第一章 緒論
第二節 研究目的與問題
本研究在探討透過小組合作學習法後，學生的概念生態、對科學 教室環境的感受及對科學的態度等面向的影響情形。
依據上述的研究目的，本研究以桃園縣龜山鄉一所公立國中之七
年級學生為研究對象，以「合作學習法」為實驗組，「傳統教學法」
為控制組，透過合作學習法活動介入後，針對學生的概念生態、對科 學教室環境的感受及對對科學的態度等面向提出下列待答問題：
（一）合作學習法與傳統教學法對學生科學教室環境感受的影響？
（二）合作學習法與傳統教學法對學生對對科學的態度的影響？
（三）合作學習法與傳統教學法對學生概念生態發展的影響？
第三節 名詞釋義 一、合作學習（Cooperative Learning）
合作學習是一種有結構有系統的教學策略。指在學習過程中透過
小組成員的積極互助與共同合作，一起為個人績效和團體成果而努 力，目的在於提供一個共同合作的學習環境，進而達成認知、情感和 技能等目標（賴春金、李隆盛，1992）。合作學習的方法常見的有：
小組成就區分法（STUDENT’S Team Achievement Division，簡稱 STAD）、小組遊戲競賽法（Team-Game-Tournament，簡稱 TGT）、拼 圖法與拼圖法第二代（Jigsaw and Jigsaw II）、團體探究法
（Group-Investigation，簡稱 G-I）、小組加速學習法（Team Assisted Instruction or Team Accelerated Instruction，簡稱 TAI）等（林宜玫，
2005）。
二、概念生態（Conceptual Ecology）
這個名詞最早出現在 Toulmin （1972）所提出心智環境
（Intellectual environment），Toulmin 認為知識的發展是個人與環境間 不斷的交互作用所得到的，他將此交互作用的環境比喻為一個「知識 生態」。他認為知識的系統或概念架構，如同生物適應某些特定環境 一般，會適用於某些特定的環境。
Posner（1982）等人根據這樣的理論，提出「概念生態」是指學
生所具有的概念所形成的一個內在環境，這概念生態會影響概念改變 的條件，也會使學生決定是否接受新的概念，這樣的概念生態包含了 科學邏輯語意敘述、經驗知識、異例、類比、圖形等不同的概念表徵，
以及知識論的認同、形上學的信念與概念和其他知識。
三、學習環境
所謂環境乃是指個體周圍的事物，杜威曾定義環境為「對於人類 活動有維持或破壞作用的情況」，也就是「環境是包含能夠促進或阻 礙個體的特殊活動之種種情況」（鄒恩潤，1948）。因此所謂的學習環 境，係指在教室內部週遭的一切事物，包括能促進或阻礙個體在教室 中學習的種種情形。本研究所指的學習環境，乃是指班級在上自然課 時的教師實施的教材內容，使用的教學方法及同儕間互動所形成之環 境。
四、對科學的態度（Attitudes toward Science）
Gardner（1975）主張將科學相關態度分成兩大類，一類為「科 學的態度」，包括開放心胸、誠實…等傾向。另一類為「對科學的態 度」，包含對科學的偏好、喜歡與否的傾向等。由於 Gardner 的分類 方式較能清楚將科學相關態度分成兩個容易區辨的類別，於 1975 年 後被許多研究者採用。本研究「對科學的態度」是指後者。
第四節 研究範圍與限制
參與本研究的對象為台灣地區桃園縣龜山鄉某一公立國中國ㄧ 學生，研究樣本並不具普遍代表性，因此本研究結果不宜全面性地推 論至其他所有年級及所有學校之國中生。
本研究所進行之課程為八週課程學習，並非以整學期長時間的教 學，且所選取之教學單元為「生物體的協調作用」、「生物體的恆定」
兩個單元，研究為初探之性質，因此不宜對結果作過度推論。
第二章 文獻探討
在第二章中，第一節說明合作學習發展的相關定義、理論、類 型及相關研究；第二節說明概念生態的起源及內容以及概念生態相關 研究；第三節說明對科學的態度定義及相關研究；第四節則說明教室 學習環境的重要性及意義，以及相關研究。
第一節 合作學習
本節就「合作學習的定義」、「合作學習的理論」、「合作學習的類 型」及「合作學習的相關研究」說明如下。
一、合作學習的定義
合作學習在西方的發展已有兩百多年的歷史，十八世紀末期 Lancaster 和 Bell 在英國提倡合作學習團體，西元 1806 年合作學習傳 入美國，在當時的普通學校運動（Common School Movement）被大 力提倡（林佩璇、黃政傑，1996）。之後 Dewey（1895-1952）及 Johnson 等人（ Johnson & Johnson）研究、實驗及整理，發展出一套有系統 的教學方法。
合作學習是結合教育學、社會心理學、團體動力學等的一種分組 教學設計，主要是利用小組成員間的分工合作、互相支援去進行學 習；並利用小組本身的評核及組間比賽的社會心理氣氛，以增進學習 的成效。以下就國內外學者對合作學習的定義簡要說明：
