高中學生科學創造力指標及其歷程之研究

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(1)國立台灣師範大學工業教育學系碩士論文. 指導教授吳明雄博士高中學生科學創造力指標及其創造歷程之研究 The Study on the Scientific Creative Process and Creativity Indicators of Senior High School Students. 研究生：黃秀玉. 中華民國九十七年六月二十八日.

(2) 中文摘要本研究旨在探討高中學生科學創造力指標及其創造歷程。本研究採質性研究，並輔以量化探討，以參加全國科學展覽得獎之六組高中隊伍為研究對象，進行深度訪談，採用分析歸納法，將文獻及訪談資料分析歸類、統整形成概念，探討其創造歷程和建立科學創造力指標初稿；再進一步用精釋研究法，發展科學創造力指標；以肯德爾和諧係數檢定結果，確認指標的重要性。研究結論如下：ㄧ、創造歷程的四個程序，包括：參加科展的動機、瓶頸的突破、問題解決的程序、構想擷取的方法。二、科學創造力指標有六個面向，共 54 項指標，包括人格特質面 14 項、環境面 7 項、學習面 6 項、能力面 14 項、思考歷程面 10 項、作品面 3 項。經高中教師專家及學者專家共同評定重要等級最高者，能力面 7 項、人格特質面 6 項、思考歷程面 3 項、作品面及學習面各 2 項及環境面指標 1 項，共 21 項，占全部項目之 55.6%。ㄧ致性係數為.703，兩群組專家評定指標重要性之ㄧ致程度相當高。依研究結論，對教育行政單位及未來研究共提出十三項建議供作參考。. 關鍵詞：科學領域、科學創造力、創造歷程、高中教育、創造力指標. I.

(3) Abstract The purpose of the research was to inquire of scientific creativity indicators and creative process of senior high school students through qualitative and quantitative research. Top six winning teams from the National Science Exhibition Contest were selected as the subjects and in-depth interviews were conducted to them. They were interviewed in-depth. By analyzing and inducting literatures and data collected, the primary concepts of creative process and creativity indicators were established Furthermore, Hermeneutic Research Method was adopted to develop the concrete indicators. Finally, the importance of the indicators was verified by Kendall’s coefficient of concordance test. The conclusions were presented as followings: 1. The four procedures of the creative process included: the motivation of participating the National Science Exhibition Contest, the breakthrough of bottlenecks, the procedure of problem-solving and idea-collecting method. 2. Six aspects (personality-trait, environment, learning, ability, thinking process, final works) were presented into fifty- four items of scientific creativity indicators. Among the fifty-four items, twenty–one (55.6%) of them were evaluated as the importantly high-level items by experts from both senior-high school teachers and scholars. Seven items were identified from ability, six items from personality-trait and three items from thinking process, two items from final works, two items from learning and one item from environment. Kendall’s coefficient was .703 which presented high consistency of importance between two expert groups.. II.

(4) Based on the conclusions, thirteen suggestions were presented as references to the education administrative units and future research. Key words: scientific creativity, creative process, high school education, creativity indicators. III.

(5) 目. 錄. 中文摘要................................................................................................................. I 英文摘要................................................................................................................II 目. 錄...............................................................................................................Ⅳ. 表目錄...................................................................................................................Ⅵ 圖目錄...................................................................................................................Ⅶ 第一章緒論...........................................................................................................1 第一節研究動機 .............................................1 第二節研究目的 .............................................6 第三節名詞釋義 .............................................7 第四節研究限制 ............................................10 第二章文獻探討.................................................................................................11 第一節創造力的意義 ........................................11 第二節科學創造力 ..........................................15 第三節創造歷程 ............................................18 第四節指標的定義與建構 ....................................19 第五節相關研究 ............................................23 第六節小結 ................................................32 第三章研究設計與實施.....................................................................................35 第一節研究架構 ............................................35 第二節研究對象 ............................................36 第三節研究方法 ............................................38. IV.

(6) 第四節研究步驟 ............................................47 第四章. 研究結果與討論......................................... 51. 第一節受訪學生之創作思考歷程 .............................51 第二節科學創造力指標 .....................................76 第三節指標的重要結果評量 .................................95 第四節研究結果與討論 ....................................100 第五章. 結論與建議............................................ 105. 第一節結論 ...............................................105 第二節建議 ...............................................108 參考文獻.............................................................................................................111 附錄一. 高中學生科學創造力指標重要性評定量表.................125. 附錄二. 科學展覽得獎優良作品物理科(新莊高中)採訪資料...................125. 附錄三. 科學展覽得獎優良作品化學科(竹科實驗中學)採訪資料………130. 附錄四. 科學展覽得獎優良作品生物科(彰化女中)採訪資料...................140. 附錄五. 科學展覽得獎優良作品地球科學科(彰化女中)採訪資料………148. 附錄六. 科學展覽得獎優良作品物理科(嘉義女中)採訪資料…………...125. 附錄七. 科學展覽得獎優良作品數學科(鳳山高中)採訪資料…………...167. V.

(7) 表目錄表 1-1-1 政府推動創造力的政策或方案..............................2 表 2-1-1 各學者所提出創造力的涵義...............................12 表 2-5-1 國內科學創造力相關研究 ................................24 表 2-5-2 國內科學創造歷程之相關研究 ............................27 表 2-5-3 國內國中小能力指標之相關研究 ..........................29 表 2-5-4 國內指標建構之相關研究.................................31 表 3-2-1 受訪對象基本資料 ......................................37 表 3-3-1 訪談大綱問題內容及對應研究架構.........................40 表 3-3-2 科學創造力指標歸納表範例...............................42 表 3-3-3 群組專家名單...........................................44 表 3-3-4 科學創造力指標評定量表範例.............................47 表 4-1-1 高科學創造力學生參加科展的動機.........................57 表 4-1-2 瓶頸的突破 ............................................61 表 4-1-3 問題解決的程序 ........................................66 表 4-1-4 構想擷取的方法 ........................................70 表 4-1-5 參與研究隊伍之創造歷程歸納表 ..........................72 表 4-2-1 科學創造力指標歸納表...................................77 表 4-3-1 科學創造力指標及指標重要性評量.........................95 表 4-3-2 科學創造力指標評分兩群專家給分平均值...................97 表 4-3-3 科學創造力指標評分兩群專家交叉次數分配表 ..............98 表 4-3-4 科學創造力指標評分兩群專家一致性檢定 ..................98 表 4-3-5 科學領域之創造力指標數(最重要)……………………………… 99. VI.

(8) 圖目錄圖 2-4-1 基本能力指標發展模式圖.................................23 圖 3-1-1 研究架構圖 ............................................35 圖 3-4-1 研究步驟流程 ..........................................49 圖 4-1-1 創造思考歷程圖.........................................52 圖 4-1-2 自然科學研究的心理歷程 ................................73 圖 4-1-3 科學創造思考歷程運作模式圖 ...........................75. VII.

(9) 第一章緒論. 本章內容主要說明本研究之研究動機與目的，並對本研究的重要名詞加以界定。本章共分四節，第一節為研究動機;第二節為研究目的; 第三節為名詞釋義;第四節為研究限制。. 第一節研究動機國內創造力教育，始於 1969 年國科會委託賈馥茗教授從事資賦優異教育的研究，開啟我國中學創造力教育的實徵研究之門。1983 年台北市教育局毛連塭局長召開台北市創造思考教學研討會，全面提倡創造思考教學。雖然未能在全國各級學校全面推展，但已經在我國教育史上樹立了倡導創造思考教學法的里程碑。值此知識經濟時代，國家競爭力取決於國民創造力的高低，洪榮昭、蕭錫錡和吳明雄(1997)指出未來世界經濟的競爭力，在於產業研發能力，研發能力所需要的創意通常成為決定成敗的關鍵，亦即創意的表現決定了產品的命運，換言之，創造力的表現決定了經濟的發展。政府近年來推出許多創造力方案（見表 1-1-1），更有許多研究著力於影響創造力的各種因素，創造力之重要性，普遍受到重視。創造力教育白皮書(教育部，2002)更表明「創造力與創新能力之培育，不僅是提昇國民素質之關鍵，亦為發展知識經濟之前提，所以創造力教育也就成為未來教育工作之推動重點。」2006 年教育部為鼓勵高級中等學校以學校為本位，進行選才制度創新實驗、改善組織體制、培育師生創意人才、促進課程革新、發展深具創意導向之學校內涵，特訂定「教育部輔導高級中等學校發展創意教學環境補助要點」，以落實教育部創造力教育白皮書，為高中職 1.

