本研究主要目的在設計一套多重表徵的地球科學網路課程，探討國中學生學習彩虹概念的學習歷程與學習成效。本研究以實驗研究法探究及內容分析法探究學生之學習成效和學習歷程。本研究的研究對象為離島國民中學三年級學生，曾修習過與地球科學氣象相關之理化課程，採便利樣本取樣，共選取4個班級，有效樣本共122人，實施「對電腦網路態度問卷」、「對地球科學學習態度問卷」、「線上課程」及「線上測驗」。線上課程設計依據為：（一）多重表徵呈現方式、（二）鷹架建構理論、（三）網路互動機制。本研究在量的分析採t考驗（t-tested）、變異數分析（ANOVA）、共變數分析（ANCOVA）與卡方分析（χ2 analysis）瞭解學生在線上課程中之學習成效與觀感，輔以質的分析(如內容分析)，瞭解學生在線上課程中之學習歷程。研究結果顯示：
一、自然學科能力強的學生，對電腦網路態度與對地球科學學習態度較為正向。在彩虹故事線上課程後，學生對於地球科學的學習態度雖然呈現些許退步(未達顯著水準)，但是地球科學概念的學習上，仍有顯著的進步。
二、學生在多重表徵彩虹故事線上課程教學後，學生的學習成效有顯著的進步，也就是學生在彩虹形成的相關概念有增長。而學生在彩虹形成線上測驗中的「純文字題目」較「多媒體題目」進步更顯著，支持雙代碼理論的論點。
三、線上試題的設計應朝多媒體化設計原則，較能引起學生的答題興趣，但是題目的設計、難易度的安排與型態的呈現需要特別留意，宜針對課程的內容，概念的特性以及時間的安排作適當的規劃。使多媒體化的線上測驗能真正考驗到學生概念學習的內涵。
四、學生對線上課程皆給予正向的評價，研究結果發現，經由鷹架理論所設計的教學策略，能夠利用教學工具提供學習支撐，協助學生科學概念的建立，亦能利用線上資源，幫助學生自我建構知識。然在課程的進行中，因缺乏良好的同儕互動學習機制，而影響到線上學習成效。
五、線上課程形成性評量對於學生的線上測驗成就表現是有幫助的。本研究發現，學生在線上課程形成性評量中的作答的類型，不同答題類型的學生，在學習資料庫中的資料蒐集能力會影響到其學習成效，資料蒐集與整理能力強的學生，其線上測驗成就表現佳。

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