問題導向與情境學習理論

本節就問題導向學習的意義、歷程的分析中，進一步分析問題導向學習與情境學 習理論的結合應用，並對問題導向學習、情境學習與數位遊戲學習在教學應用的相關 研究進行討論。

一、 問題導向學習策略

（一）問題導向學習的定義與歷程

「問題解決」是個人運用先前的知識、技能和理解去滿足新情境的需要，並重組 他所擁有的資訊，發展出新方法，以獲得解答的過程（Kahney, 1993）。問題解決是一 種過程，當學習者無法使用先前的經驗去解決新面臨的情況且在遭遇問題時，學習者 會回憶已學習過的經驗，而嘗試去發現解答。當他無法成功解決問題時再嘗試連結，

如果獲得成功的連結則變成高層次思考且可再進一步運用於相似的問題上。而產生的 高層次思考則成為一種認知策略，它可引導認知行為。學習者能成功的解決問題乃依 賴回憶相關規則、口語知識的廣博和認知策略的運用等能力（Gage, 1986）。

Gagne（1997）以累積學習的模式提出人類學習由簡單至複雜可分為八種學習，

分別是符號學習、刺激-反應聯結、語言聯想、動作聯結、區辨學習、概念學習、規則 學習、以及問題解決等。其中前四項為學習的基本形式，有了此四類學習為基礎，才 能依序進行區辨、概念、規則、及問題解決的學習。

「問題導向」學習，是指學生在老師的指導下，從練習中學習如何發掘問題、分 析問題和解決問題的能力。藉著處理問題的過程，自行搜尋資訊而學到必要的知識，

以問題導向學習模式所取得的知識，讓人印象深刻記憶良久。將來在生活中如果實際 面臨到問題時，即可模仿此種處理問題的方式來解決問題。問題導向學習模式事實上 就是在訓練學生面對問題和解決問題的能力，使學生終身受用（宋錦圓，2008）。

Glass 與 Holyoak（1986）以資訊處理模式（information processing model）分析

人類的問題解決過程：(1)形成初步的問題表徵 (2)研擬可能的解決方案 (3)重新界定 問題 (4)實行計劃及檢討結果。Greenfield（1987）以教學者的觀念提出問題解決的步 驟為：界定問題、分析問題、搜集資料、提出解決方案、嘗試解決、檢討。

圖6 問題解決過程模式

參考資料：Glass & Holyoak（1986）－問題解決歷程〈Schematic outline〉

Sternberg（1996）在認知心理學相關研究中，也提出問題解決的七個流程：

(1)確認問題（problem identification）

(2)定義問題（definition of problem）

(3)建立問題解決的策略（constructing a strategy for problem solving）

(4)組織跟問題有關的訊息（organizing information about a problem）

(5)資源分配（allocation of resources）

(6)監控問題解決（monitoring problem solving）

(7)評估問題解決的結果（evaluating problem solving）

Krynock 與 Robb（1999）從教學者的角度，將問題導向學習的過程劃分為：

(2) 探究階段：教學者必須引導小組探究過程，學習者必須找出有關問題之資訊、寫 下學習議題、進行事實描述、提出假設與學習議題及規劃行動方案。

(3) 自我導向學習階段：學習者則須擬出自我之學習進度。

(4) 重新檢視假設階段：小組從討論分享中重新檢視資料的來源與先前之假設。

(5) 自我評鑑階段：學習者必須評估自我學習與同儕學習。

同時，在以上階段裡，教學者必須致力於觀察小組討論與促進學習者之概念理解。

Hung（2006b）將問題導向學習的過程予以延伸，進一步提出了 3C3R共九個步驟 的問題導向學習設計模組。3C就是內容（content）、情境（context）和關聯（connection）； 3R為研究（researching）、推理（reasoning）和反映（reflecting），在交互連結下形成了 九個學習步驟：

(1) 設定學習目標（set goals and objectives）

(2) 課程內容(任務)分析（conduct content/task analysis）

(3) 分析課程情境與規則（analyze context specification）

(4) 選擇（產生）問題導向的問題（select/generate PBL problem）

(5) 衍生更深層的PBL問題（conduct PBL problem affordance analysis）

(6) 進行對應分析（conduct correspondence analysis）

(7) 進行檢驗過程（conduct calibration processes）

(8) 建構反思元素（construct reflection component）

(9) 檢查 3C3R的相互關係（Examine intersupporting relationships of 3C3R components）

圖7 3C3R 問題導向學習模組（引自 Hung, 2006）

Hung 與 Goodnough（2008）進一步探討九步驟的問題導向學習設計模式在實際 教學中的應用。參與研究的教師反映，3C3R的九步驟設計過程，可以協助教師檢視問 題導向課程的決策與實際做法，因為這個模型提供了系統化的概念框架，教師只要一 步一步按照步驟，便可設計出PBL的問題。但是教師們也表示在實際設計PBL課程的 過程中，需要大量的時間與資源，以進行分析與規劃。Hung針對這個問題，強調要善 用步驟5、6 和 7，讓教師可以在有限的時間內設計出有意義的PBL課程。

