問題解決步驟融入國小電腦課程對五年級學生問題解決能力之影響

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國立臺中教育大學數位內容科技學系

碩士在職專班碩士論文

指導教授：王曉璿博士

問題解決步驟融入國小電腦課程對

五年級學生問題解決能力之影響

研究生：吳國聖撰

中華民國九十九年六月

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謝辭

時間在不知不覺中飛逝，回想當初考上研究所的喜悅，迄今也已經過了快三年。擔任教職將近十年，心中始終存在著一份繼續充實自己的期望，一路走來，在課業與工作交互的磨合淬練下，讓自己更體認到時間的寶貴。即將從研究所畢業，心中滿懷著喜悅與感謝，感謝一路上支持我的親人，不但不曾給我任何精神上的壓力，反而要我放鬆心情，踏實努力。進修過程中，媽媽的因病辭世，對我的打擊之大，無可言喻，曾經一度想要就這樣放棄，感謝身邊的親人不斷給我堅持下去的動力與勇氣，讓我一路走到這裡。還要感謝總是常常說：「很好！繼續加油！」的王曉璿教授，教授那源源不絕的研究精力與毅力，真的是所有研究生最佳的楷模與典範，謝謝王老師的指導，讓我在學術研究的這條路上，隨時有位指點迷津的好教授。另外要感謝的，是口試委員游自達教授與朱延平教授，經由不同專業領域、角度所給予我的研究建議，讓我的研究能夠更具深度與廣度。還要感謝的，是這三年來一起打拼、彼此幫忙與互相扶持的同學們，有了你們的陪伴，讓這段進修的日子不再孤單。要感謝的人還有很多很多，感謝親切的陳鴻仁導師，總在我們緊湊又充實的進修生涯中，給予班上同學們真誠的鼓勵與支持。感謝所有曾經指導過我的系上教授，感謝系辦的陳淑滿老師幫忙大家處理各種行政事務。感謝所有幫助過我的人，因為有你們，讓我的教職生涯更加充實！ 2010.6.27. 吳國聖於東勢

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中文摘要

本研究主要目的在探究融入問題解決步驟於數位影像電腦課程中，對國小五年級學生問題解決能力之影響為何。本研究採取準實驗的研究方法，過程包含前測、實驗處理、後測等實驗設計策略。實驗組學生實施融入問題解決步驟的數位影像課程教學，而控制組學生則實施傳統講授式的數位影像課程教學，之後經由八週的實驗處理，以瞭解學生在不同教學方式實施之下，問題解決能力的差異性如何，期許研究結果能提供學術界與教育界參考。本研究經由實驗教學之後，得到研究結論如下：一、「問題解決步驟」融入國小電腦課程可提昇學生問題解決能力的總體表現。二、「問題解決步驟」融入國小電腦課程可提昇學生在問題解決能力之「決定解決策略」、「按照策略採取行動」、「評鑑行動的效能」三個分項能力上的表現。 關鍵字：資訊教育、問題解決步驟、問題解決能力

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Abstract

The purpose of this research incorporated problem solving steps in digital image computers courses, how the influence of the problem solving ability to fifth grade primary school students. This research adopted quasi-experimental designs, including pretest, deal with experiment, posttest etc..

The students of experiment group incorporate digital image course teaching that the problem solving steps, control the digit image course teaching that the students of group implemented the tradition teaching type, later dealt with the experiment of eight weeks, by understanding students were under the circumstances that different teaching ways were implemented, how about the differences of the problem solving ability, expect the result of study to offer academia and education circle to consult.

This research gets the conclusion of studying as follows after the teaching of experiment:

First, ' the problem solving steps ' incorporated in computer courses of primary school can promote students’ problem solving ability.

Two, ' the problem solving steps ' incorporated in computer courses of primary school can promote students’ three points of problem solving ability as ' determine the solving strategy ', ' take action according to the strategy ' and ' evaluate the efficiency of action '.

Keywords: information technology education, problem solving step, problem solving ability

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謝辭中文摘要………...….……..………...I 英文摘要………...………..………...II 目次……….………...…..………..………...III 表目錄……….…..……...……….…...…………...V 圖目錄………..……….VI 第一章緒論...1 第一節研究背景與動機...1 第二節研究目的...4 第三節研究問題...4 第四節研究範圍與限制...5 第五節名詞釋義...5 第二章文獻探討...7 第一節九年一貫資訊議題...7 第二節問題解決步驟融入教學...11 第三節問題解決能力相關研究...21 第三章研究方法...35 第一節研究對象...35 第二節研究設計...36 第三節研究工具...40 第四節資料分析...41 第五節教學活動設計...42 第四章結果與討論...51

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第一節實驗樣本基本資料分析...51 第二節不同教學方式對學生問題解決能力之影響分析...52 第三節電腦教學質性結果分析...63 第五章結論與建議...65 第一節結論...65 第二節建議...66 參考文獻...69 一、中文部份...69 二、英文部分...74 附錄一臺中縣政府教育處發函...78 附錄二問題解決能力自我檢核表...80 附錄三「問題解決能力自我檢核表」使用同意函...83 附錄四教學活動設計...84 附錄五教學活動學習單...88 附錄六 PhotoImpact11 軟體工作區畫面 ...95 附錄七狀態列...95 附錄八使用者介面...96 附錄九面板管理員...96 附錄十一般工具列（相片基本模式）...97 附錄十一一般工具列（進階基本模式）...97 附錄十二工具箱...98

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表目錄

表2-1 問題解決歷程五階段...14 表2-2 教師在解決問題活動中的引導程度...20 表2-3 問題解決能力測驗量表彙整表…...24 表2-4 問題解決測驗量表內容架構...27 表2-5 問題解決相關研究彙整表...31 表3-1 教學分組、班級人數及教學方式統計表...36 表3-2 實驗設計模式...39 表3-3 研究目的、工具與資料收集方法一覽表...40 表3-4 學校電腦課程規劃...42 表3-5 實驗組與控制組之教學方式比較...43 表3-6 實驗組與控制組教學活動設計概要...45 表4-1-1 實驗組及控制組五年級上學期電腦科學期成績描述統計表…...52 表4-1-2 實驗組及控制組五年級上學期電腦科學期成績 t 檢定摘要表...52 表4-2-1 「問題解決能力自我檢核表」測驗總分描述統計量表...53 表4-2-2 兩組「問題解決能力自我檢核表」成績差異性共變數分析摘要表...54 表4-2-3 兩組「分量表：釐清問題」成績差異性共變數分析摘要表...55 表4-2-4 兩組「分量表：提出可能的解決方法」成績差異性共變數分析摘要表…...56 表4-2-5 兩組「分量表：決定解決策略」成績差異性共變數分析摘要表...58 表4-2-6 兩組「分量表：按照策略採取行動」成績差異性共變數分析摘要表...59 表4-2-7 兩組「分量表：評鑑行動的效能」成績差異性共變數分析摘要表...60

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圖目錄

圖3-1 研究架構圖………...37 圖3-2 實驗組教材內容結構圖...44 圖3-3 班服圖樣製作資料庫網站架構圖...46 圖3-4 班服圖樣製作資料庫網站首頁畫面………47 圖3-5 子系統「觀摩欣賞」網頁畫面………....………....…48 圖3-6 子系統「檔案下載」網頁畫面………...49 圖3-7 子系統「練功充電」網頁畫面………....…50

