4、問題導向學習教學策略對於學生在課堂上的表現有何影響?
第三節 名詞解釋
一、問題導向學習：ProblemBased Learning (簡稱 PBL）指學習者在有意義的情境裡，
以學習者為學習中心，透過小組討論與合作學習以瞭解問題及解決 問題歷程，並培養主動建構知識與技能的有效學習方式。本研究所 採用的問題導向學習是根據 Robert Delisle( 1997 ) 提出的問題導向 學習歷程組成下列步驟：與問題連結、建立結構、訪查問題、再訪 查問題、生產成果或表現、評鑑表現及該問題。
二、一般傳統教學模式：本文中所指的一般傳統教學模式是指依教案教學方式，採用講 述法的為主。
三、奈米科技：尺寸在 1~100nm 之間的物質之組成、構造、特性，並以其為基礎加以 設計、製作、組裝成新材料、器物的知識和技術。
四、奈米科技認知概念：本研究所指奈米科技認知概念學習，是經過奈米科技課程後，
進行奈米科技認知測驗，測驗採用研究者自編的奈米科技認知測驗量 表。得分越高表示認知概念越佳，反之。
五、學習態度：學習態度是指學習方法與習慣等準備狀態或行為 ( 唐璽惠，1988 )，本 研究所定義之學習態度指學生在「奈米科技學習態度量表」 ( 廖湘瑄，
2008 )得分，得分越高表示學生奈米科技學習態度越趨於正向、積極。
六、問題解決能力：本研究指的問題解決能力是依據詹秀美、吳武典 ( 2007 ) 所編製的
「新編問題解決能力測驗」得分的高低來表示問題解決的能力。得分 越高，表示問題解決能力越佳。
第四節 研究限制
本研究受限於人力、時間等因素，造成本研究的研究限制，本節將對研究範圍與限 制做出界定與說明：
一、研究者：本研究是由同一名老師進行兩個班級的教學，優點是可以避免因學習者本 身學習情況而減少研究誤差，缺點是教學者本身因預期心理而產生研究誤 差。本研究者盡可能避免因研究者的個人行為或特徵而造成實驗結果失實 或歪曲的現象，在於研究期間與分析資料階段將以客觀、公平的角度來進 行研究。
二、教學內容：本研究教學內容為奈米科技的發展、應用等，因此不適合推論到其他學 科或不同的學習單元。
第二章 文獻探討
本章第一節將要探討問題導向學習之意義與理論基礎；第二節將要探討問題導向學 習的實施與評量；第三節探討有關奈米科技領域的應用與發展；第四節探討 PBL 相關 研究成果。
第一節 問題導向學習之意義與理論基礎
本節的探討由問題導向學習的起源、及其學理上的依據與問題導向學習的特色。
一、 問題導向學習的起源
問題導向學習 ( PBL )，又稱問題本位學習、問題引導學習。問題導向學習是針對 問題了解與解決過程中所進行的學習。其認為問題導向學習是一能讓學習者主控學習的 較大部分，且鼓勵他們突破傳統學科之界線，並透過一特殊的問題進而整合相關知識的 方法 ( Barrows & Tamblyn，1980 )。
杜威曾提出：教師應引出學生探究與創造的自然本能，認為學生的校外經驗提供線 索去根據學生的興趣調整課程使學生主動參與。因此透過學生主動去學習，建構其知識 及技能，而非透過抽象的練習。
1986 年加拿大 McMasters University 醫學教授 Barrows 設計了一套教導醫生學習的 方式，培養他們對日常生活省思的潛能。當大多數醫學院能注重提供知識，Barrows 已 發展問題導向的學習於：讓醫學生能統整、使用、再使用新學得有關病患問題的資訊，
提供臨床情境的探討線索。Barrows 對於 PBL 的第一個教育目標：我們必須教導醫學生 學得基本知識，並做較佳的保留、檢索，供後來在臨床情境使用 ( Barrows, 1985 ) 。
Barrows 與 Tamblyn 於 1980 年定義這種新的教學法，PBL 是一種由理解及解決問題 的過程而得到問題解決的學習方式 ( Barrows & Tamblyn, 1980 ) 。他們將這一歷程歸納 如下：
2. 呈現問題給學習者的問題情境與真實環境中是一樣的。
3. 學習者處理的問題必須要適合他的學習程度，讓他能推理、應用知識，並且願 意接受挑戰及評鑑。
4. 在問題的處理過程找出要學習的領域，並引導學習者做個別化研究。
5. 將本過程所學到的技術及知識，可以再應用該問題，並且評估學習效率、增強 學習動機。
6. 在學習的過程中，學習者歸納統整已有的知識及技能 ( Barrows & Tamblyn, 1980 ) 。
Barrows & Tamblyn ( 1980 ) 指出 PBL 是由一個真實情境的問題，針對問題了解與 問題解決的過程進而學習。PBL 讓學習者掌握大部份學習，鼓勵學習者突破傳統學科之 界線，透過一特殊問題以整合相關知識的方法。Rankin ( 1992 ) 認為 PBL 是一種以學習 者為中心的教學方法，並非是一種自由式的發現學習，而是具嚴謹性、實踐性之教與學 的過程。Delisle ( 1997 ) 指出 PBL 是一種鼓勵學生運用批判思考、問題解決以及統整知 識的能力，以解決真實世界的問題和爭議的教學方法。國內學者王千倖在 1999 年提出 PBL 是經歷由問題的提出、概念的釐清、驗證假設、評估、再次界定問題、提出新的假 設、評估，以進行的螺旋性研究歷程。陳毓凱、洪振方 ( 2007 ) 認為 PBL 在本質上屬 於一個讓學習者藉由解題來獲得相關知能的教學模式。
