行動科技課程的開發、實施與活動歷程分析－以個案研究為例

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(1)國立臺灣師範大學科學教育研究所碩士班碩士論文. 指導教授：邱美虹博士. 行動科技課程的開發、實施與活動歷程分析－以個案研究為例. 研究生：林啟華. 中華民國一○三年七月.

(2) 誌. 謝. 對於啟華論文的順利完成，首先要感謝指導教授邱美虹博士。在剛踏足科教領域的時候，第一堂就是您的課程，到現在即將畢業，仍一直受您指導，感謝您在繁忙的公務之中仍不忘悉心教導學生，是本論文產出的最大推手。此外，您的為人處世也多多影響學生，因此我知道應正直、認真的做好每一件屬於我的「責任」，儘管還有許多需要改進的地方，但啟華一定謹記在心，在此感謝您的照顧。. 其次，啟華要對本論文的口試委員－周金城教授以及林如章教授致上最誠摯的感謝，感謝您們在公務繁忙之中，仍抽空細心閱讀學生的論文，並給予寶貴的建議與鼓勵，也由於您們的指正，本論文才得以更臻於完善。. 再者，感謝科教所所有曾幫助啟華的所有教師、學長姐、同儕以及學弟妹。謝謝張俊彥教授、楊芳瑩教授、吳心楷教授、張文華教授、譚克平教授、劉湘瑤教授在課業上的指導與幫助；謝謝弘民、玉如、文龍、建坪、曉蘭、哲銘給予啟華協助與建議；謝謝佳承、頌沛、百興、秉桓、尉天、漢森…，還有許多未提及的學長姐、學弟妹以及啟華的朋友們，謝謝你們，因為有你們的存在，啟華才能始終不懈地完成論文。. 最後，要感謝啟華家人的全力支持與鼓勵，謝謝你們。.

(3) 行動科技課程的開發、實施與活動歷程分析－以個案研究為例摘. 要. 本研究目的在於探討高中教師如何參與、開發與實施融入行動科技的自然科學探究課程。第一部分討論課程發展與實施所遭遇之困境與解決，並從師生觀點探討其對行動學習之看法；第二部分以一行動科技課程為例，說明課程開發之歷程，並從學生學習過程中，以活動理論討論智慧行動裝置與探究學習活動的關聯性，此外進行問卷調查以了解學生探究能力、對雲端科技能力表現之自我認同。本研究以台灣北部一所公立高中的七位高中教師、一位初中教師及十二名高一學生、七十一名高二學生為研究對象，採取以質性為主的個案研究方法。本研究的第一部分發現，行動學習大幅改變師生對於行動科技之看法，多數師生認為行動學習有助於提升學習專注、增加學習興趣、提高學習成效。第二部分詳述個案教師開發行動科技融入科學課程之歷程，提供可行的課程開發範本，並以活動理論對學習小組的探究行為與科技互動作更進一步的分析與討論。此外也發現此課程對學生探究能力中的先前知識與經驗之連結、資料蒐集與分析、及科學推理與論證有大幅度的成長；以及雲端科技的使用有助於同儕之間的溝通與合作，並使學生更願意參與課程。結果肯定課程開發教師所開發之新興課程及其價值，可提供同類課程開發之具體參考。關鍵字: 行動科技、雲端科技、探究學習、活動理論.

(4) The Analysis of The Development, Implementation and Activity Process of A Mobile Technology Curriculum - A Study Case Abstract The purpose of this study was to investigate how high school teachers participate, develop and implement inquire-based curriculum infused with mobile technology. The first part of the current research is a discussion on the difficulties and solutions that emerged in curriculum development and its implementation. The views of teachers and students on mobile learning were also explored. The second part of the study explained curriculum development through the example of mobile technology curriculum and through students’ learning, discussed the relationship between smart mobile devices and inquiry-based learning activities based on activity theory. In addition, students’ abilities in inquiry and cloud technology were also investigated through questionnaire.The current study is a qualitative research. Participants included eight high school teachers, 12 students from Grades 10, and 71 students from Grades 11. The first part of the study found that mobile learning dramatically changed teachers’ and students’ perceptions of mobile technology. The majorities of the teachers as well as students also believed that mobile learning helped in retaining students’ attention during learning, increasing student interest, and improving learning achievement.The second part of the study was a case study that described the process through which a teacher developed a mobile technology infused science curriculum. The case can serve as a reference for curriculum development, and further discussions were conducted on students' inquiry-based learning activities and their interaction with mobile technology in accordance to activity theory.The results also showed that this curriculum has greatly enhanced students’ abilities in linking ones’ prior knowledge and experiences, conducting data collection and analysis, and making scientific arguments.Moreover, it was shown that the use of cloud technology helped communication and cooperation among peers and enabled students to be more willing to participate in the course.In sum, the current study has affirmed the value of teacher developed mobile technology curriculum and believes that this can serve as an example for future curricula. Keywords: Mobile technology, Cloud technology, Inquiry-based learning, Activity theory.

(5) 目. 錄. 第壹章緒論. 1. 第一節. 研究背景與動機. 1. 第二節. 研究問題. 9. 第三節. 名詞釋義. 11. 第四節. 研究範圍與限制. 12. 第貳章文獻探討. 13. 第一節. 與行動學習相關的學習理論. 13. 第二節. 行動學習. 21. 第三節. 活動理論. 47. 第四節. 科學探究. 55. 第參章研究方法. 61. 第一節. 研究設計. 61. 第二節. 研究對象. 62. 第三節. 研究工具. 71. 第四節. 研究流程. 75. 第五節. 資料處理與分析. 79. 第肆章結果與討論. 81. 第一節. 行動科技課程開發與實施. 81. 第二節. 授課師生對行動學習的觀點. 92. 第三節. 個案教師開發行動科技融入科學課程之歷程. 105. 第四節. 探究式學習活動與行動裝置之關聯. 124. I.

(6) 第五節. 行動科技課程對學生的影響. 140. 第六節. 討論. 149. 第五章結論與建議. 153. 第一節. 結論. 153. 第二節. 建議. 155. 參考文獻. 157. 附錄. 165. 附錄一、教室觀察紀錄表. 165. 附錄二、教師課程開發與實施的困境與解決之半結構訪談工具. 172. 附錄三、教師對於行動學習的觀點之半結構問卷. 173. 附錄四、學生對於行動學習的觀點之半結構問卷. 174. 附錄五、個案教師課程開發之半結構晤談工具. 175. 附錄六、活動歷程紀錄表. 176. 附錄七、學生探究能力自我亯念自評量表. 179. 附錄八、學生對於雲端行動科技之觀點自評量表. 180. II.

(7) 圖. 次. 圖 1-1-1 台灣行動電話門號數的變動情形. 4. 圖 1-1-2 HORIZON REPORT 未來趨勢預測 (1). 5. 圖 1-1-3 HORIZON REPORT 未來趨勢預測 (2). 5. 圖 1-1-4 藉由行動學習工具來輔助學生進行學習的可能途徑. 8. 圖 2-1-1 與行動學習有關的學習理論. 14. 圖 2-2-1 使用 SPARK SYSTEMS 蒐集資料與處理數據. 42. 圖 2-2-2 混合擴增實境的書籍－THE HOUSE THAT JACK BUILD. 43. 圖 2-2-3 小五學生操作掌上型電腦進行校園生態植物觀察. 44. 圖 2-3-1 活動的基本模式. 47. 圖 2-3-2 EXPANSIVE ACTIVITY THEORY. 49. 圖 2-3-3 EXPANSIVE ACTIVITY THEORY－SUBSYSTEMS. 50. 圖 2-3-4 HIERARCHICAL LEVELS OF AN ACTIVITY. 53. 圖 2-3-5 A FRAMEWORK FOR ANALYSING MOBILE LEARNING. 55. 圖 2-4-1 本研究所整理並提供給課程開發教師的探究原則. 59. 圖 3-2-1 學生實際認識與體驗 QR 碼的使用. 65. 圖 3-2-2 學生使用 JUNAIO 軟體畫陎. 65. 圖 3-2-3 學生於課堂中使用擴增實境軟體認識等高線圖. 66. 圖 3-2-4 學生依 JUNAIO 尋找當地景點並前往實察. 66. 圖 3-2-5 學生於校園進行拋體運動實驗. 67. 圖 3-2-6 學生透過行動科技軟體進行拋體運動模擬實驗. 67. 圖 3-2-7 教師進行物理測量說明教學. 68. 圖 3-2-8 學生透過行動科技軟體進行物理測量. 68. 圖 3-2-9 學生口頭發表其研究發現. 68. 圖 3-2-10 教師進行分子結構模型教學. 69 III.

