第五章、 結論與建議
第二節、 建議
壹、 對於地球水循環系統思考課程修改的建議
本研究的地球水循環系統思考課程，一開始便以以系統為課程設計(systems as designs)，教學上不僅要定義各組成成分，並了解它們的功用與角色在系統中 的重要性以及和與其他部分是如何互動的，因此主要採動手操作實驗與結合資訊 科技並行的開放式學習活動，讓學習者在學習過程中採探究的方式，藉以提升其 系統思考技能；而研究結果也指出該課程確實也提升學習者的後設認知與自我調 節能力，讓其能針對水循環的過程進行解釋。未來在地球水循環系統思考課程中，
建議若能在這些區域加上網路攝影機，收集當地及時景象，讓學習者有更具體的 學習歷程，加上原本室內課程操作、資訊平台融入及戶外教學實地參訪相互印證，
更能增進學習者對於大自然中水循環系統與系統思考技能之間的聯結。
貳、 對於教學平台修改的建議
由於本研究個案學生為國小六年級學童，正處於具體運思期階段，故推理思 維能力只限於眼前所見的具體情境或經驗，因此本研究捨棄先前研究採動畫模擬 的方式，改以「即時與真實水文資訊平台」為輔助地球水循環的教材工具，透過 教學不但能呈現當下水文即時資訊，更能解釋地球水循環系統的複雜性，讓學生 立即知道當地的水循環狀態，而結果顯示教學平台確實能提高學生的學習興趣，
但缺點是目前所建置的教學平台在讀取水文資料的速度較為緩慢，會降低學習者 的使用意願以至於較難控制上課流程的秩序且急需加強教學者對於教學平台的 突發狀況的應變處理，因此建議針對此平台的功能可做進一步提升。再者，若能 將課程相關的學習單或工作單採在校線上填答與即時分析的方式，更可以讓教學 者更加快速的了解學習者的系統思考技能與知識結構的進步情況，以利進行鷹 架。
參、 後續研究的建議
本研究設計「即時與真實水文資訊平台」融入地球水循環課程，但僅採個案 研就去檢視學生的系統思考技能與知識結構的影響，而研究結果也初步顯示該課 程設計確實能提升學生的系統思考技能與知識結構，而為了更進一步評估該課程 與教學平台對於學習者學習成果的影響，未來在針對系統思考技能議題時，建議 可採準實驗研究法進行更加深入的探討。
參考文獻
中文部分：
王文科(2000)。教育研究法。臺北：五南。
何榮桂(1998)。從教育部之資訊教育推展策略看未來中小學資訊教育的願景。
資訊與教育，68，2-13。
吳明隆(1998)。國民教育階段學生數學學習之性別差異的探究。科學教育，8，
29-43。
林奇賢(1997)。全球資訊網輔助學習系統：網際網路與國小教育。資訊與教育，
58，2-11。
林煥祥 主編(2008)。臺灣參加 PISA 2006 成果報告。行政院國家科學委員會 計畫(編號 NSC 95-2522-S-026-002)。
林維峰(2009)。以自由軟體實施國小星星單元資訊融入教學之成效。未出版之 碩士論文。亞洲大學，台中市。
周興隆(2009)。Google Earth 融入地理教學對國中生學習成效影響之研究。未 出版之碩士論文。國立台北教育大學，台北市。
教育部(2012)。國民中小學九年一貫課程綱要。臺北市：教育部。
教育部(2010)。臺灣 PISA 國家研究中心。臺北市：教育部。
教育部(2010)。環境教育之基本理念。台北：教育部。
許智銘(2008)。Google Earth 數位教材平台建置與應用於自然與生活科技領域 教學之研究。未出版之碩士論文。長榮大學，台南市。
許誠峰(2011)。資訊融入教學對國小高年級學生科學本質觀之影響與探討。未 出版之碩士論文。國立屏東教育大學，屏東市。
郭生玉(1998)。心理與教育研究法。臺北市：精華。
陳俊良(2008)。探討 Google Earth 及 Google 相關工具融入國小自然科全球暖 化教學對學生之影響。未出版之碩士論文。臺北市立教育大學，台北市。
陳世杰(2012)。運用 Google Earth 於國小三年級鄉土地理輔助教學之研究。未 出版之碩士論文。國立屏東教育大學，屏東市。
黃啟源(2008)。運用 Google 地球於國小五年級地理教學之研究。未出版之碩士 論文。淡江大學，新北市。
黃貞菁(2010)。國中教師運用電子白板進行資訊融入教學之探討。未出版之碩 士論文。世新大學，台北市。
傅晨萍(2012)。資訊科技融入國中地理科之教學成效之研究-以「水文」與「生 態特徵與環境問題」單元為例。未出版之碩士論文。國立彰化師範大學，
彰化市。
楊學倫 (譯) (2009)。個案研究設計與方法。臺北：五南。( Robert. Yin , 1984 ) 賴信志(2008)。Google Eearth 資訊系統導入自然與生活科技領域教學之研究。
載於白亦方 (主編)，課程與教學改革-理論與實務。台灣：高等。
賴信志、湯凱雯、陳穎全、許智銘(2008)。Google Earth 資訊系統導入自然與 生活科技領域教學之研究。長榮大學，台南市。
鞏建雅(1999)。當代 GIS 的若干理論與技術。武漢：武漢測繪科技大學。
蘇勝祥(2009)。利用 Google Earth 進行鄉土教材整合之行動研究—以「森情羅 東」課程為例。未出版之碩士論文。國立東華大學，花蓮市。
英文部分：
Anderson, O. R., & Demetrius, O. J. (1993). A flow-map method of representing cognitive structure based on respondents’ narrative using science content.
