專題導向學習運用在國中生活科技創造力之研究

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(1)國立台灣師範大學工業科技教育學系. 國立台灣師範大學工業科技教育學系碩士論文. 碩士論文專題導向學習運用在國中生活科技創造力之研究陳誼娉撰民 97. 專題導向學習運用在國中生活科技創造力之研究. 研究生指導教授. ：：. 陳誼娉侯世光. 中華民國九十七年六月.

(2) 謝. 誌. 三年的研究所生涯總算是劃下一個美好的句點，這個句點並不是人生的結束，而是另一個更美好人生的開始。回顧這三年當中，我扮演著雙重身份，既是老師也是學生，有時要備課又要交報告，蠟燭兩頭燒也讓我更懂得如何分配僅有的時間。從桃園到台北的距離雖然只有一個多小時的時間，然而從騎車到客運站坐車到台北，接著換搭捷運然後再走到師大，這一段漫長的路途我走了三年。在即將畢業的這一刻，我的心情是激動且感傷的，我在這裡所學到的不只是專業的成長，更是心靈思想的成熟，我感受到內心的蛻變，如今就像成長的蝴蝶急欲展翅飛翔，所以感到激動，而感傷的是又要離開這個孕育我大學四年及研究所三年的師大校園了在此要感謝我的指導教授侯世光教授，由於擔任師大總務長，每天的行程除了開會、批公文，還是開會、批公文，在他滿滿的行程表中仍要擠出時間跟我討論、並給予我學術上的指導，老師一絲不苟的治學精神及認真負責的做事態度，讓我也絲亳不敢鬆懈，在學業上精益求精。更要感謝王鼎銘教授，雖然家中有事仍在百忙之中從新竹趕來口試，也不忘用 e-mail 指導我論文的修改，讓我的論文更加嚴謹與完整，除了感謝以外更要對您致上深深的祝福。一直以來不斷地鼓勵與指導我的上官百祥教授，在我緊張迷惘時給了我很大的信心與肯定，讓我能繼續走下去。上課時幽默風趣的張玉山教授，在我困惑時給我指點迷津，讓我也學到許多東西，我的心中充滿無限感激。在同學之中，辰洧在我剛進研究所時給我許多協助和經驗傳承，讓我在一個禮拜只能來上兩節課的情形下，仍能很快地融入這個環境，睦凱總是我口試時的最好的幫手和會議記錄，光閔也總是不厭其煩的提供 I.

(3) 我許多資訊，還有其他好同學們無私心的幫助，讓我雖然人在桃園上班也不至耽誤學業，也讓我在這三年的學生生涯更加豐富精彩。也要謝謝學校的同事們時常給我打氣、加油，一個人留在學校寫論文是很寂寞的，可是因為有你們的噓寒問暖讓我倍感溫馨。還有感謝莫世明學長在我求學的這三年中提供我許多協助，不但幫我代理導師，還幫我實施教學實驗，給您添加了許多麻煩真是抱歉，您在教學上的認真與執著是我學習的榜樣。還有陪我一起走過這三年的寶貝學生們，雖然平時調皮搗蛋惹人生氣，卻也不時貼心的鼓勵，雖然比你們晚一個月，不過你們的導師我總算也畢業啦！也祝福你們未來的人生充實而美好。最後要感謝一直在我背後默默支持的家人，媽媽您的一句加油是我努力的最大動力來源，畢業以後就有更多時間可以回去陪您了。還有許多曾經幫助過我、支持我的朋友，感謝你！陳誼娉謹誌於台灣師大民國九十七年六月. II.

(4) 中文摘要. 本研究旨在探討生活科技專題導向學習教學模式之相關理論，依此設計教學活動並實施教學實驗，以探討不同的教學模式對國中生科技創造力的效果，以及探討實驗組學生之性別、學業性向能力、多因素性向能力與科技創造力之間的關係，作為日後生活科技教學與未來研究之參考。本研究以桃園縣某國中的二年級學生為取樣對象，有效樣本學生共計 142 人。所使用之研究工具包括「科技創造力測驗」、「構想創意評量表」、「產品創意評量表」。為了達成研究目的，採用文獻分析與準實驗研究法（不相等控制組設計），先探討相關文獻以發展教學活動，經教學實驗後，利用平均數、標準差、t 檢定、皮爾森積差相關等方法進行資料分析。本研究主要結果如下：一、專題導向學習教學模式對學生科技創造力的提昇具有成效。二、不同性別學生接受專題導向學習之教學後其科技創造力並無差異。三、國中學生的學業性向能力與科技創造力沒有相關。四、實驗組學生對生活科技專題導向學習教學模式有正向的學習反應。最後依據研究發現提出相關建議，提供教師與未來研究作為教學實施及深入研究之參考。. 關鍵字：生活科技、專題導向、科技創造力. III.

(5) IV.

(6) A Study of the Project-Besed Learning of living technology to the junior high school students’technological creativity Author : Yi-Ping Chen Adviser : Shih-Kuang Hou Abstract The main purpose of this study is to explore the effects of junior high school students’ technological creativity by designing experiment of Project-Based Learning theory in living technology. Then the results confer the differences between gender, education aptitude ability, multifactor relation ability, and technological creativity of experimental group. This study will provide suggestions to living technology’s teaching and further studies. This study regards the second grades students of the junior high school in Taoyuan County as sample, effective sample students add up to 142 people. What has been used as tools including aptitude tests of technological creativity, conception creativity, and product creativity. We adopt documents to analyze and allow the experimental teaching (not equal to controlling the group to design), probe into relevant documents in order to develop the teaching activity first; after teaching experiment, to analyze the data by average, standard deviation, T-test, and Pearson's Correlation Coefficient method. This main result of the study is as follows: 1. The Project-Based Learning has positive effective in the promotion of student's technological creativity. 2. It has no differences between students of different genders on their technological creativity after they accepted the Project-Based Learning. 3. The education aptitude ability of the junior high school students is not relevant to their technological creativity. V.

(7) 4. The experimental group has positive learning reaction of Projected-Based Learning. Finally, according to the findings offer propose relevant suggestions to the teachers and study in the future for the further investigating as teaching. Key word: Living Technology, Project-Based Learning, Technological Creativity. VI.

(8) 目謝. 錄. 誌 ................................................... I. 中文摘要 ................................................. III Abstract ................................................... V 目. 錄 ................................................. VII. 表. 次 .................................................. IX. 圖. 次 .................................................. XI. 第一章緒論 ................................................ 1 第一節研究背景 ....................................... 1 第二節研究目的與待答問題.............................. 3 第三節研究範圍與限制.................................. 4 第四節重要名詞解釋.................................... 5 第二章文獻探討 ........................................... 7 第一節專題導向學習.................................... 7 第二節科技創造力之探討............................... 27 第三節科技創造力與專題導向學習活動 ................... 41 第三章研究設計與實施 .................................... 57 第一節研究架構 ...................................... 57 第二節研究方法與流程................................. 59 第三節研究對象 ...................................... 62 第四節實驗設計 ...................................... 63 第五節研究工具 ...................................... 65 第六節資料分析 ...................................... 69 第四章研究結果與討論 ..................................... 71 第一節不同教學模式對學生科技創造力之影響 ............. 71 VII.

(9) 第二節學生背景因素與科技創造力之關係 ................. 86 第三節學習歷程反應分析............................... 92 第四節綜合討論 ..................................... 102 第五章結論與建議 ........................................ 109 第一節結論 ......................................... 109 第二節建議 ......................................... 113 參考文獻 ................................................. 115 一、中文部份 ......................................... 115 二、外文部份 ......................................... 121 附. 錄 ................................................. 125 附錄一 ............................................... 125 附錄二 ............................................... 127 附錄三 ............................................... 128. VIII.

