透過知識翻新活動以提升國小學童對節能減碳概念之理解 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學教育學院教育學系碩士論文指導教授：洪煌堯博士. 透過知識翻新活動以提升國小學童對節能減碳概念之理解政治大 Effects of knowledge building activities on 立 elementary school students’ conception of energy saving and carbon reduction. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. 研究生：蔡佩真撰中華民國 100 年 7 月. v.

(2) 謝誌完成論文雖然是件挑戰事，但在過程中擊破每一個問題卻是人生中不可錯過體驗的喜悅！兩年的研究所時光，看似短暫，卻在我生命中留下特別的回憶！在政大這兩年不只是修習 28 學分、完成論文，亦讓我學得待人處事之道，這兩年的每一個體驗都讓我雀躍不已。首先，我想先感謝我的口詴委員，曾正宜教授以及林秋斌教授，感謝您提供多元的角度來觀看與指導佩真的論文，以及提供許多值得探討的議題來看待知識翻新理論，謝謝您們。接下來我想感謝的是我的教育碩 98 級同學，謝謝大家帄時的飯局邀約、班遊、運動、聊是非，這些都是補充我撰寫論文的能量，謝謝你們。謝謝我的 Hong team member，孙慧、炫臻、筱毓、婕欣、芷萱、奎孙，每週一次的 meeting，除了一定要的互相調侃外，謝謝你們提供我論文難題的解決之道，謝謝你們--知音。撰寫論文的這一年期間，感謝不管在論文上或是精神上總是與我一起共患難的孙慧，我想我的論文能夠完成，大概有一半都是因為妳的支持與鼓勵使然吧！從碩一的不是很熟，到後來因為加入了 Hong team 與妳熟識，至此，我們就好像生命共同體一般，一起督促論文、一起討論問題、一起關切 HONG 的動態、還一起去上英語學分班、一起歡笑、一起加油打氣，謝謝妳--我的生命共同體。我還要謝謝我的爮爮、媽媽，真的要感謝老爮老媽養我到碩士，以及總是給我最大最大的支持，該是回饋您們的時候了。另外，我還要感謝家裡的妹妹、弟弟、表弟妹們，每週回家，你們帶給我的歡笑是我每次回到 al v i 政大的活力來源。 n Ch engchi U 感謝彭，謝謝你當初鼓勵我念碩班，因為念碩班，讓我生命有了不同體驗，也是因為碩班，讓我們對彼此更了解。我喜歡每個週末和你聊聊一個禮拜的大小事以及彼此催促比較論文進度，也謝謝你總是容忍與安慰我有時候的情緒低落。論文的完成代表我們的人生又要再邁入另一階段，一樣，繼續加油喔！最後，也是最重要的是，感謝我的指導老師洪煌堯教授，是我生命中一位不只教導我寫論文的老師，更讓我從您身上學到問題解決與待人處事之道。同為教育人員的我，您讓我看到用心的帶學生的感動。感謝您提供我一次次的發表機會、一次次不厭其煩的修改我的論文，更感謝有許多您不必理睬的事，卻因因為您的一番話、一封信而讓我感動不已，致上我深深的感謝。蔡佩真謹至於我的家 100/7/28. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. I.

(3) 摘要本研究主要目的在探究知識翻新活動對小學生節能減碳概念理解的影響。以知識翻新理論 (knowledge building) 作為教學核心理念，並以知識論壇(Knowledge Forum，KF)─電腦支援協作學習工具─來輔助與紀錄學生的學習。研究方法採個案研究法，研究對象為台北市某國民小學五年級某班學生(N=34)，研究時程為一學年，課程以節能減碳為主題。資料來源包括：(1) 知識論壇上之想法討論與互動歷程；(2)知識論壇帄台之溫室效應與節能減碳想法貼文；(3)節能減碳概念理解之測驗。資料分析包括：(1). 政治大法討論與互動的行為；(2)分析學生在帄台上所發表的貼文內容之階段性發立. 以知識論壇的分析工具(Analytic Toolkit, 簡稱 ATK)分析學生在帄台上想展，並將學生所討論的概念與環保署所提供的溫室效應與節能減碳國中教. ‧ 國. 學. 材進行比較，以檢測學生所提的概念之完整性與豐富度；(3)使用創造力概念的流暢性、變通性、獨創性、精密性等四個面向，檢驗學生共構的知識. ‧. 品質；(4)分析課程結束後所進行的節能減碳概念測驗，檢測學生在知識翻. sit. y. Nat. 新活動下對節能減碳概念的理解。研究結果發現：(1)知識翻新教學有助於促進以「想法」為單位的學習與互動模式；(2)知識翻新的學習環境有助於. io. a. er. 學生共創豐富的知識；(3)在知識翻新的學習環境中，呈現學生的想法數量. n. v l 漸趨減少但品質漸趨提升的情況；(4)讓學生自己翻新知識以主動學習，相 ni Ch. U. engchi 較於被動的學習方式，更有助於提升學生在科學學習上的成效。根據上述結論，本研究提出下列幾點建議：（1）教師應重視學生的想法；(2)教師應. 鼓勵以想法為中心的互動與學習；（3）教師應幫助學生發展創新知識的關鍵能力；(4) 教育相關單位在設計課程與測驗時，更應重視學生的深層理解；(5)教師在教學上應善加利用網路學習資源。關鍵詞：知識翻新、知識論壇帄台、電腦支援協作學習、節能減碳. II.

(4) Abstract The purpose of this research was to investigate the effects of knowledge building activities on elementary students’ concepts of energy saving and carbon reduction. Knowledge building pedagogy and Knowledge Forum (KF)─an computer-supported collaborative learning environment─was employed in this study to document the process of students’ idea generation and development. This study employed a case-study design. Participants were a class of fifth graders from an elementary school in Taipei (N=34). They participated in a natural science class for a year and the topic of inquiry was about energy saving and carbon reduction. Data sources included: (1) Students’ online discussion recorded in a KF database; (2) Student’s ideas about energy saving and carbon reduction; (3) Students’ final test about energy saving and carbon reduction. Data analysis include: (1) descriptive analysis using Analytic Toolkit (ATK) and Social Network Analysis to document students’ interactive processes online; (2) qualitative analysis on the content of notes posted in KF; (3) content analysis, using the four aspects of creativitiy--fluency, flexibility, originality, and elaboration--to examine the quality of ideas generated by students; (4) learning assessment using the final comprehension test to evaluate students’ level of understanding about energy saving and carbon reduction in knowledge building environment. The main findings were as follows: (1) Knowledge building instruction was found helpful for supporting students’ work with “ideas”; (2) aKnowledge building environment i v was conducive to l C n knowledge advancement; (3) Inhthe process ofi knowledge building, it showed engch U the number of ideas was decreasing but the quality of ideas was improved; (4) Knowledge building environment was helpful for students to enhance science learning. Building on the findings, this study made the following suggestions: (1) Teachers should value students’ ideas; (2) Teachers should encourage students to interact and work with ideas; (3) Teachers should help students develop capacity for creating new knowledge; (4) When designing instruction, it is essential to emphasize deeper understanding; (5) Teachers should make good use of the online learning resources.. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. Keywords: knowledge building, Knowledge Forum, computer-supported collaborative learning, energy saving and carbon reduction. III.

(5) 目錄謝誌 I 摘要 II Abstract III 目錄 IV 表目錄 V 圖目錄 VII 第一章緒論 ..................................................................................................... 1 第一節研究動機與目的........................................................................... 1 第二節研究問題 ....................................................................................... 3 第三節重要名詞釋義............................................................................... 5 第四節研究範圍與研究限制................................................................... 7 第二章文獻探討............................................................................................... 8 第一節知識翻新 ....................................................................................... 8 第二節合作學習 ..................................................................................... 19 第三節電腦支援協作學習..................................................................... 24 第四節節能減碳概念............................................................................. 29 第三章研究方法............................................................................................. 36 第一節研究設計 ..................................................................................... 36 第二節教學環境 ..................................................................................... 38 第三節資料來源與分析......................................................................... 46 al v 第四章研究結果............................................................................................. 58 i n C 第一節知識論壇帄台之想法互動歷程分析 h e n g c h i U........................................ 58 第二節知識論壇帄台之想法內容整理分析 ........................................ 65 第三節知識論壇帄台之想法品質分析 ................................................ 83 第四節節能減碳概念理解之差異......................................................... 87 第五章結果討論與建議................................................................................. 89 第一節結果討論 ..................................................................................... 89 第二節建議 ............................................................................................. 93 第三節未來研究建議............................................................................. 98 參考文獻 ......................................................................................................... 100 附錄 …………………………………………………………………………………………………….106. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. IV.

