根據研究背景與重要性，本研究綜合多重研究資料，因此研究內容可分為四個研 究主題，因此研究目的包含：一、實施跨年級物質三態變化問卷，瞭解學生概念發展 的分佈狀況；二、結合科學教科書中物質三態變化發展點與微觀粒子相關研究文獻，
建立文獻中物質三態變化之心智模式類型及認知特徵組合，以系統發育分類學技術建 構物質三態變化概念演化假說樹。三、分析不同版本科學教科書之物質三態變化相關 單元，以概念發展點探討教科書內容結構及與相關概念的銜接，建立概念教學進程表 及比較不同版本差異；四、以學生對物質三態變化心智模式演化樹的結果及教科書分 析的概念銜接，定位出六年級學生在演化樹上的概念起點及安排不同教學發展路徑，
探討不同教學發展路徑設計對於學生學習物質組成與變化的影響。綜合上述四點，本 研究冀能提供教科書編撰及教師教學實務的建言與回饋，最終達成促進學生科學概念 學習的目標。根據上述研究目的，本研究所極欲深入探討的研究問題包含：
一、學生物質三態變化概念調查之分佈頻率為何？
（一）各年段學生物質三態變化概念之類型分佈為何？
（1-1-1）四至六年級學生粒子本質概念狀況為何？
（1-1-2）七至九年級學生粒子本質概念狀況為何？
（1-1-3）十至十二年級學生粒子本質概念狀況為何？
（二）各年段學生物質三態變化概念發生頻率為何？
（1-2-1）四至六年級學生物質三態概念發生的主要類型為何？
（1-2-2）七至九年級學生物質三態概念發生的主要類型為何？
（1-2-3）十至十二年級學物質三態概念發生的主要類型為何？
二、利用系統發育分類學技術，所建立之物質三態變化概念演化樹的假說為何？
（一）物質三態變化概念演化假說樹為何？
（二）物質三態變化概念演化假說樹的演化路徑為何？
（三）概念演化假說樹之認知特徵演化過程為何？
（四）各年段認知特徵發展與物質三態變化概念演化假說樹之關係為何？
（2-4-1）四至六年級學生主要的物質三態變化概念符合在概念演化假說樹上的那些 認知特徵與狀態？
（2-4-3）七至九年級學生主要的物質三態變化概念符合在概念演化假說樹上的那些 認知特徵與狀態？
（2-4-5）十至十二年級學生主要的物質三態變化概念符合在概念演化假說樹上的那 些認知特徵與狀態？
三、不同版本科學教科書物質三態變化概念之內容結構及與相關概念間的銜接為何？
（一）國小、國中及高中階段課之程綱要內容包含那些重要的概念？
（二）國小階段教科書中物質三態變化相關概念分佈在那些單元？
（3-1-1）國小階段教科書中物質三態變化相關概念分佈在那些單元？
（3-1-2）國小階段教科書中物質三態變化相關概念分佈與課程大綱的關係為何？
（3-1-3）國小階段教科書中物質三態變化相關概念分佈的特色為何？
（三）國中階段教科書中物質三態變化概念之概念發展點分佈在那些單元？
（3-2-1）國中階段教科書中物質三態變化相關概念分佈在那些單元？
（3-2-2）國中階段教科書中物質三態變化相關概念分佈與課程大綱的關係為何？
（3-2-3）國中階段教科書中物質三態變化相關概念分佈的特色為何？
（四）高中階段教科書中物質三態變化概念之概念發展點分佈在那些單元？
（3-3-1）高中階段教科書中物質三態變化相關概念分佈在那些單元？
（3-3-2）高中階段教科書中物質三態變化相關概念分佈與課程大綱的關係為何？
（3-3-3）高中階段教科書中物質三態變化相關概念分佈的特色為何？
（五）各年級段教科書中物質三態變化單元之概念教學進程表為何？有何差異？
四、「粒子本質導向之物質三態變化二階段教學」對學生學習物質三態變化概念的影響 為何？
（一）「粒子本質教學」對於學生學習物質三態變化概念的影響為何？
（4-1-1）「粒子本質教學組」在「粒子本質暨物質三態變化測驗」總得分是否與「巨 觀三態物質教學組」達到顯著差異？
（4-1-2）「粒子本質教學組」在「粒子本質問卷」得分是否與「巨觀三態物質教學 組」達到顯著差異？
（4-1-3）「粒子本質教學組」在「物質三態變化問卷」得分是否與「巨觀三態物質 教學組」達到顯著差異？
（二）兩組「粒子本質教學」的學生進行「物質三態變化教學」時分為「角色扮演 教學組」及「一般設計教學組」兩者是否出現顯著差異？
（4-2-1）「角色扮演教學組」在「粒子本質暨物質三態變化測驗」總得分是否與「一 般設計教學組」達到顯著差異？
（4-2-2）「角色扮演教學組」在「粒子本質問卷」得分是否與「一般設計教學組」
達到顯著差異？
（4-2-2）「角色扮演教學組」在「物質三態變化問卷」得分是否與「一般設計教學 組」達到顯著差異？
（三）接受「粒子本質導向之物質三態變化二階段教學」的學生自然科學習動機是 否與其他三組達到顯著差異？
（4-3-1）接受「粒子本質導向之物質三態變化二階段教學」的學生在「自然科學習 動機問卷」總分是否與其他三組達到顯著差異？
（4-3-2）接受「粒子本質導向之物質三態變化二階段教學」的學生在「自然科學習 動機問卷」各分量表是否與其他三組達到顯著差異？