科技與科學的進展帶動了人類文明的進步，自十八世紀到二十世紀，人類歷 經機械化、電子化與資訊化之工業革命，讓人類邁入了知識經濟的時代。然而，
隨著千禧年人類基因組計畫定序的完成，生命科學已進入一個新的里程碑；物理 則從巨觀世界走入了微觀的奈米世界，電子、光電、生物醫學等領域紛紛與奈米 科技結合，以開創出更輕薄短小的創新產品，生命科學與奈米科技已成為二十一 世紀的超能量，正試圖改變世界並掀起全球產業革命，因此，世界各國紛紛投以 大量的人力與資源來開發相關產業。人類文明的第四波革命，隨著「基因科學」
與「奈米科技」的崛起已悄然來到(成章瑜，2002)。
過去數十年來，生命科學的大幅進展帶動了生物科技的進步，許多新科技與 新發現正不斷進入公共領域(public realm)，因此對於公眾科學素養的要求也隨之 提高，期待公民對於基因篩檢(genetic screening)、幹細胞研究(stem cell research)、
基因改造生物與基因改造食品(genetically modified organism/ food)等能有所瞭解 並參與決策，故若公民對於遺傳學之核心概念缺乏完整的瞭解，將無法對於相關 的議題做出正確的決定，因而幫助學生對於遺傳學之核心概念具有科學素養是相 當迫切的(Duncan, Rogat, & Yarden, 2009)。世界各國也都將當代遺傳學之核心概 念列入中學義務教育的階段，包含英國、美國、德國、澳洲等，台灣也不例外，
然而，由於遺傳學涉及生物各構造層次間的關係，包含基因、染色體、細胞、組
太慢，不然就是尺度太大或尺度太小；因此，遺傳學之相關概念對於中學生而言 特別難以理解(Duncan et al., 2009; Hickey, Kindfield, Horwitz, & Christie, 2003)。
而生物學中「細胞分裂」這個主題又是學生學習遺傳學相關概念的基礎(Oztap, Ozay, & Oztap, 2003)；因此，若要讓學生能進入當代遺傳學領域、理解其核心概 念並具有科學素養，須先讓學生能掌握「細胞分裂」這個主題。
Brown(1995)與 Oztap, Ozay 與 Oztap(2003)指出，細胞分裂、光合作用、呼 吸作用、食物網與食物鏈以及演化，是中學生物裡難以教學的主題，而教師與學 生又一致地認為細胞分裂是當中最困難的主題。從研究中也發現各年齡與各階段 的學生對於細胞分裂的過程理解不佳(Lewis, Leach, Wood-Robinsoon, 2000a, b;
Lewis & Wood-Robinsoon, 2000; Smith, 1991)。Lewis 等(2000a, b)指出，學生對於 細胞分裂的主題理解不佳，是源於其對基本結構(basic structure)—細胞、染色體、
基因(gene)、遺傳訊息(gene information)之間的關係不瞭解，以及容易對於這些遺 傳學的術語感到困惑所致。因此，若能在教學的過程中，清楚地呈現出這些基本 結構間的關係，將有助於協助學生發展融貫的理解。Brown (1995)與 Oztap 等 (2003)更進一步指出，如果在教學過程中透過各種教學輔具，例如染色體在細胞 分裂中各階段的圖片與影片，特別是有時間呈現之相位差顯微鏡來強調細胞分裂 過程之動態本質，並建立染色體的模型(chromosome model)，將有助於克服學生 在細胞分裂主題上的學習困難。因此，本研究將依循當前電腦科技與資訊通訊技 術(Information Communication Technology, ICT)之快速發展的趨勢，整合多媒體 呈現來協助學生建立遺傳學之基本結構與結構之間的關係，並透過 2D 或 3D 圖 型與動畫、影片、模擬等多媒體呈現模式，來強調細胞分裂過程之動態本質，以 協助學生建構一個融貫的遺傳學概念架構(conceptual framework)，釐清遺傳學之 基本結構與結構間的關係，除此之外，動畫、影片等多媒體動態呈現的特質，亦 有助於學生理解「細胞分裂」過程之動態本質(Brown, 1995; Browning & Lehman,
1988; Oztap et al.; 2003)。然而，在眾多 ICT 技術中，互動式電子白板(Interactive Whiteboard, IWB)的創新，不但實現了白板與電腦間的雙向互動與操作，讓 IWB 成為一個整合所有數位教學資源的新介面，且其內建的多項教學軟體與多媒體整 合的動態呈現，亦有助於引發學生的注意力並增進其對於概念的理解，也讓教師 的教學更具有彈性與變通性，基於此，IWB 適合作為協助學生建立一個融貫的 遺傳學概念架構與學習細胞分裂動態過程的教學工具。除此之外，IWB 的高度 互動性亦拉近了課室環境中師生與生生間的距離，故 IWB 不但是白板發展史上 的關鍵性革新，對於傳統課室教學環境而言更謂是一大躍進(Northcote,
Mildenhall, Marshall, & Swan, 2010; Smith, Higgins, Wall, & Miller, 2005)。
基於上述的優勢，各國對此新穎的教學科技紛紛大力投資，將之推入各級學 校，故 IWB 已成為過去十年來教育領域之數位科技中能見度最高的指標之一 (British Educational Communications and Technology [BECTA], 2003, 2004, 2006;
Thomas & Jones, 2010)，相較於其他科技而言，IWB 引入課室的目的亦以創新教 學為主，但不同的是，IWB 的推動廣受政府支持，特別是美國、歐盟、加拿大、
