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問題解決模式的合作學習

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Academic year: 2021

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問題解決模式的合作學習

--以紙飛機為例

蔡麗娟¹ 陳芳慶² ¹國立高雄師範大學工業科技教育研究所研究生 ²國立高雄師範大學工業科技教育研究所副教授兼系主任 摘要 在設計「紙飛機」擲遠活動中,除了教授學童初步了解飛機的構造外,主 要目的是要培養低年級學生透過小組合作學習的方式,來建構屬於學童自己問 題解決的能力。透過本教學活動設計的學習,與人溝通、討論、支持與分享等 等的社會技巧概念,學童去體會達成成功目標需要整個小組成員的努力,而非 只有靠小組內的少數人獨撐大局。在合作學習活動中,學童必須要會去試著察 覺小組的問題,試著溝通討論、分享資源,化被動學習為主動,培養正確的學 習態度,增進自己的獨立思考能力與解決問題的能力,並增進自己的自信心。 關鍵詞:問題解決、合作學習、紙飛機 壹、前言 實施國中小九年ㄧ貫教學以來,教育部積極推展創造思考教學,希望全國教 師能藉著活潑生活化的教學活動設計,培養學生創造思考的能力。除此以外,在 九年一貫課程綱要中,也明白揭示學生要有解決問題的能力,學生在這九年一貫 課程中習得「帶著走的能力」,而不是「背不動的書包」。相對於以往制式化的分 科教學課程,期許現代的教師擁有更多教學自主權,依照課程綱要編選設計優質 的教材,目的也是在訓練學生能依自己習得的「解決問題的能力」來解決日常生 活中的難題。 在這次的教學活動設計裏,研究者者想了解培養低年級學童問題解決能力, 以及在解題(problem solving)歷程中,透過對合作學習(cooperative group learning)的科技教學活動模式,培養小組成員彼此的科技素養、合作關係與社 會技巧。社會文明的飛躍,科技的不斷研發是最主要的動力,但成功往往不是少

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數人的努力,而是一群成功的合作團隊在眾多難關下披荊斬棘,才能享受甜美的 成果。因此,藉由這樣的合作學習活動,讓學童明白在生存的大環境下合作的重 要性,在逐步達成主學習目標的過程中,也培養自己的學習自信心與經營人際關 係的副、附學習目標。 貳、文獻探討 一、問題解決(Problem Solving) 人活在這個多變的世界一直遭逢問題,也唯有克服層出不窮的問題,人類文 明才得以不斷提升進步。對於「問題解決」一詞,一般心理學家的定義係指在問 題情境下,經由思考與推理來達到目的的心智歷程(張春興,1991)。Gagne(1985) 則指出問題解決是學習階層中最高階層,也是知識與策略交互使用的綜合表現。 就教育而言,解題能力的培養可說是長久以來課程與教學的所訴求的重要目標 (張春興,1994)。Kahney(1993)認為為了達成目標而做的事情,稱為問題解 決。Mayer(1983)則認為將問題界定在從一給定狀態到目標狀態,其中遇到困 難、產生問題,其間的心智運作的歷程則是問題解決。 國內學者楊文金、熊召弟(1996)依據心理學,定義問題是呈現情境與目的 情境的衝突與差異,所以問題解決具有四個要素:呈現情境、目的情境、解題限 制與解題規則(包含演算規則與捷思規則)。依照這四個要素,設計了問題解決 環,教師常以此模式來訓練學生問題解決的能力。而解題的本質可以下面所描述 的各層面來詮釋: (一)問題解決是一種學習者習得的過程。 (二)問題解決是一種思考的過程。 (三)問題解決是一種複雜的心智能力(楊坤原,1999)。 因此綜合以上學者說法,問題解決可以說是學習者在學習知識的過程中,經 由訊息處理而找出合適的解決方法或途徑之思考過程或能力。

