國立臺中教育大學數位內容科技學系
碩士學位在職進修專班碩士論文
指導教授：王曉璿 博士
應用直觀式 Scratch 軟體提升國小學
童問題解決能力效益之研究
研究生：王麒富 撰
中華民國九十八年十二月
國
立
臺
中
教
育
大 學
博碩士論文全文上網授權書
本授權書所授權之論文為授權人在國立臺中教育大學 數位內容科技學系碩士在職專班 98 學年度第 一 學期取得碩士學位之論文。 論文題目：應用直觀式Scratch軟體提升國小學童問題解決能力效益之研究 指導教授：王曉璿 博士 ■ 同意 本人具有著作權之論文全文資料，非專屬、無償授予本人畢業學校圖書館，不限 地域、時間與次數，以微縮、光碟或數位化等各種方式重製與利用，提供讀者基 於著作權法合理使用範圍內之線上檢索、閱覽、下載及列印。 論文全文上載網路公開之範圍及時間： 校內區域網路 ■ 立即公開 校外網際網路 ■ 立即公開 授 權 人： 王麒富 簽 名： 中 華 民 國 九十八 年 十二 月 二十五 日博碩士論文授權書
本授權書所授權之論文為本人在國立臺中教育大學數位內容科技學系碩士在職 專班＿＿九十八＿＿學年度第＿一＿學期取得＿碩＿士學位之論文。 論文名稱：應用直觀式 Scratch 軟體提升國小學童問題解決能力效益之研究 ■同意 □不同意 本人具有著作財產權之論文全文資料，授予行政院國家科學委員會科學技術 資料中心(或其改制後之機構) 、國家圖書館及本人畢業學校圖書館，得不 限地域、時間與次數以微縮、光碟或數位化等各種方式重製後散布發行或上 載網路。 本論文為本人向經濟部智慧財產局申請專利(未申請者本條款請不予理會) 的附件之一，申請文號為：＿＿＿＿＿＿，註明文號者請將全文資料延後 半年再公開。 --- ■同意 □不同意 本人具有著作財產權之論文全文資料，授予教育部指定送繳之圖書館及本 人畢業學校圖書館，為學術研究之目的以各種方法重製，或為上述目的再 授權他人以各種方法重製，不限地域與時間，惟每人以一份為限。 上述授權內容均無須訂立讓與及授權契約書。依本授權之發行權為非專屬性 發行權利。依本授權所為之收錄、重製、發行及學術研發利用均為無償。上述同 意與不同意之欄位若未鉤選，本人同意視同授權。 指導教授姓名：王曉璿 研究生簽名：王麒富 學號：NIT096114 日期：中華民國 98 年 12 月 25 日博碩士論文電子檔案上網授權書
本授權書所授權之論文為授權人在國立臺中教育大學 數位內容科 技學系碩士在職專班 98 學年度第 1 學期取得 碩士 學位之論文。論文題目：應用直觀式Scratch軟體提升國小學童問題解決能力效
益之研究指導教授：王曉璿 博士
茲同意將授權人擁有著作權之上列論文全文（含摘要），非專屬、無 償授權國家圖書館及本人畢業學校圖書館，不限地域、時間與次數， 以微縮、光碟或其他各種數位化方式將上列論文重製，並得將數位化 之上列論文及論文電子檔以上載網路方式，提供讀者基於個人非營利 性質之線上檢索、閱覽、下載或列印。授權人：＿王麒富＿
簽 名：＿＿＿＿＿＿
中華民國 98 年 12 月 25 日謝辭
呀呼！這是真的嗎？我要畢業了耶！ 兩年半的在職進修就這樣子結束了，雖然談不上漫長，但也讓我吃足了苦頭！白 天在任職的學校奮力為人師，晚間在研究所努力做研究，這樣子的時間利用充實得讓 人喘不太過氣來。好在，學校的小朋友有時會在聯絡簿鼓勵我也要和他們一樣用功讀 書，不要被老師罵了；研究所的指導教授諄諄教誨，不斷地給我信心完成論文寫作； 新婚的「牽手」面對下班回家就對著電腦拚命寫作的老公卻不怨不嘆。人生的路上有 人不斷地持扶，真是一大幸福！ 我要謝謝親愛的爸媽，謝謝你們一路無怨無悔的愛我；謝謝老婆一直催我努力寫 論文，尤其在我偷懶的時候；謝謝王曉璿教授細心指導，我才能了解真正的研究；謝 謝口試委員朱教授及游教授為我把關，提出許多論文修正的寶貴建議；謝謝研究所同 學在課業上的互相扶持，我才能順利走到這裡；謝謝系辦陳淑滿老師為我們處理大小 事務。要感謝的人好多，套一句耳熟能詳的話：「那就謝謝天吧！」 2009.12.25 聖誕節 王麒富 於彰化中文摘要
本研究目的旨在以行動研究的方式發展一套 Scratch 軟體的教學課程，教學中收 集學生學習的相關資料，做為修正教學課程的參考；在教學活動結束後，分析學生學 習 Scratch 軟體後的學習現況，以及探討學生問題解決的能力有何變化。 本研究採行動研究法，針對 22 名國小五年級學生實施為期十週二十節課共十單元 的 Scratch 軟體課程，並且配合問題解決歷程來實施教學。資料來源包括研究者平時 教學觀察、教學日誌、質性問卷、Scratch 軟體科技接受模式量表及國小學生問題解 決能力測驗，研究者在蒐集與分析探討研究資料後，提出研究結果： 一、以問題導向學習為基礎的 Scratch 軟體課程教學設計，可參考設計為三個階 段課程，分別為基礎四單元「Scratch 軟體操作基本概念」 ，注重以基本的指令操作解 決簡單的情境問題; 以及進階四單元「Scratch 軟體角色互動」課程，強調運用 Scratch 軟體角色互動的功能解決較複雜的情境問題；以及最後兩單元應用小組異質分組合作 學習及發表作品與欣賞，以提升學生合作互助與問題解決能力。 二、多數學生對 Scratch 軟體科技接受模式的滿意度高，喜愛學習 Scratch 軟體， 學習態度正向，且有信心完成作品。 三、實施 Scratch 軟體課程後，學生問題解決能力測驗總分達顯著水準，表示學 生問題解決能力確有進步；但若分項檢驗各能力向度，僅「問題察覺」和「原因推測」 達顯著水準。 最後依據結果，研究者提出 Scratch 軟體在教學上、教材設計上及未來研究的建 議，以供資訊教師教學或後續研究的參考。 關鍵字：Scratch 軟體、問題解決、問題導向學習、行動研究Abstract
The aim of this study was to develop a Scratch curriculum, and gather relevant information on student learning as the reference of revised curriculum. After teaching activities, the researcher analyzed students’ learning status and explored the changes of students’ problem solving ability.
22 fifthgrade students were taught at the action research in a 10 weeks, 20 classes of 10 units Scratch curriculum with the problem solving process. The data were analyzed including teaching observations, teaching logs, qualitative questionnaires, Scratch Technology Acceptance Model Scale and national primary school students problemsolving ability test. The results of this research were:
1.The Scratch curriculum design was based on ProblemBased Learning, refer to the three stages: the basis four units of Scratch operation which focused on basic operation to solve the simple problem situations, the advanced four units of Scratch interactive roles using which emphasized using the interactive features to solve the complicated problem situations,the last two group learning units of cooperative learning and published works which improved students cooperation and problemsolving ability
2.Most students had a high degree of satisfaction on the Scratch technology acceptance model, loved to learn Scratch, learned with positive attitude, and accomplished Scratch works confidently.
3.After teaching Scratch curriculum, the total score of problemsolving ability test of students reached a significant level. The problemsolving ability of students was indeed a progress. But only "problem detection" and "speculative reason" reached significant level by the subtest.
Finally, rests on the findings, the researcher proposed teachers or researchers of teaching Scratch software, materials design and followup study.
