第三章 研究設計與實施

第三章 研究設計與實施

本章共分六小節說明本研究的研究設計與實施。第一節說明本研究 的研究對象、第二節說明研究方法與步驟、第三節敘述實驗設計、第四 節說明研究工具、第五節說明本研究實施的過程、第六節則對研究資料 分析進行說明。

第一節 研究對象

本研究以台北縣鄧公國小六年級學生為研究對象，其學校的學生採 常態分班的原則，以下分為進行教學實驗的教學實驗對象和實驗完成後 訪談實驗組學生的使用心得之晤談對象分別說明。

一、教學實驗對象：本研究採取立意抽樣的方式，選出二個班級為 研究對象，一班為實驗組，另一班為控制組，分別進行不同的實驗處理。

實驗組採結合情境模擬式的網路輔助教材進行教學，控制組則採一般傳 統情境模擬教學，實驗組與控制組的人數分配表，如下表 3-1 所示：

表 3-1 研究對象

組別 實驗處理 人數 合計

實驗組 情境模擬式的網路輔助教材教學 31 人

控制組 一般傳統情境模擬教學 31 人 62 人

二、晤談對象：由於研究時間、人力與物力有限，本研究的晤談對 象於實驗組的班級中，依據學生學習態度後測的成績由高至低排序分成 三組，分別高分組、中分組與低分組，每組約莫十人，並於每組中隨機 抽出兩名學生，共計六名，進行晤談。

第二節 研究方法與步驟

一、研究方法

本研究主要探討運用情境模擬式網路輔助教材對國小學生學習態 度與學習動機的影響。為達研究目的，本研究採文獻分析及準實驗研究 法。先以文獻分析方式蒐集、整理與分析國內、外文獻中與情境模擬式 網路輔助教材之相關研究及著述，作為本研究之理論根據與研究基礎，

接著經由文獻探討的理論依據及基礎設計情境模擬式網路輔助教材，最 後再以準實驗研究法進行教學實驗。

二、研究步驟

本研究具體研究步驟分為三個階段：準備階段、實驗處理及教學階 段、資料分析及論文撰寫階段，分別說明如下：

(一)準備階段 1.擬定研究問題。

2.蒐集相關文獻。

3.進行文獻探討。

4.確定研究方法。

5.確定研究範圍。

6.選定研究對象。

7.發展與製作研究工具。

(二) 實驗處理及教學階段 1.進行前測。

2.實施教學活動。

3.進行後測與晤談。

(三) 資料分析及論文撰寫階段 1.資料處理與分析。

2.撰寫研究報告。

根據上述研究步驟，本研究之研究流程如下圖 3-1 所示：

擬定研究問題

蒐集相關文獻

確定研究範圍

發展與製作研究工具 進行文獻探討

選定研究對象 確定研究方法

進行前測

實施教學活動

進行後測與晤談

資料處理與分析

撰寫研究報告 準備階段實驗處理及教學階段 論文撰寫階段

資料分析及

第三節 實驗設計

本研究係採準實驗研究設計的不相等控制組，在情境模擬式網路輔 助教材發展與建置完成後，實驗組接受「情境模擬式網路輔助教材教學」

的實驗處理；控制組則接受自然與生活科技一般的傳統情境模擬教學。

在實驗前一週對實驗組及控制組，進行自然科學習態度量表的前測。實 驗過程中，實驗組與控制組的教學內容、授課老師及教學時間都相同，

實驗組學生在接受情境模擬式網路輔助教材教學時並未接受一般傳統 教學法的處理，而控制組學生在接受一般傳統情境模擬教學時，也未接 受情境模擬式網路輔助教材教學。最後，在實驗完成後一週再對實驗組 及控制組，進行自然科學習態度量表的後測。

