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第三章 研究設計與實施
行政院勞委會中部辦公室訂定冷凍空調丙級技能檢定術科試題，設 計為三大單元，它涵蓋基本冷凍空調技能的實作題目，內容包括電冰箱基 礎焊接、電冰箱電路實作配線，電壓、電流之量測、判斷系統正常與否、
分離式冷氣機裝配、環保型電冰箱與窗型冷氣機故障判斷等項目，這些是 冷凍空調領域入門基礎技能實習內涵，對冷凍空調實習內容的充實，有極 正面的意義。技能測驗時三站平均分配，由考生輪站應考，必須熟練三站 過程與操作能力，才能順利通過檢定。而這三站的技能，正可以與乙級冷 凍空調技能檢定的術科試題接軌，是冷凍空調技術進階的基礎。本研究是 以一個單元為主軸，此單元名稱為『分離式冷氣機安裝檢定流程』練習 後施測。
根據研究目的與文獻探討，本研究的焦點在資訊科技融入教學在學 術科的應用上，藉由教學方法的改變，導引學生對線路配線、分離式冷氣 機組裝、整體電路系統動作原理與故障判斷有整體概念，引發學生學習興 趣，進而增強其學習成效。在研究過程中探討控制組同學與實驗組同學，
對傳統教學與資訊科技融入教學之間的差異，並評鑑學生於實作情形是否 有助益?是否有助於教學品質的提升。
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第一節 研究架構與實驗設計
壹、 研究架構
研究架構圖，如圖3-1-1所示。
實驗設計圖，如圖3-1-2所示。
實驗組與控制組，實驗設計流程圖，如圖3-1-3所示。
圖3-1-1 研究架構圖 自變項
數位學習『分離式冷氣機 安裝』單元教材
(數位學習教學法)(前測 成績)
依變項 一、學後認知成就
（冷凍空調丙級學科成績）
二、學後技能成就
（冷凍空調丙級術科成績）
三、學生對數位教材滿意度調查表 (後測成績)
控制變項
一、選擇教材（同一單元）
二、教學時間 (為期12週)
三、研究對象(高二同學實驗組與控制組) 四、教授老師(同一教師)
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圖 3-1-2 實驗設計圖 教材準備
訂定「分離式冷氣機 安裝」之能力項目
實驗組教學 實施融入數位化 教材之教學。
教學實驗 1.兩組之入學成
績、學科成績 比較。
2.對兩組進行學 前評量。(前 測)
3.為期十二週之 教學實驗。
4.對兩組做學後 認知、技能成 效評量。
5.學習滿意度調 查。
控制組教學 實施傳統講述教 學。
結論與建議 結論
1.比較兩組認知 教學成效。
2.比較兩組技能 教學成效。
3.比較兩組之學 習滿意度調查。
建議 1.在技術教學的
建議。
2.後續研究的參 考。
教材準備
「分離式冷氣機安 裝」之傳統教材 教學主題之文獻探討 與教學準備。
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圖 3-1-3 實驗組與控制組實驗設計流程圖
教材準備係根據勞委會職訓局公佈之冷凍空調丙級技術士(修定日 期:95.01.18)內容為教材，兩組都以文字說明分離式冷氣機之原理，及實 作步驟，術科評分標準也一一表列，經由召開專家會議由專家訂定丙級第 二站分離式冷氣機安裝之能力指標。控制組以書面教材、課堂講授為主;
實驗組則將教材編製成 Microsoft Producer 教學平台，且以電腦教室廣 播教學方式上課。
本研究為教學實驗，使用之冷凍空調丙級技術士檢定內容為教材，以 T-test 學科線上測驗
系統＋融入式 數位教材＋數 位學習評量 實 驗 組
（忠班 A 組）
冷凍科忠班 A、B 組
結論與建 議 分離式冷氣
機安裝能力 項目
控 制 組
（忠班 B 組）
傳 統 教 學 法 評 量 立意取樣選擇一個
班級
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控制組、實驗組分組方式來探討學習者的學習行為，包含「學科術科學習 成效」、「學生對數位化教材學習滿意度調查」。
本研究主要探討在相同教材內容、不同上課教學方法對學生行為因 素的影響。在資訊科技融入教學方法，對整個教學及學習過程是否具有提 升作用?教師對運用資訊融入教學後，教學態度之改變及學生對接受不同 教材教學法後，學習成效之改變等，其中影響教師教學態度因素有:
1.教學環境
2.教師的電腦及冷凍空調專業素養 3.教師之教學資源(教材)準備 4.教學成效
影響學生學習態度的有:
1.學校教學環境
2.學生的資訊科技及冷凍空調專業素養 3.學生對教學資源的準備
