研究設計與流程

壹、 研究設計

本研究的處理是對已習得光合作用概念的學生再次進行教學，教學採自然科 教學實驗課程形式，藉由操弄不同條件的實驗組情境，使學生了解光合作用進行 時需要的條件、主要目的、代謝出的產物、得知光合與呼吸作用的代謝能使環境 中氣體循環平衡，和所有生物都需要進行呼吸作用的概念。

研究首先對台東縣關山國中七年級導師班學生施以前測，測驗工具為自編紙 筆測驗「光合作用概念測驗試卷」，藉由施測結果分析學生在光合作用概念上的 迷思，隨後進行「光合作用教學實驗」處理，期望透過教學歷程促使學生再次思 考，並使其轉變其既存的迷思概念，研究者並於教學完畢以後實施後側和兩次延 宕測，觀察得分情況，探究教學後學生的光合作用概念是否有提升和課程的實施 是否能使學生持續存有正確概念，最後完成結論和提出教學建議。

冀研究中的教學實驗能將理論與實證互相結合，協助學生驗證光合作用的動 態行進特性和存在，提高學生對光合作用的相關概念的理解與延伸。研究目的不 在於產生新理論，而是藉由教育實務工作者掌握實際教學現場的脈絡和學生問題 所在，透過文獻參考與指導教授的討論領導，在教學課程和師生互動的實驗操作 歷程下，發展出本研究的結論與成果。

貳、 研究流程

本研究對象為國中七年級學生，並設計教學實驗課程讓學生親手操作、觀察 實驗，也讓學生有機會運用數據觀察和分析光合作用發生以後對水域環境的影 響，最後根據實驗的數據變化，讓學生綜合整理教學實驗後的概念與轉變，敘述 原因及相呼應的概念，並由教學前後的測驗結果驗證學生的學習成效，研究者將 歷程中的發現撰寫報告提出綜合性結論與建議。研究之實施過程分為下列六個重 要階段，茲分述如下：

一、 閱讀相關文獻並確立研究主題

研究者首先廣泛閱讀與蒐集相關光合作用課程議題，並結合指導教授建議進 而確認研究主題與發展方向後，將所閱讀相關文獻加以綜合整理，作為本研究之 基礎，並於研究期間不斷蒐尋相關文獻及資料以豐富相關知識。

二、 擬定研究架構與流程並設計課程

確認研究方向與主題後，開始歸納整理相關研究文獻的內容分析，再擬定教 學實驗，確立實驗變項之間的關係和所涵蓋的光合作用內涵，最後彙整資料與指 導教授討論，以擬定研究架構與流程。由文獻資料中發展出一套既適合國中生又 於課室現況能順利進行的光合作用教學實驗課程，並選定教學實驗材料與儀器，

以利固定教學實驗中的控制變項。

三、 發展測驗

研究中結合光合作用教學實驗發展出相關概念的「光合作用概念自編試卷」

進行教學實驗課程進行前測驗，評估學生是否能夠準確預測不同環境條件與光合 作用的關係和對生物的影響，再利用測驗中錯誤部分和選擇的錯誤選項，分析課 室學生存在的光合作用迷思概念，根據學生的問題設計接下來要進行的教學課 程。

四、 進行教學實驗

推動學生在教學實驗課程進行中，親手操作和觀察不同水域環境的生物狀 況，並於固定時間作量測與紀錄，由教學實驗期間紀錄光合作用實驗的溶氧量和 酸鹼度兩項數據，並指導學生在操作實驗過程中需要建立的研究態度與精神和誠 實紀錄實驗數據。

五、 數據之分析與詮釋

為了解教學實驗是否能讓學生結合光合概念分析並詮釋實驗數據變化之原 委，待實驗數據開始有規律性變化時，研究者設計一堂數據分析課程，請學生觀 察溶氧量和酸鹼度數據之起伏，嘗試說明數據變化的原因，根據學生的說明來質 性分析學生的光合認知程度，教學實驗結束後也再度施測「光合作用概念測驗試 卷」，做為後測依據，以量化評量學生學習成效，三週和六週後再施以兩回延宕 考驗，評量光合相關概念維持情形，使研究者了解學生在經過一系列的教學實驗 課程，其光合作用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。

六、 資料分析及撰寫論文

根據學生前測試題得分、誘答題項的選擇、試題的難度與鑑別度、學生教學 實驗過程的提問與行為、學生數據分析的文本資料、和後測與延宕測分數的變 化，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 究以臺東縣縣立關山國中七年級研究者導師班學生為受試者，說明學生經過教學 實驗後概念改變與進步的整體狀況。

圖 三–1 研究流程