國中生之經驗學習歷程與科技問題解決能力之關係

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(1)國立臺灣師範大學工業科技教育學系碩士論文. 國中生之經驗學習歷程與科技問題解決能力之關係. 研究生：張育禎指導教授：張玉山. 中華民國九十七年六月.

(2) 國立臺灣師範大學工業科技教育學系碩士論文. 國中生之經驗學習歷程與科技問題解決能力之關係 Relationships between the Processes of Experiential Learning and the Abilities of Technological Problem Solving of Junior High School Students. 研究生：張育禎指導教授：張玉山. 中華民國九十七年六月.

(3) 謝誌以前在看別人的謝誌，總不明白為什麼要留下這一段，是因為經過一段折磨後想要訴說自己的心酸史，抑或向指導過的教師們有所交代，聊表心中的十萬分感激。但經由自己一路撰寫論文的過程中才能體會，還真有感謝的必要。首先，感謝張玉山教授耐心指導與教誨，這兩年確實學習許多，並且多受照顧。還有敬佩的游光昭教授、親切仁慈的李大偉教授、熱心的魏炎順教授、洪榮昭教授，謝謝你們無私的指導。論文撰寫的過程中，當然受到許多朋友同學的幫忙，包括超級熱情的蔡淑薇學姐，分享研究結果；孫元泰與高靖岳的大大協助，讓研究結果順利產出，靖岳最喜歡打電話問〝ㄟ ~要幫什麼〞，元泰在我最慌亂的時候提供教案；周家卉大方的提供無限量研究樣本，呂紹川是精神支柱，他常說〝你們已經一半的腳在校外了〞，邱仁佑會定期關心，不時地幫我們加油打氣；建志學弟更是拋下了福隆的陽光，奔向我們的口試會場；H、睦凱、光閔、正甫學長陪伴著我快樂成長；英文摘要雖然被老師改了大半，仍感謝一同討論的羅春煌；一起成長打拼的許雅婷，全是從一句〝這是乙班嗎 ?〞開啟了我們的旅程；感謝大老闆黃明祺，在忙著看股票之餘還幫我 Key 問卷。家庭的支持與鼓勵，一直都是我最重要的避風港，雖然回去也只是打理超可愛 COCO 跟拗脾氣芝麻；但我總在最無力時打電話給家人，在最滿足時思念著你們。. I.

(4) 摘要科技問題解決能力是未來關鍵性的能力之一，應多加重視並透過課程安排來培養；而學校課程與學生的學習經驗息息相關，若從學習經驗的角度來探討科技問題解決能力，相信對未來教學上的安排有相當的助益。因此，本研究目的在探討學生在經驗學習歷程的表現，與科技問題解決能力表現之間的相關性。經驗學習歷程是以 Kolb 經驗學習理論為基礎，包含具體經驗、省思觀察、抽象概念與主動實驗，研究工具為「經驗學習歷程量表」；科技問題解決能力從方法、品質與態度三方面評量，研究工具為自編量表，分別為「科技問題解決方法測驗」、「科技問題解決品質測驗」與「科技問題解決態度量表」。研究對象為台北地區的國中生共 211 人，為立意取樣。研究結果發現： (1)國中生在經驗學習歷程表現偏向抽象概念與主動實驗； (2)國中生普遍皆能將問題解決，但是較不重視結構的製作； (3)本研究所測得的科技問題解決品質與科技問題解決態度呈現正相關； (4)抽象概念表現強的學生在作品獨特性表現較好；主動實驗表現強的學生在科技問題解決品質整體的表現明顯優秀。建議教師在未來教學上，應加強演講與文獻資料方式培養抽象概念；透過小組性的問題解決活動來強化具體實驗的能力，間接地提升國中生之科技問題解決品質能力與態度。關鍵字： Kolb 經驗學習歷程、科技問題解決能力、問題解決. II.

(5) Abstract The ability of technological problem solving is very important in the future. The purpose of this study was to discuss the relationship of processes of experiential learning and students’ abilities of technological problem solving. Kolb’s Learning Style Inventory was revised to collected data of students’ experiential learning styles. An assessing package of technological problem solving abilities was developed by the researcher from three perspectives of methods, qualities, and attitudes of technological problem solving abilities. There were 211 junior high school students included in this study in Taipei. The findings indicated that (1) The majority of participant students had tendencies to Abstract Conceptualization, and Active Experimentation. (2) Basically, participant students usually could solve the technological problem, but their works were not well-structured. (3) The quality of technological problems solving abilities was positively correlated to the attitude of technological problems solving abilities. (4) Those participant. students. with. more. tendencies. of. Abstract. Conceptualization made products more creatively. Based on findings. in. this. study,. implications. and. suggestions. of. instruction strategies were discussed as well. Keywords: experiential learning (Kolb); technological problem solving; problem solving III.

(6) 目錄第一章緒論 ......................................................................... 1 第一節第二節第三節第四節. 研究背景與動機 .................................................... 1 研究目的與待答問題 ............................................. 3 研究範圍與限制 .................................................... 4 名詞釋義 ............................................................... 5. 第二章文獻探討 .................................................................. 7 第一節經驗學習的歷程 .................................................... 7 第二節問題解決能力 ...................................................... 15 第三節科技問題解決能力 .............................................. 33 第三章研究方法 ................................................................. 3 9 第一節第二節第三節第四節第五節. 研究架構 ............................................................. 39 研究步驟流程 ...................................................... 41 研究對象 ............................................................. 42 研究工具 ............................................................. 43 資料處理 ............................................................. 59. 第四章資料分析與討論 . ...................................................... 6 1 第一節國中生經驗學習歷之分析 .................................... 61 第二節國中生科技問題解決能力之分析 ......................... 65 第三節國中生經驗學習歷程與科技問題解決能力之分析 70 第五章結論與建議 . ............................................................. 8 1 第一節研究結論 ............................................................. 81 第二節後續研究建議 ...................................................... 86 參考文獻 .. . ........................................................................... 8 9 附錄 ... .................................................................................. 9 9 . IV.

(7) 表次表 2-1-1 Kolb 經驗學習歷程之學習特性與能力特徵 . ............. 1 1 表 2-1-2 Kolb 四階段學習環之特徵與教學應用 . .................... 1 2 表 2‐2‐1 問題解決定義總表 ................................................. 1 6 表 2-2-2 問題解決能力步驟彙整表 . ...................................... 2 0 表 2-2-3 問題解決能力的評分指標 . ...................................... 2 3 表 2-2-4 問題解決能力評量彙整表 . ...................................... 2 5 表 2-2-5 問題解決態度評量彙整表 . ...................................... 3 0 表 3-4-1 「 Kolb 學習風格量表」預試結果信度分析摘要表 . .. 4 5 表 3-4-2 科技問題解決方法中各分項之關係矩陣 ................. 4 9 表 3-4-3 「科技問題解決品質測驗」之材料包內容 . ............. 5 1 表 3-4-4 「科技問題解決品質測驗」之工具包內容 . ............. 5 2 表 3-4-5 科技問題解決品質測驗評分項目 ............................ 5 3 表 3-4-6 科技問題解決品質中各分項之關係矩陣 ................. 5 5 表 4-1-1 研究對象人數分配 ................................................. 6 1 表 4-1-2 經驗學習歷程之描述統計資料 . ............................... 6 2 表 4-1-3 四種經驗學習歷程之間的相關矩陣 ........................ 6 3 表 4-2-1 科技問題解決方法、品質與態度之描述統計資料 ... 6 6 表 4-2-2. 科技問題解決方法中各項目之描述統計資料 ........ 6 6 . 表 4-2-3 科技問題解決品質中各項目之描述統計資料 .......... 6 7 表 4-2-4 科技問題解決品質中結構製作細目之描述統計資料 68 表 4-2-5 科技問題解決品質中結構設計細目之描述統計資料 68 表 4-2-6 科技問題解決方法、品質與態度之間的相關矩陣 ... 6 9 表 4-3-1 經驗學習歷程與科技問題解決能力之相關矩陣 . ...... 7 0 V.

