高職機械科學生個人創造力及其影響因素之研究－以奈米科技概念知識學習為例

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(1) . 國立臺灣師範大學工業教育學系博士論文指導教授：吳明雄博士李金泉博士. 高職機械科學生個人創造力及其影響因素之研究－以奈米科技概念知識學習為例 The study on personal creativity and associated factors of mechanical engineering students in vocational high school: An example of nanotechnology conceptual knowledge learning. 研究生：袁宇熙. 中 . 華. 民. 國. 一. ○. 一. 年. 一. 月.

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(3) ~~. ~. ~ 5RA-1f t-f±. 1'J9- ~ (~ ~ lL*:It.#JiA*. J_tq,iif &~ -t~ 1fktf-3tfr!T ?!T-&. .A ~~ ?t1l ~::Me!: ~U'J£~ ~~ * t!(ff X. J~ ~ -fi ;}~. *~!K. t-f± - - - - - - - J!J *#H. A* -fi 1f 4Jt ~ ~ tt:i.t kft 3t fr!T -fi ~ ;.f..~X.J~ ~-fi~. ~ .±..1£ : ~3k:~·_____.,.!~___.__4~. . . -.

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(5) . 謝誌手指頭一如往常地在電腦鍵盤上飛躍，但心中泛溢著迥然不同的感覺，因為，此刻忙碌的，竟是博士論文謝誌。隨著螢幕上字數的增加，在博班求學的種種歷程，好似快轉的影像，跟著一一縈繞在腦海；再看到手邊剛修正好的論文，有種時光錯置的感覺，彷彿才剛踏入博士班的這個研究室，依稀看到自己埋首於國科會計畫書、報告書、聽課、作業、備課、教學、改作業、打成績等忙碌的身影。這是一段很難得的經歷，也絕不後悔自己當初的決定，無論未來如何，博士班的磨練，讓自己更有信心與能力來面對未來的挑戰。本論文得以完成，首先要向兩位指導教授吳明雄老師與李金泉老師致上誠摯謝意，兩位老師的殷切指導與叮嚀，使學生競競業業不敢懈怠。同時感謝孟繼洛老師、饒達欽老師、蕭錫錡老師、許全守老師、張嘉育老師等口試委員撥冗指導論文，席間更感受到諸位老師對學生的期望與愛護。此外，攻讀博班期間，受到師大僑教學院國際人資所張媁雯老師、本系胡茹萍老師、莊謙本老師、戴建耘老師、洪榮昭老師、黃啟祐老師、李基常老師、宋修德老師、吳明振主任、機電系楊啟榮老師、陳美勇老師、圖傳系陳仙舟老師、佛光大學楊朝祥校長、明新科技大學馮丹白校長、國北教大人文藝術學院林炎旦院長、經國管理學院人資系許碧珊老師、銘傳大學教育所張國保所長、北科大技職所劉曉芬老師、中央大學法政所王燦槐老師等諸位教授的提攜與指導，謹此同時致上誠摯感謝。接著要感謝教育部技職司專門委員蕭玉真學姊給予行政歷練的機會與關心，以及三科蕭奕志科長、陳宏彰先生與鄭金興先生對於承辦業務執行的指導和協助。而本班同窗新竹高工黃維賢校長、華僑高中朱富裕校長、大直高中黃文振校長、翰林出版社陳宛非協理、大同高中蔡志敏老師、新竹高工廖俊仁主任、木柵高工牛涵釗組長與余化人老師等人給予的關心、支持和鼓勵，也表達誠摯感謝。對於美商滑軌公司張德正總經理、中華彩色印刷張中一總經理、勞研所黃議正博士給予的協助，也深感謝意。. .

(6) . 再是感謝師大科技學院黃宇瑀秘書、本系吳炯臣先生、黃永祥先生、梁智翔先生、高中職評鑑辦公室歐佩媜小姐、機電系林淑雯小姐、技職中心彭令儀小姐、李佩樺小姐、徐善品先生等人在承辦技職季刊編輯業務時給予的協助。而中華科技大學進修部學務組董遠飛組長、桑鴻文老師、陳惠玲小姐、陳永妃小姐、李傳凱先生、周珘小姐、陳君豪先生、黃汝玉小姐、游佳雯小姐、林彣蔘小姐、李恩德先生、施佩均小姐給予的關心和鼓勵也同樣致謝，也很榮幸能與大家共事。對於內湖高工賴慕回老師、德明科大林倫豪主秘、德霖技術學院施秀青老師、漳和國中張素惠主任、大安高工李光耀老師、前臺北市教育局資訊室韓長澤主任、光復中學程曉銘校長、黃敦煌主任、林逸茜小姐、高曼婷小姐、黃玉君小姐、教育電臺蔡宜穎小姐等博士班師長好友們的關心與支持，謹致上謝意。還要感謝南臺科大研發處劉釋霞小姐、中臺科大教學發展中心黃怡仁小姐給予的協助和支持，以及經國管理學院人資系陳俊嘉同學、崔雅菡同學、陳花渝同學等常常犧牲假日協助研究計畫與書籍寫作。還有可愛的經國人資四甲同學們給予難忘的課堂驚喜-生平第一次公開被奶油洗臉，還有收到超大的紀念看板；同學們的支持，更是讓自己堅持下去的動力。最後，最是感謝母親李唯珩女士，總在自己最低潮的時候，透過母親給予堅定的支持與溫暖的安慰而得以堅持；還有表姊陳孟蘋小姐的盡心幫忙，老爹、妹妹宇婕和妹夫凱弘、表哥紹殷(Allen)等親人的關心和鼓勵，是最寶貴的無形資產。走筆至此，發現自己受到這麼多人的關愛和支持，才深覺必須以更謙卑的心情、更嚴謹的態度、更務實的想法、更開闊的心胸，好好對待身邊的每一位貴人、好好處理每一件事情。博士班結業，是新階段的開始，任重而道遠，而這個「道」是另一層次的磨練，透過對這麼多關心自己的人的感謝，相信自已準備好，繼續前進了！宇熙謹誌於臺北市壬辰年立春. .

(7) . 摘要奈米科技因為科技的發達而成為各國重要的尖端發展領域，其中人才的培育更是關鍵因素。臺灣因為優秀的技職人才，乃造就了舉世驚羨的臺灣經濟奇蹟，然面對日益激烈的國際競爭情勢，更有必要提早著手進行技職人才的科技培育工作。有鑑於此，本研究乃藉由奈米科技、學習理論、數位多媒體教材、創造力教育等相關文獻之回顧，研究者參與適合高職機械科學生專業科目學習的融入式教學法與數位多媒體教材之建構。研究樣本經立意取樣選取公立高職機械科二個班級、私立高職兩個班級為實驗組，施予融入式奈米科技概念知識揉合創造力啟發教學；而另選取公立高職機械科四個班級、私立高職二個班級為控制組，僅實施原課程科目單元之教學。研究工具乃分別就國內外相關研究量表加以選取，經原作者同意後，敦請專家學者就題意進行適當修正，引以為本研究之心理意象表徵的量測工具。實驗教學的期程分別為機械製造實施六周，合計 11 個單元；機械材料則進行十四周，合計 29 個單元的奈米科技概念知識學習揉合創造力啟發教學於 99 學年實施。經前測、實驗教學與後測進行研究資料的蒐集後，應用雙因子多變量變異數(two-way MONCOVA)分析及結構方程模式 (structural equation modeling)為資料分析方法，進行研究資料之分析。分析結果顯示公私立學校實驗組的創意自我效能與個人創造力分數無顯著差異；公立學校的實驗組與控制組在創意自我效能與個人創造力分數同樣無顯著差異；然私立學校的實驗組之創意自我效能與個人創造力分數則顯著優於控制組學生。再經實驗處理效果量(power)之檢定，顯示教學效果達到中等效果量。接著，依據文獻所提出的個人創造力影響因素模式，經實驗組樣本群代入模式後檢定結果顯示達到良好適配水準，使研究假設模式獲得支持，且支持班級因素、個人因素及家庭因素皆對學生的創意自我效能及個人創造力有顯著正向影響力；然控制組樣本群的檢定結果，則. I .