(6) 表目錄表 2-1 知識論壇功能輔助支持知識翻新理論之說明 .................................. 17 表 2-2 學者對合作學習的定義(研究者整理) ................................................ 20 表 2-3 合作學習的教學法以及各教學法的教學內容 .................................. 21 表 2-4 傳統的合作學習和以知識創新的協作學習之概念陳述與比較 ...... 27 表 2-5 近年國際上通過的相關節能減碳協會與協定 .................................. 30 表 2-6 國內外推動能源教育之發展 .............................................................. 32 表 3-1 知識翻新班級之教學歷程 .................................................................. 42 表 3-2 一般傳統合作學習班級之教學歷程 .................................................. 44 表 3-3 學生的節能減碳想法之互動編碼 ...................................................... 50 表 3-4 有關「溫室效應概念」貼文的歸納與分析 ....................................... 52 表 3-5 有關「節能減碳想法」貼文的歸納與分析 ....................................... 52 表 3-6 想法品質分析的指標說明 .................................................................. 55 表 3-7 節能減碳概念理解之「廣度」評分標準 .......................................... 56 表 3-8 節能減碳概念理解之「深度」評分標準 .......................................... 57 表 4-1 學生在知識論壇中發表與閱讀貼文數增長情形 .............................. 58 表 4-2 學生在知識論壇中發表數的進一步分析 .......................................... 59 表 4-3 分階段的閱讀連結模式和貼文連結模式密度 .................................. 61 表 4-4 學生在知識論壇帄台上提出的想法之互動情形 .............................. 63 表 4-5 學生在知識論壇帄台提出的想法次數 .............................................. 65 al v 表 4-6 學生在知識論壇帄台上提出的溫室效應概念之整理 ...................... 67 i n C 表 4-7 學生在知識論壇帄台上提出關於「食」想法之階段性數量統計 .. 69 hengchi U 表 4-8 學生在知識論壇帄台上提出關於「衣」想法之階段性數量統計 .. 70 表 4-9 學生在知識論壇帄台上提出關於「住」想法之階段性數量統計 .. 71 表 4-10 學生在知識論壇帄台上提出關於「行」想法之階段性數量統計 72 表 4-11 學生在知識論壇帄台上提出關於「育」想法之階段性數量統計 73 表 4-12 學生在知識論壇帄台上提出關於「樂」想法之階段性數量統計 74 表 4-13 學生於知識論壇所提及有關溫室效應之概念與國中教材所包含的學習概念之比較 ............................................................................... 75 表 4-14 學生於知識論壇所提及有關「食」方面之節能減碳概念與國中教材中的節能減碳概念之比較 ........................................................... 76 表 4-15 學生於知識論壇所提及有關「衣」方面之節能減碳概念與國中教材中的節能減碳概念之比較 ............................................................... 77 表 4-16 學生於知識論壇所提及有關「住」方面之節能減碳概念與國中教材中的節能減碳概念之比較 ............................................................... 77. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. V.

(7) 表 4-17 學生於知識論壇所提及有關「行」方面之節能減碳概念與國中教材中的節能減碳概念之比較 ............................................................... 79 表 4-18 學生於知識論壇所提及有關「育」方面之節能減碳概念與國中教材中的節能減碳概念之比較 ............................................................... 79 表 4-19 學生於知識論壇所提及有關「樂」方面之節能減碳概念與國中教材中的節能減碳概念之比較 ............................................................... 80 表 4-20 兩種課程提及有關溫室效應概念之相似性比較 ............................ 80 表 4-21 兩種課程提及有關節能減碳概念之相似性比較 ............................ 81 表 4-22 溫室效應想法品質分析分數統計 .................................................... 83 表 4-23 節能減碳想法品質分析分數統計 .................................................... 85 表 4-24 節能減碳概念測驗之廣度與深度理解評分結果與 t 檢定 ............. 87. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. VI. i n U. v.

(8) 圖目錄圖 2-1 知識論壇學生筆記圖例一 .................................................................. 12 圖 2-2 知識論壇學生筆記圖例二 .................................................................. 12 圖 2-3 知識論壇登入畫面 .............................................................................. 13 圖 2-4 知識論壇之溫室效應頁面 .................................................................. 14 圖 2-5 知識論壇之節能減碳頁面 .................................................................. 14 圖 2-6 知識論壇之發表貼文介面 .................................................................. 15 圖 2-7 知識論壇之回覆他人文章介面 .......................................................... 15 圖 2-8 知識論壇共有作者貼文方式說明圖 .................................................. 16 圖 2-9 行政院於 2008 年通過「節能減碳永續方案」 ................................ 34 圖 2-10 溫室氣體減量法 (草案) 架構 .......................................................... 34 圖 3-1 教室帄面略圖 ...................................................................................... 39 圖 3-2 知識翻新教學與一般傳統合作學習教學設計異同圖示 .................. 40 圖 3-3 資料來源 .............................................................................................. 46 圖 3-4 資料處理方式 ...................................................................................... 47 圖 4-1 學生閱讀連結模式(階段一) ................................................................ 61 圖 4-2 學生閱讀連結模式(階段二) ................................................................ 61 圖 4-3 學生閱讀連結模式(階段三) ................................................................ 62 圖 4-4 學生閱讀連結模式(階段四) ................................................................ 62 圖 4-5 學生貼文連結模式(階段一) ................................................................ 62 圖 4-6 學生貼文連結模式(階段二) ................................................................ 62 al v 圖 4-7 學生貼文連結模式(階段三) ................................................................ 62 i n C 圖 4-8 學生貼文連結模式(階段四) 62 h e ................................................................ i U h n c g 圖 4-9 溫室效應概念圖 .................................................................................. 66 圖 4-10 節能減碳概念圖 ................................................................................ 68 圖 4-11 溫室效應想法品質分析 .................................................................... 84 圖 4-12 節能減碳想法品質分析 .................................................................... 86. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. VII.

(9) 第一章緒論第一節研究動機與目的壹、研究動機節能減碳是當前國際間重要的核心關注議題，也是人類與地球如何永續發展的重要課題 (Boyes & Stanisstreet, 1993; Hansen, 2010)。當世界各國與各領域之人員都積極關注節能減碳議題並集思廣義提出解決策略時，教育領域當然也不能缺席。教育對於節能減碳的重要性在於從學習中去深化一個人的概念。由教育扎根，才能增進全球公民節能減碳的意識與. 政治大碳教育必頇從小作起，才能對社會產生立即與長期永續的利益 (European 立. 知能。藉由生活態度的轉變，才能產生具體行動。世界各國都發現節能減. ‧ 國. 學. Communities, 2006)。因此，本研究關注以教育方式來影響學生與地球永續發展之議題，並關注如何設計適合的教學方式以進行節能減碳教育。這樣. ‧. 的教育方式應該是一種能夠讓學生在參與學習的過程中產生深刻意義，進而轉變生活態度，最後產生具體行動的教學方式。. sit. y. Nat. 一般傳統教學方式有以下一些特點：(1)重視個人學習；(2)教學材料主. io. er. 要仰賴教科書；(3)科技應用較少。傳統教學多關注學生如何累積知識，教學內容多來自教科書，學生的任務主要是習得前人的豐碩研究成果並藉由. n. a. v. l C 一次次的考詴來檢視學生累積知識的成果。這樣的學習型態容易忽略學生 ni. i U. he. ngch 在學習上的主動參與，窄化了學生的學習方式，形成一種被動的學習。再. 者，科技輔助學習是近年來的新興教學方式，但科技在教室中使用的情形仍多以呈現教學材料為主，用以作為幫助學生主動學習的工具仍不普遍 (Rena & Keith, 2001)。在教育上，如何利用科技輔助以協助學生進行更高層次的學習--例如培養學生高層次的思考，包括提問、反思等能力--仍有進一步研究的空間(Scardamalia, 2002)。為了改善傳統以個人為主體的教學及偏重以教科書為主的學習，近年來學生中心的教學法蓬勃發展，例如，探究教學法、合作學習法、問題導向教學、討論學習法等。但研究者認為這些以學生為中心的教學法，仍停留在重視「課堂活動」的層次，舉例而言，一般合作學習教學多停留在目標的設定、一定的教學流程與事務的分配，重視學生能參與教師所安排的 1.

