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第一章 緒論
本章旨在針對研究主題說明本研究之背景、動機、目的、研究問題、名詞釋 義，本章緒論共分為五節；第一節為研究背景，第二節為研究動機，第三節為研 究目的，第四節為研究問題，第五節為名詞釋義。
第一節 研究背景
在二十一世紀是屬於知識的世紀，而教育理論也必須隨著時代來創新，學習 者逐漸成為教與學的角色，以前在傳統講述教學法也慢慢地被建構主義所取而待 之。在建構主義則是重視學習者在知識認知的過程來主動建構學習，而不是處於 被動的吸收，在這種情形之下，教師在教學時常會發生各說各話，不易與學習者 有互動的溝通。因此學習者能透過思考來有意義的學習，而教師則要以傳統的角 色轉換成協助引導的角色，以便提供學習者對課程學習的活動，支持學習者有思 考、創意或回饋的過程。
由於教育部推動十二年國教政策，主要是促進國中教育機會均等，照顧偏遠 地區的學生，能讓學習者有快樂、自動學習的環境，在 2003 年提出了科學教育的 白皮書，則指出科學教育在「科學素養」的養成，發展學習者對科學探究過程、
以及科學的學習情境，應用科學的知識與技能來解決所有的問題，讓學習者體驗 科學創新與創造之能力﹙教育部，2003﹚。
而「問題本位學習」﹙Problem-Based Learning，以下簡稱為 PBL﹚教學策略起 源於應用台灣的醫學教育，PBL 是將學習的主體從教師轉移至學習者身上，從發 生的生活問題形式讓大家分成小組進行合作學習的方式去探究問題、網路蒐尋資 料、統整資料、分析資料、建立假設、選擇方案等，可以強化學習者的後設認知 能力，並且發揮學習者的創意思考、批判思考以及推理的能力，更能讓學習者在 課程中獲得知識與技能的成就感，以便增進學習者的學習動機的意願。應用 PBL
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模式在國小數學領域之教學成效均達顯著差異（曾孟慧，2006）。PBL 對高職學生 之合作學習，利用「合作學習評分指標」與「批判思考評分指標」進行分析，其 探討學習者的成效（陳銘偉，2004）。PBL 教學模式對國小三年級學生在科學概念 在合作學習歷程有助於學生學習（謝禎宏，2006）。
綜合上述，可見 PBL 教學模式大都是以合作學習及批判思考來進行分析，且 對學生學習的歷程皆有助於學習之成效。因此，PBL 教學模式最早起源是應用於 醫學教育方面，目前在高中職教育還是以傳統式教學模式來進行教學活動，因此 很少著墨在 PBL 方面，為了培養科學的素養及科學的學習情境，讓學習者體驗探 究及解決之能力的養成
第二節 研究動機
研究者本身是一位高職部冷凍空調類科的教師，目前在關山工商﹙以下簡稱 本校﹚任教，因本校位處於台東縣偏遠地區，就讀的學生也相當多元化，有原住 民、客家、新住民等多元族群。綜觀本校多元族群分佈，大抵可知校內原住民學 生比例約佔四成左右，原住民族群則是以阿美族、卑南族以及布農族為主；而低 收入戶學生比例也約佔一成五左右；新住民子女比例約佔二成；單親或隔代教養 比例佔高達六成左右。由此可窺探本校多元族群大多處於文化以及經濟弱勢的族 群，對於學習方面也相當弱勢的一群。
儲冰式中央空調系統之觀念始於 1930 年，但在 1973 年發生能源危機，美國建 築業才在 1982 年將儲冰式中央空調系統應用在建築物的空調系統上；國內最先引 進的部份是在工業用途上，尤其食品工廠最多，隨著原油、電費價格上漲，且台 電尖離峰用電的電價拉大，儲冰式空調系統逐漸受到大家的重視。空調系統在夏 季對尖峰時用電的用電量高達三分之一，如何有效的運用儲冰式空調機來減輕尖 峰用電量，進而改善台電的尖離峰用電比，則可降低儲備發電機組的容量。而傳 統的儲冰式空調機多為大型的中央空調機，在實施方面需要比較大的場地，且設
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計複雜，在業界推廣上及融入課程中都會面臨相當大的困難，導致學生不易瞭解 儲冰式空調機對整個電力系統的改善有多大的幫助。
除此之外，學生對於台灣能源的背景概況、能源的危機的處理及儲冰式空調 系統的基礎概念都非常薄弱，因此藉由電力能源與儲冰式空調系統的題材上，不 僅可以讓學生深入了解台灣整個能源的概況，讓學生平常能夠養成節約能源的習 慣，並且能夠深耕在學生心中，為家庭、社會、國家多盡一點心力。
