行動載具輔助戶外教學對互動性距離影響之研究-以營建科技課程為例

全文

(1)國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系碩士論文. 行動載具輔助戶外教學對互動性距離影響之研究-以營建科技課程為例. 研究生：柳金佑指導教授：朱益賢. 中華民國九十九年一月.

(2)

(3) 行動載具輔助戶外教學對互動性距離影響之研究 -以營建科技課程為例研究生：柳金佑指導教授：朱益賢. 中文摘要本研究旨在發展以營建科技單元為主題的戶外教學活動，用以探討學生在傳統式戶外教學與運用行動載具的戶外教學環境中，學生所感知的對話、結構、學習者自主性、系統介面等因素對互動性距離是否有所影響，又在這兩種戶外教學環境中，學生所感知的對話、結構、學習者自主性與互動性距離等因素是否有所差異。為達上述研究目的，本研究以臺北縣某國中八年級兩個班，共七十六名學生為研究對象，以準實驗研究法，進行為期三週共六節課的教學實驗，在實驗結束後，以互動性距離感知量表來取得所需的研究資料，而後透過統計方法提出以下幾點結論：一、在傳統式戶外教學環境中，其對話、結構、學習者自主性等三項因素皆對互動性距離有所影響。當受試者感知到的對話程度越高，互動性距離越小；課程結構越高，互動性距離越大；學習者自主性越高，互動性距離越小。二、在戶外教學的環境中運用行動載具，其對話、結構、學習者自主性、系統介面等四項因素對互動性距離有影響。當受試者感知到的對話程度越高，互動性距離越小；課程結構越高，互動性距離越大；學習者自主性越高，互動性距離越小；系統介面程度越高，互動性距離越小。 i.

(4) 三、在戶外教學的環境之中，運用行動載具與否對對話與互動性距離有所影響，且運用行動載具有助於提升對話，縮小互動性距離。四、實驗組學生對於本研究提供的行動載進行戶外教學具有良好之反應。最後，本研究根據以上結論，提出幾點後續研究與實務上的教學建議：一、對後續研究的建議：(一)可擴大研究對象之範圍與年齡層；(二)可將合作學習與個別學習納入研究變項；(三)可讓每一名學生都配帶一台行動載具。二、對教師教學的建議：(一)在規劃戶外教學活動時，應盡可能的提高對話並降低課程結構；(二)在規劃行動學習活動與行動學習系統時，應盡可能的提高對話；(三)在設計行動學習系統時，應盡可能的提高系統的使用性；(四)可利用校內的戶外教學，培養學生對學校的認同感；(五)為求維護校園秩序，應慎選戶外教學場所。關鍵詞：戶外教學、行動載具、行動學習、互動性距離、營建科技. ii.

(5) The Effects of Using Mobile Devices to Assist Outdoor Education on Transactional Distance —Using Construction Technology Curriculum as an Example Author: Liu, Chin-Yu Advisor: Chu, Yih-Hsien. ABSTRACT This study developed an outdoor education activity based on a unit of construction technology curriculum to investigate (1) whether dialogue, structure, learner autonomy, and learning system affect transactional distance in the traditional outdoor education context and the context involving application of mobile devices, and (2) whether dialogue, structure, learner autonomy, learning system, and transactional distance differ between the two education contexts. To accomplish the above objectives, the researcher selected two classes in the eighth grade of a junior high school in Taipei County and adopted quasi-experimental method. The 76 students in these two classes were given six periods of the experimental education during a span of three weeks. After the experiment, a transactional distance perception scale was employed to collect the research data. Through statistical analysis of the data, the following conclusions were obtained: 1. In the traditional outdoor education context, transactional distance was affected by dialogue, structure, and learner autonomy. Increased iii.

(6) dialogue was decreased transactional distance; increased structure was increased transactional distance; when learner autonomy was high, the smaller the transactional distance was. 2. In the outdoor education context involving application of mobile devices, transactional distance is affected by dialogue, structure, learning autonomy, and learning system. Increased dialogue was decreased transactional distance; increased structure was increased transactional distance; increased learning system was decreased transactional distance; when learner autonomy was high, the smaller the transactional distance was. 3. In outdoor education, application of mobile devices affected dialogue and transactional distance. Application of mobile devices could increase dialogue and decrease transactional distance. 4. Students in the experimental group showed positive responses to use of mobile devices provided by this research. Finally, based on the above conclusions, the researcher proposed a few suggestions for future researchers and the education practice: 1. Suggestions for future researchers: (1) The scope and age range of the research subjects can be increased; (2) Collaborative learning and individual learning can be included as research variables; (3) Every student can be equipped with a mobile device. 2. Suggestions for teachers: (1) Dialogue should be increased and structure should be reduced in the planning of outdoor education activities; (2) Dialogue should be increased in the planning of mobile learning activities and mobile learning systems; (3) Use of system should be increased in the design of mobile learning systems; (4) The campus environment should be utilized for outdoor education to increase students’ identification with the school; (5) To maintain the campus iv.

(7) order, the venues for outdoor education should be carefully selected.. Keywords: outdoor education, mobile devices, mobile learning, transactional distance, construction technology. v.

(8) vi.

(9) 目錄中文摘要 ................................................... i 表次 ...................................................... ix 圖次 ...................................................... xi 第一章緒論 ................................................ 1 第一節研究背景與動機................................... 1 第二節研究目的與待答問題............................... 3 第三節研究範圍與限制................................... 4 第四節名詞解釋 ........................................ 5 第二章文獻探討 ............................................ 7 第一節互動性距離理論................................... 7 第二節營建科技 ....................................... 12 第三節戶外教學 ....................................... 18 第四節行動學習 ....................................... 27 第五節應用行動載具於教學的考量 ........................ 34 第三章研究方法與步驟 ..................................... 37 第一節研究方法 ....................................... 37 第二節研究架構 ....................................... 38 第三節研究情境與對象.................................. 40 第四節研究流程 ....................................... 41 第五節教學實驗課程 ................................... 43 第六節研究工具 ....................................... 47 第七節資料分析 ....................................... 54 第四章資料蒐集與分析 ..................................... 57 vii.

(10) 第一節互動性距離感知量表描述性統計資料................. 57 第二節實驗組互動性距離感知量表分析 .................... 60 第三節控制組互動性距離感知量表分析 .................... 68 第四節實驗組與控制組互動性距離差異性分析............... 74 第五節小結 ............................................ 77 第五章結論與建議 .......................................... 81 第一節結論 ............................................ 81 第二節後續研究與教學建議 .............................. 85 第三節省思 ............................................ 88 一、中文部份 ........................................... 91 二、外文部份 ........................................... 93 附. 錄................................................... 97 附錄一第一週活動單 .................................... 99 附錄二第二週活動單 ................................... 100 附錄三第一週教學投影片 ............................... 101 附錄四第二週教學投影片 ............................... 104 附錄五第三週學生報告示例 ............................. 107 附錄六互動性距離感知量表(實驗組) ..................... 109 附錄七互動性距離感知量表(對照組) ..................... 111 附錄八實驗組戶外教學網站 ............................. 113. viii.

(11) 表次表 2-1 互動性距離理論相關研究.............................................................. 10 表 2-2 翰林版營建科技教學活動............................................................. 14 表 2-3 南一版營建科技教學活動............................................................. 15 表 2-4 康軒版營建科技教學活動............................................................. 16 表 2-5 戶外教學方式 ................................................................................ 24 表 2-6 行動學習於戶外教學的應用......................................................... 32 表 3-1 實驗組課程教學程序 .................................................................... 44 表 3-2 實驗組教學活動程序 .................................................................... 45 表 3-3 實驗組與控制組活動設計之異同 ................................................. 47 表 3-4 ASUS P550 規格與相關功能 ......................................................... 47 表 3-5 網站界面 ........................................................................................ 50 表 3-6 互動性距離感知量表之項目分析 ................................................. 53 表 3-7 互動性距離感知量表信度分析 ..................................................... 54 表 4-1 實驗組與控制組各題項填答情形之描述性統計.......................... 58 表 4-2 控制組各題項填答情形之次數分配 ............................................. 59 表 4-3 實驗組各題項填答情形之次數分配 ............................................. 59 表 4-4 結構變項低、中、高組描述性統計資料 ..................................... 61 表 4-5 結構變項之單因子變異數分析 ..................................................... 61 表 4-6 結構變項之 Scheffe 事後比較分析 ............................................... 62 表 4-7 對話變項低、中、高組描述性統計資料 ..................................... 62 表 4-8 對話變項之單因子變異數分析 ..................................................... 63 表 4-9 對話變項之 Scheffe 事後比較分析 ............................................... 63 表 4-10 學習者自主性變項低、中、高組描述性統計資料 .................... 64 ix.

