第三章 研究設計與實施
本研究旨在研擬技專校院以分散式圖控系統實習的教材大綱，並據以 編寫單元教材及設計單元實習設備。為達成本研究之目的，首先以文獻分 析法作為選擇分散式圖控系統的實習教材適用範圍，再藉由問卷調查蒐集 以分散式圖控系統實習教學所需要的教材內涵，並據以研擬教學大綱，再 根據教學大綱、教材發展策略、教材選擇與組織及教材編寫原則，編寫示 範單元教材並設計單元實習設備。
本章依研究流程與方法、問卷設計與實施、資料處理、研擬分散式圖 控系統實習教材大綱、實習單元教材的編製及分散式圖控系統實習教材教 學設備之設計等六節，分別加以敘述。
第一節 研究流程與方法
壹、研究流程
本研究首先以文獻分析以瞭解分散式圖控系統的知識、技術及學科內 涵，並探討技專校院的教育目標與學習背景，據以擬定分散式圖控系統的 教材範圍。其次就目前在技專校院（含科技大學、技術學院）電機系，有 開設相關課程之專業教師及全國技專校院（含科技大學、技術學院）電機 系每系一位專業教師為對象（不重複為原則），進行問卷調查，蒐集分散 式圖控系統實習教學所需的背景、教材內涵、教學設備及教材項目之資 料，據以規劃分散式圖控系統的實習教材大綱。
本研究首先 1.利用文獻探討分析教材的發展策略並建立教學目標。然 後 2.決定教材的範圍。接著 3.利用問卷調查分析學生能力、決定學習目 標、選擇教材內涵及內容、收集設備的需求等。然後 4.據以研擬教學大綱。
5.編寫實習單元教材。6.並設計實習設備。本研究的研究架構如圖 3-1 所 示。
文獻探討
分散式圖控系統實習教育目標 教材發展步驟 分散式圖控系統實習教材內涵 教材選擇與組織
教材編寫原則
決定分散式圖控系統實習教材範圍
問卷調查、資料統計與分析
（對技專校院相關科系教師實施分散式圖控實習的教學背 景、教材內涵、教學設備作需求調查）
研擬分散式圖控系統實習教材大綱
編寫分散式圖控系統實習單元教材
設計分散式圖控系統實習設備
撰寫研究報告
圖 3-1 研究架構圖
貳、研究方法
本研究為達成研擬以分散式圖控系統實習教材大綱之目的，除了以文 獻分析法探討分散式圖控系統教材的內涵外，並以抽樣調查法蒐集分散式 圖控系統的學習背景、教材內涵及單元項目，再根據所蒐集的資料研擬分 散式圖控系統的教材大綱。
本研究在文獻探討之後，對技專校院（含科技大學、技術學院）相關 領域的專業教師進行問卷調查，蒐集下列資料，經修正後作為研擬技專校 院分散式圖控系統實習教材大綱與編寫單元教材之依據。
問卷包含：
1.分散式圖控系統實習課程應包含的技術項目。
2. 分散式圖控系統實習的教材編製內容。
3. 分散式圖控系統實習的教學設備內容。
4. 分散式圖控系統實習的應用範例。
5. 分散式圖控系統實習教材各單元應包含的項目。
6. 分散式圖控系統實習必須先學習的科目及背景知識。
7. 分散式圖控系統實習教材適合的授課時機。
問卷調查實施步驟如下：
1.問卷設計：參考我國技專校院以 ispPAC 為基礎之電子學實習教材內涵 調查問卷（吳孟賢，民 92）根據調查目的設計問卷。
2.實施調查：本研究問卷調查對象係以教育部技職司技職校院課程資源網
（http://course.tvc.ntnu.edu.tw）所列出有開設監控相關課程之 11 所學校 中的電機專業教師 12 人，輔以教育部網站（http://www.edu.tw）所列設 有電機系的技專校院（含科技大學、技術學院）共 36 校，以每系一位 相關專任教師（以不重複為原則）作為問卷調查之對象，以郵寄附回函 方式進行調查。
3.資料分析：於問卷回收後，先扣除無效廢卷，把有效問卷分類、編號，
並以 SPSS 套裝軟體就問卷資料選項進行資料分析工作。
4.結果應用：將資料分析的結果作為研擬分散式圖控系統的教學大綱及編 寫單元教材之依據。
第二節 問卷設計與實施
本節就問卷調查的對象，以及問卷內容分別加以說明。
壹、問卷調查對象
本研究為獲得技專校院分散式圖控系統實習教學大綱，乃對技專校院
（含技術學院、科技大學）電機系開設相關監控課程之專業教師，輔以教 育部網站（http://www.edu.tw）所列設有電機系的技專校院（含科技大學、
技術學院），以每系一位相關專任教師（以不重複為原則），施以郵寄問卷 調查。
本研究的研究對象，為科技大學 16 所、技術學院 18 所、專科學校 2 所，總共 36 所，如表 3-1 所示。
表 3-1設有電機系的技專校院
科技大學 16 所
台灣科技大學、南台科技大學、明新科技大學、高雄應用科技大學、中華大學、
台北科技大學、宜蘭大學、明志科技大學、虎尾科技大學、
建國科技大學、崑山科技大學、清雲科技大學、雲林科技大學、義守大學、
龍華科技大學、聯合大學 技術學院 18 所
遠東技術學院、修平技術學院、東南技術學院、高苑技術學院、勤益技術學院、
和春技術學院、聖約翰技術學院、大華技術學院、中州技術學院、中華技術學 院、永達技術學院、光武技術學院、吳鳳技術學院、亞東技術學院、東方技術 學院、黎明技術學院、南開技術學院、南榮技術學院