(8) . 顯示班級因素僅能影響個人創造力，且家庭因素對於受測學生的創意自我效能及個人創造力皆不具影響力；同樣的，兩群組結構平均數差異性檢定結果，同樣支持模式分析之發現。研究建議方面，就學術建議部分提出：1.研究量表具信效度，可資後續相關研究參考之用；2.個人創造力影響因素模式獲得良好適配，顯示模式可供教學單位進行奈米科技概念知識學習揉合創造力啟發教學參考之用。另就實務上之建議，則提出：1.奈米科技概念知識與創造力啟發之數位多媒體教材可供相關教材開發單位發展教材時的參考；2.融入式奈米科技概念知識學習揉合創造力啟發教學模式亦可供相關教學單位研擬教學模式時之參考。對未來相關研究之建議：1.可考量增加實驗場景外來變異因素之控制、單位內異質性因素之控制、新奇與干擾的影響因素、對實驗情況的反應干擾等實驗控制變項之掌控；2.可進一步探討學業成就導向班級氣氛與創造力之間的關係；3.可考量擴大樣本數，或擴大實施科別，以再驗證實驗教學效果。. 關鍵字：技職教育、融入式教學法、奈米科技、創造力、數位多媒體教材. II .

(9) . Abstract Nanotechnology becomes one essential development of advanced technology in several nations due to the progress of science and technology. Taiwan’s economic miracle had been promoted by vocational talents in the past thirty years. However, it is necessary to engage in the cultivation of vocational talents earlier to face increasingly keen global competition based on increasingly keen international competition. Hence, the curriculum infused teaching methods and digital multi-media materials for vocational high school students at Department of Machinery. Researcher was participated the development of the materials that established based on the related literature review such as nanotechnology, learning theory, multi-digital materials, and creativity education. Four classes were selected from public and private vocational high schools respectively and were assigned to an experimental group through judgmental sampling, further. On the other hand, another four classes from public vocational high school and another two classes from private vocational high school were selected and assigned to a control group respectively. A designed package of nanotechnology concept knowledge learning and inspired teaching for creativity were used as the treatment for the experimental groups, whereas, the control groups without inspired teaching for creativity in this research. Related questionnaires from the literature review were employed as the research tool; further, the item modification was completed through an expert meeting after receiving the authorized letters from authors. The procedure of the experimental treatment includes eleven units within six weeks for the subject of Machinery Manufacturing, and twenty-nine units within eleven weeks for the subject of Mechanical Materials in the year of 2011. The research data were obtained through pre-test, inspired teaching for III .

(10) . creativity, and post-test. Research data were collected by the questionnaire survey. The result supported that the scores of the experimental group students' creative self-efficacy and personal creativity were higher than the control group students'. Lastly, a theoretical model was approved via Structural Equation Modeling and reached a good-of-fit level. Two-way MANCOVA and Structural Equation Modeling (SEM) were used for the data analysis. The result shows that there is no significant discrepancy in the scores of creativity self-efficacy and personal creativity between the public school students and the private school students. Further, the researcher found that no significant discrepancy was in the scores of creativity self-efficiency and personal creativity between the experimental groups and the control groups in the public schools as well. However, the experimental group had the scores of creativity self-efficacy and personal creativity significantly higher than the control groups. The power examination result shows that the experimental treatment reached the medium size. According to the literature review, a developed “Affective Factor Model of Personal Creativity” had been examined through the experimental group samples and the result of a good-of-fit test supported the hypothesized model. Moreover, the result supported that the class factor, individual factor, and family factor affected creativity self-efficacy and personal creativity positively in the experimental group, while the class factor affected personal creativity only in the control group. What is more, the family factor had no effect on creativity self-efficacy and personal creativity in the control group. Meantime, the test result of two-group structural means complied with the result of model fit examination. The suggestions were made according to the research findings. In the academic term, the suggestions are: 1. the validated research tool could be. IV .

(11) . applied for related researches; 2. the Affective Factor Model of Personal Creativity could be a reference for researchers in educational settings. In practice, the suggestions include: 1. the digital multi-media materials could be a reference for developers of related teaching materials; 2. the teaching model could be a reference for curriculum developers. Finally, the suggestions for future researchers are: 1. related experimental control variables, such as external variance factors in an experimental design, unit heterogeneous factors, novelty and interference factors, reaction and interference in an experimental design, should be in charge by researchers; 2. the relationship between the academic achievement-oriented classroom climate and creativity should be further explored; 3. for re-examining the contribution of the experimental teaching, increasing the sample size or involving more subjects could be carried out in the future research.. Keyword: vocational education, infused curriculum, nanotechnology, creativity, digital multi-media material. V .

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(13) . 目錄. 摘要..................................................................................................................................I Abstract ......................................................................................................................... III 表目錄........................................................................................................................... IX 圖目錄...................................................................................................................... VXII. 第一章緒論 ....................................................................................................... 1 第一節第二節第三節第四節第五節. 研究背景與動機 .............................................................................. 1 研究目的 .......................................................................................... 7 研究問題 .......................................................................................... 9 重要名詞定義 ................................................................................ 11 研究範圍與限制 ............................................................................ 15. 第二章文獻探討 ............................................................................................. 19 第一節奈米科技概念知識 ........................................................................ 19 第二節學習理論及教學法 ........................................................................ 25 第三節創造力及其相關影響因素............................................................ 37 第三章研究設計與實施................................................................................. 57 第一節第二節第三節第四節第五節第六節. 研究架構 ........................................................................................ 57 研究假設 ........................................................................................ 63 研究對象 ........................................................................................ 65 研究工具 ........................................................................................ 69 研究方法與程序 ............................................................................ 83 資料分析方法 ................................................................................ 93. 第四章研究量表信效度之驗證................................................................... 103 第一節研究資料檢核 .............................................................................. 103 第二節量表信度與效度之檢核 .............................................................. 109 第五章資料分析與討論............................................................................... 215 第一節科技創意之現況分析 ................................................................... 215 第二節創造力啟發教學影響性分析 ....................................................... 223 第三節個人創造力影響因素模式分析 ................................................... 285. VII .

(14) . 第四節分析結果與討論 ........................................................................... 297 第六章研究結論與建議............................................................................... 313 第一節研究結論 ....................................................................................... 313 第二節研究建議 ....................................................................................... 317 參考文獻 ......................................................................................................... 321 壹、中文部分 ............................................................................................ 321 貳、英文部分 ............................................................................................ 331 附錄 ................................................................................................................. 357 附錄一、專家內容效度指標檢定分析摘要表 ................................................... 357 附錄二、奈米機械材料融入教學課程單元一覽表 ........................................... 363 附錄三、奈米機械製造融入教學課程單元一覽表 ........................................... 365 附錄四、機械科實驗教學專業科目融入式奈米科技教學單元一覽表 ........... 367 附錄五、研究問卷使用同意書 ........................................................................... 369 附錄六、本研究問卷 ........................................................................................... 375. VIII .