(10) 表. 次. 表 2-1 專題本位科學學習和傳統教學之教學策略比較 .................... 16 表 2-2 國內有關專題導向學習與科技創造力方面的相關研究 ........ 54 表 3-1 研究對象人數統計表................................................................. 62 表 3-2 不相等控制組準實驗設計模式................................................. 63 表 4-1 科技創造力測驗前、後測分數之平均數與標準差 ................ 72 表 4-2 科技創造力測驗前、後測成對樣本 T 檢定 ............................ 72 表 4-3 學生構想創意「奇特性」的平均數及標準差 ........................ 73 表 4-4「奇特性」獨立樣本檢定.......................................................... 74 表 4-5 學生構想創意「新穎性」的平均數及標準差 ........................ 74 表 4-6「新穎性」獨立樣本檢定.......................................................... 75 表 4-7 學生構想創意「可行性」的平均數及標準差 ........................ 76 表 4-8「可行性」獨立樣本檢定.......................................................... 76 表 4-9 學生構想創意「價值性」的平均數及標準差 ........................ 77 表 4-10「價值性」獨立樣本檢定........................................................ 77 表 4-11 學生構想創意總分的平均數及標準差................................... 78 表 4-12 構想創意總分獨立樣本檢定................................................... 78 表 4-13 學生產品創意「樣式」的平均數與標準差 .......................... 79 表 4-14「樣式」獨立樣本檢定............................................................ 80 表 4-15 學生產品創意「材質」的平均數與標準差 .......................... 81 表 4-16「材質」獨立樣本檢定............................................................ 81 表 4-17 學生產品創意「結構」的平均數與標準差 .......................... 82 表 4-18「結構」獨立樣本檢定............................................................ 82 表 4-19 學生產品創意「整體評分」、「標題創意」的平均數與標準差 ................................................................................................ 83 表 4-20「整體評分」獨立樣本檢定.................................................... 83 表 4-21「標題創意」獨立樣本檢定.................................................... 84 表 4-22 學生產品創意總分的平均數及標準差................................... 85 表 4-23 產品創意總分獨立樣本檢定................................................... 85 表 4-24 實驗組不同性別學生科技創造力前、後測成績之平均數與標 IX.

(11) 準差........................................................................................ 86 表 4-25 男、女生「科技創造力」測驗前、後測分數差之平均數與標準差........................................................................................ 86 表 4-26 男、女生「科技創造力」測驗前、後測分數差之獨立樣本 T 檢定摘要表............................................................................ 87 表 4-27 實驗組學生學業性向測驗各項得分的平均數與標準差 ...... 88 表 4-28 學業性向測驗與科技創造力之相關情形 .............................. 88 表 4-29 實驗組學生多因素性向測驗各項得分的平均數與標準差 .. 90 表 4-30 多元性向測驗與科技創造力之相關情形 .............................. 90 表 4-31 專題導向學習各學習階段實施時間分配表 .......................... 92 表 4-32「構想階段」學生科技創造力表現分析 ............................... 93 表 4-33「規格設計階段」學生科技創造力表現分析 ....................... 96 表 4-34「試作階段」學生科技創造力表現分析 ............................... 99 表 4-35「作品具現與修飾階段」學生科技創造力表現分析 ......... 100. X.

(12) 圖. 次. 圖 2-1 教師發展專題學習過程圖...................................................... 20 圖 2-2 科技創造力的整體分析架構.................................................. 33 圖 2-3. Amabile 對創造力的交互作用觀點....................................... 34. 圖 3-1 研究架構圖.............................................................................. 58 圖 3-2 研究流程.................................................................................. 61. XI.

(13) XII.

(14) 第一章緒論本章共分為四節，第一節為研究背景與動機，第二節為研究目的與待答問題，第三節為研究範圍與限制，第四節為重要名詞解釋。. 第一節. 研究背景. 為了邁向新經濟時代，前教育部長曾志朗（2000）在「全國知識經濟發展會議」中強調，規畫「全民思考、終身學習」教育藍圖和願景，是為加強培養全民創新及再學習的能力。「創新」勢必是國力盛衰整體的核心動力和基石，而教育則是重要的基本手段。行政院國科會（1998）也特別指出，有關「科技素養教育教學活動設計研究、技術創造力培育研究、創造力特性、培養創造力之教學及學習環境之研究」等方向與主題，應列為未來推動研究重點。因此，如今教育的重點是不能僅強調知識的背誦，必需教學生成為會思考、會判斷、會產生新知的現代國民，以面對未來的挑戰（Taylor, 1987），由此可知，創造力是我國急需培育的能力之一。而國中的生活科技課程強調設計與實作，讓學生透過工具操作與材料應用，產出具體的創新產品，若以一般的創造力做為指標是不夠的，因此在一般的創造力之外，再加上創新產品的歷程，就是所謂的科技創造力。根據國內外有關文獻顯示，學生的創造思考能力，可經教學的歷程獲得增進（Torronce, 1972；張玉成，1983）。而吳靜吉（2001）在「華人學生創造力的發掘與培育」一文中提到，欲瞭解學生創造歷程及其成就，培養其創造思考能力，可以從「採取會合取向或科際整合取向培育創造力」、「陶融創意文化，培養團隊創造力」、「強調創意歷程與樂在其中的體驗」、「同時重視多元與真實、個別與團體、歷程與產品的評量」等十二個方面來思考。鄒慧英（2001）認為專題式學習 1.

(15) （project-based learning）不僅在概念上與這波課程改革理念相謀合，更是一種集課程、教學、評量三者於一身的學習活動模式。蕭錫錡（1998）也指出「專題製作」課程可以增進學生之問題解決能力與技能學習、促進學生之團隊合作與人際互動。教育部（2003）在九年一貫「自然與生活科技」領域課程綱要中，強調「自然與生活科技之學習應以學習者的活動為主體，重視開放架構和專題本位的方法。」由以上得知，「專題導向學習」為一整合性課程，學生在學習相關專業課程理論與實習課程後，可藉由此課程進行組織、應用、統整、創新與研發能力之學習。 Blumenfeld等人（1991）則闡述說明專題導向學習應促使學生合作學習、發展後設認知策略、運用科技作為認知學習工具、增進學習動機等，讓學生進行深入的探究，並完成專題作業，並藉由整體學習歷程而建構知識，及培養分析、統整、評估等解決問題的能力。專題導向的課程設計目的是讓學生能夠有機會將所學的專業知識加以融合印證或應用，學生運用所學的技能與理論基礎，發揮想像力與創造力，實際運用在產品設計或製作，以建立理論與實務結合的理想。如能配合創造思考教學及創新發明相關課程，對學生創造力及創新發明潛力之開發，助益更大（劉丙燈，2003）。由此可知，專題導向學習模式的教學統整了學生各方面的能力，促使學生將其潛能發展出來，表現在解決問題及創造產出作品上。因此，本研究希望以「多功能造型筆筒」為主題，設計出專題導向學習模式的教學活動，來作為生活科技教學活動發展的參考；也探討此課程是否對學生的科技創造能力有所助益，除了作為科技教育教學領域之參考外，更希望能夠藉由教學方式的不同，提供更多樣的學習內容，以培養學生的科技創造力。. 2.

(16) 第二節. 研究目的與待答問題. 本研究採用專題導向學習模式的教學法來進行教學，藉以探討國中生活科技課程中，採用專題導向學習的教學與一般傳統教學之間的差異。茲臚列本研究之目的與待答問題如下：. 壹、研究目的根據研究背景，本研究的主要目的有以下兩點： 1、比較專題導向學習與傳統教學，對國中學生科技創造力的差異。 2、探討國中生在生活科技專題導向學習的科技創造力表現。. 貳、待答問題誠如上述研究目的，本研究所要探討的待答問題有以下六項： 1.1、不同的教學模式對國中學生的科技創造力是否有差異？ 1.2、不同的教學模式對國中學生的構想創意是否有差異？ 1.3、不同的教學模式對國中學生的產品創意是否有差異？ 2.1、不同性別的學生接受專題導向學習之教學後，其科技創造力是否有差異？ 2.2、接受專題導向學習之教學的學生，其學業性向能力與科技創造力是否有相關？ 2.3、接受專題導向學習之教學的學生，其多因素性向能力與科技創造力是否有相關？. 3.

(17) 第三節. 研究範圍與限制. 由於本研究以準實驗研究法來探討生活科技以專題導向學習教學模式實施，對國中生科技創造力之影響，其中包括教學對象、教材內容等都有特定的範圍，因此在推論研究結果時可能有其限制，分別說明如下。. 壹、研究範圍本研究之教材內容及對象說明如下。一、本研究採用自編之專題導向學習之教學活動，內容主要以現行國中九年一貫之「自然與生活科技」學習領域規範之領域次主題要項中的「材料」、「機械應用」、「創意與製作」等為教材編制範圍。二、本研究以桃園縣某國中二年級四個班為教學實驗對象。. 貳、研究限制本研究之推論限制說明如下。一、本研究因學校行政因素，無法採取隨機的原則來選取實驗對象，故採用準實驗研究法，以立意取樣的班級進行教學實驗研究，因此在研究結果上無法做普遍性的推論。二、本研究僅針對研究者所編製的生活科技專題導向學習教材實施教學，研究結果不宜推論至其他科目或不同範圍之教材中。. 4.