(10) 學生營造培養創造能力的學習環境。因此，建立能啟發學生的教學模式與環境，以及適切的創造力指標，實為刻不容緩之事。表 1-1-1 政府推動創造力(或創造力教育)的政策或方案年代政策與方案國民政府公佈「中華民國憲法」 1946 年第 166 條指出「國家應獎勵科學之發明與創造」臺北市教育局召開「臺北市創造思考教學研討會」 1983 年. 由毛連塭局長全面提倡創造思考教學，該次的研討會確是我國教育史上倡導創造思考教學法的里程碑。國民教育階段九年一貫課程綱要. 九年一貫新課程設計將以學生為主體，以生活經驗為中心，培養 2000 年國民具備基本能力為核心主軸；培養學生「十項基本能力」包括：瞭解自我與發展潛能；欣賞、表現與創新；生涯規劃與終身學習；尊重、關懷與團隊合作；文化學習與國際瞭解；運用科技與資訊；主動探索與研究；獨立思考與解決問題。行政院第六次全國科技會議 2002 年. 2002 年. 討論「培養具創造力之人才」等議題，以創造力與創新能力之培育為國家發展之重要關鍵，亦為教育工作之未來推動重點。第一次全國科學教育會議我國的科學教育目標與創造力有關的部分為:希望學生持有好奇心、想像力、團隊合作、開放、溝通、尊重智慧財產權、尊重科學倫理道德等，應用科學過程方法與技能，以及科學知識與概念，暸解生活中之各種現象教育部地方創造力教育推動計劃. 陸續舉辦「創意環島大集結－北中南區創意課程實踐工作坊」及「創造力計畫研討工作坊」等活動，提供地方教育推動團隊經驗 2004 年分享及交流的機會，以期順利撰寫地方創造力教育計畫書，並以推動地方創造力教育計畫的方式，持續擴大與深化我國創造力教育內容，將創造力教育的議題與理念普及於我國基礎教育之中，以期達到創造力國度的目標。資料來源：創造力教育入口網，台灣創造力教育實施現況 2.

(11) 行政院國家科學發展委員會於 2001 年提出之「國家科學技術發展計畫」中，強調科學技術對國家經濟發展的重要性，知識創新誘啟新經濟的發展，知識經濟時代的科技研發，將著重於知識與資訊之激發、擴散與應用。決定經濟競爭優勢的因素，不再是傳統的土地、人口和自然資源，而是知識、科技的創新和速度，知識與技術創新，成為帶動國家科學技術進步的原動力，而基礎科學研究是知識創新的基石。在此計畫中也明確的指出，一些學校在科學教育中做得不夠好的地方，近年來，我國產業結構雖漸由傳統產業型態轉為知識基礎的科技產業型態，但與科技先進國家相比，多數產業在技術上仍處於追隨者的地位，究其關鍵，實肇因於創造力與革新力的不足，這些現象突顯台灣對科技人才養成教育和人才培育的供需有值得檢討改進的問題:(一)培養學生創造力的學校教育不足，且與產業人才需求產生斷層。(二)教育目標與課程教學未能相配合。因此，這份計畫在「加強全民科技」方面，主張要改進中小學科學教育、舉辦科學競賽活動，以鼓勵學生自發性的探究科學問題及實驗，並期能藉由學生帶領家長再度進入科技知識領域。在 1992 年公佈的第二次國際數理教育評鑑( International Assessment of Education Progress，簡稱 IAEP)結果中，台灣整體成績雖名列前矛，但在高層思考技能，包括:統整能力、自創方法以解決問題的能力，以及實作方法解決問題的能力上表現並不如人(楊榮祥，1994）。1999 年台灣參加 TIMSS-R(Third International Mathematics and Science Study-Repeat,簡稱 TIMSS-R）國際數學與科學成就評比後，又參加 TIMSS 2003 的評比。在 TIMSS 2003 中，參加評比的國中二年級學生在科學整體表現的平均得分顯著優於國際平均得分，在各參與國中排名為第二，與第一名的新加坡之間並未達顯著差異，臺灣與高峰 G8（義大利、美國、俄羅斯、加拿大、日本、英國）部分國家的表現都在國際平均值之上，可見臺灣與這些國家相比不僅毫無遜色之處，反而表現實屬優異。然而和國際間的學生相比， 3.

(12) 對於科學的喜好較為缺乏，並且對科學感到興趣的學生人數明顯的減少許多，調查結果也顯示我國學生對於在學習科學上的自信是相當不足的，在國際間的科學成就表現相當出色，但卻沒有國際間學生對於學習科學的自信程度，且在人數比率上明顯的減少許多(邱美虹，2005），值得進一步思考的是為何我國學生表現出色，卻未對自己的科學學習上有所自信，該如何增進及培養我國學子在這方面的態度，及如何提昇學生的創造力與解決問題的能力，應是值得去關切及努力的方向。近年來，廣受世界各國關注的國際競爭力排名，常以世界經濟論壇 (World Economic Forum ，簡稱 WEF) 的全球競爭力報告 (Global Competitiveness Yearbook，簡稱 GCR) ，以及瑞士洛桑國際管理學院 (International Institude for Management Development， IMD)的國際競爭力報告(The World Competitiveness Yearbook，簡稱 WCY) 最具代表性，台灣行政院經建會也將其所公布的世界排名發表申明，視為經濟改革與增進國家創新、成長力、競爭力的標竿。 WEF 之全球競爭力指標 (Global Competitiveness Index，簡稱 GCI)以基本需求、效率提升、創新因素為主要基準，在 WEF2006-2007 排名，台灣在創新指標上獲得世界第九，是所有項目中唯一名列前十名的指標(廖慧美，2007)；IMD 之國家競爭力報告中，將科學與科技的發展，視為世界各國競爭力的指標之ㄧ(鄭英耀、王文中，2002) ，科技的發展，需仰賴科技人才的創造與努力，為使台灣科技得以持續成長，更需仰賴科學教育來培養人才。 Hocevar(1981)將常見的創意成就或活動分為六個領域:精細藝術、工藝製作、文學、音樂、表演藝術、數學和科學。而科學則被認為是最複雜的一種創造思考(洪瑞雲、吳庭瑜，2002)。科學活動不單只是精熟已知的知識或遵循一組程序即可完成，科學研究需要超越已知的知識與技術，創造新的理解。科學家除了需要具備豐富的專業知識外，還須有極佳的想像力與創造力，才能將人類感官無法直接感受到的東西，例如「原子」、「熱」、 4.

(13) 「光」、「重力場」、「電場」、「磁場」、「力」等，嘗試加以具體化以解釋與研究，換句話說，科學成就在本質上就是人類經驗探究所得的結果，其中包括許多想像的特質，不斷嘗試著去提出模型，並運用其創造力，逐漸的精煉其理論。高科學創造能力者，憑藉其個人的科學素養，運用適切的思考方法，經由歸納、演繹、假設之邏輯推理歷程，理性而客觀地進行實驗探究與驗證，然後發現新事實、發明新理論，或形成概括性結論，從中表現出獨特的科學創造力(洪文東，2000)。查閱國內外相關文獻發現，針對「創造歷程」的研究，多為探討科學家、發明家或藝術家等成人個體創造力 ( 陳昭儀， 2000& 2006 ； Slapendel,1996; Ford,1996; Woodman, Sawyer, and Griffin,1993)，以高中職學生團隊為對象，並鎖定在科學領域的創造歷程之研究並不多見。創造力的探討一直是最近幾年來教育界熱門的研究主題，也進行一連串的實驗教學，分析既有的研究文獻，多數研究偏重在能力指標之研究，有關科學創造力指標之相關研究並不多見，而與高中相關之科學創造力指標更是少之又少，而創造力往往出現在團隊成員的互動與討論中，科學展覽會是每年全國中小學都會舉辦的活動，辦理迄今有四十八年的歷史，強調「存疑創新、格物窮理」的科學精神。「實事求是、精益求精」的科學方法:「客觀理智、嚴密徹底」的科學態度。著重學生科學興趣的培養，視科學研究為學習的過程，為了學習成果的相互觀摩及比較，並且鼓勵中小學學生全面志願參與，學生需親自動腦、動手，絕不假手他人代做，或抄襲、仿冒、虛偽、作假。每年參加科展的各級學校作品已超過四萬餘件，經初選參加地方展覽的作品亦超過一萬零四百餘件，每年投入科展研究行列之師生多達二十餘萬人，影響所及極為廣泛。作品的評審皆邀請各領域專家在公平公正公開的原則下進行評比，是國內歷史悠久與規模最大的科學性作品競賽，其成績具有普遍性與代表性，本研究科學創造產品表現的概念性定義是指參賽之高中學生個人或小組，運用已有科學知識，去「發現」「了解」 5.