(8) 表 4-3-2 經驗學習歷程與科技問題解決方法各分項之相關矩正 ................................................................................. 7 1 表 4-3-3 經驗學習歷程與科技問題解決品質各分項之相關矩陣 ................................................................................. 7 3 表 4-3-4 經驗學習歷程與結構製作各細目之相關矩陣 .......... 7 4 表 4-3-5 經驗學習歷程與結構設計各細目之相關矩陣 .......... 7 5 表 4-3-6 省思觀察的高低分組在結構設計細目的表現差異 ... 7 6 表 4-3-7 抽象概念的高低分組在結構設計細目的表現差異 ... 7 7 表 4-3-8 主動實驗的高低分組在科技問題解決品質表現差異 78 表 4-3-9 主動實驗的高低分組在結構製作細目的表現差異 ... 7 8 表 4-3-10 主動實驗的高低分組在結構設計細目的表現差異 . 7 9 表 5-1-1 經驗學習歷程與科技問題解決能力關係之研究結果 84 表 5-1-2 經驗學習歷程高低分組在科技問題解決能力表現之差異 .............................................................................. 8 5 . VI.

(9) 圖次圖 2-1-1. Kolb 經驗學習理論架構 . ....................................... 1 2 . 圖 2-3-1. 加拿大紐芬蘭省科技問題解決模式 . ...................... 3 7 . 圖 3-1-1. 研究架構 .............................................................. 3 9 . 圖 3-2-1. 研究步驟流程圖 ................................................... 4 1 . VII.

(10) 第一章緒論本章內容將分別闡述本研究之研究動機與目的、研究限制與待答問題。共分四節，第一節是研究背景與動機，第二節為研究目的與待答問題，第三節為研究範圍與限制，第四節則是經驗學習歷程與科技問題解決能力之名詞釋義。. 第一節研究背景與動機九年一貫之教育目的以培養人民健全人格、民主素養、法治觀念、人文涵養、強健體魄及思考、判斷與創造能力，使其成為具有國家意識與國際視野之現代國民。基本能力也指出：「獨立思考」和「解決問題」的能力會幫助學童調整適應多元變遷的社會，使其立足於未來的時代。美國的國際教育技術協會 (International Society for Technology in Education, ISTE) 所訂定之國家教育科技標準 (National Educational Technology Stan- dards ,NETS)，描述在上大學之前各個成長階段應具備的技術素養，包括六大類；第六項便直接點出「科技問題解決與決策工具」的重要性。科技問題解決能力，更是科技素養中一項重要的部分 (Savage & Sterry, 1990 ;引自 Vincent,1994)。Wu、Custer 及 Dyrenfurth(1996)闡述：在我們未來科技的世界中，問題解決是倖存的關鍵性能力，尤其是所謂的科技問題解決。因此，透過學校教育培養學生的科技問題解決能力，成為現職教師首要任務之一。學校教育體制需配合課程編排來運作，而課程活動的設計會影響學生之學習經驗。黃光雄及蔡清田（ 1999）表示課 1.

(11) 程是學習者、學習內容與教學環境之間的交互作用，以及交互作用之後所產生的經驗歷程與實際結果。 Kolb 認為「學習是經驗轉換，知識創造的過程。這種動態的知識創造過程，是個人與環境互動、衝突和問題解決的結果。亦即，知識創造過程是由具體經驗出發，反思觀察，形成概念和推論，並在新情境中考驗概念。探究、創造力、決策、問題解決和學習是重要的基本概念。」(引自吳木崑，2005)。所謂具體經驗、省思觀察、抽象概念與主動實驗便是 Kolb 提出的學習歷程；而學習過程中，學習者需運用探究、創造力、決策與問題解決等能力。科技問題解決能力是否與學習歷程有關？應如何培養？加強哪些概念？為研究者關心之議題。研究者希望從學生的學習歷程作為作為觀察點，便能解釋或應用於更廣闊的教學活動。依據 Kolb 的經驗學習理論，學習活動是透過具體經驗、省思觀察、抽象概念化與主動實驗四個過程，進而產生新經驗、新知識；若以此四步驟作為學生學習活動劃分的依據，對不同的教學策略或教學活動而言，都能成為一種具體且顯著的分類方式。研究者希望研究針對學生在科技問題解決能力的高低，與學習歷程表現之間的相關性，提供第一線教師設計課程的參考依據。盼望在未來教學能透過課程的安排，有效地培養學生之科技問題解決能力。. 2.

(12) 第二節研究目的與待答問題根據研究背景與動機，茲將本研究之研究目的及待答問題分別說明如下。一、研究目的課程與學生的學習經驗息息相關，學習歷程與科技問題解決能力之間是否有相關性，為本研究之目的。根據研究背景與動機。研究目的包括以下四項： (一 )分析國中生之經驗學習歷程各階段的表現情形。 (二 )分析國中生之科技問題解決能力表現情形。 (三 )探討學生在經驗學習歷程表現與科技問題解決能力表現之間的關係。 (四 )探討學生在不同的經驗學習歷程表現中，其科技問題解決能力表現之差異性。二、待答問題 (一 )國中生在經驗學習歷程各階段之表現情況為何？ (二 )國中生在科技問題解決能力各類別之表現情況為何 ? (三 )科技問題解決能力各類別之間的相關性為何 ? (四 )經驗學習歷程與科技問題解決能力的關係為何 ? (五 )不同的經驗學習歷程，在科技問題解決能力的表現是否有差異性？. 3.

(13) 第三節研究範圍與限制一、研究範圍 (一 )研究對象是大台北地區，包含台北市區、台北縣市區與台北縣市交界。 (二 )本研究所討論的經驗學習歷程是以 Kolb 的經驗學習理論為基礎，不應作過大的推論。 (三 )科技問題解決能力定義為：學生對科技問題的解決能力表現，並非解決問題的科技方法表現。二、研究限制 (一 )本研究將國一、國二與國三學生歸為一個群體，在經驗學習歷程表現與科技問題解決能力表現中視為無顯著差異。 (二 )研究對象為台北縣市學生，與其他地區有多方面的差異，公私立學校之間也有學習風氣的不同，研究結果不應做過於寬廣的推論。 (三 )研究對象之個別差異。學生的語文能力、視圖辨別能力、與學生是否有接受過實作的課程訓練等，都會影響學生的表現，個別差異並未列入研究考量。 (四 )科技問題解決能力包含認知、態度、思考方式、操作技術等相關能力。本研究只從方法、品質與態度三方面來評估，三者並非區分的關係，因此不能將分數加總視為學生的科技問題解決能力表現。 4.

(14) 第四節名詞釋義一、經驗學習歷程經驗學習歷程以 Klob(1987)經驗學習理論為基礎。 Klob 經驗學習理論是依據學生在經驗學習歷程的表現，將學習者分為四種學習風格，但根據研究目的，只探討經驗學習歷程。 Klob 的經驗學習歷程包含：具體的經驗、省思與觀察、抽象概念化與主動實驗。本研究以這四個階段作為學習歷程的劃分。. 二、科技問題解決能力科技問題解決能力在本研究中解釋為：針對科技問題之解決能力。所謂的科技問題是指科技範疇中的問題，而科技範疇以國中生程度為限制。科技問題的發展步驟為： (1)探討科技的本質； (2)參考現有的問題解決相關量表並進行修改； (3)與專家討論科技問題之適切性；(4)預試並再修正，逐步完成本研究之科技問題。所謂科技問題解決能力，便是國中生在解決本研究所設計的科技問題之能力表現。. 5.

(15)

(16) 第二章文獻探討本章節從經驗理論談到經驗學習理論，並針對 Kolb 經驗學習理論作深入探討，瞭解學習歷程的內涵，與教學活動之關係。科技問題解決能力之探討是從問題解決的角度切入，研究問題解決相關理論與測驗；再與科技內涵連結，彙整科技問題解決意義。. 第一節經驗學習的歷程經驗學習的特色是：以學習者舊有的經驗為基礎來進行學習活動。如以經驗理論的哲學觀點來分析，將更能精準掌握經驗學習的要義。本節即從經驗理論、經驗學習理論、Kolb 經驗學習理論及相關研究現況，分別加以探討。一、經驗理論英國教育學家洛克認為，人的觀念都是來自於感官的經驗。對於外界物體的刺激，我們透過感官獲得了大部分的觀念，這是因為感覺 (sensation) 作用；如果我們的心理意識對這些觀念加以運作，如分析、組織、懷疑、複合等，則是省思 (reflection) 作用。以上描述瞭解到，觀念與外界刺激所產生的經驗息息相關。經驗可分為名詞與動詞，名詞是指一種親身感受的狀態；動詞則反映這種感受的歷程。對哲學家而言，「經驗資料」 (Empirical data) 指的是經由感官所獲得的知識；「體驗資料」 (Experiential data)則包括經由內省、所得到的直觀或洞察等知識 (鈕則誠，2004)。前者堅持眼見為憑，後者容許境由心生； 7.

