研究實施過程

本 研 究 將 透 過 文 獻 蒐 集 與 分 析 ， 做 為高 職 資 科 專 業 實 習 課 程 應 用 Lego Mindstorm 創新教的理論基礎與架構。以準實驗設計進行創新教學與一般教學，

並驗證教學的成效。本研究進行之流程，如圖3-4-1 所示。實施步驟詳述如下：

選取樣本 使用Lego Mindstorms

資料比較分析

一、教學現場事件發生

根據台東縣縣政統計（2005）的人口統計資料顯示，在台灣處於少子化的趨 勢下，加上台東縣的外移人口嚴重，近年來縣內人口成長呈現負數，迄至94 年底 總人口數為238,943 人，較 10 年前（85 年底）的 253,831 人，減少 14,888 或 5.87%，

而較93 年底人口之 240,373 人，減少 1,430 或 0.59%，95 年 12 月底人口數計 235,957 人，一直到最新統計96 年 5 月底人口數計 234,939 人。

因為人口數銳減，造成學校面臨招生的問題，即令能招到學生，但因其家庭 背景及成長環境的不同，故在素質上呈現差異性，以近 3 年入學學測成績而言，

分數大多落在60-150 之間（滿分為 300 分），所以學生在入學後，面對專業科目的 學習，往往困難重重，這是教師必須面對且要解決的問題，若仍以傳統方式教學，

便無法改善及提升學生的學習興趣及成就。

二、反思探索機會

由前所述的教學現場事件發生，研究者意識到教師、學生及教學模式的問題，

經由不斷探究與試圖解決教學及教學工具上的問題，重新思索教師要如何教，才 能引導學生進行更有效的學習。

因研究者的學習及教學背景，在一次機會中，研究者的指導教授提供了一套 LEGO Mindstorms Robotics Invention System 組件供研究者把玩，研究者將此一新 奇的高科技玩具帶回學校與其他老師分享。經大家上網及書籍閱讀後才知道，原 來Lego Mindstorms 由美國麻省理工學院媒體實驗室與丹麥樂高（LEGO）公司合 作開發的電腦樂高，將電腦與積木結合在一起，研發出利用現代科技與傳統玩具 相互結合的新教具，發展出一系列的科學創意課程，並於1998 年推出，使用者只 要點選簡單的圖形，就能依照想像力隨意設計電腦程式，控制含有動力裝置的高 科技玩具。經由MIT 媒體實驗室在教育現場的實徵研究發現，透過課程設計的活 動，結合電腦程式，控制所創造的模型，訓練學生從實際動手做的過程中，學習 推理思考、問題解決、創造發明、團隊合作，以開拓學生的科學領域、邏輯分析 及程式觀念的建立、激發學生對科學濃厚的興趣，並充實學校科技教學課程，讓

教學活潑化、學習趣味化（白方平，1999）。

經閱讀上述資料及研究者展示後，科主任老師們也認為這會是個不錯的方 式，或許這會是一個刺激學生學習的媒介。因此研究者認為，無論是對老師或學 生都是一個契機。

所以研究者在不斷地嘗試以各種可能的策略與方法，配合現行的課程，加上 對學生的瞭解，不斷地為學生探索機會，尋找不同的教學方法、教學策略及教學 資源，訂定教學方案，重新調整課程設計。以期能找出更好的教學方法來提高學 生的學習動機及學習成效。

三、行動

探索得到適當的機會後，就得把握機會採取行動。對學生而言，這是個機會，

對教師而言，是機會也是挑戰，然而不能讓機會從身邊溜走，於是研究者進行行 動實踐，首先進行蒐集相關文獻資料，以做為研究參考資料，並研究如何使用LEGO Mindstorms Robotics Invention System，並且運用在課程上。之後，研究者於 2005 年2 月 30 日起，帶領 93 學年度 3 年級的學生 4 名（2 男 2 女）使用 LEGO Mindstorms Robotics Invention System。在過程中，觀察學生反應，詢問學生的想法，並不時的 與資訊科專業科目教師研究及討論相關可行性。

四、調整

過程中研究者觀察學生的反應、與學生晤談以了解學生的想法並與教資訊科 教授專業課程的教師討論，事後檢討活動內容是否要改進或改變，此階段便形成 了「行動、反思、調整」的循環，透過此循環系統找到“恰如其分＂的教學方案，