論文目錄
謝辭 中文摘要... ...I 英文摘要... ...II 論文目錄...III 圖目錄...V 表目錄...VI 第一章、緒論...1 第一節、研究背景與動機...1 第二節、研究目的...5 第三節、研究問題...5 第四節、研究限制...6 第五節、名詞釋義...6 第二章、文獻探討...7 第一節、國小九年一貫課程綱要資訊教育議題探討...7 第二節、國小資訊教學的應用工具探討...10 第三節、問題解決的定義與歷程... ...13 第四節、問題導向學習探討... ...16 第五節、科技接受模式...18 第六節、行動研究之探討... ...22 第三章、研究設計與方法...32 第一節、研究情境...32 第二節、研究設計...33 第三節、研究工具...39第四節、資料處理...47 第四章、研究結果與分析...49 第一節、教學的歷程與結果...49 第二節、學生學習 Scratch 現況...64 第三節、學生問題解決能力之影響...71 第四節、教師的專業成長...76 第五章、研究結果與分析...79 第一節、結論...79 第二節、建議...84 參考文獻-中文部分...87 參考文獻-英文部分...91 附錄一、國小學生問題解決能力測驗...93 附錄二、「國小學生問題解決能力測驗」 使用同意函...97 附錄三、Scratch 軟體科技接受模式量表...98 附錄四、「Scratch 學習態度量表」 使用同意函...100 附錄五、Scratch 軟體教案設計...101 附錄六、Scratch 學習成就測驗...113 附錄七、教學活動進行實況...118
圖目錄
圖 2-2-1 Scratch 軟體拖曳指令進入編寫區...12 圖 2-2-2 Scratch 積木組合的程式碼...12 圖 2-2-3 Scratch 官方展示平台中的一個專案...13 圖 2-5-1 科技接受模式...21 圖 2-6-1 行動研究螺旋狀過程圖...27 圖 3-2-1 研究架構圖...35 圖 3-2-2 研究計畫流程圖...36 圖 3-2-3 Scratch 軟體行動研究與施測流程圖...38 圖 3-3-1 Scratch 軟體執行畫面...39 圖 3-3-2 官方 Scratch 展示區各作品畫面...40 圖 3-3-3 XOOPS 平台畫面...41 圖 3-3-4 Scratch 作品展示系統畫面...42 圖 3-3-5 Scratch 作品展示單一作品畫面...43圖 3-3-6 Java Runtime Environment 安裝畫面...44
圖 4-1-1 Scratch 教學網同儕評分情形...58
圖 4-1-2 Scratch 教學網線上電子書...60
圖 4-1-3 Scratch 教學網相關網站結連...61
表目錄
表 2-1-1 九年一貫資訊議題各學習階段能力指標... 7 表 2-1-2 九年一貫資訊議題國小高年級能力指標... 9 表 2-6-1 行動研究的定義... 23 表 2-6-2 三角交叉矩陣舉例... 30 表 3-1-1 學生背景資料統計表... 33 表 3-3-1 Scratch 軟體科技接受模式量表信度分析摘要... 46 表 3-3-2 Scratch 軟體科技接受模式量表共同討論之資訊教師資歷... 47 表 4-1-1 情境問題與問題解決歷程的教學內涵... 53 表 4-1-2 學生原創作品比較表... 62 表 4-2-1 學生科技接受模式量表之描述性資料... 65 表 4-3-1 學生在 「國小學生問題解決能力測驗」 得分情形...72 表 4-3-2 學生在 「國小學生問題解決能力測驗」 前後測之相依 t 檢定摘要表...72 表 4-3-3 學生喜歡解決問題的比例分佈... 74第一章 緒論
本章共分為五節：第一節為研究背景與動機，說明台灣資訊教育的內涵，以及國 小資訊教學的現況，還有進行此研究與使用 Scratch 軟體進行教學的動機；第二節整 合研究背景與動機，條列出本研究的目的；第三節根據研究目的，提出本研究的研究 問題；第四節反省本研究的研究限制；第五節提出重要名詞釋義。第一節 研究背景與動機
四百多年前，英國著名哲學家培根(Francis Bacon)曾說：「知識就是力量」。果然， 在二十一世紀的我們，藉著網際網路和通訊科技的快速發展，資訊科技將知識推向一 個無垠的邊界，而誰能掌握這股知識的力量發揮智慧，誰就能成為最後的贏家(數位學 習國家型科技計劃辦公室，2009)。 因此，各國政府無不希望靠著教育改革，投入資訊教育及進行數位學習，讓人民 運用資訊科技來提升國家競爭力，例如英國 1998 年提倡了數位學習發展策略、新加坡 2001 年成立「數位學習標準中心」來負責數位學習相關政策，另外還有美國的「資訊 高速公路計畫」、芬蘭的 「資訊社會五年國家策略計畫」、日本的 「日本千禧年大計畫」、 中國大陸的「校校通」和韓國的「資訊化教育」等等(張琬翔，2008)，甚至八大工業 國(G8)在西元 2000 年的琉球高峰會中，決議通過「資訊科技憲章」，成立「數位機會 特別任務小組」來負責提出具體步驟，制定資訊科技的政策與規範。由世界各國積極 地在資訊教育政策的投入中看來，數位資訊能力對現代人來說已是十分重要了，難怪 已有教育家說具有應用資訊科技的電腦素養已成為讀、寫、算之外的第四種基本生活 素養了(McGowan,Cornewll,1999、教育部國民教育司，2009)。 我國自 1998 年起進行「資訊教育基礎建設計畫」的擴大內需方案，投入六十四億 七千萬元完成了全國所有小學電腦教室的建置，建構了完善的資訊教育環境；2001 年因應教育改革及九年一貫新課程的實施，公布「中小學資訊教育總藍圖」，以「資訊隨 手得，主動學習樂；合作創意新，知識伴終生」做為資訊教育發展的整體願景，並提 出以建設優質資訊教育環境、融合資訊科技於教學、建置資訊開放平台等十項實施策 略，和評估教師運用資訊融入教學的時間、學生資訊能力、教育行政資訊化等七項指 標(何榮桂、陳麗如，2001)。我國實施的九年一貫課程綱要(92 課綱)將「運用科技與 資訊能力」列為國中小的十項基本能力之一，並且把資訊教育列為六項「重大議題」 之一，強調以資訊融入各學習領域的方式進行課程教學；將資訊科技視為教學工具以 輔助教學來提升學習效益(周杏樺，2006），並且培養以資訊科技提升學生的解決問題 的能力；資訊教育的學習態度包括了創造思考、問題解決、主動學習、溝通合作與終 身學習的能力；在核心能力方面則細分五大項，分別為「資訊科技概念的認知、資訊 科技的使用、資料的處理與分析、網際網路的認識與應用、資訊科技與人文素養的統 整」(國教司，2008)。 資訊教育議題雖非九年一貫課程綱的學習領域，但仍有編列課程綱要和能力指 標，亦建議國小三至六年級每學年安排 16 節的資訊課程，讓學校據此得以排入電腦課 程。依能力指標所示，國小五、六年級上課內容有繪圖軟體的使用、網際網路資源的 應用、著作權的認識及提出問題解決的方案等(徐瑞奎，2004）。然而，資訊課程教材 既沒有審訂版本，亦無規定使用的軟體，僅建議教師多使用自由軟體進行教學。 就國小資訊教育實際教學現場的內容來說，資訊倫理方面和應用軟體的課程有既 定方向可依循，也可以此來編列教材，例如：在進行繪圖軟體教學時，有 Photocap 和 Gimp 等自由軟體可供教師設計教學課程；教授應用網際網路資源時，教師可使用 IE 或 Firefox 來教導學生瀏覽網路，並選擇免費的網路服務來應用，像是申請申請入 口網站帳號來使用電子信箱、Blog、網路相簿、網路硬碟等免費服務；教授學生有關 資訊倫理的課程時，更是有豐富的網際教材資源可供利用編寫教材。然而，針對 「4-3-4 能針對問題提出可行的解決方法。」這項國小五、六年級的能力指標而言，教學重點
