第參章 研究設計
本研究旨在探討「使用電腦模擬軟體與否」之不同教學策略對綜 合高中資訊技術學程學生單晶片實驗學習成效之影響。為達此研究目 的，經由第二章的文獻探討並參酌國內外有關「使用電腦模擬軟體」
教學法的研究論著，以了解及操弄實驗教學的情境，並進行教學實驗 與成效記錄分析，完成本實驗之研究目的。研究採分組實驗教學進 行，以綜合高中資訊技術學程二年級學生為樣本，以前測成績依高低 順序 S 型編排方式，分成實驗與控制兩組進行實驗。本章就本實驗教 學設計區分成五節：一、研究架構。二、研究對象。三、研究設計。
四、研究工具。五、教學實驗的實施。六、資料的處理等六部分加以 敘述。
第一節 研究架構
依據本研究之研究目的與相關文獻探討，並依據課程目標、學校 設備及學生可能產生的實際問題提出本研究架構，本研究之架構設計 以學生程度相同、學習環境相同、教材內容相同、教師能力相同為基 本條件，教學策略為自變項，學習成效差異為依變項，探討不同教學 法產生學習成效之差異。研究架構如圖 3-1-1 所示。
1.學生程度相同 2.學習環境相同 3.教材內容相同
(8051單晶片教材)
4.評量方式相同 5.教師能力相同
基本條件 不同教學法 學習成效差異
1.傳統教學法 2.電 腦 模 擬 軟 體 教
學法
1.學生認知學習成就之差異 2.學生技能學習成就之差異 3.學生完成實驗時間之差異 4.學生學習滿意度
(教材呈現法不同)
(自變項) (依變項)
(控制變項)
圖 3-1-1 研究架構圖
如圖 3-1-1 可知，綜合高中資訊技術學程學生「單晶片實驗」課 程之教與學，可能因教學策略的不同而有其差異性存在，也可能因學 生程度不同、學習環境不同、教材內容不同、教師能力不同等因素而 對學習成效有直接或間接的影響產生差異。茲將本研究架構有關變項 說明如下：
壹、基本條件
在實驗法中，除了欲探討的不同教學法(自變項)之外，所有其他 可能影響學習成效差異(依變項)的基本條件都應當予以控制，使其維 持不變或加以排除，以免影響實驗結果。因此，基本條件(控制變項) 乃指教學實驗處理過程中為避免影響實驗結果而必須加以設定或控制 之條件。本實驗設定之基本條件有：
一、學生程度相同：指「參與本研究的學生之單晶片基礎程度」相 同，本研究之學生於 93 學年度第 1 學期已教授單晶片基礎理 論課程，前測則以學生所學之單晶片基礎理論課程為基礎，製 作基礎能力測驗試題評量之。再者參與本研究之學生全部為男 生，並依前測（基礎能力測驗）成績高低 S 型分組，儘可能控 制兩組具有相同條件，故假設兩組具有相同程度。
二、學習環境相同：教學環境為影響教學學習效果的重要因素之 一，教學要達到預定目標，有賴良好之教學環境規劃。技職教 育之教學環境規劃，包括教學所使用之教室與工場等，規劃其
完全相同教學情境；實作時除實驗組於進行實驗板實驗前先採 電腦模擬軟體測試後，再進行單晶片實驗板實驗，控制組則直 接進行單晶片實驗板實驗外，其餘教學環境條件都相同。
三、教材內容相同：兩組採用相同的 8051 單晶片教材與單元內容 教學。
四、評量方式相同：兩組採用相同之測驗量表為評量工具加以評量。
五、教師能力相同：本實驗教學之兩組學生為同一教師任教，在教 師的專業知識、教學經驗、教師專業能力及人格特質上可認定 為相同。
貳、不同教學法