(12) 表 4-11 學習者自主性變項之單因子變異數分析 ................................... 64 表 4-12 學習者自主性變項之 Scheffe 事後比較分析 ............................. 65 表 4-13 系統介面變項低、中、高組描述性統計資料 ........................... 65 表 4-14 系統介面變項之單因子變異數分析........................................... 66 表 4-15 系統介面變項之 Scheffe 事後比較分析..................................... 66 表 4-16 控制組之 Pearson 相關分析........................................................ 67 表 4-17 實驗組之迴歸模式摘要 .............................................................. 67 表 4-18 實驗組之迴歸模式參數檢定 ...................................................... 68 表 4-19 結構變項低、中、高組描述性統計資料 ................................... 69 表 4-20 結構變項之單因子變異數分析 .................................................. 69 表 4-21 結構變項之 Scheffe 事後比較分析 ............................................ 70 表 4-22 對話變項低、中、高組描述性統計資料 ................................... 70 表 4-23 對話變項之單因子變異數分析 .................................................. 71 表 4-24 對話變項之 Dunnett T3 法事後比較分析................................... 71 表 4-25 學習者自主性變項低、中、高組描述性統計資料 ................... 72 表 4-26 學習者自主性變項之單因子變異數分析 ................................... 72 表 4-27 學習者自主性變項之 Scheffe 事後比較分析 ............................. 73 表 4-28 控制組之 Pearson 相關分析........................................................ 73 表 4-29 控制組之迴歸模式摘要 .............................................................. 74 表 4-30 控制組之迴歸模式參數檢定 ...................................................... 74 表 4-31 描述性統計資料 .......................................................................... 75 表 4-32 互動性距離及相關因素獨立樣本 t 檢定.................................... 75 表 4-33 兩組問卷題項平均分數之差異性分析 ....................................... 76. x.

(13) 圖次圖 2-1 營建投入—程序—產出模式......................................................... 13 圖 3-1 研究架構 ........................................................................................ 38 圖 3-2 研究流程 ........................................................................................ 43. xi.

(14) xii.

(15) 第一章緒論本章共分四節，第一節說明研究者進行此研究之動機與研究背景，第二節敘述研究目的與待答問題，第三節為研究範圍與限制，最後一節為重要名詞解釋。. 第一節研究背景與動機隨著二十一世紀資訊快速發展時代的來臨，網際網路與數位科技的發展，使得知識與資訊快速更新，這樣的社會轉變，不但影響到了我們的日常生活，同時也對教育環境帶來了不小的衝擊。在傳統教學中，教師大多是使用粉筆、黑板、投影片等工具進行講述教學，而現今電腦普及加上網際網路的四通八達，讓教師在教育環境中可應用的教學科技相較以往變得更為豐富，如教師更可利用資訊科技設計生動的簡報、動畫等教學形式；換言之，可讓教師應用的教學科技讓教學活動有更多元化的選擇空間，無論是在課堂進行之前的教學準備、正式的課堂教學活動實施、或是課堂教學結束後的課後活動設計上，亦大幅增添了便利性與可能性。教育部預計於民國100學年度實施的新國民中小學九年一貫課程綱要總綱，所制定之十項欲培養學生之基本能力中，即有一項即是運用科技與資訊的能力，亦即正確、安全和有效地利用科技，蒐集、分析、研判、整合與運用資訊，提升學習效率與生活品質(教育部，2008)，由此即可看出，整個教育環境可說為了因應教育科技的發展而重新安排，教師對於教學的方法亦需有更進一步的改變，以因應現今社會的需求，而這對於以「科技」為名的生活科技教師來說，更是不得不面對的衝擊。有鑑於上述科技對教育的衝擊，目前全球已有許多教育工作者致力於研究如何善用科技來達到輔助教學之效，如Palm公司與SRI(Stanford Research Institute)合作，進行PEP(Palm Education Pioneer)計畫(Thooft, 1.

(16) Diaz & Swan, 2004)，目的是促進k-12的學生能應用個人數位助理 (personal digital assistant，PDA)融入於各科學習中，探討PDA應用於學校教學的可行性，與學生應用PDA學習的情形。研究結果指出學生普遍認為PDA讓學習更快樂，而且有繼續使用的意願，使用PDA學習甚至比個人電腦更適合於學習活動中。而Curtis(2002)等人則在PDA中設計了一些教學軟體供教師於教學中應用，教師也利用PDA的特點，改變原先的教學方法，並設計了許多活動以增加教學中的互動。上述這種將行動載具融入教學中的全新教學策略，稱之為行動學習(mobile learning)。行動學習與傳統線上學習最大的不同之處在於，傳統線上學習雖可讓學習者不受時間限制的學習，但其仍會受到地點的侷限，而行動學習則強調學習不受地點與時間的影響，亦即讓學習者透過任何行動裝置，在任何的時間、任何的地點，以同步或非同步的方式，自由取得想要的學習知識與內容(江明涓、劉晃溢，2004)。行動學習這種不受地理限制的特性，很適合應用在戶外教學之中。在傳統戶外教學中，最常遭遇到的問題是教師無法同時掌控所有學生的學習狀況，且由於戶外環境的範圍較大，教師亦無法如往常有效維持師生之間的互動，因此教師在進行戶外教學時，往往需要花費更多的精力，這對教師來說是一大負擔，同時也讓學生的學習成效受到影響。然而上述的問題，在透過行動載具的輔助後，都一一獲得了解決，如Tan、Liu和Chang(2007)等人以如何保護台灣溼地為主題，讓學生運用PDA進行戶外教學，藉此達到輔助學習之效果，研究結果顯示，透過行動載具輔助戶外教學，的確能增加學生學習成效與學習動機。目前大多數有關行動學習的研究，都是以實驗研究的方式與傳統教學作比較，雖然其研究結果都顯示運用行動載具輔助戶外教學有其成效，但卻很難找出一個完整的理論來說明究竟在行動學習的環境中，影 2.

(17) 響教與學的因素是什麼？又這些因素彼此的關係為何？因此，若能找出一套理論來說明其中因素的運作關係，那麼勢必有助於掌握行動學習策略的品質。而Moore於1970年代提出的互動性距離理論(Transactional Distance Theory)，其說明在任何的教學形式中，教師與學習者之間都會存在著認知上的差距，這種認知上的差距即稱之為互動性距離，而影響互動性距離的關鍵因素是「對話」 (dialogue)、「結構」 (structure)與「學習者自主性」(learner autonomy)。互動性距離理論完整的解釋了在遠距教學中，各種教學與學習變項的關係，因此本研究即嘗試從互動性距離理論的觀點，來探討在行動學習的環境之中，這些教與學變項的關係，以提供未來教學與相關研究之參考。. 第二節研究目的與待答問題綜合前述研究背景與動機，本研究即運用行動載具於生活科技之戶外教學中，並藉此探討在戶外教學環境中，各項因素對互動性距離之影響，以下分述研究目的及其所對應之待答問題： (一)探討在戶外教學環境中，其對話、結構、學習者自主性等三項因素對互動性距離之影響。 1.對話因素對互動性距離有何影響？ 2.結構因素對互動性距離有何影響？ 3.學習者自主性因素對互動性距離有何影響？ (二)探討在戶外教學的環境中運用行動載具，其對話、結構、學習者自主性、系統介面等四項因素對互動性距離之影響。 1.對話因素對互動性距離有何影響？ 2.結構因素對互動性距離有何影響？ 3.

(18) 3.學習者自主性因素對互動性距離有何影響？ 4.系統介面因素對互動性距離有何影響？ (三)探討在戶外教學的環境之中，運用行動載具與否對互動性距離之影響。 1.運用行動載具對對話因素是否有所影響？ 2.運用行動載具對結構因素是否有所影響？ 3.運用行動載具對學習者自主性因素是否有所影響？ 4.運用行動載具對互動性距離是否有所影響？. 第三節研究範圍與限制本研究之研究範圍與限制說明如下：一、研究範圍 (一)本研究之研究對象以特定某國中之八年級學習者，故其他學校或其他年級之學習者並不在本研究探討範圍內。 (二)本研究所使用之行動學習系統是以輔助營建科技戶外教學為目的而設，讓教師能透過系統給予學生即時回饋，並交付學生任務，而學生亦能透過行動載具取得完成任務所需之資訊。是故，本研究結果只針對生活科技科，且具備同等性質之行動學習系統進行探討，但不宜過度推論至其他學科之學習系統。 (三)在考量生活科技各項子領域之內涵後，本研究認為在營建科技領域中，運用戶外教學的方式進行教學，最能補足以往在室內教學之不足，因此本研究選擇營建科技單元作為教材範圍。二、研究限制 (一)在受測者填寫量表時，並無法完全排除受測者任意作答之可能。 (二)本研究基於學校行政、金錢、時間等因素之考量，無法隨機抽 4.

