教育部於 103 年起全面啟動「數位學習推動計畫」，並於各縣市甄選「行 動學習計畫」，行動學習已成為趨勢，雖然有別於以往的傳統教學模式，但教 育的本質、老師的教學以及學生學習的原理並未改變，因此本節將介紹行動學 習融入教學之理論基礎與教學設計模式，做為本研究課程設計與發展的依據。
一、 情境學習理論
情境學習是由美國大學教授 Jean Lave、獨立研究者 Etienne Wenger 於 1990 年前後提出的一種學習方式。強調學習是發生於建構知識的情境過程中，知識 學習應在學習情境與學習活動中進行。
在他們眼裡看來，知識的學習不能被簡單地視為把抽象的、去情境化的知 識從一個人傳遞給另外一個人；而是一個社會性的過程，處於一個特定由大家 共同建構的情境中，滲透在特定的社會和自然環境中。也因為知識是學習者透 過學習環境互動建構而來的產物，且知識的本質會受到學習活動、社會脈絡及 文化的影響;因此，知識獲取的過程是無法脫離其所存在的環境背景
(Brown,J.S.,Collins,A.& Duguid,P.,1989)
基於這些觀念，知識應建構在真實情境的學習活動中。學習者在真實的學 習活動中運用其所學的知識，並透過情境的體驗來了解知識的意義，進而產生 對其知識產生認同感。以認知學徒制為手段，提供學習者一個類似實習的工作
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環境，跟著其他前輩的引領下做事,在有、無意識下，透過模仿等方式進行實踐 和學習，進而發展出自己的問題解決策略。
其中情境學習理論具有下列之特色(王仁癸，2009) (一)激發學習者學習興趣
興趣是任何學習的前提，有興趣才會有學習的動機，進而引領學生來思 考與探索，而獲得良好教學成效。情境教學是以學習者為中心，以一連串的 多元感官學習教材來激起學習者產生共鳴，使學習者置身生活實際情境問題 中，進而能在實際生活情境中應用。
(二)尊重學習者自主性發展
情境教學強調課程設計可讓學習者得到自主性發展，尊重其個別的學習 差異性，使其長處得以發展，最重要的是要讓學習者多想像、多保持好奇心與 多思考，而能適性發展來得到潛能的發揮。
(三)給予學習者思考探索的機會
教師在做學習者課程設計時，必須讓其有思考的過程，使知識內化成智 慧，而成為實用的知識，而再以此知識為基礎，去探索新的知識，以發展出自 我導向學習能力，促進學習態度與知能發展。
(四)學習在於解決問題
情境教學是要教師設計出真實的生活情境教案，強調真實生活情境中可 能會遇到的問題，再從情境問題中的發掘、分析、解決過程中，學到認識自 我、獨立思考，與形成知識內化而成深刻的記憶，也是外顯知識轉化為內隱知 識的過程。
(五)善用各種多元情境來刺激學習
知識的學習是透過多元感官學習的刺激，才能將外顯知識內化為個人知 識，於是多元情境的運用，促進多元智能的發展，同時也可強化學習的內容。
(六)科技的運用
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科技的運用可強化教學內容與增進教學資源，以及加深教學的深度與廣 度，也可把資源做整合與運用，來提供學習者參與學習經歷。
(七)強調合作學習
情境教學課程設計強調合作學習，讓學習者扮演不同角色，透過學習活 動讓其在團隊中學習互助技巧、解決問題能力，以及建立良好的學習態度。
(八)強調練習的重要
情境教學強調學習內容練習的重要，透過練習，可將所獲得短期記憶中 的資料轉移到長期記憶中，而能在大腦中有較長的時間保留。
(九)強調示範教導
情境教學強調學習者在教師的言語與行為引導下，學習者先做出與教師 一樣的學習任務行為，再由學習資源的提供下，學習者自行參與不同的情境去 發展出屬於自己的學習知識；這種示範教導可消除學習者已學會的不適當學習 行為，促進其言語與行為的適當化。
因此本研究在行動學習融入高中生物強調以下四點情境學習之觀點:
1.學習者應該主動操作探究。
2.學習者在參與情境活動時,可以獲得相關的知識。
3.學習者透過老師上台示範教導，並上台發表自己所觀察的樣本,透過多元的 溝通形式,延伸學習。
4.每位社群成員的溝通能力提升,可以依賴著與社群互動的共同成長歷程。
二、蓋聶(Gagne)的九大教學設計理論
Gagne(1985)將教學定義為：「安排外在事件以支持學習者的內在學習歷 程」。他認為學習過程有不同的發展階段，為達到最好的教學效果，應先確定教 學目標，再分析要達到教學目標所應具備之先備知識或技能是什麼，而教學過 程就依照學生的內在學習歷程、每種學習結果的內外在學習條件不同，設計不 同的教學事件。因此歸納 Gagne 教學理論的要點如下
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(一)學習階層
學習活動應先學會簡單的教材，才能學習較複雜的教材。例如：要正確唸 出某個英文單字，必須先具有辨識英文字母之先備知識。
(二)學習條件
每一種「學習結果」都需要不同的學習條件。「內在條件」是指學習者在學 習某個新教材之前，學習者已擁有的先備知識與技能。「外在條件」是指發生在 學習者外部，可以影響學習效果的教學步驟與教學活動；這些教學活動是教師 可以安排或組織的。
(三)九項教學事件
學習者內在學習歷程分為九個階段：(1)注意力警覺、(2)期望、(3)檢索至 工作 記憶、(4)選擇性知覺、(5)語意編碼、(6)反應、(7)增強、(8)線索恢 復、(9)類化。
故本研究彙整蓋聶九項教學事件和本研究教學活動實例結合，及運用行動 學習的部分，如附錄八、行動載具融入生物實驗課程教案
本研究認為行動學習方式是安排外在事件以支持學習者的內在學習歷程，
以提升學習者的學習興趣與成效；在課堂教室的應用上，可利用電腦輔助學習 系統提供問題，要求學習者作出反應，再經由電腦給予即時回饋；在行動學習 的應用包括課堂反應系統，以及利用短信傳遞學習內容。藉此訓練學生思考、
分析、歸納、表達等的能力。
三、ADDIE 教學設計模式
ADDIE 分別由分析、設計、發展、實施及評鑑五個循環流程組成的系統化 教學設計模式，如下圖 2-1。張淑萍（2006）認為現代即使已經有上百種不同 的系統化教學設計模式，各模式不斷被修改及利用，歸納而言，主要流程及步 驟仍不脫 ADDIE 模式的分析、設計、發展、實施及評鑑五個步驟。
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圖 2-1 ADDIE 模式
Davis,A.L.(2013)ADDIE 是最受認可和使用的教學模型之一，廣泛應用於 各個領域，且有許多優點：1.是一個不斷循環的過程，讓學習者或是教學者在 任何時候對其進行優化；2.幫助確定項目的切入點，這對新的或缺乏經驗的教 學者很有幫助。