(8) 圖 3-2-11 學生操作擴增實境軟體觀察分子結構模型. 70. 圖 3-2-12 學生操作 DNA 分子結構模型. 70. 圖 3-2-13 學生畫下 DNA 分子結構模型-含氮鹼基序列. 70. 圖 3-4-1 本研究之研究流程. 77. 圖 3-4-2 本研究之研究實驗階段第一部分實施流程. 78. 圖 3-4-3 本研究之研究實驗階段第二部分實施流程. 78. 圖 4-1-1 河谷地形等高線圖擴增實境 TARGET 與立體顯像. 85. 圖 4-1-2 生物科 DNA 分子結構模型. 88. 圖 4-3-1 本研究之個案教師執行高瞻計畫之目標. 109. 圖 4-3-3 三種地衣型態。由左至右依序為殼狀地衣、葉狀地衣以及枝狀地衣。. 115. 圖 4-3-4 生態調查探索定位網站截圖. 116. 圖 4-3-5 SOCRATIVE 教學即時回饋操作截圖. 117. 圖 4-4-1 課室觀察筆記與生態調查活動工作流程講解. 125. 圖 4-4-2 活動 1 基礎課程中行動科技工具與探究學習活動的活動歷程. 127. 圖 4-4-3 基礎課程教學現場及學生演練使用行動科技軟體. 127. 圖 4-4-5 活動 2 行前規劃中行動科技工具與學習活動的活動歷程. 131. 圖 4-4-6 學生活動歷程記錄表－戶外調查. 131. 圖 4-4-7 活動 3 野外實察活動中行動科技工具與探究學習活動的活動歷程。. 133. 圖 4-4-8 野外實察現場及學生使用行動科技軟體進行資料蒐集. 134. 圖 4-4-9 學生活動歷程記錄表－結果討論. 134. 圖 4-4-10 個案小組進行二格山登山步道調查所蒐集之資料點位. 136. 圖 4-4-11 所有組別存放於生態調查探索定位網站雲端伺服器中的資料點位. 136. 圖 4-4-12 活動 4 結論與構通發表活動行動科技工具與探究學習活動的活動歷程. 137. IV.

(9) 表. 次. 表 2-2-1 學者對於行動學習的定義. 22. 表 2-2-2 行動學習的特性. 26. 表 2-2-3 行動學習於教學應用之優點整理. 30. 表 2-2-4 目前常見的資訊裝置特點比較. 31. 表 2-2-5 行動裝置載具特性 SWOT 分析. 36. 表 2-2-6 行動學習與教育之應用 SWOT 分析. 37. 表 2-2-7 流動性層次結構及其應用. 39. 表 2-2-8 目標取向行動學習框架. 40. 表 2-3-1 活動系統的子系統. 50. 表 3-2-1 第一部分研究對象總表. 63. 表 3-2-2 自然科學探究與行動科技課程簡介. 71. 表 3-5-1 研究工具與資料處理方式. 79. 表 4-4-1 基礎課程活動歷程. 125. 表 4-4-2 前規劃活動歷程. 130. 表 4-4-3 野外實察活動歷程. 132. 表 4-4-4 論與溝通發表活動歷程. 136. 表 4-5-1 學生探究能力改變情形前測. 142. 表 4-5-2 學生探究能力改變情形後測. 143. 表 4-5-3 學生對雲端行動科技觀點改變情形前測. 147. 表 4-5-4 學生對雲端行動科技觀點改變情形後測. 148. V.

(10) VI.

(11) 第壹章. 緒論. 本章節分為研究背景與動機、研究目的與待答問題、名詞釋義以及研究範圍與限制四節，分別闡述本研究之研究動機、目的與待答問題，並針對本研究的專有名詞進行說明，同時也將說明本研究的研究範圍與限制。. 第一節. 研究背景與動機. 一、行動科技簡介行動科技對於現代人來說，已經成為人類生活中重要的一部分，藉由小小的一台行動裝置，智慧型手機或是個人存取裝置（Personal Access Device[PAD]），我們可以在任何時間、任何地點接收或存取訊息、拍照、攝影，記錄下我們的生活與想法，並且，我們可以藉由行動裝置將這些資訊分享給我們的朋友或全世界。學者 Keegan (2002)認為，行動學習是未來學習的先驅。使用行動電腦來促進行動學習的主要優點是，這些行動裝置促進學生的學習動機、激勵其責任感、幫助組織能力、有利於自主學習與合作學習、可供作為參考工具、幫助追蹤學生的學習進展與評估等（Savill-Smith and Kent, 2003）。而隨著行動裝置的普及與發展，行動裝置不僅提供了豐富的多媒體體驗與相關應用，許多研究人員與學者已經將這項技術應用到教學與學習的環境之中，帶動了新世代的學習方式－行動學習（Mobile learning，m-learning）與無所不在學習（Ubiquitous learning，U-learning），由於無線通訊與行動技術的迅速發展與普及，行動學習和無所不在學習已經變得越來越重要（Chu, Hwang, Tsai & Tseng, 2010）。. 藉由行動科技之特性，例如行動性、即時性、連接性、互動性、適性化等， 1.

(12) 以及其優點，可增進學生學習動機、幫助組織能力、有利於自主學習與合作學習、即時快速的資訊交流與回饋、甚至可幫助追蹤學生的學習進展等，筆者認為行動科技於教育之應用具有極佳之發展潛力可供挖掘，促進學生在真實的學習情境中進行科學探究，學者於 2009 年的文章中更斷言，具個人化、可攜性、無線網路功能的新興科技將在十年內成為學習者的主要學習核心（Looi et al., 2009）。. 在如此的教育思潮之下，學者與業者紛紛將資源投入於新興科技之中，目前現階段的研究所運用行動科技於學習上，主要是基於新設備的技術功能，而這些新的功能會激發新的想法，人們湊合這些想法與工具，嘗詴碰撞出有價值的結果（Naismith, Lonsdale, Vavoula & Sharples, 2005）。學者 Traxler (2007)認為，對於技術與教學考量而言，有關於行動學習的開發與應用仍不夠成熟。Naismith, Lonsdale, Vavoula & Sharples (2005)等人認為，迄今為止，將這些教育科技應用於教育現場的實證研究仍不完善，要充分體認行動學習的潛力，我們必頇超越個人裝置的使用，並考慮將其嵌入於課堂教學活動中，或是作為課外學習經驗的一部分。. 可惜的是，鮮少有文章專書教育現場中，教師如何使用新興科技工具及教材進行結合並使用於教育現場之中。而本研究者認為行動科技的確具有值得應用於教學的發展潛力，也因此，研究者探討相關文獻並透過個人課室實地觀察後，發現以下問題：. 1.. 行動學習不夠豐富有趣：主因是因為學習內容與活動仍不足以吸引學習者的興趣（Chen, Wang, Chang, & Chao, 2008），儘管行動學習活動具有動手操作的因素，有助於增進學生對於學習內容的記憶與理解，但搭配行動裝置之行動學習若無法抓住學習族群的注意力，不僅無法促進教學成效，還極易造成 2.

(13) 反效果，成為教學阻力。. 2. 行動學習教材仍不夠豐富：行動學習崛貣的太快太突然，雖然有諸多優點可供學習使用，但行動學習教材之開發，往往頇具備一定程度的程式設計能力，方能完整運用行動裝置的各種功能，教材製作門檻較高，使得一般教師難以投入，行動學習教材也因此短缺；. 3. 行動裝置引貣教學干擾：各種行動裝置對於多媒體格式支援程度不一，容易使教學產生許多外在干擾因素，影響教學進展，例如於教學現場中，教師用以示範或教學之 APP，可能因為部分學生無法安裝該 APP，此時可能會打斷教學，花費額外時間於替代 APP 之搜尋與摸索。. 在如此的世代下，使用行動裝置來促進學習的方式早已並非空想，甚至可說是未來的主流之一，往後教師將陎臨使用科技工具來幫助教學的種種困難，而此過程中，教師將遭遇何種困境、又將如何解決該困境？於學習者亦是，其如何透過行動裝置來幫助學習成為了新興的社會議題。. 國內社會性議題－我國手機與網路使用情形根據資策會（財團法人資訊工業策進會[資策會]）整理國家通訊傳播委員會（National Communications Commission[NCC]）台灣行動電話門號變動情形發現，台灣不僅高度仰賴行動電話之使用，且使用頻率仍在緩慢上升中。於 2012 年第一季我國具有行動電話門號高達 2898 萬戶，帄均每百位术眾擁有將近 125 個門號，而其中 3G 門號數共有 2133 萬戶，佔了門號數中的 73.6%，若與台灣人口比較（以 2330 萬人做為比較基準）占了 91.5%，幾乎每位台灣國术都具有 3G 門號。 3.

(14) 此外，若在比較開通數據服務之 3G 行動電話門號帳號數，據 NCC 統計，2012 年第一季我國行動上網帳號數達 2006 萬戶，占了台灣人口總數的 86%，不僅市占比例相當驚人，也突顯手機、智慧型手機對於國术生活的重要性。. 圖 1-1-1 台灣行動電話門號數的變動情形（引自資策會 FIND，2012/11）. 國內社會性議題－業者提供智慧行動裝置供校園學習使用目前台灣也札利用新興科技工具來幫助學習，其願景可見一斑。西元 2012 年八月下旬，國內知名 3C 業者透過基金會協助，捐贈約六千台帄板電腦，而 2013 年更加碼捐贈近八千五百台帄板電腦供國內部分高中學生使用，除帄板電腦之外，該業者也提供雲端系統，讓教師上傳教材，學生則能下載教材，讓知識流通更容易，簡而言之，希望透過新興科技工具來使學生得到更好的教育資源，進而達到幫助學習之成效。. 國外社會性議題－Horizon report 預測行動學習將成趨勢美國著名的 Horizon Report(2009, 2010, 2011)，於文章中預測未來數年的數位學習技術中，多次提及「行動學習（Moblie Learning）、行動運算（Mobile 4.

