國立台中教育大學數位內容科技學系碩士班
碩士論文
指導教授：王曉璿 博士
網路知識分類標籤輔助主題探究學習
對於國小學童問題解決能力之影響
研究生：謝承洲 撰
中華民國九十八年六月
謝 辭
山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村。深夜撰稿面臨困惑之際，我總會想起這 句話來勉勵自己，像在不熟悉的暗巷中獨自摸索，尋找出路，始終相信自己會尋 獲光明的出口。很慶幸地，我找到了那扇門，打開的那一瞬間，又是另一個嶄新 世界，讓我往前繼續邁進。 此刻，我要先感謝我的指導教授－王曉璿老師，我於研究所就讀了四年之 久，心中時有有疑難之處，但王老師總是以積極、樂觀、風趣的態度引領著我。 當我徬徨無助之時，王老師總是以爽朗的笑容化解這一切，每次與王老師討論 後，停滯的思緒頓時波瀾湧現，心中有著無數的念頭想去實現，謝謝王老師帶給 我勇氣與堅持，讓我一路走來，始終如一。能和王老師一同成長學習，我感到十 分榮幸與感動。我也要感謝游自達老師，對於我論文內容的細心指正，鉅細靡遺， 提出許多我研究上的盲點，指點迷津！也感謝朱延平老師針對論文重要關鍵方向 及研究價值上，給予相當多良善的建議，讓研究內容更趨完備。 再者，我要感謝我親愛的老婆-佳潔，四年的時間一直陪在我身邊加油打氣， 我常無法以全心之力來陪伴內人，著實讓她承受不少壓力，就學期間也與內人結 為連理，謝謝妳於這段期間為我分憂解勞，奔波忙碌，其中之辛勞實無法用言語 來形容，我要對我親愛的老婆說一聲「謝謝妳！」，我會永遠愛你一輩子。 我也要感謝遠在高雄的爸爸、媽媽及各位姐姐，給予我衷心的支持與鼓勵， 讓我無後顧之憂來撰寫論文。也要感謝岳父、岳母一家人長久以來對於我的照顧 及關心，讓論文撰寫更為順利。也感謝研究所的同學-建宏學長、朝清學長、松 男、明珠、盈達、晉榮、克霖給予我許多研究上的幫忙及鼓勵。最後，也謝謝我 學校同仁在我四年就學期間，在學校各項工作上的協助與支持。 在此，以十二萬分之謝意，感謝四年來幫助我的所有人。 謝承洲 謹誌於 2009 年 6 月中文摘要
本研究主要探討「網路知識分類標籤輔助主題探究學習」融入國小三年級自 然與生活科技領域，對於學生的問題解決能力及學習成效之影響，包括：問題解 決能力、自然領域學習態度、自然領域學習成績、資料搜尋整理能力…等面向。 因受限於教育現實環境，受試者不適用隨機分派，故本研究採用準實驗研究 法，選定國小三年級二個班級做為研究對象，一班為實驗組，共有30人；一班為 控制組，共有28人，共計58人。實驗組接受「網路知識分類標籤輔助主題探究學 習」之自然領域教學，控制組採用傳統講述式教學。經過四週共十二堂的實驗教 學，來探討學生接受不同的學習方式後，對各項學習成效之影響。本研究成果冀 望對於如何提昇學習者之問題解決能力、提昇學習成效及學習態度，能提供給國 小教師做為教學上的參考。 經過實驗後採用描述統計及獨立樣本 t 考驗之統計方法，得到結論如下： 一、「網路知識分類標籤輔助主題探學習」能正向提昇學童之問題解決能力。 二、「網路知識分類標籤輔助主題探學習」能提昇學童之自然領域學習態度。 三、「網路知識分類標籤輔助主題探學習」對提昇學童資料搜集整理能力具有正 向潛在效果。 四、Moodle 學習平台的使用有利於主題探究學習的進行。 關鍵詞：網路書籤、網路知識分類標籤、主題探究學習、問題解決能力、學習態 度。Abstract
This research mainly explored the effect of the integration of “classification and labeling of the network knowledge” assisted “project-based inquiry learning” into the elementary third grade Science and Technology Domain on the problem-solving ability and learning achievement. Aspects of problem-solving ability, learning attitude toward Science and Technology Domain, learning achievement of Science and Technology Domain, ability of data searching and sorting, etc. were included.
Limited by the actual educational environment, it was not allowed to randomly assign the subjects to each group. Therefore, this research adopted the quasi-experimental design and chose two classes of elementary third grade as the subjects. One of the two classes was the experimental group consisted of 30 students while the other was control group including 28 students. There were totally 58 subjects. The experimental group was taught with the “classification and labeling of the network knowledge” assisted “project-based inquiry learning” of the Science and Technology Domain. The control group was taught with conventional didactic teaching method. After 12 periods of lessons in four weeks, students were probed into the learning achievements with different learning approaches. Hopefully this study would provide elementary teachers with some references about how to promote learners’ problem-solving ability, learning achievement and learning attitude.
Descriptive statistics and t-test were applied after experiment to obtain the following conclusions.
1. “Classification and labeling of the network knowledge” assisted “project-based inquiry learning” has a positive effect on facilitating pupils’ problem-solving ability.
2. “Classification and labeling of the network knowledge” assisted “project-based inquiry learning” has a positive effect on promoting pupils’ learning attitude toward the Science and Technology Domain.
3. “Classification and labeling of the network knowledge” assisted “project-based inquiry learning” has a potentially positive effect on pupils’ ability of data searching and sorting.