為讓學生學習確定問題、蒐集資料、分析資料、歸納和解釋資料等能力，希望藉由這 些邏輯思考歷程的訓練，培養學生解決生活上真實問題的能力。資訊教師若要在電腦 課的教學內容達到此一教學目標，需要一份能讓學生練習在面對問題時，蒐集與分析 相關資料，經由試誤、反省及再嘗試的歷程而歸納出合適解決方案的教學課程。 美國麻省理工學院為八歲以上的學生發展了一套免費軟體─Scratch(小貓咪)，它 是一套可以運用多媒體來進行角色互動的軟體，用它來創造互動式的故事、動畫、遊 戲、音樂和藝術都很合適。Scratch 軟體圖像的物件可以輕鬆地讓教師設計出情境問 題，學生在面對情境問題時，必須先去定義程式的情境問題為何，並且分析此程式問 題的困難度，將問題分為各個小問題，再去蒐集相關的資料與回顧舊經驗，經過分析、 推理與歸納的歷程後，寫出解決問題的程式碼，最後立即加以驗證結果，再不斷地修 正程式碼以真正完整解決問題。Scratch 軟體直觀式創作方式的讓此歷程進行得更為 快速，而且作品創作的歷程與問題解決的歷程相似，故 Scratch 軟體在教學上應具有 提升學生問題解決能力的潛在效應；同時，Scratch 軟體又具有中文的相容性，也支 援多媒體檔案的匯入，應可為目前資訊教師教學考量使用。 楊書銘(2008)在其碩士論文的準實驗研究中發現 Scratch 軟體對於學童之問題解 決能力有顯著的提升，但其研究建議中亦指出，因每週教學時間不足，而使學生無法 有充分的時間進行作品創作、分享與回饋。但其研究中並未提及合適的 Scratch 軟體 教學行動方案以及軟體教學上的困難與應改進的教學方法給資訊教師參考。因此，研 究者希望經由行動研究法，規劃發展並檢討 Scratch 軟體課程設計，以了解學生問題 解決能力的狀況，並且在實際教學現場課程的實施中，進一步發現教學現場問題及嘗 試改進相關問題，以提供適當的資訊教學計畫，作為其他資訊教育者未來應用的參考。
第二節 研究目的
基於以上研究背景與動機，本研究旨在發展一套 Scratch 軟體的教學課程，並在實施問題導向學習 Scratch 軟體的過程中，收集學生學習的相關資料，做為修正教學 課程的參考；在教學活動結束後，利用科技接受模式量表及回饋資料分析學生學習 Scratch 軟體後的學習現況，以及在教學前後學生問題解決的能力有何變化。綜合以 上所述，本研究的目的如下： 一、瞭解以直觀式 Scratch 軟體在國小高年級教學的實施歷程。 二、分析學習者對 Scratch 軟體的學習現況。 三、探討學習者在問題導向學習 Scratch 軟體後，對其問題解決能力的影響。
第三節 研究問題
為達成以上所述研究目的，本研究的待答問題如下： 一、國小高年級的 Scratch 軟體教學設計歷程為何？ 二、進行國小高年級的 Scratch 軟體教學的困境為何？ 三、針對上述因境，教師在教學方法上有何改變？ 四、學習者在學習 Scratch 軟體後，對 Scratch 的學習現況為何？ 五、學習者在學習 Scratch 軟體後，對其問題解決能力之影響為何？第四節 研究限制
本研究對象僅限於彰化縣某濱海小學 22 位五年級學生，除 Scratch 軟體教學課程 可供教學資源分享外，其餘資料統計受研究方法、樣本數及地區性的影響，欲推論至 全體國小學生則有待更多的研究商榷。第五節 名詞釋義
一、Scratch 軟體Scratch 軟體是一套可以用來創造互動式故事、動畫、遊戲、音樂和藝術的直觀 積木式程式設計軟體。它是設計來用於幫助八歲以上的兒童學習數學以及計算能力， 增加創意思考、有系統的推理和合作學習(美國麻省理工學院所多媒體實驗室 Scratch 團隊， 2009)。它以直觀式的拖曳指令來進行程式編寫，十分方便學習者進行程式設 計。 二、問題導向學習 問題導向學習(problem-based learning)是指教師在教學的過程中，以實務問題 為教學核心，鼓勵學生進行小組討論，以培養學生主動學習、批判思考和問題解決能 力(吳清山，2002)。本研究係指在教授 Scratch 軟體時，教師設立情境式的問題，讓 學習者分組討論，蒐集資料後嘗試解決問題的教學策略。 三、問題解決的能力 問題解決的能力是經由各種不同的處理事件中，可以成功找出解決問題通則方法 的「能力」(黃茂在、陳文興，2005)。本研究所稱之「問題解決能力」是指學生在「國 小問題解決能力測驗」的總得分，該測驗讓學習者嘗試去解決生活的情境問題，包含 了「問題察覺、問題再定義、原因推測、提出想法、尋求最佳方案」的能力。 四、科技接受模式(TAM) 科技接受模式是 Davis(1989)修正理性行為理論模式(TRA)所提出，主要用來解釋 使用者使用資訊科技時，其接受性之決定因素，並探討各因素之間的關係。本研究使 用自編之科技接受模式來探討學習者學習 Scratch 軟體的滿意度，分為 「認知有用性、 認知易用性、學習態度、行為意向」四個構面及外部變項「軟體品質、教學品質」兩 個因素來探討。
五、行動研究
本研究所指行動研究的定義在於教育實務工作者面臨問題時，能夠透過不斷的反 思，再結合理論對於問題再加以省思、規畫、執行，最後加以評鑑，以促進自我的專 業成長，以達到改善實務工作的績效，或是對於工作內涵的了解。
第二章 文獻探討
本章分六小節來討論相關文獻，依序為：國小九年一貫課程綱要資訊教育議題探 討、國小資訊教學的應用工具探討、問題解決的定義與歷程、問題導向學習的探討、 科技接受模式、行動研究之探討。第一節 國小九年一貫課程綱要資訊教育議題探討
我國資訊教育的課程內涵和目標，包含了資訊的擷取、應用與分析的能力，使學 生具備創造思考、問題解決、主動學習、溝通合作與終身學習的能力，提升資訊倫理 與法律和人文素養的概念(國教司，2009、張琬翔，2008)。課程依以上的目標列出五 項核心能力，分別是「資訊科技概念的認知」、「資訊科技的使用」、「資料的處理與分 析」、「網際網路的認識與應用」與「資訊科技與人文素養的統整」，然後再依這五項資 訊核心能力於各學習階段分列該階段應有的能力指標，提供編輯教學活動設計參考。 茲將各核心能力與學習目標、學習內涵和分項能力指標表列於下： 表 211 九年一貫資訊議題各學習階段能力指標 核心能力 學習目標 學習內涵 學生完成左列核心能力學習內涵後具備之 資訊能力 電腦與生活 121 了解資訊科技在人類生活之應用。 電 腦 使 用 安 全 （一） 122 正確規劃使用電腦時間及與電腦螢幕 安全距離等，以維護身體健康。 1、資訊科 技概念 的認知 了解資訊 科技在生 活與學習 上 的 應 用、以及 對人類社 會生活的 影響。 電 腦 使 用 安 全 （二） 123 教導學生注意軟硬體的保養、備份資 料等資訊安全概念。 電腦使用規範 221 了解電腦教室（或教室電腦）的使用 規範。 2、資訊科 技的使 用 培養電腦 基本使用 的技巧與 知識 作業環境 222 熟悉視窗環境軟體的操作、磁碟的使 用、電腦檔案的管理、以及電腦輔助教學應 用軟體的操作等。中英文輸入 223 認識鍵盤、特殊鍵的使用，會英文輸 入與一種中文輸入。 電腦的架構 241 認識電腦硬體、軟體、輸入和輸出等 基本設備，有應用自由軟體的概念。 多媒體電腦 242 了解多媒體電腦相關設備，以及圖形、 影像、文字、動畫、語音的整合應用。 程式語言 243 認識程式語言、了解其功能與應用。 有開放規格、自由軟體的概念。 文書處理 321 能進行編輯、列印的設定，並能結合 文字、圖畫等完成文稿的編輯。盡量使用自 由軟體。 電腦繪圖 331 能利用繪圖軟體創作並列印出作品。 盡量使用自由軟體。 圖表製作 341 能利用軟體工具進行圖表製作。盡量 使用自由軟體。 3、資料的 處理與 分析 透過應用 軟體的使 用，培養 電腦資料 處理的能 力，以為 各領域學 習之輔助 工具。 簡報軟體 342 能利用簡報軟體編輯並播放簡報內 容。盡量使用自由軟體。 網路與通訊 （一） 421 能進行網路基本功能的操作。 網路與通訊 基本概念 431 了解電腦網路概念及其功能。 網際網路資料的 搜尋 432 能找到合適的網站資源、圖書館資源 及檔案傳輸等。 其他資源之資料 搜尋 433 能利用資訊科技媒體等搜尋需要的資 料。 問題解決與規劃 （一） 434 能針對問題提出可行的解決方法。 4、網際網 路的認 識與應 用 培養資訊 溝通能力 及資料搜 尋能力， 以擴展各 學習領域 之學習。 問題解決與規劃 （二） 441 能利用網際網路、多媒體光碟、影碟 等進行資料蒐集，並結合已學過的軟體進行 資料整理與分析。 資訊倫理（一） 521 認識網路規範，了解網路虛擬特性， 並懂得保護自己。 資訊倫理（二） 531 了解與實踐資訊倫理，遵守網路上應 有的道德與禮儀。 資 訊 相 關 法 律 （一） 532 認識網路智慧財產權權相關法律，不 侵犯智財權。 5、資訊科 技與人 文素養 的統整 應用資訊 科技提升 人 文 關 懷、促進 團 隊 和 諧。 資 訊 相 關 法 律 （二） 533 認識網路隱私權相關法律，保護個人 及他人隱私。
