工程概念

第一節 教具

一、教具（teaching aids）的意義

教具的使用在教學和學習過程中是非常重要的，這是因為它會幫助 學生有效的學習，特別是對需要補救教學的學生；教具也是有利於學生 了解教師所教導的課程內容(Jamian & Baharom, 2012)。教具的設計是為 讓學習過程更有效、更快速、更滿意的設備或機械裝置，教具將複雜的 內容簡單化、組織化，並且很完美地將新舊概念相結合。Hong、 Nguyen 及 Prose (2013)指出教具應可包括書面講義、視覺教具、視聽和網際網 路等，雖然每一種都有其優點和缺點，但沒有一種是最適合所有目的，

在口語教學中應該結合教具。總而言之，無論是教師或學生，凡是在教 學過程中，一切有助於達成學習目標的任何媒介，均屬於教具。

所以，教具有利於學生了解教師所教導的課程內容(Jamian &

Baharom, 2012)。本研究在發展教具的時候會配合教材的內容，讓教材 的內容能充分的融入教具中，使學生在操作教具時，能有興趣且容易學

習課程內容。

二、教具的功能

藉由教具的使用，將使教學更活潑、更富創意而使上課內容更為生 動，讓學生對教學產生興趣，會主動想去了解與學習有關的人事物(林 敏宜、楊素玲，2000)。教具可以激起學習者的興趣並且帮助老師容易 地解釋概念(Rasul,Bukhsh, & Batool,2011)。何翠華(2000，頁12-頁15) 主張教具有七項功能:

1. 引起學習興趣、讓學生喜歡學習:興趣是激發學習的動力，透 過生動的教具吸引學生學習的興趣，並使學習得以持續。

2. 集中注意力，提高學習效果:透過較具吸引學生，使其注意力 集中，讓學習更快速，且提高學習效果。

3. 幫助事物理解，獲得正確觀念:例如透過圖片或實物的介紹幫 助理解，容易獲得正確觀念。

4. 刺激思考，培養創造力:例如藉由一些創意圖片或未完成的圖 片所留下的想像空間，來刺激思考、培養創造力。

5. 加深印象、幫助記憶持久:若能親眼目睹實物、影片，將可加 深印象，幫助記憶。

6. 提供具體經驗，促進自動學習:例如聆聽課文朗讀錄音帶，可 以邊聽邊學；書法範字可以模仿練習，達到自學的目的。

7. 教學多變化，節省板書時間:例如利用投影片，不僅可變化教 學，也可以節省許多板書時間。

綜合上述學者之見，教具是一項將教育目標與方向具體化呈現在教 學過程中的教學要素。其功能有幫助學習更趨容易、降低學習時的困難 度，且能讓教學更有所變化，富有趣味性與活潑性，將抽象的概念具體 化落實在教學的教具中。

三、教具的設計

教具是協助教師教學、幫助學生理解、記憶或輔佐教學活動進行順 暢的工具(周宴安、劉威德，2004)。因此，教具的選用對教師來說是一 件非常重要的事情。教師必須清楚教學目標，了解教具的特性與功能，

並適時運用適當的教具，才能讓教具發揮最大功效、讓學生獲得最佳學 習品質。所以蒙特梭利博士針對設計教具時需考量的部分，提出三項設 計教具基本條件的理念（陳沛涵，2007）:

1. 由簡單到繁瑣-孩子透過雙手循序漸進的學習。

2. 由具體到抽象-藉由較具呈現的具體概念，進入抽象思考。

3. 自動控制錯誤-教具應具有控制錯誤的特性，孩子操作時可以 達到自我教育的目的。

訊息處理理論有益於教師用最廣泛的角度在計畫和實施教學活動 上的基礎，Dale(1969)主張學習者若要能有效地運用更多的抽象教學活

動，他們必須先建立有許多具體經驗的庫存，因此，本研究在設計教具 時，以「訊息處理理論」與「Dale經驗金字塔」為理論依據，兩理論內 容於下列表述:

(一)理論依據-訊息處理理論

Gagne奠定訊息處理理論發展的思路與建議有益於教師用最廣泛的 角度在計畫和實施教學活動上的基礎，它包含完整的設計教學原則及一 連串的系統(Babadogan & Ünal, 2011)。

訊息處理理論（information processing theory）的研究範圍主要在四 個組成部分：輸入、注意、察覺及工作記憶力(Campigotto, McEwen, &

Demmans Epp, 2013)。解釋人類在環境中，如何經由感官察覺、注意、

辨識、轉換、記憶等內在心理活動，以吸收並運用知識的歷程（張春興，

2002）。

圖2-1 訊息處理心理歷程圖示

資料來源:出自張春興(2002)

訊息處理理論主張人類的記憶是一個主動且具組織的系統，能夠選 擇訊息加以處理，然後再將訊息轉換成有意義的符號。如圖2-1 所示，

訊息處理的心理歷程起於環境中的刺激，但並非所有刺激皆能引起個體 注意，而進一步進行訊息的處理。有關訊息處理的歷程主要可分為感官 收錄（sensory register，簡稱SR）、短期記憶（short-term memory，簡稱 STM）和長期記憶（long-term memory，簡稱LTM）等三部分。感官收 錄是一個短暫的記憶，是由環境刺激引起學習注意時所產生的，若學習 者對於刺激進一步加以注意處理，則產生短期記憶，當學習者進一步針 對訊息進行複習方式時，則產生長期記憶，長期記憶可以儲存大量而有 系統的資訊，且會針對這些資訊依一定的規則分類、組合和保存（張春 興，2002）。