Journal of Research in Science Teaching, 30, 953-969.
Azevedo, R., Cromley, J. G., & Seibert, D. (2004). Does adaptive scaffolding facilitate students’ ability to regulate their learning with hypermedia?
Contemporary Educational Psychology, 29, 344–370.
Bischoff, P. J., & Anderson, O. R. (1998). A case study analysis of the development of knowledge schema, ideational network, and higher cognitive operations among high school students who studied ecology. School Science and Mathematics, 98(5), 228-237.
Booth Sweeny, L. (2000). Bathtub dynamics: Initial results of a systems thinking inventory. website: http://web.mit.edu/jsterman/www/bathtub.pdf.
Ben-Zvi Assaraf, O.&Orion, N. (2004a). A study of perceptions of junior high
students of the water cycle in its application to teaching science in the ‘‘science for all’’ era. website: stwww.weizmann.ac.il /g-earth.
Ben-Zvi Assaraf, O., Orion, N. (2005). Development of system thinking skills in the context of Earth System education. Journal of Research in Science Teaching, 42(5), 518–560.
Cindy E. Hmelo-Silver; Roger Azevedo(2006). Understanding Complex
Systems:Some Core Challenges. Journal of the Learning Sciences, 15(1), 53–61.
Cindy E. Hmelo & Douglas L. Holton (2010). Designing to Learn About Complex Systems. Journal of the Learning Sciences, 9(3), 247–298.
Draper, F. (1993). A proposed sequence for developing system thinking in a grades 4–12 curriculum. System Dynamic Review, 9, 207–214.
Frank, M. (2000). Engineering systems thinking and systems thinking. Systems Engineering, 3, 63–168.
Forrester, J.W. (2007). System dynamics—A personal view of the first fifty years.
System Dynamics Review, 23, 345–358.
Goldstone, R.L., & Wilensky, U. (2008). Promoting transfer complex systems principles. Journal of the Learning Sciences, 17, 465–516.
Hmelo, C.E., Holton, D.L., & Kolodner, J.L. (2000). Designing learning about complex systems. Journal of the Learning Science, 9, 247–298.
Hogan, K. (2000). Assessing students’ system reasoning in ecology. Journal of Biological Education, 35, 22–28.
Hogan, K., & Thomas, D. (2001). Cognitive comparison of students’ systems modelling in ecology. Journal of Science Education and Technology, 10(4), 319–345.
Hmelo-Silver, C. E., Marathe, S., & Liu, L. (2004). Understanding complex systems:
An expert-novice comparison. Paper presented at annual meeting of the American Psychological Association. Honolulu, HI.
Hmelo-Silver, C. E.,&Pfeffer,M.G. (2004). Comparing expert and novice understanding of a complex system from the perspective of structures,behaviors,andfunctions. Cognitive Science, 28,127–138.
Hmelo-Silver, C.E.,&Azevedo, R.A. (2006). Understanding complex systems: Some core challenges. Journal of the Learning Sciences, 15, 53–61.
Lajoie, S. P., & Azevedo, R. (in press). Teaching and learning in technology-rich environments. In P. Alexander & P. Winne (Eds.), Handbook of educational psychology (2nd ed.). Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
Lehrer, R., &Schauble, L. (2005). Developing modeling and argument in elementary
mathematics and science matters (pp 29–53). Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
Jacobson, M.J., & Wilensky, U. (2006). Complex systems in education: Scientific and educational importance and implications for the learning sciences. Journal of the Learning Sciences, 15(1), 11–34.