(15) . 表目錄表 3-1 前測樣本分配彙整表 ..................................................................................... 66 表 3-2 後測樣本分配彙整表 ..................................................................................... 67 表 3-3 研究工具專家效度審查之名單 ..................................................................... 72 表 3-4 Cronbach’s Alpha 信度係數評鑑標準表 ........................................................ 75 表 3-5 科技創意發展班級因素分量表項目分析彙總表 ......................................... 76 表 3-6 科技創意發展家庭因素分量表項目分析彙總表 ......................................... 77 表 3-7 科技創意發展個人因素分量表項目分析彙總表 ......................................... 78 表 3-8 創意自我效能分量表項目分析彙總表 ......................................................... 80 表 3-9 個人創造力分量表項目分析彙總表 ............................................................. 81 表 3-10 實驗設計模式簡表 ....................................................................................... 83 表 3-11 實驗教學實施科目單元與周次一覽表 ....................................................... 85 表 3-12 模式適配指標判斷標準彙整表 ................................................................... 98 表 3-13 因素負荷量判斷標準表 ............................................................................. 100 表 4-1 量表各題遺漏值彙整表 ............................................................................... 105 表 4-2 科技創意發展班級因素分量表各題項之係數彙整表 ............................... 119 表 4-3 科技創意發展班級因素分量表各構面之係數彙整表 ............................... 120 表 4-4 科技創意發展班級影響因素分量係數彙整表 ........................................... 122 表 4-5 科技創意發展班級因素分量表驗證性因素分析之係數彙整表 ............... 123 表 4-6 科技創意發展班級因素分量表一階式驗證性因素分析模式係數彙整表 125 表 4-7 單一因素模式、多因素斜交模式之相關適配統計量比較表 ................... 127 表 4-8 科技創意發展班級因素分量表一階式驗證性因素分析模式適配度指標與判斷標準值彙整表 ................................................................................... 129 表 4-9 科技創意發展班級因素分量表二階式驗證性因素分析模式係數彙整表 133 表 4-10 科技創意發展班級因素分量表二階式驗證性因素分析模式適配度指. IX .

(16) . 標與判斷標準值彙整表 ............................................................................. 134 表 4-11 二階式驗證性因素分析模式與一階式驗證性因素分析模式之相關適配統計量比較表 ......................................................................................... 135 表 4-12 科技創意發展個人因素分量表各題項之係數彙整表 ............................. 144 表 4-13 表 4-13 科技創意發展個人因素分量表各構面之係數彙整表 ............... 145 表 4-14 科技創意發展班級影響因素分量表之係數彙整表 ................................. 147 表 4-15 科技創意發展個人因素分量表驗證性因素分析之係數彙整表 ............. 148 表 4-16 科技創意發展個人因素分量表一階式驗證性因素分析模式之係數彙整表 ............................................................................................................. 149 表 4-17 單一因素模式、多因素斜交模式之相關適配統計量比較表 ................. 151 表 4-18 科技創意發展個人因素分量表一階式驗證性因素分析模式適配度指標與判斷標準值彙整表 ............................................................................. 152 表 4-19 科技創意發展個人因素分量表二階式驗證性因素分析模式之係數彙整表 ............................................................................................................. 155 表 4-20 科技創意發展個人因素分量表二階式驗證性因素分析模式適配度指標與判斷標準值彙整表 ............................................................................. 157 表 4-21 二階式驗證性因素分析模式與一階式驗證性因素分析模式之相關適配統計量比較表 ......................................................................................... 158 表 4-22 科技創意發展家庭因素分量表各題項之係數彙整表 ............................. 165 表 4-23 科技創意發展家庭因素分量表各構面之係數彙整表 ........................... 165 表 4-24 科技創意發展班級影響因素分量之係數彙整表 ..................................... 167 表 4-25 科技創意發展家庭因素分量表驗證性因素分析之係數彙整表 ............. 167 表 4-26 科技創意發展家庭因素分量表一階式驗證性因素分析模式之係數彙整表 ............................................................................................................. 168 表 4-27 單一因素模式、多因素斜交模式之相關適配統計量比較表 ................. 169 表 4-28 科技創意發展家庭因素分量表一階式驗證性因素分析模式適配度指. X .

(17) . 標與判斷標準值彙整表 ............................................................................. 171 表 4-29 科技創意發展家庭因素分量表二階式驗證性因素分析模式之係數彙整表 ............................................................................................................. 173 表 4-30 科技創意發展家庭因素分量表二階式驗證性因素分析模式適配度指標與判斷標準值彙整表 ............................................................................. 175 表 4-31 二階式驗證性因素分析模式與一階式驗證性因素分析模式之相關適配統計量比較表 ......................................................................................... 176 表 4-32 創意自我效能分量表量表各題項之係數彙整表 ................................... 182 表 4-33 創意自我效能分量表量表各構面之係數彙整表 ................................... 182 表 4-34 科技創意發展班級影響因素分量表之係數彙整表 ................................. 183 表 4-35 創意自我效能分量表驗證性因素分析之係數彙整表 ............................. 184 表 4-36 創意自我效能分量表量表一階式驗證性因素分析模式之係數彙整表 . 185 表 4-37 單一因素模式、多因素斜交模式之相關適配統計量比較表 ................. 186 表 4-38 創意自我效能分量表量表一階式驗證性因素分析模式適配度指標與判斷標準值彙整表 ..................................................................................... 187 表 4-39 創意自我效能分量表量表二階式驗證性因素分析模式之係數彙整表 . 189 表 4-40 創意自我效能分量表量表二階式驗證性因素分析模式適配度指標與判斷標準值彙整表 ..................................................................................... 191 表 4-41 二階式驗證性因素分析模式與一階式驗證性因素分析模式之相關適配統計量比較表 ......................................................................................... 192 表 4-42 個人創造力分量表各題項之係數彙整表 ............................................... 200 表 4-43 個人創造力分量表各構面之係數彙整表 ................................................. 200 表 4-44 個人創造力分量表之係數彙整表 ............................................................. 202 表 4-45 個人創造力分量表驗證性因素分析之係數彙整表 ................................. 203 表 4-46 個人創造力分量表一階式驗證性因素分析模式之係數彙整表 ............. 204 表 4-47 單一因素模式、多因素斜交模式之相關適配統計量比較表 ................. 205. XI .

(18) . 表 4-48 個人創造力分量表一階式驗證性因素分析模式適配度指標與判斷標準值彙整表 ................................................................................................. 207 表 4-49 個人創造力分量表二階式驗證性因素分析模式之係數彙整表 ............. 209 表 4-50 個人創造力分量表二階式驗證性因素分析模式適配度指標與判斷標準值彙整表 ................................................................................................. 211 表 4-51 二階式驗證性因素分析模式與一階式驗證性因素分析模式之相關適配統計量比較表 ......................................................................................... 212 表 5-1 全體受試者在科技創意發展班級因素之平均數與標準差摘要表 ........... 216 表 5-2 全體受試者在科技創意發展個人因素之平均數與標準差摘要表 ........... 217 表 5-3 全體受試者在科技創意發展家庭因素之平均數與標準差摘要表 ........... 219 表 5-4 全體受試者在創意自我效能之平均數與標準差摘要表 ........................... 220 表 5-5 全體受試者在個人創造力之平均數與標準差分析摘要表 ....................... 221 表 5-6 創意自我效能之原始後測細格平均數、標準差及樣本數彙整表 ........... 225 表 5-7 創意自我效能之雙因子多變量共變數分析摘要表 ................................... 226 表 5-8 一般教學組內之公私立學校兩組在流暢力之單因子單變量共變數分析摘要表 ......................................................................................................... 228 表 5-9 創造力啟發教學組內之公私立學校兩組在流暢力之單因子單變量共變數分析摘要表 ............................................................................................. 229 表 5-10 流暢力之調整後估計邊緣平均數彙整表 ................................................. 229 表 5-11 一般教學組內之公私立學校兩組在變通力之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................................................... 232 表 5-12 創造力啟發教學組內之公私立學校兩組在變通力之單因子單變量共變數分析摘要表 ......................................................................................... 232 表 5-13 變通力之調整後估計邊緣平均數彙整表 ................................................. 221 表 5-14 一般教學組內之公私立學校兩組在獨創力之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................................................... 235. XII .

