壹、研究設計
本研究設計分質與量二部份，量的研究採準實驗研究法，利用「奈米科技概 念學習成效檢測題」、「資訊科技融入奈米科技教學意見調查表」、「奈米科技 學習知覺調查表」收集資料。質的研究採開放式問卷，資料來源為「奈米科技學 習知覺問卷」。
一、量的研究設計
本研究設計採教學實驗研究，利用現成之班級，在二班學生接受不同資訊科 技融入方式的奈米科技教學後，以「奈米科技概念學習成效檢測題」來分析比較
「資訊科技融入方式」與「性別」對學生奈米科技概念學習成效之影響。而實驗 教學無法隨機分派實驗對象、不能以真正實驗將系統的誤差來源完全予以控制，
因此對於本問題之研究設計是採「準實驗設計」之不等組前測─後測設計（表 3-1-1 ），以一班作為接受教師指導的資訊科技融入奈米科技教學（教師指導 組），另一班為學生自行操控的資訊科技融入奈米科技教學（學生操控組）。在 教學前先進行奈米科技概念學習成效前測，以作為「資訊科技融入方式及性別對 學生奈米科技概念學習成效之影響」的共變項，其後對「教師指導組」進行教師 指導的資訊科技融入奈米科技教學，對「學生操控組」進行學生自行操控的資訊
科技融入奈米科技教學，於第一~四階段教學結束後立即實施奈米科技概念學習 成效後測，研究變項如圖 3-1-1。
表 3-1-1 準實驗研究設計（不等的前測──後測控制組設計）
組別 前測 實驗教學 後測 教師指導組 O1 X1 O3 學生操控組 O2 X2 O4
圖 3-1-1 學習成效檢測研究變項
在「學生對資訊科技融入奈米科技教學的看法」以及「學生對奈米科技學習 之知覺」的研究，於全部之教學結束後以「資訊科技融入奈米科技教學意見調查 表」來探討學生對資訊科技融入奈米科技教學的看法；以「奈米科技學習知覺調 查表」，來探討學生接受奈米科技教學後，對自然、生活與奈米科技發展關係之 知覺，研究變項如圖 3-1-2。
共變項：
l 「奈米科技概念學習成效檢 測」前測得分
依變項：
l 「 奈 米 科 技 概 念 學 習 成 效 檢 測」後測得分 自變項：
l 組別 教師指導組 學生操控組 l 性別 男
女
控制變項：
l 年級、教學者、教材內容、
教學時間
圖 3-1-2 量表施測研究變項
教學階段 媒體名稱 時間
教學階段 媒體名稱 時間 9. 奈米光碟
第五階段：
奈 米 科 技 的 未 來 發展
1. 奈米服裝(未來戰士) 2. 奈米膠囊
3. 奈米螢幕(全面失控片段) 4. 奈米顏料
5. 奈米顯示器
6. 奈米未來世界簡報
40分鐘
4. 教學時數
第一、二、五階段教學時數為各一節（一節為四十分鐘），第三、四階段合 計一節，總計教學時數為四節課，於二週內完成教學；在第一~四階段教學後進 行奈米科技概念學習成效後測。
(二) 自變項 1. 組別
教師指導組：接受教師指導(teacher-directed)的資訊科技融入奈米科技教 學；在課堂上，聚焦在老師和學生，學生和學生之間討論。由教師在教室中以大 銀幕播放資訊多媒體內容，並配合教師授課、解釋重要概念、師生討論，關鍵在 於提供學生清楚和詳細的解釋。
學生操控組：學生自行操控(student-controlled)的資訊科技融入奈米科技 教學；學生在電腦教室中使用個人電腦自由的進出各個學習區塊，自行主控電 腦，依自己的步調學習，掌控學習進度，獲得自己關於奈米科技的知識和理解。
表 3-1-3 自變項「教師指導組」與「學生操控組」實施方式說明
依變項分別包括「奈米科技概念學習成效檢測題」後測、「資訊科技融入奈 米科技教學意見調查表」以及「奈米科技學習知覺調查表」。
二、質的研究設計
在對於學生「奈米科技學習知覺」之研究，由於封閉式的量表能表達的有限，
因此利用開放式的「奈米科技學習知覺問卷」加以輔助，於奈米科技教學後請學 生填寫課後問卷，將學生填寫資料整理歸納並做分析，以更深入的探討學生學習 奈米科技後，「對學習奈米科技相關知識的知覺」、「對奈米科技發展與自然界 關係的知覺」及「對奈米科技發展與生活之間關係的知覺」。
貳、研究架構
依據上述研究設計，以及本研究之過程架構，研究者歸納整理出圖 3-1-3 研 究架構圖。
圖 3-1-3 研究架構圖 確定研究主題
確定研究對象
設計教學策略、流程 文
獻
探
討
確立研究問題
量化資料 編寫測驗、量表 預測、請教專家 編修測驗、量表
、專家效度
建立內容信效度
質性資料
編修問卷
請學生讀題、請教專家 編寫問卷
教師指導組學習成效前測
教師指導組學習成效後測
量表施測
學生操控組學習成效前測
學生操控組學習成效後測
量表施測 教師指導組教學介入 學生操控組教學介入
填寫問卷
質的資料整理、歸納
質的資料分析 量的資料統計
量的資料分析
撰寫論文