不同教學法為實驗中由研究者有意操弄，並且可能影響行為的條 件或因素，本研究中以不同教學策略為自變項，採用準實驗研究法將 學生分為控制組及實驗組進行實驗教學，以探討「電腦模擬軟體」教 學法對綜合高中資訊技術學程單晶片實驗課程之學習成效之影響。
一、控制組：採用一般傳統之實驗步驟教學
實施過程為講解學習單元軟體程式分析、硬體電路功能分析 後，指導學生將寫完程式組譯後直接燒錄至單晶片，以單晶片實驗 電路板檢視結果，若結果有錯誤，必須重返原始組合語言程式編輯 器，取出組合語言程式加以除錯，除錯完再重新組譯、燒錄、以單 晶片實驗電路板檢視結果，如此週而復始進行實驗，直到完全正確 為止。
二、實驗組：採用「電腦模擬軟體」教學法進行教學
實施過程為講解學習單元硬體電路功能分析、軟體程式分析 後，指導學生將寫完程式組譯後以單晶片模擬軟體進行測試，測試 後如有錯誤，可藉由電腦模擬軟體進行除錯及修正錯誤，於修正完 成後再將程式燒錄至單晶片，最後接於實驗電路板檢驗結果。
兩種教學法之流程圖如圖 3-1-2 所示。
圖 3-1-2 單晶片傳統教學與電腦模擬教學流程圖
參、學習成效差異
在實驗中隨著不同教學法而產生結果差異的部分，也就是研究者 不正確
程式撰寫、修改
結束(評分) 測試 正確或已達時限
組譯
燒錄
電腦模擬、程式編輯、組譯 電腦模擬教學模式
傳統教學模式
觀察 結果
電腦模擬軟體
不正確
正確 傳統教學模式
模擬教學模式
能學習成就、學生完成試驗之時間的成績表現，與實驗組學生使用「電 腦模擬軟體」教學法學後滿意度量表，包括對該教學法之認知、技能 及情意部份。其內容略述如下：
一、認知學習成就測驗之差異
學生在經過實驗教學後，第九週實施認知學習成就測驗，內容 含單晶片硬體結構、單晶片動作原理、單晶片組合語言程式指令認 識應用、單晶片程式設計應用、單晶片應用電路之原理等測驗成績 之差異。
二、技能學習成就測驗之差異
學生在經過實驗教學第九週後實施技能學習成就測驗，內容含 單晶片組譯程式使用、單晶片動作原理、單晶片程式設計應用、單 晶片應用電路之設計製作等測驗成績之差異。
三、學生完成實作時間之差異
第九週後比較實驗組與控制組在完成同一程式平均所需使用 時間之差異；由任課老師分別紀錄實驗組及控制組的每位學生作完 每次實習單元所使用的時間之差異。
四、學生之學習滿意度
學生在經過八週的實驗教學後，實驗組的學生針對電腦模擬軟 體之電路模擬教學的學習滿意程度，接受滿意度調查問卷勾選，問 卷將採李克特氏五點量表（Likert-type scale）方式製成，選項為「非 常符合」、「符合」、「普通」、「不符合」、「非常不符合」五 項。
第二節 研究對象
實驗以國立關西高中資訊技術學程二年級學生共 26 名為研究對 象，所有學生於 93 學年度第 1 學期均已修習過單晶片基礎理論課程；
設計上是以前測成績依高低順序 S 型編排方式，分成實驗與控制兩 組，實驗組 13 人，實施八週電腦模擬軟體教學後進行單晶片實驗板 實驗；控制組 13 人，八週全部實施傳統教學方法後進行單晶片實驗 板實驗；實驗教學共實施八週 32 小時。
本研究對象僅 26 人再分成實驗組與控制組各 13 人，是否會因樣 本過少而造成嚴重偏差呢？此問題是值得注意與探討的，經相關文獻 探討，多位統計學者如 Glass 等人(1972)指出：非常態對第一類型錯 誤率(α)只有些許之影響，即使是偏態或呈高狹或低闊峰的分配影響 也不大。又 Glass 和 Kopkins(1984)也發現：母群即使成矩形或偏態，