(14) 和「解決」自己有興趣的真實科學問題，並將研究結果呈現，接受專家的評定後所獲得的成績;因此本研究假設參加全國科展且得獎之學生，較一般高中職學生，具更高的科學創造力，藉此探究過程，期能找出高中學生之科學創造歷程模式，並藉由此探究歷程，建立「高中學生之科學創造力指標」。 Cuttance (1990)認為指標代表一種指引，並藉此以了解並測量事物的質或量。無論何種方式形成之指標，其用意皆為作為顯示制度或制度表現情形的信息或指引，且能夠對制度的品質或數量進行量度。建立教育指標的目的在於條列出教育的方向或期望。善用指標就能針對教育的背景、過程、與結果各層面的表現進行檢視(Elliott,1991)，做為管制教育品質的手段。因此建立適切的創造力指標，不僅有助於創造力教學目標的建立、教學的實施與環境的建置，也能幫助教師或研究者對其成效進行評鑑，不僅符合「教育部輔導高級中等學校發展創意教學環境補助要點」的精神，更是各高級中等學校以學校為本位發展創意教學環境時最為重要的環節之一。本研究期能提供教育行政單位作為擬定教育政策參考，並延續本研究之成果，發展創造力模式，以及作為發展創造力量表之前導研究。. 第二節研究目的根據前述的研究動機，所探討的問題可具體陳述如下: 一、探討高中學生的科學創造歷程。二、建立高中學生之科學創造力指標。. 6.

(15) 第三節名詞釋義茲將本研究相關的重要名詞釋如下：壹、科學領域(science domain) 「科學」，有廣義與狹義之別，廣義泛指一切有組織、有系統的知識而言，可分自然科學、應用科學、社會科學、人文科學四大類。狹義則專指自然科學而言。第三次國際數學與科學教育成就研究 (the Third International Mathematics and Science Study，簡稱 TIMSS )是所有執行過的國際教育研究中研究範圍最廣的（Robitaille,1993），它選擇數學和科學作為研究主題， TIMSS 的科學測驗包含了六個內容範圍:有地球科學、生命科學、物理、化學、環境與資源議題、科學探究與科學本質。國立台灣科學教育館創建自民國四十五年，負責推動中小學及大眾科學教育之工作，自民國四十九年即開始承辦全國中小學科學展覽會，歷屆作品逐年增加，相關內容日漸豐富，四十餘年來培養甚多科學研究人才，累積豐碩科學研究成果，對我我科學教育影響極鉅。在高中職的競賽項目可分為:物理科、化學科、生命科學科、數學科、生活與應用科學科、專業類科等，與上述 TIMSS 之範圍極其接近，本研究之科學領域則專指自然科學而言，亦即以參加高中職科展的項目為本研究界定之科學領域。貳、科學創造力(scientific creativity) Hung(1997)認為創造力有兩類，一類是藝術性的創造力，例如音樂、美術、文學，這些領域的創造力受條件的限制較少，純粹的藝術是本質的表現，不帶有實用的目的。另一類是實用性的創造力，這類的創造力的表現就有較多的限制，較朝向目的取向，科學創造力就屬於這一類，是科學家科學創造力的表現成果，而非僅於科學想像而已，科學理論是能解釋、. 7.

(16) 預測、且是符合真實世界的規律，因此，科學創造力是一種功能性的創造力。在本研究中所謂的科學創造力的概念性定義是指學生面對科學問題時，以本身所具有的科學知識為基礎，將個人的科學知識與經驗經過適當的修正與重組，去發現問題、界定問題、透過擴散性思考，邏輯的論證解決問題，評判的準則為新奇、有效;因此本研究將科學創造力視為是:領域知識、創意問題解決的過程與創意產品產出的組合。參、創造歷程(creation process ) 從意念的產生之前到形成概念的過程而言，創造本身就是一種思考的歷程。Davis（1986）認為創造的歷程是：「創意者用來解決問題的一系列步驟或階段，當新的主意或解決方案突然迸發的瞬間，是由於知覺突然產生了改變或轉換，創造者常有意無意間運用了會引發新的主意、關係、意義、知覺、轉換等的技巧和策略，這種創造思考的過程最能用來解決實際遭遇到的問題。」然而科學創造若不具有相關的知識或技術能力，則不能做專業的創新或發明，即使具上述兩項能力，亦不見得能有所發明或創新，本研究是著重探討具高科學創造能力之高中學生其創造歷程之階段性，由研究參與者的訪談資料中，分析參賽過程之思考歷程，包括「參加科展的動機」、「瓶頸的突破」、「問題解決的程序」和「構想擷取的方法」四個部份。肆、指標(indicator) 無論何種方式形成之指標，其用意皆為作為顯示制度或制度表現情形的信息或指引，且能夠對制度的品質或數量進行量度。指標的建構應該是動態發展的過程，隨時配合實際情況、因應不同需要而予以修正 (王素芸，2001)。王素芸提出的基本能力指標發展模式，包. 8.

(17) 含六大要素，計有:指標規劃、指標設計、指標發展、指標實驗、指標實施和指標評鑑。本研究受限於研究者所能運用的各種資源，目前僅能達到前三個階段。伍、科學創造力指標(science creativity indicator) 科學創造力指標必須能夠描述什麼樣的個人條件或什麼樣的學習與創作環境之下，高中學生可以成為具有科學創造力者，亦即科學創造力指標必須能夠有效的解釋，或者有效的預測學生的科學創造力。. 9.

(18) 第四節研究限制本研究的研究對象為參加過高中科學展覽並曾得獎的學生，由於考慮得獎學生的現狀，為免學習狀況過度干擾參賽的思考，特選擇最近一屆得獎之各科團體，含括「物理、化學、生物、地球科學、數學」等不同科別，且就讀學校分散於北、中、南不同區域，接受訪談時仍為高中職學生作為訪談對象(第 46 屆) ，務求取樣具代表性。本研究有如下之限制：一、訪問調查之研究對象係立意取樣結果，周延性較不足，可能產生取樣偏差。二、經仔細斟酌考量，選不同校、不同科別之教師專家及學者專家參與精釋研究，然名單之產生，係立意選擇之結果，亦可能產生取樣偏差。三、研究對象受限於訪談時間、受訪者表達能力及記憶流失，以及訪察者對受訪者所產生之影響，訪察結果恐難以完整描述全像。四、訪問調查之資料在進行指標歸納及資料詮釋之過程與結果，受到參與研究者主觀認知之影響，亦可能產生偏差。五、專家精釋會議討論受限於時間，以及受到現場討論氣氛影響，指標之歸納可能受到影響。六、研究對象範圍有限，本研究所建立之科學創造力指標可能無法適用於其他對象。. 10.

(19) 第二章文獻探討本研究採用質的研究，並輔以量化探討，對「參加過高中科學展覽並曾得獎的學生」進行深度訪談，將資料分析、歸類、統整形成概念，藉由分析高科學創造力者之創造歷程，所應具備之科學創造力的內涵，進而建立高中學生科學領域之創造力指標。本章共分六節，第一節創造力的意義，第二節科學創造力，第三節創造歷程，第四節指標的定義與建構，第五節相關研究，第六節小結。. 第一節創造力的意義「創造」這個詞源自於拉丁文「creatus」，其意思為「使之存在」(to bring into being)(林幸台，1998)。韋氏大字典的解釋「創造」(creativity)，有「賦予存在」的意思，具「無中生有」(to bring into existence)或「首創」 (for the first time)的性質(Gove, 1973)。創造力係指人類一種「創造」的能力，這種能力到底是什麼?此問題一直是各領域有興趣與討論不斷的議題，許多學者談到創造力各持不同的觀點，多以自己研究的相關主題做為定義準則，整理各學者對創造力的定義，發現創造力的涵義可從七個方面來看，即能力論、個人特質論、歷程論、動機論、環境論、結果論與綜合理論，茲根據此將各學者的看法整理如表 2-1-1:. 11.

(20) 表 2-1-1 各學者所提出創造力的涵義觀點. 個人特質. 能力. 學者及年代. 主要內容. 高創造者的人格特質多半傾向於正向的特陳昭儀(1996) 資，如好奇心、專注力、有毅力、開放性、具冒險性、獨創性、變通性等。有創造力的人通常是(一)有較廣泛的興趣; (二)具幽默感; (三)自信心較強; (四)反應敏洪榮昭(1998) 捷;(五)對生涯障礙有挑戰勇氣; (六)態度較直率坦白。列舉七十二項創造性人格特質，其中包含愛新奇、興趣廣泛、多才多藝、複雜的、好奇的、勤勉、自動自發、富直覺、富覺察力、果決、覺知自己、支配性強、通於表達、獨立、不從眾、自信、堅毅、自律、自負、貫徹到底、有冒險精神、自主、創造性、勇於冒險、建設性盧雪梅(1990) 批評、不自滿、精力充沛、熱情、容易興奮、知道變通、幽默感、理想主義、富想像、衝動、、開放、心胸寬大、富獨創性、孩子氣喜嬉戲、好發問、急進、富機智、好冒險、率真、不墨守成規、不抑制自我、追求成就、進取、積極、雄心勃勃等等。包含敏覺力(Sensitivity)、流暢力(Fluency)、變通力(Flexibility)、獨創力(Originality)、精進力 Guilford (1986) (Elaboration)等。真的創造力應該是立異、改造、與發明的能郭有遹(1992) 力，它應該與智力一樣，是人人皆有但在程度上又有個別差異的能力。創造力是綜合(Synthetic ability)、分析(Analytic Sternberg & Willams ability)、實際應用(Practical ability)三種能力的 (1996) 平衡。以新的或非固步自封的方式看事情、重新界定 Sternberg & Lubart 問題及把事情翻轉過來看的能力;能夠建構問題分配資源和評估一個想法是否可行的能 (1999) (洪蘭譯，1999) 力，以及能夠宣揚一個想法、善用別人的批評能力 12.

