本節針對研究問題所使用的研究工具進行介紹，分為前測、後測及延宕測驗 所使用的概念診斷試卷、科學動機量表等量化資料的搜集，以及課室錄音及錄影、
VD 組學生的圖畫成品、VA 組的動畫成品等質性資料進行說明。
一、 概念診斷試卷
本試卷題目主要參考過去研究中Acar 與 Tarhan (2007)、Lin, Yang, Chiu 與 Chou (2002)、Michael J. Sanger 與 Thomas J. Greenbowe (1997)、Sanger 與 Greenbowe (2000)針對學習者對於電化學的相關迷思概念或另有概念去設計，主 要檢視學生在電化學概念的進步以及其是否對於電化學含有另有概念，主要內 容有電池中的電流、水溶液中的電解質與鹽橋，以及其相關對應的化學層次，
可見表3.4.1。本試卷設計完成後，已請兩位任教於本研究對象之所屬學校五年 以上的資深化學教師審視過，並請兩位老師的兩個高三理組班級進行預試，一
共收回59 份有效資料，經 SPSS 25.0 工具分析，得到該份試卷的 Cronbach's α 值為0.816。正式參與研究的班級，為本研究者任教的三個一類組班級，分為前 測、後測及延宕測驗，最後進行分析的試卷，僅採用三個測驗皆有進行的學生，
因此與樣本數不一致，而其收回的有效資料份數分別為，V 組 33 份、VD 組 30 份，而VA 則為 32 份。
二、 科學學習動機量表
本研究採用段曉林（2005）所發展的科學學習動機問卷（STMSL），一共分 為六個向度，此份問卷根據先前研究已得知Cronbach's α 為 0.89，而各向度的 α 範圍從 0.70 至 0.89。本研究僅採用其中與本研究較為相關的四個向度讓學生填 寫，包含自我效能」(self efficacy，SE，7 題)、「主動學習策略」(active learning strategy，ALS，8 題)、「成就目標」(achievement goal，AG，5 題)，以及 「學 習環境誘因」(learning environment stimulation，LES，6 題)，可見表 3.4.2 關於各 向度的題目範例。本研究使用三個班級的前測以 SPSS 25.0 計算出此份量表的 Cronbach's α 為 0.87，而各向度的 α 值範圍為 0.70 至 0.83。本量表亦有前測、後 測，前測設定的情境主要是在本研究所採用的教學模式之前，學生對於化學學科 所持有的動機；而後測則是針對透過本研究的教學情境（分為V 組、VD 組及 VA 組的教學設計）之下，來探討三組不同學生在經過不同的教學設計學習之後，其 科學動機是否有異同。資料收回的有效份數其 V 組、VD 組、VA 組分別為 33 份、30 份及 32 份。
表3.4.1 概念診斷試卷之題目
註1: 其中屬於開放式問題的題號，以灰底表示之，其餘為選擇題。
電化學概念 (Osman & Lee, 2014)
題號（配分）1
表3.4.2 動機量表中的題目範例
三、 VD 組、VA 組焦點學生的錄影錄音資料
本研究欲比較及觀察有參與產出階段的 VD 組及 VA 組學生在學習過程中 的異同，因此在這兩組各安排一組焦點學生，此組焦點學生的人數為6 人，其中 在VA 組，因為平板裝置數量的限制，為每兩人使用一台，因此一組共三台。此 焦點組內的學生為本研究者依據在進入此研究之前對於各班學生的觀察，挑選其 發言較為踴躍或是成就測驗表現落差較大的學生所組成，在正式進入此研究之前，
學生並未得知被挑選，事後皆同意在研究當中施予錄影及錄音。在教學流程中的 第二節課及第三節課，針對焦點組擺放一台錄影機及兩支錄音筆，搜集焦點學生 的學習過程影像及對話，而VD 組及 VA 組在兩節課的錄音檔長度分別為 49 分 鐘及62 分鐘左右，事後將此對話轉譯成逐字稿進行分析。
題號 題目敘述 向度
3 自我效能
7 自我效能
10 主動學習策略
12 主動學習策略
17 成就目標
19 成就目標
21 26
學習環境誘因 學習環境誘因
四、 VD 組、VA 組學生的成品
a. VD組學生的紙筆圖畫
此組學生於觀看動畫後，要將電池或電解電鍍的微觀粒子畫於本研 究者事先準備的學習單上（學習單上皆有固定的模板，可見圖 3.3.2），
並於課堂後回收，五至六人為一組，每人繳交一份。其中在G1 階段所回 收的有效資料一共29 份，而在 G2 階段回收的資料一共 27 份。
b. VA組學生製作的動畫
此組學生在觀看動畫之後，使用Alchemie Animator 製作電池及電鍍 的動畫，此應用程式出自 Alchemie Solutions, Inc, Alchemie Animator:
Chemistry. https://www.alchem.ie/animator (access 10/2018 ) ，是一個可在 手機或平板上（android 或 ios）製作出化學動畫的應用程式，當學生使用 此app 製作出電池和電鍍的動畫，並無法將學生製作好的動畫原檔輸出，
僅能留在原裝置中，由於本研究者便於資料的分析，因此以翻拍螢幕的 方式，蒐集 VA 組學生所製作出的動畫影片，以兩至三人為一組使用平 板製作，每台平板繳交一個動畫，原應收回19 個動畫，但因為平板裝置 的蓄電力及app 使用問題，因此在 G1 階段所回收的有效資料僅有 11 個 動畫，而G2 階段則有 16 個動畫。