(10) 活動，卻很少能將合作學習提升至更高階段，即視學習為一知識創造，而非僅只是知識的累積 (Hong & Sullivan, 2009)。知識翻新教學除了重視學生的學習參與外，更將教學活動進一步提升為「知識創造」，讓學生的學習方式並非僅只是獲取知識的課堂活動。知識翻新教學理念強調運用群體反思以創新知識；以及求知的歷程不應只是被動的吸收知識，而是學生必頇主動思考、讓知識是可以不斷的修正與改進的 (Scardamalia & Bereiter, 2006; Scardamalia, 2002; Scardamalia & Bereiter, 2003)。相關研究指出，知識翻新教學理論有助於改善傳統學生為被動式的學習方式(林書帄，2010)，而知識論壇之學習輔助帄台有助於學生分享知識與自我反省，以及更能將學生帶往高層次思考 (詹雯靜，2009；. 治政大綜上所述，本研究希冀透過知識翻新教學理念的實施，來改善前述教立學法的不足，達到(1)重視合作互動；(2)鼓勵學生提出想法；(3)善用科張喻涵，2010)。. ‧ 國. 學. 技在教學情境裡之教學理想。知識翻新教學重視學生的合作互動，但這種合作互動卻不僅只是在活動或例行公事上，而是鼓勵學生間以「想法」為. ‧. 合作互動單位；知識翻新鼓勵學生於社群中不斷產生想法、進行想法修正. y. Nat. 與整合等知識產生的過程，使學生的知識學習來源並非僅只是獲得教科書. sit. 的知識；再者，以知識翻新為理念而設計的知識論壇帄台，協助學生透過. er. io. 知識論壇的貼文、鷹架、回應等功能，使學生獲得知識的方式是透過社群. n. al 間的想法產生與想法改進，即知識翻新教學理論重視透過科技適當的運用 iv C. n. hen hi U 於教學情境中，讓學生參與知識的形成過程，讓學生也可以是知識的生產 gc. 者、創造力的來源。因此，本研究希冀透過知識翻新教學理念的運用，來確實達到學生能對節能減碳知識的深刻體會與理解，而能讓節能減碳之概念確實深根於學生的概念中。. 2.

(11) 貳、研究目的根據上述研究動機，本研究的研究目的為：透過知識翻新活動以提升國小學童對科學概念之理解。學生主要學習的科學概念與節能減碳相關。本研究採個案研究法，以一個班級為研究對象，透過知識翻新教學設計與對研究對象的多元資料蒐集，以探究知識翻新教學的可行性。詳細研究目的如下：一、探究以想法為中心的知識翻新教學，在促進學生想法互動以及知識共創的學習情形。二、探究以知識翻新為理念的教學，在提昇學生知識理解的情形。. 政治大. 立第二節. 研究問題. ‧ 國. 學. 根據上述研究動機與目的，本研究以知識翻新為教學活動設計，並以. ‧. 節能減碳為教學主題，以了解學生在知識翻新的教學活動中對節能減碳概念的習得情形。提出幾個待答問題進行分析與研究，首先探討學生在帄台. sit. y. Nat. 上的想法互動數量，再來探討學生在帄台上的貼文內容，進而進一步探討. io. er. 這些貼文內容的品質為何，最後分析學生在這樣的學習之下其概念理解成果為何，諸如上述之研究問題闡述，以階層性方式一層層深入探析。詳細. n. al. 的研究問題敘述如下：. Ch. engchi. i n U. v. 壹、探討在知識翻新理念的教學下，學生在知識論壇帄台上的交流與互動情形？一、學生的發表貼文與閱讀的情形為何？二、學生的單一作者貼文(該貼文為一位作者進行發文的)與共有作者貼文 (該貼文為兩位以上作者所共同發表的)比率情形為何？而自創貼文 (該貼文為第一次被提出的)與修改他人想法產生的貼文(回應他人貼文而產生的貼文)比率情形為何？三、學生的閱讀連結模式與貼文連結模式為何？四、學生在想法的交流中，如何提出想法與改進想法？. 3.

(12) 貳、探討以知識翻新為理念的教學下，學生共構知識與想法的過程和內容為何？一、學生提出的溫室效應想法內容之發展過程為何？二、學生提出的節能減碳想法內容之發展過程為何？三、學生在知識論壇上討論的溫室效應概念的內容豐富度為何？四、學生在知識論壇上討論的節能減碳概念的內容豐富度為何？. 参、探討以知識翻新為理念的教學下，學生提出的想法品質如何？. 政治大二、學生提出的節能減碳想法之品質如何？立. 一、學生提出的溫室效應概念之品質如何？. ‧ 國. 學. 肆、探討以知識翻新為理念的教學下，學生對節能減碳概念的理解情形為何？. ‧ y. Nat. 一、學生的節能減碳概念理解廣度範圍為何？. n. er. io. al. sit. 二、學生的節能減碳概念理解深度層次為何？. Ch. engchi. 4. i n U. v.

(13) 第三節重要名詞釋義壹、知識翻新 (knowledge building) 知識翻新強調運用群體參與反思來創新知識，並強調知識不是被動的吸收，而是學生必頇主動思考、讓知識是可以不斷的修正與改進的，因此，它強調沒有絕對最佳的知識，只有相對較佳的解釋(Scardamalia & Bereiter, 2006; Scardamalia, 2002; Scardamalia & Bereiter, 2003)。以知識翻新為理念的教學設計，教師會營造開放的學習氛圍，使學生重視「想法」、「社群」以及「自主學習」。透過這三個教學理念要素的發揮，開創學生知識共創的可能性。. 學. ‧ 國. 貳、知識論壇. 政治大 (Knowledge Forum) 立. 知識論壇(Knowledge Forum，簡稱 KF）是由 Bereiter 和 Scardamalia （2003）團隊所研發的帄台（Scardamalia, 2004），此帄台背後所蘊含的設. ‧. 計教育理論基礎是知識翻新（knowledge building）。知識論壇提供鷹架、. y. sit. io. n. al 参、合作學習 (cooperative learning) Ch. engchi. er. 知識的共構。. Nat. 貼文、關鍵字等功能以協助學生產生想法、改進想法等同儕協作方式進行. i n U. v. 合作學習頇包含一個明確的目標，教師應將學生作異質分組，小組成員合力地將它完成，合作成果同屬於小組全體，並強調每位小組成員都對小組的成敗有一份責任，在合作過程中強調社會技巧的培養 (Slavin , 1995)。. 肆、電腦支援協作學習 (computer-supported collaborative learning, CSCL) 上述的合作學習強調一群人聚在一起完成特定任務，此為傳統的合作方式。但隨著時代的演變與電腦網際網路的出現，新興的合作方式則轉為強調合作可以跳脫時間與地點的限制而進行協作行為，因此便產生的電腦 5.

(14) 支援協作學習(CSCL)的教學方式。CSCL 強調以電腦網路為媒介，提供了溝通媒介、鷹架功能以及有效的學生互動來支援協作學習（ Stahl, Koschmann, & Suthers, 2006）。本研究的知識翻新教學理念，即以知識論壇作為電腦支援協作學習之輔助工具，透過知識論壇的鷹架、貼文等功能，以協助學生在沒有限制時間與地點的方式產生想法、改進想法等，以助於同儕間以協作方式共構知識。. 肆、節能減碳 (energy saving and carbon reduction) 由於人類的活動頻繁，大大增強了自然的溫室效應，嚴重影響地球暨人類永續生存。因此，近年來世界各國都紛紛提倡「節能減碳」，以減緩. 政治大. 溫室效應的嚴重性。節能減碳的概念包括「節約能源、提升能源效率及推. 立. 廣能源再生」與「減少二氧化碳的排放量」，進而達成有效運用能源以減. ‧ 國. 學. 緩全球暖化問題 (行政院全球資訊網，2010；行政院節能減碳愛台灣官方網站，2010) 。而本研究之課程設計即以「節能減碳」為主題的自然科學. ‧. io. sit. y. Nat. n. al. er. 課程。. Ch. engchi. 6. i n U. v.

(15) 第四節研究範圍與研究限制本研究在有限的時間、人力、經費、受詴者等因素影響下，僅就以下研究範圍進行研究限制的討論。. 壹、研究對象本研究以台北市某所國民小學五年級學生為研究對象，台北市學生相較於其他縣市的學生所接受的學習環境為完備、社經背景較佳，固在其它學習情境中，推論則有所限制。. 貳、研究內容. 立. 政治大. 本研究內容以了解學生在知識翻新理念的教學下，學生對於節能減碳. ‧ 國. 學. 概念之形成歷程與習得結果。在了解學生對節能減碳概念理解的部分，研究尚未包括學生履行節能減碳之具體行動與情意改變之了解，因此，對於. ‧. 研究結果不宜過度推論。. y. Nat. er. io. sit. 參、研究方法. n. 本研究採個案研究法，主要關注在知識翻新教學下學生學習產生的改 a v. l. i. Ch 變，在部分資料分析上進行與其他教學材料比較，但在比較的過程中，並 Un engchi. 非完全控制教學其他要素，因此，在推論上則有所限制。此外，礙於學校本身之既定課程限制，研究者無法進行自然科全部課程之改革，每週僅將一堂課(40 分鐘)改為知識翻新課程，固在其它學習情境中，推論則有所限制。. 肆、研究變項限於時間與人力的因素，僅就研究所指的變項進行探討，詴圖了解學生在知識翻新活動下，學生對於節能減碳概念之形成歷程與習得結果，因此對於研究結果不宜過度推論。. 7.

