線上探究活動對國中生社會性科學議題學習成效之影響

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(1)國立臺中教育大學科學應用與推廣學系科學教育碩士學位碩士論文. 指導教授：吳穎沺博士. 線上探究活動對國中生社會性科學議題學習成效之影響 The effects of online inquiry activities on junior high school students’ learning outcomes regarding a socio-scientific issue. 研究生：王槐子撰. 中華民國一○二年七月.

(2) 謝. 誌. 研究所讀了四年，終於完成論文了。能夠鼓起勇氣繼續進修讀書，除了感謝家人的支持與鼓勵之外，更要感謝的是求學時師長的諄諄教導。尤其是，指導教授吳穎沺博士，我每次有問題搞不清楚時，他可以讓我有勇氣去問問題，並且，一一地耐心指引，用方法點到我通，使得學習更加充實而有趣，並刺激我學習理性邏輯思考，真的很感謝老師。同時，也要感謝兩位論文口試老師李松濤教授和邱國力教授，為我的論文提供許多專業的指導與見解，讓我的論文研究內容能更有深度和更臻完善。也要感謝兩位系主任許良榮老師和張嘉麟老師，幫忙有關選修課和退選課的處理，以及我遇到困難時給我解惑和建議。感謝洪約華老師和林麗雲老師的太極拳與亞歷山大技巧課程，見識到嚴謹認真的教學並且讓我身體和心靈上收獲良多、感謝賴苑玲老師對旁聽生的一視同仁以及指導寫作建議和協助。更要感謝的是同班同學佩潔，不論是考教甄或是最後的論文口試，這一路上都能適時地出手鼎力相助，我皆銘記在心，感謝榮俊、懿歆和曉旻超級戰友的幫忙讓我體驗到所謂的革命情感，還有謝謝吳老師的研究團隊夥伴學長姐們：朝升、穎慧、依珮、玉萍、世銘和銘傳等，有你們在前面開路，藉由你們的研究成果我們才能一步一步的向前走。也要感謝北勢國中杜進成校長的支持，芳如主任和姿媛主任的幫忙調課和代課，我才能參與指導教授的 meeting，進行論文的研討與進度。感謝童軍夥伴蔡明斌主任在論文口試前的叮嚀與提醒。學妹家美和怡琪的主動幫忙，讓我非常的感動和感謝！特別感謝我最親愛的家人，感謝媽媽、Huaidi-蒂、玉煌、陸川風-智、玉珍、冬冬-仁、郁君，感謝可愛的寶貝們，俊霖、彥霖、岍岍、峪峪、岫岫、恩恩以及關心我何時才能畢業的親朋好友。經過不斷地學習成長，回首時，以感恩的心，感謝生命中遇到的貴人和師長；更珍惜的是，我們家人多年來一直都能互相協助支援，化解危機，分享喜悅，彼此關懷。讓自己體會到愛心，耐心，包容心和一顆永不放棄的心，對一個沒有信心的人來說，是可以讓他不退縮，勇敢向前走的推進器！更反思期許自己也能夠可以作別人生命中的貴人。感謝父親沒有因為生活家計要我放棄升學，因緣際會來讀研究所，對我來說這是為我生命打開另一片天空，也默默期許不讓父親失望。今年暑假 7 月父親的祭日，我總算可以跟爸爸說，您的傻娃兒研究所畢業了，但是，我真正想說的是，爸爸，我好想你！王槐子謹誌 2013.07.

(3) 摘要本研究主要探討不同的線上探究活動對於七年級學生在社會性科學議題的學習成效之影響，本研究所使用之社會性科學議題為探討是否應該興建核能發電廠，本研究採準實驗研究法中之不等組前後測設計，實驗處理為兩種不同之線上探究活動（有無鷹架學習單），實驗處理時間為六節課，而學生學習成效則包括學生之線上探究成果與其對於核能發電之非制式推理能力，兩組學生在實驗實施前先進行非制式推理能力前測，接實施線上探究教學並以核能發電社會性科學議題為搜尋主題；實驗組藉由「線上探究鷹架學習單」進行網路資訊搜尋，控制組則進行「傳統線上探究學習」（無鷹架學習單），經實驗處理後一週再進行後測。研究結果發現：(一)實驗組學生在核能發電整理報告中的「正確性」、「豐富性」及「整合性」三個向度皆優於控制組，且達顯著差異（p<0.05）；(二) 實驗組學生在非制式推理思考能力中的支持論點以及論點總數皆有顯著提升（p<0.05），實驗組的支持論點以及論點總數顯著高於控制組（p<0.05）。根據研究結果，本研究設計之「鷹架學習單」可做為中小學科技教師編製教材設計活動的參考，以培養台灣中小學生的線上探究技能和非制式推理思考的能力。. 關鍵詞：社會性科學議題、非制式推理、線上探究、鷹架. I.

(4) Abstract The purpose of this study was to explore the effectiveness of using scaffolding worksheet in on-line inquiry activities on promoting 7th graders’ searching outcomes on a social-scientific issue and their informal reasoning on this issue. A quasi-experimental research design with nonequivalent pretest-posttest was used in this study. In this study, an introduction on online inquiry was introduced to both the two groups of students first, and then they were asked to search relevant information regarding nuclear power usage within 6 classes (about 300 minutes). The students in experimental group were provided with scaffolding worksheet, while those in control group were asked to search freely. An open-end questionnaire was used in pre-test and post-test to assess the students’ informal reasoning outcomes. The major findings of this study were: (1) the experimental group shows significant better performances in the correctness, rich and integration of three dimensions on their searching outcomes (p<0.05); (2) the experimental group shows significantly improvement in their supportive argument construction and the total amount of arguments (p<0.05). Several suggestions on the revision of the scaffolding worksheet, implementation of SSI-based learning activities, and directions for future research were discussed in this study.. Keywords: Socio-scientific issue, Informal reasoning, Online inquiry, Scaffolding. II.

(5) 目次摘要................................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................................... II 目次.............................................................................................................................. III 表目次........................................................................................................................... V 圖目次..........................................................................................................................VI 第一章緒論.................................................................................................................. 1 第一節. 研究背景................................................................................................ 1. 第二節. 研究動機與目的.................................................................................... 3. 第三節. 研究問題................................................................................................ 4. 第四節. 名詞解釋................................................................................................ 5. 第五節. 研究範圍與限制.................................................................................... 7. 第二章文獻探討.......................................................................................................... 8 第一節. 社會性科學議題與非制式推理............................................................ 8. 第二節. 線上探究與鷹架教學.......................................................................... 13. 第三章研究方法........................................................................................................ 28 第一節. 研究對象.............................................................................................. 28. 第二節. 研究設計.............................................................................................. 29. 第三節. 研究流程.............................................................................................. 35. 第四節. 研究工具.............................................................................................. 36. 第五節. 資料搜集與分析.................................................................................. 37. 第四章研究結果與討論............................................................................................ 41 第一節. 學生在線上探究 SSI 搜尋成果之分析 .............................................. 41. 第二節. 兩種不同教學法對學生 SSI 非制式推理思考之分析 ...................... 44. 第三節. 兩種不同教學法對學生 SSI 非制式推理思考之比較分析 .............. 47. III.

(6) 第五章結論與建議.................................................................................................... 50 第一節. 結論...................................................................................................... 50. 第二節. 建議...................................................................................................... 51. 參考文獻...................................................................................................................... 53 中文部分：.......................................................................................................... 53 英文部分：.......................................................................................................... 53 附錄.............................................................................................................................. 58 附錄 A「核能發電」議題非制式推理思考開放性問卷 ................................. 58 附錄 B「核能發電」--線上探究鷹架學習單 .................................................. 59 附錄 C「核能發電」--學習單 .......................................................................... 67 附錄 D「核能發電」--線上探究鷹架學習單(修改版) ................................... 68. IV.

(7) 表目次表 2-2-1 專家學者對於線上探究定義的相關看法見解 ....................................... 14 表 2-2-2 線上探究歷程之困難與可行鷹架教學策略提示 ................................... 23 表 3-1-1 實驗組與控制組人數統計表 ................................................................... 28 表 3-2-1 實驗設計 ................................................................................................... 29 表 3-2-2「上網我最行」教學活動設計 ................................................................ 32 表 3-2-3 線上探究課程時間和計畫表 ................................................................... 34 表 3-5-1 問卷資料編碼表 ....................................................................................... 37 表 3-5-2 學生「核能發電」議題報告等級評估指標 ........................................... 39 表 4-1-1 兩組學生 SSI 搜尋成果之分析比較（n =67） ...................................... 41 表 4-1-2 實驗組與對照組「核能發電」議題敘述統計表 ................................... 43 表 4-2-1 學生非制式推理思考之前測與後測描述性統計表 ............................... 44 表 4-2-2 實驗組差異性分析成對樣本 t 檢定 (n=29) .......................................... 45 表 4-2-3 控制組差異性分析成對樣本 t 檢定 (n=38) .......................................... 45 表 4-3-1 兩組學生非制式推理思考學習成效之分析比較（n =67）.................. 47 表 4-3-2 兩組學生非制式推理思考後測學習成效單因子共變數分析 ............... 48. V.