4. Moodle learning platform is beneficial to the “project-based inquiry learning.”
Keywords: social bookmarks, classification and labeling of the network knowledge, project-based inquiry learning, the ability of problem-solving, the learning attitude.
目 次
第一章 緒論 ...1 第一節 研究背景與動機 ...1 第二節 研究目的 ...6 第三節 名詞解釋 ...7 第四節 研究範圍與限制 ...9 第二章 文獻探討...11 第一節 網路知識分類標籤 ...11 第二節 主題探究學習...20 第三節 問題解決能力...27 第四節 總結...41 第三章 研究方法...42 第一節 研究架構與設計 ...42 第二節 研究程序 ...44 第三節 研究對象 ...47 第四節 研究工具 ...49 第五節 研究假設 ...64 第六節 資料處理與統計 ...65 第七節 教學活動設計...66 第四章 結果與討論 ...68 第一節 實驗樣本基本資料分析...68 第二節 「網路知識分類標籤輔助主題探究學習模式」對於「問題解決能 力」之影響 ...70 第三節 「網路知識分類標籤輔助主題探究學習模式」對於「自然領域學 習態度」之影響...75第四節 「網路知識分類標籤輔助主題探究學習模式」對於「自然領域學 習成效」之影響...79 第五節 「網路知識分類標籤輔助主題探究學習模式」對於「資料搜集整 理能力」之影響...83 第六節 學生學習過程之回饋及討論 ...86 第七節 研究假設結果摘要 ...91 第八節 綜合討論 ...93 第五章 結論與建議 ...98 第一節 結論...98 第二節 建議...101 參考文獻...107 一、中文部份...107 二、英文部份...112
表
目 次
表 2-1-1 學童進行網路搜尋所遇到的問題... 14 表 2-3-1 問題解決的定義... 28 表 2-3-2 問題解決能力的內涵 ... 30 表 2-3-3 問題解決的步驟... 33 表 3-1-1 研究設計模式... 42 表 3-3-1 研究對象分組統計表 ... 47 表 3-3-2 實驗組及控制組各組學生人數統計表 ... 48 表 3-3-3 平安國小(化名)資訊課程規劃... 49 表 3-4-1 問題解決測驗與CPM的相關係數... 51 表 3-4-2 問題解決測驗(一)之向度與題目對照表... 52 表 3-4-3 問題解決測驗(二)之向度與題目對照表... 55 表 3-4-4 自然領域單元成就測驗難度、鑑別度一覽表 ... 58 表 3-4-5 自然領域單元成就測驗正式試題雙向細目表 ... 60 表 3-4-6 本研究所採用之學習檔案一覽表... 61 表 4-1-1 實驗組及控制組三上自然科學期成績描述統計表 ... 68 表 4-1-2 實驗組及控制組三上自然科學期成績t檢定摘要表... 69 表 4-1-3 實驗組及控制組三上電腦科學期成績描述統計表 ... 69 表 4-1-4 實驗組及控制組三上電腦科學期成績t檢定摘要表... 69 表 4-2-1 實驗組與控制組問題解決測驗前測之描述統計量表... 70 表 4-2-2 兩組問題解決測驗前測 t 檢定摘要表 ... 70 表 4-2-3 「問題解決測驗」前、後測成績描述統計表 ... 71 表 4-2-4 「問題解決測驗」前、後測獨立樣本 t 檢定摘要表... 71 表 4-2-5 「問題解決測驗」各分量表前後測之平均數及標準差 ... 72 表 4-2-6 兩組之問題解決測驗各分量表前測成績 t 檢定摘要表 ... 72表 4-2-7 兩組之問題解決測驗各分量表後測成績 t 檢定摘要表 ... 73 表 4-3-1 實驗組與控制組自然領域學習態度量表前測之描述統計量表... 75 表 4-3-2 兩組問自然領域學習態度量表前測 t 檢定摘要表... 75 表 4-3-3 「自然領域學習態度量表」前、後測成績描述統計表 ... 76 表 4-3-4 「自然領域學習態度量表」前、後測獨立樣本 t 檢定摘要表... 76 表 4-3-5 「自然領域學習態度量表」各分量表前、後測平均分數統計表 ... 77 表 4-3-6 兩組之自然領域學習態度各分量表前測成績 t 檢定摘要表... 77 表 4-3-7 兩組之自然領域學習態度各分量表後測成績 t 檢定摘要表... 78 表 4-4-1 實驗組與控制組三下自然成績描述統計表... 79 表 4-4-2 實驗組與控制組三下自然成績獨立樣本t檢定摘要表... 79 表 4-4-3 自然領域單元成就測驗成績描述統計表 ... 80 表 4-4-4 自然領域單元成就測驗成績獨立樣本t檢定摘要表... 80 表 4-4-5 不同學習成就學童在「自然領域單元成就測驗」得分之描述統計表81 表 4-4-6 二組高學習成就學童在「自然領域單元成就測驗」t檢定摘要表 ... 81 表 4-4-7 二組低學習成就學童在「自然領域單元成就測驗」t檢定摘要表 ... 81 表 4-5-1 「網路查資料評量」內容分析 ... 83 表 4-5-2 實驗組與控制組之網路查資料評量總分之描述統計... 84 表 4-5-3 實驗組與控制組之網路查資料評量總分獨立樣本t檢定 ... 84 表 4-5-4 實驗組與控制組網路查資料評量各大題得分獨立樣本t檢定... 84 表 4-7-1 研究假設之結果摘要表... 91
圖 目 次
圖 2-3-1 問題解決的循環模式 ...35 圖 2-3-2 問題解決基本架構 ...35 圖 3-1-1 研究設計架構圖...43 圖 3-2-1 研究設計實施流程圖 ...46 圖 3-4-1 實驗組Moodle之功能 ...62 圖 3-4-2 控制組Moodle之功能 ...63附
錄
附錄 1 問題解決測驗(一) ...117 附錄 2 問題解決測驗(二) ...124 附錄 3 自然領域學習態度量表 ...132 附錄 4 問題解決測驗(一)授權使用同意書...134 附錄 5 問題解決測驗(二)授權使用同意書...135 附錄 6 自然科學習態度量表授權使用同意書...136 附錄 7 自然領域單元成就測驗(預試試題) ...137 附錄 8 自然領域單元成就測驗(正式試題) ...140 附錄 9 實驗組教學活動設計 ...142 附錄 10 控制組教學活動設計 ...149 附錄 11 網路查資料評量 ...154 附錄 12 小組成員名單及工作分配表...155 附錄 13 教師評分表 ...156 附錄 14 教師教學日誌 ...157 附錄 15 學生訪談問卷 ...158第一章 緒論
本章主要分為五節來探討，第一節為闡述本研究之背景及動機，第二節陳述 本研究之目的，第三節針對本研究重要名詞加以釋義，第四節說明本研究之範圍 及限制。第一節 研究背景與動機
一、關鍵能力的養成－問題解決能力
人類進入二十一世紀，面臨的是一個知識經濟的時代，未來「知識」將取代 土 地 、 人 力 、 資 本 等 傳 統 經 濟 資 源 ， 成 為 重 要 的 經 濟 資 產 與 競 爭 資 本 (OECD,2003)。趨勢大師大前研一曾提及：「當你花這麼多時間去背誦知識的碎片 時，你真正的價值其實是面對困難時的獨立思考力！在知識碎片時代，唯有整合 者，才能成為解答者。」（沈耀華，2005）。隨著資訊科技的創新發展，知識隨手 可得，也隨時被汰換更新。因此，各國教育的教育政策，從強調知識的吸收，轉 換為關鍵能力的培養（許芳菊，2005）。未來的教育重點不在於知識的吸取，而 是關鍵能力的養成。 新科技不斷促使人類改變，生活充滿未知數與挑戰，人們必須學習多元能力 來適應社會求得生存，未來人類最重要的能力，不只是單純吸收知識，而是以系 統化的方法統整活用資訊和知識，進而解決所面對的問題。因此，讓孩子具備問 題解決能力顯得十分重要，有良好的問題解決能力和態度，將是人類適應未來生 活的重要資產。無論科技如何發達，人類依舊要面對因科技化而產生的後續問 題，當舊有的知識與經驗無法解決時，就必須突破舊思維與再教育，來解決更多 難題。問題解決也被心理學者視為是一種複雜且高結構化的心智活動歷程 (Hemberr，1992)。 培養「問題解決能力」是目前教育的主要目標之一，「九年一貫課程總綱綱要」就提及課程設計應以學生為主體，以生活經驗為重心，培養現代國民所需的 十大基本能力，其中便包含「獨立思考與解決問題」之能力（教育部，2003）。 因此，學校除了傳授學生知識，更應讓學生學以致用，活用知識培養自己的問題 解決能力，而教師的教學策略更要視情況作調整，讓學生透過學習活動，去蒐集 整理、分析運用資訊，以系統化方法判斷問題，養成溝通協調、理性批判、容忍 不同意見及反省的態度，以有效的解決問題。