Kim, D.H. & Senge, P.M. (1994). Putting systems thinking into practice. Systems Dynamics Review, 10, 277–290.
Lesh, R. (2006). Modeling students modeling abilities: The teaching and learning of complex systems in education. Journal of the Learning Sciences, 15, 45–52.
Lei Liu, & Cindy E. Hmelo-Silver(2009). Promoting Complex Systems Learning through the Use of Conceptual Representations in Hypermedia. Journal of Research in Science Teaching, 46(9), 1023–1040.
Mandinach, E.B. (1989). Model-building and the use of computer simulation of dynamic systems. Journal of Educational Computing Research, 5, 221–243.
Maria Evagorou; Kostas Korfiatis; Christiana Nicolaou; Costas Constantinou(2009).
An Investigation of the Potential of Interactive Simulations for Developing System Thinking Skills in Elementary School: A case study with fifthgraders and sixth-graders. International Journal of Science Education, 31(5), 655–674.
O’Connor, J. & McDermott, I. (1997). The art of systems thinking. San Francisco, CA:
Thorsons.
Ossimitz, G. (2000). Development of Systems Thinking Skills. website:
http://www.sci.uniklu.ac.at/gossimit.
Orion, N. (2002). An Earth Systems curriculum development model. In V.J. Mayer (Ed.), Global Science Literacy (pp.159–168). Dordrecht, The Netherlands:
Kluwer Academic.
Orit Ben-Zvi Assaraf, & Nir Orion (2005). evelopment of System Thinking Skills in
the Context of Earth System Education. Journal of Research in Science Teaching, 42, 518–560.
Orion, N., & Basis, T. (2008). Characterization of High School Students’ System Thinking Skills in the Context of Earth Systems. Presented in the 2008 NARST Annual Meeting. March, 2008. Baltimore, U.S.A.
Orit Ben-Zvi Assaraf,& Nir Orion.(2010). System Thinking Skills at the Elementary School Level. Journal of Research in Science Teaching, 47, 540–563.
Orit Ben-Zvi-Assaraf & Nir Orion(2010).Four Case Studies, Six Years Later:
Developing System Thinking Skills in Junior High School and Sustaining Them over Time. Journal of Research in Science Teaching, 47(10), 1253–1280.
Perkins, D. N. (1986). Knowledge as design. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
Penner, D.A. (2000). Explaining systems investigating middle school students’
understanding of emergent phenomena. Journal of Research in Science Teaching, 37, 784–806.
Resnick, M. (1994). Turtles, termites and traffic jams: Explorations in massively parallel microworlds. Cambridge, MA: MIT Press.
Relan, A., & Gillani, B.(1997). Web-based instruction and the traditional classrooms:
Similarities and differences. In Khan BH(ed.), Web-based Instruction.
Englewood Cliffs, NJ: Educational Technology Publications, 417-423.
Richard Lesh(2006). Modeling Students Modeling Abilities:The Teaching and Learning of Complex Systems in Education. Journal of the Learning Sciences 15(1), 45–52.
Steed, M. (1992). Stella, a simulation construction kit: Cognitive processes and
educational implications. Journal of Computers in Mathematics and Science, 11,
Sweller,J., Van Merrienboer, J. J. G. , & Paas, F.G.W.C.,(1998). Congnitive
Architecture and Instructional Design. Educational Psychology Review, 10(3), 251-285.
Sheehy, N.P.,Wylie, J.W., Mcguinness, C.,&Orchard, G. (2000).Howchildren solve environmental problems: Using computer simulations to investigate system thinking. Environmental Education Research, 6, 109–126.
Susan A. Yoon(2008). An Evolutionary Approach to Harnessing Complex Systems Thinking in the Science and Technology Classroom. International Journal of Science Education, 30(15), 1–32.
Tsai, C.-C. & Huang, C.-M. (2001). Development of cognitive structures and
information processing strategies of elementary school students learning about biological reproduction. Journal of Biological Education, 36, 21-26.
Tsai, C.-C. & Huang, C.-M. (2002). Exploring students’ cognitive structures in
learning science: A review of relevant methods. Journal of Biological Education, 36, 163-169.
Ullmer, E.J. (1986). Work design in organizations: Comparing the organizational elements models and the ideal system approach. Educational Technology, 26, 12–18.
Wilensky, U., & Resnick,M. (1999). Thinking in levels: A dynamic systems approach to making sense of the world. Journal of Science Education and Technology, 8, 3–19.