專科學校 2 所
親民工商專科學校、華夏工商專科學校
貳、問卷內容
本研究問卷調查的設計步驟如下：
一、問卷設計
本研究之問卷係參考我國技專校院以 ispPAC 為基礎之電子學實 習教材內涵調查問卷（吳孟賢，民 92）及相關文獻資料，根據調查目 的設計問卷。問卷完成後經由指導教授修改及專業教師試答，以確認 題目的適切性。
二、問卷內容
問卷內容包含下列各項：
1.「分散式圖控系統實習」課程應包含的技術項目
2.「分散式圖控系統實習」的教材內容 3.「分散式圖控系統實習」所需的教材設備 4.「分散式圖控系統實習」的應用範例
5.「分散式圖控系統實習」教材各單元應包含的項目 6.「分散式圖控系統實習」必須先學習的科目
7.「分散式圖控系統實習」課程每週的上課時數
參、問卷調查之實施
本研究之問卷調查，係以教育部技職司技職校院課程資源網
（http://course.tvc.ntnu.edu.tw）所列出的有開設監控相關課程之電機專業 教師共 12 人，系所共 11 所為主,輔以教育部網站（http://www.edu.tw）所列 設有電機系的技專校院（含科技大學、技術學院）共 36 校，每系一位相關專任 教師為問卷調查對象。問卷調查時間為民國九十三年十月十五日至九十三年十 一月十五日，問卷發出數為 37 份，回收 27 份，扣除無效廢卷 4 份，有效問卷 為 23 份，有效回收率為62.1%。
第三節 資料處理
本研究於問卷回收完畢之後，隨即進行問卷整理，檢視扣除無效廢卷 再將有效問卷分類、編號，並以 SPSS 套裝軟體就問卷資料選項進行資料 分析工作。本問卷之計分在學習時機及每週上課時數等，係採有勾選的選 項為「1」分，沒有勾選的選項為「0」分。在必須先學習科目、技術範圍、
技術項目、教學設備、教學項目的問卷資料，則以等距變數處理，按需求 的程度給予 5 分、4 分、3 分、2 分、1 分，無填答者以廢卷處理，資料的 統計方法如下所列：
1.以次數分配及百分比：顯示技專校院專業教師對實施分散式圖控系統實 習教學時應學習時機及每週上課時數之百分比，並瞭解其優先順序。
2.以平均數：瞭解技專校院專業教師對實施分散式圖控系統實習教學時應 先學習的科目、教授的技術範圍、技術項目、教學設備及教材項目上的 需求程度，並瞭解其優先順序。
第四節分散式圖控系統實習教材大綱的研擬
本研究係以下列步驟來研擬分散式圖控系統實習教材大綱
一、確定學前知識：由問卷調查法蒐集教師意見，以確定分散式圖控系統 實習所需的學前知識。
二、確定學習時機：由問卷調查法，在探討過程中確定實施本課程學習的 適當時機，及本教材各章節的學習時數。
三、擬定教學大綱內容：考量學習時間，選取問卷調查中在技術項目、教 材內容及應用範例中達到顯著需要者為本課程的教材大綱內容。
四、擬定教材大綱的組織順序：在確定教學大綱內容後，再依據教學大綱 的性質，來擬定教學大綱的組織順序。
第五節 分散式圖控系統實習教材的編製
依據研擬的教材大綱，選擇部分單元，按所探討的教材編製原則，並 以調查問卷中需求度高的「教材組織項目」為單元組織架構，編寫單元教 材。
本研究編寫的單元範例教材共有兩份（如附錄 C、D）。
1.溫度照明控制系統（附錄 C）:使用圖控軟體進行照度及溫度儀表繪 製，並利用所設計的模組化實習設備，擷取照度及溫度，然後使用 CICODE 設計修正程式，將訊號轉換成照度及溫度值直接顯示出來。
2.大樓自動化控制系統（附錄 D）: 利用模組化實習設備來模擬大樓 中的設備，再利用圖控軟體設計出四個控制單元如冷氣空調系統、
照明及監視器系統、消防及警報系統、水塔消防水位系統，再將四 個單元整合成一個總監控系統，並利用 CICODE 來建立特殊函式，
以達成監控的任務。
第六節 分散式圖控系統實習設備的設計
本研究依據問卷中分散式圖控系統「教學設備」需求選項，選擇需求 度高的教學設備為目標，設計以分散式圖控系統的模組化實習設備。
壹、分散式圖控系統實習設備採模組化設計應具有的特點：
1.學生容易瞭解學習目標和學習方向。
2.容易從模組中建立起工廠自動化的整合性概念。
3.藉由各模組瞭解自動化的原理及內部構造。
4.可增加新的模組設備來彈性升級系統功能。
5.模組設備並不實際去從事生產，可減少設備維修。
貳、模組化實習設備的規劃原則 1.模組獨立化、迷你化。
2.各模組具獨立功能。
3.模組的零件及機構可依功能彈性組合與拆解。
4.模組具備分散式圖形監控的設計和操作結構。
模組化的實習設備，是依據分散式圖控系統實習基本需求而設計，並 配合上述模組及模組化的規劃原則，來設計分散式圖控系統實習設備。
本研究設計所使用的模組化實習設備，與教材範例內容相關的模組包 括：
1.RS-232 轉 RS-485 模組 2.數位輸入/輸出模組 3.類比輸出模組 4.繼電器輸出模組
5.模擬電路板