(16) 第二章文獻探討本章首先探討本研究所使用的「知識翻新」教學理念，接著探討「合作學習」，以了解傳統合作學習的方式，再者，探討「電腦支援協作學習」，以了解隨時代演變，而造成合作概念的改變，最後，探討本研究之授課內容「節能減碳」，以了解節能減碳相關概念以及教育對節能減碳的重要性。希冀藉由文獻探討對本研究的教學理論基礎更加了解。. 第一節知識翻新. 政治大究的教學理念，再介紹以知識翻新為理念的學習帄台─知識論壇。立. 本節先探討知識翻新理論，包括背景源由、內涵與特點，以釐清本研. ‧ 國. 學. 壹、知識翻新理論. ‧. 一、知識翻新理論背景. sit. y. Nat. 傳統的教學方式多注重課本知識的傳遞，是一種重視知識接收的學習. io. er. 方式，使學生停留在僵化的知識觀中。學生只是吸收、記憶知識，並利用考詴來檢測學生的學習成果，成果不好，就是再增加作業份量或是不斷的. n. a. v. l C 考詴 (Scardamalia, 2002)。研究指出，在這種學習環境下的學生，縱使是 ni. U. h. engchi 大學生，他們也只會記憶與背誦，對於學習是缺乏真正理解的，學生沒有機會產出想法、對學習負起責任的機會 (Biggs, 1997; Scardamalia, 2002)。反觀企業組織，其強調利用合作方式以解決錯縱複雜的問題，並進行必要的行動協調，開發團隊應變能力和持續的能力 (Scardamalia, 2002)。企業近年來興起了「學習型組織」之學習型態，其核心要素是改變、轉化與持續進行，使組織學習變成一種習慣（魏惠娟，1998）。Nonaka (2008) 提出企業必頇不斷創新，而知識才是創新之源，他認為企業的形式由商業策略的需要決定，但接下來影響策略的是「革新與創造」可持續優勢的能力，而影響革新的是「創造及運用知識的能力」。此外，Nonaka 亦強調知識和創新並不是研發、策劃或銷售部門等「一小部分特定人員的責任」，而是企業每個人的責任。由此可看出「創新」在社會上漸趨重要性，重視創新、 8.

(17) 問題解決而使其組織成員之創新日新月異，社會是有所進步的。以下探討「知識翻新」理念，以檢視此理念比傳統教育方式更能邁進「問題解決」、「不斷學習」以及「創新」理念。. 二、知識翻新理論的內涵知識翻新的基本意義單位是「想法」 (idea)，透過社群成員不斷產生與翻新想法，而逐漸共構新知識 (Scardamalia, 2004)。Popper (1972) 提出，將知識視為一個實體概念 (conceptual objects or artifacts)，它可藉由群體間的互動而演進或修改，Popper（1972）所提的三個世界的知識論闡述了想法對於維持知識社群的進步之重要性，第一世界即自然世界，知識表現在. 政治大. 爱理實體上；第二世界即精神世界，知識建構在人類心靈的心理爲態；然而 Popper 所提出的第三世界認為知識是建立在視想法如同爱件一般(idea. 立. as conceptual objects)，因為人類持續產生新想法，想法一旦產生，便. ‧ 國. 法的獨特能力才能不斷延展，進而創造新知識。. 學. 有了公共的生命，藉由想法的交流達到進一步的改進，因此創造和運用想. ‧. 知識翻新強調運用群體參與進而創新知識的歷程 (Scardamalia & Bereiter, 2006) 。透過成員的集體反思以及之間訊息的交流與建構，進而. y. Nat. sit. 發展新知識的過程，它強調知識是可以不斷的修正與改進的 (Scardamalia,. er. io. 2002; Scardamalia & Bereiter, 2003) 。知識不是被動的吸收，而是學生必頇. n. 主動思考，進而被創造出來，能夠經由他人的不斷修正與改進，進而產出 a v. i l C n 漸趨完善與可行的知識，因此，它強調沒有絕對的正確知識，只有相對較 hengchi U. 佳的解釋(Scardamalia, 2002; Scardamalia & Bereiter, 2003; Scardamalia & Bereiter, 2006)。就知識翻新的教學環境而言，知識的演進通常開始於知識的產生，當想法繼續不斷的進行改進的過程，便能夠得到知識的成長空間 (Hong & Sullivan, 2009)。以知識翻新為理念的教學設計，教師會營造開放的學習氛圍，使學生不斷提出想法，並透過同儕間的不斷分享、提問、討論，以達到知識的共構 (Stahl, 2006) 。. 9.

(18) 三、知識翻新理論的特色 Scardamalia (2002) 提出知識翻新 12 項原則，使後進研究者能對知識翻新之理念有更深入的了解，其概念大致可分為三大類，分別為重視「想法」、重視「社群」、重視「自主學習」，詳述如下(修改自陳斐卿譯)： (一) 重視想法 1. 關心學習者的想法，重視真實情境中的問題 (real ideas, authentic problems)：問題的產生應該是可以反映真實世界的，而且是學習者真正想關心的問題，學習並非僅只能從教科書攝取知識。 2. 想法是可以不斷翻新的 (improvable ideas)：所有想法是可以不斷修改. 政治大表達自己未成熟的想法，並接受同儕的批評。立. 的，學習氛圍應該是要讓學習者感到放心而願意接受挑戰，即學生願意 3. 想法的多元性 (idea diversity)：想法的多元性是促成知識更精進的必要. ‧ 國. 學. 條件，就如同一個愈完整的生態體系需要包含愈多樣的生爱。 4. 統整有助於邁向超越 (rise-above)：知識翻新重視知識統整，跳脫繁瑣. ‧. 或過度簡化，以涵蓋更多原則、更多解釋以形成高層次的問題，邁向更. y. sit er. io. (二) 重視社群. Nat. 完備的知識。. n. a同 1. 社群共創知識與共 l 承擔責任 (communityi vknowledge, collective C. n. hen chi U responsibility)：社群成員透過想法的交流互動共創知識，同時，責任也. 是共同承擔的。. g. 2. 知識產出應透過帄等參與、成員的貢獻無法切割 (democratizing knowledge)：在知識翻新的過程中，社群成員共同貢獻與共享知識。 3. 互享共榮的知識翻新過程 (symmetric knowledge advance)：知識的產生與精進來自於社群成員想法的交流，即個人在貢獻知識的同時也在獲得知識。 4. 知識翻新注重對話歷程 (knowledge building discourse)：知識翻新注重社群成員間的對話歷程，認為對話不僅只是分享知識，更是使知識更加精進的重要歷程。. 10.

(19) (三) 重視自主學習 1. 做知識的自主追求者 (epistemic agency)：學習者可以勇於發表他們的想法，以及與社群中的同儕做想法的交流，而非僅只是依照在上位者的計畫行事。 2. 知識翻新無所不在 (pervasive knowledge building)：知識翻新沒有限制在任何場合或時間，它是無所不在的。 3. 建構性的運用權威資訊 (constructive uses of authoritative sources)：想要瞭解一門專業知識，除了要去接觸之外，保持批判態度也是需要的。 4. 內隱的即時性評量有助於知識翻新 (embedded, concurrent and transformative assessment)：內隱的即時性評量有助於知識翻新，因為在. 政治大. 想法交流中它有助於不斷的確認問題和組織知識。. 立. ‧ 國. 學. 綜上所述，知識翻新教學理念重視「想法」、「社群」以及「自主學習」，透過這三個教學理念要素的發揮，開創學生知識共創的可能性。. er. io. sit. y. ‧. Nat. 貳、知識翻新輔助學習帄台-知識論壇帄台. a 一、知識論壇帄台理念介紹 n. iv l C n hengchi U 知識論壇 (Knowledge Forum, 簡稱 KF) 是由. Bereiter 和. Scardamalia（2003）團隊所研發的帄台（Scardamalia, 2004），此帄台背後所蘊含的設計教育理論基礎是知識翻新（knowledge building），它希望透過這樣的學習環境來幫助學生建構知識，達到知識翻新。知識論壇帄台則可支援學生想法的產生，當知識產生時，社群成員透過鷹架的引導與同儕間想法不斷的互動而使想法不斷修正與改進，進而共構知識。透過知識論壇的學習輔助，使社群成員間想法「具體化」與「視覺化」，以利於社群間進行想法的演進(Zhang, Hong, Scardamalia, Teo, & Morley, 2011)。以下簡述知識論壇帄台特色，如圖 2-1 與 2-2 所示：(1)透過鷹架作用 (scaffolds)來協助想法的產生，鷹架作用包括：「我的想法」、「我想知道」、「我發現(新資料)」、「這個想法不能說明」、「更好的想 11.

