本節承接上述的研究背景與動機，進一步明確地指出本研究的六個主要目的，以及 相對應於這些目的之具體化的研究問題。為了使本研究的主軸與結構更加明確，研究者 將會以此六個研究目的作為本文的主軸，而在第貳章「理論架構」與第肆章「研究結果」
中，則依序以此六個研究目的作為各節的結構編排，並進行論述。
一、研究目的
本研究採取了科學教育對多重表徵、模型與建模歷程的廣義觀點，並將此觀點自科 學課室轉移到數學課室中，設計一套多重表徵融入建模教學活動，期能以一更完備的分 析向度來檢視學生的數學學習。基於這個原則，研究者主要關心的議題有六，分別是學 生的概念理解情形、學生的概念改變情形、學生所使用的表徵、學生的建模歷程、學生 答題時的建模能力，以及建模教學情境的建立。因此本研究有以下六個研究目的：
（一）探討學生在學習空間概念時，對概念的理解情形。
（二）探討學生在學習空間概念時，所持有的心智模式與概念改變的情形。
（三）探討學生在學習空間概念時，所採用的建模歷程。
（四）探討學生在學習空間概念時，所具備的建模能力。
（五）探討學生在學習空間概念時，所使用的表徵種類與形式。
（六）探討建模與多重表徵課程中的師生互動與情意表現。
二、研究問題
本研究基於第一個研究目的「探討學生在學習空間概念時，對概念的理解情形」，
有以下四個研究問題：
1-1. 在教學進行之前，學生對空間概念的理解情形為何？
1-2. 在教學進行之後，學生對空間概念的理解情形為何？
1-3. 在教學進行的過程中，學生對空間概念的理解情形如何演變？
1-4. 教學的實施如何影響學生對空間概念的理解情形？
本研究基於第二個研究目的「探討學生在學習空間概念時，所持有的心智模式與概 念改變的情形」，有以下四個研究問題：
2-1. 在教學進行之前，學生所持有的空間概念的心智模式為何？
2-2. 在教學進行之後，學生所持有的空間概念的心智模式為何？
2-3. 在教學進行的過程中，學生所持有的空間概念的心智模式如何演變？
2-4. 教學的實施如何影響學生所持有的空間概念心智模式？如何促進學生的概念 改變？
本研究基於第三個研究目的「探討學生在學習空間概念時，所採用的建模歷程」，
有以下四個研究問題：
3-1. 在教學進行之前，學生所採用的建模歷程為何？
3-2. 在教學進行之後，學生所採用的建模歷程為何？
3-3. 在教學進行的過程中，學生所採用的建模歷程如何演變？
3-4. 教學的實施如何影響學生所採用的建模歷程？
本研究基於第四個研究目的「探討學生在學習空間概念時，所具備的建模能力」，
有以下四個研究問題：
4-1. 在教學進行之前，學生所具備的建模能力為何？
4-2. 在教學進行之後，學生所具備的建模能力為何？
4-3. 在教學進行的過程中，學生所具備的建模能力如何演變？
4-4. 教學的實施如何影響學生所具備的建模能力？
本研究基於第五個研究目的「探討學生在學習空間概念時，所使用的表徵種類與形 式」，有以下四個研究問題：
5-1. 在教學進行之前，學生所使用的表徵種類與形式為何？
5-2. 在教學進行之後，學生所使用的表徵種類與形式為何？
5-3. 在教學進行的過程中，學生所使用的表徵種類與形式如何演變？
5-4. 教學的實施如何影響學生所使用的表徵種類與形式？
本研究基於第六個研究目的「探討建模與多重表徵課程中的師生互動與情意表現」，有 以下五個研究問題：
6-1. 在建模與多重表徵課程中，師生互動的情況為何？
6-2. 在建模與多重表徵課程中，學生的情意表現為何？
6-3. 實施建模與多重表徵課程的優勢、劣勢、機會與威脅為何？