(19) 樣與分派研究對象。因此本研究尋求某國中一名教師之協助，以其教師任教之一個班級為實驗組，另一個班級為控制組進行實驗。 (三)本研究以PDA作為研究用的行動載具，雖在進行實驗課程之前，本研究會先進行使用PDA的教學課程，但仍無法完全排除師生操作之不當、網路無法正常運作等突發狀況之可能。. 第四節名詞解釋一、行動學習(mobile learning) 行動學習係指學習者透過任何行動裝置，在任何的時間、任何的地點，以同步或非同步的方式，自由取得想要的學習知識與內容(江明涓、劉晃溢，2005)。二、行動載具(mobile devices) 行動載具乃指能夠隨身攜帶，具有輔助工作或通訊等功能的計算工具(computational devices)。這些載具在適當的配備下，可以進行有線的或無線的傳輸，因此也具有通訊的功能。常見的行動載具可分為以下四類：配戴式工具(wearble devices，如以微型電腦製作的名牌)、手持載具 (handhelds，如行動電話或PDA)、掌上型電腦(palmtops，如口袋型電腦或平板電腦)和筆記電腦等(宋耀廷、張國恩、于文正，2006)。本研究所使用之行動載具即為PDA。三、互動性距離(transactional distance) 互動性距離理論由Moore於1970年代初期提出，其說明在教學環境中，可能導致師生之間、學習者之間，溝通上或心理上的鴻溝，或造成潛在誤解的一種理解上或知覺上的距離(Moore,1986)。故互動性距離是一種相對性而絕對性的概念，只要有教師、學生及溝通方式存在就會產 5.

(20) 生某種互動性距離，縱然在傳統面對面的教學環境中亦如此 (Rumble,1986)。而互動性距離可經由對話(dialog)、結構(structure)與學習者自主性(learner autonomy)預測之，只要能夠有效的提高對話、降低課程結構、提升學習者自主性，就能縮小互動性距離。四、戶外教學(outdoor education) 戶外教學是在非傳統室內教室中，利用各種資源(自然的或人為的) 進行教學，其強調讓學生實際的觀察與體驗，以助其對特定主題的瞭解，且能和在教室內所學有所連結，讓學生的學習更加完備。五、營建科技(construction technology) 營建科技即為探討住宅、商業、公共建築，以及道路、橋梁等構造物的規劃、建造、設備、管理，及其對社會環境、人們生活的影響(侯世光，1995)。. 6.

(21) 第二章文獻探討本章將分別針對互動性距離理論與行動學習進行探討，首先第一節探討互動性距離理論之意義與其相關研究。第二節探討營建科技之內涵、演進與特性，以確立本研究所設計之課程目標與課程內容。第三節則探討戶外教學之定義、價值與其實施之困難，作為設計單元活動的參考依據。第四節由國內外有關行動學習之相關文獻歸納出現階段行動學習現況，最後再探討行動科技設備應用於教學中的考量，望能藉此瞭解欲完成本研究所需要注意之重要事項。. 第一節互動性距離理論在Moore提出互動性距離理論前，尚未有任何教育理論涵蓋遠距教學這種教與學兩種行為分開的教學活動，也未有任何的教育理論提及這種方式的教與學，有鑑於此，Moore便嘗試分析遠距教學的組成元素並企圖建立其理論基礎，本研究即從互動性距離理論的觀點出發，觀察運用行動載具輔助戶外教學，對互動性距離有何影響，而其理論內涵與其他相關研究，將在以下說明：. 一、理論內涵互動性距離的第一個假設是「距離是一種教學現象(pedagogical phenomenon)」(Moore & Kearsley,1996)，即在任何教育活動中，只要有教師、學生及溝通方式存在就會產生某種互動性距離，縱然在傳統面對面的教學環境中亦如此(Rumble,1986)。Moore並將互動性距離定義為「在教學環境中，可能導致師生之間、學習者之間，溝通上或心理上的鴻溝，或造成潛在誤解的一種理解上或知覺上的距離」(Moore，1986)。他假設 7.

(22) 在學習過程中，許多環境因素、學習者因素與教學因素影響師生、學習者之間的對話或互動、課程結構與學習者自主性等三個變項，這些因素與變項同時也是影響互動性距離的主要元素，且更進一步地，透過互動性距離影響學習的結果。 Moore結合Peters「遠距教學是一種高度結構化的機械式系統」與 Wedemeyer「重視學習者為中心與師生互動關係」這兩個觀點(陳姚真， 1999)，指出對話(dialogue)、結構(structure)與學習者自主性(learner autonomy)為遠距教學的主要構成要素，其中結構表現在課程教育目標、教學策略以及評量方式的彈性程度，亦即課程滿足學習者個別化需求的程度。對話則指被師生雙方所珍視的一種有目的及建設性的互動，亦即是一種「正向」的互動，以促進彼此瞭解，在部分研究中，將對話一詞改以互動來代替，以讓閱讀者容易理解。而學習者自主性意指學習者具有使用獨自的學習方式來管理、控制他們的學習的能力。 Moore(1993)更進一步提出以下四個互動性距離假設：高度的對話與低結構會產生較小的互動性距離；較少的對話與高度的結構會產生較大的互動性距離；互動性距離越大，學生所需具備的自主性也應越高；學生具備的自主性越高，就能在較少的對話與結構中學習。且互動性距離是連續性的而非間斷的變項，換言之，它是相對而非絕對，其需靠老師、學習者與教育機構共同克服，才能有效的、經過深思與有計畫的學習(趙美聲、陳姚真譯，2002)。然而在原Moore 提出互動性距離理論中，僅認為學生感知到的互動性距離大小，是受到對話、結構、學習者自主性等三項因素的影響，但隨著科技日愈進步，傳播科技在教育上的應用程度越來越高，Hillman、 Wills與Gunawardena(1994)即認為在需要經過科技媒介來傳達的教學環境中，學習者與科技間的互動要素顯得特別重要，因此科技這項因素， 8.

(23) 也應被視為影響互動性距離的要素之一。本研究即以上述理論內涵為基礎，以修訂自王等元(2002)之互動性距離感知量表為測量工具，藉以瞭解學生在戶外的教學環境中，所感知的結構、對話、學習者自主性、系統介面等因素，對互動性距離因素之影響。. 二、相關研究有關互動性距離之相關研究，參考王等元(2002)所作之整理，主要如下所示： Bischoff(1993)曾以傳統與遠距課程及提供電子郵件與否，進行比較研究來探討「互動性距離理論」。其確立了「對話」與「結構」確實會對「互動性距離」有所影響。 Saba和Shearer(1994)則以不同的觀點來驗證互動性距離理論，他們以系統動力模型(System Dynamic Model)來進行模擬試驗，以檢驗「互動性距離」、「對話」及「結構」三個理論概念之間的動態關係，並建構出其動態模型。 Bunker、Gayol、Nti和Reidell(1996)則研究在四個國家、八個城市進行的視訊會議課程中，檢驗「對話」與「結構」的相互關係，探討「結構」的改變對「對話」所產生的影響。國內學者陳姚真(1999)同樣在視訊會議學習情境中，以師生為對象進行「互動性距離」因素分析以及學習滿意度研究，結果發現「對話」、「結構」、「自主性」並非單一的獨立概念。互動性距離與自評的學習成效呈現負相關，且互動性距離與學習滿意度也呈現負相關，亦即互動性距離越小，自評的學習成效指標越高，學習滿意度亦越高。鍾杰男(2003)以四所大學修習遠距課程的學生為對象，進行「學習者 9.