澳洲、南非、中東等(Slay, Sieborger, & Hodgkinson-Williams, 2008; Somyurek, Atasoy, & Ozdemir, 2009; Thomas & Jones, 2010)。而我國教育部也自 2006 年起政 策性宣佈，推動 IWB 融入教學，在「建構 e 化教學環境」的方案下，開始補助 部分縣市試辦 IWB 導入教室教學，並鼓勵發展學科領域學習中心，2007 年更以
「建構 e 化學習環境示範點」計畫來遴選各縣市部分學校試辦電子白板(即 IWB) e 化教學，重點補助試辦學校進行試驗與評估，希冀在評估後將之逐步推展至全 國中小學，藉此來提升學生的學習成效與動機。除此之外，教育部更於 2008 年 公布「中小學資訊教育白皮書」，明訂六大目標與相關具體策略及行動方案來推 動台灣二十一世紀之資訊教育政策，並於「提升教室與校園的軟硬體設備與網路 服務」目標訂定之「增加一般教室的資訊科技設備」與「推動多功能 e 化專科教
室」的行動方案中，建議採納 IWB 作為一般教室或 e 化專科教室中的資訊相關 設備(教育部，2008)。由此可知，將 IWB 推入我國各級中小學，將成為一股必 然的趨勢，因此，實有必要針對 IWB 融入教學進行深入探討，以結合 IWB 的優 勢發展出適切的教學策略與設計，作為課程設計者與教學者之參考。
雖然 IWB 具有整合多媒體呈現之特質，可作為協助學生建立一個融貫的遺 傳學概念架構與細胞分裂動態過程的教學工具，然而，IWB 係屬新興的教學科 技，且其所營造出來的學習環境迥異於傳統課室學習環境，師生間的互動方式也 隨著 IWB 的介入而有別於傳統課室環境。許多實徵性研究多對於 IWB 融入教學 持正向的態度，認為其能提高學習動機、增強學習效果與師生的資訊能力等，然 而，這些研究多為英國、美國、加拿大與澳洲之大學及中、小學個別教師所執行 的小規模研究計畫報告(Glover, Miller, Averis, & Door, 2005; Smith et al., 2005)，因 此，Smith 等(2005)以及 Torff 與 Tirotta (2010)指出，未來宜持續進行更多正式且 具嚴謹實驗設計的研究，以收集更多非僅為自陳量表之研究資料，以進一步釐清 IWB 對於學生學業之影響，並區辨出 IWB 相較於其他學習科技的獨特優勢。國 內關於 IWB 應用於教育領域的相關實徵性研究也隨著政策性的推動而持續累 積，但其針對 IWB 應用於國中自然與生活科技課程教學的相關研究較為缺乏，
基於此，本研究欲深入探討 IWB 融入課室教學環境，對於國中一年級學生自然 與生活科技課程細胞分裂主題之學習效益、師生互動與對於學習環境知覺的影 響。
除此之外，近年來隨著數位科技的快速發展與數位學習環境之普及，許多研 究均指出學習風格是預測學習者在數位學習環境下之學習效益或學習感受的有 效因素(Federico, 2000; Ford & Chen, 2000; Wang, Wang, Wang, Huang, 2006)。
Federico(2000)針對學士後進修的學生進行探究，發現同化者(assimilator)與調適
者(accommodator)對於網路教學的態度顯著較聚斂者(converger)與發散者
(diverger)者來得正向。Terrell(2002)則針對修習教育電腦科技課程之博士生進行 研究，發現學習風格會決定學習者對於數位學習形式的偏好，且在經驗攫取(grasp of experience)上偏好抽象概念(abstract conceptualization, AC)者在數位學習環境 下的學習，較偏好具體經驗(concrete experience, CE)者佳。Wang 等(2006)則針對 國中學生進行自然與生活科技課程之數位學習進行探究，發現發散者(diverger) 與同化者(assimilator)具有較佳之學習效益，亦即是經驗轉換(transformation of experience)偏好省思觀察(RO)者之學習效益較主動實驗(AE)者佳。Manochehri 與 Young(2006)則針對大學生之數位學習進行探究，發現在數位學習環境下同化者 (assimilator)與聚斂者(converger)的表現較好，即在經驗攫取上偏好抽象概念(AC) 者為佳；Manochehri(2008)亦指出在經驗攫取上偏好抽象概念(AC)者，對於數位 學習環境持較為正向的態度，Aragon、Johnson 與 Shaik(2002)的研究結果亦同，
AC 者偏好數位學習環境，而 CE 者偏好面對面的教學環境。然而，Harris、Dwyer 與 Leeming(2003)探究大學生進行普通心理學之數位學習，發現學習者之學習風 格與接受數位學習的方式，均不會影響其學習成效與對學習環境之感受，
Zacharis(2010)則針對主修電腦科學之大學生進行探究，發現無論在傳統面對面 的環境或數位學習環境下，學習者之學習風格與學習成效間均沒有統計上之顯著 差異。Harris 等與 Zacharis 指出，其研究結果可能與課程設計有關，並建議應進 行更多的研究來釐清學習風格與學習效益以及學習態度間的關係，從上述之實徵 研究結果可以發現，學習風格對於學生的影響不盡相同。Kolb(1984)指出學習風 格會隨學習任務、環境、時間等情況而異，不同的教學設計與不同的策略可能會 影響不同學習風格之學習者的學習，因此，實有必要針對學習風格之議題進行深 入探究，以深入瞭解新興互動科技—IWB 所營造之數位學習環境，對於不同認 知風格學生之學習影響，此外，上述實徵研究之對象多以大學以上的學生為主，
較少探究中學生之學習風格與數位學習效益間的關係，故本研究也將從學習風格
的角度來探究 IWB 融入國中自然與生活科技課程之教學，對於學生學習效益、
學習環境知覺與師生互動的影響，以提供更多關於 IWB 數位教學設計上的資訊 給第一線教師、研究者以及課程設計者之參考。