行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
問題解決活動(II)
計畫類別： 整合型計畫 計畫編號： NSC94-2511-S-003-017- 執行期間： 94 年 08 月 01 日至 95 年 07 月 31 日 執行單位： 國立臺灣師範大學工業科技教育學系(所) 計畫主持人： 張玉山 共同主持人： 楊仁興 報告類型： 精簡報告 報告附件： 出席國際會議研究心得報告及發表論文 處理方式： 本計畫可公開查詢中 華 民 國 95 年 10 月 25 日
行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告
透過網路化生活科技問題解決活動以培養學生創造力之研究
計畫類別： 整合型計畫
計畫編號：NSC 94-2511-S-003-017
執行期間：2005 年 8 月 1 日至 2006 年 7 月 31 日
計畫主持人：張玉山
共同主持人：楊仁興
計畫參與人員：何宜軒、莊宗勳、林芳安、魏秀燕
成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：精簡報告
本成果報告包括以下應繳交之附件：
出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份
處理方式：可立即公開查詢
執行單位：國立臺灣師範大學工業科技教育學系
中 華 民 國 95 年 10 月 25 日
透過網路化生活科技問題解決活動以培養學生創造力之研究
摘要
本研究旨在探討網路化問題解決活動的創造力教學效果、影響因素，以及學 生的創意歷程。本研究以建構式學習、問題導向學習、網路化創意學習為理論基 礎，根據 Isaksen & Trenffinger 的創造性問題解決模式，並以國小四年級的「創 意電動車設計與製作」為主題，設計一個網路化問題解決教學網站。共有 147 位 國小四年級學生參與教學實驗，實驗結果有以下發現。 在創意教學效果方面，網路化創造性問題解決活動的創意教學效果，較傳統的 講述教學效果好。在創造力方面、產品創意方面(製作精緻與造形創意)更達到顯 著差異。如果和面對面的創造性問題解決活動比較起來，產品創意並無差異，但 是在創造力方面，則有較差的現象。有可能是因為設備或使用習慣與使用能力的 因素，國小四年級學生在網路上面的互動效果，不如面對面的互動。 在影響因素方面，網路化創造性問題解決教學的學生，其原有的科技創造力、科 技認知成就測驗、學習態度、科技態度、家庭社經指數、家中有無個人電腦、家 中有無網路設備、以及生活領域的學期成績，均與活動結果的產品創意---產品創 意總分、製作、造型、及傳動等項目，沒有顯著的相關性。網路化問題解決的創 意教學，對國小四年級學生是有效的，並可以忽略學生背景的影響。 而在各階段的創意認知歷程方面，有以下特性： 1.情境描述：透過多媒體的動畫，呈現出問題的情境，可以引起學習的動機，能 讓學生對學習主題產生興趣，並促進學效果。但是在舊經驗的分享與討論方 面，則較顯薄弱。 2.蒐集資料：動畫教學效果最好，網站資源效果在中上左右，但也有三成負面回 應，主要是因為連結失效所致；而新知分享也有七成正面回應的效果。 3.重新發現問題：學生可以從多種向度來發現問題，效果相當好。當然，這部份 需要教師較多的引導，單靠網站恐無法順利達成。 4.引導分析：網站引導學生、提供學生思考問題的方向(向度)(正面回應約五成)， 但在問題核心討論方面，則只有三成左右的正面回應。學生會擴散性地提出 各自的問題，在看過他人的想法後，也會有人提出不一樣的想法，但是比較 少進行互動與討論。學生也會個別地指出重要的問題，但比較不會將問題加 以彙集，做成統整的、完整的結論。 5.創意構思：創意鍊習介面對創意思考技術的熟練，有相當高的效果。學生大多 都能提出自己創意的看法與意見，並較能使用比喻的創意思考方法。此外， 學生所提的構想，會以創意及性能為主。但是在整個實作過程中，會有逐步 的修正，逐漸趨向可行性較高的構想。基本上，如果為了可行性，而簡化設 計，或降低設計的創意，將可能損失創意程度，也不是教學活動的目的。因 此，本階段宜適度降低聚斂性思考。 6.評選方案：「評選的討論」會有助於創意設計作品的完成。在擴散思考方面，學 生花在討論構想的時間，遠低於思考設計上面。設計構思會一直延續到實作，
還是會反覆修正。 7.方案形成：線上塗鴉板有助於外形的創意設計，電腦繪圖工具會影響學生的設 計，「學生常會遷就現成的圖樣工具，而不是自行使用筆刷工具來創作」。他 人設計作品會激發自己不同的構想，也有些學生不喜歡參考他人的構想，寧 可自己從頭構思，這兩類學生的比例約為二比一。 8.製作與發表：主要效果在發現自己作品最成功與最弱的地方(九成以上的回 應)。在製作過程中，學生遇到問題時，並不會上網探究，他們直接和班上同 學討論。主要的原因是「沒電腦用」以及「怕麻煩」。另外，學生會討論分享 進一步改善創意的方法，但是這些創意的產生，多半只是 one-shot 的單一創 意，不是從多個點子中，產生出來最佳化的創意點子。 關鍵字：創造力，問題解決、網路學習、科技創造力
A Study on Creativity Development through Web-based Problem Solving Activities in Elementary Technology Curriculum
Abstract
The purpose of this study was to discuss effects, factors related, and creativity
processes of web-based problem solving activities on student technological creativity in Taiwan elementary technology curriculum. Based on the theories of constructivism, problem-based learning, web-based learning, and creativity learning , main steps of web-based problem solving were discussed systematically. Those were mess finding, data finding, problem finding, problem analyzing, idea finding, solution finding, acceptance finding, and producing and presenting. A web site was developed and a web-based problem solving activity was designed for grade-4 students, who were asked to design and produce creative electric model cars. There were 147 participant elementary students involved in this pretest-posttest design research. Those main findings were: (1) there were statistically significant differences in product creativity and divergent thinking abilities between two groups. (2) there were no statistically significant correlation found between technological creativity, technology cognition, learning attitude, internet accessibility, and student’s creativity performance in
web-based problem solving situation. In addition, characteristics of creative convergent thinking and creative divergent thinking within web-based creative problem solving processes were analyzed qualitatively.
PAPER -1
網路環境中的創意思考歷程之實驗研究---以生活科技「設計與製作」活動為例 張玉山 游光昭 王鼎銘 蕭顯勝 許雅婷
本研究以 Isaksen, S.G., & Treffinger, D.J. (2004) 的創造歷程模式為 理論基礎，透過教學實驗的過程，瞭解學生在創造歷程中的聚斂思考與擴散思考 發展。本研究以花蓮縣與台北縣國小四年級學生共 147 位學生為對象，進行網路 化創意設計與製作的教學活動。從中選取創意表現較優越的十一位學生作為深度 訪談的對象，再輔以教師訪談與網路活動資料(留言板的發言內容，以及線上繪圖 板的作品與討論內容)進行效度的三角檢證。經資料分析結果，有以下發現： 1.情境描述：透過多媒體的動畫，呈現出問題的情境，可以引起學習的動機，能 讓學生對學習主題產生興趣，並促進學效果。但是在舊經驗的分享與討論方 面，則較顯薄弱。 2.蒐集資料：動畫教學效果最好，網站資源效果在中上左右，但也有三成負面回 應，主要是因為連結失效所致；而新知分享也有七成正面回應的效果。 3.重新發現問題：學生可以從多種向度來發現問題，效果相當好。當然，這部份 需要教師較多的引導，單靠網站恐無法順利達成。 4.引導分析：網站引導學生、提供學生思考問題的方向(向度)(正面回應約五成)， 但在問題核心討論方面，則只有三成左右的正面回應。學生會擴散性地提出 各自的問題，在看過他人的想法後，也會有人提出不一樣的想法，但是比較 少進行互動與討論。學生也會個別地指出重要的問題，但比較不會將問題加 以彙集，做成統整的、完整的結論。 5.創意構思：創意鍊習介面對創意思考技術的熟練，有相當高的效果。學生大多 都能提出自己創意的看法與意見，並較能使用比喻的創意思考方法。此外， 學生所提的構想，會以創意及性能為主。但是在整個實作過程中，會有逐步 的修正，逐漸趨向可行性較高的構想。基本上，如果為了可行性，而簡化設 計，或降低設計的創意，將可能損失創意程度，也不是教學活動的目的。因 此，本階段宜適度降低聚斂性思考。 6.評選方案：「評選的討論」會有助於創意設計作品的完成。在擴散思考方面，學 生花在討論構想的時間，遠低於思考設計上面。設計構思會一直延續到實作， 還是會反覆修正。 7.方案形成：線上塗鴉板有助於外形的創意設計，電腦繪圖工具會影響學生的設 計，「學生常會遷就現成的圖樣工具，而不是自行使用筆刷工具來創作」。他 人設計作品會激發自己不同的構想，也有些學生不喜歡參考他人的構想，寧 可自己從頭構思，這兩類學生的比例約為二比一。 8.製作與發表：主要效果在發現自己作品最成功與最弱的地方(九成以上的回 應)。在製作過程中，學生遇到問題時，並不會上網探究，他們直接和班上同 學討論。主要的原因是「沒電腦用」以及「怕麻煩」。另外，學生會討論分享 進一步改善創意的方法，但是這些創意的產生，多半只是 one-shot 的單一創 意，不是從多個點子中，產生出來最佳化的創意點子。