(17) 在古西方希臘時代，此兩理論被分為「經驗」與「理性」，代表人物分別是亞里斯多德與柏拉圖，雖然他們的理論均同時包含經驗與理性兩個概念，但是卻一直被視為對立的關係。直到十八世紀啟蒙時代，康德將理性主義與經驗主義去蕪存菁，在教育方面提倡兩者並重，因此，哲學史上被定位是集大成之重要人物。綜上所述，經驗理論的主要內涵，可說是以主體的舊經驗為基礎或出發點，透過本體與外界的互動與交流，所產生的一種學習活動，進而建立新經驗與新知識。二、經驗學習理論黃富順（ 2001 ）認為「經驗學習」一詞，是由「經驗」與「學習」名詞合併而成。而「經驗」被認為含有兩種涵意：其一是指個體在生活活動中所經驗的一切事故，是活動的結果，被解釋為事件，屬於名詞；其二指個體在生活中為適應環境要求所從事的一切活動，經驗是活動的歷程，被解釋為過程，屬於動詞。黃富順並解釋「學習」為：有目的、有組織的活動，為了達成個體在知識、技能、情感和態度的改變，也就是由經驗而獲得知識或行為改變的歷程。綜上所述，經驗學習意指：凡透過個體內在經驗與外在環境互動，所衍生的各種學習行為，便屬於經驗學習活動。個人經驗與學習活動的關係相當密切，學習本身就是經驗不斷改造的過程；而經驗也是學習過程中的重要資源。因此，不同的經驗會形成不同的學習成果，此時個人的經驗可能是學習的助力，也可能是學習的阻力。在二十世紀，著名的教育與思想家 --杜威，認為「教育即生活」，強調以個體為主的生活經驗，認為好的教育應該與生活做連結；並在「經 8.

(18) 驗與教育」一書中強調，教育是經驗不斷的改造或改組，教育是「屬於經驗、由於經驗和為著經驗」，這也是杜威強調「做中學」的原因之一。個體透過親手製作，內在產生了個人經驗，進而完成學習活動。經驗學習的概念匯集了各家學說，涵蓋許多不同層面的內涵。Knowle 的成人教育學（ andragogy）也是以學習者的經驗為中心。而 Renvans 的行動學習（ action learning ）與 Barrows 和 Tamblyn 以問題方式進行學習（ problem-based learning ），皆屬於經驗學習的內涵；Kant 在他純理性的批判中宣稱：所. 有人類知識是從經驗開始的（引自郭屏萍，2003）。而 Boud 及 Miller（ 1996）將經驗學習的基本要素歸納為以下五點：（一）經驗是學習的基礎，也可激發學習。（二）學習者主動建構其經驗。（三）學習是整體的。（四）學習是社會地、文化地經驗建構。（五）學習是受到社經脈絡的影響。近代經驗學習理論 (Experiential Learning Theor y)中，以 Kolb 的經驗學習理論最具影響力。 Kolb(1984)在「經驗學習 ―經驗爲學習成長的來源」書中，探討了有關經驗學習的八大內容：經驗學習的基礎、經驗學習的過程、學習過程的結構性基礎、個別學習與學習型態、知識的架構、經驗學習理論的發展、高等教育階段的學習與發展、終生學習與統整的發展。 Kolb 將學習視為經驗的理性反思過程，學習者經由有意識感官覺察的認知歷程，透過程序式的反思和論證，將經驗轉換成為知識 (引自陳雪雲，2000)。Kolb 的經驗學習理論， 9.

(19) 是目前探討最為完整的理論之一。綜合以上理由，本研究決定以 Kolb 經驗學習理論為基礎，做為經驗學習歷程之參考依據。三、 Kolb 經驗學習理論 Kolb(1984)經驗學習理論的理論基礎，主要來自經驗學習的三大傳統，其一爲 Dewey 的「經驗與教育」之教育論，屬於實用主義；其二爲 Lewin 的「場地理論」與「行動研究」，是社會心理學的範疇；其三為 Piaget 的「認知發展論」，屬於認知的發展理論，皆強調「經驗」在學習過程中扮的角色。因此， Kolb 所提出的經驗學習理論，是以統整性的觀點來探討學習理論，架構完整。目前也已經有許多研究結果與數據支持其論點，這也是本研究採用的原因之一。 Kolb(1984) 界定學習是由經驗轉換而創發知識的過程。也就是說，學習活動是一種連續性的歷程；而學習歷程分為以下四個階段： (1)具體經驗 (concrete experience) ， (2)省思觀察 (reflective. observation). ，. (3) 抽. 象. 概. 念. (abstract. conceptualization) ， (4)主動實驗 (active experimentation) 。學習者以這四個階段不斷地循環進行學習活動，形成個體內在的新知識與新經驗，學習行為便成為動態的連續活動。 Kolb 將學習活動分為此四階段，是依據學習者的學習方式來做區分；由於個別差異與風格特性，學習者會在不同的學習歷程產生不同強弱的反應，這也是影響學習者之學習成果的重要因素。表 2-1-1 是從學習方式的特性與能力特徵，對四個學習階段的解釋：. 10.

(20) 表 2-1-1. Kolb 經驗學習歷程之學習特性與能力特徵. 經驗學習歷程. 學習特徵. 能力特徵. 具體經驗. 以感覺來學習 (1earning from feeling)。學習者會從特殊的經驗來學習，將學習關連到人，對人的感覺強烈。. 具有開放的意願，願意把自己置身於新的經驗中。. 省思觀察. 以看及聽來學習 (learning by watching and listening) 。學習者做決定前會先仔細的觀察，喜歡從不同面向來看事情且尋求事情的意義。以思考來學習 (learn by thinking) 。學習者喜歡從邏輯的分析和概念來學習，對情境瞭解後才採取行動，有系統的規劃。以實作來學習 (learning by doing)。學習者有能力將事情做完，喜好冒險且透過實作影響人及事。. 具有觀察和反思的技巧，以便從各種不同的觀點檢視新經驗。. 抽象概念化. 主動實驗. 分析的能力，即透過觀察創造出統整的觀念。. 做決定即解決問題的能力，以便新的觀念可以在實務中應用。. 資料來源：彙整自侯龍躍 (2003)與黃富順 (2001)。. Kolb(1984)經驗學習理論除了探討學習歷程外，並依據學習歷程不同的表現區分為四種學習風格。 Kolb 經驗學習理論從「資訊接收偏好」與「資訊處理方式」兩個構面來區分學習風格的特性：「資訊接收偏好」分為具體經驗 (CE)與抽象概念 (AC) ；「資訊處理方式」分為省思觀察 (RO) 與主動實驗 (AE) 。這兩種類別的軸向分出四種學習風格，包括分散者 (Diverger) 、調適者 (Accommodator) 、聚合者 (Converger) ，以及同化者 (Assimilator)。分散者注重具體經驗與省思觀察，調適者重視具體經驗與主動實驗，聚合者重視主動實驗與抽象概念，同化者重視省思觀察與抽象概念。但本研究並不討論 11.