網路世界正負面 的影響 534 善用網路分享學習資源與心得。了解 過度使用電腦遊戲、bbs、網路交友對身心的 影響；辨識網路世界的虛擬與真實，避免網 路沉迷。 認識網路犯罪 541 了解網路犯罪型態，避免誤觸法網及 受害。 正確使用網路的 態度 542 適時應用資訊科技，透過網路培養合 作學習、主動學習的能力。 善用網路科技擴 大人文關懷 543 建立科技為增進整體人類福祉的正確 觀念，善用資訊科技作為關心他人及其他族 群的利器。 再從上表摘出屬於國小高年級的能力指標，表列如下表所示： 表 212 九年一貫資訊議題國小高年級能力指標 學習內涵 能力指標 電腦繪圖 3-3-1 能利用繪圖軟體創作並列印出作品。盡量使用自由 軟體。 網 路 與 通 訊 基 本 概念 4-3-1 了解電腦網路概念及其功能。 網 際 網 路 資 料 的 搜尋 4-3-2 能找到合適的網站資源、圖書館資源及檔案傳輸 等。 其 他 資 源 之 資 料 搜尋 4-3-3 能利用資訊科技媒體等搜尋需要的資料。 問 題 解 決 與 規 劃 （一） 4-3-4 能針對問題提出可行的解決方法。 資訊倫理（二） 5-3-1 了解與實踐資訊倫理，遵守網路上應有的道德與 禮儀。 資 訊 相 關 法 律 （一） 5-3-2 認識網路智慧財產權權相關法律，不侵犯智財權。 資 訊 相 關 法 律 （二） 5-3-3 認識網路隱私權相關法律，保護個人及他人隱私。 網 路 世 界 正 負 面 的影響 5-3-4 善用網路分享學習資源與心得。了解過度使用電 腦遊戲、bbs、網路交友對身心的影響；辨識網路世界 的虛擬與真實，避免網路沉迷。 分析上表國小高年級學生資訊課程的學習內涵，我們可以歸納出該學習階段學生
在資訊課所應該學習到的有 「電腦繪圖軟體的使用」、「網路基本概念與資料搜尋」、「資 訊倫理與法律」，以及「問題解決與規畫」。課程綱要中並無規定教學時使用何種的軟 體或教材，僅建議教師多使用自由軟體。所以，在教學現場上，教師在教授電腦繪圖 軟體時，多使用 Photocap 和 Gimp 等自由軟體；在教授應用網際網路資源時，可使用 IE 或 Firefox 來瀏覽網路，並選擇免費的網路服務來應用，像是申請 Yahoo 奇摩或是 Xuite 的帳號來使用電子信箱、Blog、網路相簿、網路硬碟等免費服務；而教授資訊 倫理與法律課程時，更是有豐富的網際教材資源可供選擇，唯「問題解決與規畫」這 項學習內涵較無明確的教學方向。 九年一貫課程將資訊教育納入課程綱要中，但是不屬於單獨領域，而是重大議題， 強調「以資訊融入教學」的方式融入各學習領域中，而融入是指教師在教學活動中應 用多媒體電腦及網路的特性，將資訊科技視為教學工具(周杏樺，2006)，期能提升學 習效果。但是，課程綱要在國小三到六年級的學習階段中，每學年仍建議安排上課節 數為 16 節，民國 100 年即將實施的 97 年國民中小學課程綱要更修正為建議每學年上 課節數 32 至 36 節。目前，資訊教育課程並沒有審定的課本(徐瑞奎，2004)，所以上 課教材為教師自編或選購外界書商所編之教科書。因此，如何透過適當的軟體選用以 及課程設計，以提升學生「問題解決與規畫」能力，實為目前國小高年級資訊教育的 重要議題之一。
第二節 國小資訊教學的應用工具探討
依據九年一貫課程綱要的資訊議題，程式設計的學習課程是從七年級，也就是國 中一年級才開始實施，其能力指標在已實施的 92 年國民中小學課程綱要為「243 認 識程式語言、了解其功能與應用。有開放規格、自由軟體的概念。」，而在預訂民國 100 年實施的 97 年國民中小學課程網要為「241 能認識程式語言基本概念及其功 能。」，其教學內容為「教導學生瞭解程式語言是用來指揮電腦工作的指令，亦是與電腦溝通的語言。可利用簡單的範例示範，介紹幾種常用的程式語言，並可運用程式設 計工具，進行簡單之程式設計。」而綜觀國小五、六年級的資訊議題能力指標，不外 乎是繪圖軟體的使用與網路功能與倫理的教學，對於可提升創造力、邏輯推理和問題 解決能力的資訊課程則是缺乏的，因此，除了運用邏輯思考來解決問題的程式設計軟 體外，要達到能力指標「434 能針對問題提出可行的解決方法。」是較困難的。 賴健二(2002)指出，中小學學生應該學習程式語言，因為學習程式語言可以增進 其邏輯思考能力、組識能力和問題解決能力；豐佳燕與陳明溥(2008)在國小學生學習 電腦程式的研究上指出九成以上的學生認為程式不是那樣令人畏懼的；簡易而功能強 大的兒童程式 Logo 的發展者 Papert(1980)認為兒童學習程式設計可以使兒童思考更有 條理，並提升邏輯判斷能力。 許銘津與劉明洲(1993)的研究指出要發展一套電腦教學軟體，在教學法、教材的 安排和人機介面的設計等過程都必須考量兒童本身的認知結構及心理成熟因素。是 故，從事國小程式設計教學的教師，大多使用簡易、有趣且圖像化的程式語言，像是 Logo 語言(林裕雲，2002；徐龍政，1995；崔夢萍，1999；黃文聖，2001)、電腦樂高 (林智皓，2007；施能木，2007；蔡錦豐，2008)、Stagecast Creator(豐佳燕、陳明溥， 2008) 均有此特徵，尤其近年來剛推出的 Scratch(楊書銘，2008)軟體語言工具由於具 有中文的相容性，更是可為考量應用。 Scratch 軟體是美國麻省理工學院所發展的一套免費的程式語言，可以用來創造互 動式故事、動畫、遊戲、音樂和藝術，並且可以把你的創意發表在網路上與人共享。 它是設計來用於幫助八歲以上的兒童學習數學以及計算能力，增加創意思考、有系統 的推理和合作學習(麻省理工 Scratch 團隊，2009)。 Scratch 是一個視覺化的直觀式積木組合式程式語言，它使用拖曳的方式將指令從 程式指令區移進程式腳本區，如圖 231 所示。這大大地減少了打字錯誤的機會，也 不需要在初學之時苦於記誦指令的拼法。新版的 Scratch 已具中文化的介面與指令名
稱，不再讓語言的隔閡把初學者擋在門外。 圖 2-2-1 Scratch 軟體拖曳指令進入編寫區 另外，積木組合的編寫方式可幫助初學者在程式編寫時更容易注意到指令程序的 問題，哪一項指令該在哪一項指令的前面，都可以依積木組合的方式而不弄反，如此 就不會在學習階段時，因為不熟悉語法順序或格式問題而出錯，因而造成太多的失敗 經驗而降低學習動機。 圖 2-2-2 Scratch 積木組合的程式碼 Scratch 軟體的儲存副檔名為.sb，儲存後的檔案即可被裝有可執行 java 的瀏覽器展 示出來，官方網站亦有提供展示平台讓全球學習者分享創意作品，提供評論。更重要 的是這些作品都可以下載回去讓學習者研究，不需反組譯作品檔即可觀看原始碼，充 份做到知識共享的精神。
圖 2-2-3 Scratch 官方展示平台中的一個專案 Scratch 有這些從前程式設計軟體所沒有的優點，具有更容易被現在的學童所接受 的機會，是故採用 Scratch 軟體進行資訊教學工具，以提升學生問題解決的能力，可為 重要考慮因素之一。
第三節 問題解決的定義與歷程
