親身體驗微奈米科技成效評估
本研究為整合型計畫「科學探索計畫 -中小學學生親身體驗微奈米科技」之子計畫一，負責各年級學生探索微奈米科技的學習成效評估，包括探討學生學習的特質以及觀察學生探索微奈米科技的情形。帶領探索的教師設計測驗卷及協助發放特質量表，再進行統計分析學生填寫測驗卷前後測以及量表的結果，教師同時以錄影帶觀察學生，於探索後分析並記錄學習內容修正的想法，包括課程教材、講課方式，甚至提供所需動畫內容（已新增11個動畫設計於共計31個課程的模組中）。本研究目前已完成學生學習成效評估結果、錄影帶分析結果，接著將完成探索奈米科技網頁及訪談教師、學生，作為提供未來教師課程準備的參考。
依本研究子計畫一目的，第一年探討不同學生學習特質，進行科學探索情形是否有差異。其中量化及質性分析方法為：
■前後測分數差異分析各學齡學生的學習成效
■觀察法分析各學齡學生的學習歷程
■Kolb量表分析各學齡學生的學習特質
科學探索的實施內容（包括課程教材及講解教師）主要由子計畫二和子計畫三的研究者負責進行，提供中小學學生各種科學主題，每次探索前後皆發放測驗卷以了解學習成效，並在測驗卷中設計調查題目，以了解學生對於實驗滿意度、認為實驗與生活連結程度為何、未來會從事科學相關工作的意願，以及開放式問題以了解學生對哪些實驗內容或講解仍然很難理解。此外，本研究採用「從做中學」的行動研究方式，採用錄影觀察學生學習歷程，以教師持續修正課程內容，若有必要製作動畫亦給予協助，教師授課方式也在學生學習歷程中可獲得修正，也可透過國家晶片系統設計中心與成功大學微奈米科技研究中心的協助，持續提供科學探索的不同主題。
本研究子計畫一的第二年，將強調學生與教師互動以及完成課程修正，期待學生能有充份時間將已建置並持續更新的微奈米科學網站分享其學習心得感想，也期望此網站內容作為未來各年級教師在進行科學實驗時，能獲得更多科學課程準備教材的參考資料，也可協助教師專業成長。最終亦期望能提供未來科學教育培育人才的重要文獻。
◆學習成效評量與學生特質
本研究前後測設計每一道題目，為該實驗模組希望學生了解的重要概念，題目數量考量實際進入學校課堂作實驗的時間，目前暫時不增加題數；而題目型式以是非題呈現，避免出現類似選擇題較複雜的題型，學生也不會因為前測答錯之後因為留下錯誤印象而仍然選擇錯誤答案。同樣概念的題目將有兩個版本（國高中、小學），僅是表達型式不同，例如：小學生使用較少是非題，而是使用圈圈看、連連看、畫畫看。此外，前後測的問題相同，而於後測時增加調查性問題以了解學生對於實驗的滿意度、認為實驗與日常生活連結性、對實驗的感想，以及學生認為仍然難以理解的部份，最後詢問學生未來從事科學相關工作的意願，這些問題皆有助於修正實驗課程教材。
本研究子計畫將學生填寫上述前後測題目回答以 SPSS 17.0 軟體進行：描述性統計、t-檢定，以了解學習成效是否有顯著以及學生對於實驗的滿意度、生活連結程度的平均分及未來有意願進行科學相關工作百分比。分點說明如下：
■前測與後測成績的平均數與標準差
■比較前後測差異分析 (t 檢定、顯著性p 值)
■與生活相關性 (平均數、標準差)
■實驗設計滿意度 (平均數、標準差)
■未來從事科學實驗的意願 (百分比)
■最難理解的部份與感想 (文字分析)
學生特質量表的分析則依 Kolb(2005)的計分方式。之後學生的反思內容將採用Babb(2006)評鑑數位履歷方式，檢視學生是否已具備：
(1)科學性知識(2)寫作技巧(3)視覺呈現技巧(4)反省式思考。
其中，(4)反省式思考的評分次項目如下，每一個項目皆以0-10 計分：
(a)知識內容解釋正確性
(b)知識內容涵蓋深廣度
(c)知識內容專業度
(d)知識內容批判力。
◆錄影觀察記錄
每次課程講解後，即開始錄影學生探索情形，針對學生從頭部到手部的畫面，雖然分組進行，但是教師會在每組中協助學生完成實驗，因此首先站在制高點錄影，再跟著教師進行錄影。錄影畫面重點為：
■學生與學生互動情形
■學生與教師互動情形
■學生與實驗器材互動情形
此錄影觀察有助於了解學生為何會（或者不會）親身體驗微奈米科學實驗，以及探討為什麼及如何親身體驗微奈米科學實驗。錄影帶內容分析，將學生在課程講解時（實驗之前）、開始進行探索實驗之中、即將完成所有實驗操作，整個過程以不同時間點記錄並且以文字說明學生-學生、學生-教師、學生-實驗器材的互動情形。
◆輔助動畫設計
由於科學教師講解微奈米相關知識時，必須經常呈現高倍數顯微鏡照相的圖示才能清楚說明微奈米結構，然而欲說明該結構與外在物質的交互作用時，很難僅以圖示說明清楚，或是在使用設備上有許多器材昂貴且操作手續繁複，故本研究首先進行前導性實驗，證實動畫輔助微奈米實驗的課程講解對於學生理解微奈米科學實驗具有顯著成效，於是根據教師修正課程教材的需求設計輔助動畫，共計微米實驗模組（15個）需要5 個動畫設計；奈米實驗模組（16個）需要6個動畫設計。
◆親身體驗微奈米實驗科學網站
本研究子計畫一協助建置網站，目前網址置於http://mina其中左邊分為四項選擇：最新消息、合作機構、合作學校、留言版。留言版則分為中學版及小學版；中學版讓學生可直接打字留言，也可觀看其他人的留言，小學版讓學生使用點選方式留言，亦可觀看其他人的留言。