PAPER -2
網路化的創造性問題解決(CPS)教學活動的設計與評鑑模式 張玉山 游光昭 王鼎銘 蕭顯勝 張育禎
本研究旨在以建構式學習、問題導向學習、網路化創意學習為理論基礎，根 據 Isaksen & Trenffinger 的創造性問題解決模式，建構一個網路化的創造性問 題解決教學設計，並發展評鑑指標，作為評估的有效工具。 本研究從文獻探討及專家訪談的結果，建構網站的架構，並以國小四年級的 「創意電動車設計與製作」為主題，設計一個網路化問題解決教學網站。主要的 網頁介面包括： 1.故事情境(動畫)。 2.蒐集資料，包括舊經驗討論(留言板)、必要知識探索(動畫)、知識分享(討論 區)、更多知識(資源網頁連結)、新知分享(討論區)。 3.發現問題，多方向注意到問題(互動網頁)。 4.引導分析，多方向觀察與分析(互動網頁)。 5.創意構思，包括創思訓練(動畫模擬)、及腦力激盪(討論區)。 6.評選方案，決定規準再評選方案(討論區)。 7.方案形成，構想表達與程序規劃(線上繪圖板及討論區)。 8.製作與發表，包括實作、線上展示與分享(圖文網頁與討論區)。 而所規劃的網頁介面，則必須符合以下十三項評鑑指標(檢核項目)： 1.學習內容難易適中 2.充份讓學生回憶(喚起)過去的相關經驗 3.適切地引導學生分析問題(將問題切成數個小問題) 4.先提供情境式的開放性問題 5.充份利用提問使學生注意教材重點 6.提供充份的自學(獨立個別學習)機會 7.組員間有良好互動機制(發表與討論) 8.可以學習蒐集網路資料 9.介紹與充份練習創思技術 10.組員可以充份地進行創意腦力激盪 11.組員可以共同評選方案 12.可以將方案加以具體化(完成設計的計畫書) 13.有適切的成果發表與欣賞活動 本網頁經實地進行教學實驗，發現其可行性、創意教學效果均十分良好，達 統計上的顯著性。本研究並依據研究結果，針對生活科技網路化教學及後續研究， 提出建議。
壹、前言—研究背景與研究目的
在當前日趨複雜的知識社會中，每個人所面臨到的問題，已經不再是一些基 本常識所能夠應付，因此，未來的工作者在面對各種問題及挑戰時，能擁有問題 解決的心智模式與妥善運用問題解決能力，乃成為一種重要的基本技能(Markham & Lenz，2002；Visser，2003)。 基本上，問題解決(problem solving)是指個體運用知識及技能，克服障礙， 而將啟始狀態改變成目標狀態的過程(Mayer, 1992; 李永吟，1998)。因為新的問 題情境常常是陌生與未知，所以問題解決為一種高層次的心智活動(Hunt, 1994)。 問題解決能力(problem solving ability) 則是指個體運用邏輯思考及擴散思考 能力，來解決日常生活中所遇到之問題的能力。 問題解決的主要過程包括準備(preparation)、孕育(incubation)、啟發 (illumination)、評價(evaluation)、與修正(revision)五個階段(Chen, 2004)。 近年來許多學者提出問題解決教學的策略，就是希望能在教學當中，呈現出問題， 讓學生循著確認問題、收集資料、提出方案、驗證方案、評估結果等過程，練習 問題解決的技巧，能夠自行發現問題，自行發現答案，在解答的過程當中，增進 問題解決的能力(郭有遹，1994)。此外， Blumenfeld, Soloway & Marx指出，課 堂上所有的學習活動是由問題來組織與引導，活動最後會有成果或具體的成品產 出，這是整個教學活動最高點(劉佩雲及簡馨瑩譯，2003)。這種專題(或方案)所 開展的學習活動(project-based learning)，肇始於方案裏的「問題」，可以使教 學活動更加有意義。透過問題導向的問題解決教學，就是利用問題，來引起學生 的好奇心與挑戰性，進而提高學習的主動性與積極性。 在另一方面，隨著網際網路的普及，許多有關透過網路以提升學習成效的研 究逐漸蓬勃發展，而網路在問題解決教學的應用，也受到越來越多的重視。近年 來資訊傳播科技（Information and Communication Technology，ICT）在教育上 的應用，多著重在社會互動與團隊合作（Wild，1996）、學生成就（Jackson & Kutnick，1996）及課程發展。只有少數的研究聚焦在透過線上科技（online technologies）的運用，以提升創造思考（creative thinking）的能力（Wheeler， Waite & Bromfield，2002）。正如網路資料的多元、豐富、迅速等特性，在創造性問題解決的學習中，學 生特別需要具備知識建構與問題導向的探究能力。因此，本研究以建構主義學習 理論、問題導向學習理論、及網路化問題解決教學為理論基礎，設計網路化的國 小四年級的生活科技問題解決教學活動----「創意電動車的設計與製作」，並透過 教學實驗，瞭解其創意教學效果，以及學生的創意思考歷程。因此，本研究的研 究目的包括以下四項：
1.發展網路化的國小生活科技問題解決創新活動單元設計模式與示例。 2.探討網路化生活科技問題解決教學單元的創造力教學效果。 3.分析學生背景因素對網路化生活科技問題解決活動的創造力教學成效影響。 4.探討學生在網路化生活科技的問題解決教學中，創意思考的歷程與問題。
貳、文獻探討
一、問題解決教學與建構主義學習理論 建構主義(constructivism)觀點係以Dewey、Bruner、Vygotsky的思想為基 礎，意在超越行為主義及認知理論的學習限制，建構產生知識(generativity)、 多元學習(pluralism)、切身相關(relevance)、主動參與(autonomy)、合作學習 (collaboration)、自省學習(reflectivity)(Visser，2003)。建構主義教學方法 中，最具有代表性的就是問題解決法、實驗活動、電腦教學、及分組學習(Dana & Davis，1993)。因此，在建構主義理論的基礎上，電腦網路化的問題解決教學策 略將更具有發展的理論依據。 建構導向的教材模式中，應以情境式(或真實的)主題探究，來發展問題解決 教學活動。其主要步驟為：1.建立情境；2.進行任務說明；3.將主題切割為數個 小問題；4.利用提問，進行知識建構。 尤其在小組式的問題解決教學活動中，維高斯基(Lev S. Vygotsky)以潛在發 展區域(zone of proximal development)為基礎，所延伸的鷹架(scaffolding)、 交互教學(reciprocal teaching)、合作學習(cooperative learning)教學概念， 具有相當大的影響。 (一)鷹架 鷹架就是指在兒童的認知組織特質上，為兒童內在的心理能力成長，所提供 的協助(李永吟，1998)。其重點是透過建立情境；以提問來提示結構性活動；接 受學童的介入；學童無法建立知識時，以提問來引導新知識。因此，鷹架的功能 包括：1.引發參與(recruitment)；2.減輕學習的負擔(reduction in degree of freedom)；3.管理活動的方向(direction maintenance)；4.指出關鍵特徵(making critical feature)；5.控制學習的挫折(frustration control)；及6.模擬小孩 式的示範(demonstration)。換句話說，在電腦網路的問題解決情境中，鷹架的提 供者可能是教師，也可能是網頁介面；電腦可用以判定學生既有的能力，藉以決 定應提供的鷹架類型；人工智慧的系統設計，可用來協助教師判斷學生的學習是 否遭遇困頓；求助機制與回饋機制的設計，可以讓學生在遇到困難時，可以獲得 來自伺服器端或網際網路資源的協助，而有優秀的表現，則出現鼓勵的訊息。 因此，從鷹架理論來看，設計網路化問題解決教學活動的主要步驟包括以下 八項：1.分析學生既有的經驗與知識；2.確定單元教學目標；3.定出適合的學習重點，難易度適中；4.建立學童式的情境，不論是真實生活或是童話式的；5.提 供必要的內容資訊；6.透過提問來引起學生注意教學內容重點，並引導學習的順 序；7.透過學生的回答與討論，建構屬於學生自己的知識體；8.引導學生注意到 新知識。 (二)交互教學 交互教學是一種社會教學模式(socioinstructional approach)，主要的學習 策略是在對話中，呈現教材、發問(questioning)、澄清(clarifying)、概述 (summarizing)、預測(predicting)，協助老師利用合作學習的對話，以增進學生 對學習內容的確實理解，和後設認知運用(李永吟；1998)。在一個問題解決活動 的教學網站中，交互教學的歷程包含以下重點：1.充份由教師或學生提問，同時 也具有引起學習動機的效果。2.利用發問來引導注意學習重點。3.透過學生自己 的回答或進一步陳述，來釐清所習得的內容。4.學生用自己的方式，重述(概述) 所習得的知識。5.學生預測這些學習內容，可以進一步學習的地方。 在互動機制的設計方面，網際網路上面目前可供利用的機制包括同步與非同 步的討論區、留言板、聊天室、電子佈告欄系統、線上塗鴉板、及專屬互動軟體。 加上手寫板、麥克風及網路攝影機(web cam)的使用，多媒體互動機制已經逐漸普 及。只要能夠克服網路頻寬的限制，多媒體的網路互動將可使網路化交互教學效 果，做大幅度的提升。 (三)合作學習 在網路化的問題解決活動中，在問題確認、資料蒐集、構思、選擇方案、執 行與評鑑等過程中，均應該提供文字與圖形的互動平台，並應有個人績效與小組 績效的評鑑機制，同時也需要即時的表揚機制。根據研究者在「網路虛擬團隊之 創造力研究」(張玉山，2003)的研究發現，網路化的合作學習是在虛擬的情境下 進行，目前雖然有同步與非同步的互動工具可資運用，但是因為無法直接面對面， 在缺乏老師直接監督的情形下，互動效能常受到影響。因此，教師必須經常介入 或「出現」在網站中，並透過回饋機制，提高學生的參與動機。 二、問題解決教學與問題導向學習 問題導向學習(Problem-based Learning，PBL)是由教師設計一個符合真實情 境的問題，作為學習的起始點，在未施予學習者任何教學之前呈現問題，由學習 者主動進行問題解決的過程，從中獲得知識(張杏妃，2001；馮丹白等，2005；田 振榮、支紹慈及劉宗政，2005)，其並具有建構知識、情境學習、合作學習三種特 性(楊紹裘等，2005；馮丹白等，2005)。因此，問題導向學習的目的，在使學生 獲得專業知識之外，更促進學生的主動學習能力、合作學習的能力、批判思考能 力、問題解決能力、及創造思考能力(吳清山，2002；趙李婉儀，2001)。 在教學程序方面，問題導向學習(PBL)運作的基本步驟必須包含下列四點：1.
