第三章 研究方法
第二節 教學設計
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第二節 教學設計
本研究針對線上知識翻新探究活動，由授課教師依照知識翻新原則進行教學 設計。授課教師時任國立大學教育學系教授，研究專長為學習科技、教學設計、
知識創新、科學與科技教育。教師本身實踐知識翻新教學多年，發表諸多相關著 作，深耕研究領域，多次獲得校內學術研究優良獎的肯定。研究者曾修習授課教 師於碩班開設之知識創新教育與科技研究、教學設計與科技研究兩門課，有進行 知識翻新的經驗，也曾任該教師之教學助理，從旁協助課程進行。以下本節將就 教學、教學環境兩部份分別說明。
壹、 教學方式
研究設計與實施為期十八週，全班共 37 名學生。教學設計基於知識翻新理論，
共同建構課程，學習活動之設計，主要有三部分，分別是面授課程、兩種類型的知 識翻新探究活動。本課程的教學目的，在於進一步提昇學生對科學之素養探究，與 培養未來從事自然科學相關工作的基礎態度與知識。
由於本研究重點關注的是科學探究、科學家故事兩類型之線上知識翻新學習活 動。面授課程不在本研究範圍中，故僅簡述之。面授課程主要內涵為自然科學理論 概念的學習，課程內容以自然科學為主題（如探討物質與能、生命世界、地球環境、
生態保育、資訊科技等），並輔以投影片、影音教材等。課堂活動以問題為主軸，透 過小組討論、生生、師生答辯等方式進行，引導學生深入思考。
後續的教學設計會詳細說明教師如何以線上知識翻新探究活動，讓學生以觀察 者、參與者的角度，來了解體驗科學工作與認識科學家。本研究總計 18 週的課程，
扣除期初課程說明以及期末報告的時間，兩種探究活動分別於線上進行 14 週（表 3-2）。
教師設計之線上知識翻新探究活動，相較實體之面授課程，線上學習平台（知識論 壇）能夠紀錄討論內容，讓學生不受地域、時間的限制都可以進行針對問題產出想 法，達到無所不在的學習。
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一、 科學家故事敘寫（以旁觀者的角度，探究科學家的生平）
教師要求學生於 WM3 線上平台撰寫科學家故事，目的是藉由扮演旁觀者的角色，
透過描繪科學家的一生，藉以瞭解科學家如何進行科學探究。Bandura 於 1968 年提 出社會學習論（social-learning theory），剛開始提出觀察學習（observational learning），
後來又將觀察學習的意義擴大，稱之為替代學習（vicarious learning）。Bandura 認為 透過觀察他人行為與結果，會影響自身對科學家之認知、態度等，替代學習當下雖 然未必有行為表現，但是可能會在適當的時機展現出來（Bandura & Walters ,1977；
周麗玉、丁振豐，2000）。因此，本研究要求學習者撰寫科學家故事的，學生雖然未 能親身經歷科學家的一生，但期望能透過觀察，探究科學家如何進行科學探究，達 到替代學習的目的。
學生敘寫的科學家故事，閱讀的受眾設定為中、小學學生，故同學們必須要將 收集來的資料，重新鋪陳、創作為適合該年段閱讀的故事內容。歷時 14 週的撰寫歷 程，學生被要求逐週添加新的故事元素，而非一次性地完成故事，直至最後一週產 出完整的故事，同時學生需要於平台分享該週之寫作心得（作業指導語參考表 3-3）。
逐週撰寫的目的，在於藉由閱讀學生不同時間的想法，瞭解其創作思考的歷程。綜 上所述，此科學探究活動旨在讓學生以旁觀者的角度，觀察科學家的一生，期望能 藉由蒐集資料、故事創作的過程，讓學生能對科學家有更多面向的看法。
表 3-3
科學家故事－作業繳交頁面之指導語
類別 指導語
第一週 請你選定一位科學家，將他的生平與科學理論(或定理、或定律) 互動的過程，寫成一個可以給中或小學生閱讀的科學故事。
每週請更新並加入新的故事元素！
後續週次 本週請就上週書寫之故事，繼續加入新的故事元素修改、更新之。
故事心得 請用簡單一、二句話，描述你最近閱讀科學家故事後、或編寫你自 己的科學家故事時，你的心得或想法？
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二、 模擬科學家社群之科學探究活動（以參與者的角度，實際執行科學探究）
為使學生能夠理解科學工作的型態、科學理論形成之動態過程。線上科學探究 活動安排學生模擬科學家社群，體現做中學（learning by doing）的精神，讓學生在 實踐中學習。教師採用知識論壇（Knowledge Forum, KF）—知識翻新線上合作學習 平台，讓學生在論壇上扮演科學家角色，以參與者的身份，與同學共組科學家社群，
進行科學探究活動。全班自由分組，共分為七小組，每組 4 至 5 人數不等。科學探 究活動並非在課堂上進行，而是讓學生自由參與、自主學習。各組成員可於知識論 壇中小組群組裡（亦可以跨組），提出感興趣的問題，討論的主題沒有規定，以自然 科學為範圍。知識論壇的討論，可從貼文之呈現展示了時間順序、主題類別（詳見 圖 3-2），讓學習者對於各個討論一目了然。