本研究研究設計如下表 3-2 所示：

表 3-2 準實驗研究設計

前測 實驗處理 後測 實驗組

(情境模擬式的網路輔助教材教學) O1 X O2

控制組

(一般傳統情境模擬教學) O3 O4

準實驗研究設計說明：

O1：實驗組進行「自然科學習態度」量表前測。

O2：實驗組進行「自然科學習態度」量表後測。

O3：控制組進行「自然科學習態度」量表前測。

O4：控制組進行「自然科學習態度」量表後測。

X：即實驗組接受實驗處理。

本研究主要探討情境模擬式網路輔助教材對國小學生學習態度與 學習動機的影響。其研究概念與實驗變項如下圖 3-2 所示：

實驗組

控制組

情境模擬式網路 輔助教材教學

一般傳統情境 模擬教學

學習態度

實驗組別 自變項 依變項

1. 對自然科課程的態度 2. 對自然科教師的態度 3. 自然科學習動機 4. 自然科學習策略 圖 3-2 研究概念圖

一、自變項

自變項為不同的教學方式。本實驗研究以兩種不同的教學方式來進 行。實驗組接受「情境模擬式網路輔助教材」之教學，控制組則比照一 般傳統情境模擬進行教學。

二、依變項

本研究的依變項為自然科學習態度量表的分數。其中自然科學習態 度量表包括「對自然科課程的態度」、「對自然科教師的態度」、「自 然科學習動機」、「自然科學習策略」四個構面。

第四節 研究工具

根據研究目的與研究架構，本研究所使用的研究工具包括三種，分 別為測驗工具、教學工具及晤談單。測驗工具即「自然科學習態度量 表」，教學工具即「情境模擬式網路輔助教材」。在實驗教學結束後，

輔以晤談單以進一步了解學生在透過此網路輔助教材教學的看法與建 議。分別敘述如下：

一、測驗工具：自然科學習態度量表 (一)量表內容

本研究主要探討學生在接受「情境模擬式的網路輔助教材」教學後 對自然科學習態度的改變。因此，本研究採用王貴春（2000）所編製的 自然科學習態度量表來進行施測。此學習態度量表的適用對象為國小高 年級的學童，其量表內容包括四個構面，分別是學生對自然科課程的態 度、對自然科教師的態度、自然科學習動機與自然科學習策略，詳見附 錄一。

(二)計分方式

此量表共有三十八題，其填答方式採用 Likert 五點量表形式編製，

每個題目皆分為「非常符合」、「符合」、「沒意見」、「不符合」、

「非常不符合」等五個選項。學童可在量表中勾選與自己想法最接近的 選項做為答案。題目分為正面敘述與反面敘述兩類如表 3-3 所示，正面 敘述的題目採正面計分方式，「非常符合」給 5 分、「符合」給 4 分、

「無意見」給 3 分、「不符合」給 2 分、「非常不符合」給 1 分；而反 面敘述的題目則採反面計分方式，「非常符合」給 1 分、「符合」給 2 分、「沒意見」給 3 分、「不符合」給 4 分、「非常不符合」給 5 分。

因此量表中各分量分數愈高即代表該生在其分量的態度或動機愈好，總 量表得分愈高即表示該生的自然科學習態度愈好。

表 3-3 自然科學習態度量表之題目分配

各 分 量 測 驗 正面敘述題號 反面敘述題號 對自然科課程的態度 1、2、3、5、7、8 4、6、9、10 對自然科教師的態度 11、13、14、15、16、17、19 12、18、20 自然科的學習動機 21、22、24、25、26、28、29 23、27 自然科的學習策略 30、31、32、33、35、36、38 34、37

合 計 27 11

(三)信度與效度

此自然科學習態度量表的信、效度皆良好，其間隔一週的重測信度 係數為 0.983，達 0.01 顯著水準。而總量表的內部一致性信度分析 Cronbach α為 0.9614，折半信度為 0.9504。其中各分量表的 Cronbach α 係數如表 3-4，「對自然科課程的態度」分量表的 Cronbach α 為 0.9145，

折半信度為 0.9294；「對自然科教師的態度」分量表的 Cronbach α 為 0.8628，折半信度為 0.8703；「自然科的學習動機」分量表的 Cronbach α 為 0.8156，折半信度為 0.8989；「自然科的學習策略」分量表的

