問題導向學習

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第二章 文獻探討

本研究旨在以問題導向學習應用於自然領域以提升中學生動手做科展之研 究，因此本章共可分成四節進行文獻探討，首先第一節是問題解決導向學習理 論基礎、內涵和相關研究；第二節是國內科學展覽活動理論基礎’、內涵和相關 研究；第三節行動研究法理論基礎、內涵和相關研究；第四節是探討探究和如 何形成科學問題之相關研究、自然領域探究式教學之相關研究和問題解決導向 學習與合作學習之相關研究。

第一節 問題導向學習

問題學習導向學習(Problem-Baesd Learning)源自於 1960 年代中期加拿大醫 學教育學者 Howard Barrows 所提出，透過醫學臨床問題，讓醫學院學生藉由小 組分工合作和各成員自我研究，學生主動地達到各項學習要求，且以互動和反 省的過程中，解決病人臨床實際問題。

壹、 理論基礎

問題學習導向學習(Problem-Baesd Learning)理論，楊坤原(2005)整理國內外 相關期刊發現其基礎主要奠基於幾個相互關聯的哲學與認知心理學的理論之 上：

一、 杜威的實用主義(Pragmatism)

杜威的哲學思想中，認為觀念並不僅是靜態的文字，而是動態的過程中得 到經驗，讓我們更適應外在環境。亦即將經驗與歷程作為兩個基本觀念作為他 的哲學思想，且強調個體與知識之間如何建構關聯性。應用在教育方面，杜威 認為教育是生活、生長和經驗改造的歷程。從生活方面來看，教育就是一個不

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斷更新地歷程，讓我們如何去適應生活；而人生經驗不斷地增加，更加融入社 會。｢教育及生活｣是杜威認為教育的意義。

就教學活動來看，杜威認為

1. 學校與社會不可切割，課程內容應包含整體生活經驗。

2. 教學是師生互相的共同活動，教師應針對學生個性、興趣及先備知識作 事前準備。

3. 教材教法應打破固有模式，教學本身是一個實驗，因應當時背景需要做 調整。

4. 注意學習者思想的訓練，培養學生主動學習的態度、分析問題的習慣，

將先有知識相結合，解決當前問題，得到獨立的經驗。

所以實用主義強調教材是一個解決問題的工具，而教學是提供問題情境 且提供前人經驗，讓學生自行從新舊經驗中得到連結，獲得新知識，成 為解決以後問題。因此強調理論與學習並重，學習就是「做中學｣。

二、 訊息處理學習論(Information-processing theory of learning)

訊息處理學習理論，張春興(1994)是解釋人類在環境中，如何經由察覺、

注意、辨別、轉換、記憶等內在心理活動，以吸收並運用知識的歷程。而修正 了行為主義心理學所忽視一個因素，亦即是學習者本身的特質。訊息處理學習 理論重視人是主動的有機體，認為人在遇到環境刺激時，不一定對某刺激物做 出被預設的條件反應。而且人與環境交互作用同時，人會主動地選擇甚至操作 環境，從而獲得知識。而交互作用是一個複雜內在活動歷程，此過程是訊息處 理歷程。

蓋聶將行為和認知心理學觀點結合，並重視教師教學和學生學習的密切合 作，發現訊息處理理論的學習觀點最適宜解釋人類內在的學習過程。

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圖 1 訊息處理理論(張春興，1994)

此外，Trop 和 Sage(1998)提出，以訊息處理理論觀點來看，學習情境可以 激發學生先備知識、促進新學習；和真實生活所需知識相同；促進學習者回憶 與應用其儲存記憶的能力。

在問題導向學習的學習情境與應用情境最直接相關的，學習者由角色扮演 來習得知識。例如，學習自然科的問題時，如何從題目中，提取自己的先備知 識，在學習情境之中，獲得知識存取在大腦的長期記憶中，如果下次遇到類似 問題，可以從記憶中提取知識來解決問題，且獲得強化。

三、 後設認知(metacognition)

後設認知是指個人對自己的認知歷程能夠掌握、控制、支配、監督與評 鑑的一種過程。國內學者張春興(1991)認為，後設認知是對認知之認知，對 思考之思考，即比原來所認知者高出一層的認知。國外學者對後設認知的定 義如下：

1.傅來福(J.H.Flavell)在 1976 年首先提出後設認知是個人對認知活動的理 解、亦是與監控的歷程。

2.布朗(A.L.Brown)在 1976 至 1978 年認為後設認知是個人對認知活動的 自我調整和理解的歷程。又將後設認知分為靜態知識與策略知識兩種，靜態 知識是認知活動中可以用動作和口語表達的知識；策略知識是指個人採用一 連串修正認知活動的步驟和程序，包括計畫、預測、猜測和監控等四項步驟。

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計畫是了解認知活動中進行的前後順序；預測是評估認知的可能結果與狀 態；猜測是根據預測，建立假設，預設解答；監控是了解個人在認知活動中 進行狀況。

3.尤森等學者(S.R.Yussen & Santrock)在 1982 年認為後設認知是理解個人 解決問題的過程，八含注意力、知覺、記憶、檢索與推理過程的覺知。