圖 3-3 知識論壇小組討論
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線上平台的好處在於小組成員可以同時針對多個主題進行討論，且想法的歷程 可以被其他人看見。探究問題的方式沒有限制，學習者可以現有的知識為基礎、查 詢資料等方式，對問題提出各式各樣的想法，也可以跨組進行交流。老師在學習活 動的角色，不會主動介入，亦不給予學生關於探究步驟的任何提示，為得是讓學生 感受科學家於實驗室進行探究時，科學方法並非是單一方向，如圖 3-4 所示，各步驟 間不具方向性。因為當假設或實驗隨著新的結果、發現，科學家會回頭不斷進行調 整與修正。最後，各小組須於期末擇一主題進行口頭發表，發表內容為科學探究歷 程與結果。此課程的目的旨在透過網路社群互助合作的方式，使學生模擬科學家社 群創造科學理論的過程，藉以瞭解科學理論的不確定性及動態演變的過程。
圖 3-4 本研究之科學探究活動
科學 探究
學習社群 提出對問 題之想法
透過討論，
提 升 想 法 的層次
分享結果：
期末小組 報告 個人提出
關心的問 題
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貳、 教學環境
線上知識翻新探究活動之學習場域為知識論壇，其為 Scardamalia 和 Bereiter 基於知識翻新理論設計的線上合作學習平台，提供社群討論、改進想法的環境。
知識論壇有利於學習者不受時間、空間之限制，進行非同步的討論，並完整保留 討論的內容。知識論壇之功能，包含基本功能與鷹架，以下分述之。
一、 基本功能
基本功能包含貼文、回文、註解、參照、附檔以及關鍵字等功能，學生可以 透過基本功能，與社群成員交流想法。
圖 3-5 展示學生於知識論壇上進行科學探究活動的貼文討論，可以看見學生 基於回應他人貼文而回文所構成的討論串，比方說第一個討論串是關於「回鍋油 的基本定義」，後續同學針對這個問題，接連回應的情形，例如「纖細是到底!!!!!」、
「肥胖不是會遺傳嗎？」等回文。
圖 3-5 知識論壇之基本功能-貼文、回文
貼文與回文構成之 階層討論串
功能列
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則是閱讀貼文時的頁面（圖 3-6），可以看見許多訊息。首先是最上方為貼文 的標題，接著可以看見「keywords:空手/剝蘋果/蘋果/空手剝蘋果」是貼文者藉由 關鍵字來重點摘要想法，可以使閱讀者很快地掌握這篇貼文的主軸。關鍵字的下 方欄位即是顯示貼文內容，學生可以在裡面用文字陳述，或者添加連結、檔案等。
最後，貼文內容的下方則顯示了基於此貼文的後續回文，讓閱讀者可以直接一目 了然的前往感興趣的回文。
圖 3-6 知識論壇之內文介面
二、 鷹架功能
知識論壇除了基本功能外，還可以使用六種鷹架將想法分類，促進小組的討 論，如下所列：
（1）我的理論（my theory）：闡述自己的想法
（2）我想要了解（I need to understand）：提出問題，或者基於討論之延伸提問
（3）新的資訊（new information）：對於討論的主題，補充新的資訊；
（4）這理論無法解釋（this theory cannot explain）：針對某一論點進行發表反對 貼文內容
關鍵字
建立在這篇貼文的回文
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的看法
（5）更好的理論（a better theory）：經過討論後，綜合出更好的想法
（6）我們的想法（putting ourknowledge together）：總結社群討論，提出小組共 構之集體知識。
圖 3-7 為知識論壇的貼文介面，介面包含貼文標題、內文區，以及左側的鷹 架區。鷹架區有上述六種鷹架可以自由選擇。當學生使用鷹架於貼文中，他人閱 讀貼文時，鷹架會有黃色底色的註記（圖 3-8），讓人一目了然。
圖 3-7 知識論壇之貼文介面-鷹架輔助想法
圖 3-8 學生運用「我的理論」闡述想法
鷹架 學生於此撰寫想法
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關於知識論壇如何幫助知識翻新學習，我們可以從 Scardamalia（2004）提 出幾點說明，更清楚的理解。
1. 知識論壇作為促進想法產出的友善空間，讓學習者在此提供多元的想法與小 組合作；
2. 知識論壇的功能可以連結想法，創造知識的連結；
3. 知識論壇中的鷹架功能，可以協助想法的釐清，促進知識歷程層次的提升透 過回文排列而成的階層討論串，可以整合想法與幫助想法的進步；
4. 知識論壇可以具體化個人與小組的想法歷程，亦即學習者在論壇中可以快速 搜尋想找的貼文，並集結成「我的筆記本」；
5. 教師或研究者可以使用知識論壇資料庫分析工具（Analytic Toolkit）分析學 習活動。
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