專業知識的應用。2.目標的設定。3.問題解決。4.評量(洪榮昭，2001)。Aleman & Lopez (2000) 認為問題導向學習的主要歷程為「學習活動Æ問題(或問題Æ學習 活動)Æ個人努力Æ小組討論Æ合作學習(Æ實驗證明)Æ全班分享討論」(侯世光 等，2005)。如進一步考量問題導向學習的知識建構、情境學習、合作學習及問題 解決等特性來看，問題導向學習的基本程序應為「1.面臨問題、2.確認既有經驗(先 備知識)、3.小組討論將學內容、4.自學(蒐集資料)、5.小組討論彙整(問題解決 與分享)、6.全班討論(分享)」。而在實證研究方面，莊謙本等(2005)在電子科技(電 腦故障維修)學習領域所進行的實驗研究，就以「PBL規則介紹Æ分組Æ確認先備 知識Æ呈現問題Æ小組討論Æ蒐集資料Æ小組討論Æ總結性評量」作為問題導向 學習的程序。侯世光等(2005)在工藝設計(桌櫃設計)學習領域的教學實驗，則結 合問題導向與專題導向學習的特色，以「問題與探究(1.問題產生現況之瞭解及追 究原因。2.家具設計在使用上需要考慮的要項。3.家具設計在製造上需考慮的要 項)、構想與發展(4.問題解決方案之產生、篩檢、檢討與具體化。5.解決方案之 檢討與評估)、解決方案具體化(6.最佳方案之模型與實驗製作與功能實驗。7.設 計成果發表)」為主要的教學程序。前者是一種障礙排除式的問題解決，後者則是 一種成品產出式的問題解決，兩者都是問題導向式的學習程序。 和傳統的問題解決的基本程序比較起來，問題導向學習更強調情境建置、探 究學習、以及小組合作學習。在以「創意電動車」為主題的網路化問題解決活動 設計中，可以在問題拋出之前，先建立一個問題的情境，讓學生從情境中判斷問 題，並由小組討論決定需要尋找的資料項目。也就是說，問題的開始，可以利用 電腦動畫的方式，呈現一個故事情境或真實情境。接下來就是由學生個別努力， 尋找資料，分析彙整資料，再回到小組中報告分享。然後才進行問題解決的構思 等工作。因此，在情境之後，便需要小組互動的討論區，以及資料上傳分享的網 頁。 三、網路化問題解決教學與創造力 當前的網路學習環境，具有以下三項特點，包括(Hackbarth，1997)：1.網 路提供了快速而經濟的搜尋方式，可供線上搜尋人物以及各類型式的資料。2.網 路快速更新的特質，使得網路的內容相較於其他媒體更為豐富且新穎。以及 3.網 路可以使個人(老師或學生)的作品與世界各地的其他人共同分享。在這樣的多元 化、豐富化、快速取得資源的網路環境下，網路教學遂有以下三項基本特性：1. 學習者可以隨時自行瀏覽全球網路上的教材；2.學習者可透過網路環境，自行建 構知識；3.教師的角色轉換成一個領導者身份，引導學生在網路環境中尋找知識 (溫嘉榮，1999)。因此，在網路環境下所建構的問題解決學習活動，將可以充份 利用網路資源豐富與互動便利的特性，提供學習者更好的問題解決環境 (Bhattacharya, 2004)。 創造性問題解決的教學，係以混亂狀況的描述(mess finding)、現況資料(data
finding)、問題與目標(problem finding)、構思(idea finding)、方案評選 (solution finding)、方案形成(acceptance finding) (Isaksen & Trenffinger, 1984; Stanish & Eberle, 1997)六大步驟較為完整，並具有代表性。基於創造力 培養的需要，宜在構思前段，加入創意思考的引導(利用型態分析法，引導學生分 析的方向)，成為：1.混亂狀況的描述、2.搜集資料、3.發現問題、4.引導分析、 5.構思、6.評選方案、以及7.方案形成，共七大步驟。Isaksen & Trenffinger (2004) 從聚斂面與擴散面來分析創造性問題解決的創意認知與思考，如圖一所示。本研 究根據此一理論，發展各階段活動的聚斂性與擴散性創意行為觀察重點，如表二 所示。
擴散面 Divergent Phase 問題敏感性 Problem Sensitivity 聚斂面 Convergent Phase 擴散思考 聚斂思考 從生活經驗與情境中，尋找 各種問題解決的機會 發現困惑 (Mess finding) 決定一種挑戰，並建立一般 性的問題解決目標 收集不同的資料，瞭解事實 的情境 發現資料 (Data finding) 整理、分析與歸納重要的資 料 從已知的資料，發現所有可 能的問題 發現問題 (Problem finding) 選擇一特定問題，並具體且 明確地陳述問題 列出問題之所有可能的解 決構想 發現點子 (Idea finding) 選出最有可能解決問題的 構想 找出各種評估構想的標準 與方法 發現解答 (Solution finding) 選擇一些標準，評估解決問 題的構想 考量執行過程中，可能的助 力與阻力 尋求接納 (Acceptance finding) 找到最適當的構想，擬定計 畫並加以執行 新挑戰 New challenges 圖一 創造性問題解決的擴散與聚斂思考
資料來源：Isaksen, S.G., & Treffinger, D.J. (2004). Celebrating 50 years of reflective practice: Versions of creative problem solving. Journal of Creative Behavior, 38(2),
表二 Web-based CPS 活動過程的觀察重點 預期的學生反應 (觀察的重點) 網路化的創造 性問題解決 活動 WEB-based CPS 的主要機能 擴散性 (與獨創性、奇特性有關) 聚斂性 (與機能性、精緻性有關) 1. 描 述 混 亂 狀況【情境動 畫、動動腦、 暢談舊經驗】 1-1 多媒體 畫 面觸動 1-2 討論區 學 生的舊經驗 1-1 會從畫面中，更清楚 瞭解問題 1-2-1 會從畫面中，注意 到( 找到 )不 同的 癥結 點 1-2-2 會在討論區中，提 到較多或較不一樣的 相關經驗 1-1 發現最重要的問題 癥結 1-2 知道那些經驗是重 要的、應該參考的 2. 蒐 集 資 料 【 暢 談 舊 經 驗 、 常 用 連 結 、 動 畫 教 學、新知識分 享】 2-1 從動畫 教 學中，有效 學習專業知 識 2-2 從網站 資 源中，廣泛 尋找資源 2-3 分享區 裏 分享新知 2-1 學 生 會 更 專 心 學 習，注意到細節 2-2 從常用連結中，找到 更多或更不一樣的新 知識、圖片等 2-3 在分享區裏提出多 種新知 2-1 注意到不完整的細 節 2-2 將網路資料，歸納出 結果(結論) 2-3 在分享區裏激盪新 知(討論歸納出結果) 3. 發 現 問 題 【發現問題】 3-1 提供思 考 問題的方向 (向度) 3-1 思考問題的方向比 較多種，例如輪子、車 體、機能等 4. 引 導 分 析 【 引 導 分 析、留言板】 4-1 提供思 考 線索 4-2 問題核 心 的討論 4-1 瞭解、提出問題的核 心 4-2-1 凝 聚 更 多 問 題 的 核心 4-2-2 激 盪 出 不 一 樣 的 問題核心 4-1 具體地指出問題 4-2 統 整 出 一 個 ( 或 幾 個)問題的核心 5. 構思【創意 構思練習、創 意 構 思 留 言 版】 5-1 提供創 意 設計的練習 機會 5-2 提出創 意 點子 5-1 專心操作練習介面 5-2-1 提出自己的點子 5-2-2 提出特別的點子 5-2-3 提出很多點子 5-2-4 以 不 同 的 認 知 模 式來產生點子(引用、 比喻等) 5-2 提出的構想，具有可 行性 6. 評 選 方 案 【評選討論】 6-1 充份地 討 論評選構想 6-1-1 設 計 構 想 的 討 論，會比較深入 6-1-2 設 計 構 想 的 討 論 時間，會延續較久 6-1 提出評選方案的規 準( 例 如 造 形 的 獨 特 性)
