「動手做」的學習意涵分析

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「動手做」的學習意涵分析—杜威的經驗學習觀點

朱耀明國立高雄師範大學工業科技教育學系教授 壹、背景 「動手做」(hands-on)被廣泛的運在各種不同的學習場域，尤其在「生活科技」課程中，更是主要的學習方式與策略。從 1919 年以前的「手工」課程到 1962 年的「工藝」課程，雖然課程內容重點不同，但是學習的方式大多是需要動手操作的活動，並強調具體的「作品」。1995 年後「生活科技」課程，則漸漸強調科技社會中所需要的科技素養，以「解決問題」為主要的學習的策略。教師也大多採用動手製作成品來傳遞「解決問題」的科技素養。目前的高中生活科技課程的學習同樣強調「實作」的重要性。根據高級中學 95 年生活科技課程綱要的課程安排中，50%的上課時數為「設計與製作」。98 生活科技課程綱要，強調「培養學生應用科技、解決問題的能力…透過實踐活動學習，提升學生的學習興趣，以利彰顯特質」(教育部, 2009)。其修訂 95 課程綱要的重點之一是強調「動手做」的能力而，進階課程各領域對解決與實做的時數比例為 1：2」(教育部, 2009)。此代表著生活科技的學習需要學生親自透過動手的方式，設計或製作出具體的產出。不論是「手工」、「工藝」、和「生活科技」課程，「動手做」成為生活科技課程的最重要活動，也是主要的學習策略，也都期望在課程教學中，學生透過動手做出不同主題的「具體」產出。在這樣的課程特徵與習性下，形塑出『生活科技就是「動手做」』的連結與印象。因此，以「動手做」為主要教學策略的「生活科技」課程，教學者應了解「動手做」的「學習」意涵或機制，以助釐清「動

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手做」的功能與角色，以協助教師發展教學活動時，能有效運用「動手做」的教學策略，提升學習成效。

檢視以「動手做」為主題的文獻，發現「動手做」對學習動機(Goodman, Freeburg, Rasmussen, & Di, 2006)、學習成效(Hearns, Miller, & Nelson, 2010; 張玉山 & 范斯淳, 2010; 黃雅雯, 2010)、創造力(李賢哲, 2001; 林智皓, 2007; 蕭顯勝, 洪琬諦, & 伍建學, 2009)、認知理解(Gerstner & Bogner, 2010)、問題解決等(鄭禛信, 2006)都有正面顯著的影響，甚至對於自主學習能力與學習障礙的學生也有幫助(Rother, Rother, Pleus, & Belzen, 2010)。但文中獻中對「動手做」的「操作內涵」或「操作過程」的描述不多，對論述以「動手做」的活動是如何促進「學習」的效果如動機、創造力、理解等更少。似乎只要有「動手做」的活動就會在很多面向上有顯著的成效。這樣的結果並無法釐清「動手做」歷程中的所產生的學習機制。對教師設計「動手做」的教學活動時，因缺乏對其作用機制的了解，導致活動無法產生預期的學習效果。這樣的現象也出現在博物館動手操作展示設計中。博物館的展示設計經常運用「操作」或「動手做」的教學策略，以促進展示的學習效果。但其使用的名詞很多元，包括「動手做」、「互動式」、「操作式」、「參與式」等名詞。以「動手做」為基礎的展示設計對觀眾所產生的學習影響，因語詞混用，操作的內容缺乏描述，對其展示採用「動手做」的學習成效也混用討論，致未能釐清其背後學習的緣由(張崇山, 2009)。針對採取「動手做」的展示設計葉蓉樺(2006)從展板文字的與「動手做」的比對研究中發現，許多展板文字的描述未能支持或協助展示操作的學習。他建議博物館展示品的操作應與展品的說明文字的相互對照與獲得一致性，並透過文字敘述引發觀眾操作及觀察的焦點。他的建議指出觀眾動手操作展品所啟動的現象或反應，需要能與解說標示文本進行聯結。他強調展示的操作意義與價值是讓引起操作的動機，觀察現象，並與觀眾的既有知識產生連結(葉蓉樺, 2008)。他的研究指出了動手操作必須與學習連結。透過動手做引起觀察、反應、與既有知識的連結。若未能引起學習者的學習反應，那動手操作則變得沒有意義。

