網路科學學習

WWW(World Wild Web, 網際網路)近年來在各界均蔚為風潮，其在教育與學習上所 帶來的影響，甚至被視為如同工業革命和文藝復興對西歐的影響一樣鉅大(Lowther, Jones, & Plants,2000)，因此網路學習在近幾年來，成為許多研究者關注的熱門話題。

在結構上，WWW 具有關聯性(associative)、非線性(nonlinear)、階層性(hierarchical) 等不受限制的超連結功能，這些功能和人類記憶的特徵相似，人類記憶處理的語意網路 模式(semantic network model)中，也是試著以某種意義讓節點(nodes)間相互連結(link)，

而概念和概念之間，則是以非線性和階層性的形式來形成類網狀組織(net-like

organization)，因此具有這些功能特性的網路學習，可以有效的呈現專家的知識結構，

幫助新手學習（Miller & Miller, 2000）。

在媒體特性上，WWW 的多媒體特性，使得真實世界情境的再現成為可能，因而有 助於產生真實的學習情境(Miller & Miller, 2000)。藉由 WWW 多媒體特性來模擬環境，

讓真實生活場景藉此得以再次呈現，可彌平教學時理論與實務的落差，並可運用於模擬 科學實驗，降低投注於實驗器材的成本與心力(Allen, 1998)。

但是成功的網路學習課程，並非只是上傳一些文件或網頁上的超連結而已，而是在 課程內容中設計符合互動性與不同電子媒體所需的影音型態，包括視訊、動畫、音效、

音樂、音訊、相片、圖畫、以及超連結或非超連結的網頁，高品質的網路課程設計進而 增進學生的使用、動機和互動性，讓學習者在網路學習的課程中，成為真實情境問題設 計的解決者，並對自己的學習負責(Berge, Collins, & Dougherty, 2000)。

現今為了因應九年一貫課程與新教學理念所需，有關當局積極宣傳與推廣資訊科技 融入教學的教師研習活動，就目前現行網路技術應用在教學上的模式可以分為下列兩種 (邱貴發，1998)：1.同步網路教學(synchronous teaching)，即教師透過網路工具，例如視 訊會議、文字工具或白板等來進行授課，這樣的方式僅能打破空間的隔閡，適合作為輔 助學習；2.非同步網路教學(asynchronous teaching)，即學生們的學習活動可能不是在同 一個時間內發生，教學者將所要呈現的教學情境事件先置於伺服器上，理論上使用者可 以於任何時間與任何地方，透過網路到指定的電腦上讀到、看到或聽到事先設計好的教 學情境，這樣的方式可以打破時空隔閡，且給予學習者彈性較大，學習的時間是操控在 學習者的手上，是目前比較可行的方式。

但是目前對於「資訊融入教學」的定義與內涵仍是眾說紛紜，而許多研習課程仍只 教授電腦與網路軟體技術而已，與「教師能運用資訊科技融入教學活動」的目標有很大 的落差(徐新逸和吳佩謹, 2002)。就 Jonassen (1996)以 mindtools 說明教學科技有三層次 的應用，分別是「學電腦知識(learning about computer)」、「從電腦學知識(learning from computer)」、「用電腦學知識(learning with computer)」，Jonassen 對電腦三層次的應用，

對應到我國資訊教育發展分別是資訊概論(computer literacy)、電腦輔助教學

(Computer-Assisted Instruction, CAI)、資訊融入教學(technology implementation)。現今資 訊融入教學的方式大致有：電腦簡報的展示、電腦輔助軟體、結合網際網路等(張國恩，

1999)。此外，利用電腦多媒體呈現的畫面必能帶給學生更多的感官刺激與震撼，提高 學習動機(陳明溥，1991；蔡東鍾，1997)。Moersch (1995)將資訊融入的程度可分為：不 使用、知覺、探索、融入、整合、擴充、精緻等。

Slavin(1990)提到有關網路學習環境的優點包括 1.學生可以依照自己的方式及興趣 學習；2.透過自我評估、檢視及反省的策略，建立自我學習模式，並建構知識體系。而