7. 方 案 形 成 【方案形成】 7-1 外形的 設 計 7-2 製作方 法 的討論 7-1-1 他 人 設 計 作 品 會 正面影響自己的設計 7-1-2 他 人 設 計 作 品 會 激發自己不同的構想 7-2-1 提 出 的 材 料 較 多 樣 7-2-2 提 出 的 製 作 程 序 較完整 7-2 提出的材料，具有可 行性(易取得.易加工. 便宜) 7-3 製作程序具有可行 性 8. 製 作 與 發 表【線上作品 欣賞、討論及 心得發表】 8-1 實物製作 8-2 網上作 品 展示 8-3 欣賞 8-4 針對創 意 設計的討論 8-2 發現自己作品的優 缺點 8-3 發現他人不同的創 意 8-4 討論如何增加設計 的創意 8-1-1 會 上 網 討 論 製 作 過程中遇到的問題 8-1-2 會 持 續 討 論 不 同 的解決方法 第一類是針對問題解決程序的適切性，主要是以建構學習、問題導向學習、 網路化創造性問題解決為基礎，所彙整的檢核重點，進行五等第的評量。項目包 括以下十三項： 1.學習內容難易適中 2.充份讓學生回憶(喚起)過去的相關經驗 3.適切地引導學生分析問題(將問題切成數個小問題) 4.先提供情境式的開放性問題 5.利用提問使學生注意教材重點 6.提供自學(獨立個別學習)的機會 7.組員間有良好互動機制(發表與討論) 8.學習蒐集網路資料 9.介紹與練習創思技術 10.組員創意腦力激盪 11.組員共同評選方案 12.方案具體化(完成計畫書) 13.成果發表與欣賞
表二 建構學習、問題導向學習、及網路化創造性問題解決的活動檢核重點 建構學習 問題導向 網路化創造性問題解 決 學習內容難易適中 同左 同左 回憶過去經驗 引導分析問題 (將問題切成數個小 問題) 同左 情境符合學生經驗 問題符合學生經驗 情境式的問題 情境能吸引學生 問題能吸引學生 同左 利用提問使學生注意 教材重點 自學機制 成員間有良好互動機 制(發表與討論) 同左 同左 資料蒐集機制 網路資料蒐集的機制 創意與決策的機制 介紹創思技術 創意腦力激盪的機制 共同評選方案的機制 方案具體化(計畫書或 模型)
參、研究設計
一、研究的架構 本研究旨在以國小生活科技課程為範圍，探討網路化的問題解決導向創新 教學單元，在培養小學生創造力的效果，以及學生背景因素所產生的影響。因此， 實驗操作的自變項為網路化教學單元，而透過統計控制的受試者間變項則包括性 別、學科專業認知、創造力前測、網路設備因素。依變項則為創造力表現結果(包 括擴散思考能力、創造傾向、產品創意)。茲說明如下： 1.網路化問題解決教學：一個為期八週的網路化問題解決教學活動。 2.學科專業認知：對實驗教學教材範圍的理解。 3.創造力前測：係指實驗前的創造力測驗結果。為避免重複測驗所產生的 練習效果，以及考慮重新發展測驗的問題，本研究以科技創造力測驗 作為前測工具，以期更能符合本研究的科技課程特性。 4.網路設備因素：參與學生家庭網路設備狀況。 5.創造力表現結果：包括擴散思考能力、創造傾向、作品創意三種。前兩者透過威廉斯創造力量表測得。作品創意則針對學生所製作的「創意 電動車」進行產品創意的評分。 自變項 依變項 1.教學策略(網路化 問題解決活動) 控制變項 1.性別 2.學科專業 3.創造力前測 4.網路設備 1.擴散思考能力 2.創造傾向 3.產品創意 二、研究的對象 為求教學實驗控制變項的穩定，教學實驗教師的配合度與專業性為選驗 擇的主要依據。因此，本研究以研究群所任教與輔導之台北縣市及花蓮縣市 共三所國小為研究對象，共選取五個四年級班級，共計 147 位學生參與教學 實驗。 此外，本研究針對網路化創造性問題解決的學生，進行深度訪談，以瞭 解學生在網路化問題解決教學中，創造思考的歷程，以及可能會遇到的問題。 這些受訪學生的選取，主要以立意抽象的方式，選取創意表現較佳的學生， 針對創造性問題解決各階段任務，進行半開放訪談。 三、實驗的設計 本研究主要是利用準實驗的方法進行。所採用的設計，為不相等組前後 測實驗設計。實驗組 A 為網路化問題解決教學，共兩個班級；控制組 B 為傳 統問題解決教學，共兩個班級；控制組 C 為傳統講述教學，有一個班級。如 圖二所示。 本研究的實驗設計 前測 實驗處理 後測 實驗組A O1 X O4 控制組B O2 O5 控制組C O3 O6 實驗組 A：網路化問題解決教學
控制組 B：傳統問題解決教學 控制組 C：傳統講述教學 O1 O2 O3為創造力前測 O4 O5 O6為創造力後測 四、研究的工具 本研究所需要的研究主要工具，包括教學活動設計、科技創造力測驗、 創造力測驗、以及創新程度評量表、科技認知測驗四種。 1.問題解決教學活動：由研究小組、學者專家、及參與實驗教師共同發展， 並經可行性的實驗。網路化問題解決教學活動平台的網頁介面依循「現 況呈現、資料分析、重新定義問題、重新分析、產生構想、評選構想、 形成方案」的步驟，利用「同步聊天室」、「創意討論區」、「線上塗鴉討 論」三種網頁機能，透過 Flash 的互動性與卡通動畫效果，配合 asp 的 互動性資料庫管理功能，設計而成。 2.科技創造力測驗：以葉玉珠(2002)所發展的科技創造力測驗作為主要的工 具。 3.創造力測驗：採用林幸台和王木榮（1994）年修訂之威廉斯創造力量表為 主要工具，該量表包含創造性思考活動、創造性傾向量表等。 4.產品創意評分表：根據計畫主持人在「網路虛擬團隊創造力研究」(張玉山， 民 92)、 「不同創思方法在不同的技術創新任務之應用效果──在國中生 活科技課程的教學實驗」(李大偉及張玉山，2004)等研究結果，將創意電 動車的產品創意評分項，區分為製作、造形、傳動三個項次，進行五等 第的評分。在評分者信度方面，則由三位創造力專長的研究人員同時進 行評分，其一致性考驗的 alph 為 0.9942(P<.01)，建立評分者間的信度 很高。 五、資料的處理 在量化資料方面，本研究主要利用 SPSS-10.0 統計軟體，採用其中的共 變數分析及線性迴歸分析，進行統計分析。 1.共變數分析：主要以創造力前測為共變量，分析學生在創造力後測與創造 表現結果，是否因實驗操作因素，而有所差異。 2.相關係數：主要在分析學生背景等相關因素，與網路化問題解決創意表現 的相關性。 在質性的訪談資料方面，採用「歸納式分析」(Inductive Analysis)將訪談
結果，整理成系統而完整的研究結果。
肆、網頁建置與評估
本研究根據文獻分析及教師訪談的結果，以建構式學習、問題導向學習、 網路化創意學習為理論基礎，以國小四年級的「創意電動車設計與製作」為主題， 設計一個網路化問題解決教學網站。所發展的活動網頁，先交由問題解決、創造 力教學、網路學習的學者專家及有經驗的國小教師進行審查與評鑑。其次則透過 試探性的教學實驗，瞭解國小四年級學生對本活動網頁的接受程度。 一、網頁規劃與設計 (一)、故事情境：網頁為 flash 動畫，「小明考試進步了，媽媽同意他從玩具 店買了一輛四驅車當作獎勵。小明帶到學校之後，發現很多同學都有一樣的四驅 車，混在一起玩之後，幾乎認不出那一輛是他的。老師知道了以後，和其他老師 討論決定要舉辦一個全校的創意電動車設計大賽，讓大家都可以設計一個跑得最 快的、獨特的模型電動車」。 (二)、蒐集資料 1. 舊經驗的討論：網頁畫面為小組組員發言的 asp 留言板。 2. 必要知識的探索：flash 網頁畫面包括「車型問題、馬達與電池問題、 車輪問題、齒輪組問題」的互動學習畫面，在每個畫面之後，學生必須在 asp 討 論區簡短重述所學到的知識，以助於知識的澄清。 3. 更多的知識：畫面出現資源網頁連結畫面，讓學生分別超連結車型問 題、馬達與電池問題、車輪問題、齒輪組問題的相關網站。 4. 新知識的分享：畫面出現到 asp 討論區，讓學生分享網路探索的收穫。 (三)、發現問題 畫面以圖文方式，逐一出現問題： 1.「我可以怎樣改變電池與馬達的連接方式，讓車子跑得更快」 2.「我可以怎樣改變大小齒輪的組合方式，讓車子跑得更快」 3.「我可以用哪些方法來改變輪胎，讓車子跑得快」 4.「我可以怎樣變化車殼，讓車子讓它跑得更快」 5.「我可以用哪些方法來改變輪胎，讓車子變得很特別」 6.「我可以怎樣變化車殼，讓車子變得很特別」 (四)、引導分析 以圖文畫面出現針對輪子以及針對電池與馬達、齒輪組、及車殼的引導觀 察與分析： 1.你看到了沒有，它(輪子)現在的外形是黃色的圓形 2.你看到了沒有，它(輪子)現在的材料是黃色的圓形 3.你看到了沒有，它(輪子)現在的結構搭配是四個一樣大的輪子 (五)、創意構思1. 創思訓練：flash 動畫模擬，讓學生「1.