Cronbach α 為 0.8565，折半信度為 0.8792，因此可看出此量表具有良 好的內部一致性信度（王貴春，2000）。

效度方面，此量表採用的內容效度為專家內容效度，其間經過許多 專家與學者的校定與修正。此外，此量表在編製時，也經過教師的評定，

因此亦具有良好的效度。綜合上述，此量表可謂具有良好的信度與效 度。（王貴春，2000）

表 3-4 自然科學習態度量表之各分量信度分析摘要 項 目 Cronbach α 值 折半信度 對自然科課程的態度 0.9145 0.9294 對自然科教師的態度 0.8628 0.8703 自然科的學習動機 0.8156 0.8989 自然科的學習策略 0.8565 0.8792 總 量 表 0.9614 0.9504

二、教學工具：情境模擬式網路輔助教材

本研究中的情境模擬式的網路輔助教材是以情境模擬式的相關理 論與論述為基礎設計而成的（Kindley, 2002；Collins, 1994；Dennis &

Kansky, 1984；McLellan, 1996），教材內容則是參考教育部審定九年一 貫教科書六年級「愛護自然環境」學習單元中的「人類的活動與其他生 物」子單元的內容為教材範圍。此情境模擬式的網路輔助教材主要是將 學生在真實生活中會發生的狀況與經驗以簡單的多媒體元素模擬設計 而成，並輔以網頁的元素進行呈現與教學，讓學生能將真實生活中的事 件與所要學習的知識做連結。

本研究中的情境模擬網路教材與一般情境模擬教學的情境故事內 容一致，詳細的情境故事如表 3-5，共分為五個情境故事，從情境一到 情境五的五個情境故事為連貫的故事內容。

表 3-5 情境模擬故事內容

單元名稱：人類的活動和其他生物 課程名稱：請不要拋棄我

故事前言 小乖是美麗國小六年級的男生，從小和爸爸、媽 媽住在士華夜市附近的公寓中，有一天….

小乖和媽媽趁著週末空檔，到附近的士華夜市逛 街。逛到了一間寵物店門口。小乖被可愛的小狗吸引 了過去，小乖告訴媽媽他覺得每一隻小狗都好可愛，

小乖：「哇~每一隻小狗都好可愛喔!」媽媽在一旁微笑 點頭回應。小乖接著說：「我好喜歡小狗狗喔~媽媽我 也想養一隻」媽媽聽了問小乖：「小狗很可愛，但是 如果長大了就會像那隻狗一樣大隻，你還會覺得他可 愛嗎?」小乖看了看路邊大隻的狗狗，媽媽接著問：「如 果小狗長大了，不像小時候這麼可愛，你還會喜歡他 嗎?還會繼續養他嗎?」

問題與討論

問題：如果你是小乖，你聽了會怎麼做?

1. 如果小狗長大了，我會把他放生 2. 我不給小狗吃東西，就不會長大了 3. 我還是會繼續飼養牠，陪伴他一起長大 討論：

情境一：

我想養小狗

1.人們會飼養哪些動物當寵物?

情境二：

我準備好了嗎

媽媽認為飼養寵物需要花很多心思和時間來照 顧牠，她怕小乖只是一時的對養小狗產生興趣…於是 媽媽問小乖：「養小狗狗必須花時間來照顧他，還需 要學會做很多事情，你知道要怎麼照顧小狗嗎?」媽 媽為了讓小乖了解飼養寵物需要有很多的基本常識 和耐心，於是媽媽又問：「如果小狗狗餓了，你該怎 麼辦?」

問題與討論

問題：如果你是小乖，你會選擇怎麼做?

1. 給他吃狗狗專用的飼料

3. 給他吃狗骨頭 討論：

1.飼養寵物之前應該有哪些準備?

2.飼養寵物應該有哪些正確的態度?

媽媽覺得小乖已經有飼養狗狗的一些基本認知 了，但是媽媽覺得如果要在家裡養寵物，應該得到家 人的同意後再做決定，因此媽媽告訴小乖：「那我們 要跟爸爸商量看看~如果爸爸也同意你養狗狗，那我 們再來帶小狗狗回家」。小乖聽到了媽媽說的話，覺 得媽媽說的有道理，於是便依依不捨的離開了寵物店 門口….