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重新確認問題 改 改 變 變 設 設 計 計 圖一 問題解決環(楊文金、熊召弟,1996) 而問題解決的能力與歷程會因學習者先備知識的差異而有所優劣。好的問題 解決者花許多時間在編碼上,是被認為較精緻的問題表徵結果,可促進隨後的操 作過程。Sternberg(1977)指出較好的推理者比較弱的推理者花較多的時間在問 題的編碼上。越聰明的人,花較長時間在編碼上的是比較優勝的解題策略,如此 一來可使的推理及應用等工作能進行的比較有效率。 換句話說,專家因為有較多的知識,較好的結構組織,因此能夠整合他們的 知識於特定領域來解決問題(Kahney,1993)。然而學習者則必須持有特定的認 知策略,才能巧妙的運用知識(Smith & Ragan,1993)。楊坤原(1999)也指出 問題解決者的知識是所有影響解題因素中最重要的一環。沒有知識做為思考的材 料,解題便無法進行。唯有運用知識與解題策略,方能達成問題解決任務的第一 要件(林靜萍,2005),因此,王春展(1997)說明教師在教導學生如何成為一 個較好的問題解決者策略應用上,建議採用提供豐富的知識基礎訓練、設計適當 的課程與情境方法,以便協助學生順利成為專家問題解決者。所以,良好的認知 策略常被視為訓練學習者良好解題能力的基石。 張俊彥與翁玉華(2000)也指出科學教育活動中應融入問題解決活動與科學 過程技能的運用,使學生藉由探究活動的過程中,提升學生問題解決的能力。另 外,林靜萍(2005)認為問題解決著重在學生之間問題解決過程之表現與互動, 問題之解決 7.評鑑結果:決定是 否需要進一步活動 1.重設問題 2.將問題轉換為 可以探究的形式 3.設計與規劃實驗 4.實際執行實驗 5.紀錄數據與觀察 6.詮釋數據與訊息 「下結論」

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這也是學生學習的關鍵所在,合作學習除了增進問題解決的能力外,學習人際關 係技巧的互動也是同等重要。團體同儕間的腦力激盪,往往會有令人異想不到的 靈感點子,彼此的互信與鼓勵也是同儕學習者之間創新能力的補給站。 因此在本教學活動設計上,提供學生適當的教學情境,在學生解題的過程 中,教師是協助學生學習的促進者角色。教師透過不斷的教育研究訓練或行動研 究等,設計以學生為中心的教學活動,幫助學生在問題解決的過程中,能盡快的 學會運用適當的策略成為專家問題解決者。

二、合作學習(Cooperative group learning)

80 年代,Maynard Reynolds 發現合作學習能使身上有不同程度殘疾而導致 學習障礙的學生得到幫助(引自劉秀嫚,1998)。以國內而言,合作學習的研究 自80 年代才逐漸普遍。 (一)合作學習的理論基礎 形成合作學習教學策略的理論基礎不少,國內外學者 Slavin(1995)、Johnson & Johnson,Holubec(1998)、黃政傑和林佩璇(1996)都曾為合作學習提出其 理論基礎,研究者綜合各家看法,大致上將合作學習的理論基礎歸納為社會互賴 論、動機論、認知論等取向。以下就這三方面來簡單陳述合作學習的理論基礎: 1.社會互賴論 心理學家 Kurt 認為社會學習的重要本質就是社會成員間的相互依賴,成員 間藉由互賴朝向內部一致的共同目標努力邁進,彼此之間互相幫助而達成積極學 習。 2.動機論 Slavin(1990)指出獎勵與目標兩結構能促使團體成員間能共同去達成目標 的兩大誘因。唯有團體目標達成了,個人目標才有可能達成。 3.認知論 認知論者比較強調共同工作本身即是一種良好的效果。在認知論與合作學習 較有相關的兩大領域即是認知發展論與認知精緻論。 綜合以上三個論點,學校單位應該增加合作活動,學生在學習活動中的互動 可增進其成就表現。因此,教師在實施分組時也應該考慮學生同儕間的能力差異 及合作溝通技巧,隨時注意是否要調整教學方式以適時協助學生學習。