變一變： 用電動車當作膠帶座車，當作筆筒車等；2.合一合：幫 車子加翅膀加眼睛眉毛、車子加動物花朵植物滑鼠器 物；3.換一換：車殼的卡紙材料用鐵絲網取代、或用可 樂罐來取代；4.大一點小一點：將前輪或後輪縮小，或 放大」。 2. 腦力激盪：畫面出現主題討論的創意區(asp)，讓組員輸入創意。 (六)、評選方案 Asp 討論畫面，出現「材料能不能找到，製作技術能不能克服，是不是很特 別」的評選規準，讓每個組員選一個構想及理由，再決定出最後的構想。 (七)、方案形成 畫面出現繪圖區(asp 加上 flash 的線上繪圖板)，讓組員在上面繪圖，並在 文字輸入的回應區當中，寫下材料規劃表及工作程序。 (八)、製作與發表 各組製作一台電動車，進行全班的發表活動後，由老師將發表情形拍攝成 影片，作品做成網頁。學生則在班級討論區中簡要地發表學到的內容及感想。 二、專家的評鑑 本研究參與評鑑學者專家，均為大學教授，並在上述專業領域中，擔任行 政院國家科學委員會擔任研究專案主持人職務者。有實務經驗的專家則是對網路 化教學、創造力教學有實務經驗的國小現職教師。 專家評鑑的項目分兩大類，第一類是針對問題解決程序的適切性，主要是 以建構學習、問題導向學習、網路化創造性問題解決為基礎，所彙整的十三項檢 核重點，進行五等第的評量。 經統計得到總平均為 4.1，明顯高於普通值 3，也就是說，本研究所發展的 教學網頁在各個教學程序的設計，相當適切。其中只有第五項「充份利用提問使 學生注意教材重點」的得分為 3.0，表示本研究所設計的網頁，尚未充份將教材 內容依據兒童認知的習慣，轉換成適當的問題，在網頁中提問。如表三所示。 表三 網路化問題解決教學程序的適切性 問題內容 同意程度 平均數(標準差) 1.學習內容難易適中……… 2.充份讓學生回憶(喚起)過去的相關經驗……… 3.適切地引導學生分析問題(將問題切成數個小問題)… 4.先提供情境式的開放性問題……… 5.充份利用提問使學生注意教材重點……… 6.完全沒有提供自學(獨立個別學習)的機會……… 7.組員間有良好互動機制(發表與討論)……… 8.可以學習蒐集網路資料……… 9.根本沒有介紹與練習創思技術..……… 10.組員可以充份地進行創意腦力激盪.……… 4.0(1.0) 3.7(0.58) 4.3(0.58) 4.3(0.58) 3.0(0) 4.3(0.58)(負向計分) 4.3(1.15) 4.0(0) 3.3(0.58)(負向計分) 4.0(0)
11.組員可以共同評選方案.……… 12.可以將方案加以具體化(完成設計的計畫書) ……… 13.有適切的成果發表與欣賞活動.……… 4.7(0.58) 4.3(0.58) 4.7(0.58) 平均 4.1(.07) 三、試探性的教學實驗 本研究以新竹縣光明國小四年級學生為樣本，進行試探性實驗研究，確認 活動網頁的可行性。主要的教學程序包括活動介紹、網路學習活動、實作、成果 發表。在教學活動之後，本研究對參與活動的學童進行半開放的訪談。主要的訪 談結果如下： 1.介面操作有些困難度：有些留言板找不到送出的按鍵、繪圖板的寫字功 能不會用，是活動網頁設計缺失及事先講解不足所引起。 2.學生對動畫網頁覺得很有趣、很新鮮。 3.學生認為，動畫教學內容很容易理解，操作方便，答對了很有成就感。 4.學生認為，每次都要到討論區發表，有時候會不知道要寫什麼。 5.學生知道發現問題、引導分析「是要讓我們想一些關於電動車的問題。」 6.學生認為，活動網頁對問題解決的創意，有正面的幫助。「看完這些創意 構思的變化，能激發我的想法。讓我有更多的想像空間。」 7.學生認為，評選討論區上能看到別的組員在想什麼。自己也能夠回應他 的想法。 8.學生認為，方案形成的繪圖板操作容易，但不會使用文字輸入功能。 9.學生認為，常用連結能讓你獲得你想得到的資訊，但要找到真正要的資 料要花一些時間。 10.學生需要老師在旁邊指導，才能瞭解適當的發言內容。 11.學生認為，本活動網頁對問題解決的效能，有正面的幫助。「上完網路 上的課程，對製作電動車有幫助，知道做電動車該注意哪些地方，想要做得又快 又特別，就需要考慮到車殼、電池的接法、車輪的表面還有齒輪的部份，這些地 方都要能夠配合，才能成功的做出一輛想要的電動車。」 12.學生認為，本活動網頁對專業知識的增進，有正面的效果。「這樣子上 課既有趣又能學到東西。最後還能真正做出一輛電動車，真的很好玩。」
肆、創意教學的成效與因素
一、創造力教學的成效 本研究透過教學實驗來瞭解網路化創造性問題解決的創意教學成效。也就是 要瞭解實驗操作對擴散思考能力、創造傾向、以及創意電動車產品創意，是否產 生顯著的影響。 本研究以科技創造力分數作為共變量，將威廉斯創造力測驗各項分數作為依 變項，進行單因子共變數分析的結果發現，三組學生的威廉斯創造思考測驗總分有顯著差異(F=44.37，P=0.000<0.001)。經事後比較發現，問題解決組的平均分 數最高，其次為網路化問題解決組，傳統組則為最低(G2>G1>G3)。這項結果意味 著問題解決的教學模式(不管是面對面的情境或是網路化的情境)，對學生的創造 力教學效果，都比傳統講述為主的教學模式，效果更好。 而在擴散思考及創造傾向兩項分數上面，三組學生的平均分數並無顯著差異 (F=2.28，P=0.106>0.05；F=2.32，P=0.102>0.05)。 如果將問題解決視為一種思考的策略，網路視為一種情境因素，則可以發 現，問題解決的思考策略對於國小中年級學生創造力教學的效果，顯然有明顯的 效果，但是，也許是因為電腦使用技能或是虛擬情境互動知能與經驗的不足，透 過網路所建構的情境，卻未能使國小學生的創造力(擴散性思考能力與創造傾向) 有更明顯的進步。 再從「創意電動車」的產品創意的三個分項來看，根據表**的變異數分析結 果，三組學生的創意電動車作品創意中的製作與造型得分有顯著差異(F=6.89， P=0.001<0.01；F=10.86，P=0.000<0.01)。再由事後比較結果得知，問題解決與 網路化問題解決教學兩組的分數，均比傳統講述組來得高(G1G2>G3)，但是問題 解決與網路化問題解決兩組之間並無顯著差異。但是三組學生電動車的傳動方面 的作品創意，則沒有顯著的差異(F=1.465，P=0.235>0.05)。 此一結果顯示，問題解決的策略可以有效提高國小中年級學生的「電動車」 作品創意，其中又以設計與製作兩項最為明顯。相較之下，傳動項目可能是因學 生經驗不足，或是傳動本身的創意難度較高，因此較難達到顯著的效果。 表 各組學生在創造能力與產品創意表現的平均數、標準差 Web-CPS G1 (n=57) CPS G2 (n=63) Tradition G3 (n=27) M 161.92 184.54 107.81 創意總分 Sd 53.31 16.57 13.39 M 68.12 72.00 71.19 擴散思考 Sd 12.25 8.79 9.49 M 108.21 112.54 107.81 創造傾向 Sd 17.66 12.87 13.39 M 6.28 6.35 4.67 製作 Sd 1.95 2.19 2.59 M 6.23 6.23 4.36 造形 Sd 1.70 2.06 2.28 M 8.61 9.20 7.88 傳動 Sd 3.33 3.86 4.40 M 22.92 24.06 19.10 產品總分 Sd 6.30 8.33 10.28
