第三章 研究方法與設計
新課程理念強調的是培養學生帶的走的能力，而建構主義也強調學生 需自我建構知識，教師無法強迫學生學習知識而應從了解學生的背景知 識，來引導學生學習。教師的角色由給予者改為引導者，為了配合當代的 需求，教學的方式必需改變；在追求改變的過程中，研究者發現研討式教 學法是一個能切合時代需求的教學法，因此本研究主題則是針對研討式教 學法的成效來做評估，探討實施研討式教學後學生的學習成效是否較傳統 的講述式教學法為佳，而本研究所指的學習成效指的是學習成就及學習興 趣兩方面。
第一節 教學流程
本研究對象為研究者所任教的二個國二普通班學生，學生入學時採用 常態編班方式；甲班為實驗組，班級人數 32 人，學習成就上呈現較為兩極 化的現象，高低分族群落差較大，乙班為對照組，班級人數 34 人，學習成 就上較為整齊，高低分族群落差較少；雖然學習成就分佈不同但兩班在上 學期的段考平均表現上十分接近。
一、實驗班教學：
實驗班的教學，自國二上學期即已要求學生在正式介紹課程內容前要 能自我閱讀課文內容，並要能針對課本的相關問題先自行思考，而後再由 教師進行教學，學生在經過一學期的訓練後已漸漸能養成主動閱讀的習 慣，甚至能在課堂上發表自已的看法。
國二下開始試驗研討式教學法對學習成效的影響，實施期間約為一個
月，正好是一次段考相隔時間。在這段時間內，課程開始即發下事先準備
的研討用學習單，先要求學生閱讀教材相關內容或學習單裏面文章，在學
生閱讀同時，請學生針對學習單中研討問題先進行思索；一段時間後，教
師就課程需具備的背景知識進行大約介紹，順便了解學生先前經驗為何？
再引導學生針對研討題目發表看法，藉由一連串的議題，引導學生由討論 中自我建構知識，進行探究學習，而後由教師進行總結，使師生對研討問 題能獲得共識，最後請學生在學習單上寫下個人學習成果，做為此單元總 結性評量；期間並錄音記錄討論狀況，觀察學生發言頻次，並可由錄音內 容中觀察教學缺失所在，便於在下次教學中進行改進。
在國二下學期試驗開始前，先以學習興趣問卷調查學生學習理化的興 趣程度，待試驗終了，再以同樣問卷進行調查，觀察學生對理化課程的學 習興趣程度在實施研討式教學下是否發生改變。
試驗終了之時，同時進行學習成就評量，主要範圍為原子、分子、莫 耳、離子等相關概念，結合學生學習興趣問卷調查的結果，探討學生學習 成效在經過一個月的研討式教學法後是否發生改變？並將學習成效與實驗 組相比較，探討研討式教學法的學習成效是否優於講述式教學法的學習成 效。
二、對照班教學：
對照班教學，上、下學期皆採用講述式教學模式，上課時由教師針對 教材內容加以整理、做有系統性的講述以便於學生學習，穿插故事或生活 實例引起學生學習興趣，主要授課內容與實驗組相似，但是呈現方式是以 教師講授為主，學生較少有發言、討論空間；並於每一單元課程結束後，
發下評量試題，試題內容與實驗組的研討學習單相似，但題目是以傳統評 量的方式來呈現，以填充、計算為主，較少開開放性題目，做為此一單元 總結性評量；待研究試驗終了，即發下學習興趣問卷與學習成就評量，題 目與實驗組相同，由實驗組、對照組間的測驗結果來比較不同教學法學習 成效的差異。
實驗組與對照組的教學實施流程如圖 6 所示：
圖 6：教學實施流程圖。
實驗組 對照組
請學生就課程內容自行閱讀，並鼓 勵學生自行由課程內容或學習單 文章來思考學習單中相關議題。
教師針對課程中的背景知識進行 介紹，並請學生針對學習單內容發 表看法，藉由研討讓同學間能彼此 分享、驗證概念學習過程，再由教 師進行總結，獲得共識。