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第一章緒論

本章共分為五節：第一節闡述研究背景與動機；第二節依據研究背景與動機，條列出本研究的研究目的；第三節根據研究目的，提出本研究的研究問題；第四節說明本研究的研究範圍與限制；第五節針對研究中出現的重要名詞加以釋義。第一節研究背景與動機資訊科技提供二十一世紀的人們更方便、更快速取得各式資訊的生活，經由全球資訊平台的整合，人類生活所需資訊多數皆可唾手即得。不僅如此，現今衡量各國國力強弱、國民競爭力高低以及國家現代化的指標，資訊科技 (Information Technology; IT) 已成為一項重要的評量依據（何榮桂， 2001）。現今的學生，無論在生活方式、受教育方式，甚至是思維方式上，都直接、間接受到資訊科技的重大影響。我國資訊教育的起步雖然不若其他歐美先進國家，但經過這些年來政府的努力以及各階層教育單位的推動與配合，我國資訊教育的發展成效已經逐漸可以從E 世代學子所展現的資訊能力來略窺一二。教育部闡述資訊教育主要的目標是要讓學生在受教育的環境當中，不但習得基本軟硬體操作的能力、運用網路蒐集分析資料的能力、應用多媒體整合的能力之外，還要培養學生解決問題的能力（教育部，1998），而這也是學生目前最迫切需要培養的「帶著走的基本能力」。政府陸續規劃了許多重要的資訊教育措施，從「資訊教育基礎建設計畫」（教育部，1997）、「九年一貫課程：資訊教育議題」（教育部，1998）、「中小學資訊教育總藍圖」（教育部，2001a）一直到「挑戰二○○八：國家發展重點計畫」（教育部，2003a），其主要目的，就是希望將資訊科技帶入教育

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當中，讓所有學生經由資訊科技的輔助，提升學習效果，增進學習興趣，進而建立解決問題的能力。 2008 年 8 月教育部公佈「中小學資訊教育白皮書（2008-2011）」。規劃 2008 年至 2011 年國家資訊教育的重要發展願景與目標。白皮書當中揭櫫了「三大願景」與「八大目標」，首要目標則是「培養學生應用資訊科技解決問題的能力」。此即是應用資訊科技來解決學習與生活問題的能力。也正呼應九年一貫課程要培養學生具備的「運用科技與資訊」與「獨立思考與問題解決」的十大基本能力（教育部，2001b）。九年一貫資訊教育議題的基本理念提到，進入資訊社會，若只是具備基本的「讀、寫、算」三種能力已經不足以應付現今的社會。善於運用資訊科技的能力，才是讓個人在職場中不被淘汰、屹立不搖的另一項重要人力資產（教育部，2003b）。學生終將進入真實社會，各種專業知識與能力都將在職場當中受到嚴厲的檢驗，如何讓自己在工作的環境當中具有不被取代性，「問題解決」的能力即是一項重要的指標。根據一項美國企業對員工特質的調查發現，其員工所具有「解決問題」的能力是使得企業具有高度生產力的主要原因之ㄧ（壽大衛，2001）。所有的企業僱主在甄選其新進員工時，是否擁有「問題解決」的能力與是否能夠善用「問題解決」的能力被當作是重要的甄選標準(Markham & Lenz, 2002)。

未來的社會對於資訊科技的依賴程度必定是與日俱增，其實我國的教育單位也早已注意到這一個重要的趨勢，因此在資訊教育相關的議題討論與政策制定當中，投入相當多的經費與時間。資訊教育不但是我們國家的教育單位近二十年來持續努力的區塊，也是世界各國積極發展的教育重點（教育部，2003b）。人類要繼續生存下去，就必須面對並解決隨時可能出現的各種問題，所以人類的生活，可以解讀為不斷面對問題與解決問題的過程。

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根據心理學家的研究，「問題解決」所牽涉的心智活動層面是十分廣泛、複雜而且具有特定的歷程與模式的。因為問題解決能力的養成，攸關學生未來的生活、生存，其重要性不言可喻。因此，所有先進國家的教育單位，皆把解決問題視為課程學習所要達成的重要教育目標之一，其最終目的在培養學生具備這一個重要的關鍵能力，以應付未來資訊社會中種種的難題與考驗（鍾一先，1997）。 Frederiksen (1984) 指出，學生到學校接受教育，除了習得基礎的知識之外，更重要的是認知技能的獲得，而問題解決的能力就是認知技能當中最重要的一項能力。時代的巨輪不斷向前滾動，學習不該再沿襲傳統的知識記憶，教師應該要引導學生如何將蒐集到的資訊轉為有用的知識，然後再經由分析、綜合及歸納的過程，最終讓學生能夠實際運用在真實的生活情境當中（程上修， 2000）。在傳統填鴨式教育之下學習的學生，習慣依賴教師單方向的知識灌輸，學生唯一需要不斷增強的能力就是「記憶」能力。但是若要學生獨立主動地思考及學習，似乎不是一個短時間內可以達成的理想。學生長久依賴教師的結果，一旦面臨真實生活的問題，除了手足無措之外，也無法隨機應變，更遑論圓滿解決問題（蕭錫錡、陳繁興，1998）。具備「解決問題」的能力是學生在學校教育中必須建立的基本能力。教師們在教育的過程當中，經由適當課程的安排與實施，給予學生練習解決問題的環境與機會，培養學生解決問題的技巧與能力，以便將來可以獨當一面地解決問題。國內外有相當多關於「問題解決」議題的教學研究，眾多的學者皆指出，經過一段時間的教學實施之後，對於學生的問題解決能力、獨立思考能力、創新應用能力，乃至於領域學科學習的成效以及學習態度等，都有正向的幫助甚至是顯著的良性差異。例如：Piburn (1994) 的分析發現，若教師在學生

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學習的過程當中適時地導入問題解決能力的訓練，將促成學生往後的學習成

效產生顯著且正向的改變。至於Chang & Barufaldi (1999) 在比較學生概念

改變差異的研究上發現，施以問題解決教學的學生比接受傳統教學的學生，在概念改變上，呈現明顯的差距。本研究旨在探討融入「問題解決步驟」之國小電腦課程教學，研究者透過融入課程中的問題解決步驟，提供學生問題解決的機會與環境，讓他們從問題情境當中練習自己去發現問題進而能夠獨立解決問題，最終期望能建立學生日常生活問題解決的能力，並提供小學電腦課程教學上的具體建議。第二節研究目的基於以上研究背景與動機，本研究旨在發展融入問題解決步驟的電腦數位影像教學課程，並在融入問題解決步驟的教學過程當中，收集學生學習的相關資料，做為修正教學方法的參考，且在教學活動結束後，分析教學前後學生問題解決的能力有何變化。綜合上述之研究動機與背景，本研究的研究目的如下：探討「問題解決步驟融入電腦數位影像教學課程」對國小五年級學生問題解決能力的影響。第三節研究問題為達成以上所述研究目的，本研究的待答問題如下：「問題解決步驟融入電腦數位影像教學課程」對國小五年級學生問題解決能力的提昇是否達到顯著差異？

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第四節研究範圍與限制本研究在研究過程上雖力求周延，然而，由於客觀環境限制之下，誠難避免下列若干條件對本研究所產生的侷限性： 一、研究對象方面 本研究實驗樣本取自台中縣某山線國小五年級的兩個班級，故本實驗所得的各項結果，不宜作其他不同地區的過度推論。 二、研究方法方面 本研究限於學校行政因素無法將受試者隨機分派，故採用「準實驗設計」方法，研究結果只能推論至類似情境之國小學生。 三、研究工具方面 本研究所使用之「問題解決能力自我檢核表」，於受試者填答時可能會因為自身情緒的影響、對於文字認知的差異、因應問題情境的轉換及自我心理的期待等等因素而影響到其內在真實的反應與填答。第五節名詞釋義 一、資訊教育 資訊教育所涵蓋的範圍十分廣泛，包含學校的課程、教師的教學、設備的建置、師資的培養、政策的制定等等都可以稱為廣義的資訊教育。但是若僅針對「學校教育」的範疇做限縮詮釋，資訊教育則專指學校的電腦教育（何榮桂，1998）。本研究所提及的資訊教育課程是專指現今各國民小學三至六年級所實