一、問題解決的定義 「問題」在問題解決的研究中，最常見的定義是指不能立即解決目標和目前狀況 的差異，朱柏州(2002)在歸納學者們的研究後，認為個體在處於某種新的情境中，為 達成目標的狀態，而必須使目前呈現的狀態有所改變，而這兩者之間的差異，即可定 義為問題。學習者在生活中面對問題，將使用先前認知到的舊知識以解決問題。在問 題解決之前，學習者必須要將若干已知的規則重新組織，以形成新的高級規則，以達 到預定的目標狀態。而問題若被順利解決，學習者的知識、能力與經驗也必會提高(朱 柏州，2002)。因此，問題解決是人類重要的心智活動，更是一個認知行為的過程，針對問題解決的涵義，各學者有以下幾種闡述。 Polya(1981)認為「問題解決」是一種外顯，或是認知的行為過程，這種過程是對 問題的情境提出各種可能的解決方法，並且從這些可用的選擇中，去選擇出比較有效 的方法，再加以執行。王文科(1995)認為廣義的「問題解決」是指有機體獲得情境問 題的適當反應過程；狹義來說，是指有目的的指向活動或是一種形式的思維，而原有 的知識、經驗及當前情境問題必須重新改組、轉換或聯合，才能達到即定的目標，也 就是解決問題。 Mayer(1992)則是認為「問題解決」是從已知敘述到目標敘述的遷移過程，問題解 決的思考是朝向達成某種目標的系列運作。而張春興(1999)認為「問題解決」是一個 人運用各種的知識，去達到解決問題的思維歷程。朱柏州(2002)認為「問題解決」是 一種去尋求對某項情境問題的可行解答或結果之過程，亦是一種思考組織和記憶事物 的個人行為技術，也是對新的環境事物來做歸納，是個體必須回應對事物的各種記憶 需求的結果。 李登隆(2003)認為「問題解決」是運用學生舊有的經驗和先備知識，去察覺問題、 蒐集並且加以思考相關的資料，再經由分析與推理，發展出新的解決方法，以獲得解 決問題的能力。蘇秀玲與謝秀月(2006)則認為個體在遭遇的各式的問題時，會運用其 先前認知的經驗、知識、能力、個別技能和所獲得的各種資訊，來提出可能有效的解 決方法，藉此來減少所處問題情境與達成目標狀態之間差異的過程。 綜合各學者所提出的定義，研究者在本研究中，將「問題解決」定義為學生在面 對生活中的問題時，運用其先有知識、舊經驗和思考能力，以獲得問題的解答，達成 預定的目標，這種歷程即是問題解決。 二、問題解決的歷程 問題解決的思考歷程是近代心理學家所關心研究的課題，多位學者專家均提出不
同的問題解決歷程的模式： 杜威(1910)曾在「思維術」(How we think)一書中，列舉出問題解決的五大步驟， 用以說明個人解決問題的心理歷程： (1)遭遇問題 (2)界定問題 (3)發展假設 (4)驗證假設 (5)應用。 Busse 與 Mansfield(1980)指出科學的創造歷程中經常包含的五個問題解決步 驟，分別是： (1)問題的選擇。 (2)多方尋求解決問題的方法。 (3)在既有的知識與經驗範圍中尋求解決途徑。 (4)突破舊經驗的限制，產生新構想。 (5)驗證與改進。 朱柏州(2002)認為問題解決的過程可以分為「呈現問題、分析問題、收集資料、 提出多種解決方案、選擇最佳解決方案、執行方案、評鑑結果」等七個步驟。 詹秀美與吳武典(2007)認為就認知的角度而言，問題解決的思考歷程包含了三個 主要階段：(一)界定問題的可能原因。(二)提出可行的解決方法。(三)評鑑問題解決 的結果，修正解決問題的策略。 綜合以上模式討論，研究者將歸納問題解決的歷程歸納為「界定問題、分析問題、 蒐集資料、提出解決方案、驗證與改進」。再依朱柏州(2002)研究再把問題解決能力細 分為「問題察覺」、「問題再定義」、「原因推測」、「提出想法」與「尋求最佳方案」等 五向度分項能力。
在本研究中，學生在面對 Scratch 軟體的情境問題時，學生必須去認定程式的情 境問題為何，並且分析此程式問題的困難度，將問題分為各個小問題，再去蒐集相關 的資料與回顧舊經驗，經過分析、推理與歸納的歷程後，寫出解決問題的程式碼，最 後立即加以驗證結果，再不斷地修正程式碼以真正完整解決問題。此一程式創作的歷 程與上述問題解決的歷程相似，故本研究欲以問題導向教導學生學習 Scratch 軟體， 期能提升學生問題解決之能力，在評量學生問題解決能力時，則是以「問題察覺」、「問 題再定義」、「原因推測」、「提出想法」與「尋求最佳方案」等五向度分項能力來評分。
第四節 問題導向學習探討
問題導向學習(problem-based learning ,PBL)是指在教學過程裡，教師設計一個 符合真實情境的問題為核心，建立學習目標，鼓勵小組合作討論，經由不斷的試驗後， 最終提出解決的方案。藉此讓學習者透過問題解決的過程，培養主動學習、批判思考 和問題解決的能力，並學習建構知識的過程(吳清山，2002)，因而獲得新知識(程慧娟， 2006；張玉山，2006)。 問題導向學習強調情境建置、探究學習及小組合作學習(張玉山，2006)。情境問 題能引起較強的學習動機，而強烈的動機可以使學習更自動、持久而有成效；探究學 習是以學生的知識探索活動為主，教師在教學過程中，藉由提出問題以及提供與教學 主題相關的資料，讓學生主動進行假設、探索、驗證、歸納和解釋，而教師的角色則 為導引學生學習，並觀察其討論的進行；問題導向學習的進行常常採用小組合作學習， 合作學習是有組織的把學習者分成小組，讓學習者在異質分組中合作、分享和互助， 利用這種同儕之間的互動與合作來提升學習成效，這是一種社會建構主義的思維。祖 善明等人(2008)指出，合作學習具有「鼓舞學習動機」、「鼓勵思考辯論」、「引導學習 目標」、「培養合作技巧」的優點。 吳清山(2002)歸納各專家學習的研究後，提出問題導向學習的四項優點，分別是「容易激起學生學習動機」、「培養高層次思考」、「強化學生後設認知」，以及「有助於 真實情境的應用」。問題導向學習因為有這四項優點，合適運用在須要講求邏輯程序思 考與應用後設認知的程式設計教學上。 解決問題的過程包含了五個步驟，分別是「瞭解與思考」、「探究與計畫」、「選擇 策略」、「尋找答案」，和「省思與擴展問題」(國教司，2009)。學習者必須了解問題， 有批判的思考；要能分析資料，有充足的計畫；而教學者要能提供學習者一個導引選 擇解決策略；在學生找出答案之前，他要修正每一個犯錯的步驟，然後省思結果是否 能應用在其他問題上等擴展性問題。若在程式設計的領域上，通用性問題解決的歷程 則修改為「瞭解問題需求」、「擬定解題計畫」、「撰寫程式」，和「測試與除錯」(陳明 溥，2007)。 在實際的研究上，問題導向學習在教學活動的設計上，已經有模式可以提供教學 者做為依循，像是在科技學習的問題解決活動設計程序上，張玉山與許雅婷(2008)認 為應包含了以下八個項目： (1)設定課程目標：教師確定主題範圍，在參考課程標準後，決定課程的教學目標。 (2)進行相關分析：分析學習者及其可能的學習策略。 (3)教材分析：列出教材細目，作為教學活動內容的基礎。 (4)決定主題：選定科技學習的問題解決活動，以具有生活性、實用性、技術性、可 習得科技概念、可習得問題解決技術及半開放性等特性為佳。 (5)發展次主題：透過小問題的解決，達到整合與形成性評量的目的。 (6)選擇適合的問題解決策略：引導學生進得小組討論，像是從較簡易的例子使用類 推法解決問題或是小組腦力激盪法等合適的問題解決策略。 (7)規劃教學資源：提供輔助教學與學習的軟硬體設計。 (8)選擇評量項目與方式：選擇能評量出學習成效的項目與方式，以符合 PBL 小組合 作學習的精神來做為評鑑原則為宜。
另外，張玉山(2006)在整理多位學者的理論與實務經驗後，提出問題導向學習教 案設計的八個主要步驟，分別為： (1)分析學習目標：分析教學者欲教授的學習目標，並依學習目標編寫教材。 (2)分析學習者：分析學習者的先備知識和學習背景。 (3)決定可用的資源：決定需要用到的教學輔助資源。 (4)決定問題：決定主題問題和次主題小問題，做為學生解決的目標。 (5)決定學習者角色與情境：舖陳學習情境與分派學習小組成員。 (6)分析教材：分析教材的內涵與上述各項，構出教案的大致輪廓。 (7)編寫教案：實際編寫教學活動的教案設計。 (8)設計評量工具：設計教學活動的評量工具，以評鑑學習成效。 各學科領域中最被廣為應用訓練問題解決能力的教學策略即為問題導向學習(陳 明溥，2003)，陳明溥也指出許多研究者建議採用問題解決策略來進行程式設計課程， 故本研究將依問題導向學習之精神與程序步驟，採用以上張玉山(2006)所提之八項主 要步驟，設計適用於國小學生的程式語言教學課程，以提升學童的問題解決能力。 為分析學習者對 Scratch 軟體的學習現況，除經由教師教學觀察及學生質性問卷 中獲得資料外，學習滿意度方面可依科技接受模式所述各構面設計量表測得，茲將科 技接受模式之內涵說明於下節。
第五節 科技接受模式