(18) 第四節. 重要名詞解釋. 一、專題導向學習專題是一種複雜的工作，它是根據挑戰的疑問或問題，經由學生的設計、問題的解決、決策的擬定或是研究，給予學生機會，在一段時間內自主的從事相關的工作，並且完成真實的產品或發表（Thomas,2000）。本研究的專題導向學習是經由老師引導學生訂定一個研究的專題作品，由學生自行探究、分析資料，並能設計、製作專題作品，最後完成作品及學習單。. 二、科技創造力科技創造力就是在科技活動中，所展現的創造力。其與一般性的創造力不同，科技創造力的內涵將不只是多種意念的提出，同時，更要有工具操作與材料的處理，最後也要有成果的產出（李大偉、張玉山， 2000a）。本研究所指的科技創造力是以葉玉珠的「科技創造力測驗」結果作為學生科技創造力認知方面的表現，再以張玉山的「構想創意評量表」及「產品創意評量表」所得的成績作為學生在技能方面的表現，最後以研究者的觀察記錄分析得到情意方面的表現。. 三、構想創意「創造歷程」是科技創造力中非常重要的元素之一，在創造的過程中，必須從擴散性思考的過程，轉變至聚斂性思考歷程，以找到較適切的構想。本研究以張玉山（2003）依據 Besemer 與 Treffinger（1981）的「創造性產品語意量表」所發展出其研究所需的「構想創意量表」，針對學生的創造思考歷程來進行評量。. 5.

(19) 四、產品創意「產品創意」是科技創造力中非常重要的元素之一，更是科技創造力異於一般創造力的主要表徵（王保堤，2005）。因為科技創造力的內涵主要著重在技能層面，而透過技能層面的創造，則以產生創意產品為主，其中創意產品的產生主要涉及特殊領域技能、創造力關係技能以及工作動機等三個基本成份。本研究以修改李大偉、張玉山（2006）之「木工作品創作創新程度評量表」做為學生產品創意之評量。. 五、學業性向學業性向意指在學生學習的潛能，也就是學生學習某種課程或教育水準的潛能（林寶貴、郭靜姿、蘇芳柳、吳淑敏，2001）。本研究所指之學業性向是指接受國中學業性向測驗所得結果，並分為語文推理及數量比較。. 六、多因素性向測驗「多因素性向測驗」測的是一般在學習上及普通工作上可能用到的能力之學習潛力，本研究依據科技創造力相關的能力選取「機械推理」、「空間關係」、「抽象推理」、「知覺速度與確度」等四個分測驗的成績，以比較此四種潛在能力與科技創造力之相關。. 6.

(20) 第二章. 文獻探討. 本章旨在探討專題導向學習、科技創造力之內涵及創造思考教學活動等相關文獻。其內容分為三節：（1）專題導向學習；（2）科技創造力之探討；（3）科技創造力與專題導向學習活動。. 第一節. 專題導向學習. 壹、專題導向學習的發展與內涵一、專題導向學習的起源與定義「專題式學習」的前身可追溯自 60 年代的醫學院教育，但其想法或理念卻可追溯至杜威 John Dewey 的進步主義學派，強調「做中學」（learning by doing）的學習方式，並以活動、專題、及解決問題等方式作為學習的主軸（林達森，1999）。美國學者 C.R.Richards 在 1900 年擔任 Columbia 大學勞作科主任時即主張，勞作的訓練應該讓學生按照自己的計畫去進行，而不是照著教師的規定依樣畫葫蘆。這種由學生自己計畫，然後照著計畫進行的方法，即稱為「project」（簡楚瑛，1994）。在二十世紀之初-- 1918 年，美國教育學者克柏屈（W.H.Kilpatrick）也提倡這種教學方法（引自 Wolk ,1994）。他針對傳統的課程教學只偏重記憶與機械式的練習，提出以 Project Method （設計教學法）作為課程的革新，他主張以各種有目的的「專題（Project）」，讓學生採取一連串的行動，去解決各種問題。 Katz 與 Chard（1989）曾對「project」下過定義，所謂「project」是對一個值得學習的主題作深入的探究與了解。此種探究的方式可由數位兒童組成小組，可以是全班一起，可以是兒童單獨進行。其 7.

(21) 主要目的是引導兒童對某一個主題有更多主動性、創造性的學習，而不是針對老師提出的問題給予期待的標準答案。因此，專題是一種複雜的工作，它是根據挑戰的疑問或問題，經由學生的設計、問題的解決、決策的擬定或是研究的行動，給予學生機會，在一段時間內自主的從事相關的工作，並且完成真實的產品或發表（Thomas, Mergendoller,& Michaelson ,1999）。 Moursund（1999）對專題導向學習的定義，則從學生的觀點和老師的觀點分別作分析：（一）從學生觀點來考慮，專題導向學習是： 1. 以學習者中心和內在動機的。 2. 鼓勵分工和合作學習。 3. 允許學生增進和持續改良他們的作品、表現或成果。 4. 設計給學生主動操弄事物，而不是學習有關的事物。 5. 要求學生產出產品、報告或成果。 6. 具挑戰性，專注於高層次的技能。（二）從老師觀點來考量，專題導向式導向學習是： 1. 有真實的內容和目的。 2. 使用真實評量。 3. 老師是從旁輔助者而不是直接教導者。 4. 有清楚的教育目標。 5. 根源於建構主義。 6. 設計給老師也成為一個學習者。賴慶三（2002）指出專題本位的教學與學習（PBIL），常被稱為 project-based instruction 或 project-based learning，從字面上來看，PBIL 一詞含有教學（instruction）與學習（learning）的意思，它結合了專. 8.

(22) 題式教學（PBI）與專題式學習（PBL）的意義，就教師的觀點而言，它是一種教學方法或策略，就學生的觀點而言，它是一種學習型態。專題本位的教學與學習的重要特徵是，在教學上提供學生追求本身興趣、發覺問題、並針對問題思考解決的策略，使學生去發展和實踐科學探究，並經由探究歷程獲得體驗的學習，也厚植學生解決問題的能力。由此可知，專題導向學習是具體發揮建構主義理念的一種學習方式，由教師或學生根據所學相關領域，選擇適當主題，經由個人或小組合作協力，統整不同的學科知識，並發揮創造力，運用在產品設計、製作或探討主題的課程之中，使學生不僅能學到解決問題的知識、能力，也能學到如何應用知識。. 二、專題導向學習的理論與應用專題導向學習近年來受到課程統整、建構主義及認知心理學的影響（鄒慧英，2001）。因此本節將從課程統整、建構主義、情境學習及有意義的學習等教學理念與理論基礎，來討論專題導向學習的應用。（一）課程統整分科教學不僅容易使學生習得的知識是瑣碎的片段的，彼此互不關聯的，甚至可能出現疊床架屋的課程內容，所以，便有學者提出課程統整可以解決此一問題，振興學校教育（黃明信， 2002）。課程統整是一種課程設計，打破學科限制，師生共同擬定問題和議題，增加個人和社會的統整。在統整課程中，主題是學生經驗到的實際生活，藉此學生批判性的探討真正的議題，並採取社會行動。這種探究和行動，經由師生合作的計畫，. 9.

(23) 體驗知識、經驗與社會的統整（黃炳煌，1999）。因此九年一貫將課程規劃成七大領域，採用了單科統整課程（數學）、複科統整課程（語文、社會、自然與生活科技、藝術與人文、健康與體育）、及科際整合（綜合領域）等多種課程統整模式，將相關的知識、經驗以有系統的的方式組織在一起，並做緊密的結合，使學生在學習的過程中，不僅可以很容易的學得知識的意義，同時能更容易將所學應用在日常生活中，俾便達到更佳的社會適應。從上所述，我們可以看出專題學習是以學習者為中心、以生活經驗為重心、跨學科、長期的學習活動，整合真實社會的議題。透過教師在學習過程中的鷹架引導，從真實的經驗中學習，並強調與人合作的學習，經由以科技為認知工具及真實的評鑑，獲得並創造個人的知識，正是符合統整課程的需求。（二）建構主義知識的建立是來自於學習者本身的既有知識（ prior knowledge）與學習情境互動所產生的結果（郭重吉，1992）。而學習是學生利用已有的知識和技能在新的學習情境中學得新的知識或技能，所以學生並非無知和非理性的個體，而是主動認知的主體（蘇育任，1997）。自十九世紀迄二十世紀主流的實徵主義（positivism）主張採用自然科學的歸納法，對人類的認知提出評價性的規範與準則，強調唯有透過自然科學實驗式的研究方法，所獲得的知識才是確切的知識，也才符合「科學主義」（scientism）與「客觀主義」（objectivism）準則與規範。然而此種思潮僅將知識論的重心置於認知內容與驗證方法，忽略了學習是學習者極為複雜. 10.