合作學習目的是讓學生在一個合作小組中一起學習以精熟教 材，教師可將不同能力、性別及背景的學生分派在同一小組一起學 習，而且適用於大部份學科及不同能力的學生，Slavin（1979）認為 合作學習是一種有結構有系統的教學策略。再者合作學習鼓勵學生為 達成共同目標一起工作，每位學生都為個別的學習負責任，並幫助同 組的同學學習、喜歡並尊重他人，不管是獎勵上、工作上及角色上都 互相依賴，Nattive（1986）認為合作學習是鼓勵學生以團體小組模式，
一起達到工作目標的教學方法。因合作學習小組活動促使成員互動，
協調合作或交換知識，以達成共同目標，周立勳（1994）認為合作學 習也是一種可增進學生間的人際關係，提高學習效果的教學策略。
合作學習提供學生在異質小組中一起學習，互相幫助、提供資 料、分享發現成果，評論並修正彼此的觀點，Parker（1985）提出合 作學習是一種教室的學習環境。而且 Johnson 和 Johnson（1994）提 出合作學習提供一種成員互利的情境，團體中的個人知覺到必須與團 體中的其他成員一起達成目標時，個人的目標才得以達成。而支持合 作的目標結構較競爭個別化的目標結構有助於增進個體成就的表 現、積極的人際關係以及心理適應。而且在合作學習中，學習者也可 以獲得「從小組到個人」的學習遷移(group-to-individual transfer)，這 在被動的或個別的學習中是不容易產生的(林佩璇、黃政傑著，1996；
黃建瑜，1999；Johnson & Johnson, 1994)。
合作學習可讓同組成員發生有效互動，彼此互助、提供學習資 訊，提高學習成效並培養成員相互支援合作，追求個人目標及團體目 標的學習方式，是一種你好、我好、大家都好的學習方式，李錫津
（1992）認為合作學習的重要歷程，旨在運用某種形式的小型學習團 體，實施有系統、有計畫的學習活動。于富雲（2001）認為合作學習 的運作方式主要是透過結構式的同儕互動與溝通的歷程，藉以提升同 儕的認知、情意及技能上的發展，引起學生的學習動機，滿足個人的 學習目標，兼顧心理與社會的需求與理想。
綜上所述，合作學習是一種有系統、有結構的教學方式，將學生 按異質性分組，在教師的教學活動中小組成員以互相鼓勵、協助的方 式共同學習，目的在提升學生個人的學習成效及達到教學目標。
二、合作學習的理論
每一種教學方法的發展都有其理論背景，合作學習也不例外。以
下就「認知發展理論」、「社會互賴理論」、「動機理論」與「行為學習 理論」四方面來探討。
其中，認知發展理論與動機理論，則說明了合作學習為何會影響 學生的學習表現。社會互賴理論認為合作學習會促進學習的主要原 因，在於合作學習中小組成員基於共同的目標，在學習過程中相互依 賴，形成一個動力團體，以促進學習。至於行為學習理論則認為合作 學習時行為改變的因素有二，其一可應用 Skinner 的操作制約解釋，
會受外在獎勵結構增強的影響，其二則可由 Bandura 的社會學習理論 解釋，強調合作的學習情境確實能提供參與者彼此觀察學習的空間，
產生互相學習的效果。以下簡要說明上述幾種觀點：
（一）認知發展理論（congnitive developmental theory)
認知發展的觀點以 Piaget 和 Vygotsky 的理論為基礎，對於「社 會與個體間的關係」，Vygotsky 與 Piaget 持不同見解。Vygotsky 認為 社會是個體心智發展的基礎，個體透過社會化的過程才得以發展；
Piaget 則依據發生學（genetics）的觀點，主張個體是一切發展的起點，
隨著發展逐漸進行，才產生社會化的過程與現象。儘管在基礎主張上 意見分歧，但他們同時肯定個體與社會間的交互作用，特別是個體間 的合作關係，對兒童的認知發展有相當重要的影響。以下分別由 Piaget 和 Vygotsky 的理論來探討：
（1）Piaget 的認知發展理論
Piaget 學派指出認知的發展是由於個體與環境互動的過程中，因 為「社會認知衝突」（social cognitive conflict）而產生認知不平衡。在 解決認知衝突的過程中，論證會被提出和修正，經過一連串的同化和 調整，以達到認知平衡，激發個人認知發展（黃政傑、林佩璇，1996）。 當兒童不同意他人的觀點，就同時遭遇社會與認知上的衝突，首先個 人必須能察覺出有不同於自己的觀點，其次必須開始檢視自己的想
法，重新評估想法的有效性，進而學會為自己的想法辯護，若要他人 接受自己的想法，要先將自己的理念清楚的表達出來。因此，Piaget 認為兒童在同儕互動的過程中，社會與認知方面均有獲益：在社會性 的發展方面，改善了溝通技巧；在認知的發展方面，重新檢視了自己 看法的真實性。
（2）Vygotsky 的認知發展理論
Vygotsky 主張由教學者來引導學習者的學習活動，兩者共同承 擔解題歷程的運作，學習者先做，當學習者有所遲疑時，由教學者加
Vygotsky 主張由教學者來引導學習者的學習活動，兩者共同承 擔解題歷程的運作，學習者先做，當學習者有所遲疑時，由教學者加