表** 三組學生在創造力與產品創意分數的共變數分析摘要 項目 變異來源 離均差平 方和 SS 自由渡 DF 均方 MS F 值 顯著性 事後比較 前測 3237.764 1 3237.764 2.519 .115 G2>G1>G3 實驗處理 114067.558 2 57033.779 44.370 .000** 創造力 誤差 188956.551 147 1285.419 前測 1345.597 1 1345.597 13.565 .000 實驗處理 451.847 2 225.924 2.278 .106 擴散思 考 誤差 14184.618 143 99.193 前測 3451.304 1 3451.304 17.050 .000 實驗處理 937.835 2 468.917 2.317 .102 創造傾 向 誤差 28945.895 143 202.419 前測 10.942 1 10.942 2.322 .130 G1G2>G3 實驗處理 64.946 2 32.473 6.890 .001** 製作 誤差 655.106 139 4.713 前測 11.250 1 11.250 2.951 .088 G1G2>G3 實驗處理 82.803 2 41.402 10.860 .000** 造型 誤差 529.894 139 3.812 前測 34.669 1 34.669 2.462 .119 實驗處理 41.258 2 20.629 1.465 .235 傳動 誤差 1957.543 139 14.083 前測 197.123 1 197.123 3.112 .080 G1G2>G3 實驗處理 528.135 2 264.067 4.169 .017* 總分 誤差 8803.600 139 63.335 *p<.05 **ｐ<.01 二、創造力教學的影響因素 本研究進一步探討學生的學科專業認知、創造力家庭網路設備等因素，對網 路化生活科技問題解決導向的創造力教學成效的影響。根據表**的相關係數可以 看出，網路化創造性問題解決教學的學生，其原有的科技創造力、科技認知成就 測驗、學習態度、科技態度、家庭社經指數、家中有無個人電腦、家中有無網路 設備、以及生活領域的學期成績，均與活動結果的產品創意---產品創意總分、 製作、造型、及傳動等項目，沒有顯著的相關性。 如果再結合前段有關創造力教學成效結果的比較，學生的產品創意的主要差 異，係來自於不同的教學策略，而與個人創意、專業認知、設備因素、態度因素 (科技態度與學習態度)無關，充份顯示，國小四年級學生的個人背景相關因素對 產品創意的影響非常小，教學模式的影響卻是非常明顯，也就是說，對於網路化 問題解決的創意教學，對國小四年級學生是有效的，並可以忽略學生背景的影響。 在學生的創造力方面，網路化創造性問題解決學生的背景因素，與教學後的 創造力(威廉斯創造力測驗總分、擴散思考測驗分數、創造傾向分數)有相關的， 包括以下四項： 1.科技創造力：學生的科技創造力測驗(前測)分數與教學後的擴散思考能
力、創造傾向分數有顯著的正相關(r=0.338，P=0.010<0.05；r=0.263， p=0.048<0.05)。 2.科技認知成就測驗：學生在教學後的科技認知測驗分數與擴散思考測驗分 數有顯著的正相關(r=.332，p=0.012<0.05)。 3.家中網路設備：學生家中網路設備狀況與教學後的創造傾向有顯著的負相 關(r=-.368，p=0.006<0.01)。 4.生活領域學期成績：學生上學期的生活領域學期成績，分別與擴散思考測 驗分數、創造傾向分數有顯著的負相關(r=-0.510，p=0.000<0.01； r=-2.69，p=0.043<0.05)。 表** 各項背景因素與創造力表現的相關性 產品創意 創造力 產品總 製作 造型 傳動 威總 威思考 威傾向 相關係數 .109 .117 .143 .045 .058 .338(*) .263(*) 科技創造力 顯著性 .418 .386 .287 .739 .656 .010 .048 相關係數 .173 .050 .066 .183 .060 .332(*) .162 成就測驗 顯著性 .198 .714 .624 .174 .648 .012 .229 相關係數 .051 -.070 -.039 .120 -.008 .065 .205 學習態度 顯著性 .726 .630 .788 .408 .953 .654 .154 相關係數 .074 .027 .020 .021 .243 .163 .308 科技態度 顯著性 .654 .870 .903 .899 .126 .327 .060 相關係數 .018 -.003 -.061 .058 -.053 .010 -.139 家庭社經指 數 顯著性 .905 .985 .682 .697 .708 .948 .341 相關係數 .128 .232 .203 .055 -.064 -.150 -.368(**) 家裡電腦可 以上網 顯著性 .352 .088 .137 .690 .631 .273 .006 相關係數 -.138 -.058 .057 -.191 -.036 -.205 -.163 家裡有無個 人電腦 顯著性 .316 .676 .680 .162 .789 .133 .235 相關係數 -.042 .049 -.013 -.048 -.170 -.510(**) -.269(*) 生活成績 顯著性 .760 .718 .925 .726 .195 .000 .043 *p<.05 **p<.01 N=60
伍、問題解決的創造思考歷程
除了在量化的統計分析，瞭解網路化創造性問題解決的創意教學效果，本研 究將學生訪談、教師訪談、以及網頁留言討論資料，進行統整、比較、與對照，來進一步瞭解學生在各個活動階段的創造性聚斂性與擴散性認知活動歷程。以下 即依本研究前述「Web-based CPS 活動過程的觀察重點」分項敘述如次。 (一)描述混亂狀況【情境動畫、動動腦、暢談舊經驗】 透過多媒體的動畫，呈現出問題的情境，可以引起學習的動機，能讓學生對 學習主題產生興趣，並促進學效果，學生的正面反應幾乎達 100%。這些表現包 括「好好玩喔、好多車喔、車子多到疊在一起了」(林師)等的學生反應。而討論 區也可以引起學生更多互動的興趣，有正面評價的學生約三到四成。這些表現包 括「學生在操作討論區時，興致通常很高昂，有時會難以控制場面……表現出躍 躍欲試的情緒」(莊師)。學生在擴散性思考的相關表現包括： 1. 動畫中，可以發現造型、漂亮、製作步驟等，多項製作重點。「能夠讓我更了 解電動車的造型、與經驗，讓我把完美的電動車做好，不僅是這樣而已，還有 其他的步驟也要做好」(婉汝) 。「能夠讓我想到自己更了解整樣把車做好，而且 能把它做好，也能做的漂亮」(雅萍)。「老師給我們的電動汽車和操做,讓我領悟 到很多,畫面也激盪了我做電動車的方法及經驗」(倢瑀)。但是也僅止於「製作 得快的、與眾不同的電動車」的概念，較難從畫面中，更清楚(深入)瞭解與分析 問題，就如實驗教師指出，「會從面中提出問題發問的，相當少數」(莊師)。在 網頁的留言板中，也出現「小明沒有裝飾，所以不知道是誰的」(雅芳)、「動 力車的輪子要很平滑才能跑很快吧」(留言板，佩雅)、「車殼：設計小一點會 比較快，車頭尖的會比較快，因為不會受到風的引響」(留言板，靜宜)等相類 似的討論內容。 2. 學生可以從討論區當中，看到其他人不同的期待與想法。這些特徵出現在「做 得跟別人不一樣就好了、寫上名字或貼上姓名貼紙」(林師)。例如「車殼可以 用保麗容，它可以在水面上游泳喔」(留言板，海媛)！「我喜歡賽車」(留言板， 茹涵)等。 3. 曾做過電動車的小朋友不多，能適當提出經驗的少之又少。「多數人寫沒做過， 但都有看過電動車，都期許自己能做出不錯的作品；有做過的小朋友是做配置 好的材料包，或是拆卸現成的玩具」(林師)，例如「我崇來沒有做過電動車希 望能做一步又快的車子」(留言板，茹涵)。少數有經驗的如「我以前幼稚園時 好朽做過電動車耶」(留言板，念念)。因此，在網路化的創造性問題解決活動 中，可能必須將問題的範疇定位在學生已經歷過的經驗當中，以便學生可以有 充份的舊經驗作為發展創意的基礎。另一方面，這也呈現出國小學生對於科技 活動經驗，以及實地設計製作的經驗相當缺乏。 學生在聚斂性思考的相關表現包括， 1. 瞭解最重要的問題癥結在那裏。學生最能了解製作的重點之一就是製作的獨創 性，例如「我發現車子都長的一樣。我能自己認出自己的車子」(林師)。此外， 也有學生找到不同的重要癥結，「重要的是馬達要和齒輪卡在一起，輪子才會 動。你的輪子可以，後面大前面小，也會跑的很快」(玟妤)。「做電動車時要考
