研究設計與流程

本研究旨在於利用不同表徵順序融入 5E 探究式學習環的課程來探討學生對於簡諧 運動之學習的效果，以及動態表徵在學習環各階段的影響程度。動態表徵融入教學的部 分是以多媒體動畫軟體施行，以數位動畫針對簡諧運動模擬其真實運動的情況，並以連 續動畫輔助呈現抽象的物理量變化。為了掌握學生的學習效果以及其物理概念的理解情 形，以自行編製的概念測驗進行前測、後測以及延宕測，且課程進行中會搭配學習單使 用來協助學生學習，並掌握學生的概念理解情形。

本研究進行之流程可分為三個階段：「準備預試階段」、「正式施測階段」以及「結 果分析階段」。如圖 3-2-1 研究流程圖所示。

圖 3-2-1 研究流程圖

一、準備預試階段：

包括構思研究主題及問題、實施課程的選取與架構，文獻蒐集、適合教材的挑選、

閱讀與探討，還有參酌教授的寶貴意見，以及畢業學生在此單元的回饋等，進而發展研 究工具。

參閱相關研究與教科書，依照研究目的設計研究工具，包含簡諧運動前測、後測、

延宕的測驗以及設計學習單。

二、正式施測階段：

研究對象是以班級為單位進行施測，共有九個班級參與研究。九個班級以隨機抽樣 的方式分別在兩所學校施以不同的教學法：「5E 靜態表徵組」控制組(SSS)、「5E 靜態表 徵→動態表徵→靜態表徵組」實驗組Ⅰ(SDS)、「5E 動態表徵→靜態表徵→動態表徵組」

實驗組Ⅱ(DSD)和「5E 動態表徵組」實驗組Ⅲ(DDD)，採實驗研究法之準實驗設計進行 三堂的教學實驗。各組教學之異同比較如表 3-2-1 所示。

表 3-2-1：實驗組與控制組在教學之異同比較表

5E 探究式學習環的階段與表徵呈現

組別 探索(Exploration) 解釋(Explanation) 精緻(Elaboration)

控制組 S₁ S₂ S₃

實驗組Ⅰ S₁ D₂ S₃

實驗組Ⅱ D₁ S₂ D₃

實驗組Ⅲ D₁ D₂ D₃

D：dynamic representation，即採用動態表徵呈現 S：static representation，即採用靜態表徵呈現

各組皆在前測後開始採用 5E 探究式學習環進行教學，且學生在課程進行過程中必 須配合完成學習單。而各項測驗之目的、方式與受測人數依照施測順序如下表 3-2-2 所 示。在教學結束一週內進行後測，延宕測驗則在教學結束後六週進行。測驗之正確答案 於延宕測驗之後以書面形式公佈。

表 3-2-2 各次測驗之測驗目的、方式與受測人數

名稱 目的 施測方式 施測人數

前測 檢驗學生原有的概念架構 筆試 345

學習單 收集學生概念理解的過程 紙筆作答，講解 345

後測 檢驗 學 生在教 學 後的概念 架構

筆試 345

延宕測驗 檢驗 學 生在學 習 之後一段 時間的概念架構

筆試 345

三、結果分析階段：

根據研究之各項概念測驗的成績進行資料處理，再依研究之問題進行各項統計分 析。