回家的路上，媽媽與小乖看到了許多的狗在馬路 上排徊，有些狗身上還髒兮兮的，於是小乖問媽媽：

「怎麼會有這麼多狗在路上不回家呢?這些狗是怎麼 來的….」媽媽看了看狗狗，告訴小乖：「這些狗都是 流浪狗，因為沒有主人照顧他們，所以他們只能以馬 路為家，四處遊走」。於是媽媽問小乖：「如果有一天 你不養狗狗了，那你應該怎麼處理狗呢?」

問題與討論

問題：如果你是小乖，你會怎麼做?

1. 將狗狗偷偷放到動物園門口，等待園長帶走飼養 2. 幫狗狗找到新的主人

3. 把狗狗帶到野外放生，讓狗狗回歸大自然 討論：

1.為什麼飼養寵物要經過家人的同意?

情境三：

養成正確的觀 念

2.如果因某些因素不能飼養了，應該怎麼辦?

情境四：

流浪動物哪兒 來

小乖覺得奇怪，他不懂為什麼這些狗狗的主人不 照顧這些狗狗了呢?也不懂為什麼會有這麼多的流浪 狗，於是他問媽媽：「為什麼會有這麼多的流浪狗呢?」

媽媽告訴小乖：「這些狗狗有些是人家放生的，有些 是放生的狗狗自己交配生出來的小狗狗，所以會有愈 來愈多的流浪狗」。接著小乖看了看這些在馬路上排 徊的狗狗，小乖有一點不可思議的告訴媽媽：「這些 狗的身上都一塊一塊紅紅的，他們是不是生病

了…」。媽媽告訴小乖，約有 90%以上的狗狗都有皮 膚病，所以他們可能是得了皮膚病…媽媽靈機一動的 問小乖：「小狗如果生病了，你應該怎麼辦?」

問題與討論

問題：如果你是小乖，你會怎麼做?

1.給小狗吃人類吃的感冒藥 2.買專屬狗狗的感冒藥物給他吃 3.帶狗狗去給醫生看

討論：

1.你看過有哪些動物被主人棄養或放生?

2.放生的動物是從哪裡來?

3.為什麼會有人把動物丟棄?

一路上小乖與媽媽聊著有關狗狗的事情，走著走著就 快到家了…此時，媽媽突然大叫一聲…「呀」!小乖馬 上停下腳步看了媽媽一下，只見媽媽把右腳抬了起 來… 小乖：「媽媽你踩到狗大便了… 哈哈哈~」媽 媽看了看鞋底…正覺得很不幸運的時候，突然覺得這 是一次很好的機會教育，於是媽媽開口問小乖：「如 果你帶小狗狗出門玩，小狗狗突然要大小便，那你應 該怎麼辦?」

問題與討論

問題：如果你是小乖，你會怎麼做?

1. 帶狗狗到電線桿下

2. 帶狗狗到沒人看到的地方

3. 隨身攜帶報紙，將狗狗的大便撿起 討論：

情境五：

流浪狗啟示

1.將動物放生後會為社會和生態環境帶來什麼問題?

他們能夠生存嗎?為什麼?

本研究中的情境模擬式網路輔助教材使用網頁編緝工具、動畫編緝 工具、影像處理工具及聲音處理工具來設計製作。製作過程中的使用工 具說明如下：

一、網頁編緝工具：Macromedia Dreamweaver 二、動畫編緝工具：Macromedia Flash

三、影像處理工具：PhotoShop、Neo imaging 四、聲音處理工具：Sound Forge

教材的介面設計如下圖 3-3，設計主軸以簡單清楚為原則，介面主 要分為五個區塊，左上方為課程的主題「請不要拋棄我」，右上方為教 材在課本中的小單元名稱，左列為五個課程單元的功能選單，中央則為 單元內容呈現的區塊，下方橫列包括教材在課本中的大單元名稱和版權 說明列。教材首頁包話了單元說明、單元目標和建議瀏覽方式，單元說 明主要目的是讓學習者瞭解此單元的內容為何；單元目標主要闡述學習 者在學習完此單元教材後，能夠學習與得到的能力；建議瀏覽方式為此 學習教材的建議學習原則，讓學習者能夠清楚應該如何使用此網路輔助 教材。