(24) 自主性」是否能調節「互動性距離」與「學習成效」之間的關係，研究結果發現學習者自主性可以調節互動性距離與主觀學習成效指標之關係，然而，學習者自主性不能調節互動性距離與客觀學習成效指標之關係。此外，該研究亦發現互動性距離對於主觀與客觀的學習成效指標都有明顯的效果，即互動性距離越小，主觀與客觀的學習成效指標越高，此部份與陳姚真(1999)之研究相同。王等元(2002)提出應考量時間的因素以進行觀察，其提出了「對話」、「系統介面」、「先備知識」、「結構」、「自主性」、「互動性距離」等變項間的動態模型。Stein (2005)則探討「課程型式」、「結構」、「互動」、「使用科技的能力」對「學習者滿意度」之影響，其研究結果發現課程的形式，對學習者的滿意度無顯著影響，而課程結構與互動則對學習者的滿意度有顯著影響。茲將上述之研究整理如下表：表 2-1 互動性距離理論相關研究學者 Bischoff (1993). 研究主題不同教學型態學習者互動性距離知覺比較研究。. 研究對象選修十三門公共衛生與護理的 221 名研究生. Saba 和互動性距離、對話、結 Shearer(1994) 構動態關係模擬研究。. 選修遠距教學課程的 30 名學生. 課程「結構」型態對「對話」頻率及持續時間的影響。. 四個國家八個城市約 100 名學生. Bunker、 Gayol、Nti 和 Reidell(1996). 10. 研究結果一、對話與結構對互動性距離具有預測力。二、對話與互動性距離呈現負相關。三、結構與互動性距離呈現正相關。一、當對話增加、結構降低時則縮小互動性距離。二、當結構提高則對話與互動減少。三、互動性距離是對話、結構的函數，與地理上距離無關。課程結構型態扮演決定及預測學習者參與的角色。.

(25) 表2-1互動性距離理論相關研究(續) 學者陳姚真 (1999). 鍾杰男 (2003). 王等元 (2002). Stein (2005). 研究主題一、學習者知覺何種程度的對話、結構、學習者互動、互動性距離與學習結果？二、影響對話、結構、學習者自主性、互動性距離與學習結果的先決變項及因果效應為何？一、對話、結構是否能有效預測互動性距離。二、學習者自主性是否能調節互動性距離與學習成效之間的關係。. 研究對象美國選讀 12 門遠距課程 208 名成人學生、我國大學生670人. 對話、系統介面、先備知識、結構、自主性、互動性距離的動態模型研究。. 參與在職進修班學員34人. 探討課程型式、結構、互動、使用科技能力對學習者的滿意度之影響。. 隨機抽取三所大學畢業生或大學生 201 人. 四所大學修習遠距課程的學生，有效樣本239人。. 研究結果一、教師出現頻率提高、學習團體規模縮小、學習者的先被知識越強、討論程度越高都會縮小互動性距離。二、互動性距離與自評的學習成效呈現負相關，且互動性距離也與學習滿意度也呈現負相關一、對話與結構可以有效預測互動性距離。二、互動性距離越低，主、客觀學習成效指標表現越好。三、學習者自主性可以調節互動性距離與主觀學習成效指標之關係(當學習者自主性高時，越低的互動性距離可以預測越高的滿意度)，然而，學習者自主性不能調節互動性距離與客觀學習成效指標之關係。一、互動性距離動態模型本身即是一個耗散結構系統。二、其演化行為是一不可逆演化過程。三、各子系統間存在著非線性的回饋作用。四、各系統變數間存有動態因果關係。五、系統行為型態反映出時間滯延效應。一、課程的形式對學習者的滿意度無影響。二、結構與互動對學習者的滿意度具正相關。三、學習者的科技能力對學習者的滿意度無顯著相關。四、由教師規劃之課程互動，比讓學習者自由互動還來的有效。. 資料來源：部分資料來自王等元(2002)所做之整理 11.

(26) 由上述可知，影響互動性距離的主要因素為對話、結構與學習者自主性，多數的研究均是在不同的環境中，探討這三種因素與互動性距離的關係，然而並未有研究是以行動載具作為師生溝通媒介的，也未有研究之課程類型是戶外教學活動，因此，或許在本研究之情境下，能得出不同之結果。是故，探討於戶外教學中運用行動載具，對師生之間互動性距離是否會有所影響，其又是如何影響，即為本研究主旨所在。. 第二節營建科技為有助於本研究營建科技課程之發展，本節首先探討營建科技的內涵，接著探討現今營建科技教學活動概況，以作為本研究營建教學活動之參考。. 一、營建科技的內涵自古以來，營建就是人類一項重要的活動，Jackson’s Mill Industrial Arts Curriculum Theory Symposium(1981)即將營建視為人類所致力的技術性工作系統之一，因此，營建無論是在以前的工藝教育或現今的科技教育中，都是一個相當重要的子題，對於營建一詞的定義，學者們也有不同的看法，其中以美國ITEA協會(International Technology Education Association)所出版之『科技素養的標準：學習科技的內容』一書，所提出的定義最為簡潔明瞭，其定義營建為有系統的建造、建立或建設房屋、道路及其它建築的動作或過程(ITEA，2000)。而有關營建科技之運作模式，則以Jackson’s Mill Industrial Arts Curriculum Theory Symposium(1981)中的說明最為清楚，其使用汎用系統模式(Universal system model)來描述營建科技系統的內涵架構： 12.

(27) 組織的目標投入. 程序. 產出. 自然社會文化. 社會的目標 (個人的和團體的) 投入. 產出程序人生產結構物技能居住用準備建造態度商業用整地知識(個人的) 工業用建築知識(累積的) 裝設水電瓦斯重工程材料道路包覆建物能源修整建物資本(工廠與設備) 清理場地經費(錢) 提供維修時間管理規劃組織導向管制圖2-1 營建投入—程序—產出模式. 由上圖可知，一個完整的營建科技活動，包含了投入、程序、產出三項步驟，在投入步驟中，營建科技的投入要素分為人力資源、知識、材料、能源、工廠與設備、資金以及時間等七項。而程序步驟則可概分為生產與管理兩大類活動，其中生產活動包含準備建造、整體、建築等八個步驟；管理活動則可分為規劃、組織、導向及管制等四個步驟。產出步驟則可將產出之建築物類型分為居住用、商業用、工業用、重工程以及道路等五類。最後，營建科技所帶來的影響，又可分為對自然與社會文化兩方面進行討論。透過汎用系統模式來建立營建科技的架構，可以有效的瞭解營建科技的範圍，從中可以發現營建科技是結合了管理、科學、工程等完全不 13.

(28) 同領域的產出，相較於其他科技系統來說，不論是其產出的結構、還是應用到的科學原理、知識、技術，都是較為龐大且複雜的。因此，一個完整的營建科技教學課程，理應包含多種面向的教學活動，方能讓學生瞭解營建科技的內涵。. 二、現今營建科技教學活動概況目前我國常見的國中自然與生活科技教科書可分為三種版本，分別為南一書局版(以下簡稱南一版)、翰林版以及康軒文教事業版 (以下簡稱康軒版)。此三種版本均有列入營建科技單元，南一版為於七年級下學期進行，翰林版為八年級下學期進行，康軒版則於八年級上學期進行，以下分別整理並簡介三種版本之營建科技單元教學活動： (一)翰林版. 表 2-2 翰林版營建科技教學活動活動名稱. 認識自己居住的城市. 設計與製作一座斜張橋. 房屋結構檢核表之建立與檢驗. 活動目的 1.認識自己居住城市中的各項營建科技 2.了解營建科技的系統模式(輸入、處理、輸出、回饋等部分的組成因素)。 3.培養資料收集分析及設計規劃能力 1.認識斜張橋的種類、結構及相關知識。 2.培養收集及分析資料的能力。 3.學習團隊合作的精神。 4.正確使用機具、材料、設備等，並注意工作安全。 5.培養問題解決的能力。 1.認識房屋結構的種類及相關知識。 2.培養資料收集及分享知識的能力。 3.學習團隊合作的精神。 4.正確使用工具檢驗，並注意工作安全。 5.培養問題解決的能力。. 14. 活動步驟簡介請學生影印所居住城市的地圖，並在地圖標示其中相關的營建科技名稱、所在位置與圖片資料，最後簡述其所選擇營建科技的特色。以分組的方式讓學生在收集斜張橋相關資料後，設計與製作斜張橋，並於完成後測量其總長度、總重量與載重量。依課文所述房屋結構之內容，分組討論房屋結構檢核的時間與重點為何，並整理成房屋結構檢核表，對自家進行檢核。.

