研究情境與研究對象

一、研究情境

高瞻計畫是由國科會補助全國高中職申請的科學創新課程研究計畫，本研究為 中山女中高瞻計畫之子計畫三：「自動化科技與人性創意創新課程研究」，課程實驗 期程為三年（2007 年 9 月至 2010 年 8 月），成果推廣期程預定為 1 年（2010 年 9 月 至 2011 年 9 月）。由數學科、物理科、美術科、藝術生活科共五位教師組成團隊開 發課程與協同教學，分三年於三個一年級的班級進行教學。計畫一開始是於 2007 年 初時，由當時的教務主任與研究者共同討論並提議，隨後邀請了物理、數學、美 術、藝術生活等教師，透過理念的溝通形成共識，找出彼此專業領域中，可以互相 交集形成有意義課程的部分，再共同訂定研究目標及撰寫教學計畫，研究目標旨在 發展一套適用於高中生的跨領域課程，以「自動化科技」為主題，設計理念以創意思 考(creative thinking)思潮為基礎，並以多元智慧理論（Mutiple Intelligences）、議題中 心(issue-centered)、學生中心(learner-centered)及問題導向(problem-based)為課程設計 與實施的基本原則，希望能藉由此新課程的實施同時培養學生的科學知識與技能、

創意思考與態度，人性化設計的關懷與體認，以提升學生的科學和人文素養，協助 學生進行創意的設計、發明及自我實現（中山女中，2007）。整個研究的流程可分為 六個階段，大致說明如下：

（一）階段一：準備與試探（2007.9～2008.1）

為了讓所有參與計畫的老師，能在構思課程內容之前，對課程主題的背景和 現況能有一定的瞭解，並且讓不同領域的教師，能互相瞭解對方的專業內容，以 幫助團隊合作時的對話和溝通，計畫執行之初，便透過整個第一學期一系列「自 動化科技」與「人性化設計」之研習、講座、與參訪，使教師團隊有更完整的共 識和認知，對於將來的課程有更完善的發展方向。一學期中所規劃的研習內容如

表 1。

表 1 自動化科技與人性創意教師培訓課程表

場次 日期 講者背景 講題與內容

1 10/16 數學科吳老師 自動控制套件工作坊 2 10/30 大學教授 自動化控制初探 3 11/6 大學教授 淺談機器人研究 4 11/13 科技藝術專家 科技與藝術的結合 5 11/20 多媒體設計公司講師 互動科技與多媒體設計 6 11/27 機器人教育專家 機器人教學經驗分享 7 12/18 教育部創造力教育顧問 設計的初體驗

8 12/25 臺灣創意設計中心講師 臺灣創意設計中心通用設計 體驗參訪

9 1/15 全體教師 課程雛型分享與交流

完成教師培訓後，便開始進入課程設計與規劃的階段，但為了先試探本計畫 研究理念在高中課程中的應用方式，教師團隊特別於2008年1月28日至30日舉辦

『互動科技與藝術創意體驗營』作為正式設計課程前的試探性活動，活動招收校 內40位對主題有興趣的學生，設計了一連串體驗自動控制與科技藝術的創意啟發 課程，內容是根據創新課程預計教學的模組來進行規劃，融合自動控制、機器人、

設計、互動數位藝術等跨領域等元素，教導學生科技藝術的創作，以試探並瞭解 本計畫的課程構想與內容，是否適合於高中一般學生中實施，並找出可能的問題 之後，再著手進行最後的課程規劃。

（二）階段二：課程開發與試教（2008.2～2008.8）

在完成一學期的教師培訓與試探營隊後，教師團隊又進行了好幾次會議的琢 磨，以決定最後的課程開發方向與架構。經過討論後，教師團隊決定以高一學生 為課程實驗對象，課程架構共分為「覺察與體認」、「知識與應用」、「創新與設計」、

「態度與素養」四大面向，內容包括「科學知識」、「科學技能」、「人性化設計」

三個主要模組，希望培養學生「創意思考」和「問題解決」的能力，最終達到「人 性關懷」的思維態度。課程架構可如圖1所示。

圖1 自動化科技與人性創意課程架構圖

決定課程架構後，便由四位主要負責執行教學的教師開發課程草案，並進行 試教，由每位老師分別將自己的教案演示給主任和其他團隊教師觀看，再互相給 予意見回饋，以便加以修正，完成最後的教學計畫與教材開發，並且確保彼此的 課程之間能順暢的銜接。

