壹、研究流程
本研究之研究流程如圖 3.1.1 所示。在初步決定研究方向之後，先閱讀相關 文獻資料，經整理分析後確定研究目的，形成研究問題，再依據研究目的發展實 驗教學模式、施測工具，並與同儕教師討論及專家指導，之後選定研究對象，以 準實驗研究法進行研究，最後收集相關研究資料進行分析討論，並撰寫研究報告。
貳、研究設計
本研究以準實驗研究法設計，相關變項說明如下：
一、自變項：
本研究的自變項為教學模式，設計兩種整合式實驗教學模式，其內容如表 3.1.1 所示。研究對象分成A、B 兩組，分別進行整合式實驗教學 I 及整合式實驗 教學II 的實驗處理。
二、依變項：
本研究的依變項為受試者的學習成效及態度，根據受試者的成效測驗前測及 後測分數進行相依樣本 t 檢定，分析兩組學生組內前、後測是否有顯著差異。由 整合式實驗教學感受問卷、ELVIS 系統感受問卷瞭解受試者態度。
圖 3.1.1 研究流程圖 擬定研究主題
確定研究目的
形成研究問題
確定研究方法
發展教學模式 設計研究工具
選定研究對象
前測
整合式實驗教學 A 組
整合式實驗教學 B 組
文
獻
探
討
後測及感受問卷
資料分析
研究結果與討論
表 3.1.1 兩種整合式實驗教學分組
課程次序 整合式實驗教學I (A 組)
整合式實驗教學II (B 組)
一 實驗儀器訓練教學 實驗儀器訓練教學
二 驗證式實驗 引導探究式實驗教學
三 開放式引導探究實驗 (2a 層次)
開放式引導探究實驗 (2a 層次)
三、控制變項：
為了減少其他變因對於本研究所造成的影響，本研究將兩組實驗教學的教材 內容、實驗儀器與教學時間控制保持一致。兩組實驗教學均由研究者擔任，以降 低教師因素的影響。教材主題選定RC/RL 基本交流電路實驗，教材內容均由研究 者依據實驗教學目標、兩組整合式實驗教學法的特性設計實驗內容及實驗記錄單
（請參考附錄三、附錄四）。兩組學生進行的實驗除了第二次實驗因教學法不同而 有不同內容，其餘第一、三次實驗內容均相同。
第二節 研究對象
本研究是以臺灣大學修習同課程普通物理實驗的學生為研究對象。研究學生 共有 74 人，其中同一系學生共 70 人，該系課程不包括普通物理實驗，所以此部 分學生在進行實驗教學前均未曾修習普通物理實驗或其他實驗課程；其他外系學 生共 4 人，有 1 人為修過普物實驗及相關交流電路課程，所以此人不列入學習成 效測驗樣本分析，但在ELVIS 系統感受問卷及實驗課程感受問卷部分則將其列入 樣本分析；另外 2 人修過普物實驗，但未修習過相關電路課程，最後 1 人未修過
II（B 組）。學生分組依據是由研究者配合普通物理課程時間，由研究者排定 A、B 兩組的實驗時間，再由學生依自己可以的時間選擇參與的實驗組別。實驗課程分 成A、B 兩組，A 組計有 19 人，B 組計有 55 人，合計 74 人，其中有效樣本為三 次實驗活動均有參與者，所以有效樣本共 67 人。研究對象分析如表 3.2.1 所示。
兩班實驗教學的教師均由研究者擔任，以控制教師影響因素。
表 3.2.1 研究樣本人數統計表（學習成效測驗）
人數 有效樣本（男，女）
實驗教學A 組 19 17（13，4）
實驗教學B 組 55 50（45，5）
合計 74 67（58，9）
分析兩組學生在前測分數的結果，如表所示，實驗組A 組平均分數 4.94 分，
標準差 3.455，實驗組B 組平均分數 3.50 分，標準差 2.816。使用獨立樣本 t 檢 定分析，變異數同質性的 Levene 檢定未達顯著（F=2.537，p=.116＞.05），表示 這兩個樣本的離散情形無明顯差別。由假設變異數相等的 t 值與顯著性（t(65)
=1.719，p=.09＞.05）來看則未達顯著差異。顯示兩組學生在前測分數上無明顯 差異。
表3.2.2 前測分數組別統計量
實驗組別 個數 平均數 標準差
前測 實驗A組 17 4.94 3.455
實驗B組 50 3.50 2.816
表3.2.3 前測兩組的獨立樣本t檢定