(29) 表 2-2 翰林版營建科技教學活動(續) 活動名稱檢視我的家 (一)—畫出自家的室內配置圖檢視我的家 (二)—我們的家安全嗎. 居家設備檢核表之建立與檢驗. 活動目的. 活動步驟簡介讓學生認識室內配置圖之各項符號意義後，利用認識室內配置規劃並練習繪製室內配置方格紙，依照一定之比例圖。繪製出自家之室內配置圖。將自家室內的照明、水、電、瓦斯、消防等設備用檢視自家的生活機能與安全性。相機拍下，並印出貼於前述活動之配置圖上，加引線說明其機能。依課文所述居家設備及 1.認識居家設備及環境的種類及相關知環境之內容，分組討論居識。家設備及環境所應檢核 2.培養資料收集分析及分享知識的能力。的時間與重點為何，並說 3.學習團隊合作的精神。明在進行上述檢核時，應 4.正確使用工具檢驗，並注意工作安全。使用哪些工具或方法進 5.培養問題解決的能力。行檢核。. 表格資料來源：翰林版自然與生活科技課本二年級下學期(2007). (二)南一版. 表 2-3 南一版營建科技教學活動活動名稱. 活動目的. 住屋模型的設計與製作. 透過住屋模型的製作，讓學生能利用學過的知識設計自己的住屋。. 教室課桌椅的健康檢查. 讓學生能動手維護日常生活中所使用的課桌椅. 省水馬桶的設計. 學習如何設計節水的馬桶. 15. 活動步驟簡介讓學生在蒐集房屋廣告與住屋設計圖後，將自家的配置更改為心中理想的規劃，最後再利用珍珠板等材料將其製作成立體模型屋。讓學生檢查各自的課桌椅，若發現問題後，使用補強、補眼、上漆等方式維修之。由教師說明馬桶水箱操作原理及省水馬桶設計原則後，讓學生分組蒐集資料，設計修改家用馬桶成省水馬桶的方式，上台發表。.

(30) 表2-3 南一版營建科技教學活動(續) 活動名稱延長線的製作. 活動目的藉由實際製作，培養學生自己動手做的技能與興趣，並認識居家的用電設備操作的方法。. 活動步驟簡介使用十字螺絲起子、尖嘴鉗、剝線鉗等手工具，製作延長線。. 表格資料來源：南一版自然與生活科技教師手冊第二冊(2008). (三)康軒版：. 表 2-4 康軒版營建科技教學活動活動名稱. 活動目的. 空間的魔法師. 透過設計的過程，了解室內空間、動線、採光及通風等空間規劃原則。. 現代馬雅. 1.了解金字塔的基本外觀與結構。 2.了解木造建築物的施工流程。 3.練習基本手工具的操作方法。. 撼動天地. 嘗試建造一棟可以防震的房屋模型，並試著了解樑、柱在房屋結構中的作用；比較不同結構設施的防震效果；練習基本手工具的操作方法；及體會房屋的設計與施工品質對生命安全的重要性。. 活動步驟簡介讓學生在收集相關資料後，設計並製作出一房屋的立體模型。讓學生分組在一底座為 18~21公分之正三角形或正四方形上，規劃並建造金字塔，並測量其作品高度、總層數、每一層的邊常與夾角、使用材料總長度等，並評估其是否平穩。讓學生利用黏膠與繩線，將木條一層層組合成房屋模型，且每層樓高為15公分，各層須能放入250mL 的鋁箔包，最後測試其耐震度。. 表格資料來源：康軒版自然與生活科技課本第三冊(2007). 營建科技相較於其他科技系統來說，其不論其構造、科學原理與應用技術都是較為龐大且複雜的，因此在設計營建科技教學活動時，要如何讓學生從中體認到營建科技之特性，對生活科技教育工作者來說勢必是一項挑戰。從做中學，一直以來都是科技教育一項重要的理念，而從上述整理亦可看出，現今國中教科書之營建科技教學活動，多數也是以做中學這 16.

(31) 樣的概念出發，如「教室課桌椅的健康檢查」與「延長線的製作」兩個活動就是典型偏向技術層面的教學，而「設計與製作一座斜張橋」、「住屋模型的設計與製作」、「空間的魔法師」、「現代馬雅」與「撼動天地」等五個教學活動則是以製作模型的方式進行。然而如前段所述，營建科技所包含之構造、科學原理與應用技術都是相當龐大且複雜的，模型的製作與實際建造建築物之間實有一段差距，固然模型的製作有助於提升學生的問題解決能力、使用手工具能力以及力學概念，但此三項目的中僅有力學概念與營建科技之內涵有所關聯，而「教室課桌椅的健康檢查」與「延長線的製作」兩個教學活動更只有提升學生技術能力之目的，其與營建科技內涵之關聯性就更低了。因此，若欲讓學生從活動中體認營建科技之內涵與特性，或許須跳脫從做中學的概念，輔以不同類型的學習活動，方能讓營建科技的教學更為完整。有鑑於此，越來越多的教育工作者改以主題式探索的方式來設計教學活動，這樣的改變，在現今教科書中亦可看到，如「認識自己居住的城市」、「房屋結構檢核表之建立與檢驗」、「檢視我的家(一)—畫出自家的室內配置圖」、「檢視我的家(二)—我們的家安全嗎」、「居家設備檢核表之建立與檢驗」、「省水馬桶的設計」等六項教學活動即是讓學生針對某一特定主題，進行較深入的探索，從中達到體認營建科技與培養問題解決能力之目的。本研究即以主題式探索的方式來規劃教學活動，但考量到上述活動是讓學生於課外時間進行探索，如此將不易控制教學活動之品質，因此本研究改以校園建築為題材，規劃一系列戶外教學活動，以期學生能從中體認營建科技之概念。. 17.

(32) 第三節戶外教學為有助於本研究戶外教學課程之發展，本節將首先探討戶外教學的定義，接著探討戶外教學的價值，以此驗證於營建科技單元中，實施戶外教學活動之意義，再來探討戶外教學之模式，以此做為建構本研究戶外教學課程之架構，最後探討戶外教學實施之困難，藉以分析透過行動載具的輔助，能對戶外教學的實施有何幫助。. 一、戶外教學的定義歷年來，學者對於戶外教育(outdoor education)的定義有著許多的看法，美國戶外教育學者Donaldson(1958，引自Ford，1981)認為戶外教育就是在戶外教學、有關戶外的教學以及為戶外而教學(education in, about and for the outdoor)。 Fitzpatrick(1968，引自Ford，1981)則認為戶外教育是一種利用教室外資源的教學方法，以作為刺激學習和使課程豐富之手段。美國國家教育協會(National Education Association)進一步的將戶外教育所能利用的室外資源提出，其說明戶外教育不是一個單獨的科目，而是所有學校科目、知識與技能的綜合。它也不是把學校所有的科目都搬到戶外去教學，而是教師能利用環境資源(包括自然或人為、公園或都市、歷史地標或風景區等)，幫助學生能了解各個學科、環境和人類之間的相互關係，以協助藝術、科學、社會研究或傳播等學科的教學(1970，引自Ford， 1981)。 Knapp(1990)進一步強調戶外教學必須是一種有效的教學，其定義為戶外教育超越傳統教室範圍的限制，利用教室外的一切資源進而達到教育目標的學習活動，並非僅將學生帶到戶外讀書而已，而是基於有效的學習原則，才決定走出戶外的學習。 18.

(33) 王鑫和朱慶昇(1995)認為戶外教育是指課堂外的活動，基於發現學習原則與感官的使用，使學生從直接的、實際的、生活的體驗中學習，並藉這種戶外習得的智能，促進學生認識自我以及他們在社會環境中的角色，同時有助於他們對特定主題(如環境、地球資源等)的瞭解。王寶勛(2002)在有關國小戶外教學課程的研究中，指出戶外教學是在有教育意義、有教學目標的原則下，由教師引導提供以學生為本體的多元學習與評量方式，使學生在課堂所學的知識能與教室外的實地情境連結。在上述學者提出的定義當中，同時出現戶外教育和戶外教學兩種說法，對於戶外教育與戶外教學的關係，李崑山(2002)指出戶外教育的活動即是戶外教學，兩者並不互相衝突，其目的均是希望教師能適當利用自然環境的資源，有計畫的將教學活動帶到戶外空間，運用自然環境所提供的素材，進而使學生與戶外環境進行親密的接觸與親身經驗，同時增加彼此的互動，使學生能在真實的情境下完整的學習。綜合以上各家定義，本研究對於戶外教學之定義為：戶外教學是在非傳統室內教室中，利用各種資源(自然的或人為的)進行教學，其強調讓學生實際的觀察與體驗，以助其對特定主題的瞭解，且能和在教室內所學有所連結，讓學生的學習更加完備。. 二、戶外教學的價值戶外教學是一種古老的教學方法，早從十六世紀實在論的興起，就可說是戶外教育雛型的產生(Ford,1981)。而戶外教學發展至今，在許多學科中都可見到它的影子，如地理、生物、環境教育等學科都將戶外教學視為一種重要的教學方式，由此即可見戶外教學勢必有其價值與重要之處，Hammerman等人(1994) 即在Teaching In The Outdoor一書中，從 19.

