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5E學習環教學對國一學生恆定單元學習成效及學習環境知覺之研究
(2011) 張維倫; Wei-Lun Chang
本研究採準實驗研究法，發展「恆定性」單元之5E學習環教學模式教材進行教學，探討學生概念改變的成效及學習成果。研究對象為臺中市某國中一年級學生，實驗組與對照組各一個班級共72人。實驗組以研究者發展之教材進行恆定性單元的5E學習環教學，對照組則是以現行教科書為主的傳統講述式教學。實驗組與對照組於教學前皆進行生物恆定性二段式概念診斷測驗 (TTDTH) 前測；並於教學後一週內進行TTDTH後測及恆定性概念測驗、科學教室環境量表 (WIHIC) 施測，教學後六週進行TTDTH延宕測。資料分析方式以前測、後測及延宕測驗得分進行描述性統計之次數與百分比分析，另以以前測成績為共變量，組別為自變項，後測成績為依變項進行共變數分析，探討兩組學童學習成效之差異，再將實驗組與對照組恆定性概念測驗成績進行獨立樣本t檢定，及分析科學環境量表之作答結果，輔以質性資料之分析。研究結果為：（一）實驗組學生在TTDTH的得分顯著高於對照組；（二）實驗組學生在恆定性概念測驗的得分與對照組未有顯著差異；（三）由量性與質性資料的分析，歸納出兩組學生的恆定性單元另有概念有5類39項；（四）WIHIC實驗組在七個向度之平均得分皆顯著高於對照組。
5E學習環模式應用於全球暖化教學之概念、態度、行為意向成效評估
(2015) 王式儀; Wang, Shih-Yi
本研究旨在探討國小五年級學童接受5E學習環模式的全球暖化教學後，其對全球暖化知識、態度與行為意向的改變情形。本研究採準實驗研究法，對象為台北市某所國小五年級學生共120人，由研究者進行5E學習環模式全球暖化教學。研究工具為自編的全球暖化教學活動與全球暖化課程問卷，其探討目的主要可列為下列幾項：(一)學生學習5E全球暖化後其相關知識理解的情形、(二)學生學習5E全球暖化教學模組前後，其學生對全球暖化態度的轉變情形、(三)學生學習5E全球暖化教學模組前後，其在抗暖化行為是否達顯著、(四)5E全球暖化教學模組實施之情形。經由本研究的探討，學習者在全球暖化相關知識題、全球暖化態度量表及減緩暖化行為量表三者上，其前後測的測驗成績經相依樣本t考驗後，皆達顯著性，並輔以學習單分析，了解學習者的學習過程。且透過推論性統計，得知對暖化的態度與減緩暖化的行為意向間存在相關性，兩者於教學後的進步情形可以以線性函數預測其進步情形，有高度效果量(E.S.=0.43)。整體而言，經5E學習環模式全球暖化模組教學後，對學生對暖化相關的概念、對全球暖化的態度及減緩暖化的行為意向上都有提升作用。課程設計方面，本研究中循環式的5E學習環設計對學生建立暖化相關知識、對暖化的態度與行為意向上有正向的影響，建議未來環境課程的設計可透過多面向的探索(Exploraton)、解釋(Explanation)、評鑑(Evaluation)，以提高學生對環境的知覺，進而影響其對環境的態度與行為意向的表現。
5E學習環融入前導組織與引導策略對國小生數學體積與表面積學習成效、動機及態度之影響
(2024) 魏婉瑄; WEI, Wan-Hsuan
本研究旨在探討5E學習環融入前導組織（動畫模擬、演練範例）與引導策略（探索引導、問題引導）對國小生的數學體積與表面積學習成效、動機及態度之影響。研究對象為臺北市某國小六年級學生，有效樣本142人。本研究採用因子設計之準實驗研究法，自變項為「前導組織」與「引導策略」，「前導組織」根據連結舊經驗的「呈現方式」分為「動畫模擬」與「演練範例」；「引導策略」根據「反思的方式」分為「探索引導」與「問題引導」。依變項則為數學體積與表面積學習成效（知識理解、知識應用）、學習動機（價值成分、期望成分、科技接受度）及學習態度（自信心、喜好度、焦慮感、學習過程、學習方法、有用性）。研究結果發現：就學習成效而言，(1)在「知識理解」方面，演練範例前導組織組學習表現優於動畫模擬前導組織組；(2)在「知識應用」方面，接受動畫模擬前導組織的學生，使用問題引導的學習表現優於使用探索引導的學習表現；接受探索引導的學生，使用演練範例前導組織的學習表現優於使用動畫模擬前導組織的學習表現。(3)就學習動機而言，各實驗組學生皆持正向動機表現，但在「控制信念」面向，接受動畫模擬前導組織的學生，使用問題引導的表現優於使用探索引導的表現；接受問題引導的學生，使用動畫模擬前導組織的表現優於使用演練範例前導組織的表現。(4)就學習態度而言，各實驗組學生皆持正向態度表現，而在「自信心」面向，問題引導組的表現優於探索引導組；在「有用性」面向，動畫模擬前導組織組學習表現優於演練範例前導組織組。