在研討後，請同學在學習單中寫下 自已心目中認為的答案，做為單元 總結性評量，可供教師對單元學習 成效的參考。
教師有系統的介紹單元基本 概念，並穿插故事或生活實例 引發學生學習興趣。
提供題目，給予學生練習機 會，驗證學生是否吸收課程內 容。
發下單元評量試題，針對所學作為 總結性評量，可提教師對單元學習 成效的參考
發下研討學習單。
第二節 研究流程
為了增加學生學習的參與度及自我建構知識的機會，本研究採用研討 式教學法，然而在學生過往的學習經驗上，學習仍是被動的，要在一朝一 夕間改變學習習慣是有困難的，研究者在二年級上學期時，為了讓學生能 適應研討式教學法，便針對部份單元要求學生自行閱讀教材內容，並針對 教材內容提出問題由學生回答，並於課後針對單元內容以學習單方式進行 評量，此階段主要是希望學生養成發問的習慣並能適應使用學習單的學習 方式，屬於研究準備期。
在二年級下學期一開始先發下學習興趣調查問卷，請學生針對上學期 理化學習狀況填寫問卷，並開始實施研討式教學法，時間為期為一次段考 間隔期間，以教材內容為主、學習單為輔，以研討的方式輔導學生自我建 構學習，實施期間以錄音方式記錄上課狀況並做為改進依據，屬於研究實 施期。
一次段考間隔期間結束後再發下學習興趣調查問卷請學生針對理化學 習狀況填寫，觀察學生學習興趣程度是否有明顯改變，最後再進行學習成 就測驗評量，觀察學生概念學習狀況；而對照組於研究結束後書寫同樣的 學習興趣調查問卷及學習成就測驗試卷，比較講述式教學法與研討式教學 法對學習成效是否有所不同，最後再針對在學習興趣、學習評量改變較大 的同學，進行訪談了解研討式教學法對於特殊學生的影響，屬於成果驗收 期。
研究實施流程如圖 7 所示：
圖 7：研究實施流程。
準備期
93、07~94、01
搜集資料、
設計學習單、
設計教學活動。
進行講述式教學
，但漸進要求學 生針對部份內容 發表看法。
在課堂中引進學 習單使用，以學 習單提醒學生學 習重點。
針對學習單及段 考評量不佳學生 進行訪談，作為 下學期研討式教 學時參考。
實施期
94、02~94、03
搜集資料、
設計學習單、
設計教學活動、
設計問卷。
學生填寫學習 興趣調查問卷。
填寫學習興趣問 卷並針對學習內 容進行成就測驗 評量。
進行研討式教學 並進行錄音，及 記錄學生學習狀 況。
驗收期
94、04~94、06
針對學習興趣問 卷及評量結果進 行分析。
針對特殊學生進 行訪談。
論文書寫。
第三節 研究工具
本研究主要針對的課程單元為原子、分子、莫耳數、化學反應與電解 質的相關單元，研究工具主要有研討用學習單、課程過程錄音、學習興趣 調查問卷、學習成就測驗評量試題今分述如下：
一、研討用學習單：
研討用學習單在研究者實施研討式教學法時，是實施過程中相當重要 的研究工具，可以說是除了教科書以外的第二份教材，在研討式學習單中 可藉由文章或問題提昇學生學習想像空間，再加上一連串的研討議題讓學 生不斷思考並發表個人意見，最後由教師將意見做統整再請學生將心中建 構所得知識書寫於學習單中，當成單元總結性評量，以了解個別學生在研 討式教學時的學習狀況，學習單可以說是研究者實施研討式教學時的核心 使用工具（請見附錄一）。
研討用學習單的製作，以揭開原子面紗為例：
（一）參閱「自然與生活科技學習領域之教材內容細目」 ，確定單元學習目 標，在原子結構的教材內容細目列有：
4g、經由對原子模型（電子、質子、中子）的認識，知道原子的化學性質、
元素與化合物。