4.教學素材內容的充實
5.學生學習動機 貳、實驗設計
本實驗採適當控制的實驗設計，一般稱此種實驗設計為真正實驗設 計(true experimental design)。郭生玉(2002)認為此種設計能完全控 制所有影響內在效度的因素，故在實驗研究中，常被視為是一種有適當 控制的設計，而為研究者普遍採用。其主要特徵:第一，除實驗組外，
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另設一組供比較的控制組;第二，應用隨機方法選擇和分派受試者，使 得兩組在各方面特質相等，而被視為等組實驗設計。
設計方法:等組前後測設計的模式如下:
R O1 X O2 (實驗組) R O3 O4 (控制組)
R:表示受試者是隨機選擇和隨機分派到各組 X:表示研究者所操縱的實驗變項
O:表示觀察分數或測驗分數 一、實驗設計表
本研究採「不等的控制組前測－後測」，不等系指受試者非隨機，而 是以指定的方式取得，並非指實驗組與控制組的人數不相等。學前成績表 列，主要是了解兩組學生程度情況;學後評量則是了解學後成效，比較兩 組學生在不同環境下，學習成果。
O1 X O2 (實驗組) O3 O4 (控制組) 表 3-1-1 實驗設計表
組別 項目 學前成績比較 分組教學 學後評量 實驗組 ˇ 採資訊科技融入教學 ˇ
控制組 ˇ 採傳統教學 ˇ
二、影響實驗效度的因素
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(郭生玉，2002)在評價實驗結果是否能夠提供有應用價值和可靠的 知識時，須考慮實驗的效度:
(一) 影響內在效度的因素:
1.同時事件(contemporary history)
在實驗期間，受試者往往會從實驗情境內外，經歷到一些實處理以外 的其他事件，這些事件可能會影響依變項而干擾實驗結果。一般而言，
實驗期間愈長，實驗處理以外的其他事件的影響，可能性就愈大，本研 究為期十二週，受到同時事件影響，極其微細。
2.成熟(maturation)
受試者在實驗期間，不論生理或心理均會產生變化。如變更成熟、健 壯、疲勞、饑餓、分心或沒興趣等，這些改變會影響實驗結果。本研究 系在平時上課時段實驗，屬於術科操作受到成熟影響不大。
3.測驗(testing)
在心理與教育實驗中，往往在實驗處理之前進行前測(pretest)的工 作，以做為觀察實驗效果的依據。前測的經驗，有助於後測分數的提高，
尤其是前後測的題目相同時。因為此種做測驗的經驗會使受試者更熟練 做測驗的技巧和熟悉測驗的內容。即使沒有實驗處理的效果，也可能因 前測的經驗之而提高後測驗的分數。本研以上學期成績及學測入學成績 為比較標準，沒有前測問題。
4.測量的工具(instrumentation)
在測量過程中，測量工具(測驗或儀器)、觀察者和主試者的不同，可 能改變實驗的結果。同一主試者對實驗處理前後的評量，可能會因其對 實驗較為熟練，或更了解實驗目的，或因疲勞與厭煩，而改變評量的標
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準，結果導致實驗效果受到影響。本研究兩組上課時間相隔甚短，受主 試者影響小。
5.統計迴歸(statistical regression)
統計迴歸現象，是指受試者的測量分數在第二次測量時，有向團體平 均數迴歸(趨近)的傾向。易言之，高分組的受試者在第二次測量時，其 分數由於向均數迴歸而有係低的趨勢，但低分組的受試者其分數卻有升 高的趨勢。主要理由為機會誤差的因素對極端分數的影響，比對普通分 數的影響為大。本研究系單元教學，每一單元測驗次數不多，統計迴歸 現象小。
6.差異的選擇(differential selection)
在採用兩組或多組的實驗研究中，研究者必須考慮不同組別受試者在 各項特質上是否一樣。如果實驗組和控制組在許多方面的特質原來就不 相等，所得實驗效果就不得歸因於純由實驗處理所造成，因為選擇的偏 差可能混洧實驗的處理效果，最有效的方法是利用隨機分派的方式。本 研究採適當控制的實驗設計，且班級以學測成績 s 型分配，經一學期上 相同課程後，兩組間成就差異性不大。
7.受試者流失(experimental mortality)
研究樣本在實驗期間的流失，如退學、休學等，是影響兩組或多組實 驗設計內在效度的重要因素。
8.因素間的交互作用(interactive combinations of factors)
