研究背景與動機

本研究旨在瞭解學生於學習的歷程中，若運用以探究式教學法設計之 雲端自然科學平台，學生自我預期的學習成效與教師給予的回饋之間的差 距所產生的學習校正變化趨勢、學生面對未知答案的問題運用雲端自然科 學平台之探究式教學法訓練產生的自然科學學習校正，以及過度自信特質 與學生其他特質的關聯性。本章將針對研究動機、研究目的與待答問題，

研究範圍與限制進行說明，以及界定本研究之重要名詞。本章共分為四節：

第一節為研究背景與動機；第二節為研究目的與待答問題；第三節為研究 範圍與限制；第四節為名詞解釋，茲分述如下：

第一節 研究背景與動機

壹、 研究背景

教育部於 2003 啟動了教育改革的工程，在其頒佈的《國民中小學九年 一貫課程綱要》中對「自然與生活科技學習領域」的「基本理念」作了如 下的說明：「學習科學，讓我們學會如何去進行探究活動：學會觀察、詢問、

規劃、實驗、歸納、研判，也培養出批判、創造等各種能力。特別是以實 驗或實地觀察的方式去進行學習，使我們獲得處理事務、解決問題的能力。

瞭解到探究過程中細心、耐心與切實的重要性。」（p.335）；在該文件中也 提出與基本理念相對應的教學方法「應以學生活動為主體，引導學生做科 學探究，並依解決問題流程進行設計與製作專題。而教學活動的設計應以 解決問題策略為中心，並依循確立問題、蒐集有關資訊、擬訂解決方案、

選定及執行解決方案、及進行方案評鑑與改進等程序實施教學」。國民中小 學九年一貫課程綱要中也提到中小學生應培養的十項基本能力，其中也包

括「激發主動探索和研究的精神」、「培養表達、溝通和分享的知能」與「培 養獨立思考與解決問題的能力」等基本能力。因此，如何培養下一代在變 化瞬息快速的環境中，學會如何批判思考並解決問題，同時具備科學態度 與人文關懷，已為各國教育改革與發展的首要標的（中華民國教育報告書，

2011）。

由於資訊時代的來臨，使將來人類的社會活動範圍快速地擴張。因此，

「科技」與「科學」的發展終將重新回歸到以人為主角的「社會」之中。

美國科學教育(science-technology-society, STS)的教育理念認為，科學進步 的動力始於追求更完美生活以及解決問題的需求，科學教育在培養學生利 用科學知能來改進人類生活、解決社會議題或者作為未來職業選擇與學術 研究的準備。科學與科技的不斷進步將為人類帶來了更多的福祉，也讓人 類福祉的追求與生活問題的解決，更進一步帶動了後續科學的發展。從上 述文件來看「自然與生活科技學習領域」的改革方向，均強調高層次思考 能力和問題解決能力的重要性，而自然科學能力的培養，皆必須利用問題 解決的情境作為切入。

若單純針對問題解決的情境進行探討，Dewey(1933)認為在解決問題提 出創新想法的過程中，需要不斷檢視成果，並在反思中進行評估並選擇出 解決問題最佳的方案，整個過程皆需要運用創造思考與思辨能力。換言之，

科學是一種思考的模式，思考的產生起於有待解決的問題，在問題解決的 歷程當中，解決問題者運用創造思考衍生出新穎想法與事物，運用思辨能 力分析現況與理想差距關係、分析事物因果關係，辨別訊息可信度、判斷 法子適切性，評估想法可行性，作為解決策略的價值判斷。因此，提升個 人的思辨能力是增進問題解決能力的必要途徑。

許多研究也明確指出，探究式教學法確實能用以培養學生高層次思考 能力和問題解決能力，能夠提高學生科學概念理解並同時增進學生的科學

課程的訓練培養學生的基礎科學能力，其中包括提問、批判性及系統性的 思考、下決策、問題解決等能力，進而得到能夠在科學與其他學科之間轉 移的基礎概念 (Leou, Abder, Riordan & Zoller, 2006) 。而自然科學探究活 動所追求的思辨能力是希望學生將已知、新知的科學知識透過觀察、推論、

實驗等過程結合，接著運用自我的科學推理與批判思考做出對科學知識的 判斷，並運用分析工具找出證據導出科學主張，以評估科學主張的可靠性 與泛用程度，最終對其發展的科學主張進行驗證、修正(Hurd, 1998)；因此，