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(二)合作學習的意涵 「合作」即是團體與團體間或是團體成員間一起工作、相互溝通協調或鼓 勵,且貢獻一己之力量,以達成團體共同的目標(張淑美,1992)。合作學習是 一種有結構、有系統的教學策略,可適用於不同年級不同領域(Johnson、Johnson & Holubec,1998)。在四到六人的異質性小組裡,大家一起學習,以團隊的型態 一起解決問題,同儕間可提出意見修正批判彼此意見,互相幫忙互相激勵,一同 分享資源與成果以達成一個共同的目標,此目標不但利己也利人(Parker,1985)。 (三)合作學習的基本要素

Johnson、Johnson & Holubec(1998)指出合作學習具有積極互賴、面對面 助長互動、個別責任、人際及小團體技巧與團體歷程等五種基本要素。 1.積極互賴 團體成員必須積極互賴,大家一起學會教材才能達到成功。 2.面對面助長互動 小組座位是採取面對面式,彼此的互動直接,且必須要相互幫助、相互鼓勵 支持。 3.個人責任 合作學習內每個成員都有其責任執掌分配,為達團體共同目標,個人績效也 不容忽視。 4.社會技巧 團體成員學會合作技巧及其使用時機,重複練習直到學生內化這些技巧為 止,如此合作學習才能真正落實。 5.團體歷程 團體歷程的目的無非就是在提供小組成員間反省檢討的機會,期望下次再合 作時,能夠表現的進步、更優異。 (四)合作學習的實施方式 合作學習發展至今,普遍被採用的教學模式之一就是學生小組學習法 (STL),而學生小組學習法又分成三種類型:小組成就區分法、小組遊戲競賽 法、小組輔助個別學習法。茲將三種學習類型的優缺點整理如下:

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表一 學生小組學習法的類型 類 型 實施過程 優缺點 小 組 成 就 區 分 法 1.全班授課 2.分組學習 3.小考 4.換算個人進步分數 5.小組表揚 優點: 以教學目標為導向,可適用於各領域學 科,以進步的分數做為獎勵的依據,可 提高學生的學習動機。 缺點: 過於注重小組績效而易於忽略個別表 現,酬賞方式較為不公。 小 組 遊 戲 競 賽 法 1.全班授課 2.分組學習 3.小組遊戲競賽 4.能力系統 5.小組表揚 優點: 遊戲競賽的方式活潑有趣,提升學生主 動參與的動機。 缺點: 其缺點與小組成就區分法相同,遊戲過 程中秩序較難掌控。 小 組 輔 助 個 別 學 習 法 1.分組 2.前側 3.學生在小組內進行個別學習 4.形成性評量 5.小組評分表揚 6.作業單練習 7.總結性評量 8.全班教學,進行綜合性的整理 討論 優點: 前測有助於老師了解學生的起點行為。 自我學習過程中鼓勵彼此討論,並尋求 老師或同學的協助。 缺點: 測驗繁多,易引起學生的學習焦慮。 資料來源:改編自陳麗霜(2006)。合作學習應用於數學教學之研究—以台北市 國小一年級為例。

