研究動機

第一節 研究背景

美國國家研究協會(NRC)(1996)出版之美國國家科學教育標準(National Science Education Standard)中指出：「過去的科學師資教育常僅著重於學科內容與教學技術的 訓練，當代的師資教育應更關注對特定學科知識之教學所需具備的知識培育。」，以及

「科學教師的專業發展是一個不斷延伸的，終身的過程。」，NRC 並且在教師專業成 長的規準中明訂：「教師專業成長課程應該支援教師使用多樣性的科技工具。」。網路 科技與資訊的普及與便利，對教學型態有重大影響：許多過去不便教學的單元得以讓 教師在教室中輕鬆完成教學，全因網路科技與資訊的發達。

臺灣實施十二年國民基本教育（教育部，2014a；2014b）。教育部針對國中小教學 設定「活化教學」四大指標項目，其中的「精進國中小教學品質」指標，與教師之 TPACK

有密切關係。同時，教育部國教署(2013)對於教師進行「有效教學」的介入策略中，

建議教師「善用 E 化科技媒材」、「適切多元教學方法」、「領域特定教學策略」等八大 向度（教育部國教署，2013）。所以教師運用科技及數位教材進行多元的教學型態，已 經是現代教學的趨勢，更是「精進教學品質」的重要策略。

可見現今教育政策期望教師「求新求變」。因此，「有效教學」之理念，也希望老 師成為一個學習者，主動學習新知識，並多元充實教學內容與方法。中華民國教育現 況簡介中，針對資訊教育之推動，亦重視提升教師資訊素養及增進資訊融入教學能力 為目標(教育部，2014c)。同時，教育部資訊教育司一直都積極推動教師「利用資訊融 入教學」（教育部，2014c），因為「如何善用」與「如何融入」是一門學問，更是教師 需要學習與鍛鍊的能力。事實上，從實務教學經驗來看，這整合「善用 E 化科技」、「適 切多元教學方法」、「領域特定教學策略」進入到學科內容知識的能力，正好尌是得仰 賴教師的 TPACK 素養，因為良好的 TPACK 素養可以幫助教師進行適切的教學準備、

教學活動和教學評量（Angeli & Valanides, 2005, 2009；Mishra & Koehler, 2006）。

運用科技增進教學品質的理念由來已久，王瓊德與郭允文（2001）指出行政院國 家科學委員會科學教育發展處，一直致力於資訊引進教學，以增進教學與學習的成效。

幫助教師有效教學與學生有效學習乃是學者研究的重心，更朝向科教領域的教學與學 習而努力（王瓊德、郭允文，2001）。

早期教育部國民教育司在九年一貫的課綱中即已強調資訊融入課程教學中，「92 年國民中小學九年一貫課程綱要」將「運用科技與資訊」納入十大基本能力之一、「資 訊教育」列為七大議題之一，也認為科技工具的使用是「自然與生活科技」學習領域 的學習重點(教育部國教署，2014a；2014b)。資訊融入教學將呈現好的教學成效，應 用電腦可以使學生更有興趣也學得更好(張世忠、夏慧娟，2004；Angeli & Valanides, 2009；Niess, 2005) 。十二年國民基本教育實施後，一連串的教師研習中，同樣強調善 用各式各樣的科技工具增進教學與學習品質，並且強化網路科技與資訊融入教學的應

用。可知，要創新教學以及活化教學，利用目前已經成熟又便利的「網路科技」是不 可少的，也更容易激發學生學習動機和興趣，讓學生的學習化被動為主動。因此，教 師要迎合不同學習風格學生所需，運用影音、動畫、圖片、文字等各種網路科技輔助，

呈現多元性的教學表徵(Angeli & Valanides, 2009； Tsai &Chou, 2002)。

教師未必懂得整合琳瑯滿目的科技工具與資訊，以及各式各樣的多媒體教學素材 和教學資源。因此，增進教師整合科技與資訊於教學中的能力明顯重要。科技與資訊 對教學的影響是多元又全面的（Chai, Koh & Tsai, 2010； Mishra & Koehler, 2006）。

Koehler 與 Mishra (2005a, 2005b) 指出：教師的專業在現代科技與資訊的影響下，也應 添加上應用科技與資訊的技能，以及將之融入教學的能力，運用科技與資訊的輔助，

解決教學上的難題。教師除了 CK（Content Knowledge）、PK（Pedagogical Knowledge）

及 PCK（Pedagogical Content Knowledge）外，更要具備 TK（Technology Knowledge）

且融會貫通成為「TPACK」，才能充分進行教學（Mishra & Koehler, 2006）。

當今網路普及又深入生活，透過網路科技與資訊的幫助，教師可經由網路搜尋更 多更新的教材及資訊以加深自己的知識與學養，也可以介紹更多學科內容給學生；在 教學時，利用各式各樣的網路科技與資訊設備來幫助教學進行與協助呈現教材，促使 學生更有效地學習，顯然網路科技與資訊已是現代教師不可或缺的教學利器。有效運 用網路科技資訊結合教學能提升學生學習動機及學習效率（何榮桂，2002；Angeli &

Valanides, 2009）。教學歷程中如何有效融入網路多媒體教學資源，豐富學習素材，關 鍵尌 是整 合科 技、 學科 教學 、學 科內 容的 知識 體， 即教 師的 科技 學科 教學 知識

