緒論

第一節 研究背景與動機

科學和科技的蓬勃發展，雖然提升了人類生活的水準，促進文明的進步， 卻也衍 生出許多具有爭議性的議題，例如：對核能發電的需求與造成的污染、複製人的醫學 應用與道德倫理的衝突等。這些議題必須在科學、科技與社會三方面做整體考量，取 得平衡，才能獲得圓滿的結果。如果沒有在科學、科技與社會三者之間整體考量，所 做出來的決定，往往會顧此失彼，不但沒有辦法解決問題，反而可能使得問題變得更 嚴重。

所以，解決問題的能力是相當重要的，因為良好的問題解決能力，將是國民適應 未來生活的利器。在面對資訊爆炸的時代， 未來國民最重要的能力，將不再是知識的 累積，而是必須將所獲得的知識和資訊以科學的方法統整活用，應用於日常生活中，

進一步解決個人或團體在現實世界中所面臨的問題。而這種問題解決的能力，應該在 什麼時候開始培養呢？我國教育部在九年一貫課程「自然與生活科技」的課程暫行綱 要中明確指出， 教學的目的在培養學生「瞭解自我， 發展潛能」、「主動探索研究」、

「獨立思考與解決問題」等能力（教育部，2000）。學生未來面對的幷不是只是自然 科學知識的傳遞，而是要面對生活環境、面對工作挑戰種種問題，因此，若是將教育 的目的訂爲是爲了改善人類生活環境、培養個人在日常生活中所需問題解決的能力，

則符合九年一貫課程的理念與目標。

由此可見，學校教育的最主要任務，除了知識的傳遞與認知技能的教學之外， 如 何培育問題解決能力，也是教育工作者所應努力的目標。而增進「問題解決」能力的 最有效辦法就是讓學生不斷地從事自主性的、主動性的去解決「問題」的工作。在科 學教育方面，應培養具有統整科學概念、能應用科學過程技能及科學態度來處理爭議 性議題的能力之未來公民。因此學者則提出將科學、技學與社會三者相結合的科學教 育理念，此即所謂之STS（Science-Technology-Society）取向的科學教育（王澄霞，

於中小學的自然課程中，若能連結學校知識與生活經驗，才可活用所學以解決生活問 題。因此，STS教學強調以學生感興趣的生活問題或社會議題爲中心，結合社會資源，

在解決問題的過程中，學習相關的知識與技能，幷瞭解科學、技學、社會三者間的互 動關係，進而培養解決相關社會議題的能力。因此，美國科學教師協會（National Science Teacher Association，NSTA） 將STS 教學視為最好的科學教育課程（廖英雅，2002）。

STS 教學是強調實際的操作和發現議題、討論問題，從不同的角度來探討「增進問題 解決能力」的教學策略，而其中一項則爲運用小組合作學習的教學模式 (黃茂在、陳 文典，2000)，國內的學者們 ( 劉錫麒，1991；張景媛，1994) 也曾建議以小組合作 學習的方式來進行增進「問題解決能力」的教學。他們認爲在採用「合作學習」的教 學活動中， 學生能經由互動和互助的過程來澄清彼此的想法，將知識做有系統的組 織，分享彼此的發現，並經由討論的方式來解決問題 (黃茂在、陳文典，2000)。運用 此種教學模式的教師，最重要的教學技巧就是「確定所要探討的問題」，包括問題涉 及的概念、研究到什麼層次、牽涉到多廣。其次，如何督促學生、鼓勵學生在遭遇困 難時，繼續努力下去也是對教師教學很大的挑戰。從事STS模式的教學，教師所需的技 能和傳統教學所需的略有不同，教師本身最重要的條件是自己也要是一個喜愛學習、

擅長學習者(王澄霞，1997b)。故STS 教學的進行乃是由學生針對一個生活中相關的議 題，透過小組合作共同找出有關的科學概念和原理，以進一步解決問題，所以合作學 習則是 STS 教學中重要的教學方式之一。

第二節 研究目的

本研究以 STS 的教學理念來探究此是否能夠增進國二學生的問題解決能力，共 設計「有機化合物」、「節能省電」兩個 STS 模組進行教學，研究目的為探討 : 一、 STS 模組教學後學生科學概念進步情形。