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根據以上的分析,各種學習模式都有其優缺點,研究者考慮研究對象為國小 二年級學童,其認知能力與社會技巧可能無法勝任較複雜的學習模式,因此採用 小組遊戲競賽法,藉此提高學生學習興趣與學習成效。以下簡要介紹小組遊戲競 賽法五大要點: 1.全班授課 以老師為主角來授課,採口頭講述、問答、討論等各種教學方法。 2.分組學習 小組採異質分組的方式,依據性別、課業學習成就等將學生採 S 型分組,老 師在小組間巡視走動,觀察小組成員討論互動情形,並適時介入小組的學習。 3.小組遊戲競賽 每組成員在練習階段都有階段競賽,依照分數高低給於五、四、三、二、一 個積分,使每個成員都要彼此幫助才能得分,但真正遊戲競賽開始後,每個成員 就要靠自己的努力才能贏得高分,競賽結束後再以小組總積分為表揚的依據。 4.能力系統 能力相似的同學被分派到同一個競賽進行比賽,每組都有參賽者來爭取小組 分數,競賽後依據學生表現的成績再次調整其競賽組別,如此學生不會固定在同 一組。 5.小組表揚 以小組總分為表揚的依據,使小組成員有彼此是命運共同體的體認,每位成 員都應該盡力為自己及整組而努力。 支紹慈(1999)指出在合作學習的學習情境下,可以潛移默化更多的學習行 為,比較傳統式的教學而言,合作學習更可增加人際關係的互動,提高學習效果, 使其達到統整試探、試探分化、分化專精的原則,這也是此次教學活動的主要目 的之一,觀察學生在合作學習的模式下,學習如何與同儕互動討論,如何去提昇 自己的學習效果。

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參、教學流程 圖二「紙飛機」問題解決模式的教學流程 探究問題:(1)知道古今飛機的外觀異同 (2)探索飛機的家—航空站 (3)探知飛行原理 設計規劃活動:(1)仿做、試飛 (2)觀摩、修正 (3)檢討(學習單) 設計與執行活動:(1)創作、試飛 (2)量測、觀摩 (3)修正 評鑑結果:(1)評估可行性:上台報告 (2)活動反思檢討 設計問題:知道飛行物的創起源頭 執行、觀察與紀錄、下結論:(1)再修正、量測 (2)觀摩學習 (3)學習單填寫

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肆、研究設計 一、教學活動設計 (一)教學對象:高雄縣內某國小二年級某一班學生30 人,男生 15 人,女 15 人。 全班從未以「合作學習」方式來授課。 (二)分組方式:採異質分組,依照課業成就表現採S 型分組,每組 6-7 人,全 班共分成五組。此班在此活動之前從未參與過合作學習方式。各組工作分 配,有組長1 人,副組長 1 人,其餘組員 4-5 人,每人各司其職,相互支 援。 (三)小組遊戲競賽法:以小組合作學習方式進行紙飛機競遠活動,整組飛行效 果最好為最佳合作團隊,在競賽結束時得以接受老師的獎勵。 (四)規則限制:每位學生使用一張影印過的A4 規格紙張來摺紙飛機,過程中 可以使用剪刀剪去多餘的部份,卻不能使用膠水等黏貼用具來外加紙張重 量,機身重疊部分可使用透明膠帶貼牢補強,或使用一枚迴紋針夾住紙飛 機頭部以增加重心。 表二 教學活動設計 教學主題 飛啊!紙飛機 教學節數 九節課(360 分鐘) 教學所 需用材 教師:網路電腦、單槍、放映用布幕、A4 影印用廢紙、迴紋 針、學習單、 教學 DVD、數位相機、錄影機。 學生:剪刀、透明膠帶。 教學目標 1. 對於飛機飛行原理、空氣力學有初步概念。 2. 能發揮創意,自行設計出具創意的紙飛機。 3. 能安全選用工具,順利完成作品。 4. 能與同儕合作學習,折出可成功飛行的紙飛機。 5. 能使用網路資源,幫助自己完成規定的紙飛機造型。 6. 能評估最佳化紙飛機的效果,順利解決紙飛機飛行的障礙。 相對應能力 指 標 【自然生活科技】 1-3-3-1 實驗時,確認相關的變因,做操控運作 1-3-5-4 願意與同儕相互溝通,共享活動的樂趣。 1-3-5-5 傾聽別人的報告,並做適當的回應。