5E模式融入桌遊自主學習：以數位學習平台為例
(2022) 顏慈瑤; Yen, Tzu-Yao
本研究旨在克服科學桌遊教學運用之限制，並使學生可以在非一般教學場域處，也可進行桌遊自主學習。為達到研究目的，本研究將5E學習環教學模式分別對應自主學習歷程四階段及桌遊教學設計，通過整合以上概念，最後以數位學習平台—CWISE為例，配合飲食相關議題之科學桌遊進行教學設計。本研究選擇60位國中生和2位教師作為研究對象，並收集其填寫之「自主學習量表」和「飲食議題相關知識、行為與態度問卷」，並且探討教師使用桌遊5E課程的教學意願。分析結果顯示，學生之自主學習成效李克特五點量表結果偏高，故本研究中的課程有利於桌遊自主學習，且根據前、後測比較，整體學生對於飲食相關議題的知識、行為與態度皆有提升。此外，研究結果亦顯示自主學習與學生的飲食行為與態度提升具有高度相關。建議未來若教師想使用科學桌遊來幫助學生進行自主學習，則可以使用本研究中的教學設計來整合不同類型的桌上遊戲。
The development of SCORM-conformant learning content based on the learning cycle using participatory design
(Wiley-Blackwell, 2010-10-01) Su, C. Y.; Chiu, Chiung-Hui; Wang, T. I.
This study incorporates the 5E learning cycle strategy to design and develop Sharable Content Object Reference Model-conformant materials for elementary science education. The 5E learning cycle that supports the constructivist approach has been widely applied in science education. The strategy consists of five phases: engagement, exploration, explanation, elaboration and evaluation. It has potential value for creating effective science e-learning materials. This study implemented the participatory design (PD) method to investigate the possibility of applying the 5E model to science e-learning materials. PD is an approach that understands knowledge by doing and focuses on collaborating with the intended users rather than designing ‘for’ them. In this study, researchers, designers and elementary science teachers cooperated at all stages of the design process (including explanation, analysis and decision making). The issues to be dealt with in this study included instructional designs based on the 5E model, techniques or specifications of e-learning, learning objects, metadata and procedures. The results of this study provided concrete recommendations for how to incorporate the 5E learning cycle and how to develop effective e-learning materials for elementary science instruction.