(19) . 表 5-15 創造力啟發教學組內之公私立學校兩組在獨創力之單因子單變量共變數分析摘要表 ......................................................................................... 235 表 5-16 獨創力之調整後估計邊緣平均數彙整表 ................................................. 236 表 5-17 私立學校組內之不同教學法兩組在流暢力之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................................................... 239 表 5-18 公立學校組內之不同教學法兩組在流暢力之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................................................... 240 表 5-19 流暢力之估計邊緣平均數彙整表 ............................................................. 240 表 5-20 私立學校組內之不同教學法兩組在變通力之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................................................... 243 表 5-21 公立學校組內之不同教學法兩組在變通力之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................................................... 243 表 5-22 變通力之估計邊緣平均數彙整表 ............................................................. 244 表 5-23 私立學校組內之不同教學法兩組在獨創力之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................................................... 246 表 5-24 公立學校組內之不同教學法兩組在獨創力之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................................................... 246 表 5-25 獨創力之估計邊緣平均數彙整表 ............................................................. 247 表 5-26 個人創造力原始後測細格平均數、標準差及樣本數彙整表 ................. 250 表 5-27 個人創造力之雙因子多變量共變數分析摘要表 ..................................... 252 表 5-28 一般教學組內之公私立學校兩組在思慮周延且多元思考構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................... 254 表 5-29 創造力啟發教學組內之公私立學校兩組在學生思慮周延且多元思考構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ................................................. 255 表 5-30 思慮周延且多元思考構面之調整後估計邊緣平均數彙整表 ................. 255 表 5-31 一般教學組內之公私立學校兩組在具學習力與觀察力及創作力構面. XIII .

(20) . 之單因子單變量共變數分析摘要表 ......................................................... 258 表 5-32 創造力啟發教學組內之公私立學校兩組在學生具學習力與觀察力及創作力構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................... 258 表 5-33 具學習力與觀察力及創作力構面之調整後估計邊緣平均數彙整表 ..... 259 表 5-34 一般教學組內之公私立學校兩組在理論知識導向且動機強構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ................................................................. 261 表 5-35 創造力啟發教學組內之公私立學校兩組在學生理論知識導向且動機強構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ............................................. 261 表 5-36 理論知識導向且動機強構面之調整後估計邊緣平均數彙整表 ............. 262 表 5-37 一般教學組內之公私立學校兩組在富於想像力構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................................... 265 表 5-38 創造力啟發教學組內之公私立學校兩組在學生富於想像力構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ................................................................. 265 表 5-39 富於想像力構面之調整後估計邊緣平均數彙整表 ................................. 266 表 5-40 私立學校組內之不同教學法兩組在思慮周延且多元思考構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................... 269 表 5-41 公立學校組內之不同教學法兩組在思慮周延且多元思考構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................... 270 表 5-42 思慮周延且多元思考構面之調整後估計邊緣平均數彙整表 ................. 270 表 5-43 私立學校組內之不同教學法兩組在具學習力與觀察力及創作力構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ......................................................... 273 表 5-44 公立學校組內之不同教學法兩組在具學習力與觀察力及創作力構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ......................................................... 273 表 5-45 具學習力與觀察力及創作力構面之調整後估計邊緣平均數彙整表 ..... 274 表 5-46 私立學校組內之不同教學法兩組在理論知識導向且動機強構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ................................................................. 277. XIV .

(21) . 表 5-47 公立學校組內之不同教學法兩組在理論知識導向且動機強構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ................................................................. 277 表 5-48 理論知識導向且動機強構面之調整後估計邊緣平均數彙整表 ............. 278 表 5-49 私立學校組內之不同教學法兩組在富於想像力構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................................... 281 表 5-50 公立學校組內之不同教學法兩組在富於想像力構面之單因子單變量共變數分析摘要表 ..................................................................................... 281 表 5-51 富於想像力構面之調整後估計邊緣平均數彙整表 ................................. 282 表 5-52 實驗組個人創造力影響因素模式之相關係數彙整表 ............................. 286 表 5-53 實驗組個人創造力影響因素模式之徑路係數彙整表 ............................. 286 表 5-54 實驗組個人創造力影響因素模式之模式適配度指標與判斷標準值彙整表 ............................................................................................................. 288 表 5-55 控制組個人創造力影響因素模式之相關係數彙整表 ............................. 289 表 5-56 控制組個人創造力影響因素模式之徑路係數彙整表 ............................. 290 表 5-57 控制組個人創造力影響因素模式之模式適配度指標與判斷標準值彙整表 ............................................................................................................. 292 表 5-58 兩群組個人創造力影響因素模式之相關係數比較表 ............................. 294 表 5-59 兩群組個人創造力影響因素模式之徑路係數比較表 ............................. 294 表 5-60 兩群組個人創造力影響因素模式之徑路係數比較表 ............................. 295 表 5-61 不同教學法（A 因子）內公私立學校（B 因子）在創意自我效能調整後細格平均數及事後比較結果彙整表 ..................................................... 300 表 5-62 公私立學校（B 因子）內不同教學法（A 因子）在創意自我效能調整後細格平均數及事後比較結果彙整表 ..................................................... 301 表 5-63 不同教學法（A 因子）內公私立學校（B 因子）在個人創造力調整後細格平均數及事後比較結果彙整表 ......................................................... 303 表 5-64 公私立學校（B 因子）內不同教學法（A 因子）在個人創造力調整後. XV .

(22) . 細格平均數及事後比較結果彙整表 ......................................................... 304. XVI .

(23) . 圖目錄圖 2-1 Isaksen 和 Dorval 所提之創造性問題解決模式示意圖 ................................ 33 圖 2-2 Guilford 所提之擴散思考模式示意圖 ........................................................... 34 圖 2-3 董奇所提之聚歛思考模式示意圖 ................................................................. 35 圖 2-4 Williams 所提之認知情意互動教學模式示意圖 ........................................... 31 圖 2-5 陳龍安所提之 ATDE 創造思考教學模式示意圖 ......................................... 36 圖 2-6 創造力系統觀示意圖 ..................................................................................... 41 圖 3-1 整體研究架構圖 ............................................................................................. 58 圖 3-2 本研究提出之個人創造力影響因素模式圖 ................................................. 59 圖 3-3 實驗教學設計示意圖 ..................................................................................... 84 圖 3-4 研究程序圖 ..................................................................................................... 90 圖 3-5 典型 SEM 模型圖 ........................................................................................... 96 圖 3-6 典型 CFA 測量模型及二階 CFA 測量模型圖 .............................................. 96 圖 4-1 學生科技創意發展班級因素之一階式驗證性因素分析模式圖 ............... 113 圖 4-2 學生科技創意發展班級因素之二階式驗證性因素分析模式圖 ............... 116 圖 4-3 標準化係數值之一階式驗證性因素分析量測模式圖 ............................... 121 圖 4-4 標準化係數值之二階式驗證性因素分析量測模式圖 ............................... 131 圖 4-5 科技創意發展個人因素分量表之一階式驗證性因素分析模式圖 ........... 138 圖 4-6 科技創意發展個人因素分量表之二階式驗證性因素分析模式圖 ........... 141 圖 4-7 標準化係數值之一階式驗證性因素分析量測模式圖 ............................... 146 圖 4-8 標準化係數值之二階式驗證性因素分析量測模式圖 ............................... 154 圖 4-9 科技創意發展家庭因素分量表之一階式驗證性因素分析模式圖 ........... 160 圖 4-10 科技創意發展家庭因素分量表之二階式驗證性因素分析模式圖 ......... 162 圖 4-11 標準化係數值之一階式驗證性因素分析量測模式圖 ............................. 166 圖 4-12 標準化係數值之二階式驗證性因素分析量測模式圖 ............................. 172. XVII .

