在前一章的文獻探討中，有指出在教師的引導下讓學生觀看或是製作動畫對 於學生的學習會有正面的影響，也提到不同的教學方式會影響學生的學習成效，
但是鮮少有研究將不同的動畫使用方式進行比較，尤其是以較抽象的「電化學概 念」為教學單元，電池或電解的概念，學生常常是死記知識而非理解，其中指的 即是陰陽極及正負極的判斷，還有電子或離子的移動方向。因此本研究者透過三 種不同的教學設計，來比較不同的動畫使用方式是否能夠促進學生在電化學單元 的學習，更進一步討論，學生若在看完動畫之後，再產出自己的圖畫或是動畫會 如何影響其學習。依據研究問題，一共設計三個實驗組別（三個班級）進行比較，
一組為讓學生「僅觀看電池及電解的動畫(Visualization)」（以下簡稱 V 組），一 組為讓學生「觀看動畫後並畫圖(Drawing)」（以下簡稱 VD 組），最後一組為讓 學生「觀看動畫後再以 Alchemie Animator 應用程式製作電池及電解的動畫 (Animation)」（以下簡稱 VA 組）。
為了讓學生能夠投入於課程當中，也依據 Chang (2006, 2010) 的研究結果，
若在教學上使用以建模為基礎的教學方式，例如同儕間的評析，可以促進學生的 知識整合以及增加科學投入的程度，因此本研究主要採用 Khan (2007)提出的教 學模式「GEM」，再增加一個 V（Visualize），觀看動畫的步驟，如下。
三組教學模式一致，除了V 組沒有第二步的「產出」，其他皆相同，此外，
三個實驗組別的進行方式皆以小組單位進行，每組約五至六人，教學時間一共四 節課，每節課皆為50 分鐘。在第一節課，先讓三個組別觀看與電化學概念無關 的微觀粒子動畫，動畫內容為物質三態的分子間距離變化以及甲烷燃燒的反應
（原子間的重新排列組合），並且讓VD 組在看完動畫後以紙筆作圖，而 VA 組 則使用Alchemie Animator 應用程式（以下簡稱此 app）製作化學動畫，主要是希 望讓三個組別熟悉接下來兩堂課的課程設計，而不影響正式研究中的主題。第二 節課開始進入研究所欲探討之課程，以研究者預先準備好的鋅銅電池動畫來複習 電池單元的概念，V 組由於只有觀看動畫，為了讓三組教學時間一致，因此 V 組 會再另外看兩個動畫，一個同樣為鋅銅電池，另一個即為本研究者以 Alchemie Animator 製作的鎳銀電池，並輔以學習單；VD 組則是在觀看完鋅銅電池動畫之 後，以紙筆畫出鎳銀電池的微觀反應過程（學習單上有給予空白電池的格式）；
VA 組則是觀看動畫後，要以 app 製作鎳銀電池，此 app 適用於手機及平板，而 研究者為了使學生在使用上方便討論，給予兩人一台平板操作之。而在評析的階 段，也一樣以學習單的方式，包含裝置配置，電子、離子移動方向的正確性，以 及美觀程度都納入評析的考量，以學生互評的方式進行；V 組由於無產出，因此 研究者讓 V 組評析 VA 組所製作好的動畫，最後提出修正的建議，並觀看由本 研究者以app 製作的鎳銀電池的動畫。第三節課同第二節課的教學流程，觀看動 畫的內容為銅棒電解硫酸銅溶液以及鑰匙上鍍銅，使學生的產出為在鐵湯匙上鍍 銀。於第四節課進行後測，一個半月後進行延宕測驗，測驗項目僅概念診斷測驗，
詳細流程可見表3.1.1。
V (Visualize) G (Generate) E (Evaluate) M (Modify)
表3.1.1 三個組別的教學設計 (Visualization +
Drawing)
觀看完動畫後做動 畫
(Visualization + Animation)
註1: 教學時間為大致的時長，V 組由於未有產出階段，僅寫學習單，且觀看的 動畫比VD、VA 組多，因此在產出階段多出的時間會併入評析及修正階段。