(8) 圖目次圖 2-2-1 線上探究活動流程圖 ............................................................................. 26 圖 3-2-1 研究架構圖 ............................................................................................. 30 圖 3-2-2 研究概念圖 ............................................................................................. 31 圖 3-3-1 研究流程圖 ............................................................................................. 35. VI.

(9) 第一章緒論本章共分為五節，主要針對本研究之研究背景、研究動機與目的、研究問題、研究範圍與限制加以說明，並對本研究中所提及之重要名詞予以解釋。. 第一節研究背景科技巨輪隨著時代的演進日新月異中，科學教育的目標亦隨著科技的發展而日益多元 (Cajas, 2001)。例如，在過去的幾十年中，一些和科學概念或技術有相關聯的社會困境兩難的議題，如全球暖化和工業、經濟發展要如何來取捨？基改食品的使用對人體健康會有何影響？……等，這些議題通常稱為社會性科學議題 (Sadler, 2004)。社會性科學議題（socio-scientific issue），簡稱為SSI，指的是因科技發達且其發展常常與人們的日常生活密切相關，並有不同向度因素的介入，影響到整個社會的科學議題，當不同立場、價值與信仰產生衝突時，往往同時具有正、負面的效應，牽涉到社會各個層面，考慮到科技應用以及學習者的價值判斷，沒有標準的答案，人們對於應用與否的取捨就呈現出兩難的局面，因而難以形成解決問題的共識（Driver, Leach, Millar, & Scott, 1996）。現今，作為民主社會的公民，學習者有越來越多的機會遇到各種社會性科學議題，對於此類議題的了解程度將與此類議題的未來發展有息息相關，因此，提高學生處理這些難題的能力，一直被視為現代科學教育的另一個重要目標(Kolsto, 2001; Sadler, 2004) 。人類在面對21世紀科技資訊的時代，透過網路可以串連全世界，我們的社會轉變為資訊社會(Brand-Gruwel, Wopereis & Vermetten, 2005) 。資訊通訊技術的迅速發展以及網路資訊迅速成長，資訊科技的多元已在網路上呈現，也確實造成對教育環境相當大的衝擊 (Jonassen et al., 1999; Knezek & Christensen, 2002)。在過去十年中，使用電腦和網際網路的 K-12 學校已迅速增長；使用網路線上探究作為探討科學資訊資源，近年來在中小學也越來越普遍(Zhang & Quintana, 2012)。資訊科技融入教育已被視為教育的改革和創新的重要議題 (American. 1.

(10) Association for the Advancement of Science, 1989, 1993;Jonassen et al., 1999)。在科學教育中，許多教育工作者也已認同資訊科技融入科學學習方法和教學的趨勢 (Linn, 2003; Mistler-Jackson & Songer, 2000; Roth, 2001)。研究發現，學生使用網際網路是一個主要學習知識和資訊的來源，他們在網際網路搜索資訊來增進知識，完成一些學習任務(Jean-Francois, 2003; Kuechler, 1999; McDowell, 2002)。當學生遇到社會性科學議題，他們可能會使用在網際網路上的相關資訊，作為幫助他們對這個議題作出推理和個人決定的工具。例如學生遇到一個社會性科學議題「該不該蓋核能發電廠」的問題，學生會想上網去尋找相關的資料、答案，最後形成他個人的認識和見解，這樣的過程通常會被視為線上探究的歷程；但是，要如何辨識、分析、判斷所搜索到的大量資料，則是教學者要去協助和引導，如何幫助他們做這樣的學習事實上是值得關注的。研究指出，學生在面對要處理社會性科學議題非制式推理思考的能力是不夠的(Kolsto; 2001; Sadler, 2004)，線上探究可能是一個值得我們探討的學習方法。推理往往指的是邏輯和數學規則的正式推理的特點，傳統上，學習者的推理能力一直被視為是審查其科學學習的重要觀點(Eylon & Linn, 1988)。然而，當學習者嘗試處理社會性科學議題時，他們往往必須要推理和作出個人的決定，學習者在社會性科學議題所做的推理是非制式推理的過程，是不同於制式推理的一種推理形式(Sadler, 2004; Sadler & Zeidler, 2005)。然而，卻沒有相關研究探討線上探究如何幫助學生在社會性科學議題的學習，以及如何增加非制式推理思考的能力；也没有特別去研究網路資訊科技，如何幫助學生在網路搜尋社會性科學有關的議題，如何用網路去促進學生對這個議題的了解，甚至如何幫助他們去解決社會性科學議題。然而，學生要解決這些問題則會牽涉到他非制式推理思考的能力，因此，線上探究如何用來促進提高學生處理社會性科學議題非制式推理思考的能力，仍然是個急待科學教育研究人員解決的議題，這個議題是需要探討的。. 2.

(11) 第二節研究動機與目的如第一節點出了過去研究發現學生在處理社會性科學議題非制式推理思考的能力是不足的(Kolsto, 2001; Sadler, 2004) ，怎樣去促進學生社會性科學議題解決的能力，線上探究是否可以有效促進學生處理社會性科學議題非制式推理思考的能力，這是一個值得我們探討的問題，此為本研究之研究動機一。雖然，網路資源提供寶貴的學習機會，輕鬆且容易獲取，但是，並不能保證學習效果，研究發現，中學生使用網際網路傾向於表面膚淺的方法(Zhang & Quintana, 2012) ，並且，學生往往缺乏有效地使用網際網路作為他們在科學探究或線上探究資訊的技能(Hill & Hannafin, 1997; Hoffman et al., 2003; Wallace et al., 2000)。Kuiper、Volman 與 Terwel（2005）研究建議網際網路資訊的使用納入到課程內容中，如何慎選資訊、慎用資訊，必須把重點放在學習環境的設計。由於國中生比高中生和大學生缺乏在線上探究的認知和後設認知技能，所以需要鷹架的支持。因此如何設計提供有效鷹架支持學生在線上搜索，並去了解這些鷹架能不能幫助學生去建構非制式推理思考的學習成效，此為本研究之研究動機二。因此，基於上述動機，本研究目的是為了瞭解七年級的學生以線上探究科學學習，並且透過研究者所提供設計的提示詞引導式的學習單和教師引導的鷹架來進行線上探究搜索教學活動，並藉由問卷調查方法，蒐集、分析是否能夠有效地幫助學生網路資訊搜尋的搜索成果；而這些搜索成果是否能夠進一步的促進學生在社會性科學議題上面的一個學習成效；以及探討學生透過提供學習單提示詞和教師引導的鷹架，線上探究搜尋的成果是否會增進；它有没有辦法去幫助學生提升上網搜尋的品質，是否會促進他的社會性科學議題非制式推理思考的能力；相對於傳統的線上探究教學，推理成果是否會增進，有没有幫助學生做決定。研究結果可做為中小學科技教師，編製教材，設計活動的依據，以培養台灣中小學生的非制式推理思考的能力。. 3.

(12) 第三節研究問題基於上述的研究動機與目的，並從問卷調查的資料蒐集、分析、統計與歸納中，回答以下問題：. 一、使用線上探究鷹架學習單的學生，在社會性科學議題的搜索成果，是否有顯著優於一般傳統線上探究的學生？二、兩組學生在經過線上探究活動後，其對於社會性科學議題的非制式推理思考是否有顯著差異？. 4.

(13) 第四節名詞解釋為了避免本研究中使用的詞彙及意義上產生混淆，將本研究涉及使用之名詞，加以解釋說明，協助讀者瞭解其中意義：一、社會性科學議題（socio-scientific issue）：本研究所指的社會性科學議題（socio-scientific issue），簡稱為 SSI，根據 Sadler (2004)的說法，這些從當代科學或技術的發展與應用所引起與社會倫理道德觀念，和社會發展緊密相關的各種角度爭議性質的社會問題，包括道德、政治、能源、環保、社會、經濟等議題，例如，基因工程、全球暖化都是與社會概念或科學技術關聯的議題；當社會大眾不同立場、價值觀與信仰產生衝突時，沒有標準的答案，導致難以達成共識的問題，被稱為社會性科學議題。本研究所進行之社會性科學議題的內容是以「核能發電」議題為主題的相關事例。二、非制式推理 (informal reasoning)：當遇到的是開放性的、缺乏明確解決方案的複雜問題時，所用到的推理思考被稱為是非制式推理(Sadler, 2004)；本研究非制式推理思考包含支持論點(supportive argument)、反對論點(counter argument)及反駁論點(rebuttal construction)三個部份。三、線上探究(online inquiry)：. 本研究根據 Quintana、Zhang 與 Krajcik（2005）定義線上探究是一個多面向的活動，學生可以： 1.. 提問研究主題的相關問題、. 2.. 在線上搜尋資訊資源、. 3.. 閱讀並把問題和線上資訊作連結等過程、. 4.. 評估和分析所有資訊等。. 因此，本研究整理以「確定目的任務」、「搜索網頁資訊」、「閱讀評估資訊」 5.