根據以上學者的對於問題導向學習之定義，研究者認為問題導向學習是一種教學模 式，指學習者在有意義的情境裡，以學習者為學習中心，透過小組討論與合作學習以瞭 解問題及解決問題歷程，並培養主動建構知識與技能的有效學習方式。
近來，常見將問題導向學習 （Problembased learning） 與專題導向學習 （Projectbased learning）混為一談，兩者都是教學策略，強調的方法與精神有許多相似之處，但其細節 與實施步驟略有不同，表 212 列出兩者之間的比較關係。
表 211 問題導向學習與專題導向學習差異 除了表 211 顯示之外，Problembased learning 和 Projectbased learning 在教學時間 上也略有不同，Problembased learning 可由許多問題組成一個完整的單元，每個問題探 究所需的時間不同。Projectbased learning 是一個長時間周期研究過程，而非僅參與一個 短期性或是脫離真實生活情境的活動。而 Problembased learning 強調小組合作學習，也 與專題導向學習可能讓學習者在專題中獨自完成學習任務的作法有所區別 ( 楊坤原與 張賴妙理，2005 )。
綜合以上，問題導向學習與專題本位學習，皆是以學習者為中心；利用真實世界中
的現象、議題來形成問題；非線性的學習歷程；小組合作學習；而其不同之處也有數個 面向。在學習內涵結果上，問題導向學習是一種讓學習者藉由解題來獲得相關知能；而 專題導向學習進行一個研究過程，透過歷程中科學知識、技能的運用來形成最終產物；
而在問題結構上，一個是以結構模糊的問題為出發，另一則為驅動問題為主。
問題導向學習除了與專題導向學習之間有差異之外，亦有學者提出和 PBL 在理念 方面相似的教學策略，但是其在實施的方式、課程的學習內容、所要培養的目標等皆有 所不同。楊坤原、張賴妙理 ( 2005 ) 指出 Casebased learning 在學習目標與資源隨個案 呈現，強調內容的學習而未讓學習者進行屬於該學科領域的真實性解題，而 PBL 則是 聚焦於解決一個問題的歷程來獲得相關知能的教學模式 ( 陳毓凱與洪振方，2007 ) 。 楊坤原、張賴妙理 ( 2005 ) 指出 problem solving 目標是施給學生特別的解題訓練，在課 程中得到問題解決的技巧，且在進行課程的學習前，就已經具備解題所需的知識，以問 題為中心解決問題，學生透過解決問題的過程進行學習，能提升學生解決問題的能力。
但是 PBL 主張讓學生在學習必備的知識前，就須先遭遇結構模糊問題，再由解題的過 程獲得所需的知能，也會基於不同的策略或方法可能獲得不同的結果。
台灣的醫療體系如台大、陽明等，也引進 PBL 的教學策略，訓練學生的分析、蒐 集、統整、應用能力。以問題導向學習的教學方法突破傳統教學限制，配合國民中小學 九年一貫課程的推動，重視創造力與解決問題的能力，此 PBL 已在高中職、國民中小 學慢慢開始推動。
二、問題導向學習的理論基礎
問題導向學習是指由教師安排一個問題或任務，交給學習者去達成或是解決問題，
此問題解決的過程著重在與他人合作工作時可以激發出自己建構的知識與技能。強調以 學習者為中心、內在動機、鼓勵小組合作學習、允許學生不斷增加或修改他們的作品與 表演、教學設計能提供學生在活動中主動參予工作，而不是只是學習知識或要求學生有 成品展示、表演、是一種屬於高層次的知能挑戰 ( 計惠卿與張杏妃，2001 ) 。因此，
以下就建構主義理論、合作學習、情境學習等方面來討論與問題導向學習的關係。
(一)問題導向學習與建構主義理論
建構主義是學習理論由行為主義到認知主義以後的進一步發展。強調學習是建構式 的，知識是經由個體主動建構而成，而且可以與人分享建構而來的知識。張靜嚳 ( 1995 ) 歸納建構主義為下三點原理：「
(1)知識是認知個體主動的建構，不是被動的接受或吸收。
(2)認知功能在適應，是用來組織經驗的世界，不是用來發現本體的現實。
(3)知識是個人與別人經由磋商與和解的社會建構。」
Savery & Duffy ( 1998 ) 也指出以建構主義的觀點來思考問題導向學習，可以發現 學習者可以經由環境互動中產生學習；認知衝突可以刺激學習；知識的擴展需要多人提 供不同看法產生研商。 Vygotsky ( 1978 ) 強調學習者在過程中主動學習、主動建構知識 與技能等認知歷程，教師則扮演協助者與促進者。鷹架理論中曾提及：透過同儕間學習，
Savery & Duffy ( 1998 ) 也指出以建構主義的觀點來思考問題導向學習，可以發現 學習者可以經由環境互動中產生學習；認知衝突可以刺激學習；知識的擴展需要多人提 供不同看法產生研商。 Vygotsky ( 1978 ) 強調學習者在過程中主動學習、主動建構知識 與技能等認知歷程，教師則扮演協助者與促進者。鷹架理論中曾提及：透過同儕間學習，