變異數相等的 Levene 檢定 平均數相等的 t 檢定
F 檢定 顯著性 t 自由度 顯著性 (雙尾)
前測 假設變異數相等 2.537 .116 1.719 65 .090
不假設變異數相
等 1.554 23.651 .134
第三節 實驗活動設計
表 3.3.2 儀器操作訓練實驗安排
第二次活動依不同實驗類型進行，A 組學生實施驗證式實驗教學，B 組學生實
第四節 研究工具
本研究所使用的工具包括「學習成效前測與後測」、「實驗儀器學習測驗」、「實 驗課程感受問卷」、「ELVIS 系統感受問卷」、「實驗記錄單」等方式來蒐集資料。
以下針對研究工具進行說明。
壹、學習成效測驗前測與後測 一、學習成效測驗前測（附錄六）
為了瞭解學生在實驗教學前的先備知能情形，研究者依據實驗教學目標，編 擬學習成效測驗前測試卷，經學者專家及教授電路學的專任教師審查、指導，編 製 6 題試卷，內容均採填充或問答題型式，必要時請學生補充解釋之，以期能確 實掌握學生狀況。試題分析表如表 3.4.1 所示。
二、學習成效測驗後測（附錄七）
為了瞭解學生在實驗教學後的學習成效，研究者依據實驗教學目標，編擬學 習成效測驗後測試卷，經學者專家及教授電路學的專任教師審查、指導，編製 12 題試卷，內容除了涵蓋前測試卷的主題外，並加入一些與實驗技能相關的試題。
另外研究者在教學過程中刻意不介紹電容器的阻抗概念，而在後測中安排一道試 題檢驗是否學生能從實驗中建立阻抗的概念（後測第 10 題）。最後並增加一道設 計實驗題，瞭解學生經由三次實驗活動，在設計實驗、解決問題能力的學習成效
（後測第 12 題）。試題分析表如表 3.4.2 所示。
貳、實驗儀器學習測驗（附錄八）
為瞭解學生在實驗儀器訓練教學後的學習效果，在第一次活動結束後測驗學 生對ELVIS 操作平台的學習狀況。
參、實驗課程感受問卷（附錄九、附錄十）
為瞭解學生經過整合式實驗教學活動後，對於整合式實驗教學的接受程度，
研究者先編擬問卷內容，並經由專家學者及擔任普物實驗實際教學者審查討論後 完成問卷的編製。問卷採用李克特式五等第量表形式，另外增加 2 題開放式問題。
的充放電性質及頻率響應的實驗，第三部分為整體整合式實驗教學部分。其中A 組與B 組學生在問卷上的第二部分因配合不同實驗教學內容所以有差異外，其餘 內容皆相同。
肆、ELVIS 系統感受問卷（附錄十一）
為瞭解學生對於ELVIS 系統的感受及想法，研究者先擬定問卷題目，並經專 家學者審查後完成內容編製，共有 12 題，包含 1 題開放式問答題。內容分為探討 ELVIS 系統是否能引起學生興趣、學生實際操作 ELVIS 系統時的反應、儀器操作 對實驗的影響、學生對ELVIS 的接受度及意見等。
伍、實驗記錄單
瞭解各組及學生進行實驗的完成程度、實驗結果的正確率、問題的作答情形 及學生學習情形。依據實驗主題編製相關記錄單，另外針對第二次活動，A 組與 B 組學生因實驗環境不同，所以在記錄單上有所差異，且B 組學生多增加個人記錄 單部分。記錄單均在每次實驗課程結束後收回。
表 3.4.1 學習成效測驗前測試題分析表
題號 教學目標及概念 概念層次
1-（1） 瞭解電容電壓、電阻電壓的充放電曲線呈現指數曲線。 知識 1-（2） 電流曲線可以電阻電壓曲線代表。 知識 1-（3） 電阻電壓+電容電壓＝電源電壓。 知識 2 瞭解電容器在充、放電瞬間在電路中可視為短路、斷路。 理解 3 電阻或電容越大，時間常數越大，充放電需要時間越長，
圖形有變化。 理解
4 知道時間常數（τ＝RC）及當 t＞5τ，視為充放電完全。 知識 5 知道可以方波進行充放電實驗及使用方波時的充放電圖
形。 知識
6-（1） 輸入頻率越高的訊號，電容電壓的峰值越小，電阻電壓
的峰值越大。 理解
6-（2） 以交流訊號（正弦波）輸入RC 串聯電路時，電阻電壓 曲線（電流曲線）與電容電壓曲線會有時間上的差異（相 位差）。
理解 6-（3） 低通濾波器：頻率較低時，電容的電壓峰值較大，以電
表 3.4.2 學習成效測驗後測試題分析表