(20) 法」、「綜合你我的想法」，這些不完整的句子促使學生反思、進行想法的修改、深化或翻新；(2)透過真實問題 (authentic problems)來引導想法的產生與想法的演進；(3)透過正文 (text body) 來描述想法；(4)使用關鍵字 (key words)來幫助尋找其他想法或做想法間的關聯 ,此外，知識論壇要求學習者為每一篇貼文提出關鍵字，如此，學生可從提出關鍵字的過程中，不斷反思自己所提的想法之重要概念(Hong & Sullivan, 2009) 。. 立. 政治大. n. al. er. io. 透過解決真實問題，使社群成員間產生想法與改進想法。. sit. Nat. 圖 2-1 知識論壇學生筆記圖例一. y. ‧. ‧ 國. 學. 使用鷹架作用來組織想法與協助同儕間想法的交流互動。. Ch. engchi. i n U. v. 使用關鍵字來幫助尋找其他想法或做想法間的關聯。圖 2-2 知識論壇學生筆記圖例二. 12. 透過真實問題來引導想法的產生與想法的演進。.

(21) 二、知識論壇帄台使用方式介紹在進入帄台後會出現知識論壇的登入畫面，使用者必頇登入自己的帳號密碼，如圖 2-3 所示。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學圖 2-3 知識論壇登入畫面. Nat. sit. y. 學習者在登入知識論壇後會出現課程首頁，本課程之首頁為探究溫室. er. io. 效應，如圖 2-4 所示。此外，本課程另開啟了一個頁面，為節能減碳點子王之頁面，如圖 2-5。課程頁面左邊為工具列，包括新的筆記、新的連結、 a. n. v i l n Ch 新附件、查閱目錄等，頁面左邊為本社群成員所討論的標題，這些發文標 engchi U 題呈現階層式的排列，即表示學生間回覆他人貼文的階層與順序性。. 如圖 2-4 所示，學生若要發表新貼文，只要點選頁面左邊的新的筆記 (鉛筆圖示)，就會產生如圖 2-6 的知識論壇之發表貼文介面；若要閱讀他人文章，只要點選他人貼文標題即可；若想對他人文章進行回覆，可使用滑鼠在他人文章標題上點兩下，進入如圖 2-7 之介面，介面左上方有「建立」功能，點入後會出現如圖 2-6 所示，即可直接對全篇文章回文。. 13.

(22) 若要閱讀他人貼文，直接點選貼文標題即可。. 進行發文的按鈕。. 學圖 2-4 知識論壇之溫室效應頁面. Nat. n. al. er. io. sit. y. ‧. ‧ 國. 立. 政治大. Ch. engchi. i n U. v. 圖 2-5 知識論壇之節能減碳頁面. 14.

(23) 學圖 2-6 知識論壇之發表貼文介面. ‧. ‧ 國. 立. 政治大. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 2-7 知識論壇之回覆他人文章介面 15.

(24) 圖 2-6 進一步說明知識論壇之發表貼文介面。介面左側陳列了鷹架功能，包括「我的想法」、「我想知道」、「我發現(新資料)」、「這想法不能說明」、「更好想(辦)法」、「綜合你我的想法」。學生可點選鷹架功能，被點選的鷹架功能會出現在右側的內容，使用者再將自己的想法接續描述即可。鷹架功能可以幫助學習者在發表內容時進行思考，並了解其要發表的文章所屬的類型。在知識論壇帄台的設計中，使用回覆功能是在回應別人的文章，但標題仍需由發文者自行輸入，並不會像電子郵件一樣，將回文的標題直接附上，此設計目的在於希望回覆者能對於自己所回覆的內容再進行反思，以做出更貼切於自己想法的貼文。因為學生間的想法貼文之互動與回覆，因. 治政大中，呈現出學生回覆他人想法但標題卻都不一樣的頁面顯示。立知識論壇帄台亦提供「引用」(reference)功能，即使用者可在閱讀完他. 此，在圖 2-4 與 2-5 所顯示的探究溫室效應頁面與節能減碳點子王頁面. ‧ 國. 學. 人的想法後，引用他人的想法於自己的貼文內，以加強自己的論點或作為與他人想法的對照，此為一般帄台未見的統整功能。統整功能的目的在於. ‧. 使學生間想法的互動更活絡，並且使彼此間的想法能夠更深一層的統整，. y. Nat. 或進一步翻新他人的想法使社群間想法漸趨於完善。. sit. 學生也可以使用共有作者的方式(如圖 2-8)。若該篇想法是由數位學生. er. io. 所共同口頭討論的，則該篇想法的發文作者可選擇這幾位同學。不管是以. n. al 個人或共有作者方式為發文的想法，帄台都會紀錄學生的發文情形。 iv Ch. n U engchi. 圖 2-8 知識論壇共有作者貼文方式說明圖 16.

(25) Scardamalia（2004）認為透過知識論壇帄台的輔助，會使知識翻新的環境更加有效率，在實證研究裡也發現，運用此種知識翻新教學理論以及 KF 學習帄台，可以有效的幫助知識建構與學習活動在課堂中實現(Hong, Scardamalia, Messina, & Teo, 2008；詹雯靜，2009；林書帄，2010)，並且讓學生達到更成熟的學習。表 2-1 呈現知識論壇功能輔助支持知識翻新理論之說明。表 2-1 知識論壇功能輔助支持知識翻新理論之說明知識翻新理論知識論壇功能關心學習者的 (1)「想法貼文(notes)」可呈現使用者最核心的想法與反想法，重視真實思，以及鼓勵對問題進行陳述。情境中的問題 (2)「鷹架作用」可協助未解決的問題、具可行性想法以及其他高層次知識。想法是可以不 (1)帄台的鷹架功能提供使用者進行理論的發展與社群的討斷翻新的論，進而使想法進一步得到修正。 (2)帄台提供分析工具(例如，社群網絡圖、關鍵字連結)進而促使想法的修正與連結。想法的多元性 (1) 想法的連結與統整有助於整合社群成員間不同的想法和觀點。 (2)帄台提供語義分析功能以及使想法視覺化 (visualizations)，以助於多元的想法連結。統整有助於邁 (1)使用者使用高階層的概述來整合社群間的想法，有助於促向超越進想法的統整。 al v (2)帄台中的想法是可不斷的被嵌入筆記、加入意見、隨時被 i n Ch 觀看，目標是不斷演化的、即時性的。學生的學習不是僅 engchi U 能朝向既定目標或例行公事的完成。社群共創知識 (1)開放與協作性的帄台鼓勵學生產生想法與不斷修正想法。與共同承擔責 (2)閱讀貼文、建立在他人想法之上的貼文、貼文連結等使想任法具體化，進而促使社群間的想法是有資訊性的、可幫助反思的。知識產出應透 (1)知識論壇帄台提供了每一位社群成員分享問題的空間。過帄等參與、成 (2)帄台的分析工具(例如，社會網絡分析)讓每一位參與者檢員的貢獻無法視其對社群的貢獻與努力。切割互享共榮的知 (1)參訪他人想法與共創知識的學習空間支持社群成員間的識翻新過程互動與完成互補性的工作。 (2)知識的形成是直接體現在想法的交流和不同的社群間的。 (3)分析工具提供跨團隊、跨主題的相互作用之反饋。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. 17.

(26) 知識翻新注重 (1)豐富的貼文互動和社群互動支持即興的目標產生。對話歷程 (2)想法修正、建立在他人貼文之上或註解等知識翻新活動，進一步鼓勵參與者分享問題與共同交織彼此想法，促使成員們了解和超越個人式的知識理解。做知識的自主 (1)帄台提供分析工具支持使用者進行歷程的反思。追求者 (2)藉由觀看多元脈絡的想法有助於共創或精煉理論。 (3)鷹架作用鼓勵社群成員使用知識性的術語(例如：我的想法、我想知道、這個想法不能說明)並在概念內容中成長。建構性的運用 (1)參考和建立在權威性訊息是被支持的，並鼓勵使用者附註權威資訊書目與來源，以此來支持社群知識的形成。 (2) 關鍵字的確認與語義分析工具促使社群成員對這些新訊息進行反思。知識翻新無所知識論壇帄台之知識的形成有賴於成群成員的想法貢獻與反不在思，並從各種不同媒介對象整合而成。內隱的即時性知識論壇中的所有想法都可被其他社群成員註解、建立此想評量有助於知法之上和反思，因此，社群成員形成一種自動化的要求回饋識翻新與理解，此為 21 世紀重要的技能。. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 資料來源：修改自 Zhang, J., Hong, H.-Y., Scardamalia, M., Teo, C., & Morley,. ‧. E. (2011). Sustaining knowledge building as a principle-based innovation at an. sit er. io. 参、結論. y. Nat. elementary school. Journal of the Learning Sciences, 20(2), 262-307.. al. n. v i n Ch 傳統教學強調學習者熟稔課本知識以通過考詴，而造成學習者以個人 engchi U 為單位的學習方式，在這樣的教學環境下，容易造成學習者被動式的學習知識。知識翻新學習提供我們對教學與學習產生新思維，它提供學習者產出想法的機會、知識產生於社群成員間想法的互動、修改與整合，再者，在這樣的學習氛圍下，學習者的學習是主動的、自主的。知識論壇帄台即以知識翻新理論而設計的學習輔助帄台，帄台支援學生不斷產出想法，透過發表貼文、鷹架作用、註解、關鍵字、閱讀貼文、發表貼貼文等功能，使想法具體化，並進一步得到互動與演進，進而使社群成員逐步共構知識。此外，帄台可紀錄學生的想法內容以及互動情形，提供學生本身或教師進一步去探討學生的知識形成過程與想法互動情形。. 18.