國中生傳播科技學習的迷思概念之研究
(2007-06-06) 楊宗翰; 游光昭; 林坤誼
本研究以運用Trowbridge和Bybee(1990)所提出的5E學習環，採用概念改變為主的教學方式，並以自行發展的「傳播科技概念診斷量表」測量工具，來測量國中學生的概念改變情形。實驗的教學內容為Hendricks與Sterry(1989)兩位學者所提出的六大傳播科技概念為主軸，研究對象則為台北市某國中三年級三個班級共計107位學生。實驗結果分析後發現：（1）在傳播科技的概念學習中，「編碼」、「接收」和「讀取」是學生較難理解的部份；（2）當概念教學的內容涉及兩個概念同時存在時，學生較難以理解與學習；（3）學生能夠分辨試題問題中的相關概念，但卻無法選擇出正確的答案。
學習順序與鷹架策略對高低先備知識國中生以擴增實境輔助電流磁效應學習成效、動機及態度之影響
(2021) 張嘉心; Chang, Chia-Hsin
本研究旨在探討學習順序(先探索後學習、先學習後探索)及鷹架策略(策略鷹架、程序鷹架)對不同先備知識(高先備知識、低先備知識)的國中七年級學習者，在電流磁效應單元擴增實境數位遊戲學習活動的成效、動機與態度之影響。研究對象為新北市某國中七年級學習者，有效樣本為104人。本研究採因子設計之準實驗研究法，自變項為學習順序、鷹架策略及先備知識，學習順序依據實驗過程中探索與學習的先後順序差異分為「先探索後學習」與「先學習後探索」；鷹架策略依據輔助學習的方法差異分為「策略鷹架」與「程序鷹架」；先備知識依據學習成效測驗前測分數分為「高先備知識」與「低先備知識」。依變項為電流磁效應學習成效(知識記憶、知識理解、知識應用)、科學學習動機(價值成份、期望成份、科技接受度)及科學學習態度(學習自信心、學習喜好、學習焦慮、學習過程、學習方法、有用性)。研究結果發現：(1)就學習成效而言，在「知識記憶」與「知識理解」面向，接受程序鷹架時，高先備知識學習者的表現優於低先備知識學習者；對於低先備知識學習者而言，接受策略鷹架的表現優於程序鷹架；(2)在「知識應用」面向，先學習後探索的條件下，高先備知識學習者的表現優於低先備知識學習者；對於低先備知識學習者而言，先探索後學習的表現優於先學習後探索。(3)就學習動機而言，各實驗組學習者對於科學學習皆保持正向動機，其中接受程序鷹架之學習者有較高的參與動機表現。(4)就學習態度而言，各實驗組學習者對於科學學習皆抱持正向態度，其中程序鷹架組的態度表現顯著優於策略鷹架組；而在「學習自信心」面向，先探索後學習的條件下，高先備知識學習者有較正向的態度表現。
應用5E學習環觀點輔以資訊科技融入音樂創作教學之探討
(2009) 曾如詩; Ju-Shih Tseng
本研究旨在藉由實驗教學驗證建構式5E學習環教學步驟與電腦音樂編輯軟體Hyperscore實施於音樂創作教學的可行性，探討不同教學方式(範例式教學與探索式教學)及不同學習階段(國小三年級與國小五年級)，對國民小學學生的音樂學習動機、音樂學習自我評估、音樂創作表現之影響。本研究採因子設計之準實驗研究法，研究對象為國民小學之三年級與五年級學生。研究結果顯示：(1) 5E學習環之探索式教學有助於提升國小五年級學生的音樂學習態度及音樂創作表現；(2) 5E學習環之範例式教學有助於提升國小三年級學生的音樂學習態度及音樂創作表現；(3)國小三年級與五年級學生接受不同5E學習環教學方式，對於透過電腦音樂編輯軟體Hyperscore進行音樂創作持有正向的態度；(4)國小五年級學生的音樂創作表現明顯優於國小三年級學生；(5)國小三年級與五年級學生的音樂創作美學表現低落。整體而言，5E學習環教學步驟與電腦音樂編輯軟體Hyperscore實施於音樂創作教學中為可行，其中探索式教學較適於國小五年級學生，範例式教學則較適於國小三年級學生。
應用5E探索式擴增實境實驗遊戲對不同學習風格國中生化學反應單元學習成效之影響
(2013) 張偵益; Chen-Yi Chang