(14) 以及「統整利用資訊」等四個為線上探究活動歷程。四、鷹架(scaffolding)：鷹架不等同於協助，而是適時的提供暫時性的支持，讓學生能完成原本所無法獨立完成的任務或目標，降低學生在學習過程中的困難度（Vygotsky, 1978）。本研究以線上探究學習單提示和教師指導作為鷹架。五、搜尋成果(searching outcome)：本研究設定之線上探究搜尋任務，係以「核能發電」議題為範圍，而學生分別在線上探究搜尋前測與搜尋後測階段，填寫「核能發電」非制式推理思考開放性問卷，並依據線上探究搜尋到的資訊整理製作成 word 檔報告，即為學生的搜尋成果。. 6.

(15) 第五節研究範圍與限制受限於研究時間及人力等因素，本研究採便利取樣，僅能以台中市所處位置屬於海區某所國中七年級四個班的學生為研究對象，並未能以隨機抽樣進行研究，因此研究結果之詮釋須謹慎進行。. 7.

(16) 第二章文獻探討本章將分別針對社會性科學議題與非制式推理、線上探究與鷹架教學，依序進行分析與探討。第一節將先探討社會性科學議題的意涵、非制式推理思考的意涵，也將對社會性科學議題非制式推理之相關加以分析。接著將在第二節針對線上探究之定義、學生在線上探究時所遭遇的困難、線上探究的鷹架教學策略進行分析與探討。. 第一節社會性科學議題與非制式推理壹、社會性科學議題的意涵隨著科技的巨大快速進步，特別是在過去的二十年中，因科技發達，且其不斷研發創新的物品往往貼近人類日常生活中且息息相關，如基因工程，幹細胞研究、基因治療、環境問題、基改食品和能源使用……等，在面對這些包括社會政治、倫理道德、能源經濟、生態環境、健康醫療等問題時，由於不同立場、文化背景、價值觀判斷與信仰、或解決方法產生衝突時，往往同時具有正、負面的效應難以達成共識，於是產生爭議，在這些議題上科學的研發、技術的應用和社會問題是相互依存的實體，且日益被科學教育工作者提出和重視，故被稱為社會性科學議題（socio-scientific issues）( Bell & Lederman, 2003; Kolsto, 2001; Sadler, 2004; Zeidler et al., 2002)。 Driver、Leach、Millar與Scott（1996）指出「社會性科學議題」，牽涉到社會各個層面，考慮到科技在概念、程序或技術上的應用以及學習者的價值判斷，並有多元觀點不同因素的介入，影響到整個社會的科學議題，因而難以形成解決問題的共識，沒有明確的解決方法以及固定的標準答案，人們對於應用與否的取捨就呈現出社會兩難的情境局面。然而，無論是把這些科技議題稱之為社會性科學議題(SSI)（socio-scientific issues）、科學-技術-社會(STS) （science-technology-society）或嚴重社會問題(SAQ)（socially acute questions）其實並不重要；由於社會性科學議題是結構不佳、複雜的、受到多元觀點影響的問 8.

(17) 題，通常沒有明確的解決辦法，也缺乏最終解答，當涉及到科學、社會、政治、經濟、文化和道德這類問題時，各方必須透過提出互相競爭的觀點來整合解決之 (Sadler, 2009)。現代科學教育的目標已重新定義，由於各項社會性科學議題的複雜性，學生極需在處理社會性科學議題上培養分析、判斷及統整資訊的能力，而來因應環境的變遷(Cajas, 2001)。本研究所指的「社會性科學議題」，根據Sadler (2004)的說法，這些從當代科學或技術的發展與應用所引起與社會倫理道德觀念、社會發展緊密相關的各種角度爭議性質，以及結構不良的典型特色的社會問題，都是與社會概念或科學技術相關聯的複雜性議題，而這類議題是具有不同觀點的開放性問題，無法僅單一以科學知識來加以解決，還受到個人道德因素的影響，而且，無論社會大眾是否願意去關注或處理，這些科技議題還是會不斷的日增產生與形成。劉湘瑤、李麗菁與蔡今中（2007）提出主張在任何學科教學中以具有爭議性的、地方性的、開放式且結構不佳的社會性科學議題，例如科技發展對生態環境的影響、對資源的使用、對人類的健康等與人的生活品質有關聯的公共議題作為教學素材，讓學生瞭解科學（技）與社會之間的關係，來引導學生並能運用相關科技知識，對議題進行價值判斷和問題處理，並提出解決方案，進而從中瞭解科學－技術－社會（STS）之間的關係。所以，我國中小學九年一貫課程綱要所強調的是學生「帶得走的能力」之技能培養，以社會性科學議題之特色所設計之教學，對於學生「運用科技與資訊」、「主動探索與研究」與「獨立思考與解決能力」等基本能力的養成有其相當重要性；而課程綱要「自然與生活科技」學習領域中指出欲進行社會性科學議題的教學，可以透過資料蒐集的方式對議題進行批判思考，增進學生知識及培養解決問題的能力，從中了解科學的發展對人類生活或社會有很大的影響（教育部，2008）。國外有許多針對社會性科學議題教學之相關研究或是探討其教學策略，例如 Grace（2009）針對學生面對社會性科學議題時的品質決策討論與做決定的能力進行研究；Acar et al.（2010）提出社會性科學議題可用來檢視學生論證的品質 9.

(18) 和所做的決定；Klosterman與Sadler（2010）指出以社會性科學議題為導向的課程，讓學習者進行討論內容知識與概念理解、批判思考和做決定、角色扮演（role-play）、戲劇、辯論（debate）；以及Zeidler、Sadler、Applebaum與Callahan （2009）使用的個案研究與實地調查、Jakobsson et al.（2009）實施的討論和合作學習以及Eggert與Bogeholz（2010）運用做決定策略（decision-making）等，研究顯示以社會性科學議題融入在教學中可以促進學生論證、探究、非制式推理和做決定等能力的發展（Eggert & Bogeholz, 2010; Zeidler et al., 2009）。因此，提高學生對於處理這些社會性科學議題進行思考推理以及做出適當決定的能力，已被視為現代科學教育的重要目標( AAAS, 1989, 1993)。本研究所進行之社會性科學議題的內容則是以社會的情境脈絡中日常生活經驗「核能發電」議題為主題的相關事例。. 貳、非制式推理思考的意涵在廣泛的科學素養概念，社會性科學議題推理和決策，一直被認為有其重要性(AAAS, 1989, 1993)。在21世紀，作為民主社會的公民，學生有越來越多的機會遇到各種社會性科學議題。為了促進科學素養，利用這些有爭議的議題為學生提供有意義的情境，強調學生在處理議題時可能需要推理和做決定，進而讓他們有優質的決定或立場；因此，他們如何在社會性科學議題上改善他們的推理能力並作出決定，已經受到科學教育工作者和研究人員的關注(Bell & Lederman, 2003; Hogan, 2002; Sadler, 2004; Sadler & Zeidler, 2005; Yang, 2004)。 Shaw(1996)認為推理可以定義為構建和評價論點的過程。許多年來，從哲學和心理學的傳統邏輯主義，對推理的研究一直集中在要求學生根據特定演繹推理範例前提下，評估邏輯的論點或產生有效的結論 (Evans, 2002)。在這些推理任務中，學生有明確定義的議題，並且告訴他們假設的前提下議題是真實的、必然的邏輯，提取或認可唯一的結論(Evans & Thompson, 2004)。正如字面意思，制式推理（formal reasoning）和非制式推理（informal 10.