(21) 學習者之學習風格，因此不多加討論。以下圖 2-1-1 為 Kolb 經驗學習理論之架構圖： 1. 從特殊經驗中學習 2. 與人有關 3. 對感覺與人群特別敏感具體的經驗 (CE) 藉由經驗來學習. 適應型 Acc om m odatin g. 分散型 Divergi n g 省思觀察 (RO). 主動實驗 (AE) 藉由實作來學習. 過程. 感知. 1. 藉由實際去作來顯示能力 2. 好嘗試聚歛型 3. 透過實際行動來影響人們 C overgin g 或事情. 同化型 Assimilatin g. 藉由反應來學習. 1. 在判斷之前小心觀察 2. 從不同的角度來看事情 3. 找尋事物的真理. 抽象概念化 (AC) 藉由思考來學習. 1. 具邏輯性的分析想法 2. 系統性的計畫 3. 很有智慧地判斷情況後再行動. 圖 2-1-1. Kolb 經驗學習理論架構. 資料來源：出自蘇靜宣 (2006:12)。. 倘若以學習歷程的特色為參考點，與教學實務結合討論，結果如表 2-1-2 之內容。除了各階段加以描述特性之外，更提出搭配的教學方法與實例，可作為教師教學安排之參考：表 2-1-2 學習步驟. Kolb 四階段學習環之特徵與教學應用具體經驗 (CE). 省思觀察 (RO). 抽象概念 (AC). 主動實驗 (AE). 特. 徵. 重感受. 仔細的聽、看. 重思考. 重執行. 實. 例. 練習親身經歷面談. 個人想法摘要經驗分享. 圖示概念舉例分類及要素. 解決問題應用所學於生活. 實驗、示範練習、面談觀摩. 小組討論. 演講文獻資料. 小組設計以解決問題. 教學方法. 資料來源：梁榮財 (1998:13 )；引自汪文俊 (2003:2)。 12.

(22) 觀察表 2-1-2 中所提及的教學方法，與生活科技課程綜合討論：具體經驗與動手製作的課程活動雷同；大型作品的製作時，透過小組討論培養同儕之間彼此合作學習，可訓練省思觀察的能力；演講與文獻資料可應用在資料的蒐集與整理，或是作品的成果發表會，加強學生的抽象概念；而生活科技課程的宗旨之一，就是培養學生主動實驗的精神。因此，科技課程的教學活動安排，與 Kolb 經驗學習歷程理論可相互配合，以此理論來探討科技能力，具有高度適切性。四、 Kolb 經驗學習理論之相關研究 Kolb 在 1976 年提出經驗學習理論，發展「學習風格量表」；1985 年進行修正，成為「學習風格量表 -第二版」；之後在 1999 年進行修正，完成現在的「學習風格量表 -第三版」。量表是依據學習者在四個學習歷程的表現強弱，將學習者區分為四種不同學習風格；而此量表也能檢測學生的學習歷程表現。因此，許多國內外研究在討論 Kolb 學習風格理論之餘，也會有探討學習歷程之相關研究。根據以往的經驗學習理論之相關研究可發現，女性比較傾向具體的學習風格；男生比較傾向抽象概念化的學習 (Kolb 及 Smith;Severiens 及 Ten Dam;Gelwick )。另外，高年級的學生在抽象概念與省思觀察表現較優於低年級學生 (Titus 、 Bergandi 及 Shryock) 。另一項有趣的國外研究還發現：具體經驗可區分大學生學業成就的高低 (Cano-Garcia 及 Hughes) (引自自蘇靜宣，2006；蔡淑薇，2004)。陳盈慈 (2005) 研究結果發現：具體經驗及主動實驗與設計創意課程呈現正 13.

(23) 相關；具體經驗與快速設計之表達技巧及設計創意原則具有正相關；省思觀察與快速設計之人因考量原則呈正相關。也獲得女生在具體經驗表現較為良好，男生在抽象思考表現較好之研究結果。彭文松 (2005) 研究結果顯示： Witkin 的場地獨立性與 Kolb 的四種經驗學習者類型之間並未有顯著的關聯性存在。但若從學習歷程的角度作探討，發現屬於 Witkin 的場地獨立型者，在抽象概念表現較為顯著；依賴性者在具體經驗表現較為顯著。經驗學習歷程之相關研究已經有些基礎，並發現某些研究從經驗學習風格探討並無關連性，但從經驗學習歷程的角度分析卻呈現出不同結果，因此從經驗學習歷程來探討是有意義的，並能從更細微的角度來分析現象；本研究也是秉持這種想法，對科技問題解決能力來作探討。. 14.

(24) 第二節問題解決能力一、問題解決意涵「問題解決」的描述，可分兩種說法：一是將問題解決比擬為一種抽象的空間概念，稱為「問題空間」，若透過某些方法或步驟把問題空間縮小或消除，即稱為解決問題。另一種解釋是將問題解決視為一種思考過程，或是內在的認知運用與處理，著重在高階的思維歷程。問題解決的英文是「 Problem-solving 」， Problem 是指主體舊有的認知結構不足以解題，需重新調適或同化才能應付難題；而 Question 是指：舊有基模（或認知結構）已存在的題目（葉安琦，2000）。所以，「題目」是屬於 Question 或 Problem 並非由題目來決定，是由「主體本身的起始狀態」與「問題目標」之間的認知程度差距來決定 (謝明同，2007)。根據訊息理論的觀點，問題可分為三個狀態，一是目標狀態 (goal state)，二是初始狀態 (starting state) ，三是所有可能達成目標的途徑 (possible paths) ，此三要素結合成為問題空間 (problem space)(陳李綢， 1999)。以教學現場來說，學生若透過舊有的基模即可達成目標，則此問題是一個 Question ；但若教師加上某些條件限制，或是改變某些元素，讓學生無法直接達成目標，則形成一個 Problem。另外，從起始狀態到達目標狀態，就是問題空間縮小或消失，代表問題被解決；反之，若問題無法解決，也可能產生更多的新問題 (Problem)。「問題解決」也被解釋為一種歷程。 Polya（ 1981）認為 15.

(25) 「問題解決」是一種外顯或認知的行為歷程，從主體對問題情境提出各種可能的有效反應，並從這些可用的選擇中，選出較為有效的加以執行，便是問題解決的歷程。Mayer（ 1992）認為「問題解決」是從已知敘述到目標敘述的移動過程，問題解決的思考是朝向某種目標的一系列運作。黃茂在與陳文典 (2004)解釋：人們運用既有的知識、經驗、技能，藉各種思維及行動來處理問題，使情況能變遷到預期達到的狀態，此種心智活動的歷程。綜上所述，問題解決亦可視為一個歷程，過程中會運用到主體既有的內在認知、能力與經驗，來達成某個特定的目標與要求，而這段思考或行為的活動期間，便稱為問題解決。以下表 2-2-1 為整合國內外研究，對「問題解決」所下的註解：表 2-2-1. 問題解決定義總表. 立論者問題解決的定義 Skinner（ 1957）「問題」是指沒有辦法立即獲得解題的刺激。 Guilford(1977). 問題解決是對新情況產生新的反應。. Mayer （ 1983）. 「問題解決」是從已知敘述到目標敘述的移動過程。而問題解決的思考是朝向某種目標的系列運作。. Kahney(19 86). 「問題解決」是利用個體已知或學過的知識技能去滿足情境的需要，以獲至解答的過程。. Sternberg(1988). 問題解決是指個體利用已學過的知識、技能去滿足新情境需要，以獲得解答的過程。. Hayes(1989). 「問題解決」是發現一個適當的方法去跨越一個落差。. Smith(1991). 「問題解決」有賴於對該問題領域的知識有真正瞭解為基礎，而不是僅靠知覺的辨識、回憶訊息、模仿或運算法則（ Algorithm）就能成事。. 16.