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施每週一節的電腦課程。 二、問題解決教學 (Problem-solving instruction) 問題解決的英文注譯為problem solving，中文意思是解決問題的方法。簡單的說，教師在教學過程當中呈現問題情境，引導學生經由問題解決的步驟來解決問題，此即所謂的「問題解決教學」。國內外學者對「問題解決」的教學程序，曾提出大同小異的結論。主要是「呈現、分析、收集、提出、最佳、執行、評估」等等過程。然而讓學生在問題情境當中，經由練習的過程來習得問題解決的技巧，進而增進問題解決的能力，這是問題解決教學的最重要目的（郭伯銓，2001）。本研究將問題解決教學定義成教師能提供適當的問題情境與解決問題的機會與資訊，教學過程中融入問題解決步驟，讓學生經由問題解決的過程達到提昇問題解決能力的目的。 三、問題解決能力 (Problem-solving ability) 問題解決能力是指個體在日常生活中解決所遇到問題的能力。而決定個體問題解決能力好壞的主要因素，則與個體是否能夠善用其邏輯思考以及擴散思考的能力有著密切的關係（詹秀美、吳武典，1991）。本研究所指的問題解決能力是指學生在日常生活中遭遇到問題情境時，能夠運用課堂習得的問題解決步驟，其中包含確認問題、擬定計畫、蒐集資料，然後執行計畫，最終檢驗成果的一種能力。本研究所指「問題解決能力」的操作型定義是依據李曉菁於 2003 年根據Style (2001) 所提出的問題解決步驟而編製完成的「問題解決能力自我檢核表」上所測得分數的高低來表示學生的問題解決能力。得分越高，代表學生的問題解決能力越好，反之，則能力越差。

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第二章文獻探討

本章共分為三節：第一節針對九年一貫資訊議題進行探討；第二節則闡述問題解決步驟融入教學之內涵，第三節為國內外問題解決能力的相關研究。第一節九年一貫資訊議題本節首先針對九年一貫資訊教育的基本理念及課程目標作說明，其次探討資訊課程的實施方式，最後則是資訊課程發展的現況。目前九年一貫新課程當中並沒有特別將「資訊教育」納入七大學習領域之中，而是將其列為七大「重要議題」之一。而在其實施要點當中特別規定：「學校應配合各領域課程之內容與進度，安排適當節數進行資訊及家政實習」（教育部，2003b）。絕大多數的中小學並沒有取消或者放棄資訊教育課程的實施，而是利用「彈性學習時數」來進行電腦課程的教學。依照民國九十七年修訂完成的課程綱要所規劃，亦不獨立將資訊教育分科。其用意在於要將資訊教育融入、整合至各領域的教學之中。因此目前九年一貫新課程之中雖無獨立的電腦課程規劃，但仍強調資訊「融入」教學以培養學生「應用科技與資訊」的能力。 一、九年一貫資訊教育的基本理念 依據教育部（2003b）所公布九年一貫課程之規劃，資訊教育基本理念是要培養學生資訊擷取、應用與分析的能力，更要養成學生創造思考、問題解決、溝通合作，與終身學習的能力，以發展健全的國民。即是讓每位學生都能夠享有均等的機會學習基本的資訊知識與技能，進而培養運用資訊科技的能力以面對未來高度資訊化的社會。依據九年一貫新課程之精神，資訊教育適時融入各學習領域，運用資訊

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科技當作輔助教師教學及學生學習之工具，讓各領域的學習能加深加廣，並且提升學生解決問題的能力。 二、九年一貫資訊課程目標 制定「課程目標」的目的無他，主要就是為了具體實踐「基本理念」。教育部（2003b）依據資訊教育的基本理念制定出課程目標，希望藉由「資訊科技概念的認知」、「資訊科技的使用」、「資料的處理與分析」、「網際網路的認識與應用」、以及「資訊科技與人文素養的統整」等核心能力之規劃，在認知、情意、技能上培養學生能夠達成下列教育目標：（一）奠定學生使用資訊的知識與技能。（二）導引學生了解資訊與日常生活的關係。（三）增進學生利用各種資訊技能，進行資料的搜尋、處理、分析、展示與應用的能力。（四）培養學生以資訊知能做為擴展學習與溝通的習慣。（五）導引學生了解資訊倫理、電腦使用安全及資訊相關法律等相關議題。（六）培養學生正確使用網路的態度，善用網路分享學習資源與心得，培養合作、主動學習的能力。（七）開展學生資訊科技與人文素養的統整能力，應用資訊科技提升人文關懷、促進團隊和諧。國小階段資訊教育強調的課程重點，並不在於教會學生使用多少種文書處理、美工繪圖、網頁編輯、動畫設計的套裝應用軟體，而是要讓學生經由學習相關資訊科技的過程，習得資訊科技的知識與善用資訊工具的技巧，最終建立解決問題的能力與終身學習的態度，這才是九年一貫資訊教育真正的教學精神。

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三、九年一貫資訊課程實施方式 九年一貫課程以「領域學習」取代「獨立分科」，而資訊教育的實施則以兩種方式進行，就是學校在百分之二十的彈性學習時間裡，一即以「實習」的方式，依照各校情況安排適當的節數進行；二是強調資訊科技與其他學習領域課程整合，將資訊課程「融入」各學習領域教學活動之中（何榮桂，2001）。依據教育部（2003b）的規劃，資訊課程安排在三至七學年，三到六學年每學年建議上課節數為16 節，第七學年則建議 40 節的學習時間；除了融入於各學習領域中實施外，並得視內容性質，集中於適當學習領域或彈性學習節數中實施教學。民國九十七年，教育部修訂課程綱要並作了以下修正：「課程安排國小三年級至國中一年級，每學年建議上課節數為32 至 36 節，國中二至三年級視需要安排節數。」（教育部，2008b）研究者統計九十七學年度台中縣內171 所（含分校）小學三年級至六年級的資訊教育實施節數後發現，全縣 97.8% 的學校每週的資訊課程至少維持1 節，尤其六年級更達到 100%。若以全年授課日數 40 週（上、下學期各 20 週）計算，即代表全縣 97.8% 的小學每學年資訊課程時數至少 40 節。不但已遠遠超過民國九十二年課程綱要的 16 節建議，也超過民國九十七年所修訂32 至 36 節的建議。另外，台中縣政府教育處（2008）更針對縣內中小學資訊課程教學內容的一致性，於民國九十七年九月二十六日發函（見附錄一）指示各中小學每週資訊課程的實施節數為：（一）國小三至四年級：實施1 節（含）以上。（二）國小五至六年級：實施1 節（含）以上。（三）國中一年級：實施1 節（含）以上。（四）國中二或三年級：實施1 節（含）以上。

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四、九年一貫資訊課程發展現況 九年一貫資訊課程實施至今已超過十年，對於資訊教育這些年來的發展情形，以下針對教育部於「中小學資訊教育白皮書（2008-2011）」當中所提及「學生資訊科技應用能力」、「教師資訊科技應用能力」以及「數位教學資源」這三個構面來了解。（教育部，2008a） （一）學生資訊科技應用能力方面 民國九十七年修訂完成之「97 國民中小學課程綱要」將三至七年級的教學時數調整為32 至 36 節。資訊教育在目前的九年一貫課程中歸屬於「重大議題」，而非「學習領域」，所以各校對於授課時數的安排以及教學內容的設計實施並不一致，如此容易造成各校學生資訊科技應用能力的相對落差。 （二）教師資訊科技應用能力方面 根據教育部 2006 年的調查結果顯示，教師的資訊科技應用能力整體表現上，在「教材準備及資料蒐集」、「專業成長與自我學習」、「教導資訊倫理及安全知識」方面的表現優良且素質整齊，在「教材製作及硬體問題解決」方面的能力則較需要加強。 （三）數位教學資源方面 根據教育部的調查，目前中小學教師對於網路教學資源的使用度不高，從網路搜尋得來的補充教材只佔全部補充教材的25%，網路資源的取得方式大多是利用搜尋引擎進行關鍵字檢索。相關文獻針對國內外數位教學資源網站的研究建議，未來應建立教學資源的標準格式及標準分類，以減少教師花費在資源檢索的漫長時間，讓教師更快速找到適合的資源教材，也更願意去使用網路的教學資源。