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動手做的英文 Hands-on 一詞通常指實際操作工具或設施的體驗(involving practical experience of equipment)。而講到「動手做」大多會與杜威(Johh Dewey) 的做中學(learning by doing)產生連結。杜威非常強調「經驗」的重要，建議採取「做中學」的學習策略主要是讓學習者與生活環境產生互動達到學習的目的。但光是「做」是否就能夠達到學習的成效呢？研究者根據學生「氣墊船」動手製作活動的學習記錄中呈現杜威的學習觀點。因此，本文期望能夠從杜威與「動手做」的相關論述中輔以具體的動手做範例詮釋，期望有助於教學者設計動手做教學活動時的依據與參考。 貳、「動手做」的學習意涵與準則 為詮釋「動手做」的意涵，本文以氣墊船的製作為範例作為詮釋杜威動手做的教育意涵。氣墊船的製作活動可分為兩個階段，第一個階段是氣墊船仿作(圖 1)；第二階段是氣墊船的創作(圖 2)。仿作階段主要讓參與者能夠習得影響氣墊船關鍵知識，並提供參與者一個成功的經驗，建立學習的興趣與信心；第二個階段則是讓參與者運用第一階段所獲得的關鍵知識，並融入自己的創意進行創作。創作的過程中，參與者會對氣墊船的關鍵知識有更深入的了解，同時也是面對問題、解決問題的歷程，更是一個自我滿足的實踐歷程。圖 1 仿作的氣墊船外觀與背面

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圖 2 學生在氣室裙襬、動力風扇、外觀的設計(張翠清、蘇曼麗作品) 氣墊船的動手操作會使用到的材料包括保麗龍、保麗龍膠、電線；使用的零件包括不同規格之馬達、不同規格之 AA 電池與電池座、不同規格之風扇扇葉；使用的工具包括尖嘴鉗、美工刀、尺、剪刀、切割墊、電子磅秤等。因為有不同規格的馬達、電池與扇葉等，學生可以有機會選用不同的零件，但不同零件其效果也會不同。氣墊船動手操作活動中充滿許多的關鍵知識，零件的選用可讓操作者可以察覺到部分關鍵因素的影響，而操作者也可以在操作中察覺這些知識。關鍵知識亦可從他人成功的技術與經驗中習得，但不見得會順利成功，因為關鍵因素間彼此互相關連與影響，需找出之間的關連，氣墊船才會成功順利。氣墊船的動手操作中，提供操作者許多觀察與思考的機會。根據杜威的學習觀點與實際觀察學生氣墊船動手做的學習記錄加以分析後，發現「動手做」的學習意涵與準則可包括五點，分別為經驗取得、經驗連續與統整、內在需求與外在環境的互動、問題解決與邏輯思考的練習、與學習動力的提供等，茲說明如后。一、意涵一：「經驗」的取得—初級與次級經驗 「經驗」的取得是杜威的教育哲學中很重要的一個過程。杜威認為「經驗是所有生物在存活的過程和環境不斷的交互作用中自然產生」(Dewey, 1934, p.36)。所以經驗是生活的必要條件，也是適應與調適環境的基礎。杜威強調「做 (doing)」的策略來學習，主要是透過操作過程中獲取「經驗」，因為杜威認為「經

