研究設計與流程

本研究欲針對已習得基礎電學的學生以行動研究的方式進行研究，實行所設 計之教學實驗課程，並逐步記錄學生學習狀況、學習表現，期望透過所設計之課 程，提升學生學習的成效以及達成迷思概念之改變，解決研究者在基礎電學教學 所處遇之困境。

本研究設定在學生用一般教學法學習基礎電學後實施。實施前，先讓研究對 象施行前測，測驗工具為自編紙筆測驗「基礎電學概念測研詴卷」，並在測驗後 分析學生在基礎電學上的迷思概念類型，本測驗分析之結果，作為研究學生以一 般教學法進行後，在基礎電學的學習程度及迷思概念之類型，並作為研究中教學 實驗課程之設計基礎。

接著進行以 Arduino 為模組做為課室微型實驗裝置之教學實驗課程，期望能 透過設計之課程及微型實驗器材的使用，達到有效學習及迷思概念的改變。在教 學實驗課程進行中，適時記錄學生學習狀況，透過學生學習歷程，如課堂學習單、

心得記錄、課堂口頭回答記錄、學生觀察記錄等方式，了解及分析本教學實驗課 程是否達成研究之目的，持續進行教學省思及回饋。

在課程結束後，透過實施後測，透過測驗結果之分析，了解學生在基礎電學 概念之學習成效是否提升、迷思概念改變情形。

希望能夠透過本研究證實，Arduino 模組能做為有效教學之課室實驗器材，

能有助於教師在基礎電學之教學，達成便利性及科學實證性，並能減少迷思概念 的產生及達成有效率的科學概念學習。本研究的目的不在於產生新理論，而是藉 由教育現場實務工作者為解決目前教學困境所發展出的研究，透過文獻研究與指

貳、研究流程

本研究依據蔡清田(2000)行動研究「診斷問題-研擬方案-尋求合作-執行實施 -評鑑反應」的循環模式進行研究。

本研究的對象設定為國中九年級的學生，以研究者所設計之教學實驗課程，

讓學生動手實驗、觀察數據及分析數據所具有之物理意義，且在課程設計中，讓 學生實際組裝不同條件之電路，透過實驗中展現的現象、數據結果及歸納，學習 並驗證相關基礎電學概念。接著由教學前後的測驗結果驗證學生學習成效及迷思 概念之改變情形，最後將研究過程中之相關發現及研究結果撰寫成報告，並提出 綜合性結論與建議。 研究之實施過程分為下列九個重要階段，分述如下：

一、確立研究主題

二、討論初步研究方式與內容 三、參考相關文獻

首先蒐集及整理相關電學迷思概念、概念轉變策略之相關研究，透過指導教 授給予之建議與指導，確認本研究可發展之面向與主題，並將相關文獻之概念及 知識做為本研究之理論基礎及架構。

四、確定研究方式及工具

五、發展測驗工具及實施前測迷思概念分析

研究中結合基礎電學教學實驗，發展出「基礎電學概念自編詴卷」，並在教 學實驗課程前實施測驗，評估學生在基礎電學之概念發展情形，以及分析學生基 礎電學之迷思概念，根據學生的迷思概念類型設計接下來要進行的教學課程。

六、初步設計微型教學實驗 七、教學設計討論與修正 八、實施微型實驗教學

透過 Arduino 模組之微型實驗器材，學生動手組裝課程中指定之電路，並透 過 Arduino 模組達成電學物理量之測量，並透過比較不同電路之組裝模式所得之 現象、實驗數據，歸納及建立正確的科學概念。

九、進行資料蒐集

在教學實驗課程進行中，適時記錄學生學習狀況，透過學生學習歷程，如課 堂學習單、心得記錄、課堂口頭回答記錄、學生觀察記錄、專業教師夥伴觀課紀 錄持續進行多方資料蒐集。

十、資料分析與現場問題探討

透過所蒐集的資料，了解及分析本教學實驗課程是否達成研究之目的，持續 進行教學省思。

十一、討論與修正教學內容

在逐堂課中，積極發現學生學習困難點及提供及時協助，適時改進課程方式 進行滾動式修正。

十二、實施後測資料蒐集與分析

課室微型實驗結束後，進行「基礎電學概念測驗詴卷」後測，以了解學生在 經過一系列的教學實驗課程，其基礎電學之相關概念上的改變與整合情形，以作 為本實驗研究結束後分析之依據。

十三、資料分析及撰寫論文

依課程進行中之各項文字紀錄、學生課堂表現及觀課紀錄等資料，分析及整 理教學實驗課程實施期間之各項結果，了解教學困境的改善程度。另根據學生教 學實驗過程的提問與行為、學生課程作業的表現、課中及課後訪談內容、前後測 結果比較，綜合歸納出本次研究成果，並提出結論與建議，最後完成論文的撰寫。

本研究的行動研究歷程是基礎電學微型實驗課程編寫到實際的教學活動。質 性資料的蒐集為協同觀課人員的觀課記錄、教學錄影、課堂中的口語問答內容、

學生實驗活動記錄學習單、教師省思日誌；量化資料主要以基礎電學迷思概念前、

後測問卷方式蒐集，研究流程如下頁圖 3-2 所示。

圖 3-1 研究流程圖