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1.本研究設計一套五階段POE探究式學習模式，並結合協同學習、凱利方格技術來設計自然科學的數位學習教材.2.第一期研究計畫，對101位國小四年級學生進行準實驗研究，在智慧教室環境中，進行自然科學的數位學習課程.3.第一期教學實驗計畫結果發現，五階段POE探究式學習模式確實能幫助自然科學學習.4.若結合凱利方格技術或結合協同學習，更能有效提升自然科學學習成效.–高分組學生採用協同學習方式表現最佳.–中分組學生採用凱利方格技術表現優於採用協同學習模式.–低分組學生適合凱利方格技術及協同學習，兩者無甚區別.