(19) reasoning）似乎是兩種相反的推理形式，雖然有人認為科學的結果可能是在制式的邏輯推理和分析的呈現，但結果本身則是源於非制式推理(Tweney, 1991)。事實上，制式推理與非制式推理共用一些共同性，但有一些要點、特質區別這兩種形式的推理；制式推理的議題是清楚界定，議題的前提是明確和清晰；非制式推理的議題則不像制式推理或科學推理，是沒有明確的定義且結構不良(Sadler, 2004)。近年來，教育工作者在課堂上提出許多非制式推理的任務，由於前提未顯式說明，因此，非制式推理中論點的結論不可能劃分界線(Perkins, 1985; Means & Voss, 1996) 。非制式推理涉及到對缺乏明確解決方案的複雜問題產生和評價的立場(Sadler, 2004)，因此，教育研究人員也越來越強調非制式推理的重要性 (Kuhn, 1993; Sadler, 2004)。如同制式推理一樣，非制式推理也被公認為是一個理性構建和評價論點的過程 (Kuhn, 1993)。越來越多的教育工作者都承認，學生處理社會性科學議題時，包括有關政治、社會、經濟、文化、道德等因素，都有可能對於科學發展的進程多少發生影響，甚至許多科學理論的形成常是透過非制式推理的方式，所以，非制式推理能力發揮了重要的作用( Sadler, 2004)。在這些相關的研究中，以適當的方式利用社會性科學議題，探討學生在這些議題上來提高推理的能力實踐非制式推理思考的過程，仍然是没有提供合宜的機制(Kuhn, 1993; Means & Voss, 1996)。因此，審慎和更深入地探索學生在社會性科學議題的非制式推理思考，應該是至關重要的。. 參、社會性科學議題與非制式推理之相關以往的實徵研究表明學生概念的理解，在社會性科學議題的非制式推理中是重要的( Hogan, 2002; Sadler, 2005; Sadler& Zeidler, 2004)。 Means 與 Voss (1996)探討了學生非制式推理的技能與年級、能力、知識水準的關係，他們發現學生的知識水準，和他們非制式推理的表現顯著相關，較高知識層次的學生在進行非制式推理思考時，他們可能會提出多個論點。但是，也發現他們的知 11.

(20) 識水平高並不能保證其非制式推理思考品質更高 (吳穎沺, 2007)。Wu 與 Tsai (2011)提出為了便於學生對社會性科學議題概念的理解，線上探究活動可能會有所幫助；例如，當學生遇到該不該蓋核能發電廠，或是基因食品改造的社會性科學議題時，他可能會嘗試在網際網路上搜索關於這一問題的相關資訊，最後形成他個人的概念理解，並就此問題作出個人的決定；亦即，他在網際網路上搜索的資訊，可能會有助於他就這個問題推理和決策。近來，科學教育研究者強調並且進行探索學生如何運用他們對議題的非制式推理思考，來解決社會性科學議題；例如，Hogan (2002)主張需要培養學生的生態背景知識，對複雜的環境議題作出原則性決定。學生將其學習到的知識應用在新的學習情境亦即學習遷移，已經被教育工作者視為一個重要的教育議題(Haskell, 2001)。因此，本研究想要來檢驗網際網路可被用來作為提高以及改善學生社會性科學議題非制式推理思考品質的工具。. 肆、小結從本節之文獻綜合整理結果來看，可以得到以下結論：社會性科學議題乃源自於科學與社會中各個面向的爭議問題，本質上是複雜、結構不佳、並受到個人的知識概念、價值觀、資訊來源……等因素影響，社會大眾面對這些和生活息息相關的議題，往往沒有明確的解決方式；將社會性科學議題納入科學教育課程中，為學生提供有意義的學習情境，發現其可能的學習成果對非制式推理思考和做決定的能力均有所影響，藉以提升學生成為未來有科學素養的公民做準備。. 12.

(21) 第二節線上探究與鷹架教學近年來，在 K-12 教育中，由於網際網路豐富的資訊和互動情境的性質，以及網路承載著豐富資訊是具有即時性、便利性、寬廣性、多元性以及多樣性特徵，因此學生使用網際網路的資訊資源越來越普及；在網際網路的學習環境，網際網路的使用可以被視為幫助學生獲得知識的認知工具或後設認知工具，資訊能不能用、好不好用，完全是靠人的運用，資訊的搜索和使用可以作為豐富學生的學習過程和成果的主要方法之一；而網際網路教學的主要目的是幫助學生掌握知識和相關技能，學習如何重組知識，學習如何學習(Tsai, 2004)。在科學教室網路資源被用於以豐富學生科學學習的方法，讓學生自主學習和進行問題探究，透過網際網路可以無時間和地點的限制，參與或閱讀收集的資料和科學家的解釋，從而更加瞭解有關科學知識的發展進程，因此，如何在這取之不盡，用之不竭的網路中找到有用的資源，且發展有效、有系統的教學，是目前重要的課題 (Kuiper et al., 2005)。Jonassen (1996, 2000)也指出使用網際網路來教學，將網際網路納入科學教學和學習以提高學生在科學教育的學習成果已經擴大實施；線上探究學習不僅是網路科技的技能操作和資訊運用學習，更重要的是資訊搜尋、評估、使用等認知技巧，提供學生實際應用資訊科技的機會，如此才能輔助學生的學習。. 壹、線上探究之定義網路科技瞬息萬變，現在很多資訊、資料都在網路上，有時候我們對於一個未知的問題，學生可以上網去找答案，這樣的過程通常被視為是包含整個線上探究（online inquiry）的歷程，線上探究是一個多面向的網路探究活動，對現在學生來說是非常普遍的學習方式（Quintana, Zhang & Krajcik, 2005）。然而，什麼是線上探究(online inquiry)? 茲將專家學者曾提出對於線上探究定義的相關看法見解，整理如表 2-1-1 所示。. 13.

(22) 表 2-2-1 專家學者對於線上探究定義的相關看法見解資料來源. 對於線上探究定義的相關看法見解. Eisenberg 與線上探究是探究與認知活動相互連接的特定執行個體，例如： Berkowitz. 1.. 產生研究問題. (1990); Jukes. 2.. 尋找收集關於這個問題的相關資訊（例如，文章、網站、圖像、圖表或原始數據資料）. (2000). National Center for Educational Statistic （2000）. National Research Council （2000）. 3.. 閱讀、理解和評估所發現找到符合的資料資訊. 4.. 將不同的資訊整合協調一致，回答最初的問題。. 線上探究是讓學生可以： 1.. 提出探究問題、. 2.. 進行調查、. 3.. 然後在線上尋找、發現、閱讀和. 4.. 選擇資訊資源去連接回答這些問題等。. 線上探究活動的內涵包括要素： 1.. 在線上提出和探索問題、. 2.. 收集資訊、. 3.. 解釋和統整分析不同類型的數據和資訊、. 4.. 對提出的問題發展和分享解釋等行為。. Quintana、 Zhang 與. 線上探究是一個多面向的活動，學生可以：. Krajcik （2005）. 1.. 提問研究問題、. 2.. 在線上搜尋資訊資源、. 3.. 閱讀、. 4.. 評估和分析所有資訊等。. 14.

(23) 綜觀並編修以上專家學者對於線上探究定義的相關看法見解所述，整理線上探究主要定義大致包括四個主要的學習歷程活動如下：一、確定目的任務：確定搜索的研究問題、目的和任務。學生在看到任務之後，進行分析其可行性、重要性等，將總任務分成若干子任務的策略，學生會在腦中構想或實際制定出一個解決問題的計畫，此學習活動主要運用到學生的「分析」和「綜合」能力。. 二、搜索網頁資訊：任務確定後，學生透過網際網路進行搜尋相關資料，蒐集資訊試圖解決問題或滿足資訊需求的活動。學生根據提供的提示蒐集找到相關的資源，也可以透過各種途徑自己尋找資源。之後，學生對這些資源進行比較和判斷找到適用的資源，這個部份則運用到「分析」和「評價」的能力。. 三、閱讀評估資訊：在線上發現找到資訊後，學生在這個部份閱讀和理解、分析與評估資訊是否符合所需，這個部份便是運用到「分析」和「評價」的能力。. 四、統整利用資訊：選擇找到符合所需要的資訊後，便加以整理、組織、利用解決問題，不僅學生回答問題，最後完成自己的任務，還要運用高層次思維包括「創造性」、「綜合」和問題解決的能力來作出決策。. 貳、學生在線上探究時所遭遇的困難線上探究學習方式的興起，學生透過網路雖然可以尋找到大量的資訊，但學生在不同的線上探究相關學習活動，可能會遭遇到不同的學習困難如下：. 15.

(24) 一、確定目的任務確定搜索的研究問題目的和任務時，學生查詢會遇到的困難： (一)、. 無法釐清主題任務. 1. 無法確認關鍵的主題任務在進行整個線上探究的時候給學生一個主題任務，主題難易程度是主觀的衡量，這個主題任務的難易度會影響學習成效(Ngeow＆Kong, 2001)。 2. 提問適當問題的困難大多數學生在進行線上探究資訊搜尋時，對於定義搜尋題目存在著困難，主題未能深入的分析，導致缺乏選用合適的關鍵字，只找到有限或不太相關的資料；並且，學生在進行查詢時，只提問需要簡單事實或答案的問題，學生因缺乏正確網路的搜索策略、技巧與步驟，而導致搜索失敗(Hoffman, 1999)。 (二)、. 無法使用適當關鍵字. 1. 網路搜索技巧的布林運算不容易理解 (Puustinen & Rouet, 2009) 。 2. 學生制訂和選擇合適的關鍵字有很大的困難，僅只會以單一個關鍵字來進行網路搜索；偏好使用瀏覽方式來網路搜索，而不喜歡使用關鍵字搜索(Kuiper et al., 2005)。. 二、搜索網頁資訊線上探究活動最重要的核心是網路資訊搜尋，透過網際網路搜尋相關資訊，試圖解決問題或滿足資訊需求的活動時遇到的困難： (一)、. 缺少搜索計畫. 1. 學生對網路搜索科技的不暸解，網路資訊搜索技巧差，缺少網路資訊搜索計畫，所獲得的資料對學習活動並無實質的幫助 (Kuiper et al., 2009)。 2. 學生在網路上搜尋資訊容易迷失方向，產生浪費許多時間搜尋又找不到正確資料的問題 (Dias, Gomes, & Correia, 1999) 。. 16.