Jonassen 與 Hung（2008）指出，問題導向學習（PBL）是以學生為本位，教學 者的角色是問題情境的設計與引導。學習者必須歷經決策、診斷，提出解決方案與反 思問題等過程。研究中特別強調教學者必須注意教學設計的難易度，以及是否能符合 預期教學目的，不恰當的問題情境設計，可能會超出學習者的先備知識，使得教學以 失敗告終。兩位學者提出在設計PBL課程時須注意的部分：(1)解決問題情境所需的技 能是否超出學習者的能力 (2)在科學學科課程中，是否有明確的學習目標，是否針對 不同學習成就學生做調整 (3)問題的複雜度、是否跨學科 (4)問題是否有太多替代性 的答案 (5)在PBL過程中是否可以調整問題的難易度。

雖然問題導向學習的特點眾所皆知，但是基於問題導向的學習環境（PBLE）有哪 些必要條件，卻少有相關論述。Jonassen（2011）認為問題導向學習的成功之處在於課 程學習後，使學生發展自我學習策略與調適能力，他認為學習者在問題導向學習過程

中，必須歷經以下認知歷程：(1)問題編碼（analogical Encoding） (2)因果推理（causal Reasoning） (3)提問（questioning） (4)論證（argumentation） (5)模組化（modeling）。

Jonassen指出，我們不能假設學習者能自然熟練的解決問題，尤其是面對較複雜的學習 情境。因此，教學者必須引導學生通過以下步驟：(1)選擇適當的解決方法（story Problems） (2)歸納問題規則（rule induction problems） (3)問題決策（decision-making problems） (4)問題排除（troubleshooting problems） (5)評估問題解決的成效（strategic performance problems） (6)形成解決問題的決策（policy problems） (7)設計多種解決 方案（design problems）。基於上述問題導向學習的歷程，Jonassen認為問題導向學習 環境有幾個必要條件：待解決的問題、範例、類似的結構、問題探究、先前的經驗、

可替代的觀點與模擬。對大多數學生而言，他們需要在適合的環境下學習，在一個合 乎問題導向的學習環境裡，待解決的問題是所有學習的重點，學習者可以透過對問題 範例的觀察，結合以前的學習經驗或類似的問題架構，參與解決問題；過程中也許可 能會失敗，但也可以藉此找出不同的解決辦法，利用模擬的方式，幫助學習者解釋與 解決問題情境。

Cennamo等人（2011）對小組合作形式的問題導向學習進行研究，研究發現，在 小組合作學習的架構下，學生必須針對問題情境反復提出完善可行的解決方案，學生 需要學習如何評估這些方案的可行性，他們必須學習如何清楚溝通，如何正確傳達解 決問題的想法。然而，學生並不是天生的決策者，他們可以依靠同儕的力量，透過問 題討論與經驗交流，學生可以整合、運用各種學科知識來解決問題。教學者的角色，

是幫助學生將複雜的學習問題予以簡化，利用課程討論、學習任務提示、歸納統整等 過程，讓學生可以解決學習上問題，符合預期的教學目標。

陳淑齡等人（2010）在問題導向教學模式對「植物繁殖」課程影響的研究中指出，

問題導向學習是一種以學習者為中心所發展出來的學習與教學活動，強調學習者的學 習動機與主動學習，並藉由合作學習與問題解決，培養自我導向學習的技能，以及資

訊管理與應用的能力。研究發現，利用問題導向教學的方式融入國小自然領域教學，

確實能提昇學童學習自然科學知識的興趣，並有助於提昇問題解決能力。研究中也說 到，問題導向教學課程中，教師必須隨時掌握學生的討論狀況，並適時拋出新的問題 以激發學生討論，同時教師也必須指導學生如何蒐集資料，並透過組織、統整等過 程，將蒐集到的資訊轉變成有系統的資料，幫助學生能確實解決學習上的問題。

陳育志（2011）在問題導向學習對國小高年級學童科學態度與學習策略影響研究 中發現，問題導向學習策略，對學生的科學態度有正向且顯著的影響，而接受問題導 向學習的學生，其科學態度與學習策略的表現上，皆優於接受傳統教學方式的學生。

研究中也指出，教師可透過多元的評量方式，來瞭解學生在每個階段的學習成效；此 外，利用電子白板這類的資訊設備，對於佈建問題導向的學習環境，有相當大的幫助，

不但可以簡化教學者的教學工具，更可讓學生樂於分享學習成果。

Xun, Lourdes 與 Nelson（2010）在植基於網路環境的問題導向學習策略研究中指 出，利用web的資訊環境，教學者將課程內容設計成可以觀察學生問題解決流程的系 統。學生在問題解決的過程中，必須闡述和證明自己的決定，他們可以和同儕一起討 論、尋找有用的資源，並提出解決問題的推理與方法。研究發現，由於網路等資訊環 境的協助，問題導向的學習策略可以幫助學生自我檢視及調整，有助於鼓勵學生自我 評價與反思，故可有效促進自我導向學習的產生。

圖8 網路式問題導向學習流程圖（引自 Xun,Lourdes, & Nelson, 2010）

Belland, French 與 Ertmer（2008）在K-12 數位學校中，探討問題導向學習策略對 學生在科學性學科的影響。研究發現，完整的PBL課程模式下，學生必須確定他們該 做什麼，並按照學習路徑來獲得所需要的知識，因此，問題導向學習除了可以提昇學 生問題解決的能力外，還可以引導他們發展自我導向學習。

黃憲政（2008）亦使用網路化環境策略，探討問題導向學習對國小學童在「生物

黃憲政（2008）亦使用網路化環境策略，探討問題導向學習對國小學童在「生物