圖 3-3 教材介面圖

學習者在點選欲學習的單元進行學習後，右方單元內容呈現的區塊 即會出現該單元的教學內容，如下圖 3-4、3-5。圖 3-4 為情境四「流浪 動物何處去」單元的開始畫面，按下圖中的「start」按鈕即會進入故事 的情境中；圖 3-5 為剛進入情境四「流浪動物何處去」單元的情境介紹，

運用簡短的文字淡入場景，簡短的為情境故事做引言與開頭。

圖 3-4 「流浪動物何處去」單元的開始畫面

圖 3-5 「流浪動物何處去」單元的情境介紹

教材內容的呈現採故事案例的方式，讓學習者能夠透過教材的學習 與真實生活情境做連結（Collins, 1994）。教材呈現的方式藉由文字、

音效、照片、小動畫等多媒體方式，協助學生縮短真實與抽象知識之間 的距離，並幫助學生對抽象的詞語具體化(陳郁雯，2004)。如下圖 3-6 為情境四「流浪動物何處去」單元的情境故事內容呈現，藉由照片、動 畫與文字等的多媒體方式，呈現單元情境故事的內容。

圖 3-6 「流浪動物何處去」單元的情境故事內容呈現

為了符合情境模擬式網路輔助教材的特色，本研究根據 Kindley

（2002）所發展情境模擬數位教材的路徑規畫原則，依據內容結構將情 境內容路徑規劃為若干個循環，每一個循環的路徑概念圖如下圖 3-7，

每一個主題都包含三個選項，分別是優良、中等和不佳三個選擇點

（Kindley, 2002）。學習者需根據情境內容與自我的學習認知去做行為 的判別與決策，無論學習者做了什麼判斷，系統都會給予即時的回饋，

並且系統將根據不同的行為判別做不同的知識性指引，以幫助學習者進 入下一個階段的情境學習。此外，本研究在學習者學習完一個情境單元 之後，和進入下一個階段情境學習之前，增加了「正增強路徑」，以強 化學習者的認知概念，如圖 3-8 所示。

成功策略 (Success Strategy)

矯正路徑 (Remediation Path) 成功路徑(優良選擇)

(Succeed Path)

失敗路徑(中等選擇) (Fail Path #1)

失敗路徑(不佳選擇) (Fail Path #2)

持續路徑 (Follow-through Path)

圖 3-7 情境模擬路徑圖 資料來源：Kindley(2002)

圖 3-8 教學工具之情境模擬路徑圖 資料來源：修改自 Kindley(2002)

如圖 3-9 為「流浪動物何處去」單元的情境問題，圖 3-10 為「流 浪動物何處去」單元的情境問題的選項，每個情境問題皆包含三個選擇 路徑，選項一「給小狗吃人類的感冒藥」為不佳的選擇，選項二「買專 屬狗狗的感冒藥給牠吃」為中等的選擇，選項三「帶狗狗去給醫生看」

為優良的選擇，學習者若是答錯選項，則會到矯正路徑，即圖 3-11，

矯正路徑包括專家建議的即時回饋，學習者在學習完矯正的回饋後，必 須選擇至成功的選項，才能到持續路徑進行學習，如圖 3-12。學習者 在完成一個情境單元的學習後，會有正增強的路徑學習，即延伸學習的 按鈕，如圖 3-13，教師能夠利用問題與討論的內容，安排學生討論問 題，以幫助學生更清楚單元的目標與學習的知識。

矯正路徑 (Remediation Path)

圖 3-11 成功策略

(Success Strategy)

成功路徑(優良選擇) (Succeed Path) 圖 3-10 選項三

失敗路徑(不佳選擇) (Fail Path #2) 圖 3-10 選項一 失敗路徑(中等選擇)