(25) 3. 學生查詢中注意力分散在無相關的資訊，進而減少使用者的認知資源和篩選出劣質選項的能力，導致更糟糕的選擇(Ruthven, Hennessy & Deaney, 2005)。 4. 學生花費太多時間在篩選可用資訊與網站、瀏覽與剔除無關的資料，以及在廣告上浪費時間，導致無法瀏覽網頁資訊內容的困難(Wallace et al., 2000)。 5. 學生在線上進行搜索時，可能會出現非常繁忙，但他們的忙碌，並不一定等同於參與內容的學習(Zhang & Quintana, 2012)。 (二)、. 無法找到相關資料. 1. 學生在使用搜尋引擎時，如何制定正確的關鍵字是困難的，找不到相關資料，有經驗上的困難；搜尋找到一堆不相關的資料，都不是想要的，出現太多不合需求的網頁資訊，查不到想要的答案，因此，學生在進行關鍵字搜尋時是存在著困難的(Kuiper et al., 2005)。 2. Hoffman (1999) 發現很多學生對使用網路搜索引擎進行搜索資料感到困擾，只能問簡單的事實資訊和容易找到答案的問題，而不是建構合適的關鍵字與善用布林運算來聚焦探索他們所發現的網站。. 三、評估資訊與閱讀在線上搜尋找到資訊後，閱讀和理解、分析與評估資訊是否符合需求時遇到的困難如下： (一)、. 不會判斷資訊是否正確學生傾向尋找正確的答案，導致他們缺乏去質疑找到可靠性資訊；他們很少質疑網路上資訊品質的權威性、可靠性，多採信之，無法從意見和看法中分辨事實(Kuiper et al., 2008)。. (二)、. 難以評估資訊的品質學生很難去評估網頁上找到資訊的相關性、可靠性，很少去評估資訊. 17.

(26) 的品質和進行驗證的步驟(Kuiper et al., 2005)。 (三)、. 閱讀理解的困難. 1. 學生找到資訊後，沒有足夠的耐心來閱讀網頁的內容說明，困難在於大量的文字；學生線上探索有限，只想花費最少努力，就找到適合的資訊來滿足需求，因此，多使用知名網站，注重收集事實性知識，傾向尋找一個正確的答案(Kuiper et al., 2005)。 2. 學生往往迅速掠過網頁資訊內容草率處理，只在意找到他們所認為可能是他們問題的單一現成答案，很少努力去閱讀理解網頁資訊的內容(Zhang & Quintana, 2012)。. 四、統整利用資訊找到符合需求的資訊後，整理、組織、加以利用解決問題時遇到的困難： (一)、. 缺乏反思，沒有重整資訊大多數學生並不認為對於他們網頁內容資料的使用需要深入閱讀、反思 (Kuiper et al., 2008)。學生回答問題或是做成報告時，缺乏反思，沒有重整資訊；通常會不加思索傾向於只是將網頁相關的答案內容資料直接複製貼上(Kuiper et al., 2005)。. 參、線上探究的鷹架教學一、鷹架理論與教學鷹架（scaffolding）的概念可以追溯到蘇俄心理學家Vygotsky (1978) 強調學習者透過教師的引導發展而進行學習，開始是透過他人的調整，之後逐漸內化為自我調整，進而達到學習目標。(Berk & Winsler, 1995; Lee & Smagorinsky, 2000; Wertsch,1985)提到鷹架如同一座橋樑，教師、同儕或者是學習過程中有能力的人都可以是鷹架提供者，提供支持以幫助學習者跨越他們所需要完成特定的學習任務之間的差距；鷹架的形式可以是任何的教學策略、教學工具、外在資源……等， 18.

(27) 在學習過程中它通常被視為有效教學的一種程序。「鷹架作用」乃是Vygotsky 社會學習論所衍生的重要論點，在他的教育觀點中，認為有效的教學必須建立在學童的最適量的學習區域「近側發展區」（zone of proximal development，ZPD）中，「近側發展區」是指學生依靠自己所能達到的水平，與經由教師或其他能力較高的同學外在適時、適切地協助後所可能達到的潛能水平的差異；鷹架教學視為教師採取一個暫時性的、不同支架或支持的結構形式，透過逐漸增加的協助來促進學生學習，以發展能力與培養新技能的過程 (Gibbons,2002; Roehler & Cantlon, 1997)。Vygotsky的近側發展區理論，在教學上的重點在於學習鷹架的建構，在教學過程中，鷹架是一種讓學習者學習「新」的技能、觀念和理解層次的特別協助支持的工具，鷹架可以有不同的來源，從傳統的鷹架定義，鷹架行為通常可以看成由知識淵博的成人或同伴、教師或他人提供支持學習者發展和不同架構的角色，以幫助學習者進行無法單獨完成的任務；並依任務難易度而調整協助的方法與多寡，以引導學習者認知發展的影響，透過認知的重組，學習者的認知層次可以更上一層的提昇，而逐漸完成任務的過程也是不斷建構的象徵(Berk & Winsler, 1995; Lee & Smagorinsky, 2000; Wertsch,1985)。. 二、教學中的鷹架在教學鷹架中，教師和學生所扮演的角色： (一)、. 教師角色. 教師在教導學生學習過程中，最重要的任務之一，便是要去了解學習者的想法與學習困難，必須在教學過程中的不同階段扮演引導者與示範者不同的角色；在教學方法上產生質與量的調變，適時給予各種合適的教學鷹架引導與協助，進而讓學習者獨立完成任務 (Hedegaard, 2005)。教師除了被期待去承擔引導學生發展的重責之外，透過學生學習的過程中，教師需針對學生的可能發展區積極的給予鷹架；在教學時，以計畫或調整各種適當的活動或指導形式的鷹架來協助學生提升能力，處理複雜學習任務，並評估學生的發展和學習能力，適時增加或減少. 19.

(28) 所提供的鷹架，對學生成功的經驗非常重要；在學習新知識時，教師先選擇和提供學生在不熟悉的地方協助其「搭鷹架」，讓學生在學習的過程中減低學習的困難度；教師是學習的促進者，並持續不斷的引導、監督與評量學生的學習情形，所以，為了幫助學生有效利用網路資訊，教師在支持和給予學生鷹架上扮演了重要的角色（Vygotsky,1978)。 (二)、. 學生角色. 在教學中學生必須願意去嘗試，如果學生拒絕參與活動，老師就無法提供有關的引導與協助，從師生的角色中可知，教師和學生互為主體各自扮演著重要的角色（Gibbons,2002）。. 三、線上探究的鷹架教學策略處於網路科技的年代，透過網路資訊的傳遞，教師在線上探究過程中，引導學生認知的發展，透過對問題情境的思考、資料的蒐集、分析、分享討論等活動，讓學習者主動參與學習；教師應該研究和發展更好的線上探究課程的教學，來幫助學生有效利用網路資訊（Linn,2003)。Perkins（1996）與 Hoffman（1999）認為教師在學生線上探究網路環境學習上，要能夠以學習者為中心，可提供學習者不同的鷹架，例如，教學（instructing）、示範（modeling）、觀察(observation)、提問（questioning）或提示（cueing）等不同的教學方法訓練而得到幫助，進而達到學習目標。而Morrison、Kim與Kydd（1998）也提到學生在網路學習的過程中容易迷失在資訊的洪流裏，因此，需要網路搜尋技巧的方法；為了幫助學生有效的探索網際網路，以及有效的利用網路資訊，若教師給予適時明確的方向與指示的鷹架協助，建構鷹架環境幫助學習者察覺自己的學習歷程，不僅可以避免學生迷失在浩瀚的網路搜尋漫游中而浪費學習的時間，更可以幫助學生達到靠他自己能力無法獨立完成的工作，因此，教育人員的更形重要。 Zhang 與 Quintana (2012)在鷹架教學策略中提到線上探究搜索是利用網際. 20.