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驗」是所有教育的基礎。他指出「所有的教育都由經驗中產生」 (Dewey, 1938, p.25)。杜威(1934)認為當人類環境的互動過程中，運用視覺、聽覺、觸覺等感官所捕捉到的事物，都是經驗內容的材料。因此「動手做」的活動，最直接的意涵就是透過感官器官感受操作過程中與環境事物的直觀經驗。「動手做」就是經驗取得的直接來源。透過多元感官的功能，接收感官器官所接收的各種資訊，以利大腦進行資訊的統整，或作為提供綜合判斷的基礎。與一般講授式的上課方式相較，動手操作可以讓學習者透過觸覺感受「重量」「材質」、「溫度」、「力」等各種直接感受。這些多樣的感觀經驗，綜合起來對於實體或環境的了解會更加深入，如同成語「如人飲水冷暖自知」親身體厭驗的意義。因此，動手操作的過程，可以讓學習者對工具的運用控制、材料的氣味或硬度、加工的程序或技巧等的綜合經驗的累積。學生模仿製作氣墊船的操作過程中會有什麼樣的經驗呢？具體的經驗包括保麗龍的切割與膠黏結合、馬達與電池線路連接與固定、馬達、電池與扇葉的選擇與結合等。此過程中，學生獲得許多的初級經驗(primary experience)。也就是整體的經驗內容，尚未經系統化的省思分析，為操作者直接感受、經歷、欣賞、享受或忍受操作事物的存在與經歷的現象和事物等(Dewey, 1929)。杜威指出經驗的另一種方式是次級經驗(secondary experience)又稱為省思性經驗或純化經驗(reflective or refined experience)。乃學習者運用理性分析，將主初始狀態的經驗予以分析歸類，形成抽象的概念和理論，此經過省思精鍊的經驗內容。例如，操作者在同一氣墊船的裝置下，裝上三顆 AA 碳鋅電池比裝上二顆 AA 碳鋅電池的移動速度快；或者在同一氣墊船的裝置下，裝上二顆 AA 鹼性電池比裝上二顆 AA 碳鋅電池的移動速度快。於是操作者從原來的眾多經驗中，歸納形成「4.5 伏特電壓的電池效果優於 3 伏特電壓的電池」與「鹼性電池的效果優於碳鋅電池」的概念。

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二、意涵二：經驗間的連接與統整—連續性 杜威指出「所有的經驗並非都有教育價值，有些經驗甚至會阻礙或扭曲後續經驗的成長」(Dewey, 1938, p.25)。若每次的經驗缺乏新的刺激，只是一些動作的反複，恐會對類似的事件產生麻木或者輕忽的態度，失去可塑性與原創力 (Dewey, 1959)。此代表動手做取得的經驗也有其標準。杜威認為經驗之間的相互連結才是學習的重點。他提出經驗的規準(criteria)之一為繼續性(continuity 繼續性主要強調經驗間的連接與統整。每一新的經驗都植基於過去的經驗，並對未來的新經驗產生影響與改變(Dewey, 1938, p.33)。所以，經驗的價值就視它導向或產生的結果而定，也就是現有的經驗是否能夠對後續的經驗加廣與加深。根據學生製作氣墊船的紀錄，操作者從經驗中歸納出的次級經驗如「鹼性電池的效果優於碳鋅電池」的概念時，操作者就會使用鹼性電池當作馬達的動力來源以尋求最佳的電池效果，然後尋求提升氣墊船功能的其他影響因素。例如調整馬達功率、螺旋槳大小或者氣室大小等。在尋求各種影響因素與改變製作的調適過程中，操作者有了豐富了經驗，進而產生了更廣與更深入的初級經驗與次級經驗，並未後續產生影響。所以，對教師而言，動手做的學習活動在於提供學生取得初級與次級的經驗，逐步累積而達到期待的學習目標。學生在製作氣墊船時需要讓氣墊船在地面上形成一個氣室，以具有飄浮的功能。學生朝著此目標，透過不斷的操作過程中，建立自己的經驗，並從經驗的累積過程中，創新豐富新的經驗。 三、意涵三：內在需求與外在環境的互動歷程—互動性 杜威認為經驗的另一個準則是互動性(interaction)。他認為經驗是人與環境互動的產品。(Dewey, 1938, p43-44)。人與環境的互動讓經驗產生變化與發展，互動的結果影響經驗的品質。而經驗涉及個體的內在需求與外在環境條件間的適應 (accommodation)與調適(adjustment)，這樣的調適過程就是互動。個體在外在條件的規範下，考量內在需求與既有的知識經驗能力條件下，不斷思維、尋求解決問題，產生新的經驗。