根據訊息處理理論的觀點，教師在從事教學設計時應思考相對應的 教學因素包括:組織學習架構、引導學生的注意力、促進學生的知覺與 編碼。因此，在設計教具時，當對於如何引起學童的注意、如何呈現有 組織、有意義、簡單易學的訊息內容、如何幫助學習者進行編碼並進一 步貯存於長期記憶中，做一番審慎、周詳之考慮。教具設計不宜同時施 予過多刺激以免分散學童注意，應以簡單明瞭並能引起學習者注意為首 要條件。教學內容之設計安排，應以有利學習者吸收、複習、編碼、並 整合至長期記憶區裡為目標。

(二)理論依據-戴爾(Dale)經驗塔

視聽教育學者戴爾(Dale，1969)結合布魯納（Bruner）認知學習的三 種表徵時期：動作表徵時期（enactive representation）、影像表徵時期

（iconic representation）、和符號表徵時期（symbolic representation），

而設計成經驗塔(Cone of Experience)，說明了學習過程是由具體而抽象，

循序漸進。其中，動作表徵期主要代表「由做中學」的經驗，包括直接 而有目的的經驗、設計經驗、演劇經驗及示範（教學演示）；影像表徵 期主要代表「由觀察中學習」，有參觀、展覽、電視、電影、錄音或廣 播或靜畫；最高層次是符號表徵期，以「由思考中學習」的經驗為主，

包含視覺符號、口述符號。圖2-2 為戴爾經驗金字塔。

圖2-2 戴爾的經驗金字塔

資料來源:修改自Panadero, Roma, & Kloos (2010)

戴爾的經驗金字塔指出教學中具有自「直接至間接」、自「抽象至 具象」的各種不同經驗，而達到加強學習效果的目的。經驗金字塔表示 各不同視聽教學媒體在教學上的相互關係，及在學習過程中的個別地位 差異(國立教育資料館，無日期)。

依據圖2-2，戴爾經驗之塔理論要點是：

1. 經驗之塔最底層的經驗最具體，越往上升，則越趨抽象。

2. 教育應從具體經驗入手，逐步進到抽象，有效的學習之路，

必須充滿具體經驗。

3. 教育不能僅止於具體經驗，而要向抽象和普遍發展，要養成 概念。

4. 學校中應使用各種教育工具，可以使得教育更為具體，從而 造成更好的抽象學習。

Dale(1969)主張學習者若要能有效地運用更多的抽象教學活動，他 們必須先建立有許多具體經驗的庫存，這樣他們才能對抽象符號描述的 現實賦予意義。

訊息處理理論與經驗金字塔理論都將要學習的內容經由編碼後的 工具或適當的傳達管道來幫助學習者學習、促進學習效果。本研究以「訊 息處理理論」與「Dale的經驗金字塔理論」為理論基礎，從具體經驗加 深學生的印象，進而轉化成抽象的機械獸工程概念。

第二節 模組化教學

一、教學模組（teaching module）

「教學模組」是一個主題式教學的教案，或稱之為一個「大單元教 學計畫」。只是，為什麼捨棄大家熟悉的「大單元」名稱，而用「模組」

這個詞呢？那是因為：在新課程裡，強調教師教學的主導性及學生學習 的主體性，因此教師可由「大單元的教學計畫」中擷取一部分、或改裝 部份的教材內容、或變換執行的方式，並不一定要照單全收。所以不用

「大單元教學」的名稱（語意含有一個完整單位的意思），而改以較鬆 散的詞「模組」來代替（陳文典，無日期）。

二、教學模組的特色

陳文典提出教學模組具備下列幾點特色(曾常亮，2010，頁22-頁 23）：

1. 統整性 :教學模組主要是以「主題」探討的形式進行設計，

因此模組的內容可以是主題式統整，以主題出發，除了對學 科知識內容的內部統整外，還能對外和生活經驗以及其他學 科做橫向聯結。

2. 實用性 :發展教學模組主要的目的是協助教師教學，促進學 生的學習，因此也可以說它是以問題為導向的一種教學設計 方案，亦即設計者可依據學習者的需求量身打造一個具個別

化、適性化的教學內容，給予學生最良好的學習條件。   

3. 彈性化 :以教學層面而言，教學者可以照自己的方式與想法，

組織模組所欲達成的目標，也可依照自己的教學目標，彈性 選取或重新組裝模組的單元，並非一個「固定」的教學模式，

給任課教師教學自主的空間。

4. 趣味化:教學模組的功能就是想要取代刻板的教科書內容，因 此在活動內容或進行方式都會比教科書的設計來得活潑有趣，

並以此引起學生的學習動機。

教學模組主要是一種把教學組織起來的材料，通過使用教學模組，

老師做出課程决定用計時任務的教學和妥帖的期限適合學生，當教學時，

他們合併他們認為相關內容與並且補充給學生，教師憑藉著既有的知識 去決定何種教學模組要實施或不要實施，這種過程在教師生涯中不斷的

他們合併他們認為相關內容與並且補充給學生，教師憑藉著既有的知識 去決定何種教學模組要實施或不要實施，這種過程在教師生涯中不斷的