4.斯騰伯格(R.J.Stenberge)在 1985 年認為後設認知解讀為個人問題解決 或作決定時，對整個過程的理解及監控的能力。而後設認知的成分包含，個 人對問題性質的確認、選擇解題的步驟策略、表徵知識的應用、解題時間的 分配及解題監控。

從後設認知的觀點來看，在問題學習導向學習中，學生必須了解自己、

學習和策略的知識，且對學習事前的評估和計畫，在過程中能作監控、測試 和檢討與修正等活動。這種學習方式，讓學生變成學習的主體，負起學習的 責任，成為自我導向的學習者。(黃淑惠，2002；鄭宇樑，1997)。

四、 建構主義(constructivism)

建構主義(林生傳，1998)的知識論與傳統哲學知識論有別，將內心實在與 外在實體兩元論的缺失作調和，認為知識是學習者主動建構的，是客觀實體，

無法且不需要檢驗其客觀性。因此有學者以主觀主義與客觀主義將建構主義知 識論與傳統哲學知識論作為劃分，亦即對傳統哲學知識論的反動。

學習者如何建構知識，獲得認知心理學者皮亞傑( Jean Piaget)主張認知是一 種建構，根據長期臨床觀察研究認知發展，變成認知心理學中建構主義的標 竿。他強調學習者在生存環境中，為了適應環境，憑藉先天基模來覺知外在環 境，進行認知的同時，若與原來先天基模不同，予以同化與調適作用來建構適 於環境的知識，所以他認為認知過程就是一種建構。每個學習者的先天基模因 成熟度、發展階段、成長背景、經驗背景的差異，而有所不同，建構起來的認 知也懸殊差異。因此，站在教育的角度，要求學習者各自發展基模以適應環境 為主，獲得心理平衡。

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依建構主義的主張，推出建構教學的理念(林生傳，1998)：

1. 學生是學習情境的主人翁，尊重學生的主體性，鼓勵學生積極主動參 與。

2. 教學是激發學生建構知識的歷程，知識是主動參與建構的結果，不同於 傳授知識的活種，教學者應鼓勵學習者主動利用先天基模與已有的經 驗，在學習情境中建構、重組對外世界的知識，可透過反省和自我對 話，獲得重新建構的知識。

3. 學生學習的結果不一定都相同，跟先天基模有關，而先天基模的情形取 決於學習者本身的個人特質、成長背景和經驗訓練有關。

4. 課程不是傳統的教科書所組成，也不是課程標準規定的科目，而是學生 參與學習過程的結果所建構的知識。教學不限於正式課程與教科書，也 可以和社會、生活上遭遇的問題所連結，因為最終教育的目的就是要適 應實際生活，融入社會文化。

5. 教學設計上可安排有啟發性、有趣的學習情境，激起學生主動參與學 習，喚起他們的舊經驗，提供學生認知模式去面對解決新問題，獲得新 的知識。

6. 教學進行中可透過協商對話方式進行，可以辨證的，不是傳統口述規範 的。可用兩種策略：一是可提供過去與學生不同的學習情境，認知衝 突，刺激他們反覆思考；二是安排學生間人際互動互相激勵的情境，讓 學生各自提出想法，各自表述意見。

7. 教師是教學的輔助者、詮釋者、經營者，而不是知識傳授者。教師鼓勵 學生自動思考、試探和建構，不需要急於給答案，依據每個學生的先天 條件，給予適當的認知架構，更靈活方式處理師生互動。

8. 學習過程重於學習結果。教師提供教學情境來激發學生學習；也要包容 學習者可能會有認知衝突、混淆正確觀念，與引導學生在錯誤與混亂中 成長是教師的修養與責任。

9. 教學評量要從學生建構知識的過程來看，因此可採多元動態評量。建構 主義者，評量教學不在於學習多少，而重在學習過程中，學生如何面對 問題，對問題的認識程度，有引起解答的動機，處理策略，不在評量學

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生答案誰對誰錯，依解答問題的程度而評定。因為每個人最終的答案都 不一定相同，跟先天基模、學習者自身條件有關。

從建構主義來看，問題導向學習可以提供學習者經驗性過程，主動建構自 己的知識，並透過老師

和同儕間人際關係互動，與他人協商合作過程，增加自我學習的認知結構。透 過理論與實務的結合，使學習者獲得知識應用於解決實際問題的能力，對於未 來能力表現是很有幫助的。

貳、 問題導向學習內涵 一、 問題導向學習內涵

關於問題學習導向的定義，列出國內外學者所提出見解，大致上相同：

Barrows 和 Tamblym(1980)認為，問題導向學習是呈現一個問題情境，由學 生架構一連串有系統的步驟去解決問題。

Fogarty(1997)提出問題導向學習是一種課程，以現實生活問題是學生學習 的原動力。可用非結構性與開放式的問題做為起點。

Fogarty(1997)提出問題導向學習是一種課程，以現實生活問題是學生學習 的原動力。可用非結構性與開放式的問題做為起點。