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製作氣墊船時，外在的環境(如製作氣墊船的材料、工具、零件等)與操作者內在需求(如操作著本身原有的經驗知識、材料工具的操作能力、對氣墊船的期待等)的改變，操作者製作出來的氣墊船其外觀、機能、結構就會不同。也就是當材料零件不同或者個體的既有經驗知識或期待不同時，則會產生不同的經驗。當要製作一個快速的氣墊船(內在需求)，需要強力的馬達與動力(外在環境)，而強力的動力需要串聯較多的電池而增加氣墊船的重量影響漂浮的效果(調適)。取捨策略的選用考驗著操作者既有的知識與能力(內在需求)與外在條件的規範。針對不同的條件，採用不同的策略製作氣墊船，此即為互動的歷程，也是產生新經驗與累積豐富經驗的過程。 四、意涵四：問題的分析與判斷—邏輯思考的訓練與反思 當外在環境無法滿足內在需求時問題隨即產生。如何解決問題，則需對問題剖析釐清，根據既有的知識經驗或者尋求各種可行的方案，並針對各種方案，衡量考量各種因素，以找出最佳的解決方案。問題的解決過程需要比較、分析、創新、評量、判斷等，這些歷程都是邏輯思考的練習，也是對既有知識的挑戰。並執行問題解決的策略，比對是否問題得以解決，若問題解決，則產生新的成功經驗，若問題未能解決，則重新分析問題找出解決方案，直到問題的解決。因此，杜威提倡「做中學」的教學方法，主要就是藉由工作或活動提供學生探索與反省思考的機會(Dewey, 1977)。例如操作者發現裝置好的氣墊船根本浮不起來，因此就會試著去找出問題的根源。利用觀察的方式、比對氣墊船的動作情形、或者碰觸推動氣墊船時，察覺氣墊船吸附在地面上。操作者察覺此情形時，他可能比對他人的氣墊船，發現馬達空氣流動的方向與他人相反。操作者若了解直流馬達電池極性與轉動方向的關係，則可改變馬達接線的方式，以改變馬達轉動方向，解決氣墊船吸附地面的問題。若無此知識經驗的操作者，則因為詢問他人或觀察他人的氣墊船作品後，才知道改進馬達與電池電極的方向，以改變馬達的轉動方向。於是，他從此問題

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概念。因此，每一個操作過程中的問題，就是促進反思的歷程與新的概念經驗的產生。比對、找問題就是一種不斷驗證既有知識的過程也是建立新的概念經驗的歷程！ 五、意涵五：明確的動手做目的—學習的動力 通常「動手做」都有一個具體或明確的目的，以氣墊船的製作而言，製作一個能夠在地面形成氣膜，具有低摩擦力並能浮起的載具。而衝動(impulse)就是本能的活動，是生命的原動力，隨著環境交互作用的方式而有各種的行為傾向 (Dewey, 1983)。因此，經驗的學習就是滿足人類本能衝動所形成的各種行動或構想，而構想(idea)提供了滿足衝動的方向，有就產生了行動的目的(purpose)。為了達成構想，操作者必須透過觀察、而產生具體的經驗概念知識(初級或次級經驗)。這些新的經驗知識提供了新舊經驗的對比與反思，而有新的決斷 (judgment)，問題判斷與解決提供了再次的構想，或者針對目的繼續往前推進，再次觀察、分析、產生知識、決斷的再度循環，直到達成目的。這些循環的結果就是學習(Dewey, 1938)。科布爾(Kolb, 1984)根據杜威對衝動、觀察、知識、決斷的文字詮釋，以圖形的方式詮釋了杜威的經驗學習模式，如圖 3 所示。圖 3 杜威的經驗學習模式

資料來源：Experiential Learning: Experience as the Source of Learning and Development(p.23),1984, NJ: Englewood Cliffs: Prentice-Hall, Inc.

