科學教室環境

本節就「教室學習環境的重要性及意義」及「教室學習環境的相 關研究」說明如下。

一、教室學習環境的重要性及意義

班級是學生最能直接、深切感受的環境，因此過去有關學習環境 的研究大多偏重在探討班級氣氣（王素香，1995；陳茜茹，1995；黃 素秋，1998）。有關班級氣氣的研究有許多，在這些研究中，學者們 隨著研究方法和研究重點的有所不同，對班級氣氣亦產生不盡相同的 定義，但歸納之有兩個方向，即：心理學觀點：探討班級內成員的需 求、經驗、情感關係等內在的心靈活動；社會學角度：探討班級成員 的人際關係、角色、地位和期望，以及班級結構和組織等（陳茜茹，

1998）。換言之，學習環境除了包括班級中具體事物的物理環境，亦 包括存在班級之社會體系中，由師生間與同儕間的互動所形成的社會 心理環境。除此之外，根據Bull和Solity(1987）的看法，就廣義而言，

班級內的學習環境至少應包括三個面向，即：物理環境、社會環境、

教育環境，如表2-4-1（翁敏婷，2000）。

2-4-1班級環境的三個向度（引自Bull和Solity, 1987) 學、實驗室，以及一般教室（Orion , 1997）。而教室的學習環境在過 去二十年來日益受到重視，教室是學生學習人際關係及教育發展的主 要場所，早在 1936 年 Lewin（l936）就注意到環境和個人是決定人類 行為的重要因素。教室環境可被視為一社會心理的情境，常被認為是

知識是如何獲得的。Entwistle 等人（1991）探討學習的概念與學習的 方法之的間關係，並推測學生學習概念與學習方法兩者的穩定性可能 受到學習環境的影響（learning environment）。Fraser（1994）更推測 學生對於教室學習環境的期望可能影響學生的學習成就。

Walker (1990）認為教室是正式課程實施的主要場所，課程的主 體為老師與學生，而課程的實施又與學習環境相關。林進財（1997）

也指出，教學環境包括教學的心理環境與物理環境。教學的心理環境 通常指的是班級教室氣氣或班級學習環境、班級的心理社會環境，是 一種無形的心理環境。由班級學生相互間的關係、師生間的關係、學 生與課程教學及學習活動的關係，及對班級組織特性的知覺所構成。

教學的物理環境是指班級教室及其它可供教學活動進行的場所及其 相關的教學設施而官，包括教室配備、地點、外觀等。從對教學情境 的相關變項分析中，也可瞭解到一些與學習環境相關的變項，他認為 與教學情境相關的變項可分為四類：

（一）預知變項（presage variables)：包括教師特質的變項，如教師 的社會背景、教育經驗、專業素養等。

（二）環境變項（context variables)：包括學生的各項背景、學生的特 性及教學環境，如學校與社區環境、教室環境等。

（三）歷程變項（process variables）：包括教師的教學行為、學生的 學習行為以及師生的各種交互作用等。

（四）成果變項（product variables）：包括教學後的即時效果（如學 業成就、態度形成）與長期的效果（如人格特質、職業知能等）。

由於學校主要的學習環境都是以教室為主，因此，教師該如何營 造理想的教室學習環境呢？根據 James（2003，引自沈中偉，2004）

的看法，理想的教室學習環境應具備四個關鍵特性：

（一）思考（thinking）：學生不僅是透過記憶而學習，亦能被引發動 機來思考重要的概念與理論，運用新獲得之理解與技能，來探索真實 世界的問題。

（二）任務導向（task-focused）：學生該被引導至有意義的任務，以 使他們對所獲得之理解與技能予以提問、思考、討論、運用及評估。

（三）團隊合作（team work）：讓學生在小組中工作。

（四）打破界線（transcendence）：學習應跨越時空限制，除與教師及 同學互動外，他們應可透過課外活動而學習。

二、教室學習環境的相關研究

由於過去有關教室學習環境的研究大多偏重在探討班級氣氣，學 者們試圖以各種方法探討班級氣氣或學習環境，因此也產生了各種因 應需要的研究工具。過去三十多年來在教室環境的理念、評量與探究 其中重要的向度上均有顯著的進展（蘇懿生，1994；王素香，1995；

Fraser, 1986, 1994, 1998; Fraser & Walberg, 1991; Wubbels & Levy, l993）。在研究老師或學生對教室學習環境的感受時，常用的方法有 二，一為客觀方式（objective approach），即由一位外在之觀察者以 系統記錄的方法，直接觀察教室內的師生互動及教學相關事件；另一 種主觀方式（subjective approach）則是應用教室學習環境量表，調查 老師或學生對教室環境的實際感受，這兩種研究教室學習環境的方法 業經學者們廣為認可(莊雪芳、鄭湧涇，2003）。最早是由 Anderson 和Walberg 於1960年代Havard Project Physics所發展，即是常用的 Learning Environment Inventory (LEI)以及較簡單的My Class Inventory (MCI) (Anderson, 1970)，表2-4-2列出幾種較常見的教室環境量表。