本研究旨在探討不同探索式策略(引導式探索、結構式探索)的擴增實境實驗遊戲對不同學習風格(感官型、直覺型)的國中學習者化學反應課程的學習成效及化學學習動機之影響。研究之對象為國中八年級學習者，有效樣本為103人，研究設計採因子設計之準實驗研究，自變項包含「探索式策略」及「學習風格」，探索式策略分為「引導式探索」與「結構式探索」兩種探索式策略，學習風格依據學習風格量表分為「感官型」與「直覺型」兩種學習風格；依變項則包含化學反應課程學習成效、化學學習動機。研究結果發現：(1)使用引導式探索策略學習化學反應課程在知識理解向度之學習成效高於使用結構式探索策略；(2)使用不同探索式策略的擴增實境實驗遊戲進行化學學習，皆持正向的動機表現；特別是使用結構式探索策略的學習者有較高的參與動機表現。
探索學習模式與提示策略對國中生英語生字與閱讀擴增實境學習成效與動機之影響
(2017) 張書豪; Chang, Shu-Hao
本研究旨在探討探索學習模式(循環式個別探索、階段式整合探索)及提示策略(文字提示、雙碼提示)對於學習者在擴增實境學習環境中，英語單字及閱讀的學習成效與學習動機之影響。本研究的對象為八年級學生，採因子設計之準實驗研究法，自變項為「探索學習模式」及「提示策略」，有效樣本107人。探索學習模式依照探索方式區分為「循環式個別探索」及「階段式整合探索」；提示策略則依照提示資訊的差異分為「文字提示」及「雙碼提示」。依變項為英語閱讀之學習成效(生字理解、閱讀應用)及學習動機(價值面向、期望面向)。研究發現：在學習成效方面，(1)就生字理解而言，雙碼提示組的生字理解表現優於文字提示組、探索學習二組在生字理解則無顯著差異；(2)就閱讀應用而言，循環式個別探索組的閱讀應用表現優於階段式整合探索組、提示策略二組在閱讀應用則無顯著差異。在學習動機方面，(3)各實驗組對學習活動皆抱持正向的學習動機，其中文字提示組的學習者有較高的參與動機表現。
探討運用不同表徵順序融入5E探究式學習環對概念學習成效影響之研究─以「簡諧運動」單元為例
(2013) 莊豐州
本研究旨在探討不同表徵順序融入5E探究式學習環下進行教學時，學生對於「簡諧運動」概念的學習成效差異。為達成研究目的，本研究採準實驗研究法，以台灣東部之兩所公立高級中學的二年級九個班級(共有345位)學生參與研究，分為控制組、實驗組Ⅰ、實驗組Ⅱ和實驗組Ⅲ，進行三堂的教學實驗，因探索式教學的核心重點在於「探索」、「解釋」及「精緻」等三階段，故不同表徵順序只針對此三階段來規畫。各組別的表徵順序差異為；控制組為「5E靜態表徵組」 (SSS)；實驗組Ⅰ為「5E靜態表徵→動態表徵→靜態表徵組」(SDS)、實驗組Ⅱ為「5E動態表徵→靜態表徵→動態表徵組」 (DSD)和實驗組Ⅲ「5E動態表徵組」 (DDD)。至於表徵的差異在於動態表徵採用動畫教材進行教學；靜態表徵則選用與動畫教材類似的瞬間擷取畫面，作為靜態圖片教材來進行教學。經由比較四組學生在概念評量成效表現，進一步瞭解不同表徵在教學模式與教學階段的影響，以及不同性別學生之學習差異。研究結果顯示：(1)實驗組Ⅰ、實驗組Ⅱ、實驗組Ⅲ相較於控制組在經過教學後，學習者的概念評量成效表現與前測成績相比較，後測與延宕測均有更好的學習成效，顯示使用動態表徵教學較使用靜態表徵更有助於學生概念學習成效與保留成效的增進。(2)經由各組表徵順序不同進行比較，在「解釋階段」採用動態表徵的學習成效會明顯優於靜態表徵的學習成效。(3)在接受動態表徵融入5E 探究式學習進行「簡諧運動」單元教學後，女學生的概念學習成效成長情形相對優於男學生。未來研究可以發展融入電腦動畫進行的內嵌式評量測驗，進一步了解學生是如何建構簡諧運動中的相關變數（時間與速度等）間的關係。
數位學習環境與學習引導策略對國小晝夜與四季課程學習成效之影響
(2014) 徐日薇; JIH-WEI, HSU
本研究旨在探討不同的數位學習環境(擴增實境、虛擬實境)與學習引導策略(程序引導、問題引導)對國小六年級的學習者使用5E探索式平板電腦遊戲學習晝夜與四季課程之學習成效與學習態度之影響。研究對象為國小六年級學習者，有效樣本為117人，教學實驗活動為期三週，共計120分鐘。研究採因子設計之準實驗研究法，自變項包括數位學習環境與學習引導策略，數位學習環境分為擴增實境和虛擬實境，學習引導策略分為程序引導策略和問題引導策略；依變項則包括晝夜與四季課程之學習成效和學習態度。研究結果依晝夜與四季課程之學習成效與學習態度兩個面向，綜合歸納如下：(1)在晝夜與四季課程之知識應用面向，國小六年級學習者於擴增實境遊戲進行學習活動，使用問題引導策略顯著優於程序引導策略；而在知識理解面向，學習者在不同的數位學習環境與學習引導策略皆不影響晝夜與四季課程知識理解成效表現；(2)學習者在不同的數位學習環境進行晝夜與四季課程學習活動皆持正向的學習價值與學習幫助度。而在學習滿意度面向，虛擬實境組學習者顯著優於擴增實境組學習者；對於搭配不同的學習引導策略進行晝夜與四季課程學習活動時學習者皆持正向的學習態度。