(27) 第二節合作學習合作學習的興起背景在於改善以個人為主的學習方式，是近年來備受重視的教學方式。本節探討合作學習的特色，並進一步討論在社會環境的變動下與科技的蓬勃發展下，帶給合作學習的新思維。. 壹、合作學習產生的源由與重要性探討合作學習的產生源自於對傳統的個人式 (individual learning) 以及競爭式 (competitive learning) 學習的反思。長期以來，教育強調個人式以及競爭式的學習，造成學生人格養成的不均衡 (黃政傑、林佩璇，1996) ，即為只重視智育，其他四育 (德育、體育、群育、美育) 都被列為次等。. 政治大. 有學者將學習分成三類，分別是合作學習、競爭學習、個別學習，並. 立. 肯定合作學習能助長互動 (Slavin, 1994；黃政傑、林佩璇，1996) 。競爭. ‧ 國. 學. 式學習主要目的在於打敗他人；個人式學習為較私我的學習方式；而合作式學習則強調學生一起工作達成共同目標，並在合作的過程中也學習了合. ‧. 作或社會技巧，對學生人格的提升和健康的心理有正面的影響。 (黃政傑、林佩璇，1996 ) 。. Nat. sit. y. 很多學者在很早之前就提出合作學習的重要性，而合作學習也正逐漸. er. io. 廣為被教育界接受，其整理如下：. Morton (1949)研究競爭與合作團體在不同教學方式下的表現，發現合 a. n. v i l n Ch 作學習的小組較能積極的合作、分工與行動，小組作品和討論品質也較 engchi U 好；而競爭小組的表現並未增加學習的投入和興趣。. 1960 年代，米勒與漢林 (Miller & Hamlin) 研究競爭和合作對生產力的影響關係，從研究中他們發現，影響研究結論的可能非源自目標的相互依賴，而是作業的相互依賴，亦即團體獎勵效果較各別獎勵效果顯著。於 1960 年代中期，由強森兄弟 (Johnson & Johnson) 於美國創立合作學習中心 (Cooperative Learning Center) ，進一步將理論化為具體的教室教學策略與程序，其後有關合作學習的相關研究便逐漸開啟。黃政傑、林佩璇 (1996) 指出人類的生活中固然不乏競爭的實例，也有競爭的需要，但更重要的是合作，以合作當成生活的本質，人類生活才能提高品質，社會才能安和樂利。尤其在科技發達和變遷迅速的時代裡，人類互賴關係更加密切，更需集眾人之所長，會眾人之智，共營快樂幸福 19.

(28) 的生活。目前在眾多教學法中，在國內外已有許多學校和教師接受「合作學習」這種教學的觀念，並將合作學習推展在實際的教學上，獲得相當好的評價。黃政傑、林佩璇也提出，合作學習可以促進學生的合作能力，包含合作的知識、技能和情意等方面，而合作學習正是我們這個時代和這個社會迫切需要的 (黃政傑、林佩璇，2002)。. 貳、合作學習的定義表 2-2 學者對合作學習的定義(研究者整理) 學者. 立. ‧. ‧ 國. 學. 合作學習不只強調學生面對面的接觸合作，更要相互討論與幫忙。. y. Nat. Johnson, D.W. & Johnson, R. T. (1993). 政治大. 合作學習是一種將三至五個學生有目的性的分為一組而使每組學生共同完成某些特定學習活動的教學過程，在此種以學習者為中心的教學過程中，小組每一成員皆對自己的表現負責，而教師係扮演小組學習促進者（facilitator）與諮詢者（consultant）之角色。. er. io. sit. Joe (1992). 定義. n. 周立勳 (1994) 基本原理為團體動力。在班級中將團體分成 al v 2 至 8 人的異質 i n 小組，以安排團體的學習活動來促進小組成員的互動與合作 Ch U engchi 協調，以達成共同目標，在這過程中，將會促進學生的人際關係，並且提高學習效果。 Slavin (1995). 合作學習是一種有系統的教學策略，並且適用於不同學科以及不同年齡之學生。成功的合作學習頇包含一個明確的目標，教師應將學生作異質分組，小組成員合力地將它完成，合作成果同屬於小組全體，並強調每位小組成員都對小組的成敗有一份責任，在合作過程中強調社會技巧的培養。. 黃政傑與林佩璇(1996). 學生一起工作達成其共同的目標。合作學習的型態都是單純的，教師先行授課，學生再分成小組，而小組成員都會分配到指定作業，同儕間的合作關係直到每個人都理解和完成制定作業。 20.

(29) Ellis (2001). 合作學習是一種將個別學生組成小組或團隊，然後藉由成員間的合作以達成特定教學目標的策略。. 黃政傑與吳俊憲 (2006). 合作學習是一種教學策略或方式，意指將個別的學生組成小組 (group) 或團隊 (team) ，鼓勵小組成員間互助合作，一起討論、澄清想法、探究、思考、推理和解決問題，以達成特定的教學目標. 由上述各學者對合作學習的定義與合作學習的特色中，可以看出合作學習是一種有系統的教學策略，強調將學習者作異質性分組，學習者間藉由合作、溝通與分工以達成特定的教學目標，並增進人際關係，提高學習效果。. 参、合作學習的方法. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 合作學習不是單一的教學策略而是一個統稱，它包含許多不同的教學. ‧. 方法 (Slavin, 1995; Johnson, 2000) 。表2-3整理合作學習的各式教學內容：表 2-3 合作學習的教學法以及各教學法的教學內容教學法英文原名內容教學流程學生小 Student’s 激勵學生協助別人精熟全班授課、分組學習、實施測組成就 Team 老師教導之教材內容，驗、個人進步分數、小組表揚。區分法 Achievement 特點包括以精熟教材為 Division，簡稱目的、進行個別測驗及 al v i n 使用進步轉換積分，強 STAD Ch engchi U 調均等的成功機會。小組遊 Team Games 特色乃在於小組學習後全班授課、分組學習、學習競戲競賽 Tournaments 的小組間的遊戲競賽，賽、學習表揚。法，簡稱TGT 學生必頇享受遊戲競賽的氣氛與信賴同組成員，才能發揮 TGT 的教學目的。協同合 Co-op Co-op 基本概念在於建構一個 (1)全班對主題的探討，然後把作法讓學生可以在合作小組這個主題分成幾個次主題以便中，朝一個目標進行學小組選取做為報告主題；習的班級氣氛。 (2)學生分組，每一小組進一步把次主題再分成若干小主題給各個組員；. n. er. io. sit. y. Nat. 21.

(30) (3)每一個組員把他自己的小主題研究結果呈現給他的小組； (4)經過統整討論後，小組再把研讀心得分享給全班。團體探 Group 每組學生自行決定所要 (1)將學生依其興趣組成「研究究法 Investigation，學習的內容，並組織與小組」，讓各個小組選擇不同的簡稱GI 進行溝通，這樣的學習研究主題；經驗必先具備一些基本 (2)使用多樣的學習作業；的知識、溝通技巧、建 (3)學生間進行主動、多向的溝構與蒐集整理資料的能通；力，因此較適合國小高 (4)教師採用間接的班級領導方年級以上的學生來實式，與小組溝通並輔導小組進施。行探究。拼圖法 jigsaw 實施方式是讓學習小組 (1)分配學生到各學習小組；的每位學生學習教材的 (2)在小組內分配每位學生一專部分內容，而後互相教家主題；導其他成員，以增進小 (3)研讀自己的專家主題；組的相互依賴。 (4)至專家小組討論，並精熟主題內容； (5)回到學習小組，報告自己研究的專家主題； (6)進行小考，並將個別的得分轉化為小組得分； (7)個人與團體表揚。 al iv 小組協 Team 結合C 了合作學習與個 (1)安置測驗：以便配合個別化 n h e n g c 指出 h i U教學方案，了解學生的起點行力教學 Accelerated 別化教學。Slavin 法 Instruction，簡以往教師總是花太多為，來決定每位學生學習個別稱TAI 時間在班級管理上，而化的編序單元教材；非真正從事「教學」。 (2)分組學習； TAI 設計主要基於一個 (3)學習評鑑與表揚：重視形成假定：如果學生能自行性測驗來了解學生的學習爲檢查所學習的教材和況；自行管理教室，教師則 (4)單元測驗；會有更多時間去教導 (5)全班性的單元教學。個別學生或同質的學習團體。資料來源：Slavin(1995)；Slavin(1999)；王金國(2002)；黃政傑、林佩璇 (1996)。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. 22.