(24) . 圖 4-13 創意自我效能分量表之一階式驗證性因素分析模式圖 ......................... 178 圖 4-14 創意自我效能分量表之二階式驗證性因素分析模式圖 ......................... 179 圖 4-15 標準化係數值之一階式驗證性因素分析量測模式圖 ............................. 183 圖 4-16. 標準化係數值之二階式驗證性因素分析量測模式圖 ........................... 188. 圖 4-17 個人創造力分量表之一階式驗證性因素分析模式圖 ............................. 194 圖 4-18 個人創造力分量表之二階式驗證性因素分析模式圖 ............................. 197 圖 4-19. 標準化係數值之一階式驗證性因素分析量測模式圖 ........................... 201. 圖 4-20. 標準化係數值之二階式驗證性因素分析量測模式圖 ........................... 208. 圖 5-1 不同教學法組別內之公私立學校兩組在流暢力邊緣平均數交互作用圖 230 圖 5-2 不同教學法組別內之公私立學校兩組在變通力邊緣平均數交互作用圖 233 圖 5-3 不同教學法組別內之公私立學校兩組在獨創力邊緣平均數交互作用圖 237 圖 5-4 公私立學校各組內在不同教學法之流暢力邊緣平均數之交互作用圖 ... 241 圖 5-5 公私立學校各組內在不同教學法之變通力邊緣平均數之交互作用圖 ... 244 圖 5-6 公私立學校各組內在不同教學法之獨創力邊緣平均數之交互作用圖 ... 248 圖 5-7 不同教學法組別內之公私立學校兩組在學生思慮周延且多元思考構面邊緣平均數之交互作用圖 ........................................................................... 256 圖 5-8 不同教學法組別內之公私立學校兩組在學生具學習力與觀察力及創作力構面邊緣平均數之交互作用圖 ............................................................... 259 圖 5-9 不同教學法組別內之公私立學校兩組在學生理論知識導向且動機強構面邊緣平均數之交互作用圖 ....................................................................... 263 圖 5-10 不同教學法組別內之公私立學校兩組在學生富於想像力構面邊緣平均數之交互作用圖 ..................................................................................... 267 圖 5-11 公私立學校各組內在不同教學法之思慮周延且多元思考構面邊緣平均數之交互作用圖 ..................................................................................... 271 圖 5-12 公私立學校各組內在不同教學法之具學習力與觀察力及創作力構面邊緣平均數之交互作用圖 ......................................................................... 275. XVIII .

(25) . 圖 5-13 公私立學校各組內在不同教學法之理論知識導向且動機強構面邊緣平均數之交互作用圖 ................................................................................. 279 圖 5-14 公私立學校各組內在不同教學法之富於想像力構面邊緣平均數之交互作用圖 ..................................................................................................... 283 圖 5-15 實驗組個人創造力影響因素模式標準化徑路係數圖 ............................. 287 圖 5-16 控制組個人創造力影響因素模式標準化徑路係數圖 ............................. 290. XIX .

(26) . XX .

(27) . 第一章緒論本章將區分為五節闡述本研究之主軸，第一節說明研究背景與動機，第二節說明研究目的，第三節說明研究問題與假設，第四節說明重要名詞定義，第五節說明研究範圍與限制。. 第一節. 研究背景與動機. 在全球趨勢著重於奈米科技熱潮之下，以奈米科技為主軸的高科技經濟，勢必成為國際競爭的關鍵（曾國鴻、陳沅， 2005）。而奈米科技的發展高度依賴創新與創意，其中技職人才的培育直接關係到整體經濟的發展，更應受到相對的重視（楊朝祥，2005）。基於新經濟需求的態勢，以及科技發展帶來人類發展的快速改變 (Freeman, Sharp & Walker, 1993; Grieves, 2003)。基此，考量科技迅速的發展帶動社會的急遽變遷，以及因應激烈的國際競爭情勢，透過計畫性引導國家科技發展方向，搭配性統性地讓學生有系統地進行學習活動，以增強臺灣的全球科技競爭力，故對於課程與教師及學校之間的關係，必須審慎重新定位（張嘉育， 2002）。因此，技職學校本位課程之發展應該更廣泛的考量與賦予充足的彈性（蕭錫錡、楊豪森、陳慕能，2008），以培育人才所需能力為核心來進行技職教育課程之規劃（李隆盛、侯世光、許全守、張良德、林坤誼，2005），同時考量到學習內涵對學生的影響（李金泉、陳清檳，2007），尤其基礎知識的奠基對未來專業發展至關重要（孟繼洛，2003）。故適當安排課程單元增加學生對先進科技新知的敏銳度與學習興趣（吳京， 1997）以及創造力（教育部， 2002）勢不可少，尤其在精益求精的精緻教 1 .

(28) . 育理念下（吳清基，2006，2011），彙整先進科技知識與創造力的培養，實為當務之急。創造力相關研究之濫觴，可追溯自二十世紀中葉美國心理學會會長 J. P. Guilford 的關注與倡導（詹志禹，2005）。至今，學術界對創造力的定義已各家紛陳（毛連塭、郭有遹、陳龍安、林幸臺，2000；陳偉昌， 2001；譚克平， 1997），然教育百科辭典（教育百科辭典編審委員會主編， 1994）解釋「創造力」一詞：「係指根據一定目標，運用已知訊息，產生出某種新穎、獨特、有益於社會或個人產品的能力，其中，『產品』可以是一種新觀念、新設想，新理論，也可以是一項新技術」。另依據 2008 年的韋氏辭典的定義，「創造力」 (creativity)就是「創造力的品質：創造的能力」 (The quality of being creative: The ability to create)(Robinson, 2008)。創造力的內涵大多以古典創造力理論的 4P 觀點：個人 (person)、歷程 (process)、產品 (product)、壓力 /環境 (press/place) 普遍為學者所採用。 Sternberg(2007)認為創造性的智慧不單純屬於固定形態，更具發展性的一種決策思考與技術。蘇格拉底認為思想是透過練習而發展的，創造力可以展現在各種學科與情境，呈現在技術層面的謂之創新發明或創新設計，也就是技術創造力的發揮 (Dasgupta, 1996; Markard & Truffer, 2008; Lichtenthaler & Ernst, 2009)，而創新發明或創新設計是一種思想的歷程，許多研究結果已證實創造力可以經由訓練而獲得增強（林幸臺， 1973；吳靜吉， 1976； Markard & Truffer, 2008; Lichtenthaler & Ernst, 2009）。 Csikzentmihalyi(2006) 以系統觀點指出創造力有領域 2 .