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小結九年一貫課程將資訊教育列入「重大議題」，不獨立分科的目的，主要是強調資訊融入教學以培養學生「應用科技資訊」與「解決問題」的能力。國小階段的資訊教育重點，是要讓學生經由學習的過程，習得資訊科技的基本知識與應用資訊工具的基本技巧，最終建立解決問題的能力與終身學習的態度，以面對未來高度資訊化的社會。第二節問題解決步驟融入教學本節首先說明問題解決的意義及問題的類型，其次分析問題解決的步驟，最後探討問題解決教學。 一、問題解決的意義 （一）問題解決的定義 國內外學者對於問題解決的看法，各有各的見解與闡述。國外學者Pólya (1981) 認為「問題解決」是指個體透過思考，尋找出一個可以完成清楚目標的具體行動，就稱為問題解決。Gagné (1985) 認為解決問題是個體展現出來的一種創造性活動，此種創造性的活動必須依賴個體將自身所具有的知識、智慧、技能與行為做一次整體功能的綜合表現，此行為表現具備高度智慧與能力的特性。Hatch (1988) 則認為：「問題解決」是一個不斷找尋解答的過程，而此解答必須是適切而且是符合邏輯的。Sternberg (1996) 認為「問題解決」的過程當中必定充滿各種障礙，而問題解決的目的就是搬開一個個阻擋在解題過程中的絆腳石。至於國內學者的看法，吳德邦與吳順治（1989）指出「問題解決」是個體運用其成長歷程中所習得的知識、技能和經驗，去達到解決問題所需要的

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的最低門檻。詹秀美、吳武典（1991）定義「問題解決」時強調個體邏輯、推理思考能力的重要性。張春興（1996）認為問題解決是個體的一種心理活動過程。此過程必須搭配既有的知識與技能，如此才能達到解決問題的目的。 （二）問題的類型 解決問題過程當中，學生除了要暸解問題之外，也必須釐清問題的類型。因為不同的問題呈現方式將會引導學生以不同層次的思考技能來進行問題解決。

國外學者Newell & Simon (1972) 將問題的類型依照結構性的強度進行

分類：1.「結構性問題」。2.「半結構性問題」。3.「無結構性問題」三種。 Chi & Glaser (1985) 將問題類型區分為「定義明確的問題」 (well-defined problem) 與「定義不明確/模糊的問題」 (ill-defined problem) 兩大類，分類的依據與標準是以問題初始狀態以及最終目標狀態的定義是不是夠明確來進行分類。

國內學者張春興（1999 ）將問題分為三大類： 1. 結構良好問題

(well-structured problem)。2.結構模糊問題 (ill-structured problem)。3.爭議問題 (issue)。林進材（1999）將問題分為兩類：1.擴散性問題。2.聚斂性問題。林麗惠（2000）亦將問題分為兩類：1.定義明確的問題。2.定義模糊的問題。

二、問題解決的步驟

個體於問題解決的整個歷程當中，經歷了兩個重要的元素，一是學習，一是思考。以下臚列幾位學者對於問題解決步驟的相關研究：

美國教育學者Dewey (1910) 在其著作 (How we think) 一書中，曾列舉

問題解決的五大步驟，用以說明個體在解決問題時的心理歷程。此五大步驟為：1.發現問題。2.定義問題。3.發展假設。4.檢驗假設。5.應用（引自張春興、林清山，1991）。

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數學大師Pólya (1945) 在其著作「怎樣解題」一書中，提出問題解決的

四個步驟為：1.瞭解問題 (understand the problem)。2.策劃解題計畫 (devising

a plan)。3.執行計畫 (carrying out the plan)。4.檢核 (looking back) （張憶壽譯，1986）。

Gagné (1985) 提出問題解決五步驟：1.發現問題。2.瞭解問題。3.蒐集資訊。4.行動。5.評鑑檢討。

Sternberg (1996) 以後設認知的教學策略提出解決問題七步驟：1.確認問題 (problem identification)。2.定義問題 (definition of problem)。3.形成解決問題的策略 (constructing a strategy for problem solving)。4.組織問題的資訊 (organizing information about a problem) 。 5. 分配資源 (allocation of resources) 。 6. 監控問題解決 (monitoring problem solving) 。 7. 監督評估 (evaluating problem solving）。由此建立一問題解決循環模式，以日常生活問題解決做分析，以瞭解兒童應用所學解決生活情境問題。國內學者李隆盛 ( 1994 ) 提出解決問題的六步驟為：1.界定問題。2.設定目標。3.發展選擇方案。4.選定最佳方案。5.執行選定的方案。6.評鑑結果。教育部（1998）九年一貫課程綱要中，提到問題解決的過程包含了五個步驟：1.瞭解與思考。2.探究與計畫。3.選擇策略。4.尋找答案。5.省思與擴展問題。張振松與黃萬居（2003）指出問題解決的歷程為：1.發現問題。2.暸解問題。3.表徵問題。4.解決問題。5.評估。6.回顧。張春興（2005）認為問題解決是個體將其心理運思轉化為行動的歷程，在遭遇問題情境時，個體會根據舊有的經驗、知識、技能，進行問題的解決。他提出問題解決的五個歷程：1.發現問題。2.瞭解問題。3.蒐集資料。4.行動解決。5.檢討評估。研究者整理國內外學者所提出之問題解決步驟，範圍從四步驟至十步驟不等，依照步驟的功能特性將問題解決歷程歸結出五個主要階段，分別為：

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1.「釐清確認」階段。2.「提出擬定」階段。3.「蒐集儲備」階段。4.「落實執行」階段。5.「回顧檢討」階段。彙整如：表 2-1。表2-1 問題解決歷程五階段研究者 (年代) 階段一釐清確認階段二提出擬定階段三蒐集儲備階段四落實執行階段五回顧檢討尋求可能的解決方案 Dewey （1910）定義問題 _{推論有關的} 解決方法測試證明 Pólya （1945）瞭解問題擬定計畫執行計畫回顧檢討認清事實 Osborn & Parnes （1953）發現問題尋求方法尋求解決尋求認同認識問題分析問題形成假設蒐集相關資料 Hanna, Potter & Hagaman （1955）定義問題形成解決問題策略根據資料進行分析、分類及組織應用解決問題策略界定問題評估選擇 Kingsley & Garry （1957）陳述問題接受選擇尋求線索驗證解決方案 Ausubel & Robinson （1969）呈現問題確認問題目標與已知條件填補空隙過程解答之後檢驗辨認問題並加以具體化選定目標並 Urban & Ford （1971） _分析問題建議評量標準實施問題的答案持續評量結果辨認問題 Bransford & Stein （1984） _定義問題探索方案執行計劃觀察執行成果

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表2-1（續）研究者 (年代) 階段一釐清確認階段二提出擬定階段三蒐集儲備階段四落實執行階段五回顧檢討直指問題關鍵點 Blanchard （1984）紀錄事實制訂解決方案訊息交流確實執行成果評估發現問題 Isaksen & Parnes （1985）確定目標尋求方案尋找資料接受方案 Gagné （1985）發現問題瞭解問題蒐集資訊解決行動評鑑檢討方案建立 Bardach （1985）定義問題決策收集證據檔案製作權衡方案效益找到問題評鑑解法 Hayes （1989）表徵問題計畫解法執行解法獲得經驗分類、評估與組織問題制定決策 Francis （1990）設定目標計畫蒐集資料行動檢討改進 Rayner-Canha m, G. W. & Rayner-Canha m, M. F. （1990）確認問題計畫執行策略蒐集資訊執行計劃構思 Woods, et al. （1993）界定問題計畫執行計畫檢討

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表2-1（續）研究者 (年代) 階段一釐清確認階段二提出擬定階段三蒐集儲備階段四落實執行階段五回顧檢討分析問題作成決策 Laudon, K. C. & Laudon, J. P. （1993） _瞭解問題 _設計解答執行解答回饋柯華崴（1993）形成問題計畫解題法執行解題方法評鑑解法發現問題尋找解答郭有遹（1994）發現問題尋找解答尋找資料接受解答確認問題組織問題評估問題定義問題 Sternberg & Lubart （1995）提出問題資源分配監控問題重新確認問題提出初步構想測試與評鑑提出多種解決方案方崇雄（1995）分析與研究問題選擇最佳方案蒐集資料解決問題改進構想或重新設計方案 Etter （1995）陳述、定義問題發展與評估可能的解決方法收集資訊驗證解決方案發展可能解答發展備案吳天方（1996）定義問題選定最佳方案執行選定方案評鑑結果問題假設評價許書務（1998） _驗證 _{具體化決定} 執行事後評估

