研究背景與動機

在資訊發達、社會多元且快速變遷的今天，為因應時代的潮流及現實環境所 需，力求革新及創新的觀念，乃時勢之趨，尤在培育人才的教育單位「學校」，

其更應具有高度敏銳度及自覺性。因此在這樣的變化下，傳統的教學模式受到了 衝擊，教學方式也不斷的受到檢視與考驗，我們不僅要重新思索當前教育所面臨 的問題，政府當局也必須做一連串的教育改革，以切合環境所需。進而我們的教 學思維與進行方式也必須做改變，但這個改變是融合？是調整？抑或取而代之？

這樣複雜的問題沒有標準答案，因為教師不能一成不變固守於原有的傳統教學方 式，教師得因人、因時、因地權宜變通、創新教學方式，以激發學生的學習興趣。

教學需要創意，唯有適時的運用創意學習，方能達到啟發的教育目的。

本章一共分為以下四節，第一節為研究背景與動機：說明本研究的背景環境 與進行研究的動機；第二節為研究目的與問題：敘述本研究之研究目的及待答問 題；第三節為重要名詞釋義：將本研究相關的名詞加以定義並解釋其範圍；第四 節為研究範圍與限制：根據研究目的，針對研究範圍及研究內容明確地指出研究 的方向；研究限制：說明本研究的限制。

第一節 研究背景與動機

研究者自1998 年任教於台東縣公東高級工業職業學校以來，面對許多學習低 成就、缺乏學習動機、學習成效不良、自信心不足、缺乏目標及冷漠的學生。這 些學生，大多數在國中時期的成績表現普遍不理想，他們常常是被認為具有破壞 性及負向學習的學生。在學習的過程中，對於他們，教師必需要投以更多的時間 與精力，來督促並管理他們的行為舉止及課業輔導。再則，是現在的環境，有太 多的誘惑吸引學生，諸如電視、電玩、網路等，與其面對枯燥乏味的課程，學生 寧可花較多的時間在這些聲光效果的娛樂上，對學校課堂上的教學活動卻興趣缺

缺，老師交付的作業也不願做。尤其是，得花時間或動腦思考的學科及作業常令 他們卻步及排斥。

在高職資訊科專業課程之一的「電子電路」就是屬於較難學習的課程，其教 學目標，主要是認識電子電路的基本原理、熟悉電子電路的基本技能及瞭解、檢 修電子設備之能力，其中並配合實習工場教學，以實用性為主要教學訴求，以增 強學生之學習動機（教育部，1998）。一般的學生在學習此課程時，對於這些抽 象、看不見、摸不著的理論，普遍感到疑惑、難以想像、困難及不容易理解。對 教師而言，用傳統的教學方法來教導這些缺乏學習動機及冷漠的學生，總是難以 達到預期的目標及學習效果。

故有鑑於此，對於專業科目的艱澀與困難，教師無不想盡辦法，總希望學生 們能學得更好。但由於學生的基礎學科能力不足、又缺乏學習動機，致使老師在 教授的過程中充滿困難，最後每位教授到該課程的教師，總是感到無奈與挫折。

因為這樣的教學情境，使得研究者意識到教學模式的問題，必須重新思考教師要 如何教，才能引導學生進行學習。配合現行的課程，加上對學生的瞭解，尋找不 同的教學方法、教學策略及教學資源，試圖找到“恰如其分＂的教學方案，重新 調整課程設計，並在教學過程中，觀察學生反應、進行教學反思，進而採取適當 的教學行動。

研究者自執教以來，不斷地嘗試以各種可能的策略與方法，試圖找出更好的 教學方法來提高學生的學習動機及學習成效，這是研究者想探討與了解的。對於 如何激勵學生的學習動機、提升學習成效、激發學生的創造力，也一直是基層教 育工作者努力的方向（張聖麟，2001；傅紅，2005），冀望透過教學創新激發潛能、

開發個人創造力。拜科技進步之賜，使得今日教學工具多樣且多元化，教師可利 用不同的教學媒材來刺激學生學習、發揮他們的創意、提升學習動機，並減低、

消除學生在學習過程中的學習障礙，使他們能達到最佳學習效果（黃國鴻、王國 華、邱守榕 2000；Mauch, 2001,Ringwood, Monaghan & Maloco, 2005）。

許多研究証實創造力對學生的學習成就有著重要的影響。而創造力是可以經 過訓練而得到增強的效果（吳靜吉，1976；張玉成，1983；Davis, 1971; Rose & Lin,

1985），在創造的歷程中，學生能將所學到的相關知識提升。學者也進一步指出影 響創造力的發展因素包括學校、教師及教師所從事的教學活動（施建農，2002；陳 嘉彌，2005）。這顯現出個人的創造力可以經由學校教育的努力，得到誘導、激發、