二、系統化的學習策略－探究式學習
而學生各項能力的培養，教師應提供適宜的教學情境讓學生探索課程及生活 中的人事物，因此，「探究式學習」帶給師生一個不同的學習型態，探究是一種 尋找問題和解決問題的過程，是人類的一種思考模式，是一種尋找資料及了解事 物的過程，經由探究學習過程，可訓練出學生應用科學方法，來發現問題，尋找 解決問題的方法 (王美芬、熊召弟，2006)。研究顯示，以學生為主體的「探究式 學習」對於學生的學習成效具有正面性的影響（毛松霖和張菊秀，1997；毛松霖 和張俊彥，1998；劉宏文和張惠博，2001；Gerber, Cavallo, &Marek, 2001）。探究 學習是一個讓學生主動參與獲得知識的過程，在過程中，除了培養孩童在搜集、 整理、分析、組織資訊的能力之外，其整個學習過程就如同在解決問題一般，此 舉更能進一步提昇學生的問題解決能力。三、資訊化社會－培養學童運用資訊的能力
面對資訊時代來臨，善用資訊科技將是未來社會的發展關鍵，成為現代人必 須具備的能力之一，網路的發明也讓資訊取得更為方便普及，根據美國觀點主題 網路顧問公司在2007年6月的一項調查顯示，到2007年第一季為止，全球上網人 數已超過十一億人口（引述自台灣商會聯合資訊網報導，2007）。而財團法人台灣 網路資訊中心在2009年1月時所做的問卷調查顯示，已經有1582萬人曾經使用過 網路，約佔台灣總人口68.94%。由此可看出，網路環境已儼然成形，這使得學習活動變得多元化，網路線上 學習的模式逐漸普及。比爾蓋茲曾說：「科技將成為影響未來老師角色的關鍵」 （張雅芳，2003；張國恩，2002），世界各國教育亦十分重視資訊教育，我國於民 國90年提出「中小學資訊教育總藍圖」，希望讓學生具備運用資訊進行判斷、組 織、決策與處理的能力，養成愛好學習及獨立學習的習慣，並主動進行學習（教 育部，2001）。這不只培養學生資訊能力，亦同時輔助各學習活動能更順利進行， 更培養其「問題解決能力」。
四、改變傳統講述式的教學方式－主題探究學習
研究者本身是一位國小自然與生活科技領域教師，目前教學現場仍以傳統講 述式教學及食譜式的實驗教學為主，以口述方式向學生進行講解，學生用耳聽眼 看來了解自然的現象及原理，雖然在時間、人力及費用上較為經濟方便，但對培 養學童自然科學素養卻無正向效益，研究顯示講述教學法有許多缺失，其一是以 教師為中心，以教科書為依歸，易於忽略學生認知發展；其二為講述法較難引起 學生興趣，缺乏師生互動及合作討論的機會；其三是容易養成學生被動吸收知 識，而非自我建構知識，只為了應付考試，對科學素養的訓練卻是助益極小(王 美芬、熊召弟，2006)。布魯納曾說過：「求知是一個過程而非成果。在教學中， 兒童扮演的角色不應只為知識的接受者，而應該是主動的探求者。」(Bruner,1960) 探究求知能力的訓練遠比傳授知識重要，而「主題探究學習」正好為學習活動有 一個改變及突破的機會。 「主題探究學習」是指在教學過程裡，教師提出與課程相關問題，針對某一 主題作深入探討，鼓勵學生主動進行假設、探究、驗證、歸納、討論及解釋問題， 教師是一位引導者，引導學生主動學習，是以學生知識探究為主、學習者主動學 習，而非現成的解答提供給學習者的的學習策略（Looi，1998）。對照講述教學 法，直接將知識灌輸給學生，對學生而言，知識可能只短暫停留在腦海中，僅做 為考試之用，當真正要運用於日常生活中，卻無法充分的理解。而自然領域本身就相當適合主題探究的學習，以主題做為出發點，讓學生依主題去探究相關的知 識，培養出主動積極的求知態度及探究意願，這才是學習的精神所在(王美芬、 熊召弟，2006)。
五、網路搜尋的普遍及待改進之處
發達的網路提供主題探究一個良好的環境，學習者可充分利用網路資源，網 路具備著及時與快速更新之特性，豐富多元的學習內容及開放性的學習環境（計 惠卿，2002），給學習者有更多的機會搜尋與整理網路資源（何榮桂，2002）。 當學習者在進行網路搜尋時，將面對網路資訊量的超載，不利於資訊的搜尋，也 影響到學習成效。 在 Lawrence 與 Giles(1999) 的 研 究 指 出 ， 網 路 資 訊 成 長 迅 速 卻 不 甚 穩 定 。 Liang(1999)的研究亦指出，網路資訊雖便利豐富，成長迅速，卻有資訊超載、位 址迷惘及資訊品質降低的問題。因此，過時、不完整甚至是不正確的網路資訊， 反而干擾學習者，要花更多的心思去整理(引自謝宏賜，2000)，這對一般國小學 童而言，要從找到正確及適宜的網路資訊，相當的困難。 而「搜尋引擎」剛好提供了搜尋資訊的捷徑，只要在搜尋引擎輸入關鍵字， 透過超連結就可進入相關的網站，是目前常見的資訊搜尋行為之一。搜尋引擎如 此便利，卻仍有其缺點存在，例如：搜尋結果可能還是相當多、網頁內容不適宜、 網站連結不存在，各搜尋引擎使用的功能不同，造成結果不一(謝宏賜，2000)， 而只有少數搜尋引擎專門為國小學童設計，搜尋內容的適用性有待商榷。因此， 網路搜尋看似簡單，卻需學習者不斷的練習及累積經驗，才能有較好的資訊搜尋 獲得率（Recall Rate）。再加上搜尋結束後，學習者也要花時間去瀏覽、閱讀及 過濾內容，對學習者更是雙重負擔，造成學習的挫敗，也降低使用的意願。 為了能有效率搜尋資訊，學童須培養資訊搜尋的基礎能力，學者提出各種搜 尋的步驟與技巧（謝寶煖，2000；羅以嘉，1998; Barker, 2002; Cohen, 2002a; Jonassen, 2000）。在謝寶煖（2001）的研究提出網路搜尋三部曲：擬定搜尋策略Æ強化查詢結果Æ評估網路資源，以幫助搜尋者易於使用。另有研究顯示多數學生會發生 錯誤的搜尋方式，如：不清楚搜尋的使用時機、無法建構關鍵字、無法善用布林 運算(劉玉立，2003)。 而國小學童認知發展尚未成熟及經驗不足下，要能活用這些搜尋技巧，並非 易事。教師應從學生原有的基礎資訊能力上，提供有效策略輔助學習者進行資訊 搜尋，讓學習活動更有效率，降低學習者的挫折，增進學習態度及動機，促使網 路學習更能事半功倍。
六、以網路知識分類標籤輔助學習
網路書籤(Social Bookmarks)是繼部落格(Blog)之後，另一種新興的Web2.0服 務，它是一種將網頁超連結進行收藏和分享的網路服務，有了這些超連結的收 藏，眾人就可以在網路上進行交流分享。在2003年左右，大眾對資訊獲取的習慣 和方法產生了革命性變化，大家不再滿足於僅僅透過集中化的入口網站來獲取資 訊，雙向的交流和溝通成為新的趨勢。各種個性化網路、部落格的互動性網路服 務應用開始不斷湧現，最早的網路書籤服務del.icio.us於此時推出，它簡潔的風格 和功能立刻吸引了大量用戶，造成「美味書籤」的流行。del.icio.us掀起了網路書 籤服務的熱潮，各種網路書籤服務不斷出現，較知名的有Blinklist、Furl、國內的 HEMiDEMi及MyShare (引自維基百科，2003)。 網路書籤對於學習者而言，可以在網路搜尋後，由學習者進行閱讀、整理、 過濾及分類，並將此超連結上傳於網站提供分享及交流，網站資源由學習者再一 次地進行篩選及整理，這樣的資訊過濾方式，正好能適度解決網路搜尋所遇到的 問題，其所提供的應用價值、適用性及內容品質也將有所提昇。 因此，研究者認為，要有效的處理網路資訊，可從「質」與「量」來著手， 一是藉由搜尋引擎的搜集，快速增加資訊的數量；另一方面，藉由所有學習者網 路書籤的整理、過濾及分享，有效提昇資訊的品質。學習者將搜尋的資訊進行瀏 覽閱讀、過濾整理及分類後，將網路資源進行標籤註記，於日後能方便快速存取運用及分享。此一過程中，「網路資訊」已由學習者轉化為「網路知識」，研究 者將「網路書籤」精神概念應用在學習上，將之稱為「網路知識分類標籤」。 將「網路知識分類標籤」應用於自然領域主題探究學習，將對學習者帶來潛 在性的幫助，在主題探究學習裡，個人或小組時常要進行資料搜集及整理，這將 花費不少心力及時間，運用這樣的機制，在質量兼顧下，一方面可減少網路搜尋 會遇到的困難，另一方面提昇學習者的學習興趣及態度，藉由此模式來輔助主題 探究學習，對於問題解決能力的培養，相信會有正面性的影響。
