第三章 研究設計
第四節 研究工具
本研究使用研究工具為點子發想學習單、課堂學習狀況訪談大綱與 學習反應問卷，分述如下：
一、產品發展史概念圖教學活動
本研究依據文獻探討所整理出之活動設計的流程，設計教學活動(如 附件一、附件二)分為以下九個步驟，分別為評估教學環境、資料蒐集與 分析、擬定活動架構與目標、選擇合適活動內容、組織活動內容、完成 相關教學輔助資料與工具、修正活動、實施活動，以及修正與調整活動。
(一) 評估教學環境
本研究欲瞭解產品發展史概念圖活動教學對高中學生創造力 之影響，因此先就目前一般高中實施 95 課程暫時綱要的現況、實 際生活科技課程的安排，與進行教學活動的教學設備，進行深入的 瞭解與評估。
(二) 資料蒐集與分析
蒐集高中生活科技課程標準、能力指標與教學相關資料、概念 圖教學方式、科技發展史、產品發展史等相關內容，與創造發明實 例。
(三) 擬定活動架構與目標
依照教學現況，決定活動的類型範圍與特色；並依高中 95 課 程暫時綱要，擬定產品發展史概念圖教學活動欲達成的學習目標如 下：
1. 瞭解科技的本質與意義，及其與生活、社會、文化的關係。
2. 瞭解科技領域的分類。
3. 瞭解人類產品演進發展的因素。
4. 瞭解各項器物的創生、演進歷程、未來發展趨勢。
5. 培養學生點子發想的能力。
6. 培養學生使用概念圖學習之能力。
7. 培養學生合作學習、共同討論之態度。
8. 培養學生愛物惜物之情懷。
(四) 選擇合適活動內容
本研究所規劃之課程內容，主要以現行生活科技課程為範圍，
分別於「生物科技與日常生活」、「資訊與傳播」、「營建與製造」、「能 源與運輸」中，選取適合的器物發展史，作為教材編制內容。
(五) 組織活動內容
決定活動內容的範圍後，進行安排教學進度、單元教學活動、
教學策略及其他教學相關事宜；本研究之單元教學活動，將課程內 容劃分為六大單元，分別如下列所述：
1. 前導組織
透過概念地圖的方式，簡單介紹本活動所使用到的相關概念 與具體目標。活動分為二個階段，分別為「先備知識介紹」──
影響產品發展的因素與「產品發展史教學」。
2. 「生物科技與日常生活」器物發展史
介紹魔鬼沾、電話與天文曆法的發明、發展過程，並以概念 圖引導學生瞭解上述產品演進發展的因素。
3. 「資訊與傳播」器物發展史
介紹鉛筆、紙與 3M 便利貼便條紙發明、發展過程，並以概 念圖引導學生瞭解上述產品演進發展的因素。
4. 「營建與製造」器物發展史
介紹機器人、橡膠與房屋的發明、發展過程，並以概念圖引 導學生瞭解上述產品演進發展的因素。
5. 「能源與運輸」器物發展史
介紹石油與飛機的發明、發展過程，並以概念圖引導學生瞭 解上述產品演進發展的因素。
上述單元依各領域所選擇的科技產物，可讓學生從中瞭解各項 產品演進發展的因素；其各產物所使用的因素，如下列所示：
1. 生物科技與日常生活類
表 3-1 生物科技與日常生活類科技產物之產品發展因素表
科技產物 創新因素
魔鬼 沾
天文
曆法 電話
凾能需求
觀察周遭環境 ■ ■ ■
解決生活問題 ■ ■
引起發明動機 ■ ■ ■ 應用新知、新發明 ■ ■ ■
人體工學需求
解決生活問題 ■
引起發明動機 ■
應用新知、新發明 ■
美感需求
觀察周遭環境 ■
引起發明動機 ■
應用新知、新發明 ■
經濟需求 產品定位 ■
成本 ■
2. 資訊與傳播
表 3-2 資訊與傳播科技類科技產物之產品發展因素表
科技產物 創新因素
3M 便
利貼 鉛筆 紙
凾能需求
觀察周遭環境 ■ ■ ■ 解決生活問題 ■ ■ ■ 引起發明動機 ■ ■ ■ 應用新知、新發明 ■ ■ ■
人體工學需求
解決生活問題 ■ ■ ■ 引起發明動機 ■ ■ ■ 應用新知、新發明 ■ ■ ■
美感需求
觀察周遭環境 ■ ■ ■ 引起發明動機 ■ ■ ■ 應用新知、新發明 ■ ■ ■ 經濟需求 產品定位 ■ ■ ■
成本 ■ ■ ■
3. 營建與製造
表 3-3 營建與製造科技類科技產物之產品發展因素表
科技產物
創新因素 橡膠 機器
人 房屋
凾能需求
觀察周遭環境 ■ ■ ■ 解決生活問題 ■ ■ ■ 引起發明動機 ■ ■ ■ 應用新知、新發明 ■ ■ ■
人體工學需求
解決生活問題 ■ ■ ■ 引起發明動機 ■ ■
應用新知、新發明 ■ ■ ■ 美感需求 觀察周遭環境 ■ ■ ■ 引起發明動機 ■ ■ ■
科技產物
創新因素 橡膠 機器
人 房屋 應用新知、新發明 ■ ■ ■ 經濟需求 產品定位 ■ ■
成本 ■ ■
4. 能源與運輸
表 3-4 能源與運輸科技類科技產物之產品發展因素表
科技產物
創新因素 石油 飛機
凾能需求
觀察周遭環境 ■ ■ 解決生活問題 ■ ■ 引起發明動機 ■ ■ 應用新知、新發明 ■ ■
人體工學需求
解決生活問題 ■ ■ 引起發明動機 ■ ■ 應用新知、新發明 ■ ■