Yael Kali, Nir Orion, Bat-Sheva Eylon(2003). Effect of Knowledge Integration Activities on Students’ Perception of the Earth’s Crust as a Cyclic System.
Journal of Research in Science Teaching, 40(6), 545–565.
Zohar, A.,&Dori,Y.J. (2003). Higher order thinking skills and lowachieving students:
Are they mutually exclusive? Journal of the Learning Sciences, 12, 145–182.
附錄一 地球水循環系統思考課程設計
節水大進擊http://www.kidswcis.itri.org.tw/economy/family.htm
圖書
教學
教學
教學
【2/12 早上 10 點：新竹有雲 84%、臺中無雲 64%】
【3/1 早上 10 點：新竹有雲 79%、臺東無雲 68%、宜蘭無雲 66%】
你覺得雲量和濕度之間有什麼樣的關係呢？
【基本上大氣的所有變量都不是線性的，而是有類似的線性趨勢。濕度 高則雲量相對會高，濕度低雲量則相對會少。】
◎走出戶外看看今天天空的雲
三、總結活動
(一)學生能說出將雲霧兩者間的關係。
1. 小水滴的形成:水蒸氣(熱空氣)上升時降溫，冷卻凝結所形成。
2. 雲-霧都是由水所形成(水蒸氣冷卻凝結)
3. 雲是地上霧、霧是天上雲，組成成份相同，不同的是形成位置。
(二)教師總結：空氣中所含水氣，為產生雲霧及其他可見天氣現象之最 重要因素。
《第七、八節結束》
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小組 討論
個人 發表
教學
二、發展活動─google earth (一)驗證：有雨一定有雲
根據累積雨量圖，3/1,3/2,3/16,3/18 臺灣哪些地方有下雨？
觀看這些地方的上空是否有雲在飄？
教學
附錄二 即時與真實水文資訊平台
由長榮大學科技工程與管理學系建置
地球水循環系統即時水文資訊網
水庫即時蓄水量
小組討論與記錄
附錄三 地球水循環課程回饋單
~~ 地球水循環課程回饋單 ~~ 號 姓名__________
1. 透過地球水循環課程，你覺得「即時資訊平台」是否有幫助你學習：
□非常有幫助 □有幫助 □還好 □沒有幫助 □非常沒有幫助
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
2. 透過本課程，有多種的學習方式：即時資訊平台、動手做實驗、小組討論，你喜歡 哪一種方式上課？為什麼？
□即時資訊平台 □動手做實驗 □小組討論
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
3. 這次的地球水循環課程方式和之前你學水循環的上課方式比起來有什麼不同？你喜 歡哪一種方式？為什麼？
(1) ________________________________________________________________
________________________________________________________________
(2)我喜歡 □這次的 □之前的，因為___________________________________
____________________________________________________________________
4. 你覺得透過這次的地球水循環課程，有沒有幫助你更了解地球上整體的水循環過程？
為什麼？
□非常有幫助 □有幫助 □還好 □沒有幫助 □非常沒有幫助
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5. 當課程結束後，你是否仍願意使用「水循環系統即時水文資訊網」的即時水文資訊？
你想要如何使用這些資訊？
□非常願意 □願意 □還好 □沒有願意 □非常沒有願意
_________________________________________________________________
附錄四 地球水循環課程學習單
請依據地球水循環系統即時水文資訊網，把查到的結果填入下表中。
(1)水庫名稱：__________水庫，地點：__________
(2)由水庫蓄水量的圖表，我可以知道當今天是____年____月____日
，此時該水庫的蓄水量為__________ %，是處於__________。
(3)從 2 月份開始，由水庫蓄水量的圖表我可以知道，水庫的水量是逐漸 __________(增加或減少)，我覺得原因是：_________________
_______________________________________________________。
請依據「水庫進出水量」圖表，回答下列問題：
(1)當時間是____年____月____日，該水庫的進水量＞出水量，表示 水庫的水量是__________(足夠或不足)。
(2)當時間是____年____月____日，該水庫的進水量＜出水量，表示 水庫的水量是__________(足夠或不足)。
(3)想一想，你覺得為什麼水庫的水位會上升？
_______________________________________________________
_______________________________________________________。
(4)想一想，你覺得為什麼水庫的水位會下降？
_______________________________________________________
_______________________________________________________。
六年 班 號 姓名：
地球水循環學習單(一)
1
2
請依據「雨量分布」與「水庫進出水量」的圖表，回答下列問題：
請依據「雨量分布」與「水庫進出水量」的圖表，回答下列問題：