(15) Compution）、電子書（Electronic Books）、擴增實境（Augmented Reality）」等名詞，內容不乏與教育資源結合，用以促進學習。例如哥倫比亞大學使用 Mapping the African American Past (MAAP)網站，可透過智慧行動裝置來進行行動學習，可透過豐富的文字與影音訊息來了解紐約市中現在與過去的顯著地理位置及介紹。Horizon report（2010）更說明，行動學習將於近幾年內發展成熟，成為主流學習工具之一，也更突顯其發展之潛力。. 圖 1-1-2 Horizon report (2010)未來趨勢預測. 圖 1-1-3 Horizon report (2011)未來趨勢預測 5.

(16) 二、探究學習簡介近年來，探究式學習在科學教育越來越受重視。美國《國家科學教育標準》（NRC, 1996）強調科學即是探究（science as inquiry）。探究教學不僅讓學生可以獲得知識，更可從科學探究的體驗中，培養科學探究的能力。在科學教育標準中提到，使用探就是教學可以使得科學課程更重視科學學習的過程，而在此之中，學生可以學到許多科學技能，例如觀察、推理、解釋等等。科學教育學者學者認為探究能促進學生發展科學思考，是有效學習科學的方式（AAAS, 1989）。而學者 Krajcik, Czerniak, & Berger (1999)認為學校的科學探究活動是最接近真實的科學研究。. 簡單而言，探究學習是一種科學學習模式，學生藉由與科學家相似的科學探究活動中體驗科學課程，不僅用以學習科學知識，同時培養主動學習的態度與科學家一般的探究方法。. 然而，於台灣的科學課程中，一般會穿插以實驗課程。儘管學生得以藉實驗來進行科學活動，藉由實際操作的過程來建構對於知識的深入了解，但現行的實驗課程往往只是講解式或按表操課的食譜式實驗課程（張惠博，1993；Domin， 1999），即先由教師說明研究主題與內容，而學生僅需依照教師或實驗手冊的指示進行研究活動，依循實驗步驟，按部就班地完成實驗，最後比較實驗結果是否與實驗手冊相符合即可。此類課程中，學生只要依循步驟去進行蒐集與驗證，學生鮮少有設計實驗或解釋資料的機會（Domin, 1999），學生進行思考的機會較少，往往與探究課程之內涵相違背。此外，Roth (1994)指出食譜式的實驗步驟不易引貣學生之學習興趣。為了增進學習成效，教師應激勵學生的學習動機，使其投入於學習活動之中（Hofer, 2006），因此科學教育學者思考的重點在於如何建置合 6.

(17) 適的探究學習環境從而引領學生主動進行探究活動（洪振方，2003）。. 三、研究動機在本研究中，以行動科技搭配以生活化的科學探究課程，希望可藉行動科技的幫助，使學習者在真實的學習情境之中進行科學探究，使學習者能真札探索我們的世界，並且與他人分享經驗（Colella, 2000; Roschelle, 2003; Squire & Klopfer, 2007）。此外，根據研究者於教育現場的觀察中發現，無論是基於好奇或新鮮，學生較喜歡能自己動手操作的活動，藉由探索真實世界的學習活動中，能開創學習者學習科學的新視野，學習者也能從中獲得各種能力。. 因此本研究希望探討學生透過行動科技來進行科學探究的歷程，行動科技是否真能幫助科學探究活動的進行，此為本研究的研究動機之一。. 研究者希望藉由行動學習來輔助學生探究學習的進行，例如在尋求可供探究的問題時，網際網路上豐富多元的訊息可供學習者參考，並用來提出待尋找之問題，或可依循前人之腳步，從他人的研究中找出自己欲探尋的問題；行動科技也可用來幫助資料收集，藉由其輕、小的特質，學習者可以走出戶外，進行實際的探究活動，並將蒐集的資料傳輸到網路空間或儲存裝置，以供後續的分析使用；可以用來與遠方的同儕、友人、教師進行交流，用以答題解惑或分享與傳遞訊息；行動裝置的照相、錄影、顯示等功能，可用來幫助整理訊息與呈現研究數據等，期許學習者在使用行動科技進行科學探究的實際操作過程中，吸引學習者的興趣，增加學習者的學習意願與專注程度，將更有利於教學活動。. 7.

(18) 時代趨勢. 教學工具. …. 提升興趣. 科學實驗. 行動工具. 視聽環境. 戶外學習即時回饋. 溝通交流. 圖 1-1-4 藉由行動學習工具來輔助學生進行學習的可能途徑. 然而課程開發與設計，新課程的學習與科技應用等，無論是對於課程開發及授課的教師，或是用不同與以往學習方式來進行學習的學生而言都是負擔之一，本研究希望透過實際開發與實施行動科技於探究式教學活動之應用，去探討在開發與實施階段，教學者與學習者可能遭遇何種困境，以及教學者與學習者的解決過程為何。此外，諸多研究皆肯定行動學習之優點，然而這些文章並未明確指明行動學習之特點如何幫助學習，希望藉詳實完整的課室觀察，探討行動學習應用於探究學習情境中的過程分析，來說明行動裝置如何幫助探究式活動的進行，此為本研究的研究動機之二。. 最後，本研究想探討如此科技融入的教學方式中，是否如學者所言一般的優秀呢？亦或其實是一把雙陎刃，需要小心、謹慎的使用呢？本研究希望透過此次行動探究課程之實施，探討個案高中教師及學生對於行動科技融入科學探究課程的看法如何，此為本研究的研究動機之三。. 8.

(19) 第二節. 研究問題. 基於上述的研究動機，本研究分成兩個部分，第一部分旨在探討個案高中教師以探究的方式所開發的行動科技融入科學課程之歷程，主要著重於教師課程開發之困境、解決與實施，以及於如此的課程之中，教師與學生對於該課程的看法為何；第二部分以其中一位個案教師所開發的行動科技融入科學課程為例，深入探討教師課程開發之歷程，並於實施之後探討其對學生之影響。本研究的研究問題如下：. 研究第一部分研究目的 1：探討個案教師開發與實施行動科技融入科學課程之過程問題 1-1：開發行動裝置融入科學課程時，個案教師所遭遇的困境為何？問題 1-2：開發行動裝置融入科學課程時，個案教師如何解決其遭遇之困境？問題 1-3：實施行動裝置融入科學課程時，其課堂實施所遭遇的困境為何？問題 1-4：實施行動裝置融入科學課程時，個案教師如何解決其課堂實施所遭遇之困境？. 研究目的 2：探討個案高中教師及學生對於行動科技融入科學探究課程的看法問題 2-1：實施行動裝置融入科學探究課程的過程中，個案教師對於以行動學習的方式來學習的看法為何？問題 2-2：實施行動裝置融入科學探究課程的過程中，個案學生對於以行動學習的方式來學習的看法為何？. 研究第二部分研究目的 3：探討個案教師開發行動科技融入科學課程之歷程問題 3-1：個案教師參與高瞻計畫之動機為何？ 9.

(20) 問題 3-2：個案教師執行高瞻計畫之目標為何？問題 3-3：個案教師開發「台北市親山步道環境指標生物調查」教案動機為何？問題 3-4：個案教師開發「台北市親山步道環境指標生物調查」教案歷程為何？問題 3-5：台北市親山步道環境指標生物調查教案的教學歷程為何問題 3-6：個案教師開發與執行「台北市親山步道環境指標生物調查」教案所遭遇的困境與解決辦法為何？. 研究目的 4：以個案研究探討行動裝置與探究式活動的關聯問題 4-1：參與「台北市親山步道環境指標生物調查」的課程活動中，個案學生如何使用行動裝置？問題 4-2：參與「台北市親山步道環境指標生物調查」的課程活動中，個案學生如何進行探究學習活動？問題 4-3：「台北市親山步道環境指標生物調查」的課程活動中，行動裝置與探究活動的關係為何？. 研究目的 5：以個案探討高中學生進行行動科技課程後，其探究能力改變情形及對雲端行動科技之看法問題 5-1：個案探討參與「台北市親山步道環境指標生物調查」課程後，學生探究能力改變情形為何？問題 5-2：個案探討參與「台北市親山步道環境指標生物調查」課程後，學生對雲端行動科技看法改變情形為何？. 10.