(24) 的心靈活動（許素，2002）。因此，建構主義興起，提出將知識論的重心置於認知的主體－人，是一種「人本」的知識論思想（朱則剛，1996）。建構主義論者強調，教師無法單純的將知識灌輸給學生，學生必須靠自己去主動建構。亦即學習是教師提供學生機會去發現或應用知識，安排讓學生發現知識結構的情境。並引導學生運用策略來獲得知識。學習者從接收新知開始，即以自己的一套學習方式來學習，從舊有經驗、價值判斷、嘗試透過思考、批判、適應、類化、融合…等方式，來架構自己的知識（賴慶三、郭榮得，2005）。因此，建構主義的教學策略應含下列幾點： 1.引發問題，進行問題解決活動。 2.激發思考，產生新預測、新數據，獲得新概念。 3.引導學生經由實驗探究，主動提出看法並解釋現象。 4.鼓勵表達形成假設的思路歷程。 5.利用小組互動討論，學習尊重不同意見，分享知識成果。從專題導向學習的實施步驟中，自預備、規劃、實作到分享作品的階段，教師如同催化劑，啟動及加速學生概念改變與知識重建，可說充分反映出建構主義的精神（賴慶三、郭榮得， 2005）。我們可以從以五個方面，知道建構理論對專題導向式學習的影響（Krajcik, Czerniak & Berger, 1999）。 1.真實的課題引導問題是專題活動的重點，而專題的主題和引導問題與學生日常生活是相連接的；學生為了解答引導問題則可以顯現出. 11.

(25) 科學概念。 2.利用學習社群學生使用語言表達、辯論與分析自己的想法、概念、理論與知識；專題學習利用社會環境中，使能力強的學生幫助無法自己學習新想法與技能的學生，能力較差的學生也有較多請教、求助的對象。 3.積極參與學生對於一個現象提出問題或重新定義這個問題；學生對於現象的預測與解釋是學生參與其中的具體作用。 4.使用與應用知識學生運用先備知識、使用多樣化的資源提出計劃並完成研究。在其中學生有反思的時間，並將概念與技能使用在新的情境中。 5.多元化的呈現學生創造成品與成果報告來展現自己了解與學到的知識，並且教師可用多樣化的評量方式，了解到學生的學習成果。根據上述理念可知，學生的學習並非只是一項灌輸知識的過程，學生的學習也不只是被動接受知識的活動，在專題導向學習的過程中，學生可以主動地利用既有的經驗和知識來加以選擇、組織、理解、記憶和應用，學習新知識和經驗，並與舊有的知識進行同化和調適，建構出屬於自己的知識和經驗，這正符合建構主義的理論。（三）情境學習理論 Brown 等學者（1994）主張：學習知識最好的方法是在專業領域中以「認知學徒」（cognitive apprenticeship）形式來進行文. 12.

(26) 化的浸潤（enculturation），即認為現代的學生必須身處專業領域的文化情境中，觀察、模仿專家的行為，在自然的情境中，去發現困難，找尋線索，測試假設，不斷的重複學習的過程，直到習得的知識能遷移到其他的真實生活情境。情境學習（situated learning）的理念強調主動參與式的的學習方式，以及在真實化的情境中的學習。知識存在於環境及從事的活動之中，雖然經過語言文字可以學習知識，但是那些獲得的知識並不是完整的（朱則剛，1996；詹雅婷，2001）。「錨式情境教學法」主張教學應將解題重點定位（anchored）在一個有意義的情境中，其理念的發揮是藉由互動式影碟系統的設計，建立一個故事情境，在故事情境中嵌入所要呈現的內容，學習者從中探索解決一連串的問題（徐新逸，1995）。情境學習具有下列幾特點（詹雅婷，2001）： 1.知識隱藏於環境之中，學習者透過與情境的互動才能真正瞭解知識的涵意。 2.學習是主動探索與操作，教學的內容符合現實生活。 3.學習方式包括觀察、示範、解說、提示與備詢。 4.異質成員間複雜的社會互動，有助於「近側發展區」（zones of proximal development; ZPD）的形成。 5.學習是從周邊參與（peripheral participation）開始，再循序漸進地接近核心的知識。而專題導向式學習強調真實與生活化的學習環境，透過學生的實際參與及教師的引導，使學生在小組中學習活動、探索、參與及互動的情境來獲得內嵌（embedded）於社會情境內的知識。由此可知，專題學習提供一個日常生活情境中待解決的問. 13.

(27) 題來引導學習者學習，符合情境理論的基本精神，是學習最佳的選擇。（四）有意義的學習 Ausubel（1978）認為有意義的學習，只能產生在學生已有充分的先備知識基礎上教他學習新的知識。換句話說，只有配合學生能力與經驗的教學，學生才能產生有意義的學習。我們可以從概念認知圖的意義來了解專題導向式學習是符合有意義的學習。概念認知圖呈現知識是一些內容相屬的概念與命題的結構化組織，在許多事件與物件中，依一定的認知規則獲得概念，這些概念可以用文字或符號來表示，然後結合形成由上到下的階層式命題結構，在不同的圖形部分，這些命題交互鏈結顯示出彼此的相互關係（林人龍，1999）。而專題學習是以學生為中心、有清楚的目標導向、獨立自主的學習模式，正是培養專家知識的最佳刺激情境，並藉以提昇學生的探索與問題解決能力（ Blumenfeld, Soloway, Marx, Krajcik, Guzdial & Palincsar, 1991）。. 三、專題導向學習與傳統教學之比較長久以來，傳統教學以教師講解式教學為主，並強調學生學業成就之表現，偏重於知識層次的學習，教學方法偏重於教師單向傳輸，更以學科知識的表現，衡量學生智慧之高低，直到 Gardner 在其「智力結構」一書中提出，人類具有多元智慧，各具有不同的強勢智慧，擅用及引導開展學生多元智慧，為教師之職責（引自賴慶三、郭榮得，2005）。且因應九年一貫課程的需要，教師們應有更多元. 14.

(28) 的教學方式，不能一味的要求學生只能被動的接受教師所傳授的知識，而是要主動的建構出屬於自己的知識。而由建構主義所發展出來的專題導向學習理論，逐漸的受到重視，且普遍被應用到實際的教學情境中，因此本研究採用專題導向學習作為本研究的教學策略，並且與傳統教學方式作比較。Marx、Blumenfeld、Krajcik 和 Soloway（1997）將專題本位學習和傳統教學之教學策略與強調重點做一比較（引自王靖璇，2000），如下表 2-1。. 15.

(29) 表 2-1 專題本位科學學習和傳統教學之教學策略比較教學特色課程重點. 教學活動的範圍與持續性教師的角色評量的焦點. 強調重點傳統教學與學習 1.內容的適用範圍 2.事實的知識 3.學習「積木式」瑣碎的技巧 1.隨著固定的環境 2.是片段或單元所組成的過程 3.狹隘、學科本位 1.演講者和教學的主導者 2.專家 1.作品 2.測驗成績、與其他學生比較 3.知識的再次呈現. 教材. 1.課文、講課和介紹 2.教師發展練習紙和活動. 科技的運用. 1.輔助、週邊 2.教師管理 3.幫助教師的授課 1.學生單獨學習 2.學生與他人競爭 3.學生由教學的教學獲得知識 1.接受教學 2.事實的記憶者與重複者 3.學生接受與完成簡要的工作 4.聽講、有禮貌的、有問才答. 教室情境. 學生的角色. 短期目標長遠目標. 1.知識的真相 2.熟練單一技巧 1.知識的寬廣度 2.擁有標準成就測驗中的知識並在其中有良好的表現. 專題導向學習 1.了解的深度 2.概念與原理的了解 3.發展複雜的問題解決技巧 1.隨著學生們的興趣 2.由複雜的問題與議題組合而成大的單元 3.寬廣、跨學科的 1.供應資源者和學習活動的參與者 2.顧問與同儕 1.過程與作品 2.實作成品、一定的表現標準和隨時間學得的程度 3.了解的表現 1.指導或最初的來源：蒐集的資料晤談記錄和其他 2.數據與教材由學生們發展 1.中心、統整 2.學生管理 3.幫助學生報告增強學生的能力 1.小組學習 2.學生與他人一起合作 3.學生主動建構、提供和綜合知識 1.完成自己主導的學習活動 2.發現、統整和呈現想法者 3.學生訂定自己的工作，並且花費大量的時間獨立作業 4.溝通、表現對自己的影響創作與負責 1.了解並能運用複雜的想法與過程 2.熟練統整性技巧 1.知識的深度 2.擁有投入持續、自發與終身學習的傾向和技巧. 資料來源：王靖璇，2000。. 16.

