第三章 研究方法
第一節 研究設計與流程
本研究目的主要是針對翰林版六上國語課「奈米的世界」進行延伸教學，研 究者以翰林版國語課「奈米的世界」為單元，融入自行設計奈米科技課程以進行 延伸教學研究。以下將針對研究設計、架構及研究流程進行探討。
一、研究設計
本研究分為教師教學組與自主學習組，兩組學生在上完國語課程「奈米的世 界」後，進行「奈米科技認知成效試題」前測，接著進行延伸學習。教師教學組 由研究者實施三節課的奈米科技鷹架教學延伸課程；自主學習組則利用三節課時 間上網自行蒐集資料完成學習單學習，由於本研究中自主學習組的網路學習並沒 有架構任何學習網站，學生僅純粹以網路搜尋資料進行自主學習，因此與其他架 設網站來建構學生學習的網路學習模式不同。兩組在延伸學習完成後分別以「奈 米科技認知成效試題」進行後測與「奈米科技學習態度量表」施測，接著蒐集兩 組受試者資料進行分析，並於延伸教學完成後兩個月再進行一次「奈米科技認知 成效試題」延宕測，以了解本實驗教學持續與保留成效，因此，提出研究設計如 表 3-1-1：
表 3-1-1 研究設計
組別 前測 學習方式 後測 延宕測
教師教學組
六年 A 班、六年 B 班 ˇ 01 ˇ ˇ
自主學習組
六年 C 班、六年 D 班 ˇ 02 ˇ ˇ
註：表中標示「ˇ」表示有施行測驗，標示「0 」表示學生接受教師以鷹架理論為
基礎的奈米科技課程進行教學學習，標示「02」表示由學生透過網路資料搜尋，
完成學習單的自主學習。
本研究採取前後不等組準實驗設計，在表 3-1-1 中，教師教學組與自主學習 組各選取六年級二個班級學生，教師教學組為六年 A 班及六年 B 班，自主學習組 為六年 C 班及六年 D 班，兩組該單元國語課程的教學時間為一個星期內以五節課 分別完成。教師教學組於國語教學完成後的一週內以奈米科技融入課程進行三節 課延伸教學；自主學習組於國語課程教學完成後一週內利用三節課時間統一至電 腦教室進行延伸學習，兩組於延伸學習完成後施予「奈米科技認知成效試題」後 測與「奈米科技學習態度量表」問卷填寫。
根據研究設計，本研究涉及的變項共分為三類，研究架構圖如下圖 3-1-1。
圖3-1-1研究架構圖
由圖 3-1-1 可知，本研究是以奈米科技延伸課程學習方式為自變項，分為教 師教學組與自主學習組；控制變項包括三項，分別為教學者特質及教學內容；依 變項則為奈米科技認知成效、奈米科技學習態度與奈米科技應用知覺評量單。茲
控制變項
․教學者特質
․學生特質
․教學課程與時間
自變項
․教師教學組
․自主學習組
依變項
․奈米科技認知成效
․奈米科技學習態度
․奈米科技應用知覺
（一）自變項
本研究自變項為奈米科技延伸課程學習方式，教師教學組學生之奈米科技課 程由教師以鷹架理論進行教學，自主學習組由學生運用網路資訊搜尋資料進行自 主學習。
（二）依變項
本研究依變項為兩組學生接受奈米科技延伸課程後，在「奈米科技認知成效 試題」之前－後測、前－延宕測及後－延宕測得分差異，以及在「奈米科技學習 態度量表」上兩組之得分差異與奈米科技應用知覺評量單的差異。
（三）控制變項
（1）教學者特質：為控制教學實驗進行，在國語課程教學部分，研究者選 取的四個六年級班級導師皆曾於五年級自願帶領班上學生參與學校資訊種子主 題探究教學研究，並評選為特優，因此具有相似的教學熱誠。由於國語課屬各班 級任導師任教，為避免影響實驗結果，研究者與各班導師說明並徵求同意後，各 班導師將依照翰林版六上國語教師手冊第四課「奈米的世界」進行為期五節課的 語文教學活動，確定語文部分教學課程的一致性。至於延伸課程部分，由研究者 擔任教學課程與自主學習課程，研究者背景為東海大學生物系畢業，修完教育學 程後，於國小擔任教職工作已達 10 年，目前在科學應用與推廣所進修中。
（2）教學課程與施行時間：本研究奈米科技延伸教學設計，其延伸課程依 照翰林版六上國語第六課之課文內容（翰林出版社主編，2009）所提到之奈米科 技相關認知概念進行概念分析，並訂定教學目標，研究者再依據教學目標設計教 學課程與學習單，以確定兩組的課程目標一致。
經過分析後，研究者依照課文中所提到的奈米科技相關概念分成三個階段，
如表 3-1-2。研究者再根據此三階段設計延伸學習內容，每一階段學習時間為 40 分鐘，延伸學習內容如表 3-1-3，施行時間皆為三節課。
表 3-1-2 翰林版六上國語第四課---「奈米的世界」課文內容概念分析