七、小結
綜上所述，問題解決能力是未來學童所須培養的關鍵能力之一，而主題探究 學習是以學習者為中心的知識探究策略，在過程中訂定主題、發現問題、搜尋整 理資訊、歸納解釋問題，活用整合知識，去解決問題。加上網路學習環境已逐步 成熟，藉由網路的便利共享、多元豐富、即時互動等特性，結合以主題探究的方 式來引導學習，讓學習者去搜尋整理資訊，轉化知識，活用所學來解決問題，一 方面易使學習效果更加顯著，二方面也讓學童主動參與學習，培養學童問題解決 能力。這正是九年一貫所強調的，讓學生擁有「帶著走的能力」。而有關於以網 路書籤應用於學習上的研究與文獻，尚屬初步，因此本研究希望透過「網路知識 分類標籤」輔助自然領域主題探究學習的策略，來了解學生接受此學習策略後， 其問題解決能力、學習態度、學習成就及資料搜集整理能力是否有所提昇，以做 為未來後續相關教學與研究的參考。第二節 研究目的
本研究以網路知識分類標籤輔助主題探究學習的模式融入自然與生活科技 學習領域，以小組合作方式進行，並讓學生事前預習課程內容，在學習過程中， 培養訓練學生的問題解決能力及資訊應用能力，並能與小組成員相互合作、溝通 及討論，共同解決學習過程中的問題，養成主動積極的學習態度。本研究之目的如下： 一、探討「網路知識分類標籤輔助主題探究學習」與「傳統式自然領域學習」 對國小三年級學生在「問題解決能力」的差異。 二、探討「網路知識分類標籤輔助主題探究學習」與「傳統式自然領域學習」 對國小三年級學生在「自然領域學習態度」的差異。 三、探討「網路知識分類標籤輔助主題探究學習」與「傳統式自然領域學習」 對國小三年級學生在「自然領域學習成就測驗」的差異。 四、探討「網路知識分類標籤輔助主題探究學習」與「傳統式自然領域學習」 對國小三年級學生在「資料搜集整理能力」的差異。 五、藉由研究結果與發現，提出具體建議，以供國小教師以網路輔助工具應 用於「主題探究學習」時之參考。
第三節 名詞解釋
一、問題解決能力
問題解決能力指的是個體在遭遇問題時，能運用本身具有先備知識、經驗、 方法…等，去察覺問題、蒐集及思考相關資訊，經由探究與推理發展出新的方法， 應用於問題情境之中，以解決個體所遭遇到的困境，而獲得解答的能力（詹秀美、 吳武典，1991）。 而個體面對問題時，為獲得解答或解決此一問題，所從事一系列的運思活 動，稱為問題解決過程（陳龍安，民 83）。而根據文獻（皮連生、邵瑞珍，民 78;Basadur,1994; D ＇ Zurilla & Goldfried , 1971; Mayer, 1992; Polya, 1945 ; Schoenfeld,1992）在問題解決過程中，歸納出下列幾個解決問題的階段，包括「界 定問題」、「形成策略」、「評鑑策略」、「決定策略」等過程。主要內容如下：（一）界定問題：尋找造成問題發生的主要原因，並加以精確地陳述問題的 內容。
（二）形成策略：為完成「目標」所提出的一套或多套的方法。 （三）評鑑策略：對其所提出的一套或多套方法用一項或多項的標準去評鑑 其優劣。 （四）決定策略：依照實際情況、個人喜惡及先前的評鑑策略結果選擇執行 策略。
二、主題探究學習
主題探究學習是提供一個學習情境，引導學生發現或發展問題、研擬探究的 計劃、進行資料的蒐集與分析、回答問題或驗證知識的歷程。在學習歷程中，教 師 不 給 予 答 案 ， 僅 提 供 協 助 性 的 引 導 或 主 動 刺 激 學 生 進 行 探 究 的 行 動 。 Romey(1968)認為與其告訴學生問題的答案不如告訴學生如何蒐集、分析資料， 引導學生回答問題，在探究過程中，教師是探究的導演(director)。Romey更進一 步提出，教師提出一系列的問題或以故事情節刺激學生發展問題，鼓勵學生和同 學討論需要什麼資料回答，再進行資料的蒐集與整理。而在其中，教師對學生的 發問與引導討論是扮演關鍵的角色(Romey，1968)。 主題探究學習是重視學生在情境中建構知識，一個有計劃的教學設計，必須 兼顧情境的提供、學生知識統整的協助及團體互動溝通的引導，以便讓學生對主 題作深入的探討與建構知識概念。因此，本研究所指的「主題探究學習」的模式 可分為幾個步驟：確定主題、依據主題找出興趣焦點、規劃工作與安排流程、搜 尋相關資料、過濾整理分析資料、統整主題及建立分享知識、討論與完成報告。三、網路書籤
所謂「書籤」是指使用者在進行網路瀏覽時，將常用的網站網址建立在「我 的最愛」清單裡，以便日後能夠快速輕鬆地存取。另外，利用資料夾來組織分類 使用者個人最愛的項目，並以使用者喜愛的方式排序。在書籤清單中，只要每次 點選該書籤時，即可到達要去的網站。因此，網路書籤即是將網路瀏覽器中的書籤功能從個人電腦中擴展到網路 上，一方面能讓自己在不同電腦上使用，重要的是能提供眾人分享。由網路上的 使用者來收集彙整這些好的網站、網頁、文章、圖片及影片等資訊，並提供眾人 一起分享、討論及欣賞。 網路書籤又稱為「社交性書籤服務(Social Bookmarking)」，是一種超連結的 收藏和分享的社交性軟體。因為收藏的超連結可以被許多人在網路上分享，因此 也稱之為「網路書籤」。使用者可以通過它來收集、分類及聚合感興趣的網路信 息，如新聞、圖片、資料、網站等。同時，也能方便的與其他人分享自己的個人 收藏，並從其他用戶收藏中進行書籤的採集 (引自維基百科，2003)。
四、網路知識分類標籤
本研究所探討的「網路知識分類標籤」是以網路書籤做為基礎，當使用者在 網路上進行資料搜尋活動，進而將所搜尋到的資訊進行過濾、篩選、整理及分類 後，進而轉化成為適合個體在學習上適用的知識，並以網路學習平台做為傳播媒 介，將網路資源上傳至平台並分享給所有學習者來使用，而學習者將分享之書籤 進行網站連結瀏覽後，可再與自己所搜集的網站資源逐一整合，再將書籤上傳到 平台共享，以此方式由學習者將網路資源不斷搜集、整合及分享，最終以達到網 路資源的合作共享及知識累積的目的。第四節 研究範圍與限制
一、研究範圍
本研究是針對研究者任教之國小，隨機抽取三年級其中二班之學童，一組為 實驗組，採用「網路知識分類標籤」融入主題探究學習；另一組為控制組，採用 傳統講述式教學方式。實驗時間共四週，利用每週三節「自然與生活科技」課程， 來進行實驗教學，探討學生在經歷不同的學習模式後，在問題解決能力以及學習 成效上的表現。(一)研究對象：苗栗縣平安國小(化名)三年級其中二班的學童。 (二)選用教材：配合翰林版三年級下學期自然與生活科技教材。 (三)研究介入：實驗組探用「網路知識分類標籤」融入主題探究學習。控制 組探用傳統講述式教學模式。
二、研究限制
(一)研究對象的限制 本研究為配合教育現場環境考量，且受限於人力、物力及時間，因此只 針對研究者任教之學校三年級自然與生活科技課程二個班級實施研究，以便 觀察記錄學生上課情形，外在效度有其一定限制，解釋上不宜過度推論，如 果與本實驗對象背景條件相似者，可供參考使用。 (二)研究時間的限制 考量研究時程的需要，無法實施長期的教學研究，只能進行四週(12堂 課)的自然實驗課程，故實驗結果可能無法推論長期實施教學後，學童在學 習成效上的差異。第二章 文獻探討
本章目的在針對本研究的相關概念及理論進行探討，共分成五節，第一節針 對網路知識分類標籤進行探討，第二節針對主題探究學習內涵進行探討，第三節 是針對問題解決能力進行探討，第四節是探討學習態度之內涵，第五節為總結。 茲分述如下：第一節 網路知識分類標籤
學童在進行網路學習時，常須面臨蒐集整理資料的階段，學習者要花不少時 間及心中去進行資訊的組織，若能將此階段的學習活動妥善地處理，對後續的學 習相信會有事半功倍的潛在效應。本節就「資訊需求與網路搜尋」、「網路搜尋的 問題及策略運用」、「網路知識分類標籤」及「網路知識分類標籤在學習上的運用」 來進行探討。一、資訊需求與網路搜尋