(26) 表 2-2-1. 問題解決定義總表 (續 ). 立論者王文科 (1989）. 問題解決的定義問題解決在心理學上的定義有二：廣義的指有機體獲得對問題情境的適當反應的過程。狹義的指有目的指向的活動或思維的一種形式，其中原有的知識、經驗和當前問題情境的組成成分必須重新改組、轉換或聯合才能達到既定的目標。. 卲瑞珍「問題解決」則是將個體先前有的知識與經驗重新皮連生（ 1989）整理與思考，找出適用於當前問題的要素，並加以實行之。如果一旦問題被解決，個體在知識、能力與經驗上必會有所得。因此在問題解決的歷程中，個體認知的結構必有所增長。李詠吟 (1993). 「問題解決」視為一個人克服了問題的障礙，而將起始狀態逐漸推向目標狀態的過程。. 孫士雄 (2000). 「問題解決」是個體運用學前所具有之知能進行排除目前情境中所遭遇的瓶頸；需發揮固有所長，逐步地消除目前的困境，以達到解決難題的境地。. 張志豪 (2000). 「問題解決」是一項複雜的認知活動，所需要的不只是直接應用一般知識經驗而已，還需要問題解決者從事一系列必要的認知活動，而這些認知活動所需要的知識技巧，則是能夠有效的將問題解決的重要因素。. 張春興 (2001). 「問題解決」乃個人在面對問題時，綜合運用知識、技能，以期達到解決問題的思維活動歷程。. 呂素雯 (2002). 「問題解決」是個體在面臨有別以往的情境下，運用先前的舊經驗、概念、技巧等心智能力，選擇適合的方式去解決所面臨的問題。. 黃茂在陳文典 (2004). 人們運用既有的知識、經驗、技能，藉各種思維及行動來處理問題，使情況能變遷到預期達到的狀態，此種心智活動的歷程。. 葉水福 (2005). 「問題解決」是只為了達成使現狀與目標狀態一致，而根據以往的知識、經驗，運用分析、推理的技巧，重新思考與整理，以獲得最好的解決方法，使問題解決的過程。資料來源：改編自簡惠燕 (2000)。. 綜上所述，問題解決為：主體利用既有的認知、技術、經驗為出發點，進行思考、分析、應用等活動，達成某項特 17.

(27) 定目的。若結合問題空間的意涵可發現：一旦「問題目標」變動，問題便會形成；假設問題解決的過程中，問題目標變動，則可能產生新的問題。因此，除了問題沒有解決完的一天，問題還可能隨時變動。在現今科技發展迅速的生活中，所面臨的問題更是多元化與複雜化，這也是問題解決能力被認為是在未來必備的重要原因之一。二、問題解決模式由「問題解決」的定義可以發現，問題解決被視為一種歷程；於是相關研究者便討論解決過程中，包含了哪些關鍵性的步驟，即所謂的問題解決歷程或問題解決模式。十九世紀末，杜威提出問題解決步驟，可算是最早的論點。如今，各家學者對問題解決的步驟各有其說法，以下文獻是依照年代，國內外幾位代表人物對問題解決模式的詮釋，以玆參考。（一） Dewey 問題解決步驟 (引自盧淑華， 2000)： 1.遭遇問題：對事物的情境產生認知上的失衡、疑惑、困難的現象。 2.界定問題：從疑難的情境中找出問題的癥結。 3.提出假設：根據呈現的問題情境，蒐集資料，嘗試提出問題解決的可能方案。 4.驗證假設：對解題的假設逐一檢驗，以探究其可行性。 5.用行動檢驗假設：在有效的解決方案中，選擇最佳者，並應用到實際的情境，以行動來驗證假設。（二）張春興 (1996)所提出的問題解決，是運用學得的原 18.

(28) 則，從事解決問題歷程，主要可分為下列五個步驟： 1.進入情況，接受問題。 2.認清問題，確定目的。 3.形成假設，提出策略。 4.採取行動，驗證假設。 5.根據目的，通盤檢查。（三） Sternberg(1999) 提出了「問題解決環」的概念 (引自陳筆書， 2005)： 1.問題的鑑別。 2.問題的定義與描述。 3.策略的陳述。 4.組織問題的訊息。 5.來源的分配。 6.監控。 7.評估。（四）經濟合作與發展組織 (OECD) 在 2003 年所執行的國際學生評量計畫 (Programme for International Student Assessment ， PISA)，許多認知學派學者經由認知分析後，提出六項問題解決歷程 (引自吳嘉峰， 2006)： 1.理解問題：理解問題中圖表或公式並作出推論、以及說明問題中相關概念。 2.描繪問題特徵：確認變項在問題中之關係、提出假設以及評估外在訊息。 3.表徵問題：建構各類型表徵（表、圖、符號）以及 19.

(29) 在不同格式表徵的轉換。 4.解決問題：包含做決定、分析或設計系統來符合特定目的或提出一個解答。 5.反思解答：檢驗解答、從不同觀點評估解答並修正解答。 6.傳達問題解答：選擇適當多媒體傳遞解答給大眾。綜合以上學者之論點，研究者將問題解決的流程，彙整為： (1)發現問題， (2)分析問題， (3)形成假設， (4)行動與驗證， (5)評估與回饋。這五個問題解決的步驟，與他人理論的對照表如表 2-2-2，並解釋研究者匯整的過程與理由。表 2-2-2 提出者. 問題解決步驟之定義. 問題解決能力步驟彙整表 Dewey. Sternberg. OECD. 研究者彙整. 進入狀況接受問題. 問題的鑑別. 理解問題. 發現問題. 認清問題確定目的. 問題的定義與描述. 描繪問題特徵. 分析問題. 形成假設提出策略. 策略的描述. 表徵問題. 形成假設. 解決問題. 行動與驗證. 採取行動驗證假設. 組織問題的訊息. 根據目的通盤檢察. 來源的分配反思解答評估. 評估與回饋傳達問題解答. 資料來源：研究者彙整。. 三、問題解決能力江美惠（ 2005 ）彙整資料：九成研究認為問題解決能力是一種能力。而其中有六成認為問題解決能力是解釋推論能 20.

(30) 力、猜測原因能力、逆向原因猜測能力、決定解決方法能力及預防問題能力的總合，另外有些研究也指出其他能力，如問題區辨力、解題正確度 …等。然而各學者在分析問題解決能力時，也有從問題解決歷程的角度著手分析，針對問題解決過程所歸納的步驟流程，依序統整個體在問題解決過程中所需具備的能力，完成所謂的「問題解決能力」。以下是幾位學者對問題解決能力的詮釋：（一） Feldhusen 及 Treffinger(1980) 將問題解決分為兩類，一為一般生活上、工作上的問題解決；另一為在教育上的問題解決。一般生活上、工作上的問題解決歷程其所需的能力為 (引自張志豪， 2000)： 1.問題產生：使用流暢、變通、獨創能力及延遲判斷。 2.問題判斷：使用分析、評鑑能力。 3.問題鑑定：使用綜合能力。 4.觀念發現：使用流暢、變通、獨創能力及延遲判斷。 5.解答的綜合：使用綜合、潤飾和評鑑能力，以發展方案。 6.執行。（二） D’Zurilla 和 Nezu(1982)整合 D’Zurilla 與 Spivack 等學者的論點後，指出日常生活的問題解決能力，應該包括以下五種能力 (引自劉南坤， 2004)： 1.察覺問題的能力：察覺並辨識問題解決存在的敏感度。 2.設想解決方法的能力：針對問題，能想出多種解決的方法。 21.

(31) 3.逐步解決方法的能力：能將解決方法形成解決問題的步驟。 4.預想後果的能力：對於所想出來的解決方法可能造成的後果，能夠進行評估。 5.察覺行為動機的能力：能察覺到影響自己或他人問題解決行為動機的因素。（三） Heppner 與 Petersen(1982)將問題解決能力分為： 1.面對問題的勇氣。 2.解決問題的決心。 3.分析問題的能力。 4.建立假設的能力。 5.驗證假設的能力。 6.繼續驗證其它假設的決心勇氣。 7.以及解決問題的信心。（四）洪文東（ 2000）以創造性問題解決觀點出發，認為問題解決必備的思考能力為：創造思考力、推理思考力和批判思考力。詹秀美及吳武典（ 2002）也認為「創造思考」是問題解決能力的重要因素之一，於是將問題解決能力重新分類為下列幾個能力： 1.界定原因：設想問題成因的能力。 2.解決方法：提供解決問題方法的能力。 3.預防問題：預防問題再次發生的能力。 4.變通性：提出具變通性、彈性和獨創性之解決問題的能力。 5.有效性：提出有效解決問題的能力。 22.