上述七項因素的彼此交互作用，將是構成影響內在效度的另一個因 素。兩組受試者來自不同環境地位，是「選擇的偏差」導致實驗效果的 混洧，這些因素對實驗效果產生了交互作用的影響。本研究之研究對
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象，基本學力測驗成績相近，採 S 型編班方式，因此環境地位差異不大。
(二) 影響外在效度的因素:
1.測驗的反作用或交互作用效果(reactive or interactive effects of testing)
在有前測和後測驗的實驗設計中，前測的經驗往往會限制研究結果的 推論性，其理由是受試者對實驗處理會更具有敏感性，平常情境下未曾 注意到的問題或現象，此時變得更為敏感和警覺，以致實驗效果可能部 分來自前測的經驗所產生的敏感性，因此，有前測的實驗結果，只能推 論到有前測經驗的情境，而不能適於其他沒有前測經驗的團體。
2.選擇偏差與實驗變項的交互作用效果(interaction effects of selection bias and X)
選擇的偏差和實驗變項的交互作用，是影外在效度的另一個因素。當 研究者選取一些具有獨特心理特質的受試者做實驗時，這個交互作用效 果，就易於產生。因為這些獨特的心理特質，有利於對實驗處理造成較 佳的反應。
3.實驗安排的反作用效果(reactive effects of experimental arrangement)
安排的反作用效果，就是所謂謂霍桑效應(Hawthorne effect)。這個 因素的產生，主要是由於參加實驗的受試者，覺察到他們正在接受一項 實驗研究。因此，為投實驗者之所好，他們可能改變正常所表現的行為 方式，努力表現實驗者所期許的行為，以獲得實驗者的歡悅。由此可見，
實驗情境下所得的結果，可能和自然情況下的結果大不相同，這就是實 驗結果常不能適用於日常生活情境的原因。
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4.多重實驗處理的干擾(multiple treatment interference)
多重實驗處理的干擾，是影響實驗外在效度的另一項因素。當同樣的 受試者重複接受兩種或多種的實驗處理時，由於八個面向的處理通常不 易完全消失，以致幾項實驗處理間會相互產生干擾的作用因此，此種實 驗結果，僅能推論到類麼這種重複實驗處理的受試者，而無法應用於只 有一種實驗處理的情況。可知研究的內在效度愈高，其結果愈能確認是 由實驗處理所造成，而研究外在效度愈高，其結果的推論範圍愈大。因 此，任何研究都必須重視這兩種效度。
設計分有實驗、控制兩組可供比較，分別施以前測、後測，可了解 兩組的條件是否整齊;若二組的前測分數一致，可說成熟、測驗與工具等 主要的影響力已受到控制，實驗處理發生影響，即可以肯定。
參、實驗變項
一、自變項(數位化教材教學)
本實驗設計自變項為教學方式及組別，實驗組接受數位化教學方 式，為期十二週的冷凍空調丙級技術士學術科訓練(丙級第二站分離式 冷氣機安裝單元教學實驗);控制組上課內容相同，使用傳統式講述方 式。
二、依變項(學術科成績~後測成績)
(1)學後認知成就:實驗組與控制組在教學實驗後，對「第二站分離 式冷氣機安裝與系統處理」單元在概念及知識的成就。
(2)學後技能成就: 實驗組與控制組在教學實驗後，對「第二站分 離式冷氣機安裝與系統處理」單元在技能方面的成就。
(3)學習滿意度: 實驗組與控制組在教學實驗後，對教具及教材、
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教學環境等方面的學習滿意度。
三、控制變項
(1)教學時間: 教學實驗的教學內容、教學單元及進度，使兩組之 學習內容一致、時間一致。
(2)教師:在進行單元教學時，由相同教師向實驗組、控制組講解教 學單元的的相關知識，以期教師因素對兩組之教學效果影響一 致。
本實驗對於各變項間力求嚴謹操控，希望實驗在理想的情境下進行，
提昇實驗的內外在效度。
本研究主要是探討自變項教學方法(資訊科技融入冷凍空調丙級技術 士檢定術科學習)對依變項(術科概念、學習態度、學習成就)，及自變項 和屬性變項之間對依變項的影響。控制變項包含教師電腦素養(教學主 題、策略、技巧、素材)。同時透過對教師訪談、觀察資料收集，分析資 訊科技融入教學的實際教學過程，了解教師、學生對資訊科融入教學的態 度與看法，做為檢視學習成效的依據。本研究待答的假設為:
一、本研究使用之資訊科技融入冷凍空調丙級技術士檢定學術科學習。
二、資訊科技融入術科教學能提升學生對實習科目的能力。
(一)在術科教學中，接受資訊科技融入教學的學生，其學習態度優於 一般學生。