(29) . (domain)、學門 (field)與個人 (individual)三個層次，足見創造力並非個體現象，更要考量文化背景因素，也因為創新特別的複雜並動態，需要更寬廣的技能、有效果並有效率的結合在一起才能完成，有時需透過團隊整合的方式，才能完成創新的任務。 Hoegl 和 Gemuenden(2001)曾提出的團隊品質 (teamwork quality, TWQ)概念，強調團隊內互動的品質，藉以衡量團隊的創新績效，研究結果發現團隊品質顯著關係著創新的成功與否，但仍未能完整地解釋團隊創新之歷程。團隊必須不斷地同時學習探索新契機以及學習開發新機會的各種知識或技能，這方面的能力對未來開創產業新局以及迎接既有環境的挑戰都極具意義 (Aldrich & Fiol, 1994; Cohen & Levinthal, 1990; March, 1991)，而團隊的創新通常來自一些極富創意的個人 (Glynn, 1996)，這些原創者將其感知 (sense making)傳遞給團隊中的其它成員，進而逐漸蘊釀成重大的創新 (Gioia & Chittipeddi, 1991; Jang, 2009; Leonard-Barton & Sensiper, 1998; March, 1991)。據此，顯見個人與團隊間的影響關係緊密不可分，轉而視之，則學生與班級間的關係，適可比擬之。我國技職學校的教育目標，不僅在於培養職場上的知識、技能、工作態度等傳統能力與素養，更強調增進創造思考及適應社會變遷之能力（教育部，2000、2011）。又機械工業為一國之基礎工業，常被稱為「工業之母」（彭鴻凱， 2003），顯見機械類技職人才實為科技發展之基石，其培育所需投注之心力不可等閒視之。但目前在技職學校的教學仍大都侷限於知識、技能的傳授，倘若能輔以增強創造力的訓練，培養技職學校學生對創造. 3 .

(30) . 的認知，加上創意思考技巧的訓練，則所學的專業領域知識技能以變通方式加以發揮與運用，而產生好的創新發明或創新設計，則教育的輸入與輸出比將獲得「倍乘」的效果，實現「精緻教育」（吳清基， 2003， 2006， 2011）的理想。國內外相關文獻針對創造歷程的研究，多為探討科學家、發明家或藝術家等成人個體創造力（陳昭儀，2000、2006; Jang, 2009; Schröder, Ziebarth, Malzahn & Hoppe, 2009; Slappendel, 1996; Woodman, Sawyer & Griffin, 1993; Soler, 2007）；或是僅專注於個人 (personal characteristic) 與自我剖析 (self-profiling) 兩者間的影響性分析 (Schröder, Ziebarth, Malzahn & Hoppe, 2009)。反之，臺灣少數以高職學生為對象之研究，皆指向創造力是可培養與訓練而益發精進的（吳明雄、張中一、饒達欽， 2008a；吳明雄等人， 2008b）。創意與創造力的表現從個體開始發生，而更需要尊重個體的獨特性（陳昭儀、吳武典、陳智臣， 2005）。張世彗（ 2007）指出多數與創造力相關的心理研究文獻，皆傾向將創造力表述為某種人格特質，而. Wehner 、 Csikzentmihalyi. 與. Magyari-Beck(1991) 檢視相關與創造力心理學相關的研究論文，超過六成確實偏重於個人特質的研究，而完全忽略了與文化、社會相關因素的探討。顯見個人創造力之發揮，受到許多個人內在與外在因素之影響，故本研究乃著重於以 Csikszentmihalyi(2006)的創造力系統觀為理論基礎，同時考量對創造力產生影響的因素：班級、個人、家庭，再透過實驗教學探究接受創造力啟發教學之學生群，其班級、個人、家庭等因素對於個人的創意自我效能，以 4 .

(31) . 及個人創造力的影響，最後再依據接受實驗教學組群學生的研究資料，建構個人創造力影響因素之模式。綜上所述，本研究乃以臺灣奈米科技競爭力為發展方向，配合教育主管機關的教育政策方向，預擬透過奈米科技概念知識融入高職機械科專業科目的實驗教學設計，在課程單元內揉合創意教學元素，其中透過數位多媒體教材之開發與設計，以協助高職學生有系統的進行奈米科技概念知識揉合創造思考啟發學習活動，最後達成有效啟發高職學生的科技創造力。最後，透過本研究引用之評估工具進行學習成效之量測，據以為分析學生的創意自我效能及個人創造力之差異，並藉由勾勒出高職學生學習奈米科技概念知識以及啟發其創意潛能的個人創造力影響因素模式，做為日後規劃奈米科技概念知識學習單元設計，與創造力啟發教學模式之決策輔助資訊，藉以提升技職人才的素質與能力，間接為臺灣優質奈米科技人才的培育，奠下些許基礎。. 5 .

(32) . 6 .

(33) . 第二節. 研究目的. 基於前述之研究動機，本研究擬採三階段研究設計，以分析實驗教學成效並建構個人創造力影響因素之模式。透過文獻探討建構本研究之理論基礎，再利用研究調查資料探討研究變項之間的差異性與因果關係等兩大議題。其中在實驗教學成效部分，乃為了解實驗教學對於學生的創意自我效能與個人創造力的影響性；另以 Csikszentmihalyi(2006)的創造力系統觀為理論基礎，進一步利用參與實驗教學樣本群建構「個人創造力影響因素模式」。本研究所提之理論模式乃探討「科技創意發展班級因素」、「科技創意發展個人因素」、「科技創意發展家庭因素」、「創意自我效能」、「個人創造力」等變項彼此間的因果關係，為個人創造力的影響模式之基礎。資料蒐集方面，本研究透過立意取樣方式選取臺灣公私立高職各一校之日間部學生為研究對象，區分為進行實驗教學的實驗組與對照用的控制組，再藉由研究問卷為測量工具，應用合適之統計分析程序進行研究假設之檢定。具體而言，本研究之具體目的為： 1. 了解高職機械科學生其「科技創意發展班級因素」、「科技創意發展個人因素」、「科技創意發展家庭因素」、「創意自我效能」及「個人創造力」等變項之現況。 2. 了解高職機械科學生經過奈米科技概念知識學習揉合創造力啟發教學之實驗處理後，其「創意自我效能」及「個人創造力」等變項之差異狀況。. 7 .

(34) . 3. 了解高職機械科學生經過奈米科技概念知識學習揉合創造力啟發教學之實驗處理後，其「個人創造力」及相關影響因素模式之建構。最後，本研究根據研究結果與結論，提出適合讓高職機械科學生進行奈米科技概念知識學習揉合創造力啟發之教學的具體建議。. 8 .

(35) . 第三節. 研究問題. 本研究依照實施重點區分為三大研究階段進行：第一階段重點為研究工具編製階段；第二階段為實驗教學實施階段；第三階段為質性訪談與資料分析階段。為遂行研究目的，茲將本研究研擬之待答問題說明如後。 1. 探討高職學生其「科技創意發展班級因素」、「科技創意發展個人因素」、「科技創意發展家庭因素」、「創意自我效能」及「個人創造力」等變項之現況為何？ 2. 探討高職機械科學生經過奈米科技概念知識學習揉合創造力啟發教學之實驗處理後，其「創意自我效能」及「個人創造力」等變項之差異為何？ 3. 探討高職機械科學生經過奈米科技概念知識學習揉合創造力啟發教學之實驗處理後，其「個人創造力」及相關影響因素之模式為何？. 9 .

(36) . 10 .