(29) 網路資源的一種有系統的教學法，可以整合學習策略與應用網路資源，是以學生為中心的設計原則，以探究為取向的學習活動模式；教師必須先由教學目標出發，分派與學生真實的任務，引導學生透過網路針對主題進行探究的學習與了解，以激勵學生進行研究開放式問題的探索，並建構其知識；學生在活動中所使用的資訊主要來自網路，然而學生使用網路不只搜集資料、資訊而已，更重要的是如何運用資訊；同時，在教師有目的地問題安排與任務規劃下，幫助學生針對手邊資料、資訊進行篩選、分類、處理、分析、綜合、評價等學習活動，以幫助學生作分析、綜合和評價等高層次思維的活動。 Zhang 與 Quintana (2012)研究目的是探討鷹架教學策略，如何支援學生線上探索的過程，是由探索規劃、資訊搜索、分析、綜合四個模組所組成鷹架策略，設計者可以透過改變各項模組的關聯，來達到不同的學習目標、教學實施、設計與流程，以下針對此四個鷹架策略構成要素模組分別說明如下： (一)、. 探索規劃 (inquiry planning). 提供整合網上查詢的工作規劃，允許學生設置自己要處理的問題，反映他們對任務的分析、問題的瞭解和他們想要找到的資訊；教師將設計之任務分解若干步驟，並就每個步驟向學生提出清晰的建議，具有明確的指引，學生需要為自己設定界限，並決定要查看什麼，什麼時候繼續瀏覽以及何時停止。 (二)、. 資訊搜索 (information search). 讓學生搜索有關他們要處理問題的資訊，教師須考慮資訊的可用性及可得性，學生在網路上搜尋時是否易於掌控材料，內容能否滿足學生需求等因素。透過清楚的提示，學生在網路上不因迷失方向而漫無邊際地摸索閒逛，減少無意識網上查詢活動的工作負荷，讓學生把重點放在更有意義的如閱讀、綜合與反思的認知過程。 (三)、. 資訊分析 (analysis) 讓學生瀏覽和閱讀他們所發現的網站，並將瀏覽-閱讀-概要做成筆記，. 使線上搜索的隱式活動結構明確顯示。 21.

(30) 1. 將流覽、閱讀和摘要三個步驟的活動結構明確，以幫助學生處理網路資源。 2. 提供了評價標準的清單，以幫助學生評估他們所流覽網站的實用性和可信度。 (1.) 在流覽選項卡上的提示包括： •1）. 此網站與我的問題有關嗎？. •2）. 此網站上的資訊是最新的嗎？. •3）. 這個網站的資訊是事實或意見嗎？. •4）. 我信任此網站嗎？. (2.) 在閱讀策略包括預覽，重點放在重要想法，監控閱讀理解，並進行比較。這些策略提供學生的提示包括： 1）網頁的主要想法是什麼？ 2）作者給予什麼證據來支援的主要思想？ 3）作者什麼觀點和其他作者不同？ 4）其他相關資訊是什麼？ (3.) 摘要選項卡，摘要可以提高學生內容的理解(Pressley & Afflerbach, 1995)。因此，透過瀏覽、閱讀和摘要三個選項卡中的提示，顯示了使用者評價與閱讀網站的隱式思考。 (四)、. 綜合 (synthesis). 資訊綜合，讓學生查看他們所記錄的筆記、大綱的論點，組織自己所搜尋的資訊，並寫一篇短文回答他們所要處理的問題，讓學生知道自己學到了什麼，以及為自己的學習過程進行反思。茲將在進行線上探究時，國內外科學教育學者在探究歷程的各個活動遇到困難之可行的鷹架教學策略提示文獻彙整如表 2-4-1 所示：. 22.

(31) 表 2-2-2 線上探究歷程之困難與可行鷹架教學策略提示一、線上探究：確定目的任務遇到的困難. 可行鷹架教學策略提示. 無法釐清主題. 1.. 搜尋前必須先完成搜尋計畫的工作(Jonassen, 2000). 任務. 2.. 確立主題的範圍與類別 (Jonassen, 2000). 3.. 分析主題的重要概念(Hill,1999）. 4.. 我想知道什麼是有關這個主題，可能的關鍵字(Kuiper et al., 2005). 二、線上探究：搜索網頁資訊遇到的困難. 可行鷹架教學策略提示. (一)、無法有效 1.. 關鍵字提示---適當關鍵字的選用，名詞或術語當關鍵字來. 率搜索. 進行搜尋(Kuiper et al., 2005) 2.. 布林代數的查詢(Jacobson & Cohen, 2002)： (1.) 「And」或「＋」號可以縮小搜尋範圍； (2.) 「Not」或「－」號可以剔除不必要的資訊； (3.) 「Or」可以擴大搜尋的範圍等。. (二)、找不到相 . 檢查的動作--每找到一個網頁都要檢核以下的問題：(Hill,. 關資料. 1999; Jonassen, 2000; 周雅芬, 2006) 在瀏覽選項卡上的提示包括： 1.. 此網站與我的問題有相關嗎？. ____是. ____否. 2.. 這個網站是我所需要嗎？. ____是. ____否. 3.. 此網站容易閱讀嗎？. ____是. ____否. 4.. 此網站值不值得信任？. ____是. ____否. 三、線上探究：閱讀評估資訊遇到的困難. 可行鷹架教學策略提示. 23.

(32) 閱讀理解的困. . 難. 閱讀策略提供的提示形式包括：(Kuiper et al., 2005; 周雅芬,. 重點摘要能力(將每一個網頁摘要統整). 2006) 1. 網頁的主要內容是什麼？ 2. 網頁上的哪些資訊可以幫助我回答我的問題嗎？ 3. 其他相關資訊是什麼？ 4. 作者什麼觀點和其他作者不同？不會判斷資訊. 應該考慮下列問題 (Jacobson & Cohen, 2002；Jonassen, 2000)：. 是否正確. 1.是否合乎研究目的 (1.) 判斷資訊內容是否合乎需要？ (2.) 是否符合搜尋主題的重要概念？ (3.) 資訊的內容可否幫助搜尋者完成資料搜尋與研究的目的？. 難以評估資訊. (4). 是否能證實該網站所提供資料的正確性？. (5). 可否從其他的文件互相佐證？. . 確定資料來源是否值得信賴的方法如下(Jacobson &. 品質. Cohen, 2002；Jonassen, 2000)： 1. 作者：從資訊中檢視作者的基本資料，以證明其身份，並瞭解其聲譽是否值得信賴。 2. 資料網址：從資料的網址往上層回溯，瞭解資料的網站性質為何，可提供搜尋者做為進一步評估內容準確性之依據。例如： z edu 代表教育網站 z com 代表商業網站 z gov 代表政府機關 z idv 代表個人網站 . 資料的準確性. 搜尋者通常詢問下列問題，以提醒自己對資料準確性的敏感度：. 24.

(33) 1. 誰提供這些資訊？ 2. 作者提供這些文章的原因為何？ 3. 作者是否存有什麼偏見？ 4. 是否有提供引證或資料？ 5. 是否有合適的引用？ 6. 是否能證實該網站所提供資料的準確性？ 7. 可否從其他的文件互相佐證？ 8. 網頁內的資訊所持不同或相同的觀點在哪裡？如果觀點不同,你該如何抉擇？四、線上探究：統整利用資訊遇到的困難. 可行鷹架教學策略提示. 缺乏反思，沒. 提示學生回顧從這個網站(周雅芬, 2006)：. 有重整資訊. 1.我已經學到了什麼？ 2.我發現了什麼新的問題？. 綜合以上鷹架教學策略所述以及文獻探討，本研究將以「確定目的任務」、「搜索網頁資訊」、「閱讀評估資訊」、「統整利用資訊」等四個線上探究活動歷程，提供給學生提示需求為基礎，設計一個科學學習線上探究的鷹架。當然，這些活動歷程並非依順序直線進行，在「搜索網頁資訊」、「閱讀評估資訊」和「統整利用資訊」流程可以看出，是可以隨時檢核反覆地進行，線上探究其實是認知活動一直在迴圈動態中的過程如圖 2-2-1 所示：. 25.

(34) 確定目的任務. 搜索網頁資訊. 否是否符合相關主題. 是. 閱讀評估資訊. 否是否符合目的任務. 是. 統整利用資訊. 否資訊內容是否足夠. 是完成任務圖 2-2-1 線上探究活動流程圖. 26.

(35) 壹、小結針對文獻整理可得到以下之小結：根據 Vygotsky 論點，鷹架是一種支持性工具，是依循學習者的可能發展區，幫助學生發展自主的學習與獨立的能力。學生往往因處理資訊能力有限，線上探究也遇到困難，因此，可能導致學生無法適當的分析、組織與整合知識；透過鷹架架構及其設計原則，支持訓練學生在線上探究資訊判斷能力的活動，進而來幫助學生有效利用網路資訊達到學習目標。. 27.