人類在生活中不斷累積知識及經驗，去應付所面臨的問題，而當個人經驗不 足以解決問題時，知識狀態便發生了落差，為了跨越此落差，人們便產生資訊需 求，並進行一連串因應策略，去解決目前的問題，其所產生的過程就是資訊尋求 行為(Dervin,1992)。 然而，國小學童因其認知發展成熟度不如成人，知識基礎較薄弱，加上傳統 講述教學影響下，學習態度較不主動去追根究底，遇到困惑時，較少主動提問及 尋求解答，使教師誤以為學生不會產生資訊需求。但研究指出，國小學童也會有 資訊需求，這些需求大多來自於學校的課業或是教師指定的任務，學生需要主動 探索的機會增加了，資訊需求也就更為頻繁（黃文樺，2007）。曾淑賢(2001)的研 究提出：國小教師常在教學中，指定學生針對課程進行資料的蒐集與探究，因此學童是否產生資訊需求，也受到教師的影響極大，學生最常產生課業方面資訊需 求的課程為社會、自然及語文，也是學生最想充實及瞭解的領域。 由上可知，透過探究活動，教師提供學生學習任務，產生與課業相關的資訊 需求，學生在搜集整理資料中，也可訓練其利用資訊的技能，逐漸為自己的知識 結構奠基，這都有助於各種探究活動的進行。 當資訊需求產生時，可藉助許多管道來蒐集，曾娉妍（2004）的研究提出： 學生會透過圖書、百科全書、網際網路…等途徑來尋找資訊。Madden(2006)的研 究中亦提及：「網際網路」是學生最受歡迎的資訊尋求管道，將「網際網路」視 為尋求資訊的起點，學生以「搜尋引擎」來取得資源，其原因是普遍性高及存取 方便。翁婉真（2004）以國小學生為對象，探討學生網路上的資訊尋求行為，發 現學生最常使用的搜尋引擎是「Yahoo!奇摩」。 「搜尋引擎」提供快速尋找資料的捷徑，只要在有搜尋引擎的網站，輸入主 題關鍵字(Keyword)，透過超連結(Hyper Link)，即可連結到相關網站。網路資訊豐 富且取得便利，改變學生資料搜尋的方式，教師若善加運用，對學童能力的發展 及培養將有其潛在的學習效益（劉君毅，2001）。 要讓學生能有效率的搜尋整理有用的資訊，學生必須了解：如何尋找資料及 統整搜尋到的資料。但搜尋過程中卻可能遇到重重阻礙及困難，學童應學習瞭解 相關搜尋策略，以解決難題，在探究學習能更為順利有效率。
二、網路搜尋的問題及策略運用
網路是個龐大的資料庫，透過搜尋來取得資訊，但以知識基礎未成熟的學童 而言，卻存在不少問題，以下就探討網路資料的特性及搜尋易遇到的阻礙。 （一）資料量大且增加快速 Lawrence 與 Giles（1999）指出全球網頁以每 24 小時增加 430 萬頁的 速度快速增長，因此，網路資料十分豐富且成長速度飛快。網路也是一個 自我出版的環境（Ali & Franklin, 2001; Cohen, 2002），資料不需經過主管機關審查即可傳送至網路伺服器，更使網路資料以倍數成長。 （二）資料異質性高
Spink, Bateman 與 Jansen（1998）認為，網路是一個資料龐雜、異質性 高、缺少標準與管理的環境，具有繁多的檔案格式與通訊協定。雖然有著 多樣豐富化的資訊服務，卻使其資料複雜且異質性高。 （三）資料變動快速 Lawrence 與 Giles（1999）指出，網路中的網頁平均壽命約有 44 天， 使用者上網讀取網路伺服器的資料，一旦伺服器停止服務、網址變動、檔 案刪除或資料內容改變時，就很難再接觸這些資料。網路資料的增刪與修 改容易，但也造成資料變動快速，不易掌握。 （四）品質不易控制 網路是個自我出版的環境，造成資料量增加快速，但資料品質卻不易 掌控。網站管理者常因資料快速增加，無法全心全力保持資料更新，錯誤 過時的資訊會在網路中傳播，且因網路可自我隨意出版個人言論，不受政 府審查管制即可發佈，更使網路資料的品質不容易維持（謝宏賜，2000）。 （五）搜尋引擎功能不一 目前國內主要的入口網站，如：Google、Yahoo 奇摩、蕃薯藤、Pchome… 等，皆提供搜尋引擎的功能，然而，每個搜尋引擎的功能不盡相同，導致 查詢結果無法貼近需求（顏龍源，2001）。而目前的搜尋引擎只針對一般 使用者的需求作設計，要找到專為教師及學生使用的相當少，較無法適用 在一般教學上。而搜尋引擎所涵蓋的範圍過大，反而使查詢結果列出過多 資訊，干擾使用者學習（江崇郁，2004）。 因此，網路資料具有量多但品質不穩定的特性，另一個重點則是學童進行搜 尋時也容易因為認知或技能的不足而搜尋失敗，通常會出現的問題如下表 2-1-1 所述：
表 2-1-1 學童進行網路搜尋所遇到的問題 學者 搜尋所遇到的問題 Kafai &Bates(1997） 1.學生認為網站內容文字太多，喜歡有圖片、動畫與簡單 文字的網頁。 2.若下載時間過長，學生較無耐性等待。 3.學生能使用超連結瀏覽網站，高年級學生能進一步使用 布林運算，但常遭遇挫折。 4.高年級學生有較佳的批判能力，能為網站下註解與說明。 Dania(1998) 1.有使用關鍵字搜尋，卻未使用布林運算做更精準的搜尋。 2.以一般口語化的字眼進行搜尋，常找不到資料。 3.未詳細瀏覽網站中的各項連結。 4.閱讀與主題無關的連結，不能集中焦點於主題上。 5.在搜尋前對於搜尋資料感到焦慮，但對於接觸新的學習 方法卻有濃厚的學習動機。 6.隨著搜尋的過程各種失敗經驗，學生表示相當有挫折感。 Schacter, Chung, &
Dorr(1998) 1.對於搜尋軟體的運作方式與搜尋方式不瞭解。 2.未詳細閱讀資料便認為資料為具有價值性。 3.學生對於網路上可能充斥著虛假與不正確的資訊無正確 的認知，對於資料過份信賴而沒有質疑資料的正確性。 顏龍源、沈秉毅、江 志鵬、溫勝雄與徐憲 文（2001）; Barlow （2002）; Spink & Xu,（2000） 1.缺乏正確網路搜尋技巧與步驟。 2.不清楚搜尋的使用時機。 3.資料數量過於龐大常需浪費時間篩選。 4.無法建構合適的關鍵字。 5.無法善用布林值等。 （資料來源：研究者整理）
由上可知，學生進行網路搜尋時會將資料加以瀏覽，但卻未詳加閱讀及評估 資訊，有時還會被不相關的資料影響失去焦點。在搜尋前沒有擬定計畫且未使用 搜尋策略，導致學生對搜尋主題不夠瞭解，無法建構合適的關鍵字。而學生常以 完整的字句做為關鍵字進行搜尋，但關鍵字過長卻與搜尋引擎的設計不符而找不 到資料。學生對於搜尋引擎的運作方式不瞭解，未能善用布林運算。以上所述可 看出，網路搜尋看似簡單，但學習者需要持續練習及經驗累積，才能掌握良好的 搜尋獲得率（劉玉立，2003；江崇郁，2004）。 而除了注重學童的搜尋技巧外，更重要的是評估並整理搜尋的資料，才是真 正建構知識的核心（Harris, 1996）。學童必須能組織與統整各種的資訊，做為作 問題解決的依據（劉玉立，2003）。網路讓學習者方便取得電子資料，但大多數 學習者對資料卻未加以分析及整理，也未加入個人意見與看法，即以「複製與貼 上」的方法完成作業，且因複製資料相當容易，卻未發現資料已重複的情形，沒 有徹底瞭解蒐集的資訊（羅思嘉，2000）。 研究也指出，學生較缺乏評估資訊能力，只有少數具有批判思考的學生才會 評估資訊的優劣，捨棄不需要的資訊。且大部分學生會將所得的資訊直接利用， 較少會透過自己的解釋再加利用（曾娉妍，2004）。如此未經整理的資訊只是資 訊的堆疊及儲藏，而非有意義的學習。如今資訊傳遞如此快速，也造成學生缺乏 統整能力，值得我們深思及改進。 為了能有效的搜尋整理合適的資訊，教師必須瞭解搜尋的策略來幫助學童， 學者提出各種策略來運用。 謝寶煖（2000）提出網路搜尋三部曲，1.擬定策略：釐清主題、分析需求、 慎選搜尋工具與收斂搜尋策略。 2.強化搜尋結果：善用站內檢索、回溯 URL 找 到網站首頁、儲存查詢策略並存成網路書籤。 3.評估網路資源：查看判斷網站 內容範圍、評估網路資訊品質。 Jonassen(2000)提出七個步驟：1.事先計畫。2.使用工具或策略搜尋網路。3. 評鑑資訊可用度。4.使用第二手資料。5.批判性的評鑑資訊。6.使用搜尋到的資訊
完成目標，蒐集過程中必須重視資料的著作權並說明來源。7.學生對搜尋學習活 動的自我反省。 Barker(2002)則提出五個技巧：1.分析主題以決定從何開始搜尋。2.選擇適當 的搜尋引擎。3.閱讀搜尋到的資料以尋求合適可用的資料。4.不因使用的搜尋引 擎搜尋不到資料而動彈不得，適時變換搜尋引擎進行搜尋。5.選擇最佳的搜尋結 果。 綜上所述，網路搜尋的策略可分為三個主要方向：搜尋前擬定計畫、搜尋中 強化搜尋結果以及搜尋後評估資訊。而後續的資料統整上，學習者必須仔細閱讀 資料並分析其正確性，才能真正的瞭解與使用資料，並吸收成為己用。Eisenberg &Berkowitz (1999)認為重點在於如何決定最好的方法把資料整合在一起，並加以 組織以滿足問題需求。學習者更可利用文書、多媒體及網路軟體來組織資料，將 不同來源的資料依照主題排列及分類，使組織後的資訊成為有正確順序且有意義 的資料。這些步驟正能幫助學童解決問題，也讓學習能更有效率。