(34) 各種層面的需求來說明戶外教學的價值，其說明有以下幾點： (一)效率學習的需求：戶外教學為提升學習效率的一種方式，戶外教學的其中一項目的即為藉由教室外的親自觀察和直接體驗以補充學校課程內容。 (二)基本概念的需求：概念是人類對一個複雜的過程或事物的理解，是抽象的、普遍的想法，而戶外教學則提供教師媒介，賦予抽象概念以真實意義。 (三)教育寫實性的需求：隨著科技的進步，教學媒體發展日愈精進，然而無論是使用圖片、影片等種種科技來呈現，都遠不及實際的親身體驗來的有寫實性。 (四)覺察環境的需求：戶外教學的重要貢獻之一，便是將人類與自然環境間正快速消失的連結，重新予以連結。 (五)欣賞自然環境的需求：透過戶外的教學，培養學生欣賞美的態度，有助於讓學生用正確的觀點來看待事物、減少個人的問題，和達成某些基本的人性需求。 (六)環境素養能力的需求：隨著環保意識的興起，戶外教學也越來越受到重視，其被視為有助讓學生審視人類與環境的關係，更進一步的培養學生擔負維護環境品質的責任。 (七)娛樂體驗的需求：透過戶外教學的進行，讓學生習慣走到室外進行活動，在平日進行諸如遠足、爬山、騎腳踏車、游泳等等戶外娛樂活動，不但有助學生妥善利用閒暇時間，也有增進體能、促進健康之益處。國內學者蔡宛芸(2001)進一步提出戶外教育的重要性，其說明如下： (一)增進師生關係的發展：戶外教學不若在一般教室內的教學，會受到諸多制式形式的限制，因此其學習環境是較自由的，老師 20.

(35) 與學生也能呈現出不同於在一般教室的自然狀態，這讓教師得以在不同的情境中認識學生，學生也能看到教師不同以往的呈現，因此，師生能建立起不同的關係，這是在平常教室中所無法發生的，無形中更增進了彼此關係的發展。 (二)師生的教學時間不受干擾：一般而言，在戶外中，教師與學生能擁有較長且整段的教學與學習時間，這樣的學習環境是完整且密集的，不但提供一個學生與環境接觸互動的空間，更能給予學生一個完整討論學習的時間。 (三)能透過問題解決的方式教學：教育的一項目的便是讓學生能透過所學，解決日常生活中所遭遇的問題，而戶外教學提供學生一個真實的環境，並鼓勵學生利用在課堂中所學到的知識與技能，去發現問題並解決問題，因使學生在其中是兼具學習者與問題解決者的兩種角色，培養學生能依自己的能力建立目標、徹底實驗及執行計畫，在一遍又一遍問題解決的過程中完成學習目標。 (四)學生能得到探索的喜悅：戶外教學的環境所能給予學生直接且真實的刺激，讓學生在探索的過程中感受到實際學習的樂趣，進而得到探索的喜悅，這對學生來說是不同於在傳統教室上課的體驗，且也是在傳統教室教學中所難達成的。再者，當學生的好奇心被喚起而開始驅動時，學生自己所發揮創造的想像空間同時也是無限的(Shellenberger, 1981)。 (五)讓學生的學習更加完整：戶外教學真正的目的應為補充課堂內學習的不足，而非取代所有的教學，主要是讓學生能真正走入實際的情境，並與真實世界作一完整的聯繫，讓在學校所學的理論予以具體化，如此與課堂內的學習相互配合下，方能讓學 21.

(36) 生達到真正完整的學習。由以上可看出，戶外教學的價值實有助於達成生活科技之教學目標，如戶外教學與生活科技都強調培養學生問題解決的能力，且戶外教學讓學生實際體驗的這項特性，更是有助於學生在特定主題上的瞭解，如在營建科技領域的教學中，最常見的教學活動就是藉由讓學生製作模型，來達到體驗的目的，然而，模型與真實的建築仍有很大的差異，例如建材的特性、空間的規畫等等都是無法藉由模型的製作來體驗的，但若是藉由教師的引導，讓學生透過實物的觀察，理應能帶給學生更真實的體驗。因此，本研究將戶外教學融入營建科技單元中，以期能對學生的學習有所幫助。. 三、戶外教學之模式國內外學者對於戶外教學的方式並未有統一定論，其中 Lewis(1975，引自Ford，1981)在整理1948至1968期間之文獻後，指出戶外教育的方法即是鼓勵使用課堂外之環境資源，其中包括野外考察(field trip)、旅行(excursions)、農場實習(vocational agriculture)與學校露營 (school camp)等四種體驗。而後，Orion、Tamir與Giddings等人(1997)進一步對野外考察提出詳細的說明，其認為一個野外考察活動是由學校所規劃，且為了教學上的目標而進行。在此前提之下，學生可以將所到考察地點之各項環境資源作為學習教材，進行最直接的觀察與研究，由此定義可知，本研究所設計之戶外教學活動雖於校園中進行，但其性質仍屬野外考察。Orion(1993)亦針對在野外考察的課程模式中需注意的四項特質提出說明： (一)主要著重在那些無法從教室中或實驗室中進行的「動手做」取得的學習經驗。此項特質與前述文獻呼應，戶外教學應視為是 22.

(37) 補足傳統室內教學的一種方式，其帶給學生的，是無法在室內中取得的。 (二)整個架構需為「過程導向」(process-oriented)的，以此達到獲得動手做經驗的目標，過程中包含觀察、觸摸、定義、測量、比較等活動，後續的活動也應建立在這些基礎過程之上。此項特質所強調的過程導向，其實與生活科技科的特性相同，即我們在乎的是學生在這段過程中，到底能學到什麼。 (三)學生須對整個野外考察活動有充分的準備。學生若能對他們的作業、目的地的環境以及即將進行的活動，做越多的準備越多，那麼野外考察能帶給他們的也就越多。運用行動載具的目的，就是為了給予學生更多的協助，亦可說是讓學生能做足更多的準備。 (四)野外考察是整個課程的一部份，其提供的須是有意義的學習。此特質亦與上述文獻呼應，戶外教學須經過仔細的設計與妥善的考量，必須是有意義的教學活動。. 而英國教育學者Smith(1987)則提出戶外教育主要包含三大部分：戶外探索(outdoor pursuits)、戶外研究(outdoor studies)及生活體驗 (residential experience)。戶外探索是一種偏向以技能為基礎(skills-based) 的方法，包括爬山、露營和徒步旅行等；戶外研究則是對於地理、歷史、人類學及自然科學等學科進行觀察與研究；生活體驗為讓學生在真實生活情境中實際去體會，進而促使學生自我成長與社會化的發展，為將來的成人生活作準備。從Smith(1987)的觀點來看，本研究所設計之教學活動，即屬於戶外研究，目的是讓學生透過實際的觀察與研究校園建築，幫助學生瞭解營建科技之內涵。 23.

(38) 國內部份則有黃朝恩(1990)改編自Hall於1976 年所提出在學校課程中所採取的戶外教學之方式，依學生之學習層次由低至高分為野外示範 (field demonstration)、野外旅行(field excursion)、野外研究(field study)、野外試驗(field testing)及野外發現(field discovery)等五種。其說明如下：. 表 2-5 戶外教學方式方式. 精神. 野外示範. 教師示範講解. 野外旅行. 觀察實際現象. 野外研究. 過程. 結構. 配合課本內容作實地瞭解，一般由教師帶領說明. 師生角色. 成果. 事先設計學習單，結構相當緊密，通常採用沿實地觀察、調查線考察旅行及訪問，紀錄以及定點停駐觀察教師教學內容為主. 學生為被動角色. 收斂. 教師引導探索. 學生為中心，設藉由學習紀錄表或守則計好的紀錄表在教師引導下使結構緊密完成. 教師在旁引導學習. 野外試驗. 控制變因下進行研究. 在教師掌控好的主軸下作問題解決之學習. 結構緊密，但學習單上僅為指引調查. 開放式教師為單純引導者，學生為中心研究者. 野外發現. 開放性研究. 學生自我發現學習. 完全自由. 教師為顧完全發散問，完全不介入. 學生為模仿教師學習. 收斂有約束. 表格資料來源：黃朝恩(1990：30-43). 本研究所規劃的戶外教學活動，為由教師交付學生一系列之任務，讓學生自行在校園中進行探索，且在探索過程中，教師從伺服器端給予學生即時回饋，學生亦可因應個人之需求，透過行動載具取得所需資訊，幫助其完成任務。因此，本研究之戶外教學活動，應屬於野外試驗的模式。 24.