(37) . 第四節. 重要名詞定義. 本研究所涉及的重要相關名詞有「高職學生」、「奈米科技概念知識」、「科技創意發展班級因素」、「科技創意發展個人因素」、「科技創意發展家庭因素」、「創意自我效能」及「個人創造力」、「融入式教學法」、「數位多媒體教材」等，茲就本研究對各名詞之定義分別說明如後。. 壹、高職學生本研究所指的高職學生是以就讀高級職業學校專業類科年齡約在 16~18 歲左右的學生而言，唯不包含夜間進修校之學生。. 貳、奈米科技概念知識本研究所稱之奈米科技 (Nanotechnology)指的是材料尺寸為奈米 (nanometer)，亦即 10 - 9 公尺的長度單位上，人類能夠操控原子所衍生的相關科學與技術；本研究所稱之奈米科技概念知識，乃就與高職機械科專業科目相關單元之奈米科技概念性層次知識，進行教學用教材設計之內容屬之。. 參、科技創意發展班級因素本研究所指的科技創意發展班級因素，在概念型定義上乃以接受本研究問卷調查學生組群，就其班級中激發創意的班級活動、支持創新的班級環境、討論與探究的教學方法、支持與鼓勵的教學態度等面向，進行個人主觀意見之反應稱之。在操作型定義上，則以葉玉珠 (2005)授權之「科技創意發展學校因素量表」 (Inventory of School Factors to Pupils 11 .

(38) . Technological Creativity Development, ICF-PTCD) 適當轉化題意作為本研究之工具，共計 26 道題項，由 7 點所代表的「非常同意」，漸次到代表「非常不同意」的 1 點進行量測，分數越高代表該題反應的科技創意班級影響因素越高。. 肆、科技創意發展個人因素本研究所指的科技創意發展個人因素，在概念型定義上乃以接受本研究問卷調查學生組群，就個人創造力特質，如富於想像與多元思考、善於調適分享且樂觀積極、善於學習自省並追求進步、喜歡閱讀且興趣廣泛等面向，進行個人主觀意見之反應稱之。在操作型定義上，則以葉玉珠 (2005)授權之「科技創意發展個人因素分量表」 (Inventory of Personal Factors to Pupils Technological Creativity Development, IPF-PTCD)適當轉化題意作為本研究之工具，共計 24 道題項，由 7 點所代表的「非常同意」，漸次到代表「非常不同意」的 1 點進行量測，分數越高代表該題反應的科技創意個人影響因素越高。. 伍、科技創意發展家庭因素本研究所指的科技創意發展家庭因素，在概念型定義上乃以接受本研究問卷調查學生組群，就其家庭對於學生創意方面的支持態度，如提供意見及學習榜樣、提供學習機會及支持鼓勵等面向，進行個人主觀意見之反應稱之。在操作型定義上，則以葉玉珠 (2005)授權之「科技創意發展家庭因素分量表」 (Inventory of Family Factors to Pupils 12 .

(39) . Technological Creativity Development, IFF-PTCD)適當轉化題意作為本研究之工具，共計 11 道題項，由 7 點所代表的「非常同意」，漸次到代表「非常不同意」的 1 點進行量測，分數越高代表該題反應的科技創意家庭影響因素越高。. 陸、創意自我效能本研究所指的自我效能，在概念型定義上乃以接受本研究問卷調查學生組群，就其對自我效能的知覺，如流暢力、變通力、獨創力等面向，進行個人主觀意見之反應稱之。在操作型定義上，則以黃宏宇、洪素蘋 (2004)授權的「創意自我效能分量表」 (The Scale of Creative Self-efficacy for Students, SCSE-S)適當轉化題意作為本研究之工具，透過 8 道題項，以由 7 點所代表的「非常同意」，漸次到代表「非常不同意」的 1 點進行量測，分數越高代表該題反應的創意自我效能越高。. 柒、個人創造力本研究所指的個人創造力，在概念型定義上乃以接受本研究問卷調查學生組群，就接受實驗教學後的個人創造力，如思慮周延且多元思考、具學習力與觀察力及創作力、理論知識導向且動機強、富於想像力等面向，進行個人主觀意見與反應之調查結果稱之。在操作型定義上，則以 Sticker(2008)授權之「藝術、音樂與科技教育創意知覺量表」(Perceptions of Creativity in Art, Music and Technology Education, PC-AMTE)擷取「個人創造力」題項， 13 .

(40) . 並適當轉化題意作為本研究之工具，共計 18 道題項，由 7 點所代表的「非常同意」，漸次到代表「非常不同意」的 1 點進行量測，分數越高代表該題反應的個人創造力越高。. 捌、融入式教學法本研究所指的融入式教學法，乃指在不影響正常課程主體下，隨教學單元增加相關奈米科技概念知識與創造力啟發教學法的教學稱之。. 玖、數位多媒體教材本研究所指的數位多媒體教材，乃就與高職機械科專業科目相關單元之奈米科技知識，利用電腦軟體以文字、聲音、影像、圖片等數位多媒體元素進行教材編製（吳明雄、袁宇熙， 2010），再透過電腦、投影機、喇叭等相關資訊設備輸出撥放，以利教學進行之情況屬之。. 14 .

(41) . 第五節. 研究範圍與限制. 本研究之宗旨在了解高職機械科學生接受奈米科技概念知識揉合創造力啟發教學後，對創意自我效能、個人創造力的影響。本研究以公立及私立高級職業學校日間部機械類科學生為研究對象，茲就本研究之範圍與限制說明如後。. 壹、研究範圍茲將本研究於研究過程中，以及研究結果推論上所可能遭受之限制說明如後。 1. 本研究樣本僅限以選定之高級職業學校機械類科學生為主。 2. 本研究設計僅限於採用實驗教學法進行奈米科技概念知識與創造力啟發融入專業科目單元之教學活動。 3. 本研究設計之教學內容採用自行開發之奈米數位多媒體教材及創造力啟發教學講義，不含括現有奈米教材。 4. 本研究設計之奈米科技概念知識及創造力啟發教學係於實驗教學中融入創意元素，不包含實驗教學外其他創造力相關之活動。 5. 有關「科技創意發展班級因素」、「科技創意發展個人因素」、「科技創意發展家庭因素」、「創意自我效能」及「個人創造力」等調查所得之數據，係以學生依其認知所自陳之感受度為依據，再透過研究者以統計分析方法加以陳述之，不代表研究者主觀意見。. 15 .

(42) . 6. 本研究工具之建構主要係透過文獻探討而來，依研究者觀點納入研究架構，以作為量化調查工具。. 貳、研究限制茲將本研究於研究過程中，以及研究結果推論上所可能遭受之限制說明如後。 1. 本研究以立意取樣擇定臺灣高級職業學校機械類科日間部學生為研究對象，本研究結果不宜推論至其他類科之群體。 2. 本研究旨在探討學生的科技創造力，乃以創造力啟發教學隨附於奈米科技概念知識教材進行實驗教學，學生的奈米科技概念知識學習成效非本研究探討主軸，故僅就創造力啟發教學對學生創造力影響為研究內容加以分析，而未將奈米科技概念知識學習成效納入本研究之探討。 3. 本研究經由奈米科技概念知識揉合創造力啟發教學融入專業科目單元實驗教學，對於研究樣本數的控制採不等組設計，已利用統計程序盡量排除可能產生量化資料分析之誤差，無法透過實驗控制及統計方法排除之分析誤差值，不納入討論。 4. 實驗處理效果及相關變項之控制已經過嚴謹之監控，但在實際教學現場可能產生非研究關注因素的干擾與偏誤則不列入研究探討。 5. 高職機械科學生就「科技創意發展班級因素」、「科技創意發展個人因素」、「科技創意發展家庭因素」、「創意自我效能」及「個人創造力」等量表調查結果之反應，僅限於接受問卷 16 .