4h、了解元素與化合物之間的組成關係（如可利用積木堆成不同形狀的類 比示例） ，進而經由實驗或模型了解化學反應（例如分解、化合、置換等）
以及原子重新排列的概念。
4i、化合物的鍵結。
其中“4h＂在原子與分子單元中已介紹，“4i＂將在原子量與分子量 單元中介紹，故本學習單元學習目標專注於對原子模型的認識。
（二）尋找日常生活中與單元相關文章或相關問題做為學習單引言，可引
起學生學習興趣，也可了解學生背景知識為何？如映像管文章如下：
輔助問題：
問題一：日常生活中，我們常聽到“電＂這個名詞，你們在什麼地方聽過
“電＂呢？
問題二：我們學過道耳吞的原子說，在原子說裏能解釋“電＂的來源嗎？
（三）教師針對上述問題先做總結，並簡單介紹在教科書中所提到的基本 概念或學生在研討問題時所需具備的背景知識；以本單元為例是由科學 史中原子結構發展歷程來呈現教科書知識。
（四）以問題方式結合課程內容，由教師主持、學生討論來進行研討，如 下列問題：
問題三：湯本生藉由陰極射線管的實驗，發現了帶負電的粒子，代表了原 子並非單純的質點，具有結構性，根據湯木生實驗結果，你覺得原子長像
（結構）應該如何呢？
文章：映像管(CRT- Cathode Ray Tube)，或稱為陰極映像
管。這是在 1897 年德國科學家發明的，它是使用高壓電迫使電子
在真空管中游離，又因為這些電子是從陰極射出，所以稱為陰極射
線管。基本上，電腦顯示器與電視機所使用的映像管原理跟構造都
十分相似，它們都是使用陰極射線管來顯示影像。這種顯示器的顯
像原理是利用高達 2 萬 5 千伏特的高壓電，將電子光束打在鏡面上
之螢光物質（Phos-phor） ，然後在我們所看到的螢光幕上產生亮
點，同時隨著使用螢光物質的不同，與射向它的電子光束強度不
同，就可以產生不同的顏色與亮度。
問題四：符合湯木生實驗的原子模型可以有很多種，為何後來大家較認同 拉塞福對原子模型的想法呢？
問題五：若有一原子，其原子結構如下圖所示：
請問此原子的電子個數為 個。
質子個數為 個。
中子個數為 個。
質量數為 。 原子序為 。
（五）教師針對研討內容進行總結，可以是各研討題目的總結，也可以是 整個單元的總結如：
“從原子結構的演進，我們可以發現科學知識是不斷的變革的，經由更多 的實驗發現，我們對世界的認知也不斷改變，但不能因此說科學知識是無 用的…甚至應該說藉由不斷的發現、改進，並將科學知識應用於科學中，
我們的日常生活才得以改進。
（六）學生將心中建構所得知識書寫於學習單中，當成單元總結性評量，
以便觀察學生學習狀況。
對照組亦使用學習單但主要是做為課後評量之用，題目與實驗組大 致相同，差別的是教學法的不同，同樣以揭開原子的面紗為例：題目列舉 如下：
1、道耳吞的原子說，說明了原子的不可再分割性質，且是不帶電的（電中
性） ，但 藉由陰極射線管實驗，發現了帶負電的粒子，稱 為 ，也因此打破了原子不可再分割的說法。
2、拉塞福提出原子的長相有如太陽系一般，中間為帶正電的 （有
如太陽） ，外面為帶負電的電子（有如九大行星） ，電子靠著靜電力繞著 原子核旋轉，而原子核只佔原子體積的極小部份。
3、拉塞福將原子核內帶正電的粒子稱為 ，而查兌克更發現原子核 內有不帶電的粒子稱為 。
4、拉塞福的原子模型如圖：
請問此原子的電子個數為 個。
質子個數為 個。
中子個數為 個。
質量數為 。 原子序為 。
二、學習成就測驗評量試題：
在完成教學後，對所有取樣的學生進行評量，評量的內容主要是由學 習單題目延伸而來，而題目亦請學校同領域教師審核過，題目內容舉一例 如下：
1、（ ）