(30) 貳、專題導向學習的教學設計一、專題導向學習教學模式教師在專題學習活動中所扮演的角色是課程的設計者、學習的協助者，同時也是歷程的評鑑者（陳沅，2002），因此，教師雖然在專題學習活動中已經不再是一個主角的地位，但卻從事著更複雜的、更重要的工作。以下列舉專家學者提出專題學習的教學設計模式，作為教師在設計專題導向學習活動的準則。 Barron 等人（1998）提出一套有關設計、實施專題式學習方法的設計原則如下。（一）適合學習的目標許多驅動問題常是讓學生從事一些活動（doing activities），而未能因做而理解（doing with understanding），故應選擇有助於學生聚焦探索的問題，俾便建立學生理解專題的如何（the how）與為什麼（the why）的需求。（二）支持學生與教師學習的鷹架主要包括二種鷹架類型，一是以問題式學習作為專題的鷹架，另一是利用對比案例作為鷹架。（三）經常的形成性自我評量與修正機會沒有形成性評量，教師便無依據可調整其教學，而學生的自我評量可協助發展出自我監督的理解能力。（四）促進參與並造成行動感的社會體制包括小組互動、同儕檢視、參看他人的資料、向班級以外的聽眾做報告等，皆可支持主動、反省的學習。根據 Krajcik、Czerniak 和 Berger（1999）提出的發展專題教學的模式，則可作為協助教師在計劃專題時，自我評估的工具。其內. 17.

(31) 容如下：（一）決定概念及課程目標教師依據課程目標，先以概念認知圖畫出進行專題學習時所需的概念，再依此概念認知圖做為學習活動依據的準則。（二）發展引導問題引導問題是整個專題學習的中心標的，它能夠啟發學生的學習興趣和引導學習的方向，根據 Krajcik 等人在 1999 年提出專題活動引導問題的特色應該符合六大原則： 1.具有可行性（feasible）：學生有能歷經由引導問題的領航，設計並呈現調查結果來回答問題。 2.具有價值性（worthwhile）：引導問題之內涵包括豐富的、跨學科的、符合不同課程標準的科學知識。 3.具有情境脈絡性（contextualized）：引導問題是與學習的日常生活息息相關，並且是真實世界的重要問題。 4.具有意義性（meaningful）：引導問題必須是有趣且令學習者感到興奮的。 5.具持續性（sustainability）：引導問題應能支持學生作長時間的學習投入，必鼓勵學生仔細地研究問題，進而有全盤的了解認識。 6.合乎道德的（ethical）：問題的探究不應對環境、生物造成傷害或違反道德倫理。（三）發展基礎課程教師依據學生的先備知識及活動目標編製基礎課程，課程內容提供了學生在探索活動過程當中必備的知識或技能；在活動過程中，學生若有知識或技能的需求，教師必須根據學生的狀. 18.

(32) 況編撰相關的課程。例如：學生在網路探索過程中，搜尋引擎進階功能使用的方法。（四）發展調查活動根據學生調查活動的方法，教師在活動的過程當中是以協助者、引導者的角色來幫助學生進行相關的調查活動。（五）發展行事曆行事曆的功能在引導課程的順序、編組與專題中的各項要件。有些教師喜歡利用概念認知圖來組織活動，取代部分行事曆的功能；有的教師或學生訂定整個專題活動的行事曆，以監控及掌握專題學習的進度。（六）發展評量模式在設計評量時，教師應思索評量如何能協助學生表現出對引導問題的了解。且教師必須依據專題學習的性質選擇適當的評量方式，一般常見可用評量專題學習的評量方式，如：作品評量、小組互評、日誌、晤談、檢核表、概念認知圖等。. 此六個階段是一個反覆的流程，並沒有一定的順序（如圖 2-1），也許在調查研究時，會發展出新的引導問題，而改變原有的行事規劃或評量模式等。. 19.

(33) 發展概念目標. 發展行事曆. 發展導引問題. 發展評量模式. 發展基礎課程. 發展調查研究圖 2-1 教師發展專題學習過程圖資料來源：Krajcik et al,1999, p.302.. 綜合上述有關專題導向學習的設計原則，可以歸納為課程、教學、評量三個面向，以及游走於三者之間的老師如何教、學生如何學等的設計原則，作為本研究所要設計專題導向學習模式之設計準則。. 二、專題導向學習之評量專題學習是一種以學生為中心的學習模式（鄒慧英，2000）。因此專題導向式學習評量的目的（Krajcik, Czerniak & Berger, 1999）是在協助判斷與評鑑結果或幫助做決定。專題學習主要是評量學生如何以有意義方式來使用知識並產生出該層面的知識，所以專題學習的評量應該考量三個問題：（一）藉由學生的先備知識與技能，確認學生在課程中要學到的. 20.

(34) 知識與技能，並促進課程與教學。（二）評量的目的須能表達學生與家長在學習動機與幫助學生學習的期望。（三）幫助教師決定那些教學是沒有效率的，藉以修訂教學方法。專題導向式學習的評量具有五項特色（ Krajcik, Czerniak & Berger, 1999）：（一）使用多種型式評量專題導向式學習的評量類型包括自我評量、同儕評量、教師評量等。（二）教學歷程與教學後皆評量專題導向式學習的評量兼顧歷程與結果的評量，教學歷程中的評量包括專題問題、專題計劃書的提擬能力、修訂、執行與合作討論的品質等，結果評量則是包括專題作品、書面報告、口頭報告等（三）評量包括較高層次的認知技能與情意專題導向式學習注重小組合作能力的開發、學習態度、專題計劃書討論回饋、修訂等較高能力的開發（四）學生與教師皆為評量者評量效能檢核者、除了教師外、學生亦是評鑑者，藉由學生自評、小組組員互評、各組互評等評量的進行，培養學生的評鑑能力。（五）評量包含於學習中的連續過程由於專題進行的時間較久，在活動時間學生持續性學習改變和成長，可以較深層觀察出來。評量學生理解的三項步驟是蒐集、組合和評估真實評量訊息的. 21.

(35) 方法（Krajcik,Czerniak & Berger,1999）。（一）蒐集評量訊息的方法 1.觀察評量：幫助教師作有關課程、教學與如何促進學生進步方法的決定。 2.討論：提供有關學生重要概念理解程度的訊息與確認過程中的技巧和思考模式。 3.軼事紀錄：有助於寫個別學生學習過程的報告、便於在班親會中學生學習討論。 4.檢核表：可用來評鑑知識、情意與技能；確認出被忽略的部分；評分的重要證據之一。 5.晤談：能洞察面談者的動機與親合度以及蒐集到更多學生的訊息，如遭遇的問題。 6.概念構圖：評量個別學生概念的瞭解或評量小組學生的系統性闡述。 7.實作評量：透過觀察學生完成目標活動，而對學生認知、情意與技能的直接評量。（二）組合與呈現評量訊息的方法 1.組合作品：包含寫作實例、日誌、操作成果、圖畫、音樂作品、錄影帶、多元性作品。 2.呈現作品：如果學生覺得利用身體動覺來呈現其想法或問題答案比較容易表達，不一定需要真實作品的呈現。 3.發展學習檔案：學習檔案是為了證明與評量學生的學習，而蒐集學生作品中具有代表性的作品。（三）評鑑所得評量訊息的方式 1.評定分數等級：項目有概念的了解、高層次的思考、回答引. 22.