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2-4-8-7 使用網際網路蒐集資料傳遞訊息‘ 2-4-8-9 認識空中交通工具。 6-3-2-3 面對問題時,能做多方思考,提出解決方法: 【資訊教育】 2-2-2 了解網路使用規範。 5-3-1 能找到合適的網站資源、圖書館資源。 第一節 飛行歷史演進之介紹 「問題解決」 教學模式流程 教學活動 具體目標 教學資源 設計問題 探究問題 1. 介紹飛行物之起源—風 箏 2. 介紹飛行物之發明創造 歷程 (1) 萊 特 兄 弟 飛 行 器 (2) 第 一 次 世 界 大 戰 飛 機 簡 單 介 紹 (3) 第 二 次 世 界 大 戰 飛 機 簡 單 介 紹 ◎能大約了解飛 機飛行的原理 網際網路 第二節 現代的飛行器之介紹 「問題解決」 教學模式流程 教學活動 具體目標 教學資源 探究問題 1. 現代飛行器的介紹(介 紹飛機機身構造名稱) 2. 比較現代飛行器與以前 飛行器的異同 3. 簡介高雄小港航空站 ◎能大約了解飛 機飛行的原理 網際網路

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第三節 飛行原理之介紹(柏努力定律) 「問題解決」 教學模式流程 教學活動 具體目標 教學資源 探究問題 1. 飛行原理—柏努力定律 之介紹 (升力、空氣流速、壓力) ◎能大約了解飛 機飛行的原理 網際網路 教學DVD 第四節 紙飛機仿作與試飛(網路學習) 「問題解決」 教學模式流程 教學活動 具體目標 教學資源 設計與執行 1. IEP 教學與合作學習:分 組紙飛機仿作(觀看網 路動畫教學,仿作兩種 不同折法的紙飛機) 2. 各組同儕觀摩相互指導 3. 紙 飛 機 試 飛 ( 成 品 試 飛、修正) ◎能使用網路資 源,幫助自己完 成規定的紙飛機 造型 ◎能安全選用工 具,順利完成作 品 ◎能與同儕合作 學習,折出可成 功飛行的紙飛機 網際網路 A4 廢紙 剪刀 第五節 紙飛機競遠活動(一) 「問題解決」 教學模式流程 教學活動 具體目標 教學資源 執行、觀察與 紀錄 1. 合作學習:紙飛機競遠 活動(到操場試射修正 後的紙飛機) 2. 同儕相互觀摩學習,比 較不同樣式的紙飛機飛 行效果。 3. 觀察班上紙飛機飛行最 ◎能評估最佳化 紙飛機的效果 學習單一 紙飛機 數位相機 錄影機

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遠的特徵、屬性等通則。 4. 完成學習單一。 第六節 紙飛機創作與觀摩 「問題解決」 教學模式流程 教學活動 具體目標 教學資源 觀察與紀錄 1. 紙飛機創作活動: 依據上次的競遠觀 摩活動,兩位學童 一組自行討論與創 作紙飛機一架。(不 得使用膠水或定書 機等外加物) 2. 不同組別間的紙飛 機創作活動觀摩與 比較。 3. 全 班 選 出 最 佳 造 型、最佳飛行、最 佳創意獎項。 4. 完成學習單二 ◎能評估最佳化 紙飛機的效果。 ◎能發揮創意, 自行設計出具創 意的紙飛機。 學習單二 剪刀 A4 廢紙 數位相機 第七節 紙飛機創作試飛 「問題解決」 教學模式流程 教學活動 具體目標 教學資源 觀察與紀錄 1. 紙飛機試飛活動。 2. 紙飛機修正、微調、最 佳化過程。 3. 完成學習單三。 ◎能評估最佳化 紙飛機的效果。 數位相機 錄影機 剪刀 A4 廢紙 第八節 紙飛機競遠活動(二) 「問題解決」 教學活動 具體目標 教學資源

