Lego Mindstorms 在兒童教育上的內涵

Lego Mindstorms 將電腦科技與傳統的樂高結合起來，賦予樂高遊戲新的詮 釋，本節首先從傳統積木所具有的教育功能開始探討，接著說明 Lego Mindstorms 在科學領域學習上的應用情形。

一、Lego Mindstorms 與科學玩具

成映鴻（1988）認為，只要兒童能利用事物去作各項有意義的活動和遊戲者，

則無論一草一木都可稱為玩具，而這些玩具，具有科學教育意義，或利用其活動 時具有科學精神，都可以稱之為科學玩具。余岳川（2001）亦認為科學玩具非常

適合用來當自然或物理、化學的教具，可以研究它的操作原理，也可以用它來研 究基本科學定律。

樂高公司（Lego COMPANY）以木製玩具積木起家，而積木本身就是用來進 行堆疊遊戲的一種玩具，該公司提出 Play and Learn 的口號，倡導學習和玩耍同步 進行的新理念。Papert（1980）認為兒童的學習，可以藉助某些適當的工具來增進 學習效果，而電腦科技可以提供一種直接接觸的學習環境。Angier（1981）明確指 出，科學玩具可以促進學生快樂的學習，玩具在教學上具有非常重要的利用價值。

科學玩具目前應用於國中小教育階段的實徵研究甚多，如水火箭（王淑璟，

2005）、紙飛機（阮元斌，2005）等，研究者藉由提供趣味性的活動或設計，幫助 學童了解隱藏在科學玩具背後的科學概念、培養科學素養與訓練學童基本的科學 過程技能，研究發現對於科學教育也有相當程度的貢獻。

Lego Mindstorms 機器人套件結合傳統積木與電腦科技，透過觀察現象以及積 木的建構與電腦的操作，培養對科學的情感、學習細心的觀察，進而啟發學童認 知推理、思考等能力，依上述學者對科學玩具的看法，Lego Mindstorms 則可說是 學習科學的重要輔助工具。

綄合以上，研究者認為具玩具特性的 Lego 產品應用於教育上，即是一種可以 動手做的教具，透過教學設計來幫助學生學習，然而研究者認為，一旦玩具教成 教學上的教具後，是否能持續學生的注意力，值得探討。

二、Lego Mindstorms 與多元智慧、基本能力的培養

Gardner（1999）主張智慧是以多種方式運作於生活中的能力，這些智慧至少 可被區分為八種：語文智慧、邏輯-數學智慧、空間智慧、肢體-運動智慧、音樂智 慧、人際智慧、內省智慧與自然觀察者智慧。上述八種智能可加以歸類成三類：

一類是與物件、事務有關的（object-related），包括邏輯-數學智慧、空間智慧、肢 體-運動智慧、自然觀察智慧；一類是不含物件、與事務無關的（object-free），包 括語文智慧與音樂智慧；另一類是與人有關的（person-related），包括人際與內省 智慧（李平譯，2003）。

田耐青（1999）認為，傳統的樂高與電腦科技結合促使原本的靜態積木，能 產生更多的開放使用空間，並建議將教學科技融入多元智慧式的教學法中以發展 兒童的多元智慧，若教師在教學中能妥善的運用，則電腦樂高的教學將有於學生 多元智慧的提升。例如在 Lego Mindstorms 教學中，採小組合作學習，自然小組在

操作過程中需要溝通、對外解釋自己的成品，如此必能有助於兒童語文智慧的提 升；而又如操弄積木、組裝模型則能有助於提升兒童的視覺空間智慧、自然觀查 智慧與肢體動覺智慧。

國中小九年一貫課程強調將透過七大學習領域來培養學生的十大基本能力

（教育部，2007）。十大基本能力包含：了解自我與發展潛能、欣賞表現與創新、

生涯規劃、表達溝通與分享、團隊合作、文化學習與國際瞭解、規劃組織與實踐、

運用科技與資訊、主動探索與研究、主動探索和發現問題與獨立思考與解決問題。

國內相關研究者（吳志緯，2003；李謀正，2005；陳泰安，2001）都整理出學生 在操作電腦樂高的過程中，所需用到的技能實例，大部份可與十大基本能力做相 對應。比對以上三位研究者的整理，其中與本研究「問題解決能力」相關的是「獨 立思考與問題解決」，所舉出的實例有二項：

1.在活動設計中，想要操弄所設計的機器人，必須思考各種可能的情形，透過 程式的控制來確定或印證問題是否可以解決。

2.雖然 2 人一組、分工合作，但由於個人專長不同，有些同學精於邏輯思考、

程式設計，而有些善於結構組裝；所以為了突破設計上的困境，免不了有獨立思 考的機會，而當思想成型後，相互間的討論，或請教任課教師，皆有助於問題的 解決。

田耐青（1999）認為如果教師能在教學中妥善的實踐，將「電腦樂高」融入 其教學中，則將可以幫助學生培養新課程所重視的這十大基本能力。

三、Lego Mindstorms 與創新教學

根據 ERIC Thesaurus 的定義，創新教學（innovational instruction）是指：引進 新 的 教學 觀念、方法或器 具（ introduction of new teaching ideas, methods, or devices），意指運用他人已發展出的新教學觀念、方法、策略或工具來進行教學。

吳靖國（2003）亦具體明確指出創新教學的三個面向：1.思維創新（指教學哲理的 改變）；2.規制創新（指課程與師生互動的改變）；3.教材教具及設備的創新。

從以上定義與面向分類，Lego Mindstorms 具有創新教學的特性，屬於教材教 具及工具、設備的創新，其運用傳統積木與電腦科技相結合，除了吸引學生注意 力外，也提供了具體的經驗，使抽象事物的概念更清晰，有助學生學後的記憶保 留。Johnassen 等人（2003）的看法，認為科技在學習工具所扮演的角色有下列五

點（引自沈中偉，2005）：

1. 科技是支持知識建構的工具。

2. 科技是探索知識以建構學習的工具。

3. 科技是有情境脈絡的以支持做中學。

4. 科技作為社會互動的媒介。

5. 科技是促進反省思考學習的智能伙伴。

不容諱言，教育本來就應以「學習為本、科技為用」，不要為科技而科技，然 我們若能妥善運用這科技創新工具，支持或刺激學生思考並激發學生學習興趣。

Lego Mindstorms 應能有效促進學習的進行，並培養學生高層次的思考技能。