三、網路知識分類標籤
要讓學習者能有效運用網路資訊，在搜尋過程中，以類似「Google」及「Yahoo 奇摩」的搜尋引擎來搜尋需要的資料，學習者看到不錯的網站，可先從中瀏覽其 內容，選擇良好且有幫助的內容，剔除過濾不需要的資料，經過此一階段的資訊 處理、整理及篩選後，網路資訊已初步轉化成為「網路知識」。 接著則要保留及儲存這些適用的「網路知識」，這將有助於網路資源的「再 利用」，減少下次搜尋所花費的時間。目前網路瀏覽器皆提供了記錄儲存的功能， 學習者可將網址標記為一個易記的「標籤」存入「我的最愛」或「書籤」中，以 做為後續探究活動的參考資料。 經過一段時間的搜尋及資源累積下，儲存的書籤可能會越來越多而變得雜亂 無序，反而讓學習者在使用上造成困擾，為了解決這個問題，必須將網路資源進 行「分類」，在「我的最愛」或「書籤」中依照主題分門別類將資源放入個別的資料夾，這個分類的動作正好訓練學習者去整理分類組織資訊。另外，存放在個 人電腦的書籤，只有個別學習者在使用，無法提供給其它人分享，也不容易轉存 到學校課堂使用，學習者可能要花費時間重覆搜尋及整理，如果讓每個人將這些 網路資源放到網路平台上進行分享，提供給其它人也能分享利用這些書籤，在資 源的交流下，學習者可從中發掘到新的資訊，達到充分利用資源的效益。 結合上述，將「網路知識」、「分類」及「標籤」三個概念結合，研究者將之 稱為「網路知識分類標籤」，做為學童在網路中進行探究學習的輔助工具。而網 路知識分類標籤與目前於網路 Web2.0 中廣泛應用的「網路書籤」，二者的使用特 性與概念十分契合相近，下列就從網路書籤的特性、優缺點及如何應用於教學中 做一探討。 （一）網路書籤的現況 書籤的概念源自於瀏覽器中的「我的最愛」，方便使用者保存常用的 網址捷徑，以便日後使用時，可快速的開啟。書籤網站則將本機端的書籤 保存功能搬上了網路平台，讓使用者可以隨時隨地存取到自己的網站收藏 （翁榮暉，2008）。網路書籤是 Web 2.0 的應用服務之一，提供網站連結 （URL）收藏與分享的機制，使用者藉此來收集、分類、聚合、分享網路 資源，如：新聞、圖片、資料、影音…等。最重要的是使用者可運用標籤 （Tag）功能組織個人收集的網路資源，也能從網站中收集到他人收藏的 資源，顯現其分享及互動的性質。代表網站如：國外的「del.icio.us」、「Furl」、 「Blinklist」及「Flickr」；國內的「HEMiDEMi」、「funP」、「MyShare」與「Search 2.0」（張淇龍，2007）。由於網路書籤是由一群「龐大的網路志工」來替資 訊作標籤與分類，因此網路書籤亦可稱為「社會性書籤網站」、「社會性書 籤系統」、「網站書籤標記系統」、「分享書籤系統」或「共享書籤系統」。
（二）網路書籤的特性 多位學者對於網路書籤的特性提出許多看法。分述如下。 Lerman（2007）認為網路書籤具有以下特性： 1.使用者以標籤（tag）的方式將內容給予註解。 2.使用者可以主動或被動給予內容評價。 3.使用者可以彼此設定為好友，建立起社交網路。 Hammond（2005）認為網路書籤的特點包括： 1.提供瀏覽器書籤集(Bookmarklets)或其他的便利功能。 2.以標籤來分類。 3.可以依照標籤或使用者來搜尋。 4.可以依照熱門程度、使用者、標籤等查詢連結。 楊雅婷（2007）認為網路書籤吸引眾人使用的原因可能有以下特徵： 1.使用者自行標記內容，幫助組織資訊，有助於日後資訊檢索的便利性 (Gordon-Murnane, 2006)。 2.使用者可以分享他們所喜歡的資源，並讓其他有相關資訊需求的人， 找到共同有興趣之資源 (Gordon-Murnane, 2006)。 3.讓許多資源不斷地被探索或發掘。網路書籤的使用者名稱及標籤是可 以點選進入的，被點選時就會顯示該使用者的書籤收藏，也會列出同 樣使用該標籤所標記的所有書籤清單。 4.連結具可攜性。使用者不再受限於個人電腦來存取他們的連結。只要 能上網，使用者就可以存取、更新、增加和修改有價值或他人的連結 (Gordon-Murnane, 2006)。 張淇龍（2007）認為網路書籤是一個具備：著重「分享」、不限「時空」、 整合「技術」等特性的社會性軟體服務。其特性有： 1.個人化：依個人需求而產生的特殊功能。
2.便利性：方便檢索、收集與取用資訊。 3.社會性：著重與他人分享與經營合作關係。 綜上所述，網路書籤的特性為： 1.不受時空及瀏覽器限制，透過網路就可存取收藏的書籤，具有可攜性 與機動性，保存性佳。 2.明確使用關鍵詞或標籤來組織和顯示書籤，使資訊易於檢索，如同個 人化的知識管理。 3.允許個人創造自己的書籤並分享他人的書籤，來持續發掘未知的個人 收藏，具有立即的回饋性，使用者可以隨時修改標籤，注重資訊的共 享、篩選及閱讀體驗。 4.可快速回應使用者的需求，標籤雲(tag cloud)中一些標籤隨著標籤者眾 多而使字型變大，一些標籤則逐漸淡出使用者的視野，這種更新使們 可隨時發現當前大家所關心的焦點和趨勢（Fichter，2004；Millen, Feinberg & Kerr，2005；Quintarelli，2005；毛軍，2006；Koch， 2006； Laura，2006；黃曉斌，2006；Wikipedia）。 在網路書籤裡，每位學習者可將個人或小組所收集的資訊，經過整理分析 後，除了儲存這些資源的網址外，同時也針對網址選擇適當的文字標籤，並公開 與他人分享。此種持續循環的過程，成為另類的網路資源組織模式，成為個人知 識管理的一環。改變以往資訊應用的觀念，突顯資訊不再只是被動吸收，而是可 以主動交流（張淇龍、卜小蝶，2006）。 由上述對網路書籤的探討，將網路書籤的特性及精神運用在「網路知識分類 標籤」，來協助學生進行搜尋，透過 web 方式集中分類收藏，將資訊閱讀理解及 篩選消化，同時分享收藏書籤，找到相似主題或同好者，得到個別化的「知識過 濾」，大幅減少搜尋時間，提高整體學習的效率，能夠做好資料搜尋整理的工作， 對學童在進行主題探究學習將有潛在性的正面影響。
第二節 主題探究學習
在九年一貫課程中的十大基本能力提及希望學童具備「主動探索和研究的精 神、培養獨立思考與解決問題的能力。」（教育部，2003）強調學生自主學習， 在學習過程中組織與建構自己的想法。自然與生活科技學習領域中，也特別注重 「探究」的學習。傳統教學注重知識的累積，教師教學方式多為單向灌輸，師生 互動少，且不注重培養學生獨立探索知識之能力。因此，藉由以學習者為主體的 探究式學習，培養學生帶著走的能力，而非知識的堆疊。 因此，鼓勵教師發展主題探究學習，提供情境引導學生思考問題，並發展解 決策略，是教師可以努力的方向之一。下列針對主題探究學習的相關研究及內涵 分述如下。一、主題探究學習的意義
探究(inquiry)是指尋找問題、解決問題的過程，是一種思考的方式，一種尋 找資料、了解事物的過程。探究必然是學習者主動的過程，而非教師把現成的答 案提供給學生的學習模式（王美芬、熊召弟，2006）。 而主題探究是一種以學生知識探究活動為主的教學策略，過程中教師藉由提 問或提供與主題相關的資訊，鼓勵學生主動進行假設、探究、驗證、歸納、討論 及解釋問題，教師站在引導者的立場，引導學生主動學習(Looi，1998)。其關鍵 在於引發學生產生結構化的問題、鼓勵學生主動去尋求答案、驗證，最後加以歸 納或組織所發現的資料，回答問題。可促進學生進行思考、假設、蒐集、分析、 驗證等科學過程，增進學生問題解決能力。 主題探究提供一個學習情境，引導學生發現或發展問題、研擬探究計劃、進 行資料蒐集與分析、回答問題或驗證知識的歷程。學習歷程中，教師不直接提供 答案，而是提供協助性的引導或主動刺激學生進行探究活動。Romey(1968)也認 為與其告訴學生問題的答案，不如告訴學生如何蒐集、分析資料，引導學生回答問題，探究過程中，教師是探究的導演，提出一系列的問題刺激學生，鼓勵學生 討論需要什麼資料，再進行資料的蒐集與整理。過程中，教師對學生的發問與引 導討論是扮演關鍵的角色。 李秀梅（2005）更進一步指出主題探究是學生從各領域學習中選定主題，依 其興趣、能力進行學習、觀察、實作、記錄，進而共同參與討論，分享心得感想， 或進行加深加廣的學習活動。其能培養孩子自主學習及解決問題的能力。藉由探 究活動，知識的獲取不再侷限於課堂，經由學習者主動研究、共同探討及合作學 習，更能將知識統整，轉化為生活能力。