科技接受模式(Technology Acceptance Model ;TAM)是 Davis 在 1989 年所提出，他 是由 Fishbein 與 Ajzen(1975)提出的理性行為理論(Theory of Reasoned Action,TRA)所修 訂而來的，其理論基礎來自於社會心理學(溫嘉榮、楊榮宗、許麗玲，2005)。科技接 受模式的主要目的在於簡化理性行為理論(TRA)，用來提供研究者了解使用者在使用資訊科技時，影響使用者內在信念、使用態度及其使用意願的外在因素(Davis,1989； 花英德，2007；潘朝明，2009)。 科技接受模式(TAM)和理性行為理論(TRA)不一樣的地方有兩個，一是導入兩個認 知信念(認知有用性、認知易用性)；二是捨棄 TRA 中的主觀行為標準與規範性的信念 與動機(潘朝明，2009)。Davis 等人主張「主觀規範」此一構面影響使用者的行為並不 大，而且具有相當的理論不確定性和心理測量的困難，所以把「主觀規範」排除在外， 所以「態度」就成為 TAM 理論的核心(溫嘉榮、楊榮宗、許麗玲，2005)。 Davis(1989)認為信念會影響一個人對科技的使用態度，而使用態度會影響他的行 為意向，並且會進一步影響到他的的行為表現(潘朝明，2009)。所以當一個人對科技 使用的態度越正向，使用新科技的行為意向就越強烈，對新科技的接受度就會越高(花 英德，2007)，他的行為表現也就會越好了。所謂的信念是兩個認知構面，也就是「認 知有用性(Perceived Usefulness, PU)」和「認知易用性(Perceived Ease of Use, PEU)」。 Davis(1989)對科技接受模式各構面的定義如下： 認知有用性：使用者主觀認為使用資訊科技時，對於工作表現及未來助益的程度。 認知易用性：個人相信使用某種特定系統將可以免除其努力的程度。 使用態度：使用者使用此科技的正向或負向的感覺。 行為意向：測量使用者使用此科技的強弱程度。 Davis(1989)認為「認知有用性」和「使用樂趣」實際會影響使用者對科技事物的 使用意願，而 Subramanian(1994)指出「認知易用性」與科技的內容有關，系統愈是專 業，對使用者愈是陌生，「認知易用性」對行為意向的直接影響就愈明顯，相反的，若 是探討的科技內容對使用者來說愈是普及，則影響就較不明顯。 花英德(2007)整理了 Davis 科技接受模式(TAM)的主張如下： (1)使用者對資訊系統的行為意向影響實際使用的情況。
(2)使用者資訊科技的使用態度和認知有用性所影響行為意向。 (3)使用態度受使用者對資訊系統的認知有用性和認知易用性所決定。 (4)認知有用性與認知易用性都會正向影響使用態度。 (5)認知易用性也會正向影響認知有用性。 (6)認知易用性是影響行為意向的次要因素，而認知有用性是主要因素。 科技接受模式解釋了使用者對於資訊科技的決定性因素，Morris 與 Dillon(1997) 也認為科技接受模式給予了研究者及實務者一個比較簡單和節省成本的方法去預測資 訊科技系統的成功程度，因此本研究亦採用科技接受模式來探討學生對 Scratch 的使用 行為。 然而，Davis(1989)認為對於科技接受的研究，認為應以 TAM 做為簡單的理論基 礎，在不同的研究應用領域進行科技接受的預測或詮釋時，必須再加入「外部變數」 來延伸探究科技的接受程度。畢竟，只是從使用者的認知面去探討人們對於科技的使 用接受度，容易忽略掉了個人的價值觀、使用習慣，以及外界影響等重要因素(花英德， 2007)；Agarwal 與 Prasad(1999)的研究認為「認知有用性」與「認知易用性」這兩個 信念並不足以完全解釋新資訊科技的使用態度，所以建議將科技接受模式作適當的擴 充；Moon 與 Kim(2001)也認為根據不同的資訊科技系統，可能需要加入外部變數來延 伸原始的科技接受模式，其研究結果發現修正調整後的科技接受模式更具解釋能力。 茲將以上所述，引 Davis(1989)所提科技接受模式，圖示如下：
圖 2-5-1 科技接受模式
外部變數的內涵非常繁雜，目前僅「系統品質構面」和「互動品質構面」具有一 致的因素，(花英德，2007)，舉例來說，像是使用者對於系統介面的使用、教學內容、 師生和人機互動關係的感受等因素，這些「外部變數」影響著使用者對此科技的信念， 也就是說改善系統介面、使用圖形或是操作方式，可能也代表著可提高系統的易用性 及 有 用 性 (Agarwal & Prasad,1999 ； Szajna,1996 ； Venkatesh,1999 ； Venkatesh & Davis,1996)。花英德(2007)整合國內外多位學者的文獻後，在其研究所採用的外部變 數有三項，分別為「系統品質構面」、「互動品質構面」和「教材品質構面」。本研究參 考以上文獻、Scratch 軟體特性及實際教學經驗，認為本研究的外部變數包含了「軟體 品質構面」和「教學品質構面」 依前五節所述，故本研究欲以問題導向教導學生學習 Scratch 軟體，以期提升學 生問題解決能力；以科技接受模式量表評量學生對 Scratch 軟體各構面滿意程度。然 而研究者在實際教學的實施中，想要進一步發現教學現場問題及改進相關的教學問 題，以修正教學方案，解決實際問題，故採用行動研究法進行課程研究，並於下節探
討行動研究內涵與歷程。
第六節 行動研究法之探討
一、行動研究起源 一般而言，「研究」是大學教授或學者專家的工作，而實際的「行動」則是實務工 作者(例如教師)的職責(謝銘珈，2008)。建立普遍的原理原則或是可以進一步類化的 理論知識大多是傳統研究的目的和價值；但是這樣的研究結果，總是無法解決實務工 作上所產生的實 際問題，因 為在理論和 實務之間，常常 存在著無可 避免的差距 (Atweh,kemmis,& Weeks,1998)。傳統理論也往往無法說明或解決在實際工作環境中所 遇到的實際問題；另一方面，實際工作情境當中的實務，也往往未能用來考驗和修正 理論(Zubert-Skerritt,1996)。1930 年美國的社會心理學家 Kurt Lewin 首先創用了 「行動研究」一詞，他將社會實務的執行與理論的探討互相結合，認為「研究應有所 行動，而行動應有所研究」，行動研究就是引進計畫性改變並觀察其結果的一種研究方 法。二、行動研究的概念
行動研究所重視的是實務工作上實際問題的解決與應用，而不是學術理論的建 立，而有學者提出行動研究的四大概念為：(夏林清譯,Altrichter,Posch & Somekh 著,1997) (1)任何一個教育者都是特定處境中的行動者。 (2)行動研究不斷要訓練我們的就是個體和集體行動者的敏覺、覺視和反應能力。 (3)行動研究強調讓實踐和反應之間產生聯繫，不要斷裂。 (4)它是個長期的社會探究，其影響力對整個社會探究和變革產生一種關聯性。 所以說，行動研究就是要將「行動」與「研究」兩者結合為一的研究，另一方面
而言，教育行動研究也是探知、行動、反思合一的教師專業成長方式(饒見維，1996)， 更是讓教學工作和研究工作結合在一起的研究。 三、行動研究的定義 不同的學者依其研究不同的觀點，對於行動研究有略為不同的定義，茲將所蒐集 到的文獻整理成下表： 表 2-6-1 行動研究的定義 陳伯璋 (1988) 情境的參與者基於解決實際問題的需要，與專家、學者或組織中 的成員共同合作，將問題發展成研究主題，進行有系統的研究， 講求實際問題之解決的一種研究方法。 黃光雄、簡茂發 (1998) 行動研究就是小規模的介入實際情境，對當前事務中獨特問題的 探究，通常由直接涉事的那些人負責執行，並對此一介入的效果 作嚴謹的檢查，旨在促成某種獨特情境的改變。 王如哲 (1999) 行動研究是真實世界中的小型介入，並且真實地檢視此一介入的 效果。 蔡清田 (2000) 行動研究就是實務工作者在實際工作情境當中，根據自己實務活 動所遭遇到的實際問題進行研究，研擬解決問題的途徑策略方 法，並透過實際行動付諸實施執行，進而加以評鑑反省回饋修正， 以解決實際問題。 吳明隆 (2001) 行動研究是種自我批判反省的活動，是實務工作者於其所在實際 工作情境中，解決其所遭遇之實務工作問題的一種研究歷程。 王文華 (2005) 實務工作者在實際工作環境中，由於實務的需要或願景的牽引， 在相關人員的協助之下，共同研擬具體有效的策略，並以實施、 評價、回饋、修正、再施行、目標達成、再創新的循環方式所做