(36) 第三章研究方法本研究的主要目的在瞭解七年級學生，給予日常生活中社會性科學議題相關的任務時，利用線上探究鷹架學習單進行任務解答，其所表現的學習成效之影響程度為何。本章將就本研究的研究對象、研究設計、研究流程、研究工具、資料處理與分析等共分成五節分別加以說明。. 第一節研究對象參與本次研究對象為台中市所處位置屬於海區某一所國中七年級四個班的學生，普通班採S型常態編班，大部份學生都具備一般的資訊能力來進行網路資訊搜尋探究學習，其中排除參加資源班的學生，以及部份學生有缺課的情形（如請假、出公差），扣除缺席的學生人數，共有67位學生(男32位，女35位) 參與本研究。四個班分成兩組，選取其中二個班為實驗組有29人(男12人，女17人)，設計藉由線上探究鷹架學習單實施網路資訊搜尋；另外二個班為對照組有38人(男 20人，女18人)，進行一般的網路資訊搜尋探究學習，由兩組學生自然科第一次段考成績來看，實驗組和對照組之間的自然科成績並無顯著差異存在，所以，兩組學生在本研究教學前的起點行為視為相同，研究對象分組人數分配情形如表 3-1-1所示。表 3-1-1 實驗組與控制組人數統計表分組. 班級. 男. 女. 總計. 實驗組. 701. 9. 10. 19. (29 人). 702. 3. 7. 10. 小計. 12. 17. 29. 對照組. 703. 8. 7. 15. (38 人). 706. 12. 11. 23. 小計. 20. 18. 38. 總計. 32. 35. 67. (共有 67 人). 28.

(37) 第二節研究設計因為考慮在研究進行時無法隨機選取，因此本研究採取準實驗設計（quasi-experimental design）研究方法中之不等組前-後測實驗設計(the pretest-posttest nonequivalent-groups design)，在這項研究中，使用「核能發電」社會性科學議題為搜尋主題；為控制教學實驗的進行，兩組均為同一位教師擔任教學，教學時間均為八節課。過程包含前測、實驗處理、後測等實驗設計模式，兩組學生均進行前測與後測，經實驗處理後，探討並瞭解學生在不同之線上探究搜索活動及學習的模式下，學習成效之影響。應用現有七年級的四個班級作為實驗的分組，實驗設計如表3-2-1所示：表3-2-1實驗設計組別. 前測. 實驗處理. 後測. 實驗組（二個班級）. O1. X1. O3. 控制組（二個班級）. O2. O4. 註： 1. O1：實驗處理前實施的前測 2. O2：實驗處理前實施的前測 3. X1：線上探究鷹架學習單網路搜尋 4. O3：實驗處理後實施的後測 5. O4：實驗處理後實施的後測實驗處理前，實驗組與控制組的學生均先接受實驗處理前實施的前測（O1， O2）。在實驗教學歷程中，實驗組接受研究者提供線上探究鷹架學習單網路搜尋作為引導（X1），控制組則接受一般傳統網路搜尋。實驗教學後，兩組學生均接受實驗處理後實施的後測（O3，O4），其測驗結果予以統計分析，並藉由學生所完成的學習單，分析比較學生的學習表現。本研究整個教學過程皆在國中七年級電腦課中進行，在實驗開始之前，讓學生進行前測，之後研究者先介紹網路搜索作為示範，讓學生瞭解熟悉網際網路的使用，並教導與示範任務的完成方式，以及講解實驗組線上探究學習的步驟流程，過程包括：（一）確定目的任務（二）搜索網頁資訊（三）閱讀評估資訊（四）統整利用資訊。利用電腦課讓學生一人一台電腦上線，每位學生都必須要完成任. 29.

(38) 務，完成作品做成自己的學習歷程檔案。課程結束之後，讓學生進行後測，並將前、後測問卷、學習單等資料收集與整理歸檔。本研究設計，在網路資訊搜尋實驗處理前，實驗組與控制組兩組均接受實驗處理前實施的前測；不同之線上搜索活動網路資訊搜尋實驗處理後，實驗組依據線上探究鷹架學習單將搜尋到的資料整理成一篇word檔報告，控制組則自主網路搜尋到的資料整理成一篇word檔報告，再接受實驗處理後實施的後測。本研究之研究架構如圖3-2-1 所示：. 前測非制式推理思考開放性問卷. 實驗處理（不同之線上搜尋活動）（實驗組：線上探究鷹架學習單網路搜尋；對照組：一般傳統網路搜尋）. 後測 1. 2.. 非制式推理思考開放性問卷將搜索資料整理成 word 檔報告. 圖 3-2-1 研究架構圖. 30.

(39) 本研究的自變項為教學方法，依變項為非制式推理以及學習成效，研究概念圖如圖3-2-2所示。現在將就本研究中所包含的自變項、依變項和控制變項分別加以說明：一、自變項：本研究的自變項為不同組別所實施的教學活動，實驗組採取線上探究鷹架學習單科學學習活動，而控制組採取一般網路搜尋科學學習活動。二、依變項：本研究的依變項為學生的搜索成果與非制式推理思考。（一）搜索成果：本研究所指的是二組學生經過不同教學活動之後，對社會性科學議題搜索成果的差異。（二）非制式推理：本研究所指的是二組學生經過不同教學活動之後，對社會性科學議題非制式推理思考上的差異。三、控制變項：由於不同的教學者會因其特性而會產生實驗上的誤差，因此本研究中，實驗組及控制組均由研究者進行教學。為減少自變項以外的其他變項對於研究所造成的影響，本研究將兩組教材內容與教學時間都保持一致。. 搜索成果教學方法. 透過線上探究學習活動. 非制式推理. 圖 3-2-2 研究概念圖. 31.

(40) 研究過程中，設計線上探究學習單為鷹架輔助教材，此線上探究學習單的網路探究教學內容過程包括：（一）確定目的任務（二）搜索網頁資訊（三）閱讀評估資訊（四）統整利用資訊。並依據教育部(2003) 公佈的國民中小學九年一貫七年級資訊議題課程能力指標，研究者參考臺中市教育局數位教學平台資訊課程之九年一貫七年級資訊議題課程，編修「上網我最行」教學活動設計，先應用數位教材資源—動畫來授課學習與引導，目的在於幫助學生先了解網際網路的使用，蒐集的資訊是否正確，網路資源評估準則以及關鍵字的建立，並讓整個學習過程能依教學設計的流程進行如表 3-2-2所示。. 表 3-2-2「上網我最行」教學活動設計單元名稱 1.網路資源的評估 2.資訊的正確性對應之能力指標 3-4-9 能判斷資訊的適用性及精確度主題名稱. 1-1 你會蒐集資料嗎？ 1-2 資料引用的概念 2-1.你蒐集的資訊正確嗎？ 2-2.網路資源評估準則. 學習目標. 1-1. 能學會如何蒐集資料。 1-2. 能了解資料引用的概念。 2-1. 能了解蒐集的資訊是否正確。 2-2. 能了解網路資源評估準則。. 教學活動教學流程. 教學. 預估. 教材、媒體與網站使. 策略. 時間. 用. 活動一： 1. 以動畫帶入教學情境. (共 45. 動畫－你會蒐集資料. 你會蒐集 2. 透過動畫帶出資料蒐集. 分). 嗎（帶入情. 資料嗎？的技巧，以及建立如何下關動畫. 8 分. 境，5 分）. 鍵字及布林邏輯運用等基本概念。. 操作步驟-如何使用關教師講解. 活動二： 1. 以動畫方式帶入情境. 動畫 32. 7分. 鍵字來蒐集資料（教學輔助，3 分）動畫－資料引用（教.

(41) 資料引用 2. 說明資料正確性問題及的概念. 4 分. 學輔助，4 分）. 資料引用的合法性問題，註教師明出處的觀念。. 活動三： 1. 以動畫的方式帶入教學. 講解動畫. 你蒐集的情境（該如何尋找所要的資教師資訊正確料）. 7 分動畫－你蒐集的資訊 12 分. 講解. 正確嗎？.swf（帶入情境，12 分）. 7 分. 嗎？參考資. http://elesson.tc.edu.tw/md221/course/view.php?id=10 臺中市教育局-. 料：. 數位教學平台資訊課程. 本研究的教學活動是利用七年級的一堂電腦課與一堂彈性課程進行教學與課程活動，研究時間是民國 102 年 4 月 15 日至 5 月 17 日的教課時間。研究者在電腦課教學活動中給予「核能發電」社會性科學議題相關的情境任務，讓學生利用網際網路進行線上探究，分別以兩種不同的教學法對兩組學生實施三週 (電腦課+彈性課程) 六節課網路資訊搜尋的教學活動。第一週的教學內容主要在讓學生瞭解和判斷資訊的適用性及精確度，以及如何來進行網路資訊搜尋，實驗組學生利用線上探究鷹架學習單來進行網路資訊搜尋，控制組學生利用一般傳統學習單來進行自主網路資訊搜尋；而第二週則讓學生網路資源搜索，使用全球資訊網，利用搜尋引擎進行資訊搜尋，尋找自己需求想要的資訊；最後一週則讓學生整理找到的資訊，並且要求學生把搜尋結果完成製作word 文書報告作品呈現，線上探究課程時間和計畫表如表 3-2-3 所示：. 33.