Anderson 等人(1997)也提到 WWW 是一種開放的學習環境，重視的是個體的自我控制、

擴散式的思考模式、多元觀點及獨立思考，因此網路對於促進個別化學習、自我評估，

以及知識的再建構有很大的幫助。故教師可依照課程需要，採取適當等級的網路融入教 學，幫助學生的學習，如張俊彥和董佳莒(2000)在教授地球科學課時，運用多媒體 (Multimedia)呈現效果可模擬野外考察的過程，讓學生有身歷其境的感受；She ＆ Fisher(2003)利用 Flash(動畫軟體)和網路呈現理化科的學習，強調運用電腦科技輔助教學 可提昇學生更深層的心智能力，並增進互動的學習過程，學生藉由自行統整與建構完整 的知識，頗能符合現今教育重視之建構主義學派的主張。

二、網路科學學習

現今利用網路學習融入科學概念的教育研究模式，根據本研究的設計，進一步探討 以下成以下幾種典型：

(1)鷹架學習理論

在此理論之下，教師扮演著架設鷹架的角色，協助學生學習，在學習過程中逐漸將 學習的責任引導至學生身上，最後的目標是學生能夠自我學習，主動建構完整的知識。

而在網路的開放環境中，教師應能透過網路的功能，更輕易的建設有利學生學習的暫時 性鷹架，讓學生在網路的環境中更容易有個別化的思考，獨立學習的優點。例如：Linn 等人 (2003)建立一個以網路為基礎的探索科學的學習平台(The Web-based Inquiry Science Environment , WISE)，提供中小學學生有關於調查、辯論、設計等類型的網路科 學探索活動，並能藉由閱讀、提示、筆記、問答、視覺化的網路工具及討論等互動式學 習，進行科學概念的探究。

(2)網路融入 PBL(Problem Based Learning)

問題解決是一複雜的心智歷程，許多學者亦曾對其過程步驟各自提出不同的見解 (張俊彥、董家莒，2000)。而人類在進行問題解決時，牽涉到相當複雜的心智歷程，

Dewey(1910)曾在「How we think」一書中提出問題解決的五大步驟﹕1.發現問題或困難 2.確定問題的性質 3.提出可能的解決方案 4.選擇合理的解決方案 5.驗證而成立結論。

Rayner、Canham 和 Rayner、Canham (1990)將此歷程運用於電腦，而提出了「確 認問題、計畫解決策略、搜集資訊與執行計畫」四階段的電腦輔助教學教材；Chang &

Barufaldi(1999)根據 Pizzini 等人在 1989 年所發展的「SSCS—搜尋、解決、創造、分享」

問題解決模式，將改良後的之SSCS 問題解決模式應用於國民中學地球科學課堂的教學 之上，並加上電腦輔助教學軟體確實能更有效的增進學生的學習成效。而對於非結構化

的問題，游文楓、佘曉清 (2003)的研究結果顯示網路化問題解決策略確實有助於提昇學 生非結構化問題解決的追蹤測驗成績。

(3)探究式(Inquiry)教學

KIE(Knowledge Integration Environment)為美國加州柏克萊分校於網路上架構的一 套完整的探究式物理學習的虛擬教室，可以透過各項輔助工具軟體來支援學習者發現問 題，並協助蒐集資料，與科學家線上見面討論，而若與其他課程相配合時，也可以當成 實驗室使用，因此，學生在此學習情境下，能夠頗具創意的設計出一個經由自己蒐集、

統整、分析資料後的問題解決方案。

(4)後設認知(metacognition)

後設認知是指學習者對於自我學習的控制、自我知覺與知識」(Baird & Mitchell, 1990)。其中除了包括知識與學習者個人特質外，尚強調了有效的學習策略，以及如何 運用知識的重要性。She (2004a)透過網路多媒體的電腦動畫與後設認知策略結合，針對 學生難以理解的浮力概念進行研究，結果發現此學習模式確實有助於提昇學生科學概念 的認知學習成效。

三、小結

在本節中，先根據WWW 的結構(關連性、非線性與階層性)與媒體(真實情境的模擬) 特性上，對於網路學習的影響，在由網路教學注意亦事項(增進學生使用、互動與動機 等等)、教學上應用的模式(同步、非同步)，以及電腦融入教學的方式(簡報、輔助軟體、

多媒體設計等等)與優點(學生中心、自我掌控、自我反省與獨立思考等等)加以探討。最 後根據本研究的設計，就幾種網路科學融入科學概念的教育研究模式進行探討(鷹架、

PBL、探究與後設認知)。