名詞釋義

一、樂高 STEM 組件：本研究所指的樂高 STEM 組件係包括樂高機器人實驗室－

教育基本組（LEGO Mindstorms Education Base Set；編號：9797）、樂高機器 人實驗室－擴充元件組（Competition Resource Set；編號：9648）、樂高 STEM 感測器組件（Vernier and Mindstorms Science Bundle）等三類組件的集合。樂 高機器人實驗室－教育基本組包括：各類積木數 431 個、程式控制電腦積木 一個、USB 傳輸線一條、光感測器 1 個、超音波感測器 1 個、音源感測器 1 個、觸控感測器 2 個、互動式伺服馬達 3 個、燈泡 3 個、轉接線 3 條及連接 線 7 條、可充電鋰電池 1 顆、組裝說明書及一套圖形化電腦控制軟體(含 NXT-G 2.0 版)等。樂高機器人實驗室－擴充元件組包括：各類積木數 672 個，含輪 胎、各式連接臂、齒輪、插栓、十字軸、橫桿、平板…等積木。樂高 STEM 感測器組件包括：Vernier NXT 感測器連接頭 3 個、氣動組件組 1 組、Vernier 溫度探針 2 個、Vernier pH 值感測器 1 個、Vernier UVB 感測器 1 個、Vernier 電 導率探針 1 個、Vernier 土壤溼度感測器 1 個、Vernier 電壓探針 1 個、Vernier 雙範圍力感測器 1 個、Vernier 氣壓感測器 1 個、Vernier 磁場感測器 1 個、小 型太陽能板(2.0V, 200 mA)1 個、有鱷魚夾的小型太陽能板 1 個。

樂高 STEM 組件可讓學童進行動手做學習，動手做學習是最好的方式，

來吸引學生投入「科學、科技、工程和數學」（Science, Technology, Engineering, and Math；簡稱 STEM）的歷程。上述的感測器，再加上樂高的 Mindstorms NXT 的智慧型介面，讓學童以新的方式做傳統科學實驗室的學習活動。此外，機 器人專案提供了一個機會了解和工程建設，同時增加學習的樂趣。即學童們 可建造不同功能的機器人，同時透過 NXT-G 2.0 撰寫所需的程式，下載至機 器人的程式控制電腦積木，以便讓它可完成預設的科學實驗及專題活動。

列科學學習的教學活動。此教學設計內容即為本研究所實施之「樂高 STEM 教學」。

三、科學學習：本研究所指的科學學習是讓學童學會如何去進行探究活動，即是：

學會觀察、詢問、規劃、實驗、歸納、研判，也培養出批判、創造等各種能 力。特別是以實驗或實地觀察的方式去進行學習，使學童獲得處理事務、解 決問題的能力。

同時，學童們也能了解科學與科技的發展對人類生活的影響，學會使用 和管理科學與科技以適應現代化的社會生活。透過學習使學童能善用各種科 學與科技，以便利現在和未來的生活。

四、問題解決：從認知心理學的觀點，用來定義「問題」的一個標準訊息處理架 構（information-processing framework）是由數個狀態（state）所構成：1.一個 目標（goal）或是目的狀態（end state）；2.一個初始的或是開始的狀態（starting state），也就是對問題所做的描述；3.一些中間狀態（intermediate states），用 來描述為達成該目標的所有可能的解決路徑（solution paths）（岳修平譯，

1998；Newell & Simon，1972）。因此，我們可知「問題」的形成要素在於：

初始狀態、目標及解決途徑。

本研究所指的問題解決是運用個人先前已具備的經驗、知識、技能和了 解（初始狀態），去思索、探究、推理（解決途徑），以滿足未能解決的陌生 情境之需求（目標）。所以，問題解決是將許多已知的知識與技能加以組織，

運用這些知能找出解決方法或途徑，而順利將所遭遇的問題加以解決。