(21) 歷程. 動機環境. 結果. 創造力有時是一種理性的表現，有時卻是非理性的表現，它需要智能的基礎，也需要有知覺、認知、聯想、趨合和符號化、概念化的能毛連塭( 2000 ) 力，更需要有創造性的人格特質和環境，所以是一種獨特的能力。個人創造性的心理歷程包括:準備期 (Preparation)、醞釀期(incubation)、豁朗期 Wallas (1926) ( illumination)、驗證期(verification)。創造的歷程可分為五個階段，為：發現事實、發現問題、發現點子、發現解答、尋求可被接 Osborn(1963) 受的解答。創造力是一種思考和反應的過程，包括運用過 Isenberg & Jalongo 去的經驗去處理回應刺激(物體、符號、思想概念、人和環境)，並產生至少一個獨特的連結關 (1993) 係。當個體為未能滿足某些慾望時，會導致不愉快毛連塭、郭有遹、陳或緊張的狀態，為獲得快樂、消除緊張，就會龍安、林幸台，(2000) 運用原級思考，以朝向滿足慾望的目標，成為產生創造力的動機創造力的高低與後天環境有相當大的關係，外在環境可以造就一切，相信只要提供一個良好 Davis(1986) 的創造思考環境，就可以激發創造力的產生。系統模式創造力由三個要項構成，第一項為領域，第二項為學門，第三項為個人。一個人是否具備創造力並非取決於其個人特質，還要視其所創造出的新奇事物有無被領域的守門人 Csikszentmihalyi 所接受，進而納入領域。所以創造力是領域、 (1999) 學門與個人交互作用的結果，個人若未受領域薰陶就不可能有創造力，而創造力也只在既有的學門裡方能展現出來。創造力是改變既有領域，或是將既有領域轉變 Csiksentmihalyi 成新領域的任何作為、理念、或產品。 (1996) 創造力的表現即經過專家評定為有創意的反 Amabile(1997) 應或工作的產出(product)。創造力是指創造新奇與有用的成品。 Mayer(1999) 創造力的 4P :創造者(person)、歷程(process)產品(product)、環境(place)。將創造看成一個包 Rhodes (1961) 含創造者的「人格特質」、「心理歷程」、「創 13.

(22) 造的成品」、「創造者與環境互動」的整體。認為創造力來自六項資源，是為心智歷程、知識、思考型態、人格特質、動機、以及環境等 Sternberg & Lubert 因素的投入，此六項資源的交互作用是產生創 (1995) 造力的基礎---創造力投資理論(investment theory of creativity)。綜合理簡惠燕(2000) 論葉玉珠( 2000) 魏秀恬(2001). 個人在面臨問題時，將個人所有的一些觀念、材料透過思考加以連接組合，在問題解決歷程中表現出流暢、變通、獨創等特質與結果，並賦予事物新穎的意義所表現出的一種行為。創造力乃個體在特定的領域中，產生具有原創性與價值性產品之歷程;此創造歷程涉及認知、情意、技能的統整與有效應用。創造力是一種可以被訓練的心理歷程且會被環境因素影響，著重於認知及情意兩方面。. 資料來源:研究者自行整理綜合各學者的意見，研究者認為創造力不應只是著重於能力、個人、歷程或結果等任一方面給予定義，一個人有創造力的表現，是依靠其能力的發揮、個人特質的展現、創造歷程的努力付出，才能獲得心血結晶，享受創造的喜悅與成就感，創造的過程中可能受其知識、經驗、動機、技能與環境的影響。本研究所採用之創造力理論為綜合性之理論，較接近於創造力投資理論，將創造力視為一個高度複雜之體系並試圖釐清之。. 14.

(23) 第二節科學創造力創造力在不同領域有不同的表現，表現在科學領域上的創造力即稱為科學創造力。一般人談到科學的創造力，總以為那是少數科學家所擁有的能力，其實，它就像每個人的智力一樣，為大家所共有(洪文東，2001)。只是由於個人的智慧、知識、思考型態、人格特質、動機與身心背景、環境等因素之影響，在創造力的層次上有個別差異(Sternberg & Lubart, 1995 ; 洪蘭譯，1999)。科學的創造力必須植基於既有的科學專門領域知識上，進一步加以創新，想出別人想不出的科學觀念，產生別人所製造不出的新奇事物的能力，如此才是適切的、有意義的、有價值的創造力(洪文東， 1999;2000)。科學知識是人類心智的創造物，當代的科學本質觀點強調科學是人類創造力與想像力發揮的產物，而非傳統科學本質觀點認為「客觀」才是科學最重要的特質(翁秀玉、段曉林，1997) 。鄭湧涇(1987)提到:科學創造力是人類的特性之一，主要在解決科學基本問題的過程中，個人對於科學問題解決後表現，而這種表現具有一種創造性的特質，它可以幫助人們並實現科學的目的。胡衛平與俞國良(2002)認為科學創造力是科學知識的學習、科學問題的解決和科學創造活動中，根據一定的目的和任務，運用一切已知信息，產生或可能產生某種新穎、獨特、有社會或個人價值的產品之智能品質或能力，因此科學創造力是一種特殊能力，它是一般創造力與科學學科的有機組合，是一般創造力在科學學科中的具體表現，是一般創造力與科學教育的結晶。 Guilford(1986)曾對科學創造力做出這樣的定義:對問題敏感度、思潮流暢、富於彈性、新奇性、重新界定及重新的排列組合的能力、抽象能力， 15.

(24) 組織的能力。從這個角度來看，科學創造力可視為是一種能力，但仍包含了有其他能力在內，其中組織及歸納的訓練是相當重要的。否則學生即便是學到了 100 項能力，若沒有系統性的歸納及組織，終究還是分離的 100 項能力，不具備統合能力，是很難能夠具有系統性歸納的。李賢哲(2001)表示，科學是在既有的科學知識、技能之上，加以創新研發，產生新的科學概念或製作出新奇事物的能力。科學發明之寶貴在於創新，科學創造力並非無中生有，是經由個體本身對於科學知識及概念的重組(restructuring)，藉由可陳述(抽象的)或具體的製作品來呈現的一種能力。唐偉成、江新合(1999)表示，科學創造力為個體依其開放的態度及動機，運用其本身所具備的科學過程技能和科學知識，來製造對個體認知體系而言是新事物的能力。強調動機是提昇科學創造力的重要關鍵，個體具有強烈的動機，才會開始採取行動，在歷程中得到肯定與支持，也是持續完成的重要關鍵。他們曾提出四項能力作為科學創造力評估的參照指標: 1. 組合舊概念的技能。2.多元思考的技能。3.解決問題的技能。4.創新的技能。 Torrance ( 1965)認為科學創造力是一種從對問題敏感、覺得不足、知識上有差距、不調和等，經過界定困難、尋找答案、猜測、形成假設，及測試或重新測試假設、修改再測試，到最後得到結果。江新合( 1997)利用知識場論的觀點分析科學創造力的型態。根據其論點，科學創造力可分為水平式科學創造力、垂直式科學創造力以及靈感式創造力三種。水平式創造力強調對知識重新化合的能力，也就是所謂的有中生新;垂直式科學創造力則是強調對於某一知識不滿足而產生重新理解與建構的能力;靈感式創造力則為適切性的天馬行空式創造力，更具體的來說藝術創作就是一個很好的例子，也就所謂的無中生有，這裡所謂的「有」絕不能是隨便的，必須是適切的。否則創造力就會淪為是一種個人特色、 16.