樣本數少到 5 或 10，其抽樣分配也會慢慢接近常態分配。由此可知，
本研究樣本數是否過少之問題，其對統計檢定力的影響是微乎其微 的。
第三節 研究設計
為有效達成上述研究目的與考驗研究假設，本研究採用等組前後 測實驗設計(nonequivalent group pretest-posttest design ) 模式進行準 實驗研究法。本研究採相關理論分析，滿意度量表、成就測驗以準實 驗設計進行研究，整個實驗設計過程及前後測時間安排如表 3-3-1 所 示，八週實驗內容如表 3-3-2 所示。
表3-3-1 實驗設計表
週次 第一週 第一~八週 第九週 第九週 第九週後
分組 認知前測 實驗處理 認知後測 滿意度測驗 技能測驗
實驗組ER X S Y1 AT Y2
控制組CR X T Y1 Y2
ER：分派至實驗組樣本 CR：分派至控制組樣本 X ：前測
S ：採用電腦模擬教學實驗 T ：採用傳統實驗板實驗 Y1：認知學習成就測驗 Y2：技能學習成就測驗
AT：學生學後滿意度量表問卷
實驗因限於課程設計、時間及教師教學等因素，實驗教學設 計為期八週每週四小時共三十二小時。教學實驗前對全體樣本施 以前測，內容包括學生之專業基礎能力。教學過程中實驗組以「電 腦模擬軟體」教學法進行實驗處理，控制組則採一般傳統教學方 式處理，教學實驗後對全體樣本實施單晶片實驗課程認知之成就 測驗，並對全體樣本實施單晶片實驗課程技能成就測驗，內容包 括軟體的書寫、除錯能力及硬體的實驗能力等；及對實驗組樣本 實施單晶片實驗單晶片實驗課程「學習滿意度」調查。
表3-3-2 八週實驗內容表
週次 實驗教學內容
第一週 單元一：單晶片輸出埠之基礎應用 第二週 單元一：單晶片輸出埠之基礎應用 第三週 單元二：單晶片輸出埠之進階應用 第四週 單元二：單晶片輸出埠之進階應用 第五週 單元三：單晶片輸入埠之基礎應用 第六週 單元三：單晶片輸入埠之基礎應用 第七週 單元四：單晶片輸入埠之進階應用 第八週 單元四：單晶片輸入埠之進階應用
八週實驗教學內容含：單晶片輸出入埠之基礎應用及單晶片 輸出入埠之進階應用等；其內涵包括：單晶片輸出入相關指令應
用、單晶片輸出入設計與負載連接、計時計數器相關運算、鍵盤 掃瞄應用等。
第四節 研究工具
本研究之測量，分別為一、前測量表；二、認知成就測驗(學科 後測)量表；三、技能成就測驗(術科後測)量表；四、使用電腦模擬軟 體學習成效之學後滿意度量表等四種測量工具以收集所需之資料。另 為瞭解每位學生完成每一實驗單元的時間，教師需記錄每位學生完成 實驗操作時間。
壹、前測量表
前測量表目的為評量參與實驗學生，在 93 學年度第 1 學期所學 的單晶片專業課程之學習成就高低，藉由前測成績高低以 S 型排序做 為分組依據；其目的使實驗組與控制組兩組學生之基礎能力上平均分 配，視兩組學生的背景知識為相同。前測內容則為學生在 93 學年度 第 1 學期所學之單晶片專業課程。
一、編製過程
根據欲測量的內容與行為目標建構量表之內容效度，編製雙向 細目表，再依據雙向細目表確定測驗內容及行為目標的層次編製兩 倍或兩倍以上之試題數，以確保樣本試題足以代表欲測量的領域。
本量表預試題數為 50 題，編製後請二位以上富有教學經驗之任課 教師審核後定稿。