(39) 四、戶外教學實施之困難本研究根據戶外教學之相關文獻，並參考蔡宛芸(2001)所作之整理，將戶外教學的實施有可能遭遇的困難分為教師意願與能力、課程安排、學生安全、其他等各方面說明，以做為進行教學前之參考： (一)教師意願與能力方面 1.對戶外教學的認知：王靜如(1991)對於高屏地區之國小教師實施問卷調查，發現在教師的認知中「戶外教學」只是個「戶外遊玩」的代名詞，當教師不將戶外教學當作是一個正式且重要的教學時，自然不會費心準備設計額外的教學活動，如此，不但造成戶外教學的成效低落，還讓學生將戶外教學視為單純的娛樂活動。Haim(2007)亦指出，學習者參與戶外教學很容易在遊戲與知識學習之間產生迷失，造成戶外教學的偏差。 2.缺乏實地戶外經驗：王靜如(1991)亦發現由於教師對戶外教學經驗的缺乏，即使教師本身肯定戶外教學在教學上的功能與成效，卻容易因為自己本身甚少受過實地的戶外教學訓練以致經驗上的不足，造成教師無法勇於嘗試而望之卻步。因此，有些教師會求助於外聘的解說員，然而解說員畢竟未必具備教學專業，且對於教學目標、學生先備知識、班級氣氛、學生同儕互動及學生學習狀況等因素不甚瞭解，在面對學生團體時，較無法有效吸引全體學生的注意(許美惠，2006)，因而其所能提供給教師的教學幫助有限。 3.人力資源的不足：在我國的教育體制中，一名教師要負責一個班級共三十多位的學生，如此懸殊的比例，易使教師在教室 25.

(40) 中教學感到無力感，無法兼顧每位學生的學習情形，更何況戶外教學的環境是延伸至開放空間的戶外進行。所以，在教師人力資源不足的情形下，亦是讓有心致力於戶外教學之教師卻步的原因之一。 (二)課程安排方面 1.課程安排困難：戶外教學的活動往往比一般教學需要更多的時間，原本的課程安排上需要有所調整，因此戶外教學活動的時間越長，所需要調動的課就越多，這對教師而言，是一大困擾。另外，邱文豪(2006)還指出，戶外教學活動的安排，還須考量天候氣象的問題，若天候狀況不佳，對戶外教學活動的進行會產生許多影響，這對教師的事前規劃來說，亦是一項挑戰。 2.缺乏適合教材：Orion(1993)指出，造成教師在使用野外考察教學的另一個限制原因是缺乏適當的教材內容。每所學校的環境不同，所能利用的戶外資源也有所不同，因此戶外教學很難發展出適合所有學校使用的教材，須由教師考慮學校的個別情況，甚至是班級的差異，針對其教學特性來規劃。 (三)學生安全方面：戶外教學的教學環境由於空間大且較不受限制，因此學生到戶外時往往感到新鮮刺激，行為自然活潑好動，因此，教師在掌握學生秩序、學生安全等行為時，容易產生較多的問題。 (四)其他方面：除前述之外，戶外教學的進行往往還會遭遇到交通與經費的問題，王靜如(1991)指出，學校通常未具備交通車，又無戶外教學經費的預算，戶外教學費用需由學生自行分攤，造成學生家庭的經濟負擔。 26.

(41) 戶外教學雖有著在傳統教室內教學所無法取代的益處，但不諱言的，戶外教學在事前的準備上，需要考量的因素遠比在室內教學來的多，然而，其中有許多問題是可透過行動載具來輔助解決的，如教師能透過行動載具，隨時掌握學生的學習情況，且藉由GPS定位系統，也能隨時掌控學生的行蹤，這對於學生管理，能有很大的幫助。而國內外也已有許多相關戶外教學的研究，其都表示運用行動載具輔助戶外教學，能提升學生在戶外學習的學習動機，並深化他們在戶外所吸收的知識，比起在課堂內以講授的方式更有學習成效(馮瑞婷，2006)。. 第四節行動學習本節首先探討行動學習之定義與特性，接著整理相關文獻，進而歸納行動學習於各科教學的情況。. 一、行動學習之定義與特性行動學習實是線上學習的一種學習方式。Quinn(2000)指出行動學習就是透過行動運算裝置來進行學習，Hoppe、Joiner、Milrad和 Sharples(2003)認為行動學習就是使用行動科技和無線通訊來進行數位學習的學習型態，而國內學者江明涓與劉晃溢(2004)提出的定義更清楚的說明了行動學習與以往線上學習不同之處，他們認為行動學習係指學習者透過任何行動裝置，在任何的時間、任何的地點，以同步或非同步的方式，自由取得想要的學習知識與內容。由上述可知，其實行動學習乃是線上學習的一種，其除了具有經由網路取得資訊的特性外，更強調其不受地理與時間的限制。根據以上行動學習的本質，Kynaslahti(2003)認為行動學習具有便利性(convenience)、權宜性(expediency)、立即性(immediacy)三種意義與價 27.

(42) 值，而國內學者高台茜(2001)則更進一步提出了六項行動學習的特性與價值，其說明如下六點： (一)學習需求的迫切性：無線通訊使用的時機，常常是在對知識取得有相當的迫切性之時；取得關鍵知識的情境稍縱即逝，如若不能立即得到資訊來解決眼前的問題，則使用者往往會失去該次學習的動機。以本研究營建科技主題為例，學生在進行觀察的過程中，可能會產生各種疑問，但只要透過行動載具的輔助，就可以讓學生將疑問之處拍攝下來，回傳給教師以尋求即時的回答，這對學生在進行戶外教學活動時，能夠產生直接的幫助。 (二)知識取得的主動性：無線通訊的使用是因應學習者的需求來提供資訊，亦即Information on Demand。因此學習者具有知識取得的主動性，得以發揮以學習者為主體的自我導向式學習。在本研究教學活動中，學生能依自身需求，使用行動載具來查詢其觀察的建築的資訊，以此協助學生達到知識取得的主動性。 (三)學習場域的機動性：行動學習具有的移動性、隨身性、及個別化之特色，使得學習場域可以隨時就地形成。本研究即讓學生在進行戶外教學活動中，帶著行動載具至各個地點進行教師所交付之任務，並讓學生運用行動載具使其能隨時隨地與教材或是教具進行互動，以此輔助學習場域的機動性。 (四)學習過程的互動性：在學習者因應迫切的學習需求，主動地在一個機動的學習場域，企圖透過無線網路應用來取得知識後，無線網路應用可以提供的是一個高互動的社會學習情境。在本研究所建置之戶外行動學習系統中，互動可分為學生與教師的互動，以及學生與教材的互動。 28.

(43) (五)教學活動的情境化：藉由無線網路應用的行動性和隨身性，學習得以嵌入於每天的行動生活與日常的真實情境當中。此項強調在生活中的真實情境學習的特性，更是與生活科技科的教學理念不謀而合。 (六)教學內容的整體性：無線網路應用整合了多種資訊來源，支援學習者進行非線性、多向度、彈性化的學習與思考，特別有利於高複雜、低結構學習內容，提供全方位、跨學科的學習。依照此項特性，本研究所規劃之活動，即包含了欣賞建築之美、認識各種建材、判斷校園建築安全等等多層面的活動。. 二、行動學習於各學科之應用 (一)行動學習在語文科教學的應用：語文教學重視的是提升學生聽說讀寫的能力，訓練學生記憶單字亦是語文科教學的一大重點，因此行動學習可以在語文科的學習中有很好的應用。謝欣純(2006)發展一個校園情境式英文無所不在學習系統，使學習者能利用PDA在特地環境中進行學習，研究結果發現每人每週學習時間平均超過6小時，已具有主動學習效果。經統計分析後，發現不論低先備知識或高先備知識學習者的學習動機均為中高強度；而兩者的學習成效均達到顯著進步水準；其中低先備知識者的進步幅度超越高先備知識者。同時兩者的學習滿意度亦達高度滿意水準。 (二)行動學習在數學科教學的應用：在傳統數學科教學中，學生往往會覺得枯燥、乏味，但透過行動學習，可讓數學科的學習活動更為有趣，Tatar等人(2003)即在PDA上設計模擬數學座標的教學軟體(Match-My-Graph)，將學生分成兩兩一組，一個是畫 29.