(25) 我行我素的訴求。它必須是適切的、符合邏輯以及現況的可推理的獨創想法或構想。洪振方(1998)藉著探討創造思考的歷程說明有關科學創造力，研究結果認為科學創造思考的動力來自「問題的發現與探索」，並憑著本身原有「豐富的舊有知識」當作科學創造思考的來源，經過靈感、想像與直覺的頓悟，以及「邏輯地論證」產生新的科學創造思考的精華。所以在科學的創造思考歷程中，「發現問題」、「界定問題」即是問題的發現與探索，並藉著豐富的舊有知識，「形成解決策略」;再經過邏輯上的論證即「評鑑策略」、「決定策略」等步驟來完成科學創造力的過程。陳亮宇(2003)認為個人在科學問題的解決歷程中，依據其知識背景、人格特質及所處環境，形成符合個人邏輯設定的解決策略，並擁有流暢、變通與獨創特性的思考過程與展現，就稱為科學創造力。王秀愧(2001)認為科學創造力包含三種能力: (1)發現問題:發現問題是指在衝突(或模糊)情境中發現知覺衝突問題，從過去的經驗中找出重要訊息或線索，選擇構成問題的要素，重新組織要素，然後發現問題; (2)解決問題:使用 Bootzin 的 IDEAL 模式來解決問題，依序為界定問題、確認問題性質、探索可行方案、擇一執行、回顧歷程; (3)表達溝通:在提出想法、解決問題後，要能有效溝通。綜上所述，科學創造力與創造性的科學經驗、創造性的科學問題發現、解決及創造性的科學活動有關，科學創造力不會是無中生有，必須根基於科學知識與技巧上。在科學發展的關鍵點上，科學創造力扮演著促進科學進步的角色，科學創造力表現，能產出許多新奇且有效的方法與技術，在問題的發現與探索時，運用靈感與想像，重新組合既有的科學知識產出新的構想、成品或方法，並且邏地論證以確保創造成品的適切性與有效性。. 17.

(26) 第三節創造歷程對於創造歷程的定義，綜合中外文獻探討可分三方面來說明: (1)將其定義為階段論者 (Dewey, 1910, Rossman, 1931.Basadur, 1994 ) ; (2)將其視為心理的歷程(Wallas,1926. Csikszentmihalyi, 1996.Shaw, 1989) ; (3)將創造動機、創造歷程到創造行為視為是一連串的連續過程。 Davis(1986)認為創造力的思考歷程是指創造者用來解決問題的系統，當知覺產生改變或轉變，便產生新的主意或解決方案。早期創造力的研究從「歷程」的觀點著手，這些歷程具有階段或逐步的特性。Dewey(1986) 的五階段問題解決法: (1)遭遇困難問題(2)分析確認問題之所在(3)找出可能解決方法(4)獲得結果(5)驗證結果的正確性並接受或捨棄，在問題解決的過程中，涵蓋創造力的成分。 Parnes(1976)認為創造的心理歷程有: (1)發現事實 (2)發現問題 (3)發現主意 (4)發現解答 (5)接受解答。Shallcross(1981)則提出: (1)導向期 (orientation) :界定問題並詳加檢視，讓思考活動範圍明確 ; (2)準備期 (preparation) :資料收集，以提供充分的訊息，發展思考工作; (3)觀念化期 (ideation) :將前兩期所獲得的事實與訊息加以組織、陳述，運用不同於傳統的思考方式以後得暫時性答案; (4)評鑑期(evaluation) :利用收斂式思考將觀念期所獲得的概念，提出最佳化方案; (5)執行:執行最佳化方案。 Pames 的創造性問題解決模式(creative problem-solving)主要強調問題解決的過程，以創造性思考的方式進行之，其步驟為 : (1) 發現困境 (mess-finding)、(2)發現事實(fact-finding)、(3)發現問題(problem- finding)、 (4)發現觀念(idea- finding)、(5)發現解答(solution- finding)、(6)尋求接受 (acceptance-finding) (陳龍安，1993)。 18.

(27) Wallas(1926)認為創造必須經過四個階段: (1)準備期(preparation). (2). 醞釀期(incubation) (3)豁朗期(illumination) (4)驗證期(Verification) 。隨後學者提出與 Wallas 相似的看法並作些許的修正，Taylor(1963)將準備期改為勞心期(mental labor) ; Simon(1964)將驗證期改為鞏固期(consolidation)。創造歷程的四階段理論基本上是獲得多數研究者的接受 (Maker, 1993 ; Mednick, 1962 ; Sternberg, 1988 ; Torrance, 1966) 。創造的歷程因人而異，並沒有固定不變的模式，創造的發生，必須先對問題的各項事實有明確的概念和認知，從舊經驗中尋找各種解決或創新發明的策略，進而運用各種心智能力進行思索及提出假設、驗證假設，若可行，則執行之並告知他人。歸納上述多位學者的主張與說法，本研究提出的創造歷程四階段，研究者認為科學創造力者從產生動機到產出作品，其創造歷程應涵括了準備階段、孕育階段、頓悟階段和實作階段。. 第四節指標的定義與建構壹、指標的定義 Kerlinger (1986)指出指標應具備兩要素，分別是:以可觀察事項取代不可觀察事項、由兩個或兩個以上數值組成單一數值。 Cuttance (1990)則認為指標可用來測量事物的品質或數量。一殷涵蓋定性與定量兩種表示方法，定性法乃作為描述性質和狀況的工具;定量法則利用調查所得的數據，透過整理、分析的步驟，所得之結果。Bottani 和 Tuijnman (1994)認為指標應具有以下特點:第一，可被量化，不但可呈現數字，也可表現統計意義。第二，是診斷工具，以評鑑為基礎，做為創造有利得願景與期望。第三，是ㄧ種總結性訊息，作為經濟成長或教育發展的表現。第四，是價值判斷，. 19.

(28) 提供政策規劃基礎。無論何種方式形成之指標，其用意皆為作為顯示制度或制度表現情形的信息或指引，且能夠對制度的品質或數量進行量度。 Spee and Bormans 於 1992 年也說明指標即為一種信號(signals)或指引 (guides)，可用來解釋制度或部份制度的表現情形。張春興於(1989)定義指標為用一件事代表另一件事的狀態或變化，前者即為後者的指標。指標的呈現形式可以是數字、符號、文字或顏色等;它能將概念化繁為簡、清楚表述，更可進一步地闡明概念，以做為日後實證研究價值判斷的基礎和參考依據。徐超聖(1999)則認為指標是用來指出或顯示某種已存在的現象，由於該現象較為抽象，不易直接觀察或不便測量，因此以另一種較能測量或觀察的指標來表徵該現象。本研究所謂之科學創造力指標，即用以解釋參加科展團隊運作時，團隊成員創造力之表現狀況與信息的一組概念化類別或項目。透過指標的指引能清楚且明白地表述創作過程中，科學創造力所呈現的內涵、特質、形式或其他表徵，性質屬質性概念之體現，而非量化數值的測度。一般而言，指標可分為量化的指標(quantitative indicators)和質化的指標(qualitative indicators)兩種。量化的指標在反應一個可數值化的結果;而質化的指標即是用於確認數量的相對卓越程度(Johsnstone,1981) 。根據此種分類，指標通常具有五種特性: 一、指標能指出普遍的狀況，但在科學上未必具有良好的精確性。二、指標和變項在本質上是不相同的。變項又用於反映社會特定層面的現象，而指標則是整合相關變項的概念與意義後，所呈現出制度的縮影。三、指標可以是量化的數字，必須根據建構原則，以解釋其意義。四、指標數值的適用性是暫時的，會隨著時間的變遷有所變動。五、指標是理論發展的起點。研究者必須透過確認相關概念、將概念. 20.

(29) 的操作型定義轉換為可測量變項，再進行資料蒐集與指標建構的工作。 Anderson認為「好指標」應包含以下六個特性: (黃政傑，1996) 一、指標應來自現成的資料或是可以較簡單的以低成本蒐集及計算者。二、指標應易於了解，一些以複雜數學函數表示的指標是較不實際也較不易了解的。三、指標必須是代表可測量的事物，指標應有共通的「操作型定義」。四、指標所測量的應是重要的與有意義的事物。五、指標在測量提出時與真實事物本身的時間差距應力求最小，方能顯現出真實的狀況。六、指標應能提供進行區域、社會團體、或機關等之間比較所需知資訊。貳、指標建構的發展模式指標系統的發展除了必須結合許多人力與資源，亦有相關發展的步驟與原則必須依循，王保進( 1994) 彙整各學者 (Anderson. 1991 ; Odden,. 1990 ; Shavelson,McDonnell，& Oakes, 1989)對於指標發展的標準後，提出以下幾點建構指標過程所應依循之準則: 一、具備有簡單明瞭的特性二、應是可測量的客觀指標三、具有政策的引導性四、需價值中立五、具備可分割與加總性六、具有信度與效度 21.