促進及發展，進而促進個人在生活中的學習樂趣及成效。

田耐青（1999）指出，LEGO（樂高）的積木產品是一種許多人都玩過的益智玩具，

它是由許多不同顏色，不同尺寸，呈長方體、正方體或其他立體形狀的塑膠體，

一面呈溝狀，另一面有多個圓柱形的突出物，可以讓塑膠塊適度的咬合在一起。

同樣一盒樂高積木，隨著使用者的性向、想像力及成熟度，可以創造出各種不同 的成品。樂高玩具常被用來刺激學習者創造力的教學資源，它的適用性涵蓋幼 兒至成人。根據「樂高的歷史」指出，公司估計於1996 年時，LEGO的積木生產 量估計約達1800 億件，而全球更有 3 億兒童及成年人長期或曾經玩過LEGO，每 年全球的小朋友花費在LEGO的時間更長達 50 億小時 - 即是接近每個地球人花近 1 小時！因為小朋友只要手上有數件積木，再加上小小創意，便成為一件件巧思的 作品。（樂高中文分站，2005；樂高官方網站，2005）。因此，許多家長及教育 工作者會利用LEGO產品作為協助學習者促進學習的媒材。許多不同範疇的研究，

利用它來做為相關研究活動的工具（吳志緯，2003；黃國鴻，2000），在機械、

建築、電機、數學等領域均有相關的文獻（石千泓，2003；Kennedy, 2001, Verner &

Ahlgren, 2004）。例如Verner 與 Ahlgren（2004）曾在工程教育概論中提到使用 Lego材料製作自動機器人的理由：

一、 他們的學生一開始在專業領域上利用 Lego 製作與電學、機械和電腦工程有 關的機械人，這種方式可有效整合所有的機電概念。

二、 學生容易獲得有關電學、機械的基礎知識和經驗，在他們成功往更進階的工 程課程中這是很重要的基礎。

三、 從他們的第一年學習，學生變得以自動引導方式學習各學科間設計、團隊合 作、專業通訊、技術性創作和專題研究。

眾多的樂高產品中，LEGO^® MINDSTORMS™由美國麻省理工學院 （MIT） 與

丹麥樂高 （Lego）公司合作開發，將樂高積木與電腦結合，發展出一系列從幼兒、

中小學生到大學的創意科學電腦樂高課程。此套系統讓學習者透過實際動手做的 互動過程，使用者可設計電腦程式，來控制組合好的並具有動力裝置的積木，此 可建立學習者的邏輯概念，建構累積經驗與知識，並在過程中進行探索及思考問 題，培養學習者解決問題的能力並可激勵其學習動機及啓發其創作空間。

LEGO^® MINDSTORMS™ Robotics Invention System 主要包含以下部分：

一、 可程式控制積木（RCX, computer-based programmable brick）。

二、 紅外線傳輸器（IR，Infrared Transmitter）。

三、 輸入裝置：光源感應器、觸控感應器。

四、 輸出裝置：電動馬達、燈泡。

五、 圖形化電腦控制軟體（ROBOLAB）

六、 其他零件：包含各式各樣的積木組件，如：輪胎、輪軸、齒輪、槓桿、關節、

皮帶、電線及其他傳統的積木組件等。

上述的這些元件及組合操作活動，對目前高職生學習電子電路的抽象概念與 理論具有提供具體經驗的學習效用。更甚者因它們的新穎性及趣味性，將令學生 樂此不疲地操弄組件，進而誘發他們對電子電路的學習動機及提升其學習成效。

本研究希望在專業實習課程中，透過 Lego MindStorms Robotics Invention System 媒材的輔助教具達到下列的教學效果：

一、 引起學生的注意：讓學生注意到原來專業實習課，所提到的理論和元件可以 具體的和樂高玩具結合達到趣味化的應用目的。

二、 改變學生的感官模式：透過Lego MindStorms Robotics Invention System 來轉 換學生的感官模式，讓學生感到新鮮並產生好奇，促使學生改變對專業實習 學習的刻板印象。

三、 建立自信心：讓學生動手做出實際的成品，這模式比傳統式電子電路用電子 零件接在板子上來得具體、有趣。

基於前述，本研究設計旨在透過Lego MindStorms 媒材，規劃出一套激勵學 生創造力、專業實習課程學習成效及提升學習動機的創新教學。

因傳統教育觀念及教育環境的不同，台灣的技職教育在過去始終不被正視，

甚或被認為是次等教育。因此對從事高職教育工作者而言，往往力不從心。尤以 地處台灣偏遠地區的台東，除了學校一般教學活動外，其他相關教育資源似嫌不 足。特別是與都會區相較之下，其在教學資源上呈現明顯差距，在知識的獲取上 亦有落差。

「因材施教」是教育的最高指導原則，人才培育與開發也是各國學校教育改 革的首要目標。因應時代潮流，近年來台灣教育改革呼聲不斷，新的教育政策不 斷的頒布，各級學校也配合教育政策積極的推動課程與教學的革新。目前國內的 教育改革不僅對傳統學科之課程組織做大幅度的改變，對傳統的教學方法也勢必 帶來衝擊，更是第一線的教育工作者的專業挑戰。

因而身為台東一線的高職教師皆有個共同心願，也願盡其所能，即是希望我 們的學生都能在相對等的教育資源上，受到良好的學習，並在創新求變的教學之

因而身為台東一線的高職教師皆有個共同心願，也願盡其所能，即是希望我 們的學生都能在相對等的教育資源上，受到良好的學習，並在創新求變的教學之