依據關西高中資訊技術學程學生，在 93 學年度第 1 學期所學 的單晶片專業課程內容命題之，以編訂單晶片之專業基礎能力測驗 的雙向細目表，如表 3-4-1 所示。
表3-4-1 專業基礎能力測驗之雙向細目表 教學目標
認知層次
單元名稱 知識 理解 應用 總計
1.單晶片基本概念 4 0 0 4
2.8051結構 4 0 0 4
3.8051記憶體及暫存器 4 2 1 7
4.8051計時計數器與中斷向量 2 1 1 4
5.8051指令程式 3 2 1 6
6.8051輸出入應用 1 2 2 5
總 計 18 7 5 30
二、預試與選題
本研究以立意取樣選取國立關西高中資訊技術學程三年級的 學生為預試對象，共計 26 名。預試完畢即透過試題分析與統計，
並請二位以上富有教學經驗之教師審查後，確定刪除題目的原則：
難度指數以接近 0.5 之試題為佳，在實際應用上以 0.2 至 0.8 為選 擇範圍（郭生玉，1999）；鑑別度在一般可接受的最低標準為 0.25 以上且愈高愈好，低於 0.25 即視為鑑別力不佳試題(Noll , Scannell
& Craig , 1979)。因此依雙向細目表上所訂教材內容及不同行為目 標層次的題數，刪除過於困難或過於簡單(p＜0.2 或 p＞0.8)與保留 鑑別度大於 0.25 的試題，編製成前測試題，以符合雙向細目表的 要求。
三、信度、效度分析
本量表之信度是以庫李信度(Kuder-Richardson reliability)內部 一致性(KR-20)信度分析，求取前測（基礎能力）量表之信度分析。
作法：將單晶片基礎能力測驗(學科前測)預試成績資料，以 Excel 計算庫李 20 號公式所需之各項資料後，再將數值套入庫李 20 號公 式，得到學科預試試題之信度值，本測驗信度為 0.84 如表 3-4-2 信 度分析表所示。而效度分析則是採專家內容效度，量表與二位以上 對該課程經驗豐富的專家討論後確認。
庫李 20 號公式：ｒKR20=
−
− ∑
Sx
pq n
n 1 2
1 n： 測驗的題目數
p： 答對某一題目的人數比率 q： 答錯某一題目的人數比率
Σpq： 全部題目答對與答錯的百分比之總成績
S2x： 測驗總分的變異量
變異量 S2x=
( )
N N X X
∑ 2 − ∑ 2
N： 測驗人數 X： 答對題目數
表3-4-2 單晶片基礎能力測驗(學科前測)預試信度分析表 題數 人數 平均數 標準差 KR-20 信度
50 26 50.77 16.08 0.84
貳、學科學習成就後測
本測驗依據研究目的編製，以測量受試者於前八週實驗之不同教 學策略教學後，其對「單晶片實驗」課程的學科學習成就。以下就編 製過程、預試與選題及信、效度分析分別加以說明。
一、編製過程
本成就測驗根據欲測量教學、教材的內容與行為目標建構量表 之內容效度，以編製雙向細目表，如表 3-4-3 及表 3-4-4 所示。
表3-4-3 學習成就測驗(60題)之雙向細目表 教學目標
認知層次
單元名稱 知識 理解 應用 總計
1.單晶片基本概念 4 0 0 4
2.8051結構 4 0 0 4
3.8051記憶體及暫存器 4 2 1 7
4.8051計時計數器與中斷向量 3 4 4 11 5.8051指令程式應用 5 8 10 23
6.8051輸出入應用 3 4 4 11
總 計 23 18 19 60
表3-4-4 學習成就測驗新增題目(30題)之雙向細目表 教學目標