二、主題探究學習的功能
主題探究學習是由學童自己主導的學習活動，師生充分討論後，根據自身的 興趣和能力，選擇主題展開自主學習的探索活動。主題探究讓學童在自主學習歷 程中，建構系統化的思維模式，學會解決問題，並藉由探索真實的生活現象，在 小組探索學習中，學會分工、合作，進而肯定自我（李秀梅，2005）。 主題探究讓孩子針對有興趣的主題，進行資料的蒐集、整理、分析研究，以 培養孩子們的學習方法、態度及研究能力。從低年級的資料收集、剪貼，中年級 的觀察報告、單一主題探究，到高年級的訪問調查報告、專題研究報告，將會讓 孩子因自我實踐而感到成就與榮譽（王澤渝，民 89）。Gamberg、 Kwak、 Hutchings 與 Altheim(1988)認為主題探索的功能為(引自吳 樎椒、張宇樑，2004)： （一）以兒童為中心，讓孩子獲得成功與成就感。 （二）建立學校與社區溝通橋樑及幫助學生了結其生活的世界。 （三）提供孩子學習技巧與處理情境的環境，促進孩子思考、解決問題及獨 立學習的能力。 （四）提供孩子與他人合作及處理微妙人際關係的學習機會。 （五）提供孩子學習負責任的環境。
（六）提供孩子發展管理自我行為準則的機會，給予孩子自信心與自尊心。
三、主題探究學習的教學原則
主題探究學習的目的乃在於激勵學生自我建構一個有效的學習歷程，不僅要 考慮學生的特質、興趣，甚至時間的安排及學習資源的分配等，都要以學生能力 做為考量。Post、Ellis、Humphreys 和 Buggey（1997）認為，主題探究在教學的 運用上大致可以歸納出七點原則： （一）時間：重視時間的適當規劃，允許學生針對某一主題最深入的探討， 學習的內容不一定在既有的課程規劃中，時間的運用相當有彈性。 （二）資源的累積：主題探究學習通常以開放性的問題作為開始，很少在既 有的教材中，在學習的過程會經常運用到網路資料或圖書館資源，資 料的來源是多元的。 （三）知識的關聯性：真實生活中的知識很少是單一的概念，主題探究學習 明顯地重視知識與知識之間的關聯與統整。 （四）計劃性：主題教學必須要有更縝密的事前規劃，師生共同就主題的選 擇、可取得的資源以至於報告的內容及結構等作有系統的規劃與討 論。 （五）合作學習：為適應未來的社會生活，學生必須經常與他人做有效的溝 通，安排學生進行個人或小組合作的學習，養成學生主動學習，及能 經由合作方式獲得學習的能力。主題探究學習正可提供這樣的情境， 無論與他人分享資源或尋求支援，小組的合作學習是必要的。 （六）考慮學生的能力：以學生活動為主體，引導學生做探究活動，並依解 決問題流程進行。教學時應提供合適的機會，讓學生說明其想法，以 瞭解學生先前的概念和經驗，並能參酌學生學習能力，調整學習內 容，針對學生個別差異，給予適當的指導。 （七）選擇主題來源：1.師生感興趣之主題；2.教科書之主題；3.結合當前社會發生之事件；4.結合地方民俗活動與節慶；5.善用地方或社區的資 源、文化遺產；6.配合時令、節慶；7.結合學校行事曆或重大活動（李 坤崇，2000）。 主題探究學習是重視學生在情境中建構知識，一個有計劃的教學設計，必須 兼顧情境的提供、學生知識統整的協助及團體互動溝通的引導，以便讓學生對主 題作深入的探討與建構知識概念（劉世雄，2002）。
四、主題探究學習的步驟
「主題探究」是由教師引導兒童，以日常生活之事物察覺值得研究的主題進 行深入探討，兒童可藉由探討及研究的過程，獲得科學概念並熟悉使用科學方 法，並增進兒童學習的興趣和解決問題的能力。主題探究的實施與設計有其步驟 可偱，其實行步驟茲分述如下。 Jacobs(1989)提出設計主題探究學習的四個步驟，依序為： （一）選擇組織中心，作為課程發展的焦點。 （二）師生進行腦力激盪聯想，從不同領域探索前一步驟所設定的組織中心。 （三）建立引導性問題，作為單元學習的架構、範圍與順序。 （四）撰寫活動計畫。 Smith Johnson(1993)提出進行主題探究學習課程設計的四個步驟，依序為： （一）建立主題焦點。 （二）腦力激盪與選擇學習目標。 （三）發展教學節課與活動。 （四）建立評鑑的標準。 Lapp 和 Flood(1994)提出有關主題單元計畫之關鍵步驟： （一）選擇主題：盡量考慮孩子的興趣。 （二）教師與學生一起蒐集與主題相關的文獻及其他資料。（三）吸引學生：蒐集資料之後，教師需要對想要實現與計畫的活動，決定 特定的目標與目的。 （四）安排不同小組類型。 （五）決定評鑑計畫，以評鑑學生的成長（吳樎椒、張宇樑，2004）。 朱惠芳（2001）認為主題探究學習的流程如下： （一）察覺研究問題 引導學生察覺日常生活中可研究的問題，老師們在上課時應提醒學生 多留意周遭的問題，鼓勵學生多留心日常生活中有趣的事物，多從自己的 舊經驗中去思考，多收集與科學相關的書報雜誌及資料，注意社會大眾所 關心的話題，這些都能對察覺研究題目時，提供相當大的幫助。師生也可 進行腦力激盪，察覺研究問題並思考解決之道。 （二）確定研究題目 對許多學生來說，訂定一個研究題目不是一件容易達成的事。學生必 須釐清研究目的，確定要證明或回答的問題、要解決的問題，如此才能正 確思考研究計畫的流程與執行。 （三）擬訂研究計劃 確定研究問題之後，就要開始規劃如何進行主題探究。包括：需要使 用哪些材料器具、可使用哪些實驗方法、如何去收集資料、可能會遇到什 麼問題、小組研究工作的分配等等。主題探索的目的在於驗證所提的假設 或解決問題，研究流程須合理而有層次，並能從不同角度去思考，融入以 前的學習經驗和習得的概念、技能等，教師可以鼓勵兒童提出不同的研究 流程，再依其可行性一一討論，找出最合適的研究計畫。研究計劃擬訂後， 全班同學可在老師的指導下共同討論，相互給予建設性的回饋意見，各組 可依其他同學與老師的建議修改研究計畫，使研究計畫更為完整。
（四）蒐集研究資料與整理 研究過程中，須收集並記錄最可靠、最客觀的資料。研究資料的呈現 有許多種，較常用的有表格、圖示等方法，原始的研究資料經過統計方法 的歸納與統整，使讀者一目了然。一般而言，原始的資料及記錄是看不出 其間的關聯和重要性，必須經過統整、分析與解釋，才能表達出意義，進 而歸納出研究結果。 （五）撰寫研究報告 研究的成果，應撰寫成報告發表，讓同學或他人了解研究內容。研究 報告的撰寫，通常包括下列項目，但可針對學生之能力及程度做適度的彈 性調整： 1.研究動機（研究背景）。 2.研究目的。 3.文獻探討。 4.研究器材。 5.研究過程及方法。 6.研究結果。 7.結論與建議。 8.參考資料。 9.附錄及相片。 李秀梅（2005）針對主題探究學習的實施步驟提出下面看法： （一）引起動機，進入學習領域。 （二）訂定探索主題，並思考如何解題： 1.學生自訂；2.學生共同討論；3.師生共同討論；4.老師指定。 （三）分組討論，分工合作蒐集資料。 （四）共同討論資料內容。
（五）歸納整理資料完成探索。 （六）成果發表、經驗分享。 不過，主題探究過程十分彈性，教師須依個人、學生能力、地區差異而自行 調整適合於自己、學生的教學方式。這對教師而言是個相當大的挑戰。因此，實 施主題探究學習，教師面臨兩大挑戰：首先時間的需求量是相當驚人的，但教師 在發展主題探究學習中得到經驗後，在時間準備上將變得更有效能；第二是主題 發展具有無止境的可能性，計畫與實施課程的結構必須加以制度化，也就是建立 起模式，將可減少許多挫敗經驗。因此教學者在實施過程中，剛開始會覺得負擔 較重，但在過程中不斷修正，必須建立起明確的的教學模式（徐世瑜，2002）。 綜上所述，關於主題探究的課程設計，是由教學者與學生以教學單元為架 構，從內容中共同討論數個配合真實情境的議題做為主題，分別以事實面、影響 面、問題解決面的探究做層次的探討，在活動進行中要求學生利用資訊科技設備 作為認知工具，採小組分工的合作學習模式，讓學生在一定時間內進行主題探 究，最後能完成小組作品，並展現成果（陳麗紅，2003）。因此，主題探索學習 可培養學生畫、寫、讀、操作、觀察、記錄、訪談、發表等能力，又可以培養學 生的主動學習、變通力、創造思考能力，更可以提昇學生敏銳的觀察力和問題解 決的能力。