(36) 導問題的能力、與現實生活的連結、合作度、創造性、外在表現、認知工具的使用。 2.學習檔案的評量：透過家長、教師與同儕對檔案的審查，對學生是有意義的。專題導向式學習適合以學習歷程檔案做為日後學習評量的依據或教學研究的參考。從需求面來看，最好涵蓋下列事件：（1）時間紀錄；（2）工作過程紀錄；（3）討論內容紀錄；（4）紀錄學習收穫與心得感想 3.自我評量：鼓勵學生有關思考風格、學到什麼、學的好不好、自己對學習目標與最佳的學習方式為何等問題。 4.同儕評量：是指學習同儕間彼此對學習成果及價值所給予的一種評量，能刺激學習的動機，有時甚至是學習的目的，並常用於合作式學習，例如學生對於其作品的評論與回饋（詹雅婷，2001；陳沅，2002）。除此之外，專題導向學習的評量需著重：（1）認知：物理、化學知識的理解力；（2）情意：作品創作歷程的自信與忍耐挫折（生理、心理）；（3）技能：正確、品質、精緻及（4）思考：擴散（舉一反三）、收斂、多元、邏輯、批判、推理等思考能力成長（洪榮昭、林展立，2006）。由上述可知，專題導向學習的評量是，包含整個學習的真實情境，及學習過程的真實評量。評量的方式是多元的，可以是真實作品的評量、檔案歷程或者是學習單等。而學生同時是分工者、老師、同儕評鑑者、有時也是專家，並需主動工作、主動學習並提出問題、主動探求知識，在互相幫助的學習過程中學習。. 三、生活科技專題導向學習課程設計. 23.

(37) Kimbell、Stables 及 Green（1996）曾對「設計與技術」的教學與學習提出建議，認為依據學生不同的年齡與學習經驗，應提供不同類型的活動，以發揮最佳的教學與學習成效，而實施策略上應強化調查、規劃、模型製作、設計、評量、延伸知識與技能、溝通等項目，因為每一個學生都是一個獨特的個體，唯有尊重個體發展，才能激發學生的創造力。賴慶三、洪金洲（2003）指出自然與生活科技領域的「科學與科技素養」中的「設計與製作」的培育，就十分適合透過「專題導學習」的方式來實施。因為「設計與製作」的教學，必然會有作品必須完成，恰好正符合「專題導向學習」時的專題作品之完成。將生活科技課程融入專題導向學習的歷程如下（洪榮昭、林展立， 2006）：（一）構想 1.目標：了解要完成作品的需求性。 2.活動（1）溝通：與組員討論需求功能與形狀。（2）記錄：資料整理。 3.心智（1）知識：科技、物理等知識應用。（2）思維：擴散思考。（二）規格設計 1.目標：定出要完成作品的樣式及細部需求（detailing needs）。 2.活動（1）溝通：與組員討論作品的功能與形狀。（2）記錄：繪出工作圖及功能表。. 24.

(38) （3）備材：按作品需求準備材料。 3.心智（1）知識：作品材料及加工的認知。（2）思維：收斂思考。（三）試作 1.目標：完成作品試作，找出問題。 2.活動（1）加工：與組員分工將材料按尺寸加工及組裝。（2）溝通：與組員討論加工與組裝的合力，或問題及對策。（3）記錄：將工作圖做修正。 3.心智（1）知識：加工方式與材料的關係。（2）思維：反思性思考。（四）作品具現與修飾 1.目標：將作品調整或重做出更理想的狀況。 2.活動（1）加工：與組員合作進行材料加工與組裝，並強化機能。（2）溝通：與組員討論加工與組裝的合力，或問題及對策。（3）記錄：將每次發現必須修正或重做的問題對策做整理。 3.心智（1）知識：作品結構與材料產生的應力或機能的了解。（2）思維：比較、歸納、演繹及反思性思考。由此可知，生活科技專題導向學習的實施步驟，是由教師提出一個問題要學生去解決，並且告知學生在期末時，必須交出一個具有特別的知識、內容或技術的成果作品，學生以他們自己所創造的. 25.

(39) 方法來使用或介紹其期末作品，藉此反映出真實世界的作品活動，並利用所擁有的點子和方法來達成即將到來的任務。由此可見，期末作品在專題導向學習中是強而有力的，更重要的是學生在成功製作成品的過程中，取得了足夠的知識和技巧（洪榮昭、林展立， 2006）。其步驟如下： 1.界定富有創意的期末作品。 2.確認觀眾群。 3.探究專題題目的內涵。 4.設計專題作品。 5.製定專題進度管理計畫。 6.開始著手進行。 7.解決發生的問題及爭議。 8.完成作品。以上國內外的學者設計的專題導向學習的教學模式，提供了一個明確可供參考的設計架構，本研究的教學活動嘗試以洪榮昭、林展立（2006）所提出的生活科技專題導向學習設計模式，做為本次實驗教學設計的基本架構。. 26.

(40) 第二節. 科技創造力之探討. 壹、創造力一、創造力的涵義創造力（creativity）有許多不同的涵義，眾說紛紜，自從 Guilford 於 1950 年在美國心理學會提出「創造力」一詞後，有關創造力的研究就如雨後春筍般地大量展開。 Guilford（1977）並認為，個體會進行創造性的思考，產生新的觀念或產品，或是融合現有的觀念，將原有的產品改變成以另一種新的形態出現。換句話說，Guilford 認為創造力就是為一種產品或任何創造的結果。李錫津（1987）將創造力定義為「是創造性人物，以原有知識、經驗為基礎，發揮其好奇、想像、冒險、挑戰的人格特質，運用其習得的創造技術，透過靈活有效的創造性歷程，表現出流暢、變通、獨創、精進的能力，獲得新穎、獨特、稀奇、與眾不同、利人利已的觀念行為與產品的總合」。林幸台、王木榮（1994）認為創造力是一種人類高層次心智的天賦潛能；它能在個人、家庭、學校、社會文化等環境支持或刺激條件下，針對某項特定目標，於連續的創造歷程中，以不同型式作品呈現出具有流暢、變通、獨特、開放、精進、冒險、好奇、想像、挑戰等創造特質。 Ogletree（1996）則指出，創造力是個人用以產生嶄新或新奇的產品與構想的能力；是不同觀點之嶄新構想的貢獻過程；是個人自由自在地對問題、情境、事件做不同角度之審視。 Howe（1997）也認為，在創造的產品而言，所指的是以某種形. 27.

(41) 式存在的思考成果，既可以是一種新概念、新構想、新理論等無形的成果，也可以是一項新產品等有形的成果。葉玉珠、吳靜吉及鄭英耀（2000）對創造力所下的定義為：「創造力乃個體在特定的領域中，產生一適當並具有原創性與價值性的產品之歷程；此創造歷程涉及認知、情意、技能的統整與有效應用；此創意表現乃為個體的知識與經驗、意向（包括態度、傾向、動機）、技巧或策略與環境互動的結果。」創造力是現代教育與心理學領域中經常討論的主題，關於創造（creativity）一詞，一般心理學家同意給予下列的定義：創造是一種行為表現，該行為表現的結果富有新奇及價值（張春興，2004）。綜合以上所述，國內外的學者專家對「創造力」一詞雖沒有明確且廣為接受的標準定義，但卻可以發現，創造力的發展已由早期較單一面向的探討，逐漸趨向多元。因此，創造力可說是一種能力、歷程及多面向的概念，是人類從舊經驗或意識中，運用流暢力、變通力、獨創力、精進力等特性，產生獨特且嶄新的觀念，以解決生活中所遇到問題的一種能力。若從產品的角度來看，無論是利用現有的資源，開發一種新的產品，或將現有的產品進行改良或創新，均可視為創造力的展現。. 二、創造力的四 P 當前對創造力的建構，多依循基爾福（J.P. Guilfors）的智力結構模式衍生而來，其以運作（指心智的功能，包括認知、記憶、評價、聚斂性思考、及擴散性思考）、內容（指心智運作的材料，包括圖形、符號、語意、行為）、及產品（指資料處理的結果，包括單元、門類、關連、系統、轉換、含義）為智力結構的三個分析向. 28.