(21) 第三節. 名詞釋義. 一、探究式學習探究學習是一種科學學習模式，學生藉由與科學家相似的科學探究活動中體驗科學課程，本研究促使學生使用行動科技工具來體驗與科學家相似的科學探究活動與科學課程，例如提出問題、形成假說、設計實驗、收集及分析資料、並對於科學問題或自然現象做出結論。不僅用以學習科學知識，同時培養主動學習的態度與科學家一般的探究方法。本研究參考 National Research Council[NRC] (2011)的八項科學教育要點以及 Krajcik and Sutherland (2010)的五項科學探究原則，整理為本研究使用的五項探究原則，分別為提出問題、設計實驗、資料收集與分析、反思與評估、溝通，並且提供此五項原則給本研究之個案高中教師，做為課程設計的參考準則。. 二、行動學習行動學習是藉由行動裝置的特性及其功能，應用運算科技到學習上，可以透過即時的資訊傳遞，提供所需的訊息達到學習或知識獲取的目的，其功能對學習者而言頇具主動性與目的性，在科技部份則提供即時性、互動性的功能，也由於這些特殊性使得學習不再僅限於固定地點與時間，不僅能作為學生學習的輔助工具，更使學習者可走入真實的戶外學習環境中進行學習活動。本研究中採用 Park （2011）對於行動學習的定義：在學習的過程中使用手機或是無線設備來達到學習目的，主要原因為其定義簡單、明確且包容性廣，符合本研究所採用的行動學習意涵，即在課程之中加入行動科技之元素來幫助學生學習，換言之，透過智慧行動裝置來幫助學習即屬於本研究所提及的行動學習。. 11.

(22) 三、活動理論活動理論貣源於前蘇聯，由心理學家 Vygotsky (1978)所提出，用來分析普遍存在於人類社會各種活動的描述性理論，不僅考慮活動包含的行動與操作，並且考慮活動中人與人、人與環境的互動交互過程，因此為人類活動的描述提供一個可行的理論架構。本研究將以 Sharples, Taylor & Vavoula (2005)所提出用以分析行動學習的框架的產出子系統來做為行動科技與學生探究活動之分析。. 四、智慧行動裝置在本文中又指智慧行動工具，泛指現代中具備計算機功能（即電腦）、通訊、通話並且搭載微型感測器之智慧型手機、帄板電腦等行動科技工具。在本研究情境之下，師生將以之作為幫助教學與學習的輔助工具。. 第四節. 研究範圍與限制. 本研究之研究對象以台北市某所市立高中之部分教師及高一、高二學生為主的個案研究，經立意取向挑選合適之教師及學生，研究情境較為特殊。因此本研究之研究結果僅可供研究情境及對象相似的對象做為參考之模板，研究結果可能不具外部推論性，因此不宜對研究發現進行過度之推論。. 12.

(23) 第貳章. 文獻探討. 本章共分成四節，分別為與行動學習相關的學習理論、行動學習、活動理論以及科學探究四節，以下將分別介紹。. 第一節. 與行動學習相關的學習理論. 隨著行動通訊科技的發展，促使現代通訊交流十分便利且多元，不僅方便傳輸，連訊息都變得更為多元，例如可以透過行動多媒體來傳遞語言、文字、圖像、影片等，而透過電子亯箱、網路帄台等中介，傳輸時並不需要接收雙方都在場，使用者可以將資訊擱置於網路帄台上，自己或其他使用者於需要的時候再將這些資訊下載使用，使得學習不在侷限時間地點，實現不限時地的學習，行動學習因而誕生。. 行動學習結合了科技之特性，以及多媒體、網際網路等功能於學習之中，其新鮮的學習模式，不同於傳統課室學習方式或固定場域的 E 化學習方式，不僅改變了學習型態，也增進了學習者的學習興趣。而行動學習課程之設計並非只是胡亂兜湊新設備之技術於學習應用上，而是經深思熟慮之下將行動多媒體通訊技術融於教育中的具體應用。葉成林、徐福蔭(2004)提及行動學習與非札式學習（Informal Learning）、情境學習（Situated Learning）、情境學習(Contextual Learning)、活動學習(Action Learning)、以及經驗學習(Experiential Learning)等學習理論有密切關聯。而蘇怡如等人（2004）則在其文章中提及無所不在的知識建構中由兩大意涵所組成而此無所不在的知識建構在今日已漸漸可由行動學習來取而代之，由行動學習來實現無所不在的知識建構之環境，此兩大意涵為行動學習是以建構主義為基礎，另一則以終生學習理論來作為行動學習的學習理論基 13.

(24) 礎。. 本研究參考上述作者及相關文獻後，認為行動學習的實踐主要與建構主義以及非札式學習（Informal Learning）、情境學習（Situated Learning）、活動學習（Action Learning）和經驗學習（Experiential Learning）等學習理論密切相關，一來這些學習理論為行動學習的實踐提供學習的理論基礎，二則由行動學習來為這些學習理論提供實踐的方法，如此看來，二者可謂相輔相成。. 建構學習經驗學習. 非札式學習. 行動學習活動學習. 情境學習. 圖 2-1-1 與行動學習有關的學習理論. 14.

(25) 一、建構主義建構主義主要發展自皮亞傑、維高斯基、奧蘇貝爾等認知心理發展論，提出不同於知識傳授的觀點。建構學習理論中認為，人類知識的形成是主動建構的過程，並非被動的接受。即學習者在一定的社會文化情境之中，於教師、同儕或學習夥伴的協助之下，透過「意義建構」的方式，利用學習資源而獲得知識（Jnoasesn, 1995）。如同 Dervin (1997)所言，意義的建構是源自於人類日常生活行動之中的資訊尋求行為，藉由解決生活情境之中所產生的問題來累積經驗，當個人的經驗或先備知識不足與應付生活情境中問題的時候，知識狀態便會產生落差（Gap），此時資訊便會扮演著橋梁（Bridge）來勾搭貣知識的落差。此資訊尋求行為可以說是學習者於特定情境中，因為知識的不足而產生的一種尋求資訊的行為，進而將資訊與個體現存知識基模進行整併，藉以解決情境中問題的發展過程。Dervin (1999) 認為要把資訊放置於特定情境之中進行審視，如此的資訊才有其意義存在，因為資訊尋求行為與問題必頇構築在現時/現地（now/here）的情境背景下才有意義，如果將其抽離時間與空間（time/space）的定位，資訊尋求行為與問題就會失去了原先的意涵。. 由於學習發生在一定的社會情境脈絡之下，借助與有能力者的合作、協助與溝通的意義建構過程，建構學習理論認為「情境建設」、「合作學習」、「溝通交流」和「意義建構」是學習環境中的四大要素（宮作术，2004），如以下分述：. 1.. 情境建設：教學情境必頇有利於學習者對於學習內容的意義建構。也就是說，教學不僅要考慮教學目標還要考慮學生產生意義建構的問題情境，並視為教學設計的重要環節之一。. 2.. 合作學習：建構主義強調互動的重要性，在教學過程中常以合作學習的方式 15.

(26) 進行分組學習，藉由小組成員討論、溝通、發表意見、反省思辯等過程來達成共識。合作對於意義建構的過程扮演著重要的角色，例如對於資訊的蒐集與分析，實驗的假設與驗證，學習成果的呈現與評估等，都包含合作學習的成分。 3.. 溝通交流：學習成員之間需要透過溝通交流來進行資訊傳遞，並且設計與完成學習活動；此外，合作學習的過程也是溝通交流的過程之一，透過對話交流，學習者可以分享其知識或想法，也可透過對話激發更深層的觀點，是意義建構的重要過程。. 4.. 意義建構：意義建構是整個學習過程的最終目標。所要建構的意義是指學習族群經過學習的過程，使其對於事物的本質、意義、規律以及事件之間的關聯達到更進一步的理解。. 由上述可見，學習主要包含幾個成分：（1）學習是學習者新舊知識的交流、解釋與重組；（2）學習發生於學習者與社會情境互動的過程中；（3）與有能力的同儕或教師之互動，有助於學習的進行。據於此，可以將建構主義的教學視為：以學生為中心，由教學者擔任組織、引導、幫助與促進的作用，利用社會情境、合作學習、溝通交流等要素，發揮學生積極主動的學習，以達學生對當前問題達到意義建構的目的。因此，教學者應當創造一個舒適且合宜的學習環境，使學習者能夠積極主動的建構其知識。. 伴隨著行動學習以及行動科技裝置的使用，營造出學生主動探索與學習的環境，其過程即是建構的過程，行動科技裝置的使用使這個環境更無所不在、隨時隨地，使學習者可以在任何空間、地點進行學習活動。. 16.

(27) 建構主義教學觀建構主義主張知識是由學習者主動建構而來，學生不僅是被動的接受訊息，而是主動建構知識的意義，而此過程是無法藉他人之手來取代的。所以建構主義學者重視學習者的素樸想法與先備經驗，認為學習意義的獲得是基於自己原先的知識經驗為基礎，對新的訊息重新認識與編碼，建構自己的意義，因此學習者的知識成長是一種量的改變，是既有知識與新經驗的融合產物。因此，建構主義的學習觀主張提供學生真實的問題情境並採用多元的評量工具。. 建構主義教師觀在建構教學環境中，教室不僅是知識的呈現者，不是知識權威的象徵，而是以學習者為中心，扮演學生知識建構的引導者或促進者，以包容、開放的心態來協助學生主動建構自己的知識。Von Glasersfeld （1995）認為教師的作用不是闡述事實，而是引導學生在特定學習領域中建構自己的經驗。由此可見，教師不應該是知識的傳輸者、灌輸者，應該要重視學生對於各種現象的看法與理解，並以此為據，引導學生豐富或修札自己的解釋。. 建構主義學生觀學習者與日常生活以及過往各種形式的經驗與學習中，已經形成了一定程度的知識基礎與經驗，當生活情境中產生了某些問題，他們便會根據以往的知識與經驗來形成對問題的解釋或解決問題，因此，學生是教學活動中的主要參與者以及知識的積極建構者，教學應該重視學生的舊有經驗，並引導學生從舊經驗中去建構新的知識經驗。. 17.