（TPACK），。網路上自然與科技學習領域的資源及相關網站甚多，其資料均可作為 教師教學或學生學習的素材，如天文、生物環境、自然現象、網路科技與資訊等。當 教師上課內容提到相關訊息，可藉由網路資源作為教科書的補充資料，亦可將教學層 面加深加廣。為此，教師應對網路知識及學科內容知識有深入了解，教學運用時才能 更得心應手。實務上，除了懂得前述知識外，教師尚要考量學生的認知發展、先備知 識及學習進展，並且自身也頇具備對網路科技與資訊的運用能力(Mishra & Koehler, 2006；Angeli & Valanides, 2009)。

一般而言，利用網路科技與資訊進行教學最常見的尌是透過網際網路瀏覽、蒐集、

編輯與整理教學材料，將各種科技教材與教學結合即是教師 TPACK 的實現(Angeli &

Valanides, 2009)。利用網路科技結合網路資源配合教材設計課程，可增進多元化與個 別化的學習（王曉璿，1998）。教師面對繁雜又龐大的網路資源，搜尋過程除了耗費時 間外，搜尋結果亦不一定適用於教學現場和單元目標，過濾及判斷蒐集到的資料內容 的真偽與可信度，亦需要教師的專業能力。最重要的是，如何將這些從網際網路上獲 得與查詢到的各種教學資料、圖片、影片、教材等與教學目標妥善結合。完整地將學 科內容透過網路資源與教學策略相結合來達成有效教學，以及讓學生更有效學習，是 現代教師都應具備的能力。這樣的能力即是「科技學科教學知識」──幫助教師能正 確地將教學內容結合網路科技與資訊的便利，以更迅速、多元、有效、廣泛、深入、

即時的方式教授給學生。

Mishra 和 Koehler (2006）在密西根大學提出科技學科教學知識，將科技知識

（knowledge of technology）結合 PCK（Pedagogical Content Knowledge）成為 TPCK

（Technological Pedagogical Content Knowledge）。不但讓 Shulman 的 PCK 理論開拓出 新天地，誕生了新的研究領域；也說明了教師應用科技知識進行教學的重要與地位。

因應這樣的趨勢，現代的師資培育及教師專業發展，都應該強化並培養教師的 TPCK 素養（林祖強，2012；Chai, et al., 2010）。而國內近年的教育大事：「十二年國民基本 教育」，強調國中教師要「活化教學」，利用科技資訊融入教學並開發新的教學方法，

是符合十二年國教靈活、多元、適才適性、活化教學的精神(教育部，2014a)。為了有 效教育新一代的莘莘學子們，教師應建構自身的「科技學科教學知識」，使教學結合網 路科技與資訊的優勢，積極思考新的教學設計，將學習成效最大化，達成教學目標。

第二節 研究動機

網路科技與資訊是現代教師不可或缺的教學利器，She 和 Lee (2008) 研究發現，

利用網路，結合推理與概念改變的網路化學習課程，可以促進學生學習科學概念，更 可以幫助學生有效學習達到概念改變。Campbell、Longhurst、Duffy、Wolf 及 Shelton(2013) 還有 Liu(2011)都指出，教師運用科技進行教學，有助於將教學由「教學者中心」轉變 為「學習者中心」，並增加學生主動建構科學知識的意願。劉世雄(2010)發現，教學時 運用數位多媒體文字與圖像，可降低認知負荷，促進學生理解教材，且幫助學生進行 高層次認知策略的運用。張順發、羅希哲（2007）指出，運用資訊科技於教學可以有 效提升教師的教學效能，使教學內容更豐富、有趣。許耀升、羅希哲（2006）認為，

運用資訊科技在實驗課程及教學活動中，不但對教師的教學有助益，也能夠有益於學 生學習效能的提升。許暉東（2010）和鐘建坪（2005）明確指出，運用資訊科技於國 中自然與生活科技領域的學習，可以明顯增加學生的學習成尌，教師也可以幫助學生 運用更多科學過程技能建立科學概念。翁榮源、李孔文(2005)則利用資訊科技進行遠 距教學，探討多元智慧理論應用在化學平衡的學習成效，結果對各種多元智慧類型的 學生都有正面效果，特別是具有較好的鑑別能力的自然智慧較突出的學生，更能增進 其學習成效。可見，妥善運用資訊科技融入教學的效果非凡，但仍需要教師不斷嘗詴 並累積成功經驗，將使用資訊科技的自我效能提升，對其有信心靈活運用，才能達到 預期的效果（吳為聖、張惠博、郭重卲，2007）。教師該如何善用資訊科技於教學，

有賴教師持續努力追尋；最關鍵的能力尌是「科技學科教學知識」。

在國中科學範圍中，國內外學者都發現學生對於學習化學反應速率與化學平衡的 原理有困難(李世峰、李田英，2007；劉嘉茹，2000；Gorodetsky &Gussarsky, 1986；

Garnett&Hackling, 1995；Wheeler& Kass, 1978)。常見學生錯誤使用勒沙特列原理，以 及無法正確利用勒沙特列原理判斷反應方向(李世峰、李田英，2007)；學生也因為無 法親眼看見小分子運動的樣子，而錯誤理解「動態平衡」的意義，以致於產生不少迷

思概念(Gorodetsky &Gussarsky, 1986)。在資訊科技發達的時代，網路上有許多可用來 幫助學生學習這些科學概念的教學利器，不需要費用而且取得方便，例如針對化學反

思概念(Gorodetsky &Gussarsky, 1986)。在資訊科技發達的時代，網路上有許多可用來 幫助學生學習這些科學概念的教學利器，不需要費用而且取得方便，例如針對化學反