透過不斷的蒐集資料、主題式探究課程以及自身思維的學習校正歷程都將 對於自然科學思辨能力有所提升，進而促進自然科學的學習。

總而言之，近年在政策上的推動，針對探究式教學法所給予的科學訓 練格外強調學生面對情境的問題解決探究歷程，同時也重視學生是否能夠 培養出自我校正學習的能力；透過科學探究與討論分享的過程能夠整合已 知的知識，且在遭遇問題的過程也能夠調整思考的邏輯以及研究的方法，

以此為目標進行訓練，定能達到活化國民自然科學能力之最終目的。

貳、 研究動機

根據《親子天下》2012 年針對國中生所做的學習力調查顯示，自然與 生活科技領域是國中生最不喜歡的科目之一，超過五成的國中生學習動機 低落，國中教育階段的教學沒有辦法激起學生對科學知識的熱愛，學生的 學習態度只能被考試驅動（何琦瑜、張瀞文、賓靜蓀，2012），如何提升學 生的學習態度及學習成就，是當前自然領域教師應當正視的課題。

為了讓學生重新找回學習自然科學的動機與熱情，達成有效教學的目 的，張添雄（2010）認為要促進自然與生活科技領域有效教學的主要活動 應包括：實驗實際操作、延伸教材增加深度和廣度、實施創意科學教學與 多元性評量、以及運用資訊科技融入教學與探究教學；林惠真（2010）也 認為在自然與生活科技領域融入資訊多媒體學習後，學生對多媒體具有良

好的評價，且持有正向積極的看法，可見資訊科技導入自然與生活科技領 域確實有助於提升學生的學習效果與學習動機。

配合資訊科技不斷的演進，加速了教學與學習型態的改變，雲端教學 儼然成為資訊教學的趨勢，使用者只要擁有筆記型電腦、平板電腦、智慧 型手機等可以相容的載具，利用網路使用遠端電腦的資源及服務。雲端運 算平台也為教育與學習帶來許多的便利及效益，透過雲端平台整合教學上 所需要的服務，對學校行政端而言運用虛擬伺服器可以依照需求擴充所需 功能，將所需要的服務或是軟體放置在網路上也不需要擔心資料遺失或伺 服器損壞，對師生教學端而言教學將打破時間與空間限制，無所不在的學 習，提升整體便利性以及效率。事實上雲端科技與教育早已緊密結合，對 於雲端資料的存取服務與雲端平台的使用服務將會日趨頻繁（許惠美，

2011）。

而過去在紀錄學生的學習歷程時，常會發現學生對於自身的學習狀況 會有過度自信(over-confidence)的現象。學習過度自信現象常出現在低學習 成就學生身上，其乃肇因於學生自身專業知識或專業技能之不足(Miller &

Geraci, 2011)，過度自信的人對事情的考量都很不充分(Hill et. al., 2005) ， 而過度自信並不全然只會造成負面的效應，當其認定某種專業知識有相當 價 值 或 值 得 學 習 ， 就 會 產 生 旺 盛 的 學 習 動 機 進 而 積 極 學 習 (Daniel, Hirshleifer & Sabrahmanyam, 1998) 。過度自信的人常會因其對於自身知識 或能力的過度信任，導致表現不佳(Barber & Odean, 2000)。而在預測事物 發展時，通常由於不會全面地蒐集想法及資訊，常導致推論出現謬誤或錯 誤(Haran, Ritov & Mellers, 2013)。過度自信甚至會影響其後設認知學習成 效(Miller & Geraci, 2014)，當學習者對於自身先備知識的評估錯誤便直接 影響其後設認知及學習校正作用之正確發揮(van Loon et. al., 2013) ，但也 有實證研究提出學習者可以藉由自我評估 (self-judgments) 的方式訓練改

而 Hong, Hwang, Tai & Chen (2014) 則以英文單字記憶 App 數位學習遊戲 為研究工具，發現使用此種校正記憶方式學習英文單字的過程能夠增進學 生的學習成效，因此本研究將嘗試延伸此研究成果將其校正學習方式應用 到自然科學學習領域中。

基於上述之研究背景與動機，本研究擬運用將探究式教學法融入雲端 之自然科學平台，用以探討學習歷程中學生自我預期的學習成效與教師給 予的回饋之間的差距所產生的學習校正變化趨勢、學生在面對未知答案的 問題產生的自然科學學習校正，以及過度自信特質與學生科學學習之後設 認知、雲端學習學習態度，甚至到後續自然科學學習成效之間的關聯性。

最終能獲得研究結論作為未來教師進行探究式教學之參考。