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教學模式流程 觀察與紀錄、 下結論 1. 紙飛機競遠活動。 2. 找出最佳效果的紙飛機 類型。 3. 完成學習單四。 ◎能評估最佳化 紙飛機的效果。 數位相機 錄影機 第九節 成果發表 「問題解決」 教學模式流程 教學活動 具體目標 教學資源 評鑑結果 1. 分享:各組上台報告 2. 回饋:其他組別提出意 見或建議。 3. 老師做總結與獎勵優異 的小組合作學習。 能評估最佳化紙 飛機的效果。 實物投影機 學習單 二、教學注意事項 (一)教師應以開放的態度接受學習者天馬行空的想像,並給予肯定與鼓勵,藉 此方式激發學習者腦力激盪,訓練其發散式思考。 (二)教師在教學活動中應扮演引導者與輔導者的角色,隨時支援學生認知上的 不足。教師適時的搭建學習鷹架,得以提升學習者的解題能力。 (三)教師鼓勵小組成員間熱絡討論,並隨時觀察與紀錄(錄音、錄影)小組成 員間的互動與討論,並在課後隨時記錄教學手札,探討學習者的合作學習 情形。 (四)適時激勵小組的良好表現,可獎勵整組成員或是個別成員皆可,例如認真 收集資料、熱烈參與討論與製作,填寫學習單詳盡等等,強化學童的學習 動機與意願。 (五)鼓勵學童儘可能去收集有助於活動進行的資訊,因為大部分二年級學童尚 未上過電腦課,因此無法像中高年級的學生使用電腦上網,因此,無論是 家人提供的資料、上圖書館查資料、同組學童的腦力激盪所產生的點子等 等各種方式皆可。

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(六)珍惜地球資源,為避免浪費紙張,因此整個活動都是使用A4 影印過的廢 紙再利用,用完後丟棄的紙飛機一律再紙類回收。 三、教學評量 本教學活動設計採多元評量,注重小組合作學習討論與分工績效,不以紙筆 測驗或學習單為唯一的評量。除此之外,「飛吧!紙飛機」科技教學活動更是強 調學生歷程檔案及實作評量,觀察學生如何運用已知的知識運用有待解決的問題 之中。此外,小組同儕間的溝通、分工、討論技巧與資源分享等等,觀察低年級 學習者的「合作學習」模式也是評量的重頭戲。 表三 多元評量項目 評鑑 編號 評量項目 百分比 很棒喔 還不錯 要加油 1 上課學習態度 10﹪ 2 小 組 合 作 學 習 情 形 ( 參 與 討 論、收集資料、、填寫學習單、 上台報告) 20﹪ 3 實作評量(紙飛機仿作:飛行距 離量測結果) 10﹪ 4 實作評量(紙飛機創作:飛行距 離量測結果) 30﹪ 5 學生歷程檔案 10﹪ 6 學生學習單 20﹪ 7 總分 100﹪ 伍、結果與討論 一、科技教學活動生活化、趣味化 遊戲式的科技教學活動除了教導學生科學知識(如科學定理—白努利定理) 外,也引導學生去注意身邊的生活科技相關問題,如機場的設備、飛機飛行所造 成的空氣污染、如何使自己製作的紙飛機能飛的好,過程中所要注意的數學量測 與科學常識的運用等等,無疑是進行一種STS 教學策略,三者環環相扣的教學