(二)不同組別的學生在資訊科技融入術科教學的學習態度有差異。
三、資訊科技融入術科教學能提升學生術科學習成就。
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(一)接受資訊科技融入術科教學的學生其學習成就優於接受一般教 學的學生。
(二)不同組別的學生在接受資訊科技融入術科教學的學習成就優於 一般教學的學生。
第二節 研究步驟
一、擬定研究計畫
蒐集資訊融入教學相資料，確定研究主題、研究方向與研究對象，擬 定研計畫。
二、探討相關文獻
蒐集與本研究相關之國內外文獻、網路資料、期刊、雜誌、彙整、
歸納、分析，以厚實研究之理論基礎，根據研究目的及架構發展問 卷。
三、研究計劃審查、修正
撰寫研究計畫，並請專家學者及指導教授指導後，提供並了解學習 行為的寶貴意見，以作為本研究計畫改進之建議，並修正研究計畫。
四、確定合作教師、班級
確立實施資訊教學傳統的實驗班級及合作的教師，以使實驗能順利 進行。
五、編製教材製作教學媒體
分析冷凍空調學科、術科課程內涵，作為設計資訊融入教學的依據，
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設計數位教材，俾使教材生動、活潑，架設教學網站，將教學資料 置於網站上，讓學生能主動學習，增進學習效果。
六、實施教學與評量
利用觀察與考核方式，了解學生學習成效，並作成紀錄，以利將來 作資料統計分析。
七、問卷預試與修正
根據研究目的與假設問題，設計問卷，問卷完成後，先將問卷與指導 教授、專家學者進行內容檢測，並針對學者專家之建議，對問卷作修 正，完成專家效度考驗。再回收問卷後分析其信度、效度，刪除不可 用的問卷題目。
八、正式問卷調查與回收 發展正式問卷。
九、資料處理與統計
回收之正式問卷，剔除無效問卷，將有效問卷輸入電腦，以統計軟體 spss12.0 中文視窗進行各項統計分析。
十、撰寫研究報告
依統計結進行分析及討論，解釋研究目的，歸納具體結果 與結論，
進一步提出研究建議，完成研究報告撰寫。
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第三節 研究工具
壹、教學教材
冷凍空調丙級技能檢定於 88 年術科重新命題啟用、95 年學科重新修 訂學術科試題，3 題為「第一站電冰箱系統與電路及性能判斷」、「第二 站分離式冷氣機安裝與系統處理」、「第三站窗型冷氣機與環保冰箱故障 徵狀與原因判斷」，其技術內涵包括，銅管處理、焊接、配線、組裝與量 測、系統性能測試與故障判斷等範疇，就基礎冷凍空調技能而言，是較為 基礎的，對受試者而言，因為實習課程時數的縮減，其難度則相對的提升，
要通過考驗，必須有紮實的練習與好的學習方法。
本研究採實驗教學、控制教學的設計方式，對兩組進行教學實驗，為 減少實驗誤差，在教材使用上求其一致性，一組以資訊科技融入從事教 學，另一組採傳統教學。數位教材共有「第一站電冰箱系統與電路及性能 判斷」、「第二站分離式冷氣機安裝與系統處理」、「第三站窗型冷氣機 與環保冰箱故障徵狀與原因判斷」等三大單元，本研究僅以「第二站分離 式冷氣機安裝流程」為單元，且每上完一個單元後，即從事學後成效或實 作成效評量(由一至二位擁有監評執照之教師協助評分，以求其公正性) 瞭解學習態度、學生對數位化教材滿意度問卷調查，並利用訪談、觀察方 式瞭解學習成效與態度。
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表 3-3-1 教學內容
試題 試題編號 名稱 主要技能項目
第一站 001-930301-3 電冰箱系統與電路及性能判 斷(測驗時間:60 分鐘)
配線、冷凍系統處 理、性能判斷等 第二站 001-930301-3 分離式冷氣機安裝與系統處
理(測驗時間:60 分鐘)
分離式冷氣機安裝 與系統處理 第三站 001-930301-3 窗型冷氣機與環保冰箱故障
徵 狀 與 原 因 判 斷 ( 測 驗 時 間:50 分鐘)
電路故障與系統故 障判斷
資料來源：行政院勞工委員會中部辦公室 95.01.18 新修訂 貳、教學前成績比較
本研究之教學實驗採控制、實驗兩組教學，教學實驗前先對兩組學生 實施學前認知評量，及表列:入學成績、94 學年度第一學期成績，目的在 瞭解兩組學生學前的差異性。
參、教學後評量 一、學習認知評量
電路的測量三用電錶的使用 VOM 錶測量 V、A、Ω、夾式電流錶量測、
各式綜合壓力錶組使用、壓力錶頭判斷、各式儀錶儀器認識與使用。
二、學後技能評量