(30) 指標除了必須準確地反映所欲測量與瞭解的現況之外，更重要的應是可以簡明地為社會大眾所理解，進而做為協助政府進行政策擬定與修正上的重要依憑。指標的建構應該是動態發展的過程，隨時配合實際情況、因應不同需要而予以修正，這種特質應恰與課程發展模式類似(王素芸， 2001)。王素芸參考黃炳煌所提出的課程發展模式，發展出基本指標發展模式，如圖 2-4-1 所示。由圖 2-4-1 顯示，基本指標之發展包含六大要素，並有回饋線構成動態循環系統。六大要素分別為(王素芸，2001) : 一、指標規劃:考量外部條件，召集指標規劃修訂小組，安排研究、經費、時程安排等。二、指標設計:由學術團體或研究小組以集體共同設計完成基本架構之建立。三、指標發展:工作重點在於能力項目與指標之分科性、細部化的繼續發展，並建立累積各種參照常模。四、指標實驗:在正式實施之前，先試編教材、發展測驗、並針對小樣本學生實施，實驗結果經評鑑後加以改進。五、指標實施:經過實驗階段之修正改進之後，進行普遍實施。六、指標評鑑:整體檢討優缺點，蒐集改正意見，以期指標之建構與實施更加完善。評鑑之結果對於指標修改之必要程度與幅度或許有高低差別，故應分別視情形採取指標維續、指標修訂、指標改革、指標創新之修訂作為。依照指標的發展模式而言，本研究受限於研究者所能運用的各種資源，目前僅能達到前三個階段。要達成第四個階段「指標實驗」尚需再進一步的研究。. 22.

(31) 1 指標規劃 2 指標設計 3 指標發展. 4 指標實驗. 否. 指標評鑑. 指標創新. 是否可行是. 5. 指標實施. 6 指標評鑑. 指標修訂. 指標維續. 否. 是目標是否達成. 圖 2-4-1 基本指標發展模式圖資料來源:王素芸，2001，頁 11. 23.

(32) 第五節相關研究隨著科技的發展，創造力在各行各業中的應用日受重視，創造力的探討與研究也是最近幾年教育界的熱門主題，最近由於國科會科教處的積極推動，教育領域有關科學創造力的研究成果相繼湧出，在本節中整理有關科學創造力、創造歷程、創造力指標等相關之研究，作為本研究理論基礎。參考國內對科學創造力之相關研究，整理如表 2-5-1 所示: 表 2-5-1 國內科學創造力之相關研究研究者 (年代) 張甘棠、饒達欽、吳明雄 (1987). 研究題目. 「創造思考與發明」實驗課程對高工學生創造發明能力之影響。洪榮昭、「專題製作許書務對科技創造 (1998) 力發展之影響分析—以機器人製作為例」--以高職學生之的專題製作為研究對象。王貴春 STS 教學與國 (2000) 小生創造力及學習態度之研究. 呂素雯 (2002). 研究結果 1. 以高工機械科電子科二年級學生為實驗對象。 2. 創造思考教學可以增進學生「創造思考」測驗之分數。 3. 在「發明設計能力量表」的分數無顯著差異。. 1. 學校的專題製作會產生問題，常見的原因是學生相關知識或技術不足。 2. 創造性生產力可經由教育計畫的實施而有顯著的增加，可以從教學的情境中發展解決問題的能力，而對於特定知識及工具的使用技巧，可以透過練習來加強。也就是說創造力訓練愈成功，愈能使製作的產品更具價值。 3. 從事科技創作者必須具備知識力、實作力和思考力。 1. 在獨創力、精密力、開放性、標題、好奇性、挑戰性及總分上實驗組均顯著高於一般教學之控制組。 2. 實驗組在對課程的態度、對教師的態度、學習動機及總量表得分均顯著高於控制組。 3. 學生對 STS 教學多傾向正向之態度。自然科創造 1. 問題解決能力、變通性、有效性、界定問能性問題解決力，女生顯著優於男生。教學對國小 2. 創造性問題解決教學可顯著增進學生的問題 24.

(33) 李彥斌 (2002). 劉聰穎 (2002). 魏永興 (2002). 陳亮宇 (2003). 解決能力。六年級學童問題解決能 3. 創造性問題解決教學可以增進學習效果。力、態度及學習成就之影響研究從科學活動 1. 研究者藉實際動手做的課程教材，以科學過過程技能中程技能之訓練，透過創造性活動和評量工具增進國小學之設計，來培育及提升學生之科學創造力。童科學創造 2. 在科學創造潛力方面，開放性、獨創牲，精潛力密性、流暢性與標題，實驗組平均分數明顯高於對照組。從二元編碼 1. 研究者將二元編碼理論引入聯結的方式，自理論與創造編的「國小學童科學創造聯想」量表作為研力聯想理論究的工具。探討國小學 2. 圖文共存的模式下，對四年級國小學童的科童的科學創學創造力各向度的表現助益最佳;圖形刺激造力表現物模式下的表現次之;文字刺激物模式下的表現又次之;無刺激物模式則表現最差。 3. 刺激物關聯距離較近，對四年級學童的科學創造力中的「流暢力」之表現助益最大;刺激物關聯距離較遠，則對學童的科學創造力中的「變通力」與「獨創力」之表現助益最大。啟發國小學 1. 研究者運用數種有助學生創造力啟發的創生科技創新造思考教學技法與問解解決策略作協同教設計能力教學，並配合鷹架理論與社會建構論之理論基學策略之行礎，協助學生學習成長，使學生的潛能發展動研究區(ZPD)能發揮最大的成長空間。 2. 鼓勵學生去探索自然界的事物的奧妙，引導學生發現當中某些特殊之處，隨時觀察學生的反應，並不斷修正自身的發問與教學態度，以增進學生創造發明的能力。自然科多元 1. 研究者以實驗研究法對兩組國小五年級學生智慧教學對進行「科學創造力測驗」「國小學童科學創造國小學生科力評測」，依研究者編制之教學活動設計之學創造力的多元智慧教學之實驗組，和依自然科教學手影響冊之教學教學之控制組，探討其教學成效。 2. 前測時兩組學生結果無顯著差異，後測時兩組學生結果有顯著差異。 25.

(34) 林靜怡 (2003). 周岱學 (2003). 陳振明 (2004). 創造力青少年其家庭教養環境之研究 -- 以全國科展得獎國中生為例 STS 融入教學對國中生創造力與問題解決能力之影響影響高一學生科學創造力的因素之研究. 1. 研究者採質性研究法，進行半結構式的深度訪談，並將所獲資料進行質性分析。 2. 研究發現父母積極教養，營造支持創造力發展的家庭教養環境，以及提供多方面發展所需資源，使子女能發現自己的性向，並能在有潛力的領域中展現其創造力。 1. 將 STS 教學理念融入國中課程中，對於培養國中生的創造力及解決問題能力是相當有幫助的。. 1. 研究者以線性結構方程模式(SEM)為分析方法，深入探討在科學範疇中的創造力。 2. 研究者所發展的「影響科學創造力的因素之問卷」「科學創造力測驗」兩工具有良好的信效度與適用性。 3. 「環境」、「科學知識」、「科學創造力測驗」對「科學創造產品表現」有較強且達顯著的直接效果存在，「科學創造力個人特質」對「科學創造產品表現」的直接效果值則較小且未達顯著。「環境」、「科學知識」、「科學創造力個人特質」對「科學創造力測驗表現」的直接效果值都不高且未達顯著水準。資料來源：研究者自行整理. 從科學的邏輯觀點而言，科學的創造力之不同於一般創造力，在其科學探究過程中強調的邏輯一致性，透過科學探究問題的過程才能突顯科學創造力之獨特性。科學教育不僅止於學習科學知識，更需要培養學生創造能力。科學學習不是技巧的模仿而是創造，教材不應侷限在教科書的內容，而應將生活中所遭遇的相關問題視為科學教育的活教材，讓學生有機會運用既有的科學知識解決真實世界中的問題，在問題解決過程中，創造新的科學知識(王千倖， 1990) 。. 26.