人性化設計 科學知識

創意思考

科學技能

人性關懷

問題解決

科技與生活

美術 藝術生活 數學 物理

覺察與體認 知識與應用 創新與設計 態度與素養

（三）階段三：第一次課程實施（2008.9～2009.2）

第一次的課程實驗在 2008 年 9 月啟動，課程實驗的對象是高一隨機挑選的 一個班，科目是高中 95 暫行綱要高一的生活科技課，每週上 2 節課。學生們一 開始藉由計畫主持人（即研究者）的高瞻計畫說明，先瞭解整個課程的方向和內 容大綱，接著經由蔡老師的引導，透過生活中各種自動化科技的應用實例，瞭解 自動化科技與生活的關係，並教導基本的工業設計流程。之後由黎老師以設計的 角度，帶領學生根據自動化科技的原理，構思並設計利用自動化科技解決生活問 題的機器人創意設計，完成說明後，指導學生分組，各小組學生開始討論機器人 作品構思方向，並分組討論設計主題。

完成構想後，則由具有機器人教學專長的吳老師和陳老師進入課堂，利用簡 單的樂高機器人元件與感測器帶領學生學習自動化科技的基本原理與應用方 式。學生瞭解自動控制的基本原理後，再重新修正原本的機器人作品提案，接著 由蔡老師教導學生運用 2D 繪圖和動畫製作，將機器人的外型設計圖以及應用場 景與模擬動作加以呈現，緊接著以兩週的時間，在黎老師和吳老師的共同指導 下，學生利用樂高機器人套件將他們的作品功能實際製作出來，最後再進行全班 學生作品發表，學生的發表重點鎖定在從自動化科技與人類生活的互動過程中，

思考自動化科技對於人類社會的意義，建立人性關懷的科學態度。課程結束後，

再由主持人進行學生意見蒐集。

2009 年寒假時則舉辦三天的進階 3D 設計課程，讓實驗班級中，對機器人有 較高興趣的學生，能更進一步將自己的機器人設計，以專業 3D 製圖方式表現出 來。所有的學習成果並於 2009 年 2 月底時，與臺北科技大學共同舉辦高瞻計畫 學生成果展示。教學過程中教師團隊每個月都會固定聚會一次，討論上課情形並

表 2 第一次實施之課程計畫內容

（四）階段四：第二次課程實施（2009.2～2009.8）

創新與設計 作品提案與修正(上臺簡報) 。 4/9 黎老師

（五）階段五：第三次課程實施（2009.9～2010.8）

教師團隊歷經兩次協同教學後，共同檢討之前的課程缺失，並再次修訂第三

備知能進行發想與討論。接下來的課程與前兩年大致相同，但教學時間都大幅延

學

5/6、20、27 6/10

（六）階段六：成果與推廣（2010.9~2011.9）

第三次課程結束後，教師團隊並開始進行研究成果的彙整，除了要繳交給國

二、研究對象

中山女中高瞻計畫子計畫三：「自動化科技與人性創意創新課程研究」教師 團隊成員共有五名，包括兩位美術科教師，一位為黎老師，另一人即為研究者本 人，擔任計畫主持人並兼任學校實驗研究組組長，一位為藝術生活科蔡老師（同 時擁有生活科技教師資格，97學年度前以生活科技教師聘任，98學年度起改以藝 術生活教師聘任），一位是數學科吳老師，以及物理科陳老師。五位老師都是第 一次參與跨領域的教師團隊，第一次和非本類組教師合作（屬於社會組的藝術教 師和屬於自然組的科學教師合作），並也都是第一次以教師專業學習社群的方式 進行協同教學。

研究者擔任計畫主持人，主要負責召集團隊研擬計畫方向、進度控制、會議 召開與協調相關事宜，資料蒐集和成果報告等。課程計畫撰寫與實際教學，則由 其他四位教師共同負責並進行協同教學：藝術生活科蔡老師負責引起動機與機器 人設計電腦繪圖教學、美術科黎老師負責創意啟發課程與學生設計構想提案、數 學科吳老師和物理科陳老師則負責自動控制原理與機器人實作活動。計畫課程 中，研究者和四位老師時常密集地開會討論課程進度和狀況，大部分會議五位成 員都會參加，另外教師與教師間也時常有一對一的個別討論，本研究主要研究和 訪談對象，便以互動密切的四位教師為主，並加入研究者本人與四位教師的互動 經驗，對個案教師團隊的合作過程進行整體性的探討與分析。四位研究對象的基 本資料如表5。

表5 研究對象之基本資料

研究對象 性別 任教科目 畢業科系 學歷 教學年資 黎老師 女 美術 師大美術 碩士 8

蔡老師 女 藝術生活(註) 北藝大設計 碩士 9 吳老師 女 數學 師大數學 碩士 10 陳老師 男 物理 師大物理 碩士 10

註：蔡老師同時擁有生活科技教師資格，97學年度前以生活科技科教師聘任，

98學年度起改以藝術生活科教師聘任。而生活科技和藝術生活在中山女中皆屬 於藝能科。