認知層次
單元名稱 知識 理解 應用 總計
1.單晶片基本概念 0 0 0 0
2.8051結構 0 0 0 0
3.8051記憶體及暫存器 0 0 0 0
4.8051計時計數器與中斷向量 1 3 3 7
5.8051指令程式應用 2 6 9 17
6.8051輸出入應用 2 2 2 6
總 計 5 11 14 30
二、預試與選題
本研究以國立關西高中資訊技術學程二年級學生為預試對象 共計 26 名。預試完畢即透過試題分析統計，並請二位以上富有教 學經驗之教師審查後，確定刪除題目的原則，盡量保留鑑別度 0.25 以上且愈高愈好；難度指數以接近 0.5 之試題最佳。扣除新增題目 雙向細目表上所訂教材內容及不同行為目標，作難度、鑑別度考 驗，再從中選出適當的題目 30 題，另加前測試題 30 題共 60 題作 為成就測驗學科後測試題。
三、信度、效度分析
本量表之信度採用內部一致性 KR-20 信度係數求「單晶片實 驗」課程之成就測驗學科後測量表之內部一致性，如表 3-4-5；效 度則採專家內容效度，量表與二位以上對該課程經驗豐富的教師或 專家討論後確認。
表3-4-5 單晶片學科學習成就測驗(學科後測)預試信度分析表 題數 人數 平均數 標準差 KR-20 信度
50 26 58.77 18.55 0.89
參、術科學習成就測驗
一、編製過程
本研究學後技能評量試題的編製是屬於總結性評量，範圍為實 驗教學內容之單晶片輸出入埠之基礎應用及單晶片輸出入埠之進 階應用，涵蓋單晶片輸出入相關指令應用、單晶片輸出入設計及與 負載連接、計時計數器相關運算與應用、鍵盤掃瞄應用等；並以上 列內容編製學習成就術科測驗之雙向細目表，如表 3-4-6 。
表3-4-6 術科學習成就測驗雙向細目表 教學目標
認知層次
單元名稱 知識 理解 應用 總計
1.單晶片輸出埠之基礎應用 0 0 4 4 2.單晶片輸出埠之進階應用 0 0 3 3
3.單晶片輸入埠之基礎應用 0 0 3 3
4.單晶片輸入埠之進階應用 0 0 3 3
總 計 0 0 13 13
雙向細目表依型態分四單元，單元一：單晶片輸出埠之基礎應 用 4 題；單元二：單晶片輸出埠之進階應用 3 題；單元三：單晶片 輸入埠之基礎應用 3 題；單元四：單晶片輸入埠之進階應用 3 題；
共計 13 題，皆為應用題。
二、選題
評量試題以實驗教學內容為範圍，依雙向細目表訂定目標選 題，題目取自授課課本習題與實例演練題改編。
三、實作評量方式
技能評量項目分為結果正確性與操作速度，其計分的方式如 下：
(一)配分比例：結果正確性與操作速度的分數總合為該技能項目 的得分，結果正確性的分數為該技能項目之分數的 60％，操 作速度的分數為該技能項目之分數的 40％。
(二)結果正確性：題型可分單純操作結果型與操作結果加程式說 明型，若完全正確，則得該技能項目分數的 60％；若操作結 果或說明不正確，則該技能項目依不正確之比例扣分。
(三)操作速度的評分：操作速度的評分方法如下：
每一測驗題均設定一標準完成時間，學生完成操作時記錄其 完成時間，並與標準完成時間比較，依比例計算其得分，其計算 方式為：
1.若完成時間在標準完成時間 60%以內，則得分 100 分。
2.若完成時間在標準完成時間之 60%~100%間，其時間以 5%為 間隔，每增加 5%內則得分減少 5 分(在標準完成時間完成者 得 60 分)。