2-4-2 學習環境之研究工具分析量表（修改自翁敏婷，2000）

My Class Inventory

（MCI）

小學 量表分為「實際 式」、「理想式」兩 種；團結、衝突、

滿意、競爭與困難

Fraser &

Fisher

& Gidding

（1993）

從以上研究所發展量表的向度來看，多是探究學生的學習心理為 主，進而將學習環境的內涵加以分化、深入剖析。後續相關的教室學 習環境研究結果與發現分述如下：

Fraser、McRobbie與Fisher（引自楊榮祥和Fraser, 1998）在1996 年發展此份「科學（理化、生物）教室環境量表」（What Is Happening In This Classroom, WIHIC)，共分為九個向度，分別為同學親和、教師 支持、學生參與、探究、工作取向、合作、平等、自主性／獨立性、

理解。WIHIC曾在1998年黃台珠、Aldridge及Fraser的研究中，翻譯為 中文，並採用前面七個向度，以比較台澳兩國科學教室學習環境的差 異性，並探究在不同文化社會背景因素下如何影響科學教室學習環 境。研究結果發現，西澳學生所感受到的教室環境在學生參與、工作 取向、合作與平等等向度上較台灣學生感受較佳，但台灣學生對科學 課的態度卻比西澳學生較為正向。另外，由質性資料（學生描述、老 師描述、研究者所寫的故事）探究社會文化因素對於教室學習環境的 影響中發現，無論是學生間關係、對老師尊敬程度、教師發問方式、

學生學習科學動機、考試對課程的影響、教學上壓力、師生關係及教 師的社會地位，台澳兩國均因社會文化背景不同而有不同程度上的差 異及反應。

Taylor、Fraser及Dawson在1995年所發展的「建構式教室環境量 表」（Construct Learning Environment survey, CLES)，可評測學生對教 室環境建構程度的感受，共分成五個向度，分別為：個人生活相關性、

知識不確定性、關鍵性意見表達、師生共同營造教室氣氣、以及同學 協商。CLES在1998年由陳忠志、Taylor及Aldridge中學物理教師科學 本質及科學教學信念對理化教室環境影響的研究中，翻譯為中文，探 討中學物理教師對科學本質及物理教學信念，以及此信念如何影響教

師使用教學策略與其所營造的教室學習環境。其教師施測的結果顯 示，理化教師對科學本質的信念是介於建構主義學派與客觀主義學派 的中問地帶，並未完全符合建構式的理念。而學生施測的結果則顯示 教室環境偏向客觀主義式（即傳統式）的教學，比較上述兩項調查結 果，顯示教師所持的科學本質信念與建構式教室環境的營造，有著一 段差距。

另外，Tsai (2000）也根據CLES量表，修訂發展中文版的CLES 量表（Chinese–version Construct Learning Environment Survey Instrument)，其中針對教室學習環境有四種分量，分別為社會建構

（Negotiation）、先備知識（Prior knowledge）、主動學習(Autonomy）、

學生中心（Student centredness）。Tsai(2000）、藍秀茹（2002）應用此 量表探討高一台灣學生對於科學教室建構教學傾向，由數據推測顯示 台灣學生傾向非建構式的學習環境，而且不喜歡以學生中心的學習環 境。結果指出台灣高一學生較不能接受學生中心的教室學習環境，而 且認為傳統以老師為中心、由老師直接進行教學的教學策略較能提高 學生的學習成就。

劉淑蓉（2001）在國科會計畫「九年一貫課程試辦學校初始資料 (Classroom processes and learning environment of middle school

students in Taiwan)」的研究，探討大台北區六所國中學生在課堂裡與 教師教學上互動的情形，以及他們對教室學習環境之知覺。研究發 現，國中的課堂教學大都由教師主導。學生幾無選擇活動之機會。學 生與教師或同學做教學對話互動只占百分之十的時間。最常見的教室 內學生行為是聽講或寫作業，女生比男生專心上課，較少分心。學生 對學習環境持有正面觀感，但女生對學習環境之滿意程度、同窗情 誼、自我期許、課堂參與合作和平等待遇，都比男生高。

從莊雪芳與鄭湧涇（2003）的研究可知，學生所感受到的教室學 習環境以及教師所經營的教學情境、教學方法和教學策略，均是影響 學生對科學的態度之重要因素，而在影響學生對科學的態度之諸因素 中，學生所感受的教室學習環境對學生的科學學習影響更為深遠。良 好的學習環境是可以細心營造的，因此提高教師的教學專業素養和正 向積極之對科學的態度，以及靈活運用教學經營和教學策略的能力，

將有助於培養學生正向之對科學的態度及促進科學的學習。

張俊彥和李旻憲在2004年發展「地球科學教室學習環境量表」

（Earth Science Classroom Learning Environment Instrument,

ESCLEI)，此量表發展的重點在於學生上課時所感受到的教室學習環 境，探討的面向為教學方法（methods）、教材內容（content)及教學評 量（evaluation）則為此量表的三個構念，包含「教師中心」與「學生 中心」兩份量表，並同時將「理想版」（學生所期望的教室學習環境）

問卷與「實際經歷版」（學生實際經歷的教室學習環境）同置於一份 問卷中。李昊憲（2004）調查高一地球科學教室學習環境的特質，並

問卷與「實際經歷版」（學生實際經歷的教室學習環境）同置於一份 問卷中。李昊憲（2004）調查高一地球科學教室學習環境的特質，並