的研究。 由以上概念和定義可知，行動研究主要目的在於提供實務工作者在面臨問題時， 能夠透過不斷的反思，再結合理論對於問題再加以省思、規畫、執行，最後加以評鑑， 以促進自我的專業成長，以達到改善實務工作的績效，或是對於工作內涵的了解(潘才 石，2004)，最後並且以結果的成敗做為判斷研究最終價值的標準(廖鳳池，1990)。 四、行動研究的特徵 行動研究法和一般實驗室研究不僅在目的和定義上有所不同，學者對於行動研究 的特徵亦多有所筆述，概列如下。 廖鳳池(1990)引 Marrow(1969)的文獻指出，行動研究具備下述三項特徵： (1)行動研究結合人們對於實際問題索求解答的願望來進行。 (2)行動研究通常是在實地的社區情境中執行，而非在隔絕的實驗室內實施。 (3)行動研究在每次行動步驟的前後進行態度及行為的測量，以確定行動的成敗。 謝銘珈(2008)引 McNiff,Lomax 與 Whitehead(2002)的研究指出，教育行動研究的 特徵包括： (1)投入教育現況的改善 (2)詢問特別的研究問題 (3)把「我」放在研究中心 (4)是一種知其然的、立即投入的、有意圖的行動 (5)系統化監督產生有效的資料 (6)對行動做真實可靠的描述 (7)對行動加以解釋 (8)採取新的方法來表徵研究
(9)檢證研究成果 (10)公開發表行動研究成果。 王文華(2005)歸納學者專家的文獻後，提出行動研究的特徵如下： (1)行動研究常為實務工作者所使用，使研究與行動並進。 (2)行動研究具有解決問題、超越現狀、形塑願景與邁向願景的特性。 (3)行動研究的計畫與策略具有發展性。 (4)行動研究常是集體協同合作，很少單打獨鬥。 (5)行動研究隨情境的改變而調整其策略。 (6)行動研究具有具體又有序的動態循環之研究歷程。 (7)行動研究可以靈活應用各種研究方法。 張世忠、謝幸芬(2008)依其研究文獻，歸納行動研究的七點特性： (1)教師即研究者 (2)解決實際問題 (3)融入工作情境 (4)提升教師專業 (5)多元化的模式 (6)重視協同合作 (7)教學與研究整合 歸納上列各專家學者的說法，研究者就教育行動研究而言，認為教育行動研究的 特徵簡略來說，包含了「學校就是研究場所，而教師就是研究者」、「有計畫性的合作 集體」、「根據觀察、反思和回饋立即地改變下一行動計畫的策略」、「目的就是解決實 際的教學問題」。 五、行動研究的歷程
行動研究有一定的程序步驟，Kurt Lewin 提倡行動研究時，發展出「分析與確定 問題」、「擬訂問題解決方案」、「執行方案」、「觀察與評鑑執行成果」此四循環步驟， 並成為往後行動研究的基本執行依據(陳伯璋，1988)。而學者大多也以「規劃、行動、 觀察、反省、再規劃」的循環作為進行行動研究的基本架構。例如，Gummesson(1991) 指出行動研究的內在歷程為「資料蒐集、資料分析、行動、決定、實踐、改善目前發 生事件」；而王美芬與熊召弟 (1995)則認為行動研究歷程包括了「辨認問題、轉化問 題為可研究型式、設計與規畫實驗、實際執行實驗、詮釋數據與結論、評鑑及檢討」 等步驟。
Kemmis 與 McTaggart(1988)納入了 Lewin 模式，創立了行動研究循環的表徵，它 清楚地顯示出行動研究雙循環的歷程，如圖 2-6-1 所示(歐陽淑卿，2009)；據此，歸 納以上所述，行動研究在分析問題，成員討論、協商及評價可行性後，計畫進行第一 步行動，再藉由反思及評鑑蒐集資料後，修正計畫以進行第二步行動，再反思及評鑑 蒐集資料，如此不斷地循環，循環次數越多，則研究的效度愈高(饒見維，2001)。
在「行動研究」的雙螺旋循環當中，教師首先應指出其所關心並且待解決的問題， 再進一步考量可能的問題解決行動計畫。在課程發展與行動進行的過程中，教師必須 持續不斷的自我觀察，反省教學過程，和合作伙伴討論相關議題，學習新的教學策略 與再規劃新的行動計畫，最後，評鑑教師自己所實際付諸的行動，並根據自己親身經 驗的發現和所得的結果，做為進一步重複進入「行動研究循環」時，修改課程計畫與 課程行動的依據(蔡清田，2000)。 六、行動研究的實施原則 教育行動研究在實施上應須依一定的原則進行，才不致流於形式或是只為做成果 而失去「行動」的精神，是故，歐陽淑卿(2009)指出，行動研究的實施原則應有： (1)行動：從行動中發現、研究、解決問題。 (2)實用：能解決實際問題的計劃才值得研究。 (3)合作：又稱「合作性的行動研究」。 (4)彈性：發展性，視情境、需求而變更。 (5)協調：必須配合參與者所任職機關的政策與例行性運作協調，不可抵觸。 (6)可行性：必須符合研究者本身的能力所及。 (7)不斷考核或檢討：了解研究對象發展的程度，修正行動，以達目的。 (8)講求時效：必須能在一段合理的時間內完成。 張世忠與謝幸芬(2008)在參考 David Bargal(2006)的文獻後，提出教育行動研究 應有以下八點實踐原則： (1)教育行動研究的研究方法以質性取向為主、量化為輔。 (2)教育行動研究包含蒐集資料決定研究目標、採取行動以執行目標，和評鑑介入研 究產生的結果的循環歷程。 (3)教育行動研究需要所有參與研究人員介入結果的反思回饋。
(4)教育行動研究需要專家學者和參與實務教師的持續合作。 (5)小組團體教師是轉變情境的關鍵角色。 (6)教育行動研究需要考量所有參與教師的價值觀、目標和權力需求。 (7)教育行動研究是創造知識、建立介入原則、並發展介入工具與評鑑 (8)教育行動研究強調重點在教師訓練、發展與改變。 簡略地歸納以上所述，研究者認為教育行動研究的原則在小組團體教師合作討論 出符合可行且有用性的實際教學問題後，須持續不斷地考核研究對象的回饋及自我的 反思歷程，並且在研究資料方面以質性為主、量化資料為輔，強調教師的專業介入角 色和自我的成長。 七、行動研究的資料蒐集 蔡美華(2003)指出在一般的教育行動研究中，是接納描述的方式(質的)來檢查問 題的情形，資料的來源有：(1)校內現有檔案資料；(2)捕捉每月生活的工具；(3)問題 的工具；(4)調查問卷等傳統的來源；(5)展示學生檔案等創意的來源；(6)訪談；(7) 口述歷史與敘述故事；(8)觀察；(9)圖示；(10)視覺紀錄；(11)相片；(12)日誌與日 記。 然而，單一的資料來源並不值得被研究者所依賴，Sagor(2000)曾建議應完成一份 「三角交叉矩陣」的表簡單表格，記錄表示各種資料的來源，也增加質的研究強度。 這種方法就是多種工具法，針對研究問題從許多方面蒐集資料，而非只仰賴一種，例 如下表所舉的例子中，欲研究「學生的電腦先備知識」，可從「學生調查」及進行「電 腦知能前測」中獲得資料；欲研究「學生使用線上教學的時間」，可從「學校伺服器紀 錄」、「學生調查」及「家長調查」中獲得資料。
表 2-6-2 三角交叉矩陣舉例 資料來源 研究問題 1 2 3 1.學生的電腦先備 知識？ 學生調查 電腦知能前測 2.學生使用線上教 學的時間？ 學校伺服器紀錄 學生調查 家長調查 八、行動研究的限制 教育行動研究是社會科學研究的一部分，其研究的對象是「人」，且沒有經過實驗 印證而為人所垢病，甚至有學者認為它僅是一種研究的方式，而非 「方法」（歐陽淑卿， 2009）。歐陽淑卿還指出行動研究的限制如下： (1)取樣不具代表性，資料處理簡易，無法控制變項，以及人員能力有限，造成效度 不高。 (2)參與者在「研究」和「教育工作」兩種角色調和上易生困擾，兩者難兼顧。 (3)易受專家的左右，或受上級、同事的阻撓而無法獲得真實的資料，影響研究品質。 (4)行動研究以實際問題之解決為導向，而研究者又是實際工作者，易不正確的診斷 問題而進行研究，因而產生研究的自行應驗作用，而得到不正確的研究結果。 另外，學者潘才石(2004)整理文獻資料後，指出行動研究的限制有下列四點： (1)研究品質受到限制 (2)研究風氣的發展受到學校限制 (3)研究伙伴協調困難 (4)研究結果應用性低 由以上文獻資料可知，教育行動研究最大的限制在學校的支持及同事或伙伴間的 合作與溝通，及因教育行動研究就是在解決教學實務的問題，故推論性和普遍性均不 高，也因此其研究效度頗受質疑(潘才石，2004)。針對此問題，國內學者吳明隆(2000)