知識知識 2 知識 3 衝動 1 決斷觀察衝動 2 決斷 2 觀察 2 衝動 3 決斷 3 觀察 3 目的

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參、動手做活動的反思 動手做並非學習的萬靈丹，若沒有妥善的規劃與思考也可能會造成學習的反效果。縱然教師提供了相同的外在環境，但由於操作者的內在需求不同，每一位操作者獲得的經驗也不盡相同，有可能重要的經驗知識，未能在每一個操作者的操作經驗中產生。因此，動手做活動後，教師必須適當的提醒重要的概念，或者提供機會讓操作者重新檢視或動手操作體驗。以氣墊船的製作為例，在第一階段學生仿製教師所提供氣墊船樣本的過程中，部分學生很幸運的運用了適當的零件如充電電池、高功率的馬達、高速的扇葉，因此製作完成後，氣墊船即能很順利的運作。因此有些重要的經驗知識，未能因問題的產生而有所觀察與反思，並解決問題以獲取關鍵的經驗知識。因此，在仿製階段完後，則運用學生的內在需求—具有個人特色的氣墊船，要求學生自行修改與設計自我的氣墊船，此時，學生可以將第一階段的經驗知識加以運用在第二階段的設計與動手做的活動中，以符合杜威的經驗學習模式。在第二階段學生的動手做過程中，因為學生的創新設計，通常都會改變了氣墊船各關鍵因素間的平衡關係。因此，學生會面臨新的問題或者出現第一階段未發現的的問題。這樣的活動設計讓學生有機會檢視自己的舊經驗外，並體驗新的問題，讓經驗得以擴充。因此，安排學生「動手做」活動時，教師必須了解活動過程中學生可能面臨的問題，導引學生去發現問題、或者引發學生觀察、思考與判斷等高層的思考行為，讓學生獲得更多經驗學習的機會。 肆、結語 「動手做」的五個意涵：經驗取得、經驗的連續與統整、內在需求與外在環境的互動、問題解決與邏輯思考的練習、與學習動力的提供，可提供教師設計「動手做」教學活動時，用來檢視活動的內容與方式。將動手做的五個意涵改以五個問題來反思學生「動手做」是否具備有學習的意義。這五個問題如下：

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2. 這些的經驗是否能夠累積並激發出新的經驗？ 3. 操作的結果是否能讓操作者的內在需求與外在活動有所互動與反思？ 4. 操作的過程是否能夠引發學生的質疑，並透過觀察、思考、綜合判斷、以解決問題？ 5. 整個的動手活動是否能引起操作者願意不斷的嘗試與努力？經驗不是被動的灌輸而來，亦不是憑空產生的。杜威的做中學(learning by doing)是直接體驗的活動形式，它既是經驗產生的條件也是學習者經驗的成長。雖然「做」是學生親自並且主動去做，但是教師必須先瞭解學生的需求和個別差異，並善用教學方法、教具，方能引起學生興趣，將知識與生活建立連結。如果在教學上只是一味的讓學生動手做，卻引不起學生的觀察、思考、質疑、反思、判斷等行為則不具備學習的意義。「動手做」是創造真實的學習經驗，有別於一般的講課活動。動手做的內容若與生活相結合，則學生習得的經驗則更能應用在日常生活中。生活科技課程的目標是期望讓學生習得科技社會應有的科技素養，以便能存活在科技社會之中，所以課程以生活中的科技為教學的內涵。生活科技課程的教學採取「動手做」的策略，則「動手做」所習得的經驗應考量生活關連性，因為教育應該與學生的生活經驗相結合，不能自外於社會而獨存。而科技社會的生活中與充滿了各種刺激，也會面臨許多問題，經常面臨衝突，也是人們不斷順應與調適外在環境的歷程，也是一種經驗學習。生活科技適當的採用「動手做」策略也呼應了杜威的「教育即是生活」(education as life )與「生活即教育」(life as education)的哲理。

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