(44) 圖的人(grapher)在座標上畫某個方程式的圖；另一個是配對者 (matcher)，使用正確的數學語言猜測畫圖的同學所畫的方程式。透過學生互相猜測圖形的過程，研究結果顯示能促進學生方程式的學習動機與成效。行動學習的應用除了可用來輔助室內的教學外，更可將數學的教學活動帶到教室外，吳姈蓉(2004) 透過數學步道及互動解題討論系統，讓學生校園中進行學習，其研究結果發現能提升學生的數學學習成就與學習態度。 (三)行動學習在社會科學的應用：在傳統社會科教學中，透過戶外教學課程，讓學生應證所學是時常使用的課程，但在實施戶外教學時，容易碰到許多阻礙因素，如時間安排不易、學生人數眾多、缺乏協助人手、師生互動不佳等，而透過行動載具的應用，就可協助教師提供學習者較自然的學習環境。徐慈妍(2006) 應用行動科技成熟的技術，發展以PDA為平台的野外實察系統，讓學生在無教師引導的情況下，藉由此系統的輔助能夠獨立到達每個實察點，並完成學習任務。研究設計的戶外教學採用探究式教學法，以都市水圳議題探討為核心，另外建置虛擬野外考察(virtual field trip, VFT)網站，作為學生實察前的準備工具及實察後的資源分享與作品展示平台。 (四)行動學習在自然科教學的應用：其應用可分為情境模擬、提供真實情境的輔助以及外接測量設備來輔助實驗學習等三種，說明如下： 1.情境模擬：這部分的研究主要是希望透過互動性的介面，讓學生在類似遊戲的介面中進行學習。由加拿大的哥倫比亞大學 (University of British Columbia)與西門菲爾大學(Simmon Fraser University)合作研究開發的Geney (Danesh, Inkpen, Lau 30.

(45) & Shu, 2001)就是在PDA中設計基因配對的軟體，讓學生學習基因的基本概念。活動的進行方式為將魚分散於各台Palm 中，每台行動載具中有一條魚在基因池中，學生利用紅外線與同儕交換魚以達成配對，配對之後在學生的行動載具上就會顯示一隻兼具有學生自己的魚的特徵與配對的魚的特徵的小魚。研究結果顯示，此活動大幅的促進學生互相合作與瞭解學習的概念。因為上述的遊戲並沒有提供顯性、隱性基因的資訊，學生對於決定魚的配對有困難，因此Mandryk、 Inkpen、Bilezikjian、Klemmer和Landay等人(2001)將其改良設計成一個配對活動。活動的進行方式是，將所有參與學生，分成管理者與參與者，管理者的螢幕畫面顯示他自己的魚與所有參與者的魚的特徵，而參與者的螢幕顯示自己的魚與管理者的魚配對的可能結果。研究結果發現，學生都非常興奮於透過行動載具來分享知識，而且激發學生在學習環境中的互動。且在充滿互動的面對面環境可以協助學生分析資訊。教師創造一個動態且促進學習的學習環境，即可訓練學生自己分析問題情境與解決問題的能力。 2.提供真實情境的輔助：教師教授真實情境的情景時，往往直接帶學生至戶外參觀，並一一介紹重要的事物。然而，學生不一定能記得住教師的說明，對於戶外事物的認識也往往只停留於事物的外觀而已。2000年至2003年教育部卓越計畫底下之子計畫「戶外賞鳥系統」即透過PDA，讓學習者的觀察不只在於該鳥種的外觀，還包括孕育該鳥類的整個生態環境，例如生活在那一種森林還是水域，那一種季節時間從事那一種活動(求偶、交配、遷移、哺育、築巢、覓食方法、共生等)、 31.

(46) 幼鳥與成鳥的差距、獨居還是群集等習性。學習者得到的是第一手具體經驗，使其融入鳥類真實的生長環境，在認知上會產生新的關連與衝擊。 3.外接測量設備來輔助實驗學習：探針和其他的輔助設備常常使用於國中小的實驗課程，然而，若無法於實驗進行中，透過科技即時記錄實驗數據，透過學生自己眼睛的觀察判斷常常會造成實驗誤差。朱仁立(2004) 讓學生利用PDA搭配各種不同的科學探測器進行科學探究實驗以及專題研究。研究結果顯示學生認為PDA與科學探測器易學易用，便於隨時隨地進行研究。且在學習過程中，使用PDA與科學探測器實驗可引起學習動機，並有助於測量與分析數據，讓觀念更具體。. (五)行動學習於戶外教學的應用：從前述中，已可看出許多行動學習均是採用戶外教學的方式進行，以下將整理目前國內實施行動學習於戶外教學之研究(修改自蘇麗華，2003；洪珮真，2004)：. 表 2-6 行動學習於戶外教學的應用計畫或論文名稱校園植物教學(莊旭瑋， 2002). 行動學習系統簡述建立校園植物網站，快速的給予學習者回饋。. 無處不在行動教室－動物動物查詢系統園戶外教學(蘇麗華，2003). 戶外行動賞蝶系統(Chen, Kao & Sheu, 2003). 行動賞蝶系統、圖形化辨識系統. 32. 重點與目的利用PDA 瀏覽校園植物網站，搜尋並了解植物名稱、特徵。PDA在此扮演查詢的角色，帶給學習者學習的方便性與立即的回饋。利用PDA 與照相手機為輔具，以顯示地圖讓學習者找到動物的位置，了解動物的相關資料，利用照相手機拍攝，以簡訊方式傳回教師信箱。建立獨立學習理論，透過圖形式辨識系統，由系統傳送圖片相關資料給學習者，獨立建立自我認知基模。.

(47) 表2-6 行動學習於戶外教學的應用(續) 計畫或論文名稱戶外生態學習教室 BWL(Bird-Watching Learning)-1：戶外生態學習教室(許健平、陳裕賢與高台茜，2004) 戶外生態學習教室 BWL(Bird-Watching Learning)-2：鳥類資料庫的建立與查詢系統的設計 (許健平、陳裕賢與高台茜，2004) 行動學習環境下的數學步道及互動解題討論系統之建置與應用(吳姈蓉，2004) 整合式學習環境下博物館行動學習系統之研究(王盟傑，2005) 應用行動裝置輔助野外實察教學之研究(徐慈妍， 2006). 行動學習系統簡述戶外行動賞鳥系統、行動學習單系統、虛擬鳥類生態學習區鳥類資料庫系統介面搜尋系統. 互動解題討論系統. 博物館行動學習系統. 重點與目的重點在探勘鳥類相關資料搜尋系統讓學習者對於鳥類認知部分的學習工具；並提供學習途徑透過系統建構知識鷹架；增加生態教材的動態性。鳥類資料庫的建立與查詢，提供動態視訊與圖像、文字說明，建立學者逐步學習的知識基礎。. 在校園中建構一數學步道，讓學生在其中利用行動載具進行學習。. 利用行動學習系統，讓學習者在參觀博物館時，能透過該系統進行資訊的搜尋，並能保留學習的過程。野外實察系統採用探究式教學法，以都市水圳議題探討為核心，讓學生在無教師引導的情況下，藉由此系統的輔助能夠獨立到達每個實察點，並完成學習任務。情境感知式行動戶外生態情境感知式戶外生以流水式學習法為教學模式，將數教學系統建置與應用之研態教學系統位化生態教育教材與情境結合，並究(馮瑞婷，2006) 利用定位系統，讓學習者在不同的地點觀察時，能適時的獲得所需的資訊。校園情境式無所不在學習校園情境式英文無利用位置感知技術與情境式教學系統在英文學習上之應用所不在學習系統法，建立校園情境教材，再加上語研究(謝欣純，2006) 音檔增進學習者的聽力能力，以期達到無所不在的校園學習。以RFID為基礎發展並評戶外生態教學系利用RFID讓學習者在觀察的同估戶外無所不在學習環境統、RFID查詢系統時，也能搜尋相關的資訊，且提供 (Tan、Liu & Chang, 2007) 攝影、照像與紀錄等功能，以協助建立個人學習檔案。此外，也提供師生互動系統，讓教師能即時給予學生回應。資料來源：部分引自蘇麗華(2003)；洪珮真(2004). 33.