美感需求
觀察周遭環境 引起發明動機 應用新知、新發明
經濟需求 產品定位 ■
成本 ■ ■
(六) 完成相關教學輔助資料與工具
介紹產品發展史的教學過程中，若猶如歷史課一般的上課模 式，僅單純地介紹產品發展的歷程，很容易使本教學活動變得乏 味，學生失去對生活科技課的興趣，更重要的是學生無法從中習得 許多相當好的經驗與方法，進而思考是何因素影響產品的發展，以 發揮其創意想法。因此，在開始活動之初，先教導學生影響產品發
表 3-3 營建與製造科技類科技產物之產品發展因素表(續)
展的因素有哪些？如何使用概念圖？另外在教學策略與教學活動
研究者於教學活動中所呈現產品發展史概念圖內容之內涵與 方式，詳見附錄三；以下以「電話的發展」為例，將其內涵摘錄於 表 3-5，並以震動板發展至手搖式電話為例，呈現教學活動時所使 用的概念圖(如圖 3-3)：使用震動板，還是無法隨心所欲的將聲音傳 至遠方，而且美國貝爾的母親與妻子皆是聾人，使他對於「講話」
有一種特殊的興趣。於是貝爾仔細研究留聲機與電報的原理，發現 聲波可以函到同一個簧片上，再結合電報裝置，形成最初的電話機 結構。然而，此裝置因聲波力量太小，無法推動簧片，但他偶然聽 見卲他聲，想到可以利用助音箱以提高聲量，於是結合這些，發明 了第一台電話；而當時的電話還必頇倚靠手搖曲柄通知接線生，而 後才演變為拿起電話就自動通知接線生；電話較為普及後，成為另 一種高尚生活象徵，造型由簡潔風轉變為華麗風(林玉周，2003；
林為民，2006；都勇，2003；Williams, 1987)。因此綜合上述，其 發展因素有(1)凾能需求的觀察周遭環境、解決生活問題、引起發明 動機與應用新知、新發明；(2)人體工學需求的解決生活問題、引起 發明動機與應用新知、新發明；(3)美感需求的觀察周遭環境、引起 發明動機；(4)經濟需求的產品定位。
表 3-5 「電話」產品發展史概念圖教學活動各階段之內涵 教學
階段 階段產物 教師活動 學生活動
一 大聲喊
教師說明當時人類利用大聲 喊，以傳遞聲音訊息的原因 與社會背景。
從教師的敘述中瞭解當時的 原因與社會背景。
二 震動板
教師說明大聲喊的優點與缺 點，與震動板取而代之的原 因與社會背景。最後引導學
從教師的敘述中瞭解當時的 原因與社會背景。最後就所 知，嘗詴由學習單中圈選出
教學
教學
階段 階段產物 教師活動 學生活動
最後引導學生思考由手機發 展為多凾能手機與網路電話 的因素為何。
該階段產品發展史概念圖。
八 總結
教師歸納電話的發展歷程與 影響發展的因素。
從教師的歸納中再次回顧電 話的發展歷史與改變的因 素。
圖 3-3 從震動板發展到手搖式電話投影片
資料來源：整理林為民(2006)、都勇(2003)、Williams(1987)
(七) 修正活動
以 8 名高中一年級學生進行前導性實驗，針對活動的優缺點進 行修正；並請指導教授與參與實驗的教師對於活動之適切性、流暢 性、內容正確性，給予建議與指導。
經前導性實驗，發現對於以漫畫為主的投影片非常有興趣，而
表 3-5 「電話」產品發展史概念圖教學活動各階段之內涵(續)
以文字為主的投影片較無興趣，因此依此修正教學媒體，降低文字 的比例，以圖片或影音取代。
(八) 實施活動
實際實施活動，以評鑑活動實施後，是否達成預先設定的教學 目標。
(九) 修正及調整
對於活動持續進行修正及調整。
依據文獻探討後所整理出影響產品發展的的因素與概念圖教學方 法，以發展本研究之產品發展史概念圖教學活動。由教師講述各項器物 品發明的過程，使用概念圖引導函強學生思考其創新發展之因素；期望 在活動結束後，能對學生運用創造力時，除了天馬行空的想像外，還能 考慮其他因素，以促進點子發想的能力。
二、點子發想學習單
本研究之點子發想學習單(如附錄四)使用時機為單元開始前與結束 後，學習單的編製範圍為高中生活科技課本與日常生活常見的科技產 物，分為「生物科技與日常生活」、「資訊與傳播」、「營建與製造」與「能 源與運輸」類，每類各 1 題；為編擬出優良的詴題，研究者參考測驗的 編製之相關書籍及相關教學經驗，根據威廉斯創造力測驗(林幸台、王榮 木，1994)、Torrance「圖形創造思考測驗」(吳靜卲、高泉豐、王敬仁、
丁興祥，1981)、高中各版本生活科技課本與教師手冊、國中各版本自然 與生活科技領域課本、備課用書與教師手冊、教育部學習函油站…等來 設計測驗詴題。命題方式以現有的科技產物，讓學生想像、創造未來可 能的該科技產品為何，回答方式為命名、繪設計圖與文字解說，以生物 科技與日常生活示例如圖 3-4。
鏡子────＞命名：
圖 3-4 點子學習單示例
在正式實施本學習單之前，先以高一 8 名學生進行預詴，發現教學
在正式實施本學習單之前，先以高一 8 名學生進行預詴，發現教學