本研究的目的在以「地球系統」（Earth System）概念為統整主軸，研發以「天然災害」（Natural Hazards）為單元主題之多元化教學模組(Earth System - Natural hazards Instructional Module, ESNIM)，並藉由教師行動研究的方式，來瞭解高二學生對於此種統整式課程的設計以及多元化教學策略之觀感及看法。研究工具包括「ESN常識問卷」(rkr-20 = .44~ .78)、「地球科學教室學習環境量表」（Earth Science Classroom Learning Environment Inventory，以下簡稱ESCLEI, Cronbach's α = .62~ .94)，其中包括學生親和、教師支持、學生參與、探究、工作取向、合作、平等七個向度、「建構學習環境問卷」（Constructivist Learning Environment Survey，以下簡稱CLES, Cronbach's α = .51~ .91)，其中包括社會建構、先備知識、主動學習和學生中心四個向度、「ESN課程回饋表」(Cronbach's α =.51~ .90)。本研究共進行了二次的行動研究（行動一：n = 131，行動二：n = 121），以宜蘭縣某國立高中男女合校之高二社會組選修地球科學的學生為研究對象。評量工具施測於ESNIM教學之前後，另於教學後二週內進行學生之晤談工作，最後以敘述性統計、t考驗(t test)等統計方法分析量的資料；質的資料乃經過編碼及三角校正後，進行探討並與量化資料作交叉分析。研究結果顯示：
一、 ESNIM有助於增進學生在天然災害方面的相關知識。
二、 由「CLES」的分析結果可發現，學生理想中的建構學習環境，以「學生中心」向度的得分最低。「行動二」的學生在經歷ESNIM後，其CLES四個向度的得分亦較前測（理想）的得分要低，尤以「主動學習」及「學生中心」二向度的差異較大。其可能的原因為學生心目中的建構式學習環境較為理想化，不易經由ESNIM的教學來達成他們的預期。晤談結果亦發現，「主動學習」及「學生中心」的學習環境要花費較多的時間養成，且學生須具備主動的學習習慣和以自我為中心的學習能力，這些可能都有待較長期的培養。
三、 「行動一」的學生在CLES量表前測的「社會建構」、「先備知識」和「主動學習」三個向度的平均得分要比「行動二」的學生平均得分高，但在「學生中心」平均得分較低，且「社會建構」、「先備知識」和「學生中心」達統計上的顯著 ( p < .01)。而「行動一」學生在四個向度填答的歧異度均較「行動二」的學生為大。
四、 由這二次的行動研究中可發現，學生在ESCLEI「探究」向度的得分最低、而「合作」向度的得分最高。這可能意味著多數學生尚未養成主動發現問題或探究調查的習慣，但相當喜歡能夠和其他同學們相互合作的學習環境。
五、 「行動一」的學生在接受ESNIM教學後，學生對地球科學教室學習環境的感受在各個向度上均有提昇的趨勢，且其中有五個向度達到統計上的顯著水準(p < .01)，並有小至大的效果量(Cohen’s d range from .33~.82)，顯示參與實驗的教師能夠透過ESNIM的教學，營造出相當不錯的教室學習環境。
六、 「行動二」的學生在接受ESNIM教學後，除在「探究」及「工作取向」二向度的態度略低於理想中的學習環境態度外，其餘五個實際感受到的教室學習環境態度向度都比預期中的要高，其中在「學生參與」和「合作」兩個向度達到統計上的顯著水準(p < .05)，並有小至中的效果量(Cohen’s d range from .33~.40)，意味著參與本研究的教師在某種程度上成功地營造出高出學生預期的教室學習環境，尤其是在學生的課堂參與度和同學間合作完成工作的兩個學習環境上。
七、 由學生在「ESN課程回饋表」及學生晤談資料的表現可看出，大部分的「行動一」和「行動二」的學生對ESNIM表示滿意。
八、 研究者在設計及正式施行ESNIM的過程發現，若要設計一個吸引學生注意力、又能讓學生快樂學習的多元統整教學模組，必須花費較多的時間收集資料、設計活動、甚而要有充份的電腦處理能力方能完成學生活動手冊和教學媒體，而在教學進行中所可能遭遇及面對的問題會較傳統的教學要多。但若能熟練多媒體的操作與使用、熟悉教學的內容、掌控好教學流程以及扮演好教師角色，如此的多元教學模組將會受到學生的肯定，並值得在高中階段推行。

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