慮車身的大小,以及重量」(建霖)。「果把車輪用平滑的速度愈快」(留言板，茹 涵)。 2. 學生對於性能及製作可行性，相當重視。「大多數的學生會問一個問題就是， 老師，我可以這樣做嗎？我可以那樣做嗎？通常我會跟學生說.，你們可以試試 看，真的不行的話，老師再幫你們想辦法」(莊師)。 3. 瞭解那些舊經驗是重要的，應該參考的。如上所述，有實作經驗的學生為數甚 少，但是對於有相關經驗的學生而言，卻很能將該經驗加以轉換與應用，例如 「清楚潛水艇的組裝讓我做動力車的時候很有幫助」(柏弘)。 預期的學生反應(觀察的重點) (訪談人數:11 人) 擴散性 正 面 負 面 聚斂性 正 面 負 面 1-1 多 媒 體 畫面觸動 1-1 會從畫面中，更 清楚瞭解問題 11 1-1 發現最重 要 的 問 題 癥結 6 1. 描 述混亂 狀 況 【情境 動畫、 動 動 腦、暢 談舊經 驗】 1-2 討 論 區 學 生 的 舊 經驗 1-2-1 會從畫面中， 注意到(找到)不同 的癥結點 1-2-2 會 在 討 論 區 中，提到較多或較 不一樣的相關經驗 4 1 1-2 知道那些 經 驗 是 重 要的、應該 參考的 2 (二) 蒐集資料【暢談舊經驗、常用連結、動畫教學、新知識分享】 在創造性問題解決的「資料蒐集」階段中，本研究提供動畫教學(效果回應約九 成)、網站資源(效果回應約七成，但也有三成負面回應)、以及新知分享(效果回應 約七成)三項機制。希望學生從動畫教學中，有效學習專業知識；從網站資源中， 廣泛尋找資源；更在分享區裏分享新知。根據教師的回饋訊息，學生在擴散性思 考的相關表現包括， 1. 部份學生已能注意到不完整的細節(應該加以改進的地方)，例如「車殼沒辦法 做的很堅固」(柏弘)。 2. 學生對其他資料的主動蒐尋情形，不甚踴躍。部份認真的學生，會認真地點選 連結，例如「有好多車子的網站 好有趣，我覺得有這些連結網站 讓我可以獲 得更多車的知識」(留言版，昀瑾)。但是有更多學生未認真地點選連結，「老師 沒有要求，以致能自動連結瀏覽的小朋友不多」(林師)。學生也指出，「我沒有 連上去看，因為我想玩遊戲」(柏弘)。此外，也有人因為部份資源網站點不出來 而放棄繼續點選(婉汝、雅萍)。因此，對於上網蒐集資料的學習活動，除了分享 與討論的機制之外，仍需要加強其他的激勵措施，例如獎勵或建立學習檔案 (portfolio) 的小組競賽。 3. 新知分享的情形欠佳，一方面是主動尋知表現較差，另一方面，新知分享的知
能也較欠缺。教師(林師)指出，「連結的小朋友不多，相對影響提出的討論內 容……沒連結的小朋友就沒上去做討論」。因此，對於國小學生而言，在網路上 主動蒐尋新知以及方享知識的能力與態度，都有待加強。 4. 大家大多抱持相同的看法與認知，並無較為新穎的想法(林師)。 學生在聚斂性思考的相關表現包括， 1. 對專業知識的動畫教學，會認真地逐一點選觀看。教師(林師)認為，「對動畫教 學，學生充滿期待，能一一點選畫面。學生會觀察畫面連結處，並自己點選…… 能從中了解構成電動車要素，以及相關電的知識」(林師)。學生也認為，「我可 以從網路學習中得到知識，可以讓我更專心 」(江岳) 。「會變的更專心、仔細， 因為這是我最喜歡的興趣」(玟妤) 。 2. 學生會上網尋找資料，而且偏向可行性、製作要領的相關知識，並非創新性或 新奇性的資訊，例如「大多數會去尋找軌道車模型的網站」(莊師)。 3. 能歸納新知討論的結果。「齒輪要大和小」(江岳)。「電線要裝好才會跑」(柏弘)。 「馬達要擺正確才行，如果沒有擺好的話車輪會不能動」(婉汝)。「如果馬達熱 熱的，就要讓他休息，不然馬達會燒掉」(玟妤)。「因為馬達和電池連接在一起 放在車子裡就會跑」(雅萍)。「這些東西既有創意.好玩.有有科學性.讓我感到好 奇.所以.我學到ㄌ很多!向賽車因為是要比快的 所以它的車輪表面較平滑 登 山車是要登山越嶺 所以它的車輪表面較粗糙...等」(留言板，可佳) 預期的學生反應(觀察的重點) (訪談人數:11 人) 擴散性 正 面 負 面 聚斂性 正 面 負 面 2-1 從 動 畫 教 學 中 ， 有 效 學 習 專業知識 2-1 學生會更專心學 習，注意到細節 10 2-1 注意到不 完 整 的 細 節 4 2-2 從 網 站 資 源 中 ， 廣 泛 尋 找 資源 2-2 從常用連結中，找 到更多或更不一樣 的新知識、圖片等 4 3 2-2 將網路資 料，歸納出 結果(結論) 4 2. 蒐 集資料 【暢談 舊 經 驗、常 用 連 結、動 畫 教 學、新 知識分 享】 2-3 分 享 區 裏 分 享 新 知 2-3 在分享區裏提出 多種新知 5 2-3 在分享區 裏 激 盪 新 知( 討論歸 納出結果) 3 (三) 發現問題【發現問題】 學生會從多種方向去發現問題，正面回應約有九成。在擴散思考的部分包括： 1. 經過適當的引導，學生可以瞭解相關的問題與方向。尤其「老師參考網站
另行補充做補救教學，學生大致了解相關問題。例如補充教師手冊資料，營造學 生相關疑問：車體輕重，輪胎光滑與否、大小，電池的接法與數量…等」(林師)。 而學生也從很多不同的角度來發現問題，例如輪子要硬一點(江岳)、輪子的大小(柏 弘) 、車殼如果太重的話，車子會跑不動，凡而會跑很慢(玟妤) 、車殼要怎麼裝 才好(雅萍)。 預期的學生反應(觀察的重點) (訪談人數:11 人) 擴散性 正 面 負 面 聚斂性 正 面 負 面 3. 發 現問題 【發現 問題】 3-1 提 供 思 考 問 題 的 方 向( 向 度) 3-1 思考問題的方向 比較多種，例如輪 子、車體、機能等 9 (四) 引導分析【引導分析、留言板】 在本階段中，網站引導學生、提供學生思考問題的方向(向度)(正面回應約五 成)，但在問題核心討論方面，則只有三成左右的正面回應。在擴散思考的部分包 括： 1. 小朋友能提出他們自己的看法，並得到多數小朋友的認同，例如「1.車子要輕、 2.輪子光滑、3.輪子圓形、大小一樣、子要有獨特的造型才夠拉風」等(林師)。 2. 其他小朋友提出的不同想法(多種問題核心)，能讓大家作為思考測試的方向。 例如「1.輪子要粗糙、2.前輪小後輪大」(林師)。「確實，透過網站的學習，學生 比較能進入狀況，也比較能切中問題核心發問問題」(莊師)。「老師讓我們上網 畫電動車的模形」(哲明)。 也就是說，學生會在網站上面提出個自的問題，在看過他人的想法後，也會 有人提出不一樣的想法，但是比較少進行互動與討論。 在聚斂思考的層面，主要在具體地指出問題，以及將問題核心加以彙整與統 整。在具體指出問題方面，學生可以將問題具體化，並嘗試提出解決的重點，屬 於「know How」的部份。例如，「能讓學生緊抓問題所在，做起電動車更能得心 應手」(林師)。齒輪如何組裝的方法(江岳)。輪子的構造有大小的隙縫，能夠提高 抓地力(柏弘)。我遇到的問題是馬達(婉汝)。 而對主要問題的統整，也有部份學生提出「馬達和齒輪的轉動方法」(婉汝) 的統整結果。換句話說，學生會個別地指出重要的問題，但比較不會將問題加以 彙集，做成統整的、完整的結論。
預期的學生反應(觀察的重點) (訪談人數:11 人) 擴散性 正 面 負 面 聚斂性 正 面 負 面 4-1 提 供 思 考線索 4-1 瞭解、提出問題 的核心 5 4-1 具體地指 出問題 5 4. 引 導分析 【引導 分析、 留 言 板】 4-2 問 題 核 心的討論 4-2-1 凝聚更多問題 的核心 4-2-2 激盪出不一樣 的問題核心 3 4-2 統整出一 個(或幾個) 問 題 的 核 心 1 (五) 構思【創意構思練習、創意構思留言版】 創意鍊習介面有助於創意思考技術的熟練，正面回應接近 100%。在擴散思考方 面，包括以下發現： 1. 專心操作練習介面。「學生對模擬式創意練習系統的操作，十分感興趣」(林師)。 2. 大多都能提出自己創意的看法與意見。「並能嘗試不同造型，反覆操作」(林師)。 例如「正方體的車身，長耳朵，前輪後輪一樣大，用紙做造型」(留言板，淑 萍)。但也有部份學生沒有提出自己的構想，「因為我自己也不知道」(江岳)。可 見學生對於創意思考的技巧，仍不甚熟悉，如果能將動畫模擬的創意技法，再 增加創思技法的種類，以及增加練習的次數，從質與量一併增強，應該會有助 於創意激盪的效果。但是，也有學生未能將構想表達出來，「我沒有提出想法， 但我的頭腦有很多想法」(晶菁)，主要是因為在學校上網時間不夠，而回到家 中，家長不讚成她使用網路的關係。 3. 學生較能使用比喻的創意思考方法，「能用其他形體作為電動車外型的比喻， 並詳細描述，例如蠍子、南瓜、包子……」(林師)。例如「正方形的體型，有 很毒的蠍子但是很可愛喔，還有排器官，....很帥吧」(留言板，偉瑄)。 聚斂思考方面著重於構想的可行性，有學生指出，構想可行性較低，因為「材 料不夠」(雅萍)、「因為材料不夠用」(玟妤)。也有學生認為「過於複雜」(江岳)， 因此可行性較低。「加蓋車子的屋頂，可是不能太重不然車子會跑不快」(哲明)。 此外，學生所提的構想，會以創意及性能為主。但是在整個實作過程中，會有逐 步的修正，逐漸趨向可行性較高的構想。例如「學生在實作過程中會知道車子要 跑的快需要提高摩擦力，所以在輪子的材質上就會使用比較多元的材質來做改 善，學生也會發現，車子要跑的快並不一定一味地減輕車子重量，相反的，.有時 候要加重車子的重量」(莊師)。 也有學生認為可以顧及可行性，因為「畫的比較簡單」(婉汝)。基本上，如果為 了可行性，而簡化設計，或降低設計的創意，將可能損失創意程度，也不是教學 活動的目的。因此，本階段宜適度降低聚斂性思考。