(42) 表 3-2-3 線上探究課程時間和計畫表次. 課程科目. 別 1.. 節數/時. 計畫課程內容. 間電腦課. 1 節 45. 實施前測. (前測). 分鐘. 「核能發電」非制式推理思考開放性問卷前測以作為起點行為分析及研究結果資料處理之用。. 2. (電腦課+ 彈性課程). 2 節 90. 正式實施實驗教學，. 分鐘(同. 1. 「上網我最行」教學活動課程. 一週/2 節課). 2-1. 介紹線上探究鷹架學習單(實驗組) (提供線上探究各個程序的提示和協助) 2-2. 一般自主網路資訊搜索 (控制組). 3. (電腦課+ 彈性課程). 2 節 90. 網路資源搜索. 分鐘(同. 1-1 實驗組藉由線上探究鷹架學習單進行網路資訊. 一週/2 節課). 搜尋探究學習 1-2 控制組則進行一般的網路資訊自主搜尋探究學習. 4. (電腦課+ 彈性課程) (實施實驗教學--. 2 節 90. 1.網路資源分析整理. 分鐘(同. 1-1 實驗組藉由線上探究鷹架學習單進行網路資訊. 一週/2 節課). 報告). 搜尋探究學習以及資源分析整理 1-2 控制組則進行一般的網路資訊自主搜尋探究學習以及資源分析整理 2. 整理搜尋到的資料和資訊，製成「小小記者--核能發電」word 檔報告，視為搜尋結果的一部份。. 5.. 電腦課 (後測). 1 節 45. 實施後測. 分鐘. 「核能發電」非制式推理思考開放性問卷後測由學生依上課所利用網路蒐集資料學習到的內容加以填寫(課堂間完成)。以便了解實驗組學童在經過教學實驗後與控制組學童的搜索成果改變情形。. 34.

(43) 第三節研究流程本研究之流程如圖 3-3-1 所示：. 參考文獻. 與專家討論並進行文獻探討. 確定研究問題蒐確定研究主題. 集與. 確定研究目的與研究對象. 探討. 實施問卷之前測相線上探究活動. 關文. 實施問卷之後測. 獻資料處理與分析. 結果討論與建議. 論文撰寫. 專家建議與修改. 圖 3-3-1 研究流程圖. 35.

(44) 第四節研究工具為進行本研究目的，以回應待答問題，本研究的線上探究活動以非制式推理思考開放性問卷、線上探究鷹架學習單作為本研究之研究工具。. 一、非制式推理思考開放性問卷本研究工具選用免費的問卷網站my3q.com線上問卷投票系統，把問卷內容架設上去，接著連結此系統平台進行線上問卷調查，再透過網路進行資料蒐集，最後研究者再將所有調查問卷結果以Excel、Csv等檔案形式匯出，進行整理與統計分析其結果。引用並編修自吳穎沺(2007) 原先針對核能利用的社會性科學議題所開發之非制式推理與決策之開放性問卷來進行修改，進而制定本研究使用的開放性問卷「核能發電」議題非制式推理思考線上問卷調查(請詳見附錄 A)，用以評估學生面對核能發電相關的社會性科學議題時，其非制式推理思考的情形。. 二、線上探究鷹架學習單教學過程中，研究者提供實驗組線上探究鷹架學習單以輔助網路資訊搜尋活動的進行，用以幫助學生進行線上探究的學習、扮演聚焦活動的課程、以引導學生依此過程練習與學習所指定的情境問題等內容。此線上探究鷹架學習單的教學設計，主要是根據文獻探討Zhang與Quintana(2012) 四個鷹架教學策略以及針對線上探究時遇到的困難所整理出的四個學習流程（一）確定目的任務（二）搜索網頁資訊（三）閱讀評估資訊（四）統整利用資訊，作為教學活動設計以及研究者研究設計架構的依據。鷹架學習單設計目的是希望有系統地幫助學生熟悉線上探究過程，以評估和整合的觀點來分析資訊需求，有技巧地蒐集資訊，評估資訊，進而有效地利用和管理有用的資訊，增進學習績效，以資訊激起學習創意，促進學習的生產力（請詳見附錄B）。控制組則進行一般的傳統網路資訊搜尋探究學習。而兩組學生在實驗課程處理結束之後，將資料整理成word檔報告，由研究者全部收集整理，探討並瞭解學生在不同之教學活動及學習的模式下搜索成果之影響。. 36.

(45) 第五節資料搜集與分析一、資料搜集二組學生於教學前先進行非制式推理思考開放式問卷的前測，接著進行教學活動，當學生完成不同網際網路搜索任務教學之後，進行非制式推理思考開放式問卷的後測，搜集二組學生不同線上搜索任務的搜索成果資料，包括線上搜索結果以及非制式推理思考結果的前、後測問卷進行比較。部份學生有缺席情形，因此將不完整或空白的資料予以刪除，故本研究的問卷資料報告共有67份各為實驗組29份與控制組38份。. 二、資料編碼與處理研究者在搜集問卷後，刪除填答不全或無效之資料，分別依據量化或質性資料進行編碼，兼採質性及量化的方法作分析，希望能夠呈現學生在議題中非制式推理思考的模式。研究者將搜集的問卷資料內容，及非制式推理思考類別進行編碼，說明如下表3-5-1所示。表 3-5-1 問卷資料編碼表第一碼為年級，第二三碼代表班級，五六碼代表學生座學生編號. 號。如：70201代表七年二班座號一號學生。在學生非制式推理思考模式之類型歸納部分，由研究者從學生的理由中歸納出其所呈現的推理類型，也與指導教授討論並編修後決定採用道德、能源資源、生態環境、社會、健康、科學. 推理模式. 科技共六類進行分類類型與本研究學生推理內容較為相近之分類方法，以符合本研究議題之使用，來作為本研究分類之依據。. 文字螢光標示. 表示學生推理所強調的主要論點。. 37.

(46) 三、資料分析本研究依據研究問題所需分析的資料包含：學生word檔整理報告與填答開放性前、後測問卷的質性資料轉換為量化資料，利用 Excel 試算表軟體整理學生的作答資料，以及 SPSS 統計套裝軟體作為分析工具，以供後續分析探討學生的學習表現情形。 (一.) 搜尋成果在本研究中的資料分析則參考 Wu 與 Tsai（2007）的質、量轉換架構，學生被要求他們在線上搜尋資訊之後整理做成word檔報告，這份報告被看作是他們在這項研究中線上探究的搜索結果。依據學生的報告來評估學生線上搜尋結果，由於概念理解是跟正確性與豐富性有關，非制式推理思考是跟豐富性與整合性有關，因此，參考吳穎沺 (2007)從正確性、豐富性與整合性三個向度來進行評估： 1.. 正確性：在學生的報告中，所使用資訊的準確程度。. 2.. 豐富性：在學生的報告中，資訊豐富充沛數量的程度。. 3.. 整合性：在學生的報告中，將已搜查到的資料、資訊整合組織的程度。有關學生「核能發電」議題報告等級的評估指標，引用編修自吳穎沺 (2007). 原先針對核能利用的社會性科學議題之等級的評估指標來進行修改，如表3-5-2 所示：. 38.

(47) 表3-5-2學生「核能發電」議題報告等級評估指標向度. 內容. 分數. 報告應包括以下內容：. 正確性(30%). 1. 資料是否正確. (10%). 2. 資料是否為較新的. (10%). 3. 是否標示資料來源出處. (10%). 報告應該提及以下內容： 1。核能發電的原理：. （10%）. （1）鈾（U-235）. （2分）. （2）核裂變和鍊式反應. （2分）. （3）能量產生的高壓力. （2分）. （4）與其他產生能源的方法比較. （4分）. 2。使用核能發電的優點：. （10%）. 豐富性(30%). 社會面向，經濟面向，生態環境為導向，（每一個觀點2分）以科學為導向的，以技術為導向的觀點 3。使用核能發電的缺點：. （10%）. 社會面向，經濟面向，生態環境為導向，以科學為導向的，以技術為導向的觀點 1. 學生用於整合報告的來源數量(10%). （每一個出處2分） 5個出處或以上Æ10分. 整合性(40%). 2. 學生重新整合報告的程度. (20%). 3. 學生個人觀點. (10%). 39.