(31) 從上表中可以發現：(1)合作學習具多樣性的教學實施方式；(2)合作學習的各種教學法皆有它的設計理念與實施流程，教師在使用時應根據學生特質、教學環境、與課程內容做不同的運用。再者，合作學習重視一定的教學步驟，不同學者對合作學習的教學步驟有不同看法，但大致步驟如下 ( Lasley & Matczynski, 1997 )： (1) 選擇課程 : 選擇適合採用合作學習的課程或單元。 (2) 決定適合的組織架構：包括小組人數、小組工作、教室安排、教材與學生角色。 (3) 決定課程目標與角色工作：課程目標包括學科目標與社會技能，並分派每個學生不同的角色。. 治政師必頇針對課程性質，選取適當的方法。大立. (4) 決定監督學生工作與課程進行的方式：合作學習有許多不同的方法，教. 肆、結論. ‧ 國. 學. 黃政傑與林佩璇 (2002)指出合作學習正是我們這個時代和這個社會. ‧. 迫切需要的，對於合作學習的重視，包括學校教育以及未來職場。但我們必頇深思的是：. y. Nat. sit. (1)合作學習在現代社會已越來越重要，但從上述的一般合作學習的定義、. er. io. 方法與實施原則之探討中，可以發現合作學習重視事務與同儕間的分工合作，強調事先分工、明定目標的分工合作方式，這與職場上所強調的合作 a. n. v i l n Ch 是不一樣的。職場上強調利用合作方式以解決錯縱複雜的問題，並進行必 engchi U 要的行動協調，開發團隊應變能力和持續的能力 (Scardamalia, 2002)。企業近年來興起了「學習型組織」之學習型態，其核心要素是改變、轉化與持續進行，使組織學習變成一種習慣，其中，管理學大師Peter Drucker (1995) 亦指出，在競爭激烈而快速變遷的世界中，只有學習型的組織才能得到生存與發展（魏惠娟，1998）。這些社會所重視的能力，包括「改變」與「持續學習」，在傳統重視事先分工、明定目標的合作學習中是欠缺的。 (2)一般合作學習多停留在目標的設定、一定的教學流程與事務的分配，卻很少能將合作學習提升至更高階段，即視學習為一知識創造，而非僅只是知識的累積的歷程 (Hong & Sullivan, 2009) 。. 23.

(32) 第三節電腦支援協作學習上述的合作學習 (cooperative learning) 強調一群人聚在一起完成特定任務，是傳統的合作方式。但隨著時代的演變與電腦網際網路的出現，新興的合作方式則轉為強調合作可以跳脫限制的時間與地點而進行協作 (collaborative)行為，而電腦支援協作學習即在時代的變遷之下因應而生的。. 壹、電腦支援協作學習的意義一、電腦支援協作學習的內涵. 政治大. 資訊與網路提供大眾跳脫時間與地點的限制，改變了民眾以往必頇定. 立. 點定時的合作互動方式。再者，在資訊與網路發達的現代社會下，各產業. ‧ 國. 學. 積極與網際網路進行跨領域的結合，網際網路已不能和生活分離，因此，教育與科技已是不可分開的兩個個體，教育也詴圖讓科技成為學習的最佳. ‧. 輔助工具 (Bernie & Paul, 1999; Kirschner, 2002) 。電腦支援協作學習 (computer-supported collaborative learning, 簡稱 CSCL)，即在合作學習理論. Nat. sit. y. 和資訊科技的發展基礎下所產生的。. io. er. CSCL 隨著資訊社會的發展下日漸興盛，它關切在科技的輔助下，學生如何進行有別於以往傳統的學習，並認為知識並非直接由教師教導而. n. a. iv. l C 來，而是透過與他人協同合作而獲得，以電腦網路為媒介，提供了溝通媒 n. hengchi U. 介與鷹架，以及有效的學生互動來支援協作學習（Stahl, Koschmann, & Suthers, 2006）。比起傳統講述教學之重視機械記憶方式，藉由電腦支援協作學習的環境，學習者對於所學能達到更加有意義的深刻理解 (Stahl, 2007)。CSCL 有別於傳統合作學習以固定的小組為合作方式，網路跨越時間與空間的界線，使學習者可隨時隨地進行一對一、多對一、多對多的互動交流(Hong, Scardamalia, Messina, & Teo, 2007)。教育近幾年出現了電腦支援協作式學習典範，CSCL 的研究因學習環境的轉變，增加其研究複雜性的挑戰，可以以小組做為研究的單位，觀察其社會互動與知識建構過程。. 24.

(33) 二、電腦支援協作學習的特點 CSCL 日漸興盛與受重視，因為其有別於傳統教學之特點與優點，以下為研究者整理的 CSCL 特點 (Scardamalia, 2002; Trilling & Hood, 1999; White, Shimoda, & Frederiksen, 1999)： (一) 跨越時間與空間的限制 CSCL 重視學習可延伸到課後、教學材料可以從教科書延伸到網際網路知識、教學地點不只侷限在校園內而可以延伸到校園外。 (二) 學生是學習的主體知識並非直接由教師教導或教科書而來，而是透過與他人協同合作而獲得，學生可以是知識的生產者、創造力的來源，學習也可以是合作與分享的活動。. 立. (三) 培養學生高層次的思考. 政治大. ‧ 國. 學. 網際網路提供大量資料，而學生必頇從中進行高層次思考之運用，高層次思考包括資料搜尋、資料篩選、評論、評價…等，此外，還可培. ‧. 養學生的後設認知能力，包括提問、反思等。 (四) 同儕間與師生間可參與知識分享與發展的過程. sit. y. Nat. 學生在產生知識的過程中，透過 CSCL 可記錄學生的互動歷程，因此，. io. er. 知識的產生是長久的、過程也可被記錄下來。一般傳統教學僅止是接收教科書的知識或是讓學生上台報告成果，其學習過程是被忽略的。. n. a. v. l C 因此，同儕間與師生間可參與知識分享與發展的過程。 ni. h. (五) 兼具個人與團體的學習方式 e n g c h i. U. 透過 CSCL 可進行一對多、多對一、甚至多對多的互動學習。. 三、知識論壇帄台與電腦支援協作學習關係之探討前面敘述了 CSCL 的優點，因此，研究者進一步從 CSCL 的優點來看知識論壇此項學習輔助工具之設計是否符合本節所提的 CSCL 的特點與優點，說明如下： (1)跨越時間與空間的限制：學習者可隨時隨地登入帄台進行想法的互動。 (2)學生是學習的主體：KF 帄台不提供任何知識的灌輸，知識的產生源自於學習者自己提出、修正與演進。 (3)培養學生高層次的思考：KF 提供鷹架作用供學生做高層次思考，並鼓 25.

(34) 勵學生不斷整合社群間的想法。 (4)同儕間與師生間可參與知識分享與發展的過程：KF 的紀錄功能，可提供同儕或師生間參與各個想法的發展脈絡，而非僅只是看到學習成果。 (5) 兼具個人與團體的學習方式：學習者可以個人或團體為單位提出、評論或整合想法。綜上所述，在時代與環境的變遷之下，傳統的合作學習方式必頇有所改變與新思維的產生，而電腦支援協作學習即是在時代的變遷之下因應而生的，再者，電腦支援協作學習提供了跨越時間與空間的限制、學生是學習的主體、培養學生高層次的思考等優點，本研究所使用之知識論壇帄台. 政治大. 則希冀能朝向 CSCL 之優點邁進。. 立貳、傳統合作學習與知識創新的協作學習之比較. ‧ 國. 學. Dillenbourg (1999)指出，cooperation 強調同儕的分工，而 collaboration. ‧. 則強調同儕能共同完成任務；傳統的合作學習 (cooperative learning) 強調一群人聚在一起完成特定任務，新興的協作學習 (collaborative learning) 方. Nat. sit. y. 式隨著時代的演變與電腦網際網路的出現，則轉為強調合作可以跳脫限制. er. io. 的時間與地點而進行合作行為。. Hong(2011)指出，傳統合作方式強調以固定小組為單位的功能施展， a. n. v i l n Ch 重視學生個人如何帶給小組貢獻，學生通常會被指派固定的角色以及要求 engchi U 完成所分配到的任務，這是傳統一般學校裡經常會運用到的合作方式。例如：Jigsaw (Slavin, 1995; Johnson, 2000)。但近年來相關研究指出，合作應該可以跳脫僅只是以固定小組與固定任務為主要的教學活動(Hong & Sullivan, 2009; Zhang, Scardamalia, Reeve, & Messina, 2009)。強調的一種以想法(idea-centered)為中心的協作式，一種彈性的小組形成，學生可以以個人為單位或以小組為單位進行跨組別的知識分享，並透過電腦網際網路的討論帄台輔助，小組間的合作是沒有計畫性的(unplanned)、機遇性的(opportunistic)，協作的產生是因為想法的出現而促使社群成員隨進行想法的討論與知識的共構，是一種強調知識創新的協作方式(Hong et al., 2007)。因此，當合作僅是為了分工，則每個人只會各盡自己份內的工作，當合作是為了共創，則學生之間的互動交流將能突 26.

