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.

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參考文獻