第三節 問題解決能力
未來的生活充滿許多未知數，會遭遇更多元複雜的問題，需要有創新的方式 來解決，培養學生「問題解決能力」除了是當今教育趨勢，亦是學生必備之技能。 九年一貫「自然與生活科技」領域也冀望培養學生「獨立思考與解決問題」之能 力（教育部，2003），心理學者將問題解決視為複雜且高結構化的心智活動歷程， 各歷程需相互協調，才能順利解決問題(Hemberr,1992)。下列將問題解決能力之相 關研究，分述如下：一、問題解決的定義
何謂「問題」？最常見的定義是指：目標和現況之間有差異，而不能立即獲 得解答的狀態(Newell & Simon , 1972 ; Hayes , 1989)。當個體有目的之活動受到阻 礙，需求不能獲得滿足，或有疑難需要解答，個體不能以其現成反應來適應或解 決者，便是處於問題情境之中（張春興、楊國樞，1996；Treffinger& Isaksen,1992）。 問題的特性包含：起始狀態、障礙與困難性以及目標狀態，才形成問題的所 在(Mayer,1992)。問題大致分為二大類，一為「界定清楚、定義明確、固定答案 且具有結構性」的問題，例如：學校所教的學科知識，學生可透過觀察、實驗及 操作等程序，依規則找出答案；另一為「界定不清楚、定義模糊、未定答案、無 結構性或具爭議性」的問題，在生活中隨處可見，並沒有固定的規則可依循來找 到答案，解決的方式可能很多種，或可能無法解決，在思考過程中具有較大的彈 性及空間(Simon,1978)。 通常人類的認知活動是具有目的性的，期望能去除障礙達成目標，大部分的 認知活動基本上都可以看成是是問題解決的過程，如概念的形成、推理、決策、 語言及學習等，都是一種「問題解決」(problem solving) (Andrson,1983,1990 ; Mayer,1992；鄭麗玉，1993；Dunbar,1998)。境，學生會回憶舊經驗，嘗試去發現解答，當無法成功解決問題時再嘗試連結， 如果連結成功則變成高層次思考，可運用於相似的問題。學生若要成功解決問 題，則需依賴回憶相關經驗的能力、口語知識的廣博和認知策略的活用(董家莒， 2000)。而有關問題解決之定義，國內外學者皆有其獨到見解，茲整理如下表 2-3-1： 表 2-3-1 問題解決的定義 學者 主要論述 Polya(1981) 有意識的尋找某些恰能達到一項已明確構想，但無法立即達 到的目標之行動，此行動的過程即是「問題解決」。 Mayer(1992) (1995) 問題解決是從已知敘述到目標敘述的移動過程。問題解決的 思考是朝向某種目標的系列運作。 Gagne(1985) 問題解決是一種學習方式，也是學習者的高階智力表現，讓 學習者產生新的洞察力，並重組其思考歷程。將學過的知識 及概念加以規劃組合，來解決無先例問題的過程，是一種高 層次能力的表現。 Laster(1987) 問題解決是一種包含做決定、推理、創思和批判的複雜認知 程序；目的在找出克服困難、破除障礙和達成目標的方法。 Sternberg(1988)(199 6) 問題解決是指個體利用已學知識、技能去滿足新情境需要， 以獲得解答的過程。主要是克服障礙以達到解答的目標。 鄭昭明(1993) 問題解決乃個體利用某些方法與策略，使情境得以由現在狀 態達到目的狀態的一種思維活動歷程，它包含了學習、嘗試 錯誤以及洞察力等混合的複雜體。 張春興(1997) 問題解決是個體在面對問題時，綜合運用知識技能及思考推 理，企圖達到某一目標，以解決目的的思維活動心理歷程。
表 2-3-1 問題解決的定義(續) 唐偉成、江新合 (1998) 問題解決是解題者在進行解題活動的一切歷程。從問題到答 案間，提取舊基模，進行類比、分類、組合、分析，以建立 解題計畫。 張俊彥、翁玉華 (2000) 問題解決為個人運用先前知識、技能和理解能力去滿足新情 境的需要，並重組他所需的資訊、發展出新的方法，並獲得 解答的過程。 黃幸美(2003) 問題解決是認知心理學者視為是包含視覺、關聯、抽象、理 解、操作、推理、分析、綜合與類化等處理歷程，每個歷程 皆須協調運作的一種高層次結構的心智活動。 （資料來源：研究者整理） 由此可知，問題解決是個體面臨問題情境時，無法依過去經驗解決問題，然 後以過去的認知經驗、知識背景及個別技能為基礎，轉化相關資訊，利用創造性 思考規劃整合出新的有效解決方法策略，並搜尋可用來解決問題的資源，包含： 搜集資料、討論或腦力激盪等方法，以滿足問題情境需要，克服障礙獲得解答。 它是一種學習方式，也是一系列複雜且高層次的思維歷程。問題解決對於學習者 而言，將是無時不刻都會面臨的課題，培養學童具備問題解決能力，對適應未來 複雜的社會環境，實有其必要。
二、問題解決能力
問題解決能力不只是生活工作上不可或缺及要成功適應環境的技能，也是許 多學科領域廣泛討論的主題，更被視為了解人類心智歷程的重要形式(Mayer, 1992)。詹秀美(1989)認為問題解決能力是「個體以既有知識經驗為基礎，運用邏 輯思考和擴散推理能力，解決日常生活或現實情境中面臨問題的能力。」李登隆 (2003)則認為問題解決能力是「運用學生舊有經驗和先備知識，去察覺問題、蒐 集及思考相關資訊，經由探究推理及創造思考而發展出新方法，分析判斷合適的解決方法，再經過嘗試錯誤和修正，以獲得解答的能力」。 而問題解決能力必須包含哪些能力，洪榮昭(1997)從問題解決的歷程加以分 析，認為問題解決能力應包括： （一）問題發現力：判斷或感覺事物有不正常時，比較、分類事物特點的異 同，再測試及求證異同是否有問題。 （二）原因分析力：以各種聯想方式來判斷、比較、分類異同事物發生的特 性或路徑後，再測試及求證可能的路徑是否為真正的原因。 （三）問題對策的假設力：以各種聯想來判斷假設對策的特性或路徑後，再 經測試及求證其特性或路徑是否適合解決問題。 （四）對策假設的驗證力：在假設對策提出後，進行驗證、判斷方法的特性 或路徑，再分類、選擇、測試及求證。 （五）解決問題的概念理解力：在多次驗證對策後，進行概念綜合，首先判 斷綜合的方法或方式之特性或路徑。 國內外學者對問題解決能力的內涵研究很多，也各有其不同的觀點，茲分述 如下表2-3-2： 表 2-3-2 問題解決能力的內涵 學者 主要論述 Sternberg (1987) 認為問題解決應包括六項能力： 1.界定問題本質的能力。 2.選擇解題步驟的能力。 3.選擇解題策略的能力。 4.選擇訊息表徵的能力。 5.調配資源的能力。 6.監控解題過程的能力。
表 2-3-2 問題解決能力的內涵(續) 陳美芳 (1994) 指出問題解決能力應該包含以下幾種能力： 1.問題的辨識：能辨認出真正問題的所在。 2.將問題解析為較小問題：將問題細分數個問題，以便逐一解決。 3.尋求解題方法：發展適當方法並評選出最佳解決方法的能力。 4.執行解題計畫：執行自己所選擇之解決方法的能力。 5.評鑑成效並加以延伸：審視解題成效後並加以擴展，防範問題 再生的能力。 詹秀美、吳武 典 (2000) 考量到「創造思考」的因素，問題解決能力具備以下能力： 1.界定原因：設想問題成因的能力。 2.解決方法：提供解決問題方法的能力。 3.預防問題：預防問題再次發生的能力。 4.變通性：提出具變通性、彈性和獨創性之解決問題的能力。 5.有效性：提出有效解決問題的能力。 張文芬 (2004) 對不同階段的問題解決所需的心智活動： 1.發現問題：批判思考、想像力。 2.確定問題：推理能力、想像力、分類、比較。 3.形成策略：推理能力、想像力。 4.執行實現：創造力、耐心。 5.整合成果：統整能力、推理能力、想像力。 6.推廣運用：邏輯推理、創造力、想像力、耐心、執行能力。 （資料來源：研究者整理）
因此，研究者以國小學童能力之基礎，將問題解決能力歸納為以下幾項能力： （一）察覺確認問題的能力。 （二）辨認定義問題的能力。 （三）設想解決方法的能力 （四）選擇解決策略的能力。 （五）行動執行的能力。 （六）調配資源的能力。 （七）監控解決過程的能力。 其中，行動執行的能力、調配資源的能力及監控解決過程的能力，學童必須 具備更高層次的認知及技能，才有辦法去達成，故本研究所定義的學童問題解決 能力，主要以察覺確認問題、辨認定義問題、設想解決方法及選擇解決策略的能 力為主，並以日常生活中的問題情境為實例，探討學童各項能力的綜合表現。