3.若完成時間超過標準完成時間，則時間每增加 5%得分減少 3 分。
肆、學生學後滿意度量表
為達研究目的，本量表用以測量綜合高中資訊技術學程學生對於 使用電腦模擬之反應與態度。本量表旨在教學實驗後，瞭解實驗組學 生使用「電腦模擬軟體」教學法之學後看法與態度，因限於時間上的 限制，本量表係採用專家效度。主要根據文獻探討中有關使用「電腦 模擬軟體」教學法對學習成效上的影響，初稿完成後，經由專家提出 修正意見後定稿。
一、編製過程
本量表係參考：1張徽鵬(2001)電腦模擬軟體教學對高職冷凍 空調科基本電學實習之成效研究學生學後態度量表、2趙錦湟(2001) 高職電機電子群工業電子專業實習課程使用電腦模擬軟體學習成 效之研學生學後態度正式量表及3粘金熙(2002)使用電腦模擬軟體 對高職學生數位邏輯課程學習成效之研究之「使用電腦模擬軟體」
教學法學生學後之看法量表，加以修訂完成。本量表是採 Likert 五 點量尺設計，每一題目後均有「非常符合」、「符合」、「無意見」、「不 符合」、「非常不符合」等五個選項。填答者依照題意根據自己的看
用在單晶片實驗持肯定及積極的態度；相反的，得分越低，表示個 人對電腦模擬教學使用在單晶片實驗持不肯定及消極的態度。
表3-4-6 滿意度問卷 一、認知向度
1.使用「電腦模擬軟體教學」對我學習單晶片概念很有幫助
2.我覺得使用「電腦模擬教學」使我有更正確的邏輯思考，寫程式更 具邏輯性
3.我覺得「單晶片模擬教學軟體」操作簡單容易學習 4.我覺得「電腦模擬教學軟體」可以簡化實驗操作程序 5.我覺得使用「電腦模擬軟體教學」能增加我對程式的理解 6.我覺得「電腦模擬教學」可以提昇學習效率
7.我覺得其他專業科目的學習亦可使用「電腦模擬軟體教學」
8.我覺得使用「電腦模擬教學」令我對單晶片實驗更有興趣 二、技能向度
9.我覺得使用「電腦模擬教學」可以節省許多嘗試錯誤的時間 10.我覺得使用「電腦模擬教學」可以幫助我更正確完成電路接線 11.使用「電腦模擬軟體教學」對我學習單晶片實驗操做上很有幫助 12.我覺得使用「電腦模擬教學」可節省實驗材料及設備經費
13.我覺得使用「電腦模擬教學」所呈現出的結果快速且正確 14.我覺得使用「電腦模擬教學」有助於電路的瞭解及故障的排除 15.我覺得使用「電腦模擬教學」是一種很適合實驗科目的教學方法 16.我覺得使用「電腦模擬軟體教學」使我有更多時間學習更多的程
式及實驗 三、情意向度
17.我認為「電腦模擬軟體教學」法是值得推廣的教學方法 18.我對「電腦模擬教學」很感興趣，學起來感覺很愉快
19.我覺得使用「電腦模擬教學」可以使我對實驗課程的學習更有信 心
20.使用「電腦模擬軟體教學」對我學習單晶片不會感覺困難 21.我覺得使用「電腦模擬教學」能引起學習者學習動機
22.我覺得使用「電腦模擬教學」可以降低學習單晶片實驗的挫折感 23.我覺得使用「電腦模擬教學」可交換學習心得增進同學情感
24.未來其他科目之實驗我也會善用「電腦模擬軟體」模擬學習
二、內容效度
本量表主要目的在於瞭解學生對電腦模擬軟體教學應用在綜 合高中資訊技術學程的單晶片實驗課程的反應與態度。編製完成 後，經指導教授初步審核，並邀集多位專家學者審核後修訂。
三、信度分析
庫李信度適用於記分非對即錯的測驗，本滿意度量表，採 Likert 五點量尺設計，每一題目後均有「非常符合」、「符合」、「無意見」、