數位虛擬實境學習環境及學習順序對國中生英語情境學習成效、態度及動機之影響
(2023) 陳閔琳; Chen, Min-Lin
本研究旨在探討數位虛擬實境學習環境及學習順序，對國中學習者在英語情境式學習成效、態度與動機之影響。研究對象為國中七年級學習者，有效樣本共140人。本研究採因子設計之準實驗研究法，自變項為「數位虛擬實境學習環境」及「學習順序」，「數位虛擬實境學習環境」依據數位虛擬資訊與實境之混和程度不同，分為「擴增實境」及「虛擬實境」兩組；「學習順序」依據實驗教學過程中探索與學習的順序差異，分為「先探索後學習」及「先學習後探索」兩組。依變項為英語情境學習成效(知識記憶、知識理解)、英語學習態度(情意成分、認知成分、行為成分、科技接受度)及英語學習動機(價值成分、期望成分)。研究結果發現：在英語情境學習成效面向，(1)就知識記憶而言，「虛擬實境」學習者表現優於「擴增實境」學習者；(2)就知識理解而言，「先探索後學習」的條件下，「虛擬實境」學習者表現優於「擴增實境」學習者；而學習者採用「虛擬實境」時，接受「先探索後學習」的表現優於「先學習後探索」。在學習態度面向，各實驗組學習者對於學習活動皆抱持正向態度，其中「擴增實境」學習者相較「虛擬實境」學習者，有較高的喜好感、科技易用性及科技有效性等表現。在學習動機面向，各實驗組學習者對於學習活動皆抱持正向動機，其中在內在目標導向、外在目標導向、工作價值、自我效能及期望成功面向，「先探索後學習」學習者相較於「先學習後探索」學習者有較高的學習動機表現。
於WISE平臺上進行以5E學習環設計之演化單元教材對學生學習成就與學習動機的影響
(2015) 薛閎仁; Hsueh, Horng-Ren
本研究主要使用Web-based Inquiry Science Environment (WISE)網路輔助科學探究環境作為平臺，以5E學習環教學模式設計之演化單元教材進行教學，並討論學生在「個人線上學習」與「教師引導教學」兩種不同的教學方式下，對於七年級學生學習之學習動機、學習歷程與學習成就的影響。七年級29位學生進行學生「個人線上學習」，30位學生進行「教師引導教學」，兩組間於教學前、後進行「演化單元成就測驗」及「國中生物科學習動機問卷」，並利用WISE平臺記錄學生的學習歷程，探討實驗處理是否會在學生動機與演化學習成就上達顯著差異。研究發現(1)WISE平臺上進行5E學習環設計之教學有助提升學生學習成就。(2)低分組學生於「教師引導教學」組中，學習成就顯著優於「個人線上學習」組。(3)WISE平臺上進行5E學習環設計之教學有助提升學生學習動機。(4)不同教學法於WISE平臺進行教學時，「學習歷程」表現越好則其「學習成就」表現越高。
角色扮演遊戲融入5E學習環對國中化學式相關概念學習之影響
(2011) 翁韻婷; Yun-Ting Wong
本研究旨在藉由實驗教學驗證建構式5E學習環教學模式與沉浸式角色扮演遊戲實施於化學式相關概念教學的可行性，探討不同5E學習環教學模式(演練範例式教學、探索式教學)對不同先備知識程度(高先備知識、低先備知識)的八年級學習者學習化學式相關概念的學習成效與理化學習動機之影響。研究對象為八年級學生，有效樣本為105人，研究設計採因子設計之準實驗研究法，自變項包含「教學模式」及「先備知識」，教學模式分為「演練範例式」與「探索式」兩種教學模式，先備知識依據學習者自然科前次的定期評量成績分為「高先備知識」與「低先備知識」；依變項則包括化學式相關概念學習成效、理化學習動機。研究結果發現：(1) 5E學習環之演練範例式教學策略有助於學習者化學式相關概念學習成效表現；(2)高先備知識學習者有較佳的化學式相關概念學習表現與理化學習動機表現；(3)不同高低先備知識程度的學習者，對於透過3D角色扮演沉浸式遊戲環境，融入不同5E學習環教學模式進行理化學習，皆持正向的動機表現；特別是低先備知識學習者有較高的參與動機表現。