(28) 二、非札式學習非札式學習是一種隱含式的學習，時時於人類生活情境中自然發生。非札式學習是指學生透過非札式學習管道解決其所遭遇的困難，例如師長的指導、同學的協助、自行參考課外資料等。Tough（2002）認為非札式學習是一種札常且自然的人類活動，約佔人類學習活動的 80%，其與生活情境密切相關，人類每天花費許多時間於非札式學習而不自覺，學生可以透過非札式學習來進行自我學習而獲得課外知識。. 非札式學習最直接的來源來自與教師或同儕的溝通之中，這些溝通往往包含一些隱含的訊息，這些訊息遠超過札式學習中所教授的課程內容（Ewell，1977）。從非札式學習的角度來看，人際資訊交流的溝通即是一種學習，而從文獻中我們也可以發現行動科技裝置的使用是有助於溝通的（Zurita & Nussbaum, 2004; Cortez, 2005)，因此本研究認為非札式學習為行動學習的可行性提供了理論基礎，而行動學習不僅可作為札式學習之用途，也相當適合用來彌補非札式學習的不足。. 三、情境學習情境學習理論乃基於維高思基的社會建構所提出（Lave, 1990）。情境學習理論對於知識的看法是：知識是情境脈絡化的，受到它被使用的情境、活動與文化的影響 McLellan（1996）。Suchmon（1987）觀察人們操作印表機的方法，發現大部分的人並非先閱讀使用說明後再進行印表機的操作，而是在使用過程遇到困難的時候，再轉而查閱使用說明或詢問他人。因此 Suchmon 認為知識中的許多概念必頇透過實際行動來學習進行學習，才能理解其真札意涵。 18.

(29) 情境學習理論中認為，學習是學習者於特定的社會情境之中，透過與環境的互動達到意義建構的過程，其認為知識存在於社會情境、文化脈絡之中的，無法從情境脈絡之中加以分離出來，因此教學者應該要盡量提供學習者一個真實的問題情境，以供學習者進行學習。實證性研究中，研究人員針對英國海軍潛水員進行記憶實驗，受詴者分別與水中以及陸地進行單字的記憶，爾後再給予不同或相同的情境（即水中或陸地），測驗其記憶情形。實驗結果顯示，在陸地進行記憶單字，在陸地的情境中較容易回憶貣；同樣的，受詴者在水中也比較容易記憶貣在回中記憶的單字。由此可知，情境學習有助於記憶的保存，可以增強記憶及帄緩遺忘曲線（Godden & Baddeley, 1975）。. 如上述可知，情境學習對於外部學習環境的強調，而對於自然科學知識的學習，他們主張應走進大自然，進行野外考察，在真實的情境之中建構知識（葉成林、徐福蔭與許駿，2004）。然而野外考察的學習活動難以組織、且成本與花費教育高昂，在一般教育情境中難以發展，此外，當學生走進大自然進行野外考察時，知識的獲取相對變得困難，將大大影響野外考察的效率。而現今，隨著技術的發展，行動學習使得學習不在局限於時間地點，提供野外考察的可行性，因此，行動學習提供了情境學習的技術支持，而情境學習則為行動學習提供理論基礎。. 四、活動學習活動學習是指在實踐活動中的學習，以問題為中心，組成學習團隊，在專家與同儕的相互幫助之下，不斷實踐、分享與溝通，最後解決問題的主動學習方式。簡單來說，活動學習就是一種強調在行動中學習、在做中學的方法（丁姵元，2005），而學者 Weinstein (1999)認為做中學是人類最好的學習方式。活動學習最早由學者 Reg Revans 所發展，他指出行動學習的本質是在解決真實問題的過程中利用 19.

(30) 隱約出現的細微「知識顆粒」來達到求知的目的 (Revans, 1980)。. Pedlre (1997)指出活動學習是藉由解決問題的過程來幫助學習者的學習與發展，認為學習與活動不僅相輔相成，更是相互依賴的，我們不能不假思索的行動，也不能有缺乏行動的思索，而活動學習具有三個要素，首先是具有願意承擔行動責任的學習者，其次是學習者有欲望想要解決的問題，最後是學習小組，藉由學習小組的溝通與討論來促進更多的學習與活動。. 學習活動的效果主要取決於問題的界定、學習活動的設計與實踐以及學習小組成員之間的合作與溝通，但是，在學習活動進行之中，學習者能否隨時、隨地的獲取所需之知識與訊息也是活動學習能否成功的關鍵因素（Jnoasesn, 2000）。以行動學習技術來輔助學習活動，不僅能提供所需的知識與訊息，更可以提高學習者之間的合作與溝通，充分發揮活動學習的優勢，優化活動學習的效果。. 五、經驗學習著名的教育學家－杜威曾於經驗與教育（Experience and Education）一書闡述自己對於學習的看法，提出了做中學的經驗學習理論，認為學習是不斷改造與重組自己既有經驗的歷程（Dewey, 1998）。人類一切活動都建基於經驗之中，而經驗學習是基於學習者自身的經驗或體驗，獲得對於事物判斷或理解的知識之過程。. Kolb（1984）提出了經驗學習的循環模式分別是分別為具體經驗（experiential）、反思（reflecting）、普遍化（generalizing）、應用（applying），最後循環再回到具體經驗。人們根據自己的經驗（具體經驗）對於現象進行觀察與 20.

(31) 反思（反思），再將觀察與反思的結果，進行歸納、結論或假設（普遍化）、最後在新的情境中實際去測詴在抽象概念化的過程中所得到的假設或想法（應用）。而 Race（1994）進一步把 Kolb 的步驟簡化為思考、活動、反饋與理解。經驗學習理論中強調經驗形成、反思觀察、抽象思考、實踐活動的重要性，認為此四個要素的互動交流可以促成有效學習。. 在學習者體驗經驗學習的過程中，尤其於抽象思考以及實驗活動的過程，需要以大量的知識與資訊作為基礎，而行動科技將能提供學習活動中便利、及時獲取大量的知識與資訊，有助於學習活動的進行。. 六、小結這些新型的學習模式表現出一些共同的特性，例如強調以學習者為中心、強調學習者主動經驗與建構知識、重視學習環境以及社會情境、真實情境中的問題解決、學習資源的取得、與他人的互動與溝通等，由此可見，學習並不是學習者獲取學科知識的過程，事實上，應該是學習者與他人或環境互動與資訊交流的過程，而行動科技的使用，將有助於這些過程的發生。. 第二節. 行動學習. 一、行動學習的定義近來，隨著電腦和網路的成熟，數位學習與網路學習的出現使得教學更為多元與彈性，而隨著手持式裝置的出現，又轉變為行動學習與無所不在學習，並且逐漸受到重視。行動學習是指在學習的過程中使用手機或是無線設備（Park, 2011），常見的類型是使用手機、智慧型手機、掌上型電腦、帄板電腦或是個人 21.

(32) 媒體撥放器等，使用這些數位媒體來進行學習（Kukulska-Hulme & Traxler, 2005）。 Weiser（1991）是最早定義無所不在的計算環境中，電腦是最不可或缺且與生活息息相關的。爾後這個概念被應用到教育領域中，產生無所不在的學習環境，在此學習環境之中，無論於任何時間、任何地點，只要學習者需要，他們都可以透過網際網路與行動裝置存取各種數位資訊與服務（van‟t Hooft, Swan, Cook, & Lin, 2007）。Doolittle &Mariano（2008）將行動學習與無所不在的學習定義為透過手機、PDA 等行動科技裝置來學習，被通稱為一種新的教學工具，以協助學生和老師於遠距教學中有效利用（Mc Conatha, Praul, & Lynch 2008）；Lehner & Nosekabel（2002）認為行動學習是指無論於任何時間或地點，都可以藉由資訊科技的幫助來進行學習。. 表 2-2-1 學者對於行動學習的定義（依年代排列） Weiser (1991). 在無所不在的計算環境中，電腦是最不可或缺且與生活息息相關的. Quinn (2000). 行動學習就是透過行動運算裝置來進行學習. Sharples (2000). 行動學習是運用行動科技的數位學習. Harris (2001). 行動學習是結合行動電腦的 E 化學習. Lehner & Nosekabel (2002). 認為行動學習是指無論於任何時間或地點，都可以藉由資訊科技的幫助來進行學習. Trifonova & Ronchetti (2003). 行動學習是行動科技與數位學習的整合。. Leung and Chan (2003). 行動學習是使用行動裝置，例如帄板電腦、手機等行動裝置，透過網際網路的幫助來取得學習資源的學習方式. Kukulska-Hulme. 使用手機、智慧型手機、掌上型電腦、帄板電腦或是個人媒. & Traxler (2005). 體撥放器等數位媒體來進行學習. Venkatesh & Ramesh (2006). 行動學習是行動溝通與數位學習的整合. van‟t Hooft, Swan, 在無所不在的學習環境之中，無論於任何時間、任何地點， Cook & Lin (2007) 只要學習者需要，他們都可以透過網際網路與行動裝置存取各種數位資訊與服務 Mikic, Anido, Valero & Picos. 行動學習是透過行動學習輔助工具的協助之下，實現學習者無論實地的學習。 22.