因此，在 PBL 的過程中，主導課程進行的真正主角則是學習者，而不是教學 者，那教學者的角色則扮演著輔助、顧問、教練的角色來引導學習者學習。對於 建構主義而言，則是特別強調知識是主動建構的，學習者必須積極參與各項的學 習活動，並且親自探索與分析，來建構自己所得到的知識，在教學者方面則必須 去了解學習者如何去面對所有的疑問，再適當地介入並且指引學習者學習，讓學 習者背負更多的學習責任，因此教學者不再是藉由傳統的講述教學方式來讓學習 者學習，讓教學者與學習者所扮演的角色與傳統式教學方式有很大的差異。
由小組合作學習方式去解決日常生活中或相關之問題，而問題往往不是單一 的標準答案，必須藉由小組團體的力量，分工合作去蒐集資料、分析資料及統整 資料，再經由小組成員共同討論之後所形成共識來產出其結論。因此，學習者在 小組分組的學習歷程中必須具有主動學習，並以問題式自我導向學習模式來進 行，讓每位學習者都能擁有知識的主導權，同時在小組成員間必須也要兼備互相 溝通與合作，彼此也要尊重與包容，使同儕間有良性的互動與競爭，讓學習者發 揮其創造力與思考能力，進而發展出社交技巧來增進自己的人際關係。
綜合上述，研究者試圖將 PBL 的精神融入在高職冷凍空調專業領域之課程 中，並且以生活上或是社會上關心的議題為素材，連結學校的專業知能和生活上 的經驗，設計出以問題解決為導向的課程本位，讓學習者在學習的歷程中，將所 學習的科學概念和科學技能活用在課堂上，並且善用小組分組合作的學習模式，
以及運用網際網路的資源來協助蒐集資料、分析資料、統整資料，讓同儕間有彼 此合作、討論與溝通，培養出學習者的判斷能力與抉擇能力，更能培養出自己的 興趣來解決其他問題的能力。
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因此想藉由導入 PBL 之課程，使學生具備主動學習、批判思考之能力，且縮 短成鄉差距，建立自信心，使學生在未來工作業場上更具有前瞻性及競爭力。因 此，研究者試著以 PBL 教學模式來引導學習者學習，是否有助於提昇高職生學習 之成效。
第三節 研究目的
基於上述的研究背景與動機，藉由電力能源與儲冰式中央空調系統融入冷凍 空調工程課程當中，並結合 PBL 教學模式之課程設計，讓學生清楚台灣主要能源 與電力系統的概念，建立學生對於能源的重視與綠色能源的概念，使節約能源的 概念於學生的日常生活開始活化，影響家人及周遭朋友節能觀念，讓更多人為地 球進一份心力。
課程內容設計透過相關多媒體及網路科技資訊的運用，藉由 PBL 之課程並採 用合作學習的模式，讓學生親自去主動學習、批判思考之問題能力，是否對學習 的成效有所提昇，因此本研究試圖去探討 PBL 教學模式在高職冷凍空調專業領域 實施成效，製作出「電力能源與儲冰式空調系統」的 PBL 教材與教案，讓教學能 夠縮短城鄉差距，並且建立學生的自信心與成就感，在未來工作職場上更具前瞻 性及競爭力。
本研究的具體目的如下：
一、探討 PBL 教學模式對冷凍空調專業領域學生學習動機之影響。
二、探討 PBL 教學模式對冷凍空調專業領域學生學習成效之提昇。
三、探討 PBL 教學模式應用在冷凍空調專業領域上所遭遇困難之因應對策。
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第四節 研究問題
基於上述研究目的，進行下列問題探究：
一、PBL 教學模式對冷凍空調專業領域學生之學習動機有何影響？
二、PBL 教學模式對冷凍空調專業領域學生之學習成效有何提昇？
三、探討 PBL 教學模式應用在冷凍空調專業領域上所遭遇困難之因應對策為 何？
第五節 名詞釋義
本研究重要之釋義名詞包括行動研究、問題本位學習、合作學習、儲冰式空 調機，茲分述如下：
一、 行動研究
行動研究是屬於一種系統的探究，並加以公開化的歷程，更是一種具有充分 的知識資訊為依據的行動，因此，行動研究是一種有意義的研究與付諸實際的行 動，更是一種具有專業價值性的研究（蔡清田，2002）。在教育研究領域上，研究 的主體是學生，其內心思維是科學實驗無法深入探究而得知的，雖然很多理論大 都是以科學的方法所探究出來的，但大都是屬於線性的與一般性的通則，在實際 教學情境中是特殊的、零碎的、混雜的、實際的，需要將理論或知識稍作些轉他 才能適用在教育之教學中（林生傳，2003）。
二、 問題本位學習
根據 Barrows（1996）所提倡的 PBL 教學模式，其特徵是以學習者為中心來 進行學習、在學習過程中必須以小組分組來進行、而教師則是學習引導者與促進 者，讓學習者對問題形成組織焦點的刺激，來發展學習者臨床問題解決的技能工