「 不 符 合 」、「 非 常 不 符 合 」 等 五 個 選 項 。 適 合 採 用 克 朗 巴 賀 (Cronbach，1951)所發表的α係數。將學生填答電腦模擬軟體教學 學生學後滿意度量表所得資料，經 SPSS 10.0 for Windos 版進行資 料分析，代入 Cronbach α係數公式得到量表之信度。本研究之信 度處理是以 Cronbach α係數表示，以考驗問卷的內部一致性，本 量表之信度總體 Cronbach α係數值為 0.95 如表 3-4-7 所示。
表3-4-7 電腦模擬軟體教學學後問卷信度分析表 題數 人數 平均數 標準差 α值
24 13 4.05 0.61 0.95
肆、實習實作完成時間記錄表
分別記錄實驗組及控制組的每位學生作完每個實作題目所使用 的時間。
第五節 教學實驗的實施
本研究採分組教學實驗進行，將國立關西高中資訊技術學程二年 級學生分為甲、乙兩組，其中甲組為實驗組，乙組班為控制組。實驗 組採用「電腦模擬軟體」策略教學；控制組則採傳統單晶片控制課程 教學方式進行。為消除無關的變項之影響，本研究採用自編教材、相 同的實習項目，並安排同一個教師擔任教學工作，教學實作場地兩組 則分別安排在上下樓層。
本研究教學實驗的實施，可分為四階段：(一)準備工作；(二)實 施前測；(三)實施教學；(四)實施後測，茲分別說明如下：
壹、準備工作
廣泛收集與閱讀國內外有關技能學習、電腦輔助教學與電腦模擬 軟體教學等相關研究資料及文獻，並加以分析歸納、整理，藉以形成 本研究的理論基礎、架構與實驗依據；並發展本研究所需之基礎能力 前測量表、實驗課程認知學習成就量表、實驗課程技能學習成就量表 及電腦模擬軟體教學學生學後滿意度量表。
貳、實施前測
本研究於九十三學年第二學期單晶片實驗課程時間，對國立關西 高中資訊技術學程二年級學生實施基礎能力測驗。本測驗主要的目的 在於瞭解實施實驗教學前，參與教學實驗學生之基礎能力，並以此為 分組依據以排除其對『單晶片實驗』學習成效的影響，使其能在相同 的起點行為下接受教學實驗。
參、實施教學
本研究採分組教學實驗進行，將國立關西高中資訊技術學程二年 級學生依據基礎能力測驗成績分為兩組，一組為控制組，另一組為實 驗組。實驗組學生第一週必須先認識「電腦模擬軟體」之使用方法及 單晶片實驗電路接線後，實施電腦模擬軟體教學。另一組為控制組，
第一週先認識單晶片實驗電路接線後，八週都實施傳統教學實驗法，
進行各種程式實驗。
控制組實施之傳統教學過程為講解學習單元軟體程式分析、硬體 電路功能分析後，指導學生將寫完程式組譯後直接燒錄至單晶片，以 單晶片實驗電路板檢視結果，若結果有錯誤，必須重返原始組合語言 程式編輯器，取出組合語言程式加以除錯，除錯完再重新組譯、燒錄、
以單晶片實驗電路板檢視結果，如此週而復始進行實驗，以錯誤經驗 法則累積修正直到完全正確為止。實驗組採電腦模擬教學，實施過程 為講解學習單元硬體電路功能分析、軟體程式分析後，指導學生將寫 完程式組譯後以單晶片模擬軟體進行測試，測試後如有錯誤，可藉由 電腦模擬軟體進行除錯及修正錯誤，於修正完成後再將程式燒錄至單 晶片，最後接於實驗電路板檢驗結果。