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解決實際問題。有別於傳統的教室教學,在整個教學活動中,學生習得的是內化 的知識、帶的走的能力與高昂的學習興趣。 二、合作學習的學習成效 經教學活動的資料收集後發現: (一) 學生經由小組合作學習,能逐步學習科學知識探究技能,如討論、工作分 配、問題解決與上台報告。 (二) 合作學習能改善學生的學習態度,提升學生的學習興趣,使學生樂於學習, 並發展出自信的自我認同(黃詠仁、王美芬,2002)。除此之外,學生參與 同組的團隊活動,不僅能相互激勵與勉勵,提高彼此的學習動機(羅文秀, 2005)。 (三) 合作學習增加學生與教師互動的機會:教師只是教學現場的諮詢者、引導 者與輔導者,師生互動較頻繁。 (四) 合作學習可增進學生社會技巧:學生小組間可隨時腦力激盪,隨時激發創 意點子,增進彼此的解題能力。(黃詠仁、王美芬,2002) (五) 同儕間的合作學習與討論可截長補短,對學習幫助甚多(黃德祥、謝龍卿, 2005)。 (六) 合作學習之行動研究,有助於教師專業成長:透過觀察、晤談、資料收集 等,教師更能了解學生的學習狀況與學習策略。 國內學者邱美虹和林妙霙(1996)指出在 1972 年至 1993 年期間,有 64% 的合作學習研究報告結果顯示:合作學習小組的學習成效優於傳統教學組,且 達顯著水準。因此從國內外的研究顯示:合作學習的教學策略,在學生的學科 學習成就、合作社會技巧的學習及學習態度和動機上,均有正面積極的成效(引 自黃詠仁、王美芬,2002)。 三、低年級學童的問題解決歷程 (一)各組合作解題情形 每組六至七人的異質分組,全班共分成五組,依各組組員的合作互動可發 現,每組的表現因其組員學習風格上的差異而有不同的學習表現與問題解決方 式。 以不同的學習型態區分,積極主動型和慎思熟慮型的學生在課堂中傾向 以

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少在共同討論時提出想法,遇到問題時,則多傾向根據課本的方法進行問題解 決。 組別 教室觀察紀錄 小組組長訪談紀錄 第一組 大部分組員學 習 態 度 不 專 心、相當依賴 老師所給於的 提示與指導, 一但需要整組 投入討論,整 組學習進度則 容易因多數人 不參與討論或 搜尋資料過少 而停擺。 師:你們這組經過第一次試飛後,有沒有討論 到解決 問題的方法? 生:有,我有自己先想辦法,真的沒有法子時,就會 回家問爸爸,爸爸就教我另一種紙飛機的折法。在教 室裡如果有人提供意見也會試試看。 師:這樣的修改有飛的比較遠嗎? 生:有變好一點點。 師:其他同學有一起認真討論想辦法? 生:只有 Gr102、Gr105 有和我一起想辦法,其他人 都沒有。 師:那他們都在做什麼? 生:Gr101 沒有吵我們,都在旁邊聽我們講,然後跟 著旁邊學折法。 師:那另外的人呢?有沒有跟著一起學? 生:Gr106 和 Gr103 一直在私底下說話,不然就發呆。 (教室日誌G1970414) 第二組 組員雖然專心 學習,但整組 的參與討論與 蒐集資料不夠 熱烈,常只有 二至三個人認 真參與討論, 憑想像去找尋 答案而已,問 題解決活動只 師:你們這一組在討論上有沒有遇到問題? 生:我和Gr201 有在討論,Gr204 偶爾也會提供意見, 其他人在只是在聽,沒表示意見。 師:沒表示意見的人都在做什麼? 生:一直拼命在折飛機,也不確定有沒有在聽。 師:是不是他們太害羞了? 生:不知道,大概是吧? 師:對於你們這一組的試飛滿意嗎? 生:(聳聳肩)不知道。 師:有沒有和同學想到更好的解決辦法?

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有這幾個人在 實作中摸索探 究科學知識, 合作解題狀況 與 第 一 組 類 似。 生:有。 師:什麼方法? 生:我和 Gr201、Gr204 有討論到是不是把飛機的頭 再改變一下會不會更好?(教室日誌G2970414) 第三組 有三、四位學 習積極主動, 會相互討論交 換意見,其餘 害羞內向的同 學雖然不提供 討論意見,但 會配合組長的 指示。在組長 的 強 勢 領 導 下,整組的活 動 向 心 力 不 錯。 師:這一組有討論出結果嗎? 生:有啊,Gr301 很厲害,都會教我們怎麼做。 師:他怎麼教呢? 生:他慢慢教,一步一