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表2-1（續）研究者 (年代) 階段一釐清確認階段二提出擬定階段三蒐集儲備階段四落實執行階段五回顧檢討張俊彥（1998）呈現問題計畫解決途徑資料蒐集整理與儲存執行計畫釐清問題 Jonassen & Prevsih （1999） _{建構問題空間} 產生解決方案測試校正答案陳明溥顏榮泉（1999）確認問題擬定解決計劃蒐集資訊實際行動董家莒（2000）呈現問題計畫解決途徑資訊與資料的蒐集整理與儲存執行計畫提出可能的解決策略 Style （2001）釐清問題決定解決策略按照策略採取行動評鑑行動的效能包景濂（2001）呈現問題計畫解決途徑資料蒐集整理與儲存執行計畫檢驗確認問題組織跟問題有關的訊息 Sternberg （2003）定義問題建立問題解決的策略資源分配監控問題解決評估問題解決的結果找出可能的解決方法 Firth （2003）定義分析問題選出可行的解決方法試驗並實行這種方法吳麗貞（2004）確認定義問題設定目標擬定方案執行衡量

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表2-1（續）研究者 (年代) 階段一釐清確認階段二提出擬定階段三蒐集儲備階段四落實執行階段五回顧檢討張春興（2005）發覺問題瞭解問題資料蒐集解決行動檢討評估本研究確認問題擬定計畫蒐集資訊執行計畫檢驗成果資料來源：研究者整理。研究者依據上述「釐清確認」、「提出擬定」、「蒐集儲備」、「落實執行」、「回顧檢討」五階段並綜合整理國內外學者之問題解決步驟後，擬定本研究的問題解決五步驟為：1.「確認問題」。2.「擬定計畫」。3.「蒐集資訊」。4. 「執行計畫」。5.「檢驗成果」。並依此五步驟作為課程內容設計之主要架構。 三、問題解決教學 （一）問題解決教學的定義 (Problem-solving instruction) 問題解決教學，顧名思義，是把「問題解決」當作是貫穿教學歷程的主軸，教師引導學生運用邏輯思考來主動建構知識的一種教學活動 (Gagné & Briggs, 1979)，而教學最終的目的在於增進學生問題解決的能力。問題解決教學指的是教師提供學生一個問題的情境，學生可以經由合作的方式進行資料的蒐集，資料經過邏輯分析與整合之後成為有用的知識或者技巧，學生嘗試將此新獲取的知識及技巧運用在初始問題的解決上。因此，問題解決教學法與傳統教學法相異之處，經由問題解決的歷程，問題解決教學法可以提高學生主動建構知識的意願，並能強化學生自主學習的能力 (Albanese & Mitchell, 1993)。

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郭有遹（1994）指出「問題解決教學」是教師依據教學目標安排一個問題的情境，而此問題情境的提供足以讓學生產生學習上的疑惑與解決問題的興趣，然後經由教師有系統的引導，最終培養出學生獨立解決問題的能力。吳培安（1995）研究指出，若要培養學生「問題解決」的能力，則以「問題解決導向」的教學模式最適當。鍾一先（1997）提出「問題解決教學」乃是讓學生置身於問題情境當中，讓學生不斷地嘗試與練習，當學生瞭解並懂得運用問題解決步驟與技巧時，也代表學生問題解決的能力已經建立。問題解決的教學就是希望學生能成為有效的問題解決者，從解決問題的生手變成專家。可以很快的瞭解問題的所在並採取適當的方法與程序來解決問題。當問題解決後，會將此解題的經驗融入認知結構中，有助於下次面對相同或類似問題時可以快速的解決問題。本研究擬將問題解決教學定義成教師能依循問題解決教學步驟逐一實施教學，使得學生習得問題解決的過程與目的。 （二）問題解決教學的實施 在問題解決教學環境中，教師適時的引導十分重要。學生在學習的歷程中，其經驗的累積、技巧的形成、能力的建立、態度的養成與思考的成熟，教學過程中教師所扮演的角色舉足輕重(陳秀枝、李啟溳，1997；Frederiksen, 1984)。

Dunfee & Sagl 在其合著 Social Studies through Problem Solving 一書中針對問題教學法的實施提出五階段（引自徐南號，1996）：1.開始階段：發現

問題。2.共同計畫階段：共同討論並決定計畫。3.進行問題解決 (experience to

solve problem) 階段。4.總結階段：學習成果彙整。5.評價階段：師生評鑑。鍾一先（1997）指出在實施問題解決教學時，教師應注意下列事項：1. 以問題為中心。2.教師是引導者、輔導者。3.加強學生先備知識。

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另有研究指出，問題解決教學提供教師有效率的方式設計教材，而且適用不同程度的學生，並能達成建立學生問題解決能力的最終目的 (Johnson, 1988；戴文雄、康鳳梅，2000)。

誠如上述國內外學者所提及，在問題解決教學實施歷程中，教師適時的引導是十分重要的動作，但是引導的程度又該如何拿捏？Kim & Kellough (1991) 建議教師可以採取下列三種層次施行，其中層次越低，則代表教師引導的程度越深，說明如：表2-2。表2-2 教師在解決問題活動中的引導程度問題解決教學活動層次一層次二層次三確認問題教師或教科書教師或教科書學生探索解法教師或教科書學生學生決定解法學生學生學生

資料來源：Secondary School Teaching: Planing for Competence (5th ed.). New York: Macmillan. 小結解決問題之前，必須先對問題的特性、類型以及問題的內容進行瞭解與釐清，在完成問題的確認之後，才能開始著手進行解決計畫的擬定，在尋找與發展解決計畫的過程中，蒐集、整理及運用各種資訊、資源的步驟，是擬定可行、最佳方案的重要過程。解決方案一旦產生，接著就是依照所擬定的解決計畫確實執行，落實執行過程中以及執行後，將結果與初始等待解決的狀態進行檢驗與評估，作為下次遭遇相同或相似問題時候解決問題的參考。學生在嘗試進行問題解決的過程中，由於本身對於問題解讀的精準度與

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解決問題的技巧皆尚未成熟，此時教師適時的引導就顯得十分重要。中外學者皆認為學生在進行問題解決的過程中教師適時的引導有其重要性與必要性。學生在學習解決問題的歷程中，教師若能提供有效率的課程設計與解題環境再加上教師適時的引導，逐步讓學生習得問題解決的步驟與技巧，最終達到建立學生問題解決能力的目的。第三節問題解決能力相關研究世界各國無論是科學界、教育界乃至於企業界，關於「問題解決」的研究主題一直是頗具未來發展性與趣味性的，尤其是運用在「教育」的部分更值得繼續鑽研與努力。本節中研究者試著從「問題解決能力」的定義開始，進而說明國內外關於問題解決能力的各種測驗，最後將收集到國內外問題解決能力的相關研究整理分述如下。 一、「問題解決能力」的定義 Wechsler (1958) 曾指出「問題解決能力」是一個可以評估個體智力高低的標準。

Krulik & Rudnick (1980) 認為「問題解決能力」是個體運用所學已知來面對並處理新情境的能力（引自郭伯銓，2001）。

D’Zurilla & Nezu (1982) 認為問題解決能力應該包含：1.察覺問題的能力。2.設想解決方法的能力。3.逐步解決方法的能力。4.預想後果的能力。 5.察覺行為動機的能力。

Brandsford (1984) 則認為問題解決能力應該包含：1.確認問題的能力 (identification of problems)。2.精確定義及表徵問題的能力(define and reprsent them with precise)。3.探討可能策略的能力(explore possible strategies)。4.付諸

