PBL 之理論基礎

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第二章 文獻探討

本章文獻探討共分為五節，第一節為 PBL 之理論基礎；第二節為 PBL 之教學 設計與教學歷程；第三節為 PBL 之相關研究；第四節為電力能源與儲冰式空調系 統之理論基礎。

第一節 PBL 之理論基礎

本節主要探討 PBL 之背景、PBL 之特徵及 PBL 之理論基礎；而在 PBL 之理 論又細分為建構主義理論、訊息處理理論、學習情境理論及合作學習理論。

壹、 PBL 之背景

PBL 最早起源 1960 年，是由加拿大麥斯特大學 Barrows 教授所提出，應用在 臨床醫學課程教學中，主要目的是要讓學習者能夠學會以病人為中心，將所學的 知識活用在實際診療中（Albanese & Mitchell, 1993）。換句話說，PBL 是由教學者 所拋出的「問題」，導引學習者學習的認知與動機，讓學習者去親自體驗解決的問 題能力。因此 Barrows（1996）是最早實施 PBL 教學法，並且將它應用在醫學領 域當中。Barrows 與 Tamblyn（1980）將 PBL 定義為由努力了解及解決問題的歷程 而造成結果之學習。Edens（2000）認為 PBL 乃是使用一種真實、複雜的問題來當 作學習的啟動來源並幫助學生同時獲得知識與問題解決的技能。Levin（2001）則 定義 PBL 為一種以鼓勵學習者運用批判思考、問題解決技能和內容知識，去解決 真實世界的問題和爭議的教學方法。

吳清山（2002）認為學習者在 PBL 的環境中，實際所發生的生活問題形成一 個案例，讓學習者進行小組分組的模式共同討論，並提出有效的解決問題之道。

因它可以培養學習者主動學習、批判思考以及問題解決的能力，故在 PBL 的目標 是指學習者能力的學習而不是知識的學習。PBL 是指學習者在學習的過程中，必

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須以學習者為中心，個別學習與自我導向的教學模式，讓學習者主動選擇學習為 議題，來決定學習者該學習哪些知識、該如何去利用網路資訊蒐集可用的相關資 料，經由小組的討論分析、統整資料之後，再修正可能的答案，最終產生最好的 結果，因此，學習者的角色不再是知識的接收者，而是主動的探究者 （Glasgow, 1996） 。

教育隨著網路資訊趨勢的改變，PBL 也漸漸地被應用在不同的學習領域上。

Barrows（1996）指出，PBL 已被應用在某些專業學習領域上，如護理、商業、建 築、法律、社工、工程學、教育以及資訊科學等（Camp,1996）。溫瑞烘（2002）

表示各國已將醫學領域中的 PBL 教學法應用在建築、工程、商業、法律、森林、

社工、警政、教育及資訊科學等。Delisle（1997）也認為在醫學院、專科學校以及 中小學的學生對於教學的對象也逐漸多元化。

貳、 PBL 之特徵

Tam（2001）認為 PBL 為一種教學型態，其特徵是透過真實生活形成的問題，

在班級內進行小組教學及足進學習者之自我導向學習，在此一學習過程中，教學 者居於催化、引導之角色。Wilkerson & feletti（1989）認為 PBL 以問題為學習起 點，學習者首先面對問題，相似於現實生活的學習，與傳統教育下學習者由教師 提供知識而進行的學習模式是不相同的。PBL 教學模式的特徵，以醫學院為例可 分為以下六點（Barrows 1996）：

一、 學習是以學習者為中心

在整個學習過程中，主導課程進行的真正主角則是學習者，而學習者必須要 具備學習的自主權，讓自己的學習態度負責，營造出學習者在學習的歷程中尋找 自己最感興趣的部分。

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二、 以團體分組模式進行學習

學習者以分組的方式，且每一組分配大約以 5～9 人來進行討論的活動，並搭 配另一位新的促進者，使學習者都有機會與不同的後設認知領域階段一同學習，

發揮小組團隊合作的學習精神，更能使學習者更有效率的學習。

三、 教學者是學習促進者與引導者

依據學習者的後設認知觀點，教學者必須去了解學習者如何去面對所有的問 題，如何去增進學習者的理解程度，所以教學者通常是扮演著輔助、顧問、教練 的角色來引導學習者學習。

四、 問題形成的組織焦點與學習的刺激

在真實的情境中以問題來激發學習者主動學習的動機，並整合相關學科的先 備知識來解決其他問題，以致於所學得的知識有助於未來類似於情境問題的解決。

五、 透過自我導向學習

強調學習者透過小組合作的方式，進行討論、分析及反思的學習來獲得新的 知識與新的技巧。

六、 問題是發展學習者的臨床案例的工具

當遇到一個問題時，學習者必須藉由真實的案例來進行診斷、實驗及分析，

將真實的問題所探究出來的結果，讓學習者將所學習到的知識與技巧都能夠應用 在真正的實務上。

Torp 與 Sage（1998）認為 PBL 中，教學者為了建立學習者有明確的教學與學 習模板，使學習者在進行活動課程中，產生不同層次思考的目標，當教學者帶領 著學習者往目標前進時，教學者同時也參與整個學習活動課程中，如圖 1。因此，