表 3-1-2 翰林版六上國語第四課---「奈米的世界」課文內容概念分析（續）
圖3-1-2教學研究流程 確定研究主題
確定研究對象
設計教學流程與策略
確定研究問題
國語課程教學
前測---奈米科技認知成效
教師教學組 自主學習組
奈米科技態度量表施測 後測---奈米科技認知成效試題
發展奈米科技 認知成效試題
建立試題 內容信效度
發展奈米科技 態度量表
建立量表 內容信效度
奈米科技應用知覺評量單
（為期兩個月）
奈米科技認知成效試題 延宕測（二個月後）
資料收集與分析
歸納結論與建議
撰寫論文
鷹架教學課程 網路學習課程
實
施
階
段
完
成 階 段
教學前準備階段
本研究主要施行流程可分為三階段：包括教學前準備階段、教學實施階段與 完成階段。
一、教學前準備階段
（一）蒐集閱覽相關文獻，擬定研究計畫。
（二）選定研究樣本。
（三）蒐集與編製研究所需的教學資料，設計奈米科技延伸教學課程作為上課教 學內容。
（四）編製研究量表與問卷。
（五）進行預試。
二、教學實施階段
（一）量表前測－在上完國語第四課「奈米的世界」後，教師教學組與自主學習 學生在教學前接受「奈米科技認知成效試題」前測。
（二）實施延伸教學活動－前測完後，兩組延伸教學課程於上完國語課後一週內 分三節課完成，實施說明如表 3-1-4。由表 3-1-4 可知，教師教學組在班 級教室以鷹架理論設計的教學課程進行延伸學習活動，教學過程包含教師 以鷹架策略進行教學、學習單填寫及奈米文章閱讀；自主學習組在電腦教 室進行延伸學習活動，由教師提供相關網站供學生參考，學生利用網路資 源搜尋進行自主延伸學習。
表 3-1-4 兩組延伸學習實施說明
組 別 教師教學組 自主學習組
教 學 地 點 班級教室 電腦教室
教 學 設 備 電腦、投影機、投影幕 個人電腦（一人一台）
教 材 內 容 鷹架理論教學活動設計課程 奈米科技學習單、網路資源 學 習 方 式 教師依據鷹架理論教學活動
課程進行延伸學習
學生利用網路資源完成奈米 科技學習單進行延伸學習
教 學 流 程
1.教師以鷹架理論四個教學 策略進行奈米課程教學 2.填寫學習單
3.閱讀奈米相關文章
1.教師講解學習單題目，網 路操作指導，並提供網站 參考。
2.學生運用網路搜尋資料並 完成學習單
延伸學習方式分為兩種，一為教師提供鷹架的教學策略為學習方式的教師教 學組，另一種為學生自主學習的延伸學習方式，說明如下：
1.教師教學組以「確認學生實際發展層次」、「教師以學習者為中心適當提供鷹 架」、「互惠式教學」、「教師除去鷹架」等四個策略為教師教學基礎進行教 學活動（附錄一），四個策略分述如下：
（1）「確認學生實際發展層次」
由於學生已上過語文課程，因此對於奈米科技的概念從語文課程內容而來
（表3-1-2），研究者以課文中的奈米概念為基礎，進行奈米科技概念認知 成效試題前測，了解學生學習起點，確認學生實際發展層次。
（2）「教師以學習者為中心適當提供鷹架」
教師以「小奈小米驚奇之旅」、「探索一沙一宇宙的科技革命－奈米科技」
等相關教學影片提高學生學習動機與引起興趣，接著以製作的多媒體簡報來 呈現圖片與相關資料進行教學活動，教師於教學過程中與學生進行對話，對 話方式以教師提問問題為主，由學生回答，教師透過學生回答的內容以了解
學生的學習是否進步。若學生回答不出來或回答不完整，即為學生學習不足 的情形，此時教師再次提問與講述，以適時補充不足。
例如教師在介紹物質奈米化所產生的效應時，師生的問答對話方式如下：
師：這裡有三包磨成顆粒大小不同的等重冰糖（分別是一整顆、小顆粒與磨 碎狀），哪一種能最快吃完？
生：磨碎的…
師：為什麼磨碎的比較快吃完？
生：因為比較小…
師：所以小的糖在嘴巴比較快且比較容易被口水溶解了…（溶解速度快），
所以很快就吃完…一整顆糖與磨碎的糖哪一種與口水接觸的面積比較 多？
生：磨碎的..
師：因此，當物質變的比較小時，例如像奈米那麼小時，與其他物質如像剛 才的說的口水等反應的面積會較多，反應速度會變快…這種稱為奈米的 「表面積效應」…
以上教師透過師生對話，教師以講述方式提供鷹架的過程，若學生無法 回答教師會再進一步提問與講述，以適時補充不足。因此，本階段教師提供 多媒體簡報來呈現圖片與相關資料進行教學活動及教師於教學過程中與學 生進行提問對話皆為教師提供的鷹架。
（3）「互惠式教學」
教師於第二個教學完成後，請學生小組討論教學中提到的相關概念，進行歸
教師於第二個教學完成後，請學生小組討論教學中提到的相關概念，進行歸