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行動的能力(act on these strategies)。5.監視行動後影響(look at the effects)。 Gagné (1985) 認為問題解決能力是一種較高層次的學習層次，個體若要順利解決問題，不但必須具備「敘述性」方面的知識，同時也要具備「程序性」方面的知識，兩者缺一不可。詹秀美、吳武典（1991）認為個體解決日常生活問題的能力即為問題解決能力，而解決問題過程中運用了邏輯思考與擴散思考。問題解決能力包含五種能力：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。陳美芳（1994）認為問題解決能力包含：1.問題的辨識能力。2.將問題解析成為較小問題的能力。3.尋求解題方法的能力。4.執行解題計畫的能力。 5.評鑑成效並加以延伸的能力。呂金燮（2000）認為問題解決能力指的是一種將已知的舊經驗、模組、案例進行重新組織與整合的能力，其中牽涉到分析、推理、歸納、演繹等等的過程。王雅奇（2002）則認為問題解決能力是個體經過複雜過程整合其高層次思考或認知活動的最終表現，探討問題解決能力所牽涉的層面非常廣泛且複雜。「問題解決能力」牽涉到一個人分析、推理的過程，也牽涉到實際付諸行動、執行的過程。問題解決能力包含了兩個層面，一是「思考」的層面，一是「行動」的層面，兩層面需要無間的搭配與合作，才能夠將問題圓滿地解決。「問題解決能力」的建立，必須經歷一連串學習的過程，學生經過不斷地嘗試與反思，尋找出解決問題的最佳答案。爾後面臨相同或類似的問題時，學生將優先使用成功的舊經驗進行問題解決，當問題解決過程中遭遇困難挫折時，學生便轉而嘗試以舊經驗為基礎並加入蒐集的新資訊以進行重整，然後再進行問題解決。

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藉由成功經驗的不斷累積，解題失敗的機率隨之下降，學生在問題解決能力上的提昇，使其漸漸地由問題解決的生手轉變為問題解決的專家。 二、問題解決能力測驗 上一小節中，國內外學者對於問題解決能力的定義提出的見解並不完全相同，這也代表了若要完整詮釋問題解決能力，其所涵蓋的面向十分廣泛而複雜，需要考量的因素也十分眾多，基於以上理由，要想設計出一份高信效度以正確檢測個體問題解決能力的測驗工具，更是一件不簡單的事。關於學生問題解決能力的評量與檢測，林碧珍（1989）提到「過程評量模式表」，這是國外學者 Walter Szetela (1987) 採自 Charles & Lester (1982) 的研究。此模式表的三個設計原則是：1.瞭解問題。2.解決問題。3.評估結果。而這三個原則就是根據 Pólya (1945) 問題解決四步驟而來的，如今也成為常被使用的問題解決評量表之ㄧ。研究者將國內外學者針對問題解決能力研究所發展的各式測驗及量表進行整理，臚列出適用對象以6 歲至 12 歲的國小學生為主的測驗及量表，彙整如：表2-3。

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表2-3 問題解決能力測驗量表彙整表測驗名稱編製者適用對象問題解決能力向度測驗目的編製緣由「問題解決能力」測驗簡真真（1981）小二生至小六生 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.辨認問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 1.依據「普渡基本問題解決能力量表 (1971)」（簡稱PEPSI）修訂而成。 2.克服現行各種認知能力測驗受到兒童不同文化背景之影響。（39 題）「問題解決」測驗 Zachman et al. (1984) 6 至 12 歲學生 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 (Test of Problem Solving, TOPS) （50 題）「問題解決能力」測驗王萬清（1987）小三生至小六生 1.發現問題 2.界定問題 3.計畫實施步驟 4.提出可行方案以 Guilford 在 1967 年提出的智力結構理論及作者所提的「問題解決模式」為編製測驗的理論基礎。

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表2-3（續）測驗名稱編製者適用對象問題解決能力向度測驗目的編製緣由「問題解決」測驗詹秀美、吳武典（1991） 6 至 12 歲學生 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 1.根據 Zachman, Huisingh & Barrett (1984) 編製「Test of Problem Solving」修訂而成。 2.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。（30 題）「兒童問題解決能力」量表羅芝芸（1999）小四生至小六生 1. 逐步解決問題的能力 2. 設法解決問題的能力 3. 預想後果的能力 4. 察覺問題存在的能力 5. 察覺行為動機的能力主要測量兒童日常之問題解決能力。（30 題）「問題解決能力自我檢核表」問卷李曉菁（2003）小五生 1. 釐清問題 2. 提出可能的解決策略 3. 決定解決策略 4. 按照策略採取行動 5. 評鑑行動的效能運用解決問題的思考模式與策略來解決日常生活的問題。（25 題）

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表2-3（續）測驗名稱編製者適用對象問題解決能力向度測驗目的編製緣由「新編問題解決」測驗詹秀美、吳武典（2007）小四生至國一生三個分測驗： 1.界定原因 2.解決方法 3.預防問題二個向度： 1.變通性 2.有效性測量兒童運用思考能力及推理能力，解決日常生活中問題的能力。（15 題） ◎說明：詹秀美、吳武典（2007）參酌 1991 年的原問題解決測驗而進行重新編制，將原測驗以圖片呈現形式改成文字敘述方式。並將原先五個分測驗精簡成「界定原因」、「解決方法」、「預防問題」三個分測驗，以及「變通性」與「有效性」兩個向度。資料來源：研究者整理。上述學者所設計完成的問題解決測驗與量表，主要適用對象為國小學生，研究者在歸納、整理各測驗與量表的問題解決能力「向度」之後發現，可以將學者的測驗量表主要內容架構分為五大部分：1.與「問題」有關的能力。2.與「計畫」有關的能力。3.與「資源」有關的能力。4.與「執行」有關的能力。5.與「評鑑」有關的能力。研究者將表 2-3 的測驗量表依據這五大部分，歸納整理如：表2-4。

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表2-4 問題解決測驗量表內容架構研究者 (年代) 與「問題」有關的能力與「計畫」有關的能力與「資源」有關的能力與「執行」有關的能力與「評鑑」有關的能力察覺問題之存在確認目標確認所存在問題之性質決定解決問題之下一步驟適切的發問擇取最能有效解決問題之方法擇取最能有效解決問題之方法猜測原因擇取最好或最不尋常的解決問題之方法簡真真（1981）辨認問題情境中有關之因素決定解決某一問題時，是否需要更多資料擇取最好或最不尋常的解決問題之方法預見行為後果猜測原因解釋推論預防問題 Zachman et al. (1984) 逆向原因猜測決定解決方法決定解決方法決定解決方法逆向原因猜測

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表2-4（續）研究者 (年代) 與「問題」有關的能力與「計畫」有關的能力與「資源」有關的能力與「執行」有關的能力與「評鑑」有關的能力發現問題計畫實施步驟王萬清（1987）界定問題提出可行方案提出可行方案提出可行方案猜測原因解釋推論預防問題詹秀美吳武典（1991）逆向原因猜測決定解決方法決定解決方法決定解決方法逆向原因猜測察覺行為動機的能力羅芝芸（1999）察覺問題存在的能力設法解決問題的能力設法解決問題的能力逐步解決問題的能力預想後果的能力提出可能的解決策略李曉菁（2003）釐清問題決定解決策略提出可能的解決策略按照策略採取行動評鑑行動的效能預防問題詹秀美吳武典（2007）界定原因解決方法變通性有效性有效性資料來源：研究者整理。

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小結問題解決能力所涵蓋的面向十分廣泛，因此學者在發展與設計問題解決能力測驗或量表的過程當中，需要考量的因素也十分眾多。研究者歸納整理問題解決能力測驗量表的內容架構為五大部分：1.問題、2.計畫、3.資源、 4.執行、5.評鑑，對照本研究所擬定的問題解決五個步驟：1.確認問題、2. 擬定計畫、3.蒐集資訊、4.執行計畫、5.檢驗成果。故本研究擬以上述問題解決五個步驟融入教學課程，嘗試讓學生經由問題解決教學的過程，學習問題解決的知識與技巧，最終建立涵蓋「問題、計畫、資源、執行、評鑑」這五大向度的問題解決能力。 三、國內外「問題解決」相關研究 林漢良（2004）曾將問題解決的相關研究依照科學教育的不同面向整理如下： （一）問題解決訓練可以增強創造力及其他思考能力的發展

學者有：Torrance (1972), Chung (1998)、翁玉華（1998）、Malouf

(1999)、張俊彥與翁玉華（2000）、洪文東（2000）、李光烈（2000）、洪文東與李震甌（2001）、張振松（2002）。 （二）問題解決教學對於學習者的學習態度有正面的影響 學者有：Piburn (1994)、劉誌文（1994）、Higgins (1997)、王如玉（1999）、曾育宗（2003）。 （三）問題解決教學訓練可以提昇學生學習成效

