本研究流程分成四階段：第一階段為準備階段、第二階段為前置研究階段、
第三階段為實驗階段、第四階段為分析階段。每個階段又各分為三到四個次階段，
將各階段分述如下：
第一階段-準備階段(日期：民國九十九年十月~民國一○○年三月中)
一、確立研究方向：主要的工作在於評估如何將物質三態變化的概念發展歷程進 行合適的研究分析工作，主要目標為找出物質三態變化的概念內涵及對化學 微觀表徵學習的影響，同時瞭解學生概念發展的歷程。研究者在此時間不斷 思考目前概念發展歷程的研究，以期發展出更適切的研究方法。
二、確立研究問題：合適的研究問題可以引導研究的進行，並發展相對應的研究 工具，為求研究範圍能符合研究者能力，研究者定期與指導教授進行研究方 向與問題的討論，以利下一步進行實驗設計的安排。
三、實驗設計：此階段為依研究問題設計合適的實驗設計，研究者採用多重的研 究方式同時探討物質三態變化的學習歷程，包含學生概念學習的歷程、教科 書內容分析；另一部份則以物質三態變化之心智模式類型進行系統發育分類 學分析，將數據以非人為決定的方式進行分析，找出分析討論的發展歷程架 構，以獲得比先前研究中更廣泛的研究結論。
第二階段-前置研究階段(日期：民國一○○年三月中~民國一○○年八月)
一、發展研究工具發展：本階段主要的工作為發展出合適的測驗工具，如「粒子 本質暨物質三態變化問卷」及「自然科學習動機量表」，工具包含兩個主要 的目的，分別為：實施跨年級概念調查及進行實驗教學成效評比。
二、九年一貫課程標準分析：此階段主要的工作為分析我國九年一貫課程大綱內 容，瞭解物質三態變化概念在課程標準中的安排，以利下一階段選擇合適的 單元進行分析。同時開發教科書的分析編碼工具，因為教科書分析過程為循 環的歷程，因應各教科書內容範圍有所不同而進行修訂，因此依圖 2-5-1 物
質三態變化研究範圍及實際教科書內容定出教科書概念編碼表。
三、物質三態變化概念文獻分析：此階段為歸納統整物質三態變化概念之文獻，
以找出各類型的心智模式組成，並以各個認知特徵及認知狀態將心智模式進 行編碼。
第三階段為實驗階段(日期：民國一○○年八月~民國一○一年四月)
一、研究主題一：進行跨年級物質三態概念實徵調查，本研究針對北部地區國高 中小階段學生進行施測，學生年級分別為四年級到十二年級共九個年級，共 832 名受試者，測驗內容為「前置研究階段」中所開發之「粒子本質暨物質 三態變化問卷」，此段施測時間為民國一○一年三月中至民國一○一年四月 初。
二、研究主題二：進行物質三態變化概念演化樹分析，本研究將「前置研究階段」
的文獻分析的結果輸入 PAUP* 4.0，建構合適的概念演化樹。
三、研究主題三：進行科學教科書分析，本研究針對先前課程標準分析結果找出 物質三態變化的相關單元，先將各年段的教科書內容結構依六種類型做出教 學流程圖後，再利用教科書編碼分析表的內容分別進行編碼，定義出教科書 內物質三態變化教學進程表。
四、研究主題四：建立教學理論與活動，本研究根據物質三態變化概念演化樹之 概念發展點及演化路徑開發教學活動，教學活動分為粒子本質教學與物質三 態變化教學兩個階段。本研究之實驗教學研究將收集前測、後測、延宕測，
且於教學活動進行過程中收集學生對教學內容的反應，以供後續研究的需要。
此階段將配合學校上課時間，教學時間為民國一○○年十二月底至民國一○一 年一月中，以二周的時間進行五到六堂課的實驗教學。
第四階段為分析階段(日期：民國一○一年四月~民國一○一年六月)
一、資資料彙整與分析：研究者將學生各項紙筆測驗、學習單及作業等學習歷程 的記錄進行建檔工作，訪談或教學錄影依研究需求進行逐字稿或影音剪輯。
二、撰寫研究結果：研究者將研究結果進行分析討論，並將研究結論與前人之研
究作相互之比較，以獲得更廣泛的研究成果。 前置研究(Pilot Study)
九年一貫課程標準