(32) （五）黃茂在與陳文典 (2004)認為問題解決能力、創造力與概念認知是一連串的動作，且過程中皆會互相影響，無法切割畫分或是以其中一種能力完全來解釋所有能力。因此認為問題解決能力為一個人在遇到問題時，能自主的、主動的謀求解決，能有規劃、有條理、有方法、有步驟地處理問題，能適切地、合理地、有效地解決問題。以上兩位學者認為問題解決歷程中所應用之能力表徵包含：發現問題、確定問題、形成策略、執行實現、整合成果與推廣應用；針對表徵，提出評量問題解決的模式，表示可從「面對問題的態度」、「處理問題的方式」、「問題解決的品質」三層面來評述，並且條列出五個等級做為評量指標，再與問題解決能力表徵作對照，做更詳細的說明與解釋。下表 2-2-3 為兩位學者對「問題解決能力的評分指標」研究之成果。表 2-2-3. 問題解決能力的評分指標. 評量項目：五等級精熟度評分指標. 面對問題的態度. 所對應的各項能力之表徵. 5面對問題能事前評估，覺得合理後能勇於承擔責任。 4 接納問題，並認真去處理。 3 承接問題，動手去執行。 2 承受問題，參與支援性的活動 (不去承擔責任 )。 1 沒有參與的意願，但尚能敷衍式的參與活動。. [正向態度 ] •對於情勢的發展，能保持一個正向、積極、求好的心態。 •面對問題能先做合理評估，並具有勇於承擔的態度。 •養成一種遇到問題時，先行考量、瞭解、規畫的習慣。 [瞭解問題 ] •能由情境演變的脈絡中去確定「問題」的意義。 •能準確評估問題的始態及擬設問題的末態。 •能洞察問題各層次結構，並由結. 23.

(33) 評量項目：五等級精熟度評分指標. 處理問題的方式. 問題解決的品質. 所對應的各項能力之表徵 (續 ). 5瞭解問題並能掌握目標，合理地、有效地、協調地去推行。 4 知道問題，並能合理有效地去執行。 3 能與人合作，把自己應完成的工作負責努力去完成。 2能接受分派到的任務，實地去執行。 1未能瞭解問題隨機反應、盲目嘗試，不計後果。. 5.能經由創發性工作，獲得可信賴的、優良的成果。 4.能切實有效地執行，獲得可信的成果。 3.能依指示去執行，所得結果符合一般常情。 2所依據資料勉強可信，所得結果尚可交差。 1 處理問題零亂遺落、有始無終。. 構中察覺解決問題的關鍵。 •能適切的評估可運用的資源和受到的限制條件。 •能妥善的表述問題。 [執行實現 ] •能以行動來處理問題，具有動手實做的習慣。 •具行動力，能控制變因做有條理的處理。 •能隨機處理未如預料的情境變化，使工作持續沿主軸推進。 •養成能在過程中隨時做好「欲達成的目標」、「教學活動」及「評量」之三角校正工作的習慣。 •能與人分工合作完成工作。 [鑑賞結果 ] •能由事件的前因及後續發展中看出其意義並作詮釋。 •對所獲得的資訊，能統整出成果及作合理的評價。 [批判創造 ] •藉由批判與想像，察覺依現實情境尚有許多可開拓的空間。 •能藉推論、想像來開拓「問題」的發展空間。 •能同時擬構多種的解題策略，也能決斷地選擇其一。 •觀察到處理過程的瑕疵及改進的空間。 •發現事件後續的發展，並做合理的處理。 •體會處理事件過程所產生的影響，並做合理的調節。 •獲得經驗，應用於解決其他的問題上。. 資料來源：黃茂在及陳文典（ 2004）。. 綜而觀之，無論何種角度分析問題解決，可以發現問題解決過程中包含尋找、摸索、發現、嘗試、驗證與應用推廣等過程；所應用的能力包含知識概念、推理、邏輯、統整、 24.

(34) 創造力、執行力、表現力。「能力」無法做明確的切割，尤其問題解決是一連串的過程；故研究者偏向將問題解決能力以歷程的角度來作剖析，針對每個歷程賦予一項能力的定義，進而解釋「問題解決能力」。根據本研究對問題解決步驟的定義，可以將問題解決能力解釋為： (1) 發現問題的能力， (2) 分析問題的能力， (3) 形成假設的能力， (4) 行動與驗證的能力， (5)評估與回饋的能力。本研究所探討的科技問題解決能力，也是以此五種能力作為基礎。四、問題解決能力評量問題解決能力量表主要測驗的內涵可分為兩類：一是問題解決能力測驗，另一種是問題解決態度量表。問題解決能力測驗的項目，以各學者對問題解決能力的分析為基礎，所發展的測驗內容；而測驗的方式主要包含圖片情境式測驗與量表兩種形式。表 2-2-4 是對已發展之「問題解決能力測驗」作資料彙整：表 2-2-4 名稱決問測題驗解. 問題解決能力評量彙整表編製者 Mendonca（ 1974）. 對象. 問題解決能力向度 1、收集資訊 2、提出可能方法 3、選擇行為. 25. 形式. 題數.

(35) 表 2-2-4 名稱. 問題解決能力評量彙整表 (續 ) 編製者簡真真（ 1982）根據美國 J.F.Feldhusen,J. C.Houtz &S.E.Ringenbac h(1971) 所編製的「 ThePurdue ElementaryProbl em SolvingInventory 」修訂而成. 對象國小二到六年級. 問題解決能力向度 1、察覺問題之存在。 2 、確認所存在問題之性質。 3、適切的發問。 4、猜測原因。 5、確認目標。 6、決定解決某一問題時，是否需要更多資料。 7 、辨認文題情境中有關之因素。 8 、界定舊物品的不尋常用途。 9、預見行為後果 10、決定解決問題之下一步驟 11、擇取最能有效解決問題之方法 12、擇取最好或最不尋常的解決問題之方法. 形式. 問題解決測驗. 詹秀美、吳武典（ 1991）根據 Zachman, Jorgensen,H uisin gh & Barrett (1984) 編製的「 Test of Problem Solving 」修訂而成。. 6-12 歲兒童. 測量兒童運用思考及推理能力，以及遇到日常生活問題時的解決能力。 1、解釋推論 2、猜測原因 3、逆向原因猜測 4、決定解決方法 5、預防問題. 可團體測驗. 30. 創造性問題解決能力問卷. 張志豪（ 2000 ）根據簡真真（ 1982 ）所修訂的「問題解決能力測驗」與吳武典、詹秀美（ 1991 ）所編製的「問題解決測驗」發展而成。. 高中生. 測量受試者創造性問題解決的能力。分為： 1、問題察覺 2、問題再定義 3、原因推測 4、提出想法 5、尋求最佳方案題. 問卷形式. 4. 問題解決能力測驗. 26. 題數 39.

(36) 表 2-2-4 名稱. 問題解決能力評量彙整表 (續 ) 編製者對象郭伯銓 (2001)依國一據張志豪 (2000) 的「創造性問題解決測驗」所發展。. 問題解決能力向度 1、問題察覺 2、問題再定義 3、原因推測 4、提出想法 5、尋求最佳方案. 形式文字. 題數 20. 問題解決測驗. 林麗惠（ 2000）. 1、察覺問題之存在 2、確認存在問題之性質 3、是否需要更多資料之能力 4、辨認問題情境中有關之因素 5、決定解決方法. 圖畫. 35. 新編問題解決測驗. 詹秀美、吳武典 (2002). 小四級國一級生. 學年至中年學. 1、界定原因 2、解決方法 3、預防問題由以上三項，可另外合計出： 1、變通性 2、有效性 3、總分. 文字情境與開放式問題. 15. 問題解決測驗. 潘怡吟 (2002) 參考林麗惠（ 2000）. 6~12 歲兒童. 1、察覺問題之存在 2、確認所存在問題之性質 3、解釋推論 4、猜測原因 5、是否需要更多資料之能力 6、辨認問題情境中有關之因素 7、決定解決方法. 圖片呈現情境. 17 幅圖. 決國能中力生測問驗題解. 27. 文字描述問題. 35 問題.