(42) 度（引自 Guillory & Neelam, 1995）。學者也多從運作、內容及產品等三個向度，對創造力進行思考，此一界定方式，就是所謂的「三 P」理論，即個人（Person）、過程（Process）和產品（Product）（陳昭儀，1991）。然而創造力是一種多面向的概念，是一種個體、領域、環境互動的產物，因此，有學者再予以補充提出環境（Place），形成四 P （Tardif & Sternberg ,1993），若要清楚的瞭解創造力的本質與內涵，就必須從創造力的四 P：環境、產品、過程及個人來探究，以下將四 P 的要點分述如下：（一）個人（Person） Barron 和 Harrington（1981）歸納出創造者十種共同的特徵：要有廣泛的興趣、喜歡複雜的事物、具有獨立判斷的能力、自主、壓抑的、有自信、具有高度的審美觀、有能力解決衝突的自我概念、能夠接納對立或衝突特質的自我概念、有強烈自我概念。（二）過程（Process） Wallas（1926）認為一般創造思考的歷程有準備期、醞釀期、豁朗期和驗證期四個階段。（三）產品（Product）創意產品除了兼具獨創性（不尋常的構想）、適用性（合乎實際需求）與美觀之外，還必須比先前的產品有可觀的進步之處，才能真正稱得上是一件好的創意產品。（四）環境（Place）從創造的環境而言，包含整個社會文化的脈絡、學校教學的互動情形、家庭教育及其親子關係都足以對個人創造性能產生. 29.

(43) 有助益或抑制的現象。因此要營造一個創造的環境，社會、學校及家庭這三個環節是息息相關，缺一不可的。由此可知，創造力是人類與生俱來的能力，且與智力沒有特別的關係。並且可以透過適當的教育、指導，來啟發學生潛在的創造力，所以目前的教育主流即在培養學生的創造思考能力。. 貳、科技創造力一、科技創造力的定義 Ram 和 Leake（1995）認為研發除了創造力思維活動外，尚須具有專業知識、基礎知識和應用知識等合成之領域知識；亦即有了這些知識後，即可解決分析問題，最後藉由系統思考方式解決所需解決的問題（引自洪榮昭、許書務，1998）。 Jonassen（1997）則指出所有的創作，必須基於領域知識的建立，尤其是科技創造力更需要創造者擁有最多的背景領域知識。陳仙舟、黃俊宏（無日期）認為科技創造力是以想出或創造出新奇的事物或產品，或應用他人的點子產生更為新穎的點子。其歷程是從模仿到創新以及假設與驗証至歸納成理論，具備科技創造的人才則是必須包含個人專業素養、活化的思考力及實作的貫徹力等。科技創造力的評估是強調產品創新或技術創新（含生產程序的改良或產銷管理的改善等）之能力，而其能力高低可從創造產出或個人相關能力來分析得之。李大偉、張玉山（2000b）也提出，對科技領域而言，一般創造歷程理論似乎過於廣泛，難以凸顯科技活動的本質與特性。因此科技創造力就是在科技活動中，所展現的創造力，其與一般性的創造力不同，科技創造力的內涵將不只是多種意念的提出，同時，更要. 30.

(44) 有工具操作與材料的處理，最後，也要有成果的出現。吳怡瑄、葉玉珠（2003）認為：科技創造力應是植基於科學專門知識與產業技術創造力，主要目的為解決和改進人類生活，在科技創意思維的過程中需經歷假設驗證的階段，並運用工具的操作與材料的處理，最後創造出來的成果就是科技產品的發明。歸納文獻及學者的觀點，所謂科技創造力就是指科技活動中結合專業的領域知識，做有系統的思考，創新、發明的一種創造性問題解決歷程，並且在創造力的基礎下著重產品式樣及功能構造的創新。結合國內學者林幸台與王木榮（1994）對威廉斯創造力的觀點及洪榮昭（1999）認為科技創作力的涵意，作為本研究對科技創造力的立論基礎，如下所列。（一）創造者的認知 1.流暢力：量的擴充、思路的流利、反應數目的多寡。 2.變通力：提出各種不同的意見、移轉別的能力、富有變化的思路。 3.獨創力：以新奇而獨特的方式思考。 4.精進力：能夠修飾觀念、擴展簡單的主意或反應使其更完美、引申事物或看法。（二）創造者的情意 1.好奇性：富有追根究底的精神。 2.想像力：能夠超越感官及現實的界線。 3.冒險性：敢於猜測、勇於面對失敗或批評。 4.挑戰性：找尋各種可能性、能夠自雜亂中理出秩序（林幸台、王木榮，1994）。. 31.

(45) （三）創造者的技能 1.樣式特徵的創新：型式、大小、外觀的改變。 2.功能構造的創新：功能、構造、操作、效率。 3.材料的應用：加工技術、化學性質、物理性質（洪榮昭，1999）。. 二、科技創造力的內涵對於科技創造力的內涵，可以輔以「科技運作模式」中「輸入、處理、產出、影響」為基本分析模式。經過分析與歸納，科技創造力的整體分析架構包括：「創造性輸入」、「創造性處理」、「創造性結果」與「創造性影響」等四個主架構（如圖 2-2）（張玉山，2003）：在創造性輸入方面，包括：材料、結構（內部）、造形、裝置（整體）等四個部份；在創造性處理方面，包括組合、部份變通、部份精進、及整體嶄新等四種類型；在創造性結果部份，包括生產過程（低成本、其他）、消費使用（效能、方便、小空間、多功能、安全、美觀、其他）、及環境影響（節省資源、環保、其他）等三方面；而在科技的創造性影響方面，則可分為解決當前需要和改善現況兩部分。. 32.

(46) 1.材料 2.結構（內部）創造性輸入. 3.造型 4.裝置（整體） 1.組合 2.部分變通. 創造性處理 3.部分精進科技創造力. 4.整體創新 1.生產過程創造性結果. 2.消費使用 3.環境影響. 1.當前需要創造性影響 2.改善現況. 圖 2-2 科技創造力的整體分析架構資料來源：張玉山，2003。. 而 Amabile（1983）則認為，創意產品的誕生至少必須仰賴三個基本成份：（一）特殊領域技能（domainrelevant skills）構成創造準備狀態以及完成產品的相關技能。（二）創造力關係技能（creativityrelevant skills） 33.

(47) 關係著對訊息的反應以及相關構想的搜尋。（三）工作動機（task motivation）一個人工作動機的高低，亦會影響其在特殊領域技能和創造力關係技能上的學習與準備，同時也會影響其創造過程中對任務的認知與對訊息的蒐集。 Amabile（1983）認為個體創造力的產生是這三種成份交互作用而得，當三者的交集越大時，個體的創造力就越高，如圖 2-3：. 特殊領域技能. 創造力相關技能創造力. 工作動機. 圖 2-3 Amabile 對創造力的交互作用觀點資料來源：Amabile,1983.. 綜合以上所述，科技創造力的內涵可分別以「創意產品」及「創造歷程」兩個觀點來看；若以「創意產品」的觀點來思考，科技創造力的內涵主要著重在技能層面，而透過技能層面的創造，則以產生創意產品為主，其中創意產品的產生主要涉及特殊領域技能、創造力關係技能、以及工作動機等三個基本成份；若以「創造歷程」的觀點來思考，科技創造力的內涵則可以輔以「科技運作模式」來說明，其創造歷程主要可分為「創造性輸入」、「創造性處理」、 34.

(48) 「創造性結果」與「創造性影響」四個部分。三、科技創造力的評量國內外有關創造力的評量與研究繁多，所採用創造力評量的工具依年齡層、專業類科不同而有所差別，一般而言，評量創造力產物的量表，通常是以數字量表的方式，測其流暢力、變通力、獨創力、精進力、創新性、實用性、精密性等，其中最常見的創造力量表就是威廉斯創造力測驗（王保堤，2005），但以往心理計量取向的創造力測驗，僅針對認知與情意的部分進行量測，並未兼顧思考歷程與結果的合理性。因此，以下就幾位學者針對「創造歷程」與「創意產品」所提出之評量的方法進行探討： Moss 在 1966 年曾以「獨特性」及「實用性」來界定學生在科技教育活動中，所製作產品的創新性（引自 Michael，2000）：（一）獨特性（unusualness）有創意的產品，一定會有某種程度的獨特性。理論上，獨特性可以用出現率來加以衡量，出現率越高，表示獨特性越低。（二）實用性（usefulness）創意的產品必須具有一定程度的實用性，但實用性的產品則不一定是有創意的。而且創意產品在某種程度上，必須「能用」或是「堪用」，完全脫離問題需要的產品，是不具創意的表現。（三）獨特與實用的結合（combining unusualness and usefulness）當產品同時具備獨特性與實用性時，那就是有創意的產品了。反之，如果產品的實用性或獨特性降低時，整體的創造性也就跟著降低了。洪榮昭（1999）認為，技術創造力的思考型式架構可為：（一）樣式（feature）：可分為型式、大小與外觀的創新與應用。. 35.