本次教學實驗所使用之模擬軟體為秉華科技公司所發展之單晶 片 SimLab_8051 模擬應用軟體，此系統為國內開發之中文化應用軟 體，學生操作免於操作英文軟體之語言學習障礙，且輸出具 3D 實體 元件視覺效果。提供各種基本範例程式、基本型實習板、功能型專題 板及 MSk 燒錄功能等，可隨意取用內含之範例程式即時組譯後執行 模擬顯示輸出結果，提供單步執行、單指令執行及全速執行，便於觀 察各個指令執行時內部記憶體、暫存器等之變化，以利偵錯之執行。
圖 3-5-1 基本型實習板(8 LED 共陰極實驗)
圖 3-5-2 基本型實習板(8 LED 共陽極實驗)
8LED 共 陰 極 輸 出 狀態顯示
內建範例程式，直接組譯執行
圖 3-5-3 基本型實習板(8 LED 共陰極電路圖)
8 LED 共陰極輸出電路圖
32 LED 共陰極輸出狀態顯
圖 3-5-5 基本型實習板(七段顯示器實驗)
圖 3-5-6 基本型實習板(指撥開關實驗) 七段顯示器輸出狀態顯示
指撥開關輸出狀態顯示
指撥開關示意圖
圖 3-5-7 基本型實習板(LCD 顯示器實驗)
模 擬 液 晶 顯 示 器 輸 出 狀態顯示
按鈕開關輸出狀態顯示
按鈕開關示意圖
圖 3-5-9 基本型實習板(4x5 鍵顯示實驗)
圖 3-5-10 程式執行中各項記憶體變數顯示 4X5 按鍵示意圖
按鍵值輸出顯示
各種暫存器狀態 執行中程式指令
資料記憶體狀態
本研究於上課八週後對實驗組與控制組實施『單晶片實驗』認知 學習成效測驗及技能學習成效測驗，另對實驗組學生實施電腦模擬軟 體學後滿意度之問卷。以瞭解不同的教學方法對『單晶片實驗』學習 成效的影響及態度反應。
肆、實施後測
本研究於上課八週後對國立關西高中資訊技術學程二年級實驗 組及控制組學生分別進行認知成就測驗。於上課八週後分別進行技能 成就測驗，以瞭解不同教學方法對學生學習成效之差異。於上課八週 後對實驗組學生學實施後滿意度量表問卷，以瞭解電腦模擬軟體教學 學生學後滿意度。
第六節 資料處理
本研究在教學實驗結束後，將所蒐集到的認知成就測驗、技能成 就測驗、學習滿意度調查表等資料加以歸納、整理，使用 Microsoft Excel 及 SPSS 10.0 中文版統計軟體來進行資料統計分析。茲將本研 究所使用的資料統計方法（莊謙本，1996）分述如下：
壹、學前認知評量
學前認知評量的目的，在瞭解實驗組及控制組學生的同質性及其 基本能力，其資料處理方式乃以獨立樣本 t 考驗(t test)，來考驗兩組 的學前認知分數。學前認知評量的資料處理方法，必須符合兩項基本
前認知評量、學後認知評量及學後技能評量的資料時，其顯著水準α 均採 0.05。
貳、學後評量
本研究因限於實際上的考量及所選取之實驗對象的能力背景，故 採取共變數分析，以前測分數為共變數(α=0.05)。以依變項和自變項 的共變數，考驗變項是否符合組內迴歸同質性之基本假定及共變數是 否為線性關係（linear），再進行單因子共變數分析（ANCOVA），
探討不同教學策略對於學生「單晶片實驗」學習成就是否有顯著差異。
參、學習滿意度問卷資料處理
本研究之「學習滿意度問卷」分類為認知、技能、情意三向度，
採五點量表方式填答，且均為正向題。填「非常不同意」者給 1 分；
填「不同意」者給 2 分；填「無意見」者給 3 分；填「同意」者給 4 分；填「非常同意」者給 5 分。計算學生的得分之後，以獨立樣 本 t 考驗進行資料的處理與分析，採用α=0.10。以平均數及標準差 顯示學生在使用「電腦模擬軟體」教學法後滿意程度之情形。
