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結論一:整合式實驗教學模式

根據Dick & Reiser(1989)提出的有效教學模式進行教學設計,及前導教學 探討的結果,設計兩種整合式實驗教學模式:

(1)第一種:實驗儀器訓練教學-驗證式實驗-開放式引導探究實驗

(2)第二種:實驗儀器訓練教學-引導探究式實驗-開放式引導探究實驗

此兩種模式均強調必須讓學生先獲得實驗單元的基本知識與操作技能,並經由漸 進式的探究實驗教學達到教學目標,包含概念學習成效的提昇、培養探究能力、

引起學生興趣。

結論二:兩種整合式實驗教學在提昇學生的學習成效上效果顯著。

(一)兩組在實驗儀器操作學習上效果顯著。

(二)兩組在學習成效測驗前後測的比較,在顯著性差異考驗上均達顯著差 異。實驗B 組在各項概念皆有進步,其中以方波進行充放電時的圖形 概念進步最多,其次為電流曲線、元件對時間常數的影響、頻率響應 等三個概念。實驗A 組 8 個概念項目上皆有進步,只有在概念 3 分壓 概念上略有退步。實驗A 組以方波進行充放電時的圖形概念進步最 多,其次為元件對時間常數的影響、RC 電路波形間的相位差。

(三)兩組在探究能力(設計實驗、解決問題)上的學習效果顯著。

相關原因整理如下:(1)學生經由儀器訓練實驗後,熟悉儀器操作,

對後續概念學習有幫助。(2)電學概念通常較為抽象,學生從實驗中 可獲得具體圖像,加深印象及提昇學習效果。(3)學生的先備知能對 學習效果有顯著影響,教師可在教學前複習與澄清相關先備知識。(4)

較少。教學者可以利用課後問題討論方式進行加強。(5)學生不具有 阻抗概念,因此在頻率響應及高低通濾波器學習效果較低。(6)課程 中人數的安排與場地的規劃,會影響教師與學生間的互動關係。(7)

循序漸進的引導學生進行有層次性的探究實驗能有效培養學生探究能 力。

結論三:不同的整合式實驗教學在提昇學生的學習成效上效果相當,無顯著差異。

(一)兩組在實驗儀器操作學習上答對率接近。但學習成效測驗後測儀器操 作概念題目A 組答對率優於 B 組。

(二)兩組在學習成效測驗後測的比較,在顯著性差異考驗上未達顯著差 異,但B 組分數略高於 A 組。兩組在成效測驗後測各概念類型的答對 率均很接近,只有在RC 電路的波形相位差答對率 A 組高於 B 組較多;

在電流曲線及頻率響應兩概念答對率B 組高於 A 組較多。

(三)兩組在探究能力(設計實驗、解決問題)上的學習成效,在顯著性差 異考驗上未達顯著差異,但B 組答對率略高於 A 組。其中以實驗步驟 項目B 組高於 A 組最多。

相關原因整理如下:(1)兩組學生經由儀器訓練實驗後,在實驗操作技能上 能力相當。(2)因場地及人數因素,A 組師生在實驗期間互動較 B 組多。(3)B 組在第二次實驗即先進行引導式探究實驗教學,對學生的探究能力培養較優於A 組。

結論四:學生對使用ELVIS 系統進行實驗的感受與意見。

(一)ELVIS 系統能引起學生注意力及讓學生想要動手做實驗。

原因為:操作方便、好玩、有成就感等。

(二)ELVIS 能讓學生感覺容易操作且方便進行實驗。

原因:ELVIS 操作介面很直覺化、很容易學習及操作、功能完備。

(五)學生覺得第一次實驗ELVIS 學習課程是必要的。

原因:對後續實驗有幫助,且若自己摸索怕有盲點及浪費時間。

(六)五成學生有信心使用ELVIS 測量電路元件性質,及不害怕操作儀器。

原因:ELVIS 容易操作且也學會使用 ELVIS。

結論五:學生對整合式實驗教學的感受與意見。

(一)學生覺得第一次儀器學習課程對實驗是很有幫助的,且聽完教師講解 後再實際動手練習更能熟悉ELVIS 操作。

原因為:實驗操作屬於技能知識,必須經由練習才能熟練。

(二)學生覺得教學者的引導與講解是有助於學習的。

原因:學生的既有學習經驗已習慣教師講述的方式,另外教師本身扮 演輔助角色,可以減少學生無效率的學習。

(三)學生能瞭解實驗步驟的意義,及實驗傳達的電學概念。

原因:學生已經熟悉ELVIS 操作,因此在概念學生學習有較佳的成效。

(四)小組的討論能幫助課程學習。

原因:同儕間意見溝通的社會建構過程,學生能有深刻的知識建構。

(五)對於第二次實驗課程,A 組學生喜歡驗證式實驗,B 組學生則有部分學 生喜歡探究式實驗,另一部份學生喜歡驗證式實驗。

原因:(1)學生已習慣驗證式實驗教學。(2)不同學習類型的學生有 不同的喜好。

(六)整合式實驗教學能讓學生學習分析數據、圖形能力,培養探究能力,

提昇學習成效,並探討未知電路元件的性質。

原因:(1)ELVIS 系統容易操作。(2)整合式實驗教學的循序漸進課 程能讓學生逐步學生相關知能。

(七)學生喜歡整體實驗安排。

原因:(1)課程有層次性、循序漸進。(2)能幫助瞭解相關概念。(3)

內容難易度及份量適當。

(八)學生在整合式實驗教學的收穫最多為電學概念相關性質瞭解及學會 ELVIS 操作。此即符合實驗教學設定的目標。