檢定術科測驗以輪站方式，由前述三站題組一一來完成實作檢測，應 考時間總計約 3 小時，本研究以其中『第二站分離式冷氣機安裝與系統處 理』教學並評量，評量流程如圖 3-3-1 所示。
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圖 3-3-1 評量流程圖
電路檢修
繳交記錄表、觀 察機具成品
功能試車 填寫評量表
材料、手 工具檢查
更換或檢查材料
依試題從事冷凍空 調機裝配、機台組 裝或量測判斷
評量與紀錄 檢定開始
各站測驗 在評量表
填寫姓名
檢定結束
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術科評分標準以行政院勞工委員會中部辦公室編印之評分標準為主 要參考，因本研究系比較兩組之間差異性的實驗研究，故加上時間分數，
即在規定時間內完成者即可，評分依工作規則中之工作與安全習慣，定出 評分標準將三個主要單元之評分表；表列如附錄二與附錄三:
肆、問卷之編製
在教學單元告一段落後，對學生實施問卷調查，目的在了解學生對個 別教學方法、教材不同學習方式的學習意見，比較兩組學的學習成效及學 習滿意度調查。
在編製問卷時，首先探究國內外相關文獻、期刊、雜誌、論文等，經 蒐集、歸納後，據以完成問卷之初稿，經指導教授檢視內容之恰當性，與 正確性後編修，問卷題目預計採用李克特氏(Likert)五點量表方式。
伍、電腦教室之建置 一、硬體設備
1.電腦教室(含廣播教學系統) 2.單槍投影機
3.電腦主機規格
Intel Pentium 4 CPU 2.8GHz(含以上) RAM 512MB DDR-400 (含以上)
建置網站: 每一單元教學、評量結束後，將教材上網，並提供學科 線上測驗系統，供兩組同學補充學習或補救教學。
二、軟體設備
Microsoft Windows 系統 Microsoft Internet 系列 Microsoft Office 系列 數位教材學習光碟
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第四節 研究對象
壹、研究背景資料
本研究以台北市內湖高工冷凍空調科二年級忠班(94 學年度)實習 Ａ、Ｂ組為研究對象，為教學方便將冷凍空調科二年忠班實習Ａ組編為實 驗組，運用線上數位教材及資訊科技融入方式進行實驗教學;冷凍空調科 二年忠班實習Ｂ組編為控制組，以傳統講述方式進行，表 3-5-1 為研究 對象人數表。該班學生已接受過上學期的冷凍實習課程訓練，對冷凍空調 專業實作課程具有基礎能力，為有效降低實驗誤差，先表列基本學力測驗 入學成績及上學期相關或相同教師授課之學期成績，藉以瞭解學生的學習 差異程度。為顧及教學環境，本研究採原班教學實驗方式，由相同教師、
相同教材大綱授課，差異在上課方式不同，降低交互影響作用。
表 3-5-1 研究對象人數表
班 級 實驗組 控制組 合計
男 生 15 14 29
女 生 3 3 6
合 計 18 17 35
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第五節 資料統計與分析
壹、資料整理 收集文獻、資料
文獻的收集以相關書籍、期刊、論文、及相關研究等資料。
貳、統計分析 一、描述性統計
（一）、次數分配與百分比
為瞭解資訊融入教學與傳統教學對學生行為的影響，首先描述學 生的背景資料入學成績，第一學期成績，及前測成績，以瞭解學 生在學前行為的差異性。在教學實驗後成績評量、問卷之滿意 度、動機、態度填答者分佈情形、累積次數，人數百分比。
（二）平均數與標準差
問卷之設計以五等第之計分方式，分數越高表示同意該項題目陳 述問題之程度越高，統計方法即採用平均數與標準差，以瞭解填答者 對於該看法之同意程度。
二、推論統計分析
因兩組母群體的基本條件、環境相似，入學時採 S 型編班方式，故 假設其學前差異性相等。學後測驗則依據評量成績及問卷填答資料以 t –考驗作分析，檢視兩組學生的學習行為，進行分析，其間差異是否 達到顯著水準。
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（一）單一樣本 t 考驗（one sample t-test）：
依據填答資料以單一樣本 t 考驗，檢測『教材、教師、認知、情 意、技能』等五個因素構面及構面總和量表進行分析學習滿意度。
（二）獨立樣本 t 檢定(t-test)：
依據填答資料以 t 檢定，檢測實驗組與控制組學生，對數位化教 學與傳統教學之差異性，進行分析差異是否達到顯著水準。