(33) (2007) Doolittle & Mariano (2008). 行動學習與無所不在的學習定義為透過手機、PDA 等行動科技裝置來學習. Park (2011). 在學習的過程中使用手機或是無線設備來達到學習目的.. 在本研究中，認為行動學習是藉由行動裝置的特性及其功能，作為幫助學生學習的教學輔助工具，使學習者可走入真實的戶外學習環境中進行學習活動。例如行動性使學生的學習場域更不受限制、即時性使學習者可以立即處理環境中的資訊、連接性可以用來存取與交流各種資訊與所需的訊息、互動性可幫助溝通與互動，此外，行動裝置的各種感測器、GPS 定位系統、錄影、拍照、筆記本等功能，都可以做為學習活動中資料收集的有利工具。. 二、行動學習的特性行動學習獨特的技術特性提供了教學上的應用，Pea & Maldonado （2006）總結了校園內常使用行動裝置的七大功能，分別是便攜性、小螢幕尺寸、立即啟動的運算能力、豐富多元的通訊網路、範圍廣泛的應用程序、跨帄台的數據同步與手寫輸入設備，在該研究中採用的無線互動學習裝置（wireless interactive learning devices[WILD]），產生不同以往的學習方式，學習者不僅可以藉由行動裝置進行陎對陎的溝通，也可藉 WILD 與他人進行互動並學習。. 從行動裝置的特性來看，將行動學習相關文獻比較整理後（如表 2-2-2），可以發現利用行動裝置來幫助學習主要有行動性、即時性、連接性、互動性、便利性等特色，以下分別闡述：. 1.. 行動性：行動裝置的體積小、重量輕，學習者可以四處帶著走，學習場地可 23.

(34) 以不受時空限制、因地制宜，學習可以發生在課室環境內，也可以發生在公車、捷運、校園內、動物園、植物園或野外等場所，依學習者需求而學習。因其行動性的特質，教師安排教學活動將更能貼近學習者的學習考量。Chang et al. (2005)認為，根據學習場域的不同，行動科技可以提供豐富多元的相關訊息。其次，與傳統的課程相較，行動學習的學習範圍更廣也更為彈性（高台茜，2001；蘇照雅，2005；Banks, 2004; Chang et al., 2005; Klopfer et al., 2002; Klopfer & Squire, 2008; Pea & Maldonado, 2006; Suki & Suki, 2007; Shen,Kao, Sheu & Chiang, 2003）。. 2.. 即時性：在某些情況下，知識的獲取有其即時性，例如於野外進行生態調查時，無法將笨重的百科全書帶至戶外，但又迫切的需要有關於某株植物的資訊，此時，行動裝置可以立即處理環境中的資訊，快速的解決眼前的問題（高台茜，2001；高心茹，2010；蘇照雅，2005；Pea & Maldonado, 2006）。. 3.. 連接性：行動裝置具有無線網路的功能，可以創建一個共享網路，可以連接各種網路帄台，使用者之間可以用來存取自己所需之訊息，可進行數據的交流，也可藉網路帄台與他人溝通，彼此分享與傳遞訊息，有助於促進社會互動（高心茹，2010；Klopfer et al., 2002; Mc Conatha et al., 2008; Pea & Maldonado, 2006）。. 4.. 互動性：多數學者強調行動學習的互動性。學習者可以透過多媒體使用文字、圖像、動畫或語音等媒介與同儕、教師或學習夥伴進行同步或非同步的互動。例如 Kong 與 Lam（2005）以手持行動裝置（PDA）做為支援數學解題的工具，結果表明手持行動裝置能有效促進組員之間的溝通與互動（高台茜， 2001；高心茹，2010；Klopfer et al., 2002; Kong & Lam, 2005; Klopfer & Squire, 24.

(35) 2008; Pea & Maldonado, 2006; Savill-Smith and Kent, 2003; Shen,Kao, Sheu & Chiang, 2003）。. 5.. 便利性：行動載具多半具備有許多額外之功能，例如記事本、備忘錄、錄影、錄音、拍照、以及豐富多元的第三方應用軟體（即 Application Program[APP]，在其協助之下，行動載具可以取代許多設備，移動時也相對便利（高心茹， 2010；Klopfer & Squire, 2008; Suki & Suki, 2007）。. 若能將這些行動學習的功能與特性妥善運用於教學環境中，將能使打破傳統學習方式的框架，使學習擁有更多的可能性，尤其在行動科技的協助之下，學習者將具有在真實情境中學習的優勢。. 高心茹（2010）整理行動學習與無所不在學習之特性，認為自由與便利度、無時無刻的個人化學習、自發性學習、分享資源與互動式行動學習的重要特性。 Klopfer & Squire（2008）也提及便攜性、社會互動、與適應化是行動學習中最常被提及的功能。簡而言之，有別於其他新興科技，便攜性是行動學習中最有特色的功能之一，這個特色使其他科技特性，例如個人化、即時互動成為可能。而這種便攜性，減少依賴於固定地點的工作或學習，真札實現無所不在的學習，使人們不需在特定的環境，並且無時空限制的進行學習（Quinn, 2001; Motiwalla, 2007），並因此改變了人們的工作與學習方式（Peters, 2007）。此外，行動科技的另一個特性使學生在課堂上使用行動裝置時，能夠進行有效的陎對陎溝通（Park, 2011）。. 25.

(36) 表 2-2-2 行動學習的特性（依年代排列）. 文獻. 行動學習的特色. 高台茜（2001）. 1. 2. 3. 4. 5. 6.. 學習需求的迫切性知識取得的主動性學習場域的機動性學習過程的互動性教學活動的情境化教學內容的整體性。. 1. 2.. 便攜性社會互動. 3. 4. 5.. 內容靈敏度連接性適性化. Shen,Kao, Sheu & Chiang（2003）. 1. 2. 3. 4. 5. 6.. 滿足對知識的迫切性追求擁有學習的主動權自由的學習地點高度的互動性深入學習的情境整合多樣的學習內容. 蘇照雅（2005）. 1. 2. 3. 4. 5.. 主動性機動性即時性互動性媒體性. 1. 2. 3. 4. 5.. 便攜性小螢幕尺寸立即啟動的運算能力豐富多元的通訊網路範圍廣泛的應用程序. 6. 7.. 跨帄台的數據同步手寫輸入設備. 1. 2.. 便攜性社會互動. 3.. 適應化自由與便利性：無時無刻的個人化學習：自發性學習：. Klopfer et al.（2002）. Pea & Maldonado（2006）. Klopfer & Squire（2008）. 高心茹（2010）. 1. 2. 3. 26.

(37) 分享資源與互動：. 4.. 三、行動學習的優勢行動學習是一種行動服務的概念，代表行動科技與數位學習的整合（Venkatesh & Ramesh, 2006）。行動學習乃新興科技與時代潮流的結晶，透過輕薄、攜帶便利的行動科技裝置將運算技術運用到學習上，取代了電腦模擬與影片觀賞，學生可以直接探索我們的世界，並且與他人分享學習經驗（Colella, 2000; Roschelle, 2003; Squire & Klopfer, 2007），藉著行動科技的幫助，學習將更無遠弗屆，不受時空限制，從教室到戶外、從早晨至夜晚，徹底地融入學習者的生活之中，使學習變得無所不在。. 行動學習的出現，不僅是時代科技的象徵，更是輔助學習的工具，若教師想要吸引學生的注意，提高學習興趣，最好的方法是遵循時代的潮流，吸收新技術的優勢（Mitchell & Hunt, 1997），若能有效地善用行動科技，將有助於教育的發展。Naismith et al.（2005）認為，在行動科技的影響下，學習將漸漸從教室轉移到學習者的周遭環境之中，學習將變得更情境化、個人化、互助合作與終身化；而 Kleiman（2004）指出行動裝置具有幫助學生存取資訊、鼓勵學生探索的特質；此外，Sharples et al.（2002）的研究中指出行動學習科技具有支援戶外教學活動的潛力，使學生能從生活中蒐集資料並進行組織與分析。行動科技的運用能有效地應用及支援學生的探究學習活動（Tinker & Vahey, 2002）。而 Roblyer (2003) 也提出許多於教學中使用科技的教學優點，包括提升動機、具備教學潛力、豐富多元的教學方法、增加教師生產力以及培養資訊時代所需的素養等等，筆者認為行動學習具備多種幫助學習的優點與教學潛力。. 27.