學者有：Piburn (1994)、鍾一先（1997）、Chang & Barufaldi (1999)、湯偉君（1999）。

（四）與合作學習的理念結合促進教學成效

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(1993), Qin, Johnson, & Johnson (1995)、李隆盛（1995）、徐新逸（1998）、程上修（2000）、Taconis, Ferguson-Hessler, & Broekkamp

(2001)。

（五）與資訊科技結合提供新的研究方向

學者有：Rayner-Canham & Rayner-Canham (1990),

Reif & Scott (1997)、董家莒（2000）、張俊彥與董家莒（2000）、季永明（2003）、王順福（2003）。 （六）與後設認知策略結合促進教學成效 學者有：Sherman (1987)、陳龍安（1991）、Jausovec (1994)、汪榮才（1997）、張淑娟（1997）、楊明家（1997）。 （七）與多元智能結合促進教學成效 學者有：林奕宏（2000）。 （八）從不同的學習型態探討問題解決能力 學者有：張美玉與吳玉明（1999）。 （九）從不同的學習成就探究問題解決能力 李震甌（2002）。 （十）結合提示與範例促進問題解決教學成效 學者有：黃幸美、林美珍和鄭晉昌等（1996）。 （十一）結合不同的教學策略滿足不同學生的需求 學者有：柯怡君與張靜嚳（1995）。另外，研究者根據部分國內外學者自1986 年至 2002 年對於「問題解決」議題的相關實證研究做以下的彙整，如表2-5。

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表2-5 問題解決相關研究彙整表與技職教育結合提供新的研究方向研究者（年代）研究對象研究內容與結果黃耀寬 1999 高職生 ◎在低壓工業配線課程中施以問題解決教學策略之實驗教學，研究發現問題解決教學策略對於低壓工業配線之學科知識、配線規劃與實務及故障診斷排除實務的能力有助益，且增進學生在認知、技能及情意等三向度的能力。廖秀香 2000 高職生 ◎在數位邏輯實習課程中施以問題解決教學策略之實驗教學，研究發現實施問題解決教學策略對於數位邏輯實習課程學習成就學科測驗與術科測驗能力之表現顯著優於傳統教學方式。對於問題解決教學策略的方法，經調查結果顯示，實驗組大部分的學生認為問題解決策略是值得學習的策略。故問題解決教學策略值得在「數位邏輯」實習課程之教學上推廣。與輔導課程結合提供新的研究方向研究者（年代）研究對象研究內容與結果盧淑華 2000 國一生 ◎「得勝課程－問題解決」對國中生問題解決態度與行為困擾之研究。 ◎實驗組在問題解決的積極態度與行為困擾的減少之立即效果顯著優於控制組。

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表2-5（續）與生活科技課程結合促進學習興趣與學習成效研究者（年代）研究對象研究內容與結果方崇雄 1995 國三生 ◎在生活科技教育中採取問題解決教學策略，建構以問題解決策略為核心的課程設計模式，結果發現此策略確實能引起學生的學習興趣並從事深度思考，有效培養學生問題解決能力。陳玫良 1995 國中生 ◎調查研究得知目前工藝教師肯定運用問題解決教學策略進行工藝生活科技教學是必需的、可行的。教師要善用解決問題教學策略，須在活動設計、設施設備管理上做適度調整。王百民 2002 高中生 ◎在生活科技課程中施以問題解決教學策略之實驗教學，研究發現實施問題解決教學策略，對於高中學生在生活科技課程「能源與運輸」領域之學習成就學科測驗與術科測驗能力之表現顯著優於傳統工藝教學。 ◎對於問題解決教學策略之學後反應，經調查結果顯示，在課程安排、教師教學策略及個人感受等向度，大部分實驗組學生均認為問題解決教學策略是值得學習的策略。 ◎由本研究發現問題解決教學策略對高中學生於生活科技課程「能源與運輸」領域之學科知識與術科能力有顯著差異，且學生對於問題解決教學策略的學後反應大多認為值得學習，故問題解決教學策略值得在生活科技課程之教學上推廣。

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表2-5（續）從不同的年級探討問題解決能力研究者（年代）研究對象研究內容與結果王萬清 1986 國小生 ◎發現年級越高且採用問題解決課程的學生，其問題解決能力與程序思考能力優於未採用問題解決課程或相同情境的低年級學生。從不同的家庭背景、學習方式、智力探討問題解決能力研究者（年代）研究對象研究內容與結果詹秀美 1989 國小生 ◎指出家庭社經地位、父母管教方式、智力、學習方式等變項對問題解決能力有顯著的預測力。同時發現創造力與問題解決能力有顯著相闕，且女生的問題解決能力優於男生。與生活環保議題結合提昇問題解決能力研究者（年代）研究對象研究內容與結果陳怡琪 1999 小五生 ◎國小高年級學生實施問題解決教學之實驗研究－以家庭垃圾清理為例。 ◎實驗組在整體問題解決能力態度以及問題解決自信方面有顯著增進效果，但對學生的垃圾清理知識方面無顯著差異。

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表2-5（續）實施問題解決教學與訓練提昇問題解決能力研究者（年代）研究對象研究內容與結果黃淑珍 1994 大一生 ◎實施問題解決策略訓練對大學生解決問題能力、因應方式及心理健康的影響效果之研究。 ◎實驗組學生與控制組學生間之問題解決能力有顯著差異。吳坤詮 1996 小四生小五生 ◎認知能力、問題解決能力與創造力傾向之相關研究發現，認知能力、問題解決能力與創造力傾向具有顯著之相關，認為教師教學應配合課程內容，讓學生練習解決實際問題，培養其問題解決能力。王如玉 1998 高一生 ◎問題解決教學模組對高一學生學習之影響。 ◎實驗組在「問題解決能力」測驗的整體表現優於控制組。資料來源：研究者整理。小結國內外學者提出以「問題解決」為主題的研究，所涵蓋的領域十分廣泛，舉凡教育、心理、生活、輔導、年齡、智力、行為等等不同的面向，皆與「問題解決」議題進行結合與研究探討。無論是實施「問題解決」的訓練、教學或者是融入「問題解決」的模式、策略，大多數學者皆指出，實驗組的實驗結果普遍優於控制組的表現。

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第三章研究方法

經由前章探討國內外相關文獻後，本研究為探討「問題解決步驟融入電腦課程」對學生問題解決能力的影響，以國小五年級學生為對象，實施研究。為達研究目的，本研究採準實驗設計進行實驗教學，本章針對：一、研究對象。二、研究設計。三、研究工具。四、資料分析。五、教學活動設計，此五部份分別加以敘述。第一節研究對象參與本研究的對象為國小五年級學生，選擇國小五年級階段的班級作為研究對象的理由有二：（一）該校資訊課程自三年級開始實施，學生已經歷兩年基礎電腦知識及軟硬體操作技巧的學習，對於操作步驟較繁複與操作技巧較困難的電腦影像處理課程，高年級學生較容易理解並完成課程的學習。（二）以瑞士哲學家及心理學家皮亞傑的四階段認知發展論來說，小學中年級學生認知發展屬於具體運思期階段，而高年級學生則開始進入形式運思期階段，本研究採用「問題解決步驟」融入教學的方式，在教學歷程中需要學生進行較高層次認知技巧的應用。由於現有學校教育環境的限制下，若採個別隨機抽樣的方式選取，可能造成許多不便和困擾，因此，本研究實驗樣本取自台中縣某山線國小五年級的兩個班級，該校規模中等，非偏遠型學校，亦非都會型學校，其中一班為實驗組，35 人，另一班為控制組，35 人，學生平均年齡約為十一歲，其分組情況、各班人數、教學方式如表3-1 之統計。實驗組融入問題解決步驟進

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行教學，控制組則為傳統講述式教學。以資訊課程中「數位影像處理」單元，進行為期八週，共320 分鐘的分組教學。表3-1 教學分組、班級人數及教學方式統計表 組別人數（男生；女生）教學方式控制組 35（20；15）人傳統講述實驗組 35（19；16）人問題解決步驟合計 70 人第二節研究設計本研究以實驗教學的方式來比較不同的教學方式對學生問題解決能力所造成的影響，採用實驗研究法 (experimental method) 之不等組前後測設計 (pretest-posttest nonequivalent control group design)，而實驗研究法是指研究者在控制足以影響實驗結果的無關干擾變項 (extraneous variables) 之下，探討自變項 (independent variables) 與依變項 (dependent variables) 之間是否存在有因果關係 (casual relationship) 的一種研究方法（林清山，1992）。