學習者必須主動自我導向的問題解決者，而教學者的角色不僅是認知的指導者，

同時也是學習者在解決問題過程中的同伴。

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圖 1 學習者與教學者在 PBL 的角色 資料來源：Torp & Sage, 1998, p.16,figure 2.1

Duch（1996）認為 PBL 是一種以問題為根基的教學方式，它利用真實問題培 養學習者思考與問題解決能力，並獲得課程內之重要概念。在 PBL 的過程中，學 習者為自我引導及主動探究的精神，與傳統式講述教學中的所扮演的角色迥然不 同。因此，將 PBL 的特徵歸納以下五點（劉佩雲、簡馨瑩，2003；林麗娟，2002；

陳銘偉，2004；張世忠，2000；周崇儒，2000；曾孟慧，2006）：

學習者為主動自我 導向的問題解決者

結構 模糊 問題

教學者為學習者在解 決問題過程中的同儕

教學者為認 知指導者

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一、學習以學習者為中心

二、以結構模糊問題為主要學習內容 三、教學者是學習促進者與引導者 四、注重團體分組合作的學習模式 五、學習者進行自我導向之主動探究

根據上述所探討的文獻，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。

參、 PBL 之理論基礎

對於 PBL 應用在不同的學者當中，一定有產生不同的定義。當學者研究 PBL 的論點，都是針對建構主義理論、訊息處理理論、情境學習理論以及同儕之間的 合作學習理論等相關的認知結構。

一、 建構主義理論

建構主義是指以學習者為中心去學習新的事物，並且在新事物的學習過程 中，必須仰賴個體主動地去完成建構新的知識，讓整個學習過程中皆由學習者來 掌控，並非被動地接收新知識（引自沈中偉，2005）。建構主義尊重學習者在學習 成果上的個別差異，由成果導向的教學目的轉為過程導向的教學目的（引自伍振 鷟、林逢祺、黃坤錦、蘇永明，1998）。因此建構主義是適合教學者提供豐富的學 習環境，並引導學習者在自我導向探索與學習的歷程，能與同儕產生互動關係，

且能澄清與討論來建構新的知識。

Edens（2000）認為 PBL 符合建構教學法，學習者採用探究的知識及方法，藉 由思考問題解決的方式來解開真實情境的問題。Brooks & Brooks（1993）認為建

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構主義者在教室的原理及原則，根據這些研究者所述的歸納為建構主義重視下列 情況（引自劉佩雲和簡馨瑩，2003）：

一、課程是採用整體到部分的轉化，著重於概念的知識和第一手的資料與親 自處理之課程。

二、與同儕間一同合作研究與探討之相關理論，讓學習者的角色轉換成思考 者的角色。

三、教學者營造出學習者的學習環境對問題看法之間的傳達與調停者的角 色。

四、統整教學者對學習者學習的情況去觀察其成果或作品來進行評量。

上述所探究建構主義理論之後，研究者再以建構主義不同的學派，如皮亞傑 學派的建構主義、Vygotsky 社會建構主義及 Von Glaserfeld 根本建構主義來加以探 討：

(一) 皮亞傑學派的建構主義

Piaget 認為個體為了環境的適應，會藉由調適與同化的過程來不斷地調整自己 的基模與認知的結構，來達到平衡的狀態，在這種環境適應的歷程則是以個人建 構知識的原動力（朱則剛，1994）。Piaget 的認知發展學說之個人建構主義認為，

知識的產生歷程是由認知的主體–人和外在環境的因素交互作用，個人透過內在 的認知結構或基模來了解外在的事物（林怡珊，2008）。Piaget 認為知識不是一種 現實知識的複製，而是一種再生或個體不斷註動認知而來的，在這認知的過程當 中，個體與環境是一直不斷地建構（陸奕身，2002）。因此皮亞傑學派的建構主義 是強調知識是由學習者主觀所建構的，在整個學習歷程中皆為學習者所掌控，不 是被動地接受外在環境所灌輸的知識。

(二) Vygotsky 社會建構主義

Vygotsky（1978）提出「鷹架」和「近側發展區」兩個理論，在「鷹架」理論 是指教學者或能力較高的學習者，在學習過程中去引導輔助學習者學習，並且超 越原來的認知層次階段，再藉由對話互動的過程中，讓學習者逐漸地能完成其務

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任；而在「近側發展區」理論是指學習者透過本身的能力所能夠達成水平與學習

任；而在「近側發展區」理論是指學習者透過本身的能力所能夠達成水平與學習