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第一章 緒論
本章共分為四個小節：第一節說明本研究的研究背景與動機；第二節提出研 究目的與研究問題；第三節闡述本研究的研究範圍與限制；第四節為名詞解釋。
第一節 研究背景與動機
壹、 研究背景
邁向二十一世紀的前十年，世界各國因應全球化的知識經濟挑戰，紛紛提出 二十一世紀公民關鍵能力的教育政策，期能培養出個人自我實現、社會融入與就 業時所需的能力（劉蔚之、彭森明，2008）。澳洲於 Mayer Committee（1992）提 出包括與他人合作及在團體中工作的能力、解決問題的能力等七項關鍵能力，作 為二十一世紀澳洲公民面對未來挑戰時的關鍵能力；歐盟於 2000 年確認要從終 身學習角度，在教育訓練系統中建構一套關鍵能力，並於 2005 年提出數位能力、
學習如何學習等八大關鍵能力，做為歐盟各國共同的教育目標（張鈿富、吳慧子、
吳舒靜，2010）；美國二十一世紀技能聯盟（Partnership for 21st Century Skills, 2009）
則提出包括生活與職涯能力（life and career skills）、 學習與創新技能（learning and innovation skills）、資訊、媒體與科技能力（information, media and technology skills）
核心能力架構。其中提出與「學習與創新技能」（Learning and Innovation Skills）
有關的 4Cs 包括-「創造與創新」（Creativity and Innovation）、「批判性思考與問 題 解 決 」（ Critical Thinking and Problem Solving ）、「 有 效 溝 通 」（ Effective Communication）、「團隊共創」（Collaboration and Building）與「資訊、媒體與科 技 技 能 」 Information ,Media and Technology Skills ） 之 資 訊 通 訊 科 技 素 養
（Information Communications and Technology Literacy,ICT），作為美國培養二十 一世紀公民關鍵能力架構之一。其中問題解決能力的養成均被各先進國家視為是 二十一世紀公民必備的素養之一，普遍受到各國的重視。
面對二十一世紀的來臨與世界各國之教育革新，政府必須致力改革教育提升 國民素質及國家競爭力，因此我國教育部於 97 年提出的國民中小學九年一貫課 程綱要，提出包括了解自我與發展潛能、欣賞、表現與創新、生涯規劃與終身學 習、表達、溝通與分享、尊重、關懷與團隊合作、文化學習與國際了解、規劃、
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組織與實踐、運用科技與資訊、主動探索與研究及獨立思考與解決問題(教育部，
2008)等十項基本能力。在這十大基本能力中，溝通與分享、關懷與團隊合作、
運用科技與資訊、主動探索與研究、獨立思考與解決問題能力等是未來的教育發 展重點與趨勢，學校教師也必須因應九年一貫課程改變的重大變革調整以往的教 學方法，才能與時俱進，提升教學品質，使學生在合作學習的氛圍下快樂學習。
綜上所述，世界各國及我國二十一世紀公民關鍵能力的理念架構，可歸納出 培養學生增進團隊合作、激發主動探索和研究的精神、培養獨立思考與解決問題 的基本能力是培養終身學習及公民素養所不可或缺的基本關鍵能力。因此，學校 教育環境乃至教師應該積極協助學生培養團隊合作、激發主動探索和研究的精神，
以及獨立思考與解決問題的關鍵能力。
貳、 研究動機
隨著資訊科技的日新月異與網路的蓬勃發展，不但縮短訊息傳遞、知識分享 的距離，也為教學現場帶來學習模式的創新變革，如何運用學習科技輔助教師的 教學與促進學生的學習，是現今熱門的課題。傳統合作學習模式是一種有效的教 學策略，但隨著網路科技帶來的便利，網路合作學習模式也逐漸成為現今的新學 習模式，據此，問題導向學習也開始發展出網路型態之學習模式。
侯政宏、崔夢萍(2013)的研究結果發現學生在網路問題導向學習系統的認知 表現，顯著優於傳統面對面問題導向學習的學生，網路問題導向學習系統的線上 討論能有效促進小組合作互動討論，並幫助學生主動建構學習知識。由過去的研 究結果發現，合作學習是一種有效的教學策略，許多國內外的研究結果已經證明 合作學習可以有效提昇學生學習成就、學習態度，增進學生的學習動機、發展合 作及社會溝通技巧(洪佳琦，2011)。合作學習過程中，小組互動與溝通的品質，
是影響學習成效的關鍵之一；而一個結構優良的合作學習小組不但可以增進學生 互動討論的品質之外，更能有效提升合作學習小組整體的學習成效(黃繼緯，