預期的學生反應(觀察的重點) (訪談人數:11 人) 擴散性 正 面 負 面 聚斂性 正 面 負 面 5-1 提 供 創 意 設 計 的 練習機會 5-1 專心操作練習介 面 10 5. 構 思【創 意構思 練習、 創意構 思留言 版】 5-2 提 出 創 意點子 5-2-1 提出自己的點 子 5-2-2 提出特別的點 子 5-2-3 提出很多點子 5-2-4 以不同的認知 模 式 來 產 生 點 子 (引用、比喻等) 3 2 5-2 提出的構 想，具有可 行性 3 3 (六) 評選方案【評選討論】 「評選的討論」會有助於創意設計作品的完成(正面回應達九成)。在擴散思考方 面，學生花在討論構想的時間，遠低於思考設計上面。誠如莊師指出，「學生在設 計上的確花了很多時間，有時候會陷入位設計而設計的迷思，而這樣的結果會導 致最後無法在規定的時間如期完成，造成雷聲大雨點小的結果，原因出在於，學 生也是有課業的壓力，無法全新的投入所有的時間製作電動車」。 更確切地說，國小學生對於方案評選的討論，較少有明確的進行時段，反而與 後續的設計階段，融合在一起。「在做電動車時,想的時間會比較久, 不過做的就比 較豐富」(倢瑀)。「設計車子造形時,我會上網參考,讓自己的作品更豐富」(建霖)。 此外，也有學生會思考不同方向的需求度來評選與設計。「小朋友會根據資料中 的評定標準審慎考量三張作品中哪張作品勝出」(林師)。 在聚斂思考方面，「大多都會以自己喜歡的角度，和材料的取得度為主」(林師)。 預期的學生反應(觀察的重點) (訪談人數:11 人) 擴散性 正 面 負 面 聚斂性 正 面 負 面 6. 評 選方案 【評選 討論】 6-1 充 份 地 討 論 評 選 構想 6-1-1 設計構想的討 論，會比較深入 6-1-2 設計構想的討 論時間，會延續較 久 9 1 6-1 提出評選 方 案 的 規 準( 例如造 形 的 獨 特 性) 6 (七) 方案形成【方案形成】 有助於外形的創意設計，是本階段正面回應最好的項目。在線上繪圖板與討論 中，學生的設計圖越來越精緻，「有些設計圖中，可以看得出車體的結構性」(林 師)。學生也「會花較多的時間在設計圖像造型上，繪畫較為精美、仔細」(林師)。
此，在擴散思考方面包括， 1. 小朋友繪畫的內容不一，圖像的設計不大會影響他們的創作。但是電腦繪圖工 具(例如現成的南瓜圖樣)會影響學生的設計，「學生常會遷就現成的圖樣工具， 而不是自行使用筆刷工具來創作」(林師)。 2. 他人設計作品會激發自己不同的構想。學生看到別人的作品就會生出「喔！原 來這樣也可以」的感覺，就會勇於創作。「他人設計作品會正面影響自己的設計 嗎?會，因為他想到的我沒想到」(柏弘)。「其他人的作品有激發我自己不同的想 法」(晶菁)。「有，我先將其他人的作品全部綜合起來,並找出最合適的造形,且最 特別`最快的當作我參考的來源」(建霖)。 3. 也有些學生不喜歡參考他人的構想，寧可自己從頭構思，例如「要相信自己做 的東西，不要老是靠別人」(玟妤)。「因為別人的普通」(雅萍)。「不會，因為我 想朝自己的目標做」(江岳)。和前一項結果比較後發現，學生的創新可能是來 自於不斷修正與激盪的結果，也可能是純粹自發性的創意表現，這是兩種不同 的創意模式，至於哪一類學生適合用哪一種創意模式，則有待進一步研究。 在聚斂思考方面，包括， 1. 多數者都依據教師提供的材料為設計方向，較少數同學會依據家中的物品來設 計。「提出的材料，具有可行性(易取得.易加工.便宜)? 有，因為老師提供材料」 (江岳)。「我的作品材料幾乎都是老師發的」(晶菁)。 2. 圖形繪製上看不出程序；而製作上尚需告知學生製作方法與提示注意事項及步 驟。 3. 材料會因不好收集而受限(林師)。「在材料方面，大多數的學生會利用教室的資 源回收物來製作，當然有些學生會到玩具店購買軌道車零件」(莊師)。 預期的學生反應(觀察的重點) (訪談人數:11 人) 擴散性 正 面 負 面 聚斂性 正 面 負 面 7-1 外 形 的 設計 7-1-1 他人設計作品 會正面影響自己的 設計 7-1-2 他人設計作品 會激發自己不同的 構想 6 3 3 3 7-1 會修正自 己 的 作 品 外形，提高 可行性 1 7. 方 案形成 【方案 形成】 7-2 製 作 方 法的討論 7-2-1 提出的材料較 多樣 7-2-2 提出的製作程 序較完整 7-2-1 提出的 材料，具有 可 行 性( 易 取 得. 易 加 工.便宜) 7-2-2 製作程 序 具 有 可 行性 5 3
(八) 製作與發表【線上作品欣賞、討論及心得發表】 創意效果正面回應最好的項目，是「發現自己作品最成功與最弱的地方」。在擴散 性思考方面 1. 學生可以從他人作品中，發現他人不同的創意。「學生大多能給予具有創意作品 的回饋，但大多只是單純以美、醜來做評論」(林師)。「學生所提出的其他心得 或評論包括1.可以攻擊別人車子的造型、2.貼上可愛的貼紙、3.做專屬自己的車 牌號碼、4.可以隨時換裝電池或檢閱馬達的機動車殼、5.為減輕重量，用棉花來 代替車殼」(林師)。「大多數的學生都能發現自己作品的優缺點，也能體會並學 習別人的優點，當然，最後會將它變成自己的。不過，因為個人差異，有些模 仿其他小朋友作品的會變的有些不倫不類」(莊師)。 2. 學生可以找出自己作品的多個、不同的(獨特的)優缺點。「我的作品有很多缺點, 但經由我的努力思考,後來找出了缺點,並改善過來了」(晶菁)。「我發現自己作 品的多個優缺點：優點是很帥；缺點是不堅固，車殼會飛」(柏弘)。發現他人不 同的創意：「有，有四輪傳動的」(玟妤)。「別人作品的優點是有加棉花」(柏弘)。 在聚斂思考方面包括 1. 在製作過程中，學生遇到問題時，並不會上網探究，他們直接和班上同學討論。 主要原因是「1.製作時機都在班上製作，並沒有接觸電腦。2.小朋友怕麻煩」(林 師)。「會上網討論製作過程中遇到的問題? 很麻煩，和同學講就好了」(雅萍)。 2. 在測試過程中，會尋求同學或老師的幫助，來讓電動車的運轉更順或更快速的 方法。「例如，1.不知道如何裝設齒輪和馬達，更不清楚發下瓦楞版的特殊用意， 須由老師指導。2.輪子無法轉動的原因，摩擦力不夠，加上砂紙或改換現成玩 具塑膠輪胎。3.齒輪沒接合，大小沒配好。4.齒輪和同學互換光，沒有能帶動輪 子跑的。5.黏膠不夠牢固，熱熔膠遇到馬達過熱會融解脫落，改以保麗龍膠代 替。6.車身會偏，輪子大小不一或車體重量（馬達和電池擺放位置）不平均」(林 師)。 3. 學生會上網討論，但是因設備與時間關係，無法達到充份互動。「發現作品有 缺點時，我會問問其他人要如何改善或想法,並改善過來」(建霖)。「上網討論的學 生會有，但畢竟學生能上網的時間不多，所以大多還是會在課堂上(本實驗課程)， 或是其他課程的下課時間討論」(莊師)。 4. 學生可以清楚地瞭解自己作品的最大優點與最大缺點。「優點是有用心做，缺 點是跑不快」(玟妤)。「優點:跑的比較快,外型有創意，缺點:珍珠版容易壞掉」(倢 瑀)。「優點是跑的很快；缺點是電線很容易就掉了」(子賢)。 5. 學生會討論分享進一步改善創意的方法。包括「可以設計車殼的造型」(柏弘)、 「有和同學討論車殼的組裝」(婉汝)、「我和同學分享怎麼組裝車子」(雅萍)、「是 討論怎麼跑會比較快」(玟妤)。但是這些創意的產生，多半只是 one-shot 的單 一創意，不是從多個點子中，產生出來最佳化的創意點子。 預期的學生反應(觀察的重點) (訪談人數:11 人)