(35) 由科學發展之歷史觀之，科學研究之歷程，其實涉及了很多科學家的創意在其中。Glynn 和 Yeany (1991) (熊召弟、王美芬、段曉林、熊同鑫譯， 1996)指出鼓勵學生參與解決問題的過程可以協助學生發展其思考與創造的能力，洪文東(2000)也提出可從問題解決的過程培養學生的科學創造力。參考國內對科學創造歷程之研究，整理如表2-5-2所示: 表 2-5-2 國內科學創造歷程相關研究研究者 (年代). 研究題目與研究參與者. 傑出理化科陳昭儀學家之人格 (1990) 特質及創造歷程之研究. 海峽兩岸中汪榮才小學生創造蘇清守思考之比劉緬懷較：創造表現 (2003) 與創造歷程國小學童創造思考與批黃秋敏判思考在科 (2004) 學問題解決歷程中之關聯性研究. 研究結果 1. 傑出科學家對於「科學創造力」的定義可歸納為三個向度，即挑戰、新穎及獨特：要「挑戰」未知的科學世界，才能使科學有持續的進步；要能開發「新穎」的問題、領域、問題解決法、現象、規律或典範；並有「獨特」的見解及研究成果。 2. 歸納出傑出科學家的一些共同特質，如：具有堅持力、認真、專注的精神；在思考特質方面，也多半具有好奇心、喜歡思考新問題、見解獨到、具有批判力等創意特質；而在學習特性方面，他們均屬積極求取新知的自學方式 3. 傑出科學家進行科學研究之創造歷程可分為五個階段進行分析及探討：(1)靈感與動機；(2) 構思、界定研究題目；(3)思考推衍過程；(4) 理論驗證與實驗設計；(5)發表研究結果。而上述之五個階段乃是呈現循環的動態歷程。 1. 在研究中發現兩岸中、小學學生在歷創造歷程中多數受到內在動機的激發。 2. 其創造歷程包括事前評估、發現事實、產生觀念、選擇解題策略、執行與驗證等五個階段，並且能夠充分運用後設認知策略。 1. 研究者以相關統計法進行瞭解學童在科學問題解決歷程中創造思考與批判思考的能力表現，再以「知識理解」、「解釋應用」、「綜合評鑑」三種不同科學問題類型，來探討國小學童創造思考力與批判思考力的相關性與差異性，並比較在這三種不同科學問題類型中國小學童創造 27.

(36) 思考與批判思考的能力表現。 2. 研究結果顯示國小六年學童在創造思考與批判思考能力在「知識理解」、「解釋應用」、「綜合評鑑」種不同科學問題類型的能力表現達高程度的相關性，且國小六年學童在創造思考與批判思考能力在面對這三種不同科學問題類型的能力表現皆達顯著差異。 1. 研究者以某大學修習「教學媒體與製作」之教育學程學生進行創意任務一學期，研究結果發現學生在創造歷程中的「動機」和「策略」有顯著變化，依據學生創造觀念的內涵，發展出創造學習歷程的變化模式。 2. 自己認為沒有創意的學生提及家庭及求學過程的壓抑。 3. 針對學生「創造力觀念」進行編碼分析，最後概念形成「創意自由定位」與「創意束縛矛盾」大學學生多簡佩芯的傾向。媒體創作歷 (2004) 4. 在創作歷程的變化中，發現學生在「動機」中程研究的「功課作業價值」與「自我效能期望」都有顯著提升。而在「策略」方面，在「後設自我調節」方面也有有顯著變化，且從效果值的分析中，可以發現整個歷程中，「策略」方面，有漸漸朝向高層次後設認知策略過渡的趨勢變化。 5. 完成創意任務後，學生在「圖形創造力」中「流暢力」、「獨創力」、「變通力」、「精進力」都有顯著提升。資料來源：研究者自行整理 Tucker(1985)提出一些策略，讓人培養出一個日久常新的思考習慣: ．留白:不要把工作排滿，讓自己有些寬鬆的時間。．順性:察覺什麼時空環境下，你的腦子最靈活、點子最多，就讓你的思緒在那個時空環境下自由奔馳。．活潑:找一個興趣相投的人交談，或投身在一個「問題發球機」的環境。 28.

(37) ．嘗試:打破老規距老招式，做做「老題新解」，試試你不喜歡的或未試過的事。．開展:發展一個創新的領域，運用書、人、各項資源使自己成為專家。站教育者的立場，我們所最關心的應是「如何才能提昇學生的創造能力」。經由以上我們對創造事件發生的各種歷程分析，我們若想改善創造能力，得在自己的「思考及工作的習慣」上做一些調整。參考國內對指標或指標建構之相關研究，整理如表 2-5-3 及表 2-5-4 所示: 表 2-5-3 國內國中小能力指標建構之相關研究研究者 (年代). 秦嗣輝 (2002). 卓家夙 (2003). 研究題目. 研究結果. 以國小教師為研究對象，進行九年一貫課程自然與生活科技學習領域能力指標轉化之個案研究以國小五年級學生為對象，旨在探討自然與生活科技學習領域第三階段能力指標教材發展研究. 1. 研究者透過個案研究，了解在九年一貫課. 2.. 1.. 2. 3.. 1. 國民小學環境 2. 林文鵬價值教育基本 (2004) 能力指標建構之研究. 程脈絡下，教師如何解讀課程綱要，並進而轉化成實際教學的過程。九年一貫課程分段能力指標，以能力取向為重點，調整課程內容適合學生，並利用個中不同的能力指標轉化策略，做生動教學。以水為主題，設計一以轉化能力指標發展而成之教學模組，達到「以學生為主題，以生活經驗為重心」的教學型態。轉化九年一貫自然與生活科技領域第三階段能力指標為教學目標。依據教學目標發展出教學模組及評量工具。研究者透過專家以「德懷術」建構「國民小學環境價值教育基本能力指標」。以課程理念而言，「生態道德」最重要; 以課程目標而言，「關懷萬物的態度」最重要; 以指標向度而言，「主動負責」和「體驗自然」最重要; 以基本能力指標而言， 1-3 年級適用「能覺知自己的生活方式對環 29.

(38) 1. 2. 發展國民中小潘慧玲學教師教學專 3. (2004) 業能力指標之研究 4.. 1.. 2. 李宜玫王逸慧林世華 (2004). 社會學習領域分段能力指標之解讀 — 由 Bloom 教育目標 3. 分類系統 (修訂版)析之. 1. 國中小學「自然與生活科技」領域教科書內容李佩蓉與能力指標呈 (2005) 現之分析－以「化學反應」、 2. 「氧化還原」及「酸鹼鹽」為例. 境的影響」; 4-6 年級適用「能培養對環境感到快樂和熱愛的感覺並建立自然環境與自身生存息息相關之情感」。教師是課程改革的主要執行者，教師教學專業能力內涵亟需釐清。課程改革變動劇烈，教師教學專業能力內涵需與時俱進。透過教師教學專業能力指標的建立，有助於提升教學專業。研究者將教師專業能力指標分為五個層面:規劃能力、教學能力、管理能力、評鑑能力、專業發展能力。修訂版之 Bloom(1956)教育目標分類系統將教育目標分為「知識」與「認知歷程」二大向度。依據修訂版 Bloom 教育目標分類系統認知領域的分析方法，研究者初步將指標依動詞與名詞部分加以分解，其中「動詞」通常陳述學習結果中認知歷程的表現，「名詞」則為學習結果中的知識內涵。研究者以示例呈現說明如何運用 Bloom 認知領域的教育目標分類系統為經緯，架構出教學目標、活動與評量的設計方案，不僅可以兼顧認知學習上的發展與邏輯順序，也合乎教學過程彈性加深加廣的延伸，期望藉此能對指標的解讀與教學轉化能有所助益。探討「化學反應」、「氧化還原」及「酸鹼鹽」三個主題內容中「過程技能」、「科學與技術認知」、「思考智能」、等能力指標之呈現，過程技能偏重在組織與關聯，科學與技術認知偏重在認識物質與交互作用的認識。「化學反應」、「氧化還原」及「酸鹼鹽」三個主題內容的編排與縱貫的聯繫的情形，架構完整，對照教學細目標均做聯結。. 30.

(39) 表2-5-4 國內指標建構之相關研究研究者研究題目研究結果 (年代) 1. 研究者採理論探討與實徵研究。採國內外相關文獻的探討為主，加以彙整學者之看法，編製問卷，進行問卷調查的資料蒐集，後以階層分析程序法(Analytic Hierarchy Process, AHP)進行相關指標之權重分析，最後完成「大學院校創新指標之權重體系」建紀孝儒大學創新指標構。 (2007) 建構之研究 2. 研究結果分為三個層級，第三層級指標共分 40 項，經由整體指標相對權重排序，由高至低分別依次為「鼓勵學生自由發問與討論」、「學生批判思考能力」、「對於學生的問題能夠給予回饋」、「學生問題解決能力」、「基礎學科的訓練」、以及「跨領域的整合型課程」。 1. 研究者以發展 AIPO 模式評估教育部推動創造力教育之計畫；A 為實際推動者的知覺，1 為教育輸入，P 為教育過程，O 為教育輸出。共發展兩項評量工具-「台灣創造力教育指標檢核表」，以及「台灣創造力教育政策推動現台灣創造力教況調查問卷」。郭旭展育之指標建構 2. 研究結果認為創造力教育政策的推動是有益 (2007) 與執行成效評的，從教師知覺中發現，創造力教育的實施估不僅可增進兒童創造力，尚可增進其問題解決能力、基本學科能力;對教師而言可增進創造力、轉化課程的能力、教育專業知識技能; 對學校而言可與地方社區共榮、增進行政人員、教師、學子的參與等。資料來源：研究者自行整理「創造」是一種心智活動的過程。在生活中，由於情境的變遷需要我們做出應變和抉擇，因此，「創造」也是一種生活的能力。一個人的創造能力不是「有或沒有」的問題，而是「強或不強」的問題，一個事件的發生，其內含的創造成份也不是「有或沒有」的問題，而「多或少」的問題。「能力」只有經由當事人的「表現」來辨識。而這「表現」可以由其做出 31.