(43) . 調查的學生群之認知與情感，不涉及其他非本研究探討認知與情感等其他議題。 6. 本研究採行橫斷面的調查研究，對於變項間具時間前後之因果關係者無法取得實務佐證，至於變項間的因果關係僅以徑路分析之係數及結構方程模式之模式適配度指標進行推論。 7. 潛在變項數目愈多會使研究模式的組合型態愈多，因此本研究提出的研究模式雖能與觀測資料適配，但並非唯一的適配模式，有賴更多不同樣本進行模式之檢核。. 17 .

(44) . 18 .

(45) . 第二章文獻探討本章區分為三節，第一節說明奈米科技概念知識、第二節說明學習理論及教學法、第三節說明創造力及其相關影響因素，透過相關學術文獻進行研究假設之建構，並就相關研究之發現與結果進行論述。. 第一節. 奈米科技概念知識. 本節就奈米科技之源起、我國奈米科技之發展、奈米科技人才之培育等三方面加以說明之。. 壹、奈米科技之源起奈米科技在近年間迅速竄起，成為當前全球科技的強勢新潮流。經過前兩個世紀的機械、電子乃至於資訊科技所帶來的工業革命，第四次產業革命的奈米時代已然來臨，且其涵蓋領域甚廣，潛在的影響範圍遠超過個別單獨領域，並朝向全面整合的態勢發展。時間回溯到一九五九年十二月二十九日，著名的物理學家 Richard P. Feynman 在諾貝爾物理獎得獎的演說：寬廣的底層（ There is plenty of room at the bottom）（葉安義， 2004），其內容說道：「依我所了解，物理學的原理並不排除進行一個原子、一個原子地操控事物的可能性 ... 」（高逢時， 2005）。從此，一個探索微觀的巨大世界就此開啟－奈米世界。真正進入奈米世界的里程碑，是 IBM 蘇黎世實驗室賓尼格 (Binnig)與羅爾 (Rohrer)兩位博士在一九八二年共同開發了世界上第一具奈米表面分析儀－掃描穿隧式顯微鏡 (scanning tunneling microscope， STM)。該儀器利用探針與被觀測樣之間 19 .

(46) . 的隧道電流變化，使人類具有觀察原子層級微粒的能力，甚至進一步利用儀器的探針與被觀測樣之間的作用力，挪移原子或分子，因而真正開啟了奈米研究的大門（高逢時， 2005）。時至今日，世界各科技強國如美國、歐盟、日本等，莫不以奈米科技的發展為當務之急而積極投入研發工作。國際間真正在奈米科技上的競爭進入白熱化階段，源自 2000 年一月美國前總統柯林頓 (Clintion Willian J.)於理工重鎮加州理工學院所宣布的「國家型奈米科技先導計畫」，此計畫表達美國政府將挹注鉅額研發經費在奈米科技上，以宣示在此一新興科技領域中取得或保持領先的政策（馬遠榮， 2002）。受到政策的激勵，奠定了奈米科技研究與發展的基礎，之後世界各國競相投入大筆研究經費，隨之各式整合型奈米研究計畫、奈米研究中心、奈米科技、奈米學程、奈米研討會等源源不絕的呈現發展能量。2002 年，美國政府等投入近六億美元的研究經費，至 2003 年則增加為近七億美元，到 2005 年的預算已投入約十億美元；歐洲以德國、英國、法國等國投入較多，總計約投入將近兩億美元的研究經費（葉安義，2004）。在亞洲部分，以日本投入 6.5 億美元最多居首，中國大陸投入 2 億美元居次，臺灣與韓國同樣投入約 1.5 億美元則並列第三（葉安義， 2007）。依據美國國家科學基金會（ Nanotechnology at the National Science Foundation）主持人 Dr. Roco 的估計，西元 2010 到 2015 年間，全世界包括奈米材料、奈米半導體、奈米醫療、奈米化工、奈米量測工具等奈米技術相關的市場商機，每年約 1 兆美元，美國國家科學基金會（ National Science Foundation）奈米 20 .

(47) . 科技小組更推估，在接下來的十到十五年內，奈米科技產值將高達一兆美元（吳兆棋、何侑倫，2006）。由此趨勢推估，未來奈米科技的前瞻性和重要性，不言可喻。. 貳、我國奈米科技之發展奈米科技受重視的程度，可從其被視為繼蒸汽機、內燃機和電腦之後第四波的產業革命主流可見一般（孫郁興，2005）。有鑑於發展奈米科技的重要性與急迫性日益鮮明，國科會於 2002 年的「中華民國科學技術年鑑」即明白揭示奈米科技為國家型科技計畫的主要發展領域之一（國科會， 2002）。隨即自 2003 年起開始規劃推動「奈米國家型科技計畫」，共有三大類： 1. 屬於社會民生領域且在內容上與居家安全、國民教育、社會文化密切相關的防災、數位典藏、數位學習等；2. 歸為生物醫學領域且與國民健康習習相關的農業生技、生技製藥、基因體醫學涉及前瞻分子生物技術等；3. 屬於產業經濟領域且為促進產業轉型之重要關鍵如電信、晶片系統、奈米三者，合計九個國家型計畫同時執行中（汪昱普、長昌郎，2008）。政府積極推動奈米科技之發展，不外乎以帶動臺灣產業轉型升級、培育卓越奈米科技人才為目標，意圖使臺灣產業與人才之基礎獲得札實的奠基，以因應日益激烈的全球競爭趨勢。正因為世界科技發展潮流的趨勢，加上大陸磁吸效應的作用，使得臺灣的各項製造優勢漸漸流失，極需轉型高創新科技領域發展。為了整合臺灣奈米科技相關的人力與技術資源，「奈米國家型科技計畫」分成四項計畫來執行：「學術卓越研究」、「產業化技術、「人才培育」、「核心設施建置及分享運用」等；為了讓臺灣成為奈米科技創新研發和高附加價值製造中心，乃以民 21 .

(48) . 生化工、金屬機電、電子資訊、能源及生物等技術領域為主軸，以「旗艦型計畫」串連其基礎研究、技術研發和產品製造的發展方向。在人才培育方面，更藉由奈米科技來引領臺灣知識經濟之發展與人才之培育，從而建立臺灣下一波產業之國家競爭優勢（經濟部， 2008）。. 參、奈米科技人才之培育教育是紮根的工作，我們為了要在國際舞臺與其他國家競爭，必須以藍海策略為思維方向，創造新的發展空間，積極培育下一代的科技應用能力與素養。尤其高職學生處於職業教育的養成訓練階段，對於將來的生涯規劃，必定要有宏觀的思考，才能夠賦予新價值的創造。因此，必須審慎地規劃高職學生對奈米科技概念知識的認知教育，培養學生正確的奈米科技概念知識之素養，同時進行創造力啟發教學，才能夠在未來透過創造力迎接新科技的挑戰，展現優勢的競爭力。縱觀教育部 K-12 計畫、國科會的高瞻計畫等推動奈米科技科普計畫，皆未針對高職各類科專業科目單元建立與奈米科技概念知識與創造力啟發的連結，且奈米科技概念知識及創造力對於高職學生進入就業職場的競爭力有所助益，所以有必要就高職各類科專業科目單元進行奈米科技融入之數位教材研發，並運用學習理論建構適宜的教學模式，幫助高職學生有效理解與學習奈米科技之知識以及接受創造力啟發教學，且因技職人才的培育直接關係到整體經濟的發展，尤其應受到相對的重視（楊朝祥， 2005）。機械工業素有「工業之母」之稱，更被視為一國之基礎工業（彭鴻凱，2003），其重要性不言可喻。而奈米科技發展之基礎，也奠基於堅實的機械工業，無論從奈米材料之備製、奈米 22 .