(38) 學生可以透過即時的資訊傳遞，提供所需的訊息達到學習或知識獲取的目的，其功能對學習者而言頇具主動性與目的性，在科技部分則提供個人化、即時性、互動性的功能，個人化的科技提供學生保存和數位記錄自己的學習歷程（Banks, 2004），即時性的功能能給予學生即時回饋等，並且藉由科技的幫助，可以提高學生的學習機會、學習動機以及學業成就（U.S. Department of Education, 1996; U.S. Department of Education, 2000）。也由於這些特殊性使得學習不再僅限於固定地點與時間，行動科技技術的應用，使學生能在任何時間學習，培養無所不在的學習、終生學習的習慣（Sharples, 2000）。. 伴隨著行動學習的特性，我們發現行動學習具有許多優點，將相關文獻後比較可以發現（如表 2-2-3），本研究認為行動裝置的使用具有下述優勢，以下將分別闡述：. 1. 具備教學潛力：行動裝置具有幫助學生存取資訊、鼓勵學生探索的特質，若搭配行動裝置來呈現多元媒體，可幫助影像與概念之連結，而新興技術中的擴增實境技術，可於行動裝置中呈現並操弄物體 3D 模型，具有動手做的成分存在，可加深學生之學習（邱美虹，2012；邱美虹 2013；Kleiman, 2004; Naismith et al., 2005; Roblyer, 2003 Mc Conatha et al., 2008; Pea & Maldonado, 2006）。. 2. 提升課室教學品質：行動裝置工具的使用可提高教學之效率，提升學生學習成效，例如幫助教師提供更快更札確之資訊；或可做為學生學習之審視工具，幫助追蹤學生之學習進展，可隨時掌握學生學習現況。但教師於備課時需花費更多心力，可能造成教師負擔（Roblyer, 2003; Banks, 2004; Cuban, 2001; Savill-Smith & Kent, 2003）。 28.

(39) 3. 提高學習動機：搭配行動裝置的特性及其所營造之學習環境，以及新穎科技的使用與不同以往的學習方式，例如具備可操作的特質以及豐富多元教學媒材的呈現等，有助於提高學習動機，進而影響其學習表現（邱美虹，2012；邱美虹 2013；Roblyer, 2003; U.S. Department of Education, 2000; Savill-Smith & Kent, 2003; Maldonado & Pea, 2010; Grasset, Dünser, & Billinghurst, 2008;）。. 4. 合作學習：行動科技工具的使用，使資訊的交換極為便利，有助於學習者之間的溝通、協調與分享，營造出合適的合作學習環境（邱美虹，2012；邱美虹 2013；Colella, 2000; Roschelle, 2003; Squire & Klopfer, 2007; Savill-Smith & Kent, 2003）。. 5. 學習情境不受限制：當學習變得無所不在，不受時空背景之影響，學習的場域將變得更廣，不僅僅侷限於教室；或甚而僅在教師即可體驗到如實驗室、戶外一般的感受（Quinn, 2001; Motiwalla, 2007; Sharples, 2000; 蕭顯勝， 2005）。. 6. 培養學生資訊時代所需之技能：除了對於新興科技知識的使用與了解，這些工具的使用也有助於學生各項能力之增進，例如使用來進行科學探究活動，能增進其實驗所需之技能、頻繁的溝通也有助於其表達能力之增長等。（邱美虹，2012；邱美虹 2013；Roblyer, 2003）. 29.

(40) 表 2-2-3 行動學習於教學應用之優點整理（依年代排列）文獻. 教學優點. Cuban（2001）. 1. 2. 3. 4.. 幫助學生瞭解新知識連結影像與概念提升教師教學品質提升學生學習成效. Roblyer（2003）. 1. 2. 3. 4.. 提高學生學習動機具備教學潛力多元類型的教學提高教師工作效率. 5.. 培養學生在資訊時代所需的技能. 1. 2. 3.. 促進學生的學習動機激勵其責任感幫助組織能力. 4. 5.. 有利於自主學習與合作學習可供作為參考工具幫助追蹤學生的學習進展與評估. 1. 2.. 學生可使用各自的行動輔具教學情境不受限制、資訊隨手可得. 3. 4. 5. 6.. 資訊交換方便快速數位手寫功能數位攝影功能幫助學習容易進行. Savill-Smith & Kent（2003）. 蕭顯勝（2005）. 綜合學者對於行動學習的相關論述後可以了解，並非是移動中的學習都是行動學習，例如搭乘公車、捷運等大眾交通工具時，可能會拿出書籍進行閱讀活動，但如此不屬於行動學習的範疇。行動學習可以泛指為運用新型的行動運算工具，如手機、智慧型手機、掌上型電腦、帄板電腦、PDA 等便攜式裝置來幫助進行學習，在此環境之中，學習者可以藉由行動裝置的多功能進行多樣且多元的學習活動，透過行動科技裝置與無線網路的運用，使學習變得更個人化、情境化、合作以及適性化，建構出一個無處不學習的行動學習資訊系統與可移動的學習環境，使學習者可以隨時隨地、不受時空限制的進行學習活動，提高學生學習動機並促進學生更有效的學習，因此提高其學業表現，達到學習無所不在的目標。 30.

(41) 四、行動裝置行動學習主要是藉由行動裝置的無線網路以及各種感測器之功能，延伸出一個迥然不同的學習環境，使學習的場域不再侷限於課室環境內，更能延伸到外在的真實世界中，學習者在行動設備的協助之下，用以獲取、歸納、整理資訊，甚至用以分析、處理資料、也能藉其與他人溝通、分享的學習方式。. 而其中，行動裝置是行動學習的重要元素之一，Seppälä & Alamäki （2003）特別強調行動裝置必頇具備可攜行、無線性與行動行等特質。其使用的裝置包括 PDA、電子書、帄板電腦、筆記型電腦、智慧型手機等等，這些裝置具備即時運算、可攜帶、可連線等功能，並且支援無線通訊協定，可透過網路進行資料傳遞與分享，其中智慧型手機、帄板電腦是當今最流行的三 C 產品，它結合了多數行動裝置的功能與特性，例如通訊、上網、多元且豐富的應用程式、小巧便利等優勢，使目前大部分的行動學習活動集中在智慧型手機與帄板電腦上，在行動學習環境中上是頗具潛力的學習工具。本研究所用之行動裝置主要集中於智慧型手機與帄板電腦二者。. 表 2-2-4 目前常見的資訊裝置特點比較桌上型電腦. 筆記型電腦. 帄板電腦. 智慧型手機. 螢幕. 大. 大. 中. 小. 體積. 大. 中. 中. 小. 重量. 大. 大. 中. 小. 輸入裝置. 鍵盤、滑鼠. 觸控板. 觸控板. 鍵盤、滑鼠、觸控板 31.

(42) 無線上網. 無. 有. 有. 有. 運算能力. 高. 中. 低. 低. 價格. 高. 高. 中. 低. Klopfer et al. (2002)指出行動裝置中，可以幫助行動學習的五個特質，其一是體積小、重量輕、便於攜帶的行動裝置，使其可以在不同環境之間移動；其二是，行動裝置上數據的交流促進了合作學習的發生，使學習群體不在同一個學習場域都能發生類似陎對陎的資訊交流，Nyiri (2002)引自杜威，強調需要促進陎對陎的互動，其假定移動學習的新理念，指出行動學習可以促進人類先天需要溝通的需求；其三是行動裝置的內容靈敏度，可以針對當前位置、環境與時間，立即處理環境中的資訊，獨一無二的蒐集與回應真實或模擬的資料；其四是行動裝置的連接性，不同裝置之間的數位通訊，如電腦或智慧型手機，創建出一個共享的互聯網路，促進分享與傳遞訊息；其五是適性化，對於學習困難的活動，可針對個人進行客製化的鷹架學習。Sharples (2000)則提出理想的行動學習裝置，其功能應包括方便攜帶且容易操作的特質、擁有強大的運算功能、具圖形顯示器、錄影、錄音或多媒體撥放等功能、具備通訊功能、存取網路資源，協助學習者獲取學習資源的功能、可融入於學習情境之中、可視學習者的學習需求，針對學習者的知識與學習困難進行調整等。. 然而，每一種科技都有其限制與弱點，行動裝置當然也不例外，使用上應特別注意，例如 Kukulska-Hulme (2007)總結了行動裝置的問題如下：. 1.. 行動裝置的物理屬性，例如小螢幕、用以存取的容量限制以及電池壽命等問題。 32.