認為研究者可從「自我效度、同儕效度、學習者效度」這三個向度中宣稱建構的知識 是有效度的。 自我效度指的是教師的行動必須是具有專業道德和經過慎思熟慮的，且要根據實 施原則來進行討論和反思。自我效度判斷的準則是「實務工作須有教育價值」、「個人 行動是一種批判反省活動」和「訂定合理的行為準則」。同儕效度指的是由研究者的同 事、朋友、專家或學生家長等組成的「效度群體」，由他們提供合理、有建及批判性的 回饋。學習者的回饋反應是行動研究中對研究幫助最多的，學習者效度指的是從學生 的外在行為表現與資料文件中來了解學生行為改變與觀點(潘才石，2004)。 依上述文獻探討結果，本研究主要在分析國小資訊教育的現況與實施後，以問題 導向學習為基礎，進行 Scratch 軟體課程教學設計，然後以行動研究法實施教學研究， 在研究過程中進行教學反思與教學計畫修訂，並以此提升教師的教學專業能力，更重 要的，是希望能達到資訊課程的教學目標，且提升學生的問題解決能力。
第三章 研究設計與方法
本研究是以行動研究的方法，設計一套應用直觀式 Scratch 軟體的教學課程，希 望能提升學生的問題解決能力，並且探討學生的學習現況與教師的專業成長。研究的 設計與方法分四小節來敘述：第一節為研究情境，說明教學的場域與對象；第二節為 研究設計，說明研究方法、研究架構和研究流程；第三節為各項研究工具的說明；第 四節為資料處理的說明。第一節 研究情境
一、研究場域 研究者任職於彰化縣某濱海小學，故研究場域即為研究者所任職的地點。本校地 處偏遠，學生多為新移民子女；每一學年僅一個班級，全校共六個班級；每一班級約 23 至 36 人，屬於小校中的大班。本校提出以「人文關懷、精緻優質、活潑多元、積 極宏觀」為學校發展的願景，而校方十分支持與鼓勵教師進行教學創新活動。 二、研究者背景 研究者畢業於台南師範學院自然科學教育學系，因對資訊教育有濃厚的興趣，故 在大學求學生涯時，同時修習資訊類四十學分的課程，以取得資訊第二專長。退伍任 職後擔任小學高年級導師三年，利用課表彈性時間每週進行兩節資訊課程，以培養偏 遠學校學生的資訊基本能力。教授資訊課程的教學目標以九年一貫課程綱要資訊議題 的能力指標為主，而進行 Scratch 軟體的教學經驗已達一年。 三、研究對象 本研究的研究對象為上述該校的五年級學生，全班人數為 22 人。學校因處於濱海偏遠地區，班上學生家長社經地位屬弱勢居多，且有 11 名學生為新移民子女，學生平 時受文化刺激較少，但對學習電腦資訊課程仍有高度的興趣。因自國小三年級起就開 始接受資訊課程的教學，所以已具有微軟視窗系統(Windows Xp)的基本使用能力。 研究者將學生與研究相關的背景資料，統計結果表列於下： 表 3-1-1 學生背景資料統計表 項目 變項 樣本數 百分比(%) 男 10 45 性別 女 12 55 有 17 77 家中有無電腦 無 5 23 3 小時以下 9 41 3 到 7 小時 8 36 每週使用電腦時間 7 小時以上 5 23 由上表可知，研究對象男女約各半(55%，45%)，而家中有電腦設備的學生佔大多 數(77%)，學生每週使用電腦的時間以 3 個小時以下最多(41%)，其中還包含了每週在 學校使用電腦的 2 個小時，可見多數的學生在家並不常使用電腦。
第二節 研究設計
一、採用行動研究法的意義 資訊教育列為九年一貫課程綱要的重大議題，雖非屬領域課程，而是以融入各領 域的方式進行學習，但在國小第三到第六學年中，每學年仍建議安排上課節數為 16 節，且民國 100 年實施的 97 年國民中小學課程網更修正為建議每學年上課節數增到32 至 36 節，至使資訊教育成為有節數而無審訂課本的窘境，上課全賴資訊教師選用 未審訂的書籍或自編教學課程。目前市場上 Scratch 軟體的中文書籍並不多見，也未 針於能力指標而設計教材，所以需要有一套提升學生資訊能力指標的 Scratch 軟體教 材供教學參考。 再者，國內關於 Scratch 軟體的研究尚且不足，目前僅有楊書銘(2008)有做相關 的研究，他探討了 Scratch 教學與其他多媒體教學對於國小高年級學生邏輯推理能 力、問題解決能力及創造力的有何不同的影響，但較少針對 Scratch 軟體的課程發展 而進行教學省思。因此，一套經過研究，且實際行動過，在理論與實際間進行過計畫、 反省、修改及再計畫的提升問題解決能力教學課程，是值得探究的。 行動研究就是要將「行動」與「研究」兩者合而為一(謝銘珈，2008)，因此由實 際工作者，也就是教師於工作場域中根據自己實際遭遇的問題進行研究，再研擬解決 問題的策略方法，實際行動修正教學計畫。研究者發現可以進行 Scratch 軟體的教學 課程來達到資訊課程中的能力指標「4-3-4 能針對問題提出可行的解決方法。」，並且 經由課程的學習來提升學生問題解決能力。所以，本研究以「行動研究」的方式解決 這個實際問題，以拉近實際與理論的距離，並且增進研究者的教育專業發展。 二、研究架構與流程 本研究是希望透過發展並實施 Scratch 軟體的課程，來改善或是加強學生學習問 題解決的效果。故分析文獻後，確立以行動研究來探討 Scratch 軟體的課程設計，教 學行動前依據理論基礎擬立行動計畫，並且實際進行教學；藉著教學的觀際與蒐集的 回饋來評鑑教學問題與修正計畫，再進行第二步驟計畫。依這些歷程與資料的蒐集， 來探討課程的設計、學生的學習現況、問題解決能力的影響及教師的專業成長。以上 所述簡略畫成下圖所示：
圖 3-2-1 研究架構圖 研究者於九十八年二月大致訂立研究題目，並持續閱讀並分析相關文獻。在分析 完研究背景，提出本論文的研究動機、研究目的和研究問題後，於同年五月確定研究 對象，並於九月開始實踐行動研究方案，十一月結束教學課程與蒐集完研究資料後即 開始分析資料，探討研究結果，並著手撰寫研究報告，茲將以上所述畫成研究流程圖， 如下頁所示： 行動研究之內涵 Scratch 軟體課程之內涵 及其教學設計 教學行動前之教學計畫 教學行動時觀察與回饋 教學行動後之反省再計畫 資料蒐集與理論基礎 擬定行動計畫 實踐行動計畫 評鑑與修正計畫 ◎ Scratch 課程發展與設計 ◎ 學生學習 Scratch 現況 ◎ 學生問題解決能力的影響 ◎ 教師專業成長 修 正
圖 3-2-2 研究流程圖 探討背景動機 確立研究限制 提出研究目的 設定待答問題 探討行動研究 方法 進行教學課程 資料分析 撰寫研究報告 確定研究對象 訂定研究題目 閱 讀 分 析 相 關 文 獻 文獻分析 研究工具蒐集資料 結果與討論 結論與建議 計畫、反省、修正、再計畫
此次行動研究以「應用 Scratch 軟體提升學生問題解決能力」為問題的起點，在 進行 Scratch 課程前先對研究對象施以「國小學生問題解決能力」前測，而後教師對 學生進行第一循環的 Scratch 軟體的教學課程，在進行教學活動中，蒐集學生的回饋 資料，做為第二循環教學課程改進的參考，並在整個教學活動結束後，再次蒐集學生 的回饋，來分析此課程對學生學習 Scratch 課程後的學習現況；並且課程結束後，施 以「國小學生問題解決能力」後測與「Scratch 軟體科技接受模式量表」，用以分析學 生問題解決能力的變化與學習的態度。依上述各因素，配合雙循環教學表徵及測驗工 具之關係，更清楚地畫成以下「Scratch 軟體行動研究與施測流程圖」：
圖 3-2-3 Scratch 軟體行動研究與施測流程圖 2.計畫：設計教材 5.評鑑：根據學生質性問 卷與教師教學日誌評量 學習狀況 3.行動：Scratch 程式設計教學 第一循環課程(基本操作) 4.監控：觀察學生學習狀 況 6.再計畫：修正教材 9.評鑑：根據學生質性問 卷與教師教學日誌評量 學習狀況 7.再行動：Scratch 程式設計教學 第二循環課程(角色互動) 8.監控：觀察學生學習狀 況 施教 分析、討論 記錄教學日誌、實施質性問卷 反省 分析、討論 施教 記錄教學日誌、實施質性問卷 反省 10.蒐集研究資料：國小學生問題解決測驗(下)、Scratch 軟體科技接受模式量表 0.發現問題：資訊教師欲發展 Scratch 軟體課程提升學生問題解決能力 1.蒐集研究資料：國小學生問題解決測 驗(上) 分析、討論、評價可 能性、檢視限制