2006)。然而合作學習成功與否的關鍵因素之一就是分組策略，如何有效並快速 的將學生作最佳化分組，達到分組合作學習的目標，值得探究。特別是在問題導 向網路合作學習環境中，學習者常常在面對自己無法獨立解決問題時，需要尋求 同儕的幫忙，因此如何在網路合作學習環境中，尋求合作學習之最佳學習伙伴組 合，以達成問題解決目的，為發展問題導向網路合作學習模式值得探究的研究問
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題之一。
目前國內外已有許多合作學習分組策略的相關研究，其中 Chen 等人(2012) 考量學習者之年級、社會地位與性別等分組特徵，利用基因演算法進行上述考量 特徵之異質性最佳化合作學習分組。結果顯示此一方法所得之合作學習小組，具 有良好之合作學習歷程。Moreno 等人(2012)亦針對合作學習之分組，提出利用 基因演算法基於考量學習者之知識水平、溝通能力與領導能力之組間同質組內異 質之合作學習分組策略。結果顯示基因演算法確實能得到上述分組策略之最佳化 合作學習分組。然而過去並沒有相關研究基於社會網路探勘學習角色與學習者彼 此之間的互動關係，作為合作學習分組考量的研究。因此，本研究基於基因演算 法，提出同時考量先備知識水平與學習角色異質互補，以及社會互動關係同質之 問題導向網路合作學習最佳化分組策略。
綜上所述，如何在問題導向網路合作學習環境中增進學習者互動溝通的品質 與提升小組合作學習表現，為實施問題導向網路合作學習成功與否的關鍵(許喬 雯、岳修平、林維真，2010)。因此，本研究探討基於基因演算法發展出之最佳 化問題導向網路合作式學習分組策略，解決在問題導向網路合作學習教學環境中，
面臨到學生分組問題，讓教師能有效規劃網路合作學習的方式，以減輕教師的負 擔，進而增進合作學習小組成員的學習動機與提高學習成效。
第二節 研究目的與問題
壹、 研究目的
為了提升學習者在問題導向網路合作學習的學習動機與學習成效，讓教師在 網路合作學習教學環境中，解決學生分組問題，本研究探討基於基因演算法 (genetic algorithm)在同時考量先備知識水平及學習角色異質互補，以及社會互動 關係同質因素下，發展最佳化問題導向網路合作學習分組策略，是否有助於提升 問題導向網路合作學習之學習成效、互動關係、團體凝聚力與團體效能。據此，
本研究的研究目的如下：
一、發展基於基因演算法在同時考量先備知識水平及學習角色異質互補，以及社 會互動關係同質因素下之問題導向網路合作學習最佳化分組策略。
二、探討採用最佳化分組、隨機分組及自行分組之不同問題導向網路合作學習分
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組策略，是否影響合作學習小組的學習成效？據此提供教師問題導向網路合 作學習分組策略的參考。
三、探討採用最佳化分組、隨機分組及自行分組之不同問題導向網路合作學習分 組策略，是否影響合作學習小組的團體凝聚力與團體效能。
四、探討基於基因演算法發展之最佳化分組策略，是否有助於提升問題導向網路 合作學習小組及整體之互動關係。
貳、 研究問題
基於上述研究目的，本研究欲探討的研究問題如下：
一、如何基於基因演算法，在同時考量先備知識水平、社會互動關係及學習角色 因素下，發展出可有效支援問題導向網路合作學習之最佳化分組策略？
二、探究隨機分組、自行分組與最佳化分組之合作學習分組策略，對於問題導向 網路合作學習之學習成效是否具有顯著差異？
三、探究隨機分組、自行分組與最佳化分組之合作學習分組策略，對於提升網路 合作學習之團體效能與團體凝聚力是否具有顯著差異？
四、探究隨機分組、自行分組與最佳化分組之合作學習分組策略，對於問題導向 網路合作學習小組及整體學習社群之互動關係是否具有顯著影響？
第三節 研究範圍與限制
壹、 研究範圍 一、研究對象範圍
本研究以新北市某國小六年級三個班級學生為研究對象，其他不同年齡層研 究對象不在本研究的探討範圍。
二、學習場域範圍
本研究之學習場域係利用研究對象在學校每週一節之電腦課時間，由同一位 授課教師帶領進行面對面同步教學，並鼓勵學生利用課後時間進行網路非同步合 作學習方式進行。
三、網路合作學習分組策略
本研究探討之網路合作學習分組策略，主要係基於基因演算法發展之最佳化
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網路合作學習分組策略，以及隨機分組、學生自行選擇分組等三種合作學習分組 策略，其他分組策略不在本研究的探討範圍。
貳、 研究限制 一、研究對象限制
本研究以國小六年級學童為研究對象，研究對象之班級學生男女生比例約一 比一，不同分組策略未將各小組之男女生比例納入考量。
二、研究時程限制
受限於課程時間限制，本研究僅以八週時間進行實驗觀察，無法以完整的一 個學期的學習時間進行觀察，若有較長時間進行深度研究，將更能探究出合作學
受限於課程時間限制，本研究僅以八週時間進行實驗觀察，無法以完整的一 個學期的學習時間進行觀察，若有較長時間進行深度研究，將更能探究出合作學