(37) 表 2-2-4 名稱問題解決測驗. 生活問題解決測驗. 問題解決能力評量彙整表 (續 ) 編製者林佩珍（ 2003）. 對象國小. 問題解決能力向度 1、察覺問題的存在 2、猜測原因 3、辨認問題情境中的有關因素 4、是否需要更多資料的能力 5、考慮可能的方法 6、選擇一個最恰當的方法、解釋推論 7、擬訂計畫. 形式圖案呈現情境與文字說明. 題數 (續 ) 7. 葉玉珠、詹雨臻 (2004). 國五級六級. 內容包含四個答題歷程： 1.界定多重問題 2.決定優先順序 3.提出解決方法 4.決定最佳解決方法. 圖畫與文字描述. 9. 小年至年. 資料來源：研究者改編自郭伯銓 (2001)。. D’Zurilla 和 Goldfried(1971) 認為問題解決重視思考歷程外，還需要考慮個體處理問題時的態度，因為個體對問題解決的態度，會影響個體在問題解決情境中的各種反應。研究者統整相關的問題解決態度量表，為以下三種態度的分類最常被討論，在國內外研究中尤其以 Heppner 及 Petersen 最為常見：（一） Rosenberg 與 Hovland(1960) 和 Katz 與 Ivey(1977) 分別對於態度的組成，提出三個構成層面 (引自呂素雯， 2002)： 1.認知成分：個體對於態度的對象所持有的信念知覺及訊息。 2.情感成分：個體對於態度的對象之情緒、感覺。 28.

(38) 3.行為成分：個體對於態度的對象之反應傾向。（二） Heppner 及 Petersen （ 1982）認為問題解決態度含三個構面： 1.問題解決的自信（ problem-solvingconfidence）：面臨問題情境，是否具有解決的信心。 2.問題解決的趨避模式（ approach-avoidance style）：面臨問題情境，是否直接應付或逃避不理。 3.自我控制（ personalcontrol）：面臨問題情境，是否能周詳計畫才付出行動。（三）王瑪麗（ 1985）指出問題解決態度有四個構面： 1.問題解決自信：指個人面對問題時，具有解決的自信傾向。 2.問題解決取向：個人面對問題時，能夠依照問題解決的思考去界定問題，訂定目標，設想多種想法，考慮後果，作成決定之傾向。 3.無助感：個人面對問題時，所產生的無助感或無奈。 4.自我控制：個人面對問題時，在作決定之前能有充分的自我控制，而不會有衝動作決定的傾向。在國內外許多與問題解決態度相關之研究，其測驗的構面大致與以上三種內容類似。問題解決態度測驗的方式，均以文字描述呈現，採 Likert 四點或五點等第量表來計算。表 2-2-5 為近年來問題解決態度相關量表資料：. 29.

(39) 表 2-2-5. 問題解決態度評量彙整表. 測驗名稱. 編製者. 對象. 問題解決能力向度. 題數. 問題解決量表（ Problem Solving Inventory , PSI）. Heppner &Petersen(1 982)參考 Dewey 及 D’zurilla & Goldfried(1 971)等所提出的問題解決五階段。. 大學生. 1、問題解決自信：個人面對問題時，對問題的信心程度。 2、趨避取向：指個人面對問題解決情境時，會趨近處理或逃避不願面對的情形。 3、自我控制：指個人面臨問題時，是否能夠控制，是否缺乏考慮就付諸行動的程度。. 35. 人際問題解決態度測驗. 王瑪麗（ 1985）. 國一女生. 1、人際問題解決取向：測量個人面臨問題時，是否具有解決問題的意向，能確定問題所在，設想多種解決方法，並權衡其後果再作決定。 2、人際問題解決的無助感 3、人際問題解決的自我控制：測量個人面臨問題時，是否缺乏考慮就付諸行動。 4、人際問題解決的自信：測量面臨問題時，是否具有能解決問題的信心。. 37. 參考 Heppner &Petersen(1 982)所發展之 PSI 。. 解決問題能力量表. 彭秀玲大學（ 1986）參生考 Heppner &Petersen( 1982)所發展之 PSI. 1、面對問題的勇氣 2、解決問題的決心 3、分析問題的能力 4、建立假設的能力 5、驗證假設的能力 6、繼續驗證其他假設的決心勇氣 7、解決問題的信心. 30. 48.

(40) 表 2-2-5 測驗名稱. 問題解決態度評量彙整表 (續 ) 編製者. 對象. 問題解決能力向度. 題數. 問題解決態度量表. 李淑媛高一 (1995）參考學生 Heppner &Petersen(1 982)及王瑪麗（民 74 ），再根據 D’zurilla & Goldfried(1 971). 分為認知、情感、行動三個向度以評量個體的問題解決態度，各項度的內容分別為：問題解決認知取向、情感逃避取向、自信取向。. 53. 問題解決量表. 陳怡琪（ 1999）翻譯自 Heppner &Petersen(1 982)所發展之量表。. 國小五、六年級. 主要是評量受試者面臨問題解決情境時的態度與行為傾向，包含問題解決自信、趨避取向、自我控制三個層面。. 35. 問題解決態度量表. 盧淑華 (2000)修改自李淑媛（ 1995）. 國一到國三. 1、認知取向 2、趨避取向 3、自信取向. 49. 國中學生問題解決態度測驗. 郭伯銓 (2001) 修訂陳怡琪（民 88）編製的「問題解決量表」. 國一. 1、問題解決自信 2、趨避取向 3、自我控制. 31. 31.

(41) 表 2-2-5 測驗名稱. 問題解決態度評量彙整表 (續 ) 編製者. 對象. 問題解決能力向度. 題數. 問題解決態度量表. 潘怡吟 (2002) 綜合 Dewey 和 Polya 所提的問題解決步驟所編製而成。. 國小高年級. 1、察覺自己也可以處理事情 2、主動參與 3、提出可探討的問題 4、確定問題性質 5、處理問題、安排工作步驟 6、分配工作合作完成 7、創意思考、能從事自由聯想和腦力激盪的創造活動 8、求真求善的精神 9、評估－合理、有效 10、執行－設計實驗、驗證假設，操作 11、批判他人意見 12、執行－持續參與 13、反省 14、應用. 40. 問題解決態度量表. 呂素雯 (2002)參考 D’Zurilla 和 Goldfriend. 國小六年級. 1、認知取向 (認知、行動層面 ) 2、逃避取向 (情感層面 ) 3、自我控制 (認知、情感及行動) 4、自信取向 (認知、情感及行動). 30. 問題解決量表. 高長志 (2004)修改自 Heppner &Petersen(1 982)所發展之 PSI. 國中二年級. 1、問題解決信心 2、面對逃避類型 3、自我控制. 24. 資料來源：作者改編自郭伯銓（ 2001）。. 「問題解決能力」與「問題解決態度」皆為評量個體問題解決的重要項目，前者是評量個體遇到問題時解決能力的表現，後者在評量個體面對問題的解決態度，各具有不同的意義與代表性。因此本研究在發展科技問題解決能力測驗時，也包含此兩種內涵。而科技本身最大的特色是「動手操作」，在本研究中實作評量亦列入發展項目之一。 32.

(42) 第三節科技問題解決能力本研究將科技問題解決能力定義為：面對科技問題時的能力表現，因此科技問題的探討是本節之重要內容。以下將從科技問題、科技問題的內涵、科技問題解決能力依序分別討論，並對文獻探討作簡要的結語。一、科技問題科技的英文是. technology ，其語意源自於希臘文. technologia ，意指「有系統的處理」。而科技在教育上的運用有兩個意義，一是「歷程」的科技觀；另一則是「產品」的科技觀 (Heinich 、 Molenda 、 Russell & Sm aldino,2001; 引自方顥璇、李青蓉， 2006)。歷程的科技觀 (technology as process) 是指有系統地運用科學知識或其他體系知識於實用的工作上，此種觀點重視系統方法 (systems approach) 。產品的科技觀 (technology as product) 是指資訊科技與傳播媒體在教學上的運用 (方顥璇及李青蓉，2006)。張玉山 (2007)將科技定義為「人類為了滿足慾望及需求，將資源加以處理，藉以控制物質環境的過程」，在此定義中，包含以下概念與特性： (一 ) 科技的起因，是人類的需求或慾望。 (二 ) 科技的本質，具有行動性的特色： (1)科技的起源乃在於解決問題； (2) 科技具有實用性導向； (3) 科技的主要過程包括設計、生產、使用、及評鑑等；(4) 科技的目的重在解決問題，亦在實踐，並非純心智或理性的訓練。 33.