二、 STS 模組教學後學生「問題解決能力」的影響。

( 一 ) 「問題解決能力」測驗總分的影響。

( 二 ) 「問題解決能力」測驗的「變通性」的影響。

( 三 ) 「問題解決能力」測驗的「有效性」的影響。

( 四 ) 「問題解決能力」測驗的「解決方法」、「界定原因」、「預防問題」前、

後測情形分析。

第三節 研究範圍與限制

本研究對象爲研究者任教之兩班八年級學生，有關學生的學業成績與背景資料，

幷未事先挑選。故本研究乃針對學生在自然與生活科技領域中的學習中，實施STS 教 學活動。採用單組前、後測設計，並透過行動研究，在學校課堂上實施STS模組教學。

解以瞭解學生在STS教學下，科學概念以及問題解決能力的進步情形。

本研究礙於取樣限制，幷非由學校所有班級中隨機抽出，因此其研究結果不宜過 度推論到其他課程或是其他學校之情境。

第四節 名詞釋義

一、STS 教學法

Yager 定義 STS 為「將技術作為科學與社會之間的橋樑；以地方、全國或全球性 與科學有關的社會問題來設計課程，讓學生對這些社會問題產生興趣及好奇心，並以 科學態度、探究過程及概念尋找解決問題的方法，具備這些能力，並將能力應用在社 會上」（林顯輝，1991）。STS 教育是一種將科學、技術與社會（Science, Technology and Society）互相結合統整在一起的科學教育（蘇育任，2001）。STS 教學則是一種 結合科學、技學和社會三者關係的教學，以學生日常生活中所遇到的問題，或是社會 上所發生與科學、科技有關的議題為主題，讓學生能夠將認識到的科學、技能加以活 用， 以解決生活上的問題或社會議題， 增進個人批判思考能力和面對問題的態度， 並 建立良好的價值觀的教學。

生以生活中或社會上的經驗來探討相關的主題，以STS教學策略作為教學活動的流程：

如對主題的探討、分組討論與報告、實驗操作、問題解決活動、小組合作學習等。透 過教學後，再引導學生思考未來在生活中面對相關的議題時，研擬如何解決的方法。

二、傳統教學

本研究中提到的傳統教學方式，是以自然課本為主，參考教學指引來教學。在教 學活動上，以老師為主體，講述的時間居多；實驗時，先示範、講解後，再由學生操 作，最後由學生記錄結果，並完成習作作業。評量方式也以紙筆測驗為主。也就是說，

教材來源是教科書， 教師依照教科書及教學指引的進度施教，課堂上進行教學的方式 大部分都是由教師解說科學概念，再指導學生進行實驗，討論實驗結果，歸納出結論。

在這樣的教學方式下，教師是學習的主導者，學生完全依照教師及教科書的安排進行 學習， 少有機會發表自己的想法， 也不能決定想要學習的內容。

三、問題解決能力

問題解決能力是一種高層次的思考能力，它包含多個不同向度的能力，個體運用 自己的知識、經驗和技能， 蒐集有用的資訊， 透過不斷的創造與思考過程， 分析判 斷出合適的解決方法， 再經過嘗試錯誤和修正， 以解決問題的能力。此能力在日常 生活當中能恰當解決許多實際的問題，能發現問題的存在，能有效的進行判斷，能創 新、有效率的執行工作，進而具有批判、省思能力來預防相同問題再度產生，進而使 生活更美好。

本研究所指的問題解決能力是以吳武典與詹秀美於 2002 年編製的「新編問題解決測 驗」所測得的分數為主要量化依據，評定「界定原因」、「解決方法」、「預防問題」分 測驗解決問題的「變通性」與「有效性」。所得分數愈高，表示所具備的問題解決能力 愈佳。

四、行動研究法：

行動研究 （action research） 透過行動與研究結合，企圖縮短理論與實務的差距，

強調實務工作者與研究的結合（蔡清田，2002）。以行動研究來發展學校教師實施 STS 教育所需的專業能力，是一個相當有效的方式。教師在本身的教學情境中，如透過行 動研究可以有效的發展、實施 STS 的課程，且透過計畫、執行與評鑑的過程，將可促 進實際的研究人員自身獲得專業成長。

本次研究採用行動研究法的主要的原因有二：第一，研究者本身是在職教師；第 二，研究之現場變數複雜多變，沒有變數控制之可能性或合理性；基於以上之原因，

本研究唯有根據行動研究之精神，即計劃─執行─反省─再計劃的回饋機制，落實多 元評量於現場教學實務，讓研究者本身經由不斷的實踐，透過與學生互動與持續的反 省、理論與實踐的不斷辯證，使朝向提昇評量知能的目標前進。