(49) （二）機構（function & mechanisms）：可分為功能、架構與操作方法的創新與應用。（三）材料（material）：可分為化學、物理性質、處理技術等的創新與應用。葉玉珠（2002）則參考國內外科技創意競賽評分方向，將科技創造力的評量指標分為流暢力、變通力、獨創力、精進力與視覺造型五大部分。其中的流暢力、變通力、獨創力、精進力四個部分的含義分列如下：（一）流暢力：指個人面對問題時，能在短時間內產生多種解決方案。（二）變通力：指個人面對問題時，能對問題產生不同類別的解答，能隨機應變、舉一反三。（三）獨創力：指個人面對問題時，能以新奇而獨特的方式思考，想出超越自己也超越同儕的意見。（四）精進力：指反應的細膩程度或對產品細節的注意程度。從以上幾位學者針對「創造歷程」與「創意產品」所提出之評量的方法我們可看出，一般對於「創造歷程」與「創意產品」的量測，大致可分為「統合觀點」與「分析觀點」兩種。所謂「統合觀點」就是主要針對整體的創意表現，直接以「獨特性」、「實用性」、「精巧性」及「視覺造型」四個部分進行評量，例如葉玉珠（2002）的觀點即偏向統合觀點。此觀點的優點是評量項目較簡要、單純，實施起來比較方便，缺點就是評量的項目不夠明確，在不同的評分者間可能會產生極大的誤差；而「分析觀點」則是先將整體的創意表現分為幾個向度，再依據其內部的創新性進行評量。例如洪榮昭（1999）的觀點即是偏向分析觀點。此觀點的優點是將評分項目系. 36.

(50) 統化，評分者可以較清楚的知道每一個項目的評分向度，但是可能會面臨評分項目較多，實施較不容易的情況。因此，張玉山（2003）在其關於科技創造力的研究中，對於產品創意的界定與評鑑，主要從「統合觀點」與「分析觀點」出發，並配合研究所需，發展出「產品創意評量表」與「構想創意評量表」兩份科技創造力評量表，針對學生在產品創意與構想創意上的表現進行評量。本研究對於產品創意與構想創意的評量，亦將參考上述這兩份量表，並依據研究實際狀況進行修改，經專家評估後實施。針對「產品創意」與「構想創意」的評量向度分列如下：（一）產品創意主要依據李大偉、張玉山（2006）之「木工作品創作創新程度評量表」，並針對本研究之多功能造型筆筒的設計與製作之實際情況進行修改。其評量產品創意的向度主要分為「樣式」、「材質」、「結構」三項，將針對學生的「創意產品」進行評量，是本研究藉以評鑑學生產品創意的主要來源。（二）構想創意主要依據張玉山（2003）之「構想創意評量表」，並依據本研究單元教學活動設計所需加以調整。其評量構想創意的向度先區分為「奇特性」、「新穎性」、「可行性」及「價值性」等四項度，再針對每一個向度加以分析，將針對學生的「創造歷程」進行評量，是本研究藉以評鑑學生構想創意的主要來源。構想創意評量表的評量向度如下： 1.新奇性：主要分為「材料」、「造型」與「結構」三個部分，依其創意是否特別、獨特、古怪的程度而定。 2.新穎性：主要分為「原創」與「稀少」。依其創意是否與傳統. 37.

(51) 作品不同、在同儕出現頻率很低的程度而定。 3.可行性：主要分為「構想可行」與「精密完整」。依其創意是否可行，以及創意的描述是否完整的程度而定。 4.價值性：主要分為「精緻美觀」、「功能強大」與「多用途」。依其創意是否符合美感、特定需求與多功能的程度而定。依據本研究之研究目的，欲探討「專題導向學習」的課程對學生的科技創造力所產生影響，因此，希望在同時兼顧歷程與產品的創意表現的情況下，除採用葉玉珠的「科技創造力測驗」來評量學生認知方面創造力，再加上「構想創意評量表」及「產品創意評量表」讓評量者評定受試學生「創造歷程」與「創意產品」在每個評量項目所展現出之程度，以了解學生在構想與技能方面的創造力。. 參、影響科技創造力的相關因素現今普遍認為科技創造力並非稀有特質，但是個人因素對科技創造力仍具有不可忽視的影響。Amabile（1983）認為創造力為個人的一種行為特質，除此之外，他也重視其它相關的情意因素，如：人格特質、態度、興趣和動機等。亦即個體的創造行為，不但源自其認知能力和技巧，也涉及其性格、動機、策略和超認知技能等因素，並且與個體本身的發展進程不一定有關連。由此可知個人因素與科技創造力和息息相關，舉凡：創造者的內在知識、個性、智力等因素都可能影響其科技創造力。因此本研究將針對個人因素的性別、學業性向與多因素性向部份做探討。以下針對這三項因素分述如下。. 一、性別在很多的領域中，表現優異的創造人才幾乎都是男性，但也有. 38.

(52) 些領域中女性的表現是優於男性的。例如：在自然科學方面的創造人才中，男性遠多於女性；戲劇舞蹈方面男女並沒有差異；在音樂與視覺藝術方面則女性多於男性（Vernon,1989）。創造力與性別的研究，沒有一致的結論足以說明性別差異影響創造力。國內外有許多的研究報告中也有不同的結論。Dr.R.Moussa 探討父母親的態度、性別和創造力關係，父母親的態度與孩子的創造力有關，女性獨創力顯著的高於男性（引自 Davis, Kogan, Soliman,1999）。但男生在圖形變通力與獨創力的分數則高於女生（黃旭鈞，1991）。Tegano 和 Moran 研究說明，三年級男生不論在一般性反應或獨創性反應，均顯著高於三年級女生的創造力分數（引自羅一萍，1996）。除此之外，葉玉珠（2002）研究指出不同性別對科技創造力有顯著效果，且在創意書包發明的表現上女生優於男生。丁興祥、邱皓政、蔡啟通及林逸媛（1992）修訂國中學生拓弄斯創造思考測驗評分常模顯示，圖形創造力認知成分中，男生優於女生，尤其是在獨創力及變通力知表現差異更為明顯。張嘉芬（1997）研究顯示男生在圖形創造力顯著優於女生。陳宗逸（1995）研究性別與創造力上顯示流暢性的表現女生優於男生，其他則沒有顯著差異。李慧賢（1996）研究顯示性別與創造力未達顯著水準。許靜霙（1997）、黃旭均（1991）研究指出國小學童之性別對於創造力並未達顯著差異。綜合以上所述，從國內外研究發現男、女生在創造力的表現上有不同觀點，而男女生在創造力的表現亦有所不同。由於時代變遷快速，男女平權的觀念逐漸取代傳統價值對性別角色的期待，因此，個體在自然與科技領域的創意發揮是否會受到性別的影響，而性別是否對科技創造力產生影響，值得我們深入的探討。. 39.

(53) 二、學業性向與多因素性向國內對於學生的創造才能與興趣之間對於人格特質的探討，較早可追溯到鄧運林（1981）的研究，透過學業成就測驗、科學興趣題本、創造思考測驗等工具，來探究小學學童人格特質與創造才能及科學興趣之間的關係。更有研究指出，傳統智能（語文能力、數學能力、空間推理能力、數學學習後設認知）、創造力（流暢力、變通力、獨創力）以及社會能力（與自己相處的能力、與他人相處的能力、與環境相處的能力）之間有正向關係存在（陳玉統，1996）；其中傳統智能部分包含多元智能中的「語文智能」、「邏輯數學智能」與「視覺空間智能」，而社會能力部分則涵括「人際智能」與「內省智能」，因此可以推論，多元智能與創造力之關係為正向相關。相互預測關係方面，詹秀美（1989）、Weinstein 與 Bobko（1980）發現智力能顯著預測創造力。語文智能與自然觀察者智能（葉玉珠， 2000）也與科技創造力概念相容。從研究者所蒐集的文獻當中，並無直接探討學業性向能力及多因素性向對於科技創造力的影響，但可以看出語文智能及自然觀察者智能層面與科技創意人格特質關係密切；因此多元智能與科技創造力間應有顯著關聯。因此本研究將以學生的學業性向測驗成績（包含語文推理及數量比較）及多因素性向測驗的分測成績（包含機械推理、空間關係、抽象推理、知覺速度等四項），與科技創造力作比較，以探討彼此的相關性。. 40.