(40) 來的成品所呈現的特質來評鑑，也可以由當事人在創造活動中呈現的行為來辨識。為了在執行上的方便，我們得把這項「鑑定」的指標項目限制在幾個項目上，而評鑑者可依據這幾個項目，聯想到整個內涵，且對整個「創造力」不會有掛一漏萬或偏執一端的判準。. 第六節小結談及創造力，其根本重點在於強調創造思考及其歷程。事實上，就創造力的「歷程」而言，它是探討創造力產生於甚麼樣的心理運作過程。歷程的探索，即著重於「認知」心理歷程的探討，此與心理學研究範疇中的「訊息處理（information processing）或認知模式（cognitive model）」是息息相關的。早期如 Wallas（1926）的創造歷程四階段模式觀點，指出創造的過程包含四個階段：準備期（preparation）、醞釀期（incubation）、豁朗期（illumination）及驗證期（verification）。洪振方(1998) 在科學的創造思考歷程中，「發現問題」、「界定問題」即是問題的發現與探索，並藉著豐富的舊有知識，「形成解決策略」;再經過邏輯上的論證即「評鑑策略」、「決定策略」等步驟來完成科學創造力的過程。唐偉成、江新合(1999) 強調動機是提昇科學創造力的重要關鍵，在歷程中得到肯定與支持，也是持續完成的重要關鍵。他們曾提出四項能力作為科學創造力評估的參照指標: 1.組合舊概念的技能。2.多元思考的技能。 3.解決問題的技能。4.創新的技能。 Rhodes (1961)歸納創造力有四個要素，包括：個人(person)、歷程 (process)、產品(product)、環境(place)等，簡稱為創造力的 4P。 32.

(41) 本研究參考 Wallas(1926)提出的創造歷程四階段，研究者認為科學創造力者從產生動機到產出作品，其創造歷程應涵括了準備階段、孕育階段、頓悟階段和實作階段。準備階段應包括舊知識的認知、新經驗的刺激，進而產生構想、思考問題、設計實驗(孕育階段) ，在實作的過程中，也許是成功，作品產出，也許是失敗，重新再來，創造歷程在這四階段中反覆循環直到作品的產出，因此本研究將科學創造歷程歸納為四個外顯程序，包括：參加科展的動機、瓶頸的突破、問題解決的程序、構想擷取的方法。參考 Rhodes 的創造力四個要素，將個人因素探討重點放在人格特質，並擴充增加學習(learning)及能力(capibility)二個因素，此六個因素形成本研究之科學創造力模式。「人格特質面」探討高創造力者人格特質；「環境面」探討高創造力者生活與學習環境；「學習面」探討高創造力者學習機會與過程；「能力面」探討高創造力者能力項目；「思考歷程面」探討高創造力者思考特質；「作品面」探討高創造力者作品之標準與作品之特徵。每一個面向之間又相互影響，受內在思考歷程左右，因此，本研究藉探究科學創造歷程運作的模式，建立「高中學生科學領域之創造力指標」。. 33.

(42)

(43) 第三章研究設計與實施本研究先採質的研究，以深度訪談、撰寫訪談紀錄、文獻及背景分析探討等方式來蒐集資料，再以量性研究確認指標的重要性。本章共分四節，包括研究架構、研究對象、研究方法、研究步驟。. 第一節研究架構本研究依研究目的，擬定研究架構如圖 3-1-1。. 深度訪談. 受訪學生背景資料. 相關文件資料. 高中學生之創造思考歷程. 資料分析、歸纇. 科學創造歷程. 科學創造力指標作品面. 思考歷程面. 學習面. 能力面. 35. 環境面. 人格特質面. 構想擷取的方法. 問題解決的程序. 瓶頸的突破. 參加科展動機. 圖 3-1-1 研究架構圖.

(44) 第二節研究對象本研究主要在探討參加過「高中職科學展覽」獲獎的學生，在參賽的過程中的心智運作模式，藉由探討參賽者之創造歷程，發展適合高中學生之創作力指標。考慮得獎學生受訪時的現狀，為免學習狀況過度干擾參賽當時的思考，特選擇得獎之各科團體，接受訪談時仍為高中職學生，作為訪談對象，共篩選出六組 2006 年(第 46 屆)全國科展得獎之隊伍(詳如表 3-2-1)。. 36.

(45) 表 3-2-1 受訪對象基本資料得獎人. 作品名稱. 受訪時就讀學校. 科別. 名. 次. 指導老師. 薛宇捷呂俊漢陳健安陳勝崎. 國立新莊物管狀泡膜之高中／三理研究年級科. 第 46 屆基北區優等吳原旭第 46 屆全國競賽佳作. 管晧. 少年廷得耳的煩惱 — 真溶液的廷得耳效應. 國立科學化工業園區學實驗高中科／三年級. 第 46 屆桃竹苗區優等施建輝第 46 屆全國競賽第一名. 李亭諪陳毓茹. 誰害我消化國立彰化生不良— 澱粉女中／二物酶抑制劑之年級科研究. 第 46 屆中區優等第 46 屆全國競賽第一名蕭碧鳳第 46 屆最佳創意獎 2007 年國際科展生物科佳作. 顏嘉儀蔡品儀詹依瑾. 地翻落山頭的國立彰化球火燒風 — 台女中／三科東焚風之研年級學究科. 第 46 屆中區優等唐國詩第 46 屆全國競賽第一名. 李璇陳冠樺戴君容. 國立嘉義物國王的海市女中／三理蜃樓年級科. 第 46 屆雲嘉區優等第 46 屆全國競賽第一名莊立山 2007 年國際科莊立帆展物理科第二名 2006 年旺宏科學獎銀牌獎. 潘建綱. 颶風來嚕 — 國立高雄數對角線與方鳳山高中學格圖之關係／三年級科探討與推廣. 第 46 屆高屏澎區優等顏祥益第 46 屆全國競黃佩瑜賽第一名. 37.

(46) 第三節研究方法有鑒於國內無科學創造力指標建構之研究，本研究採用先質性後量性的研究方法，質性研究階段係經由深度訪談為研究進行方式，將研究參與者的資料分析探討、撰寫訪談記錄，並以蒐集所得之文獻資料予以分析、歸納統整，探討其創造歷程及建立科學創造力指標初稿。之後以精釋研究法發展科學創造力指標；量性研究階段係使用肯德爾和諧係數考驗科學創造力指標之信度。本研究之研究方法說明如下。一、資料搜集本研究資料搜集的主要途徑為「文獻資料分析」及「半結構式深度訪談」，分別針對六組不同科高中科展得獎者為研究參與者，以擬定的訪談主題進行深度訪談，錄音，由國立台灣科學教育館網站取得得獎作品資料或直接請受訪人提供相關訊息，同時參酌研究參與者背景資料及指導老師觀點加以分析探討。二、訪談對象的選取本研究依初步研擬出深度訪談之問題架構，選取一組得獎學生進行預談，並經由試行之資料分析與研究目的兩相比對後，進一步修訂訪談問題架構。爾後，再選取第二組得獎學生，重複上述步驟，以確保訪談問題能精確的聚焦於研究核心，且利於後續個案訪談之用。除第一組預談之隊伍外，選取其餘訪談隊伍時，特別考慮不同科別、就讀學校分佈於北、中、南區之得獎學生，力求取樣具代表性。研究者逐一以電話、e-mail 與參與研究者聯繫，告之本研究的主旨、研究的目的及本研究進行的時間和錄音的需要，確定參與之受訪隊伍，並由研究者親自至受訪學生學校訪談。三、訪談的方式 38.

(47) 本究採用半結構性訪談方式進行，由研究者提供一組提網挈領的訪談主題，以引發受訪談者情緒，使其自由的在有限時間內探索、調查與詢問。透過訪問調查，在有限時間內針對高中學生創造力主題，進行語言的互動和對話，研究者得藉此過程取得資料。四、擬定訪談主題在進行實際訪問調查之前，本研究先經內部(教授一位及博碩班研究生四位)討論後，編製訪談大綱。大綱之內容依據本研究之科學創造力模式，調查受訪者之人格特質、生活與學習環境、創造的能力、知識與學習、創造思考歷程、產品評量的標準等，共計 17 個問題(表 3-3-1)。. 39.