(43) (三 ) 科技的處理對象，是以物質環境為主。 (四 ) 科技的運作，具有連續性。 (五 ) 科技的處理結果，具有價值目的性。 Hill(1988) 認為：科技是人類運用開放式問題解決 (open-ended problem solving) 方式，思考人與環境的情境中，運用材料、能源、技術與知識，以創造人類所需的人造物 (artifacts) 、系統或新知識。 Terri(2005) 在彙整 Tidewater Technology Associates(1986) 與 ITEA(2000) 的相關文獻後，認為「問題解決」是所有科技的根本 (fundamental)。張玉山 (2007a) 也曾表示：科技是實務性問題解決，科技程序就是問題解決的過程。經過以上討論，發現科技與問題解決的本質相近，並且是一種相輔相成的關係。科技的發展就是不停地在問題解決；而問題解決過程中，往往會利用現有的科技產品與技術。依據「科技」的特性，科技問題與一般問題最顯著的區別應該包含： (1)科技問題的解決方法是多元且複雜的，可能需要數個步驟才能完成，並非一項單純的是非題或選擇題； (2) 科技問題是開放性的，應該以情境式的描述來呈現； (3) 科技問題是真實的，在生活中有可能發生觸碰的； (4)科技問題的解決過程應透過兩種以上的形式，包含資訊或工具； (5) 科技問題較偏向處理物質或環境，人並非處理的對象。二、科技問題的內涵科技問題被認為是存在於真實社會中，持續不斷地在發生的問題。 Custer(1999) 認為科技問題包括發明 (invention) 、 34.

(44) 設計 (design) 、故障排除 (troubleshoo ting) 與製程 (procedures) 四大區塊 (categories)。國際科技教育協會 (ITEA)(2000) 將科技問題分為以下幾種類型 (type) ：設計 (design) 、發明與創新 (invention and innovation) 、實驗 (experimentation) 、研究與發展 (research and development) 與故障排除 (troubleshooting)。科技問題分佈在環境、社會、文化、經濟各領域中，問題的深度可向上延伸至各領域專業的研究發明人員，發展新技術應用於現實生活中，或是往下延伸至日常生活中，修理家中水龍頭等簡單問題。透過科技教育訓練，培養從多種解決方法中，選出最佳方案的能力；所謂「最佳」是考慮到個體、文化、新世代與環境，花費最少、效果最長久之解決方法 (Flowers ， 1998) 。而未來所謂全球性的公民，也是被認為必須具備廣而多樣的解決方法，經由多方面的判斷之後，選出最有效率、可行性最高的解決方案，並加以執行或實現。 Richard (1993) 認為科技問題解決深深受到杜威 (Dewey) 與波里亞 (Polya)的影響，而這兩個影響包含科學方法與創造性問題解決的點子 (idea)。 de Bono (1990)提出：「假設」這個行為，會因為創造力與想像力，讓科學與科技迅速地改變。 DeVore、Horton 與 Lawson(1989) 將 Wallas 對創造性問題解決步驟更完整化，成為：準備 (preparation) 、籌畫 (incubation) 、闡明 (illumination) 、證明 (verification)、行動 (motivation) 與操作 (manipulation) 。行動與操作能力，便是科技能力的表現。科技問題的內涵，必須融合以上所提及的相關概念，目的可以是發明、創造、設計、研究、故障排除。科技問題的發展可從創造性問題解決的基礎，修改成為符合科技的意 35.

(45) 涵；而科技問題應該會更著重於問題的實務性、開放式問題、解決過程能使用兩種以上之工具或材料、問題解決之對象。換言之，科技問題應以情境式描述方式呈現，讓問題更生活具體化，並且是屬於開放式的問題，並非簡單的是非題；科技問題的解決方式應該不只一種，而且過程中應當透過工具或是材料，含有動手操作的部分；科技問題的內涵應該以處理物質與環境為對象，而非人，因為科技的本質是滿足人類的慾望所衍生的技術與器材。因此，科技問題應包含以上所述之特性。三、科技問題解決能力張玉山 (2008) 認為，科技的問題解決，其重點在實作任務，即利用材料來製作或操作事物，以達成預期的目標。其產出是具體的產品或是可行的製程設計。 Vincent (1994)表示科技問題解決是科技發明與科技定義的主要過程；而學校中的科技教育，是一種科技問題解決能力的評量方法。 Davis 等人在 1997 提出科技問題解決的特性包含手工 (Hands-on)、積極的學習 (active learning) 、廣度的思考 (lateral thinking) 、週期性的過程 (cyclic processes) 、不只一個正確答案 (no one correct answer)( 引自 Terri,2005)。ITEA(2000) 在學生科技素養標準中提及：學生若能學會科技問題解決方法，將能對科技有更深的了解與欣賞能力。而其中所謂的「科技問題解決方法」為： 1.利用多種工具來進行測量、評估與計算。 2.透過二維或是三維的模式來進行工作。 3.完整地表達設計與想法。 36.

(46) 4.策畫可行的解決辦法。加拿大紐芬蘭省所採用的科技問題解決模式如圖 2-3-1。張玉山 (2008) 從加拿大的科技課程經驗，發現：科技問題解決的模式，係以循環式的模式，讓學生在「分析、設計、測試、再設計」的活動中，學習與體驗科技問題解決。並強調分析能力的培養，不僅讓學生發現哪些是有功用的設計，更要求分析並寫出無功用設計的原因。. 圖 2-3-1. 加拿大紐芬蘭省科技問題解決模式. 資料來源： Governmen t of Newfoundland and Labrador (2002:148)，引自張玉山 (2008)。. 綜上所述，個體在處理科技問題時，從不同的角度進行思考，並嘗試各種的製作方法，過程中不斷地修正再設計，透過週期性的重複實驗，可能獲得不只一種的解答方式。整個過程便是科技問題解決過程，也可說是科技化的問題解決過程。若將「科技問題解決能力」與「問題解決能力」比較， 37.

(47) 科技問題解決能力更著重在科技方法的應用，例如：利用不同的材料、工具或方法，較強調多元性的考量與嘗試，強調「處理問題」的部分。問題解決只要將所遭遇的問題，解決排除即算完成。四、小結本章從經驗學習理論談到問題解決，再延伸至科技問題解決。 Kolb 經驗學習理論認為學習歷程包含具體經驗、省思觀察、抽象概念與主動實驗四個階段，以循環的方式持續學習；但由於個別的差異性，每個人在四個階段會有不同的強弱表現。科技問題解決也是從自身既有的知識與能力作為起點，經過對外在的觀察、探索或模仿後，進行分析與設計，並透過材料與工具將科技問題解決。科技問題解決過程也是一種學習歷程的表現。學生在兩者表現之間的關係為何，便是本研究之研究目的。. 38.

(48) 第三章研究方法本研究將對國中生進行「 Kolb 學習風格量表」與「科技問題解決能力測驗」的施測，分析兩者之間的關係。本章主要說明研究架構、研究方法與步驟、研究對象、研究工具與資料處理。. 第一節研究架構依照研究目的描述，本研究針對國中生在「 Kolb 學習風格量表」的表現情況，與在「科技問題解決能力測驗」中的表現做相關性的研究。經驗學習理論包含四個學習歷程，科技問題解決能力可分為科技問題解決方法、品質與態度三方面，其中方法與品質又包含不同的項目，茲說明如圖 3-1-1：經驗學習歷程. 科技問題解決能力科技問題解決方法. 具體經驗. 省思觀察. 科技問題解決品質. 抽象概念. 主動實驗. 分析問題評估與回饋形成假設. 目的性結構製作結構設計材料運用. 科技問題解決態度圖 3-1-1. 研究架構 39.

(49) 一、經驗學習歷程表現： Kolb認為學生在學習的過程中，會經過以下四種階段，分別為：具體經驗、省思觀察、抽象概念與主動實驗，為學習行為的表現。本研究將藉由「 Kolb學習風格量表」獲得個別的分數。二、科技問題解決能力：科技問題解決能力是：個體處理科技問題時所表現的解決能力。從方法、品質與態度三方面來做測量；科技問題解決方法測驗包含分析問題、評估與回饋、形成假設三要項；科技問題解決品質測驗包含目的性、結構製作、結構設計與材料運用四個項目。科技問題解決態度是六等第的勾選量表。. 40.