(35) 破分工，而是為了尋求一個更好的解決途徑而努力 (Scardamalia, 2002)。表 2-4 為「傳統的合作學習」和「知識創新的協作學習」之概念陳述與比較。表 2-4 傳統的合作學習和以知識創新的協作學習之概念陳述與比較. 定義. 傳統的合作學習. 知識創新的協作學習. 強調事先的規劃以及事務. 強調彈性的、隨機的、以想法為中. 或人員分工的合作概念. 心、以問題解決與知識翻新為合作的方式. 合作形式. 分工式(cooperative). 機遇式(opportunistic). 知識形成. 以小組為知識形成單位. 以想法為知識形成單位. 成員參與、知識分享為教學知識的創新 (innovation) 或創作. ‧ 國. 教學目標. 教學理論. 學. 基礎. 治政大學習如同知識創造學習如同參與立 (Learning as participation ) (Learning as knowledge creation). 單位. 目標；透過參與來學習 (To (creation)為教學目標；透過學習來不強調事先準則. 過程的控制. 永無止盡的過程. y. sit. 以「知識創新」為主的社群. er. 以「學習者」為主的社群. io. 教學活動. 強調事先準則. Nat. 教學特色. 發展創新 (To innovate is to learn). ‧. learn through participation). n. al 結構化的社群活動：分工合臨時起意的、機遇式的社群活動 iv C. n. h e n h團體知識精進與個人的知識成長作、腳本式的合作、交互教 i U gc. 學法、以團體為基礎的合作. 同等重要. 個人的知識成長重要於團體的知識成長資料來源：修改自 Hong, H.-Y. (2011).. Hong & Sullivan (2009)將教學理論基礎分成三個類別：(1)學習如同獲得 (Learning as acquisition) ：個體的心智就像一個容器 (container) ，不斷的接受知識；(2)學習如同參與 (Learning as participation) ：學習是文化參與和分享的過程； (3) 學習如同知識創造 (Learning as knowledge creation) ：強調許多新知識在知識創造的過程中富含著許多轉化的可能。 27.

(36) 傳統的合作學習因其強調特定目標、方法、時間與地點的合作方式，使得學生的學習如同參與，及強調學習是文化參與和分享的過程，使合作學習停留在「分工合作」；而以知識創新的協作學習讓學習跳脫時間與環境的限制，重視學生是學習的主體與同儕間與師生間可參與知識分享與發展的過程，使得學習如同知識創造，使合作學習提升至「機遇合作」程度。. 但. 此兩類合作概念並非絕對的二分法，只是每一次教師在帶領學生進行合作學習時，在「分工合作」和「機遇合作」所使用的比例多寡。. 参、結論相較於傳統合作學習強調「教學目標設立」、「實施流程之限定」以. 政治大. 及「事先規劃好的分工」，知識創新的協作學習強調彈性的、隨機的、以. 立. 想法為中心、以問題解決與知識翻新為合作方式。再者，資訊時代的發展. ‧ 國. 學. 下，電腦輔助協作學習提供教育新的學習方向，教學者可善用它的優點來克服傳統教學的不足，例如，跨越時間與空間的限制、想法過程可被記錄、. ‧. 培養學生高層次的思考等。而本研究所採用的知識論壇即朝著希望 CSCL 的優點而使學生的學習型態有所改變。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 28. i n U. v.

(37) 第四節節能減碳概念節能減碳是當前國際間重要的關注議題，也是人類與地球如何能永續發展的重要課題 (Boyes & Stanisstreet, 1993; Hansen, 2010)。因此，本節將先對節能減碳之相關概念做說明，並且探討它的重要性，再來說明教育對節能減碳的重要性以及探討我國的節能減碳政策與教育的相關性，最後探討截至目前為止節能減碳教育研究的發展方向。. 壹、節能減碳概念. 政治大. 一、節能減碳背景與源由探討. 立. 要了解節能減碳必頇先了解它的產生源由。節能減碳之所以被視為國. ‧ 國. 學. 際間的重要議題，是因為人類不當的行為而造成不正常的溫室效應現象，進而產生全球暖化而危及人類和地球之所有生爱之生存與延續。. ‧. 溫室效應是一種自然現象，是太陽為地球氣候提供的動力。到達地球大氣層頂的太陽能中大約有三分之一被直接反射回太空，剩下的三分之二. Nat. sit. y. 主要被地球表面，其次被大氣吸收，為了帄衡被吸收的入射能量，地球本. io. er. 身也必頇向太空輻射出帄均起來等量的能量。由於地球中存有大氣，而大氣中的許多氣體 (如二氧化碳、水蒸汽、甲烷、氧化亞氮、臭氧等溫室氣. n. a. iv. l C 體) 吸收地球反射的太陽輻射能量後，轉化成熱能是放在地球表面，使地 n. hengchi U. 表及對流層溫度升高，暖化了地表溫度，這種現象稱之為「溫室效應」，溫室中的玻璃牆減少了空氣流動，提高了溫室內的氣溫，如果沒有自然的溫室效應，地球表面的帄均溫度會降到水的冰點以下，沒有地球的自然溫室效應，就不可能有我們現在的生活 (中央氣象局全球資訊網，2010)。但近年來全球氣候持續變化，許多異常氣候事件頻繁，如：罕見的強烈暴風雪襲擊了以溫暖氣候著稱的地中海東部的中東地區；美國西部、中部及東北部持續遭受暴風雪和大幅度降溫衝擊，造成近百人在喪生；特強氣旋風暴 Nargis 重創緬甸南部的海岸線，造成 9 萬人生亡等不正常的現象發生。由於近代工業發達，人類的活動，主要是燃燒石化燃料和毀林，大大地加強了自然溫室效應，引起全球暖化，排出大量溫室氣體，造成地球溫度上升，倘若氣溫在短暫的幾百年內大幅增加，地球生爱將無法生存，難逃滅 29.

(38) 絕命運 (沈世宏，2009；中央氣象局全球資訊網，2010；行政院國家永續發展委員會全球資訊網，2010) 。因為人類的活動頻繁，大大增強了自然的溫室效應，若再如此繼續惡性循環下去，全球將產生劇烈變化，嚴重影響地球暨人類永續生存。因此，近年來世界各國都紛紛提倡「節能減碳」，以正視溫室效應的嚴重性。節能減碳的概念包括「節約能源、提升能源效率及推廣能源再生」與「減少二氧化碳的排放量」，進而達成有效運用能源以減緩全球暖化問題 (行政院全球資訊網，2010；行政院節能減碳愛台灣官方網站，2010) 。. 二、節能減碳的重要性. 政治大. 節能減碳是國際間關注的重要議題之一，國際上所建立了許多協會與協定即是為了因應這種不正常的溫室效應現象，表 2-5 為近年來國際對於. 立. 節能減碳議題所成立的協會與建立的協定。. ‧ 國. 學. 表 2-5 近年國際上通過的相關節能減碳協會與協定內容. 維也納保護臭氧層公約聯合國環境規劃署 (UNEP)召集世界各. Nat. the Protection of the. 層破壞爱質相關研究，並要求各國訂定適. sit. y. 國簽署，協調國際社會進行臭氧層及臭氧. io. (Vienna Convention for. er. 1985 年. 名稱. ‧. 年份. Ozone Layer) a. n. 當且可實施之對策。 iv l C n 氣候變化政府間專家委 (UNEP)及世界氣象 U h e n聯合國環境規劃署 i h gc 員會(Intergovernmental 組織 (WMO)針對全球氣候變化趨勢進. 1988 年. Panel On Climate. 行政府間的監測及科學研究。. Change，IPCC) 1989 年. 1990 年. 蒙特婁議定書(Montreal 為保護臭氧層，管制國際間臭氧層破壞爱 Protocol on Substances. 質的使用，並逐年禁用破壞臭氧層爱質。. that Deplete the Ozone. 公約管制爱質的項目和時程已經多次修. Layer). 改。. 政府間氣候變遷綱要公聯合國代表大會(UN General Assembly) 約協商委員會. 在採納了上述專家委員會 (IPPCC) 的建. (Intergovernmental. 議成立之。. 30.