因為有行動才能反思，反思之後才能對自己更加了解，也才得以有創新的點子進 行適當的創新教學行動計畫。

五、擬定研究計畫

根據研究的動機及所蒐集的文獻確立研究目的、研究問題，進而擬定研究步

驟與進度。

六、文獻探討

此階段之重點工作乃匯集文獻，蒐集國內外應用Lego Mindstorms 創新教學 之相關研究報告、論文、期刊，加以分析與探討，以確立應用 Lego Mindstorms 創新教學的理論基礎與內涵，建構應用Lego Mindstorms 創新教學策略。並與資 訊科專業科目教師討論及製定電子電路測驗評量試題、與資訊科專業科目教師討 論並著手擬定教學的內容以及準備研究用工具及教學媒材。

七、選取樣本

本研究於2005 年 7 月 11 日，對台東縣私公東高工資訊科三年級學生，實施自 編學習動機問卷、電子電路測驗評量及威廉斯創造力測驗，之後將學生分為實驗 組與控制組各 18 人，過程中有學生休學，休學的學生恰巧都是控制組的學生，

所以最後人數樣本變成實驗組總人數18 人，控制組總人數 15 人。

八、實施前測

在實驗教學前一週實施前測。實驗組及控制組均實施 「威廉斯創造力測驗」、

「自編學習動機問卷」及「電子電路測驗評量」。

九、分組教學實驗

根據研究所編製教案進行為期12 週的實驗教學，實驗組的學生給予使用 Lego Mindsotrms Robotics Invention System 組作，控制組的學生則是維持傳統的教授方 式。

十、發現問題

活動實施過程中首先以學生為中心，透過隨時觀察學生的行為，並進行師生 對話，透過對話得到學生的回饋或是透過學生的工作記錄、學習心得以發現問 題，再者以老師為對象，透過晤談與其他老師進行對話，透過對話得到老師們的

回饋，並檢測教學活動是否有問題，或有需要改進或改善的地方。

十一、調整

本研究透過觀察與記錄得到回饋及反思形成「實驗教學行動、發現問題、調 整」的循環，經由「行動－反思－調整」，為學生找到適合的教學方案，也為老 師找到適合的教學模式。

十二、實施後測

本研究於 2005 年 12 月，對實驗組及控制組的學生均實施電子電路測驗評量 及威廉斯創造力測驗後測，以瞭解經由不同教學實驗後，對於學生的創造力、習 動機及專業實習的影響。

十三、資料比較分析

此階段乃將教學實驗活動過程中蒐集到的資料加以整理與分析。本研究資料 以獨立樣本t 考驗、成對樣本 t 考驗、共變數分析進行考驗及敘述統計統計分析並 結合質性資料分析，用以瞭解經過實驗教學後，實驗組與控制組在創造力、專業 實習的學習動機及學習情形是否有顯著的差異。

實驗組學生實施專業實習課程應用Lego Mindstorms 創新教學，控制組學生實 施傳統講述及演示教學，兩組學生於實驗研究前、後均實施「威廉斯創造思考活 動測驗」、「威廉斯創造傾向量表測驗」、「自編電子電路測驗」及「自編學習動機 量表測驗」。本項研究的原始分數，分別以實驗教學前、後所施於威廉斯「創造性 思考活動測驗」，所得之流暢力、開放性、變通力、獨創力、精密力及標題作為比 較分數；施於威廉斯「創造性傾向量表測驗」，所得之冒險性、好奇性、想像力、

挑戰性及總分作為比較分數；施以「自編電子電路測驗」所得之分數作為比較分 數；「專業實習」則是以上一學期的分數與本學期的分數作為比較分數，以α為.05 作為顯著水準，進分別行獨立樣本t 考驗及成對樣本 t 考驗，考驗分別考驗實驗組 與控制組在進行實驗教後在威廉斯創造思考活動測驗」、「威廉斯創造傾向量表測 驗」、「自編電子電路測驗」及「專業實習」是否達到顯著水準及顯著差異。施以

「自編學習動機問卷」所得敘述性統計之分數作為比較分數，比較實驗組與控制 組在專業學習上是否達顯著差異。