(Fail Path #1) 圖 3-10 選項二

持續路徑 (Follow-through Path)

圖 3-12 正增強路徑 (positive reinforcement Path)

圖 3-13

圖 3-9 「流浪動物何處去」單元的情境問題

圖 3-10 「流浪動物何處去」單元的情境問題選項

圖 3-11 「流浪動物何處去」單元的矯正路徑

圖 3-13 「流浪動物何處去」單元的延伸學習 三、晤談單：

本研究晤談單的主要對象是實驗組的學童，目的是為了瞭解學童在 接受不同於傳統的自然科課程教學後，對網路輔助教材學習的看法及意 見。因此本研究修改謝沛珊（2005）所編擬的情境模擬式教材學習心得 訪談大綱，設計出一系列結構化的問題，晤談的內容包括學習策略、教 材介面、學習動機、學習效果等構面，提供學生做答與發表意見，並針 對學童的建議與意見做深入的訪談，以獲得更完整的資料。

學習策略構面主要為了解此情境模擬網路輔助學習策略，是否對學 習者相關課程的學習有幫助；教材介面構面主要了解學習者對於此輔助 教材的使用與呈現上，是否覺得方便與清楚；學習動機構面主要了解此 教材是否能有效引起學習者的學習興趣與動機，以及哪一部份對學習者

來說最能引起學習者的學習動機；而學習效果構面主要為了解學習者是 否覺得此輔助教材能幫助解決實際生活的問題，與學習者對此輔助教材 的建議，詳細的晤談單大綱如附錄二。

第五節 研究實施

本研究共分成準備階段、實驗處理與教學階段及資料分析三個階 段，其各階段的研究步驟分別說明如下：

(一)準備階段：

此階段包含七個重要發展步驟。首先是擬定本研究的研究問題，研 究者與某國小自然科任老師討論現今國小學童在自然科的學習狀況與 碰到的問題，再與指導教授共同討論研究的方向及大綱，以確立本研究 的研究問題。

研究問題確定後，接著開始收集相關的文獻，並進行文獻的分析、

探討與統整，歸納出本研究的理論依據與立足點。接著確定本研究的研 究方法與研究範圍，並選定研究對象。

準備階段的最後一項重要工作，即發展與製作本研究中所會使用到 的研究工具，包含情境模擬式網路輔助學習教材與晤談單。

(二)實驗處理及教學階段

此階段主要包含三個步驟。教學實驗進行前先對研究對象需先進行 前測，接著實驗組接受「情境模擬式網路輔助教材」的教學，而控制組 則接受一般傳統的情境模擬教學法，最後實驗組與控制組均進行後測。

後測完成後，在實驗組的班級依據學生自然科學習態度後測的成績 由高至低排序分成三組，分別為高分組、中分組與低分組三組，並於每 組中隨機抽出兩名學生，共計六名，進行晤談，以了解學習態度高低不 同的學生，在接受此網路輔助教材教學後的看法及意見。

(三)資料分析及論文撰寫階段

此階段主要包含資料處理與分析、撰寫研究報告兩個步驟。根據研 究目的將所得的結果統整，並做分析歸納，撰寫研究報告。

第六節 研究資料分析

本研究以量的分析為主，再以質的分析為輔。以下分別說明資料分 析方法：

一、量的分析

本研究依據研究目的，使用「獨立樣本

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兩個統計方法來分析。針對實驗組學生在接受情境模擬網路輔助教材的 教學後，在「自然科學習態度總量表」與「對自然科課程的態度」、「對 自然科教師的態度」、「自然科的學習動機」、「自然科的學習策略」

四個分量中的前後測成績，使用配對

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「自然科學習態度總量表」與「對自然科課程的態度」、「對自然科教 師的態度」、「自然科的學習動機」、「自然科的學習策略」四個分量 中的後測成績使用獨立樣本

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二、質的分析：

質的分析主要是透過晤談單的方式瞭解學童在接受不同於傳統的 自然科課程教學後，對網路輔助教材教學的看法及意見。

本研究將逐一記錄晤談的內容，並將晤談的內容做整理，最後進行 分析與歸納。