根據本研究之研究目的與相關文獻探討的結果，提出本研究的研究架

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圖3-1 研究架構圖 自變項依變項教學方式 ◎控制組：傳統講述式 ◎實驗組：融入問題解決步驟學習影響 ◎ 實驗組與控制組學生問題解決能力的差異 ◎學生電腦先備能力 ◎電腦授課教師 ◎電腦教材 ◎教學時間 ◎教學地點與設備控制變項 ◎「問題解決能力自我檢核表」前測共變項

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一、自變項 教學方式：本研究旨在探討問題解決步驟融入國小電腦課程中對五年級學生「問題解決能力」之影響。學生樣本分為實驗組及控制組進行教學。 （一）控制組 採用一般傳統講述式之教學，實施過程為教師講解以及學生實習操作。 （二）實驗組 融入問題解決步驟於課程教學歷程中。 二、依變項 主要探討實驗組與控制組學生在「問題解決能力」上的差異情形。「問題解決能力自我檢核表」：實驗組與控制組學生在問題解決能力自我檢核表上的得分差異。 三、控制變項 （一）學生電腦先備能力 本研究之研究對象選定台中縣某山縣小學五年級的兩個班級進行實驗教學，因為是電腦課程，選定的標準是五年級上學期電腦科平均成績相近的兩個班級。 （二）電腦授課教師 本研究實驗組與控制組的電腦課程皆由研究者擔任教學者。 （三）電腦教材

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本研究之電腦教材除了坊間 PhotoImpact 電腦課本作為授課的紙本資料外，研究者所建置的教學資料庫網站，提供實驗組與控制組學生共同使用。 （四）教學時間 實驗組與控制組均每週上課一次，每節時間四十分鐘，共計八週八節課，兩組教學時間皆為 320 分鐘。 （五）教學地點與設備 實驗組與控制組學生均在同一間電腦教室上課，每位學生所使用的電腦軟、硬體設備皆相同。 四、共變項 本研究因採用準實驗設計，為排除實驗進行之前實驗組與控制組兩組學生問題解決能力之差異所造成的影響，故以「問題解決能力自我檢核表」所得分數為共變數，以排除其可能的影響。另外，本研究的實驗設計模式整理如表3-2 所示。表3-2 實驗設計模式組別前測實驗處理後測實驗組 _{Y1 X1 Y2} 控制組 _{Y3 X2 Y4} 說明：Y1, Y3 表示「前測」；Y2, Y4 表示「後測」； X1 表示「融入問題解決步驟」教學；X2 表示「傳統講述式」教學。

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實驗組與控制組學生均接受前測（問題解決能力自我檢核表）之後，兩組學生分別施以「融入問題解決步驟」與「傳統講述式教學」的數位影像課程，歷經八週的教學過程後，兩組學生再進行「問題解決能力自我檢核表」的後測，其中問題解決能力自我檢核表於前後測皆使用相同量表，待施測完畢後，以單因子共變數分析法分析兩組學生在問題解決能力的後測成績表現上是否達到顯著差異。本實驗相關研究目的、工具與資料蒐集的方法整理如下表3-3。表3-3 研究目的、工具與資料蒐集方法一覽表人數研究目的研究工具資料蒐集 70 比較實驗組與控制組在接受不同的教學方式後，學生在問題解決能力上的差異。問題解決能力自我檢核表紙筆第三節研究工具本研究所使用之研究工具：「問題解決能力自我檢核表」。茲將其詳述如下： 「問題解決能力自我檢核表」(見附錄二) 「問題解決能力自我檢核表」(同意書見附錄三)是李曉菁於2003年根據 Style(2001)提出的問題解決步驟而編製完成，其中包括五個能力向度，分別是：「1.釐清問題。2.提出可能的解決策略。3.決定解決策略。4.按照策略採取行動。5.評鑑行動的效能。」研究者以任職學校五年級一個班級的學生為預試對象，共計 34 人，刪

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除作答不完整的廢卷3 份，有效問卷共計 31 份，回收後立即進行問卷的信度分析與考驗。預試問卷之信度考驗以Cronbach’s 係數為主，「問題解決能力」自我檢核表的信度為.918。本研究「問題解決能力自我檢核表」題數共計 25 題，均採四點量表，由受試學生在「從來不會」、「很少會」、「經常會」、「每次都會」等四個選項中，勾選與自己行為表現最相近的答案。在計分方式方面，正面敘述題採正向計分，從「每次都會」到「從來不會」依序給四分到一分；反向敘述題採反向計分，從「每次都會」到「從來不會」依序給一分到四分。受試學生在「問題解決能力自我檢核表」上所有題目的得分加總，即代表此學生在問題解決能力上的分數，學生所得到的分數越高，則表示受試學生在問題解決能力上的表現越好。第四節資料分析本研究資料來源：「問題解決能力自我檢核表前、後測」。茲將資料處理情形說明如下：本研究使用 SPSS 12.0 中文版統計軟體來進行量化資料的統計分析，其中各項考驗與分析皆採用α=.05 的顯著水準。 （一）t 檢定 以獨立樣本 t 檢定檢驗實驗組與控制組學生五年級上學期電腦學期成績的差異情形。 （二）共變數分析(ONE-WAY ANCOVA) 以不同的教學方式為自變項，實驗教學之後的「問題解決能力自我檢核表後測成績」為依變項，兩組「問題解決能力自我檢核表前測成績」為共變

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數，以排除前測成績之影響，進行單因子共變數分析，藉以檢驗經過實驗教學之後，兩組學生在「問題解決能力」表現上的差異情形。 （三）質性資料分析 兩組質性資料的來源為「教學活動學習單」及「教學現場觀察」。第五節教學活動設計 一、課程規劃與軟體選擇 研究者所任職小學三至六年級電腦課程的規劃如下表3-4 所示：表3-4 學校電腦課程規劃年級資訊課程規劃三年級上學期電腦基本概念及操作三年級下學期網路基本概念及操作四年級上學期文書處理軟體教學四年級下學期簡報製作軟體教學五年級上學期美工繪圖軟體教學五年級下學期影像處理軟體教學六年級上學期網頁製作軟體教學六年級下學期多媒體畢業光碟製作如上表 3-4 所列，五年級下學期之電腦課程規劃為影像處理軟體的教學，資訊教師於教學時所使用的軟體為：中文版PhotoImpact (ver. 11)。

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二、教學方式比較 研究者針對實驗組與控制組的教學方式比較，整理如：表3-5。表3-5 實驗組與控制組之教學方式比較項目實驗組教學方式控制組教學方式準備作業教師依據教學目標及課程內容，建置網路教材資源平台。教師依據教學目標及課程內容，建置網路教材資源平台。教學時間 40 分鐘 / 節 × 8 節 = 320 分鐘 40 分鐘 / 節 × 8 節 = 320 分鐘教學方式融入問題解決步驟傳統講述方式作業指導問題解決為主精熟操作為主教學主體學生為中心教師為中心學習評量教師評量、學生自評教師評量 三、實驗組教材內容結構 實驗組教材內容的結構組成，主要依據本研究所擬定的五個問題解決步驟：「1.確認問題。2.擬定計畫。3.蒐集資訊。4.執行計畫。5.驗收成果。」來設計並實施教學，本研究教材內容結構圖整理如：圖3-2。

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圖3-2 實驗組教材內容結構圖 四、實驗組與控制組教學活動設計 實驗組教學活動以問題解決步驟為課程設計核心，控制組教學活動則以傳統教師講述搭配學生操作練習為設計原則，研究者針對實驗組與控制組的教學活動設計概要，整理如下表3-6，完整教案設計詳見附錄四之說明。確認問題擬定計畫蒐集資訊執行計畫檢驗成果擬定處理步驟作品展示與觀摩影像素材原始限制教學資源網站軟體實際操作工具展示介紹工具操作教學