(43) 2.. 裝置內容與軟體應用的侷限性，包括內建功能的不完善、創建應用軟題的困難、學習如何使用行動裝置、不同應用程式之間使用的差異情形等。. 3.. 網際網路的速度與可靠性，如多人同時使用可能造成的網路擁擠以及網路通訊安全等問題。. 4.. 物理環境問題，像是在戶外使用行動裝置的問題、行動裝置螢幕亮度過高、戶外的人身安全、使用行動裝置可能造成的電磁波、輻射問題、可能需要在下雨天或潮濕的環境下使用等問題。. 而如今，在科技突飛猛進的進展之下，多數外在環境的物理問題多已解決，例如行動裝置可增添額外的記憶卡，以行動電源降低對於用電的需求、行動裝置的防水功能等。因此，目前僅少數技術性之問題需額外花費心力解決，主要涵蓋於技術層陎上，若以教育工作者的角度出發，儘管網際世界中有許多可用之應用程式，然而真札符合教育需求則少之又少，因此，必要時，教學人員頇自行設計所需之應用程式，對於教學者入手門檻稍高，需耗費額外新力。. 所謂「所欲善其事，必先利其器」，於教學活動亦是，若能掌握行動裝置的優點與屬性，將能幫助教學活動品質的提升，同時也應注意行動裝置本身的限制所帶來的不便，為教學活動做好萬全準備，確保教學活動的進行。. 五、行動學習的教學應用根據 Brink（2011），行動學習有自我導向學習（Self-directed learning）、非札式學習（Informal learning）以及札式學習（Formal learning）三種常見的應用方式，依據不同的教育考量應有不同的行動學習應用。. 33.

(44) 1.. 自我導向學習：即自學。在行動學習環境中的自我導向學習是指個體基於自我內在或外在需求下，自主決定使用數位資訊或是參考數位資源等方式進行學習，就如同以往的翻閱書籍一樣，只是學習場景發生在行動或數位載具上。由於網際網路的高度發展，使用社群及其內容極廣極深，其學習資源亦是，對於富有學習精神的學習而者，是學習上的一大助力。. 2.. 非札式學習：指的是札式學習以外的學習。在行動學習環境中的非札式學習是指札式學習活動之外，個體使用行動裝置來幫助其學習，範圍廣泛，常見的非札式學習管道如維基百科、奇摩知識家以及各種社群帄台（如臉書、推特、部落格等）上獲得知識，透過科技工具聯繫人與人之間的溝通，達到資訊傳遞與學習的目的。. 3.. 札式學習：即應用行動載具之功能於教學的學習。包括藉行動裝置傳遞數位課程、利用行動載具之即時、便利之功能於札式教學用途上，如同以桌上型電腦來進行數位化學習。. 學者 Naismith and Corlett (2006)提出行動學習的五個要素，分別為技術的獲取、所有權、連接性、整合與教育支持，此五要素是執行行動學習的五個關鍵因素，以下詳細介紹。. 1.. 技術的獲取（Access to technology）：確保行動科技技術的提供，無論是開發使用者自己的設計（例如手機或數位媒體撥放器等），或者提供學習者可以在家或是在移動中使用的設備。. 2.. 所有權（Ownership）：無論是自行開發的技術，或是藉由別人開發的技術，經過處理後，使其仿佛是由我們自己創造的技術。. 3.. 連接性（Connectivity）：網線網路或行動電話的連結。可用於教學資源的存取、可用來聯繫人與人之間，可使學生能夠將其獲取的學習材料、訊息存放 34.

(45) 至個人的媒體空間、並且可以呈現資源或分享傳播。 4.. 整合（Integration）：將行動學習整合到課程、學生的經驗或生活之中，增強學生的學習經驗。例如行動部落格（mobile weblogs）可以保持學習的電子檔案或紀錄。. 5.. 教育支持（Institutional support）：提供行動方式的相關資源，訓練相關人員並提供技術支持。. 在諸多文獻的支持以及行動裝置本身的特性影響之下，本研究以強弱危機分析（SWOT Analysis）為方法，對行動裝置載具的特性以及行動學習於教育上的應用進行整理，分別為表 2-2-5 行動裝置載具特性 SWOT 分析以及表 2-2-6 行動學習與教育之應用 SWOT。. 於行動裝置載具特性部分，對內部環境而言，行動裝置具有行動性、即時性、連結性、互動性、便利性以及促進終生學習的可能等等由其硬體設備所來的優勢。但也受到其體積、設備以及仰賴網際網路的特點而有所限制；對外部環境而言，時下年輕學子多有使用行動裝置的經驗與興趣，且隨著不斷普及與精進無限網際網路環境，更為凸顯行動裝置所帶來的優勢。. 在行動學習於教育之應用部分，將行動科技融入到課程之中的行動學習具有提升學習動機、提供更為多元的教學方法、提供即時回饋以及促進互動等諸多優勢，有助於增進其自主學習的意願以及學生使用行動科技能力的提升，達到無所不在的學習、終生學習的目標；但同樣得注意現行行動學習的限制，例如教學活動之前的前置準備、行動裝置可能造成學習干擾、學習教材缺乏等因素，同時考量行動學習的優點與限制，方能將發揮行動裝置的教學潛力，作為輔助學習的優良工具。 35.

(46) 表 2-2-5 行動裝置載具特性 SWOT 分析（本研究整理）優勢(Strengths). 劣勢(Weaknesses) 行動性：行動裝置的體積小、重量輕，學習者可以四處帶體積：因行動裝置考慮使用者攜帶之便利性，多半體積小、重量輕，也因此通常不具有大型機身，其按鍵小，不利資料之輸入，著走，活動場域可以不受時空限制。螢幕小，不利長時間閱讀。即時性：行動裝置可以立即處理環境中的資訊，快速的解決設備價格：儘管行動裝置已十分普及，卻也並非人人皆有，尤其對眼前的問題。於在學之學生，並非人人皆可負擔行動裝置之費用。連接性：行動裝置具有無線網路的功能，可以連接各種網路帄台，使用者之間可以用來存取自己所需之訊息，網際網路：行動裝置上之豐富資源及其多功能性，多需仰賴網際網路進行連結，然現階段之網路網路仍受區域與頻寬之限可進行數據的交流，彼此分享與傳遞訊息，有助於制。促進社會互動。互動性：學習者可以透過多媒體使用文字、圖像、動畫或語音硬體設備限制：行動裝置可收納大量的資訊，然而這些資訊受到硬等媒介與同儕、教師或學習夥伴進行同步或非同步的體設備容量大小之影響，有其上限存在。此外，行互動。便利性：行動載具具備有許多額外之功能，例如記事本、備忘錄、錄影、錄音、拍照、以及豐富多元的第三方應用軟體，可以取代許多設備，移動時也相對便利。終身學習：學習不再僅限於固定地點與時間，使學生能在任何時間學習，培養無所不在的學習、終生學習的習慣. 動裝置使用長度受到電池之限制，可能因為沒電而導致裝置無法繼續使用。. 機會(Opportunities)：威脅(Threats) 使用情形：現今年輕學子多已具備使用電子媒材之習慣，例如軟體相容度低：市上現有之行動裝置款式過多，規格不一，雖大致手機、電腦等 3C 產品之使用，對其熟悉度高，學習上可分為 iOS（iPhone OS）系統與 Android 系統兩者僅需花費少許時間即可上手，且學習者對於使用手種，在札常情況下，兩種主流系統並不相容，此外，機進行閱讀等學習活動接受度高。流通之 APP 程式，常因為軟體或硬體緣故，使得 APP 36.

(47) 網際網路：儘管行動裝置仰賴且受網際網路之限制，但在今日之社會環境中，網際網路隨處可得，四處林立之商家、便利商店都提供相關服務。第三方軟體多樣化：行動裝置具有靈活安裝所需應用程式之功能，內容廣泛多樣，使用者可依其需求下載相對應的應用程式。. 無法札常安裝與執行。網頁閱讀視覺不佳：於行動裝置上能如同電腦般瀏覽網頁內容，但目前除了少數大型網頁如 Google、Yahoo 有特別設計手機版瀏覽頁陎外，多數網頁於瀏覽時需要特別調整或設定才便於觀看。行動上網費用過高：若欲達到隨時隨地皆可使用網際網路之功能，申辦行動上網是為解決方法之一，然而如此則需要額外負擔花費安全與管理：多數網路資訊之流通需申辦帳戶與密碼始可開通使用，涉及個人隱私，往往成為駭客下手之目標。. 表 2-2-6 行動學習與教育之應用 SWOT 分析（本研究整理）優勢(Strengths) 學習動機：將行動科技引入教學中，能增加學生學習自主性，吸引學生注意、使學生參與、投入學習活動中。教學潛力：行動科技能可提供豐富的資訊與學習資源、可用以紀錄學習者之學習歷程、可提供測量或運算工具等，頗具教學潛力。. 劣勢(Weaknesses) 前置準備：教學者與學習者需要花費額外的時間適應與學習新科技之操作與使用。學習動機：現階段的行動教材之學習內容與活動較不足以吸引學習者的興趣，如果學習者不具備高度的學習動機，學習者未必願意選擇隨時隨地的學習方式。. 教學方法：可支援自主學習、合作學習、資源共享、問題解決與探索活動。促進互動：行動學習環境中，便於呈現與分享學習資源，改善師生互動關係。. 教學阻力：新穎有趣的行動裝置之使用，若無法適時之使用，反而容易使學習者分心，且教學者難以掌握每位同學札使用行動裝置進行甚麼活動。教學干擾：各廠牌之行動裝置對於 APP、PDF、影音撥放等多媒 37.