立即施測教學後立即施測 教學後立即施測 確定研究主題與研究目的
收集相關研究成果與文獻
設計教學活動
發展評量工具
資料彙整與分析
撰寫研究報告 後測
延宕測驗 起點行為的評估 階段一階段一階段一階段一 階段二階段二階段二階段二 階段三階段三階段三階段三 階段四階段四階段四階段四
學習成效 k-12 奈米科技輔助教
奈米科技學習態度
集中式教學 集中式教學集中式教學 集中式教學
（連續時間）
奈米科技知識測驗
理解奈米的定 觀察生活中的奈米現象（奈米結構） 認識奈米科技的應 學習奈米科技的興趣 學習奈米科技的信心 對奈米科技價值的信念
分散式教學 分散式教學分散式教學 分散式教學
（不連續時間）
圖 3-1-2 研究流程圖
一
一一、一、、、階段一階段一階段一： 階段一（一）確定研究主題與研究目的
本研究乃是配合「奈米小兵下鄉推廣活動」所延伸的想法，研 究者在參與奈米小兵下鄉推廣活動的經驗中發現，研究小組每一次 前往偏遠小學推廣奈米科技，崎嶇的山路與窄巷無形中形成推廣的 阻力，另一方面則是在聯絡各個偏遠小學時，雖然多數學校都願意 配合，但卻佔用了正規的上課時間，也直接影響到學校原本的課程 進度，因此本研究期望能找出一個易被廣泛接受的教學時間來推廣 奈米科技教育，例如：晨光時間。
（二）收集相關研究成果與文獻資料
文獻資料收集則是以科技新知的推動、國內外奈米科技的推廣 與教學等研究為參考依據。
二
二二、二、、、階段二階段二階段二：階段二：：：（一）教學活動的設計
研究中的教學活動是先參考陳淑思（2005）所繪製的奈米科技 概念圖，篩選出基礎觀念的部分，如奈米的定義、奈米結構（自然 界的奈米現象）與奈米技術的應用，由於研究的重心主要為激發學 童學習奈米科技的興趣與動機，故教材的設計不宜太難，以免影響 其學習信心。其中「定義」是概念學習的第一步，故選用之。而「結 構」則是依據Gardner所提之多元智慧理論之第八種智慧---自然觀察 者智慧，讓學童從自我的生活環境中，培養其自然觀察能力，因此 期望學童在學習奈米結構的同時，可以藉由觀察各種奈米現象，來 增進其自然觀察之能力。「應用」即闡述奈米科技的技術研發並製
造許多新產品，由從生活中容易接觸的新興產品，激發學習動機，
如奈米洗衣機、奈米電冰箱…等等。最後再參考2004年奈米科技輔 導教材(國小組)，設計出此教學活動。
（二）評量工具的發展
研究中所採用的量測工具包含「奈米科技知識測驗卷」與「奈 米科技學習態度問卷」，其中「奈米科技知識測驗卷」是依據教學 內容擬定 而成；「奈米科技學習態度問卷」則是參考謝真華（1999）
所發展的「自然科學習態度量表」加以修改、編制。
（三）起點行為的評估
本研究使用「奈米科技知識測驗卷」進行前測，做為學童起點 行為的評估，目的在了解兩組參與研究的學童在教學活動實施前，
對於學習奈米科技的概念上是否有所差異。
（四）教學活動的實施
教材設計完成後，再由研究小組進行總教學時數80分鐘的奈米 科技課程教學，主要活動內容請參閱附件一。
三
三三三、、、、階段三階段三階段三：階段三：： ：（一）評量工具的施測
兩組學童在接受總教學時數為 80 分鐘的課程教學後，立即接 受兩份問卷的測試，此為後測，並於教學六週後再進行延宕測。
四
四四四、、、、階段四階段四階段四：階段四：： ： （一）資料分析收回參與本研究之有效問卷，並依其編號輸入電腦中，SPSS for WINDOW 12.0統計套裝軟體版進行研究統計分析。
（二）撰寫研究結果
依據統計結果加以分析，並解釋本研究的研究目的與待答問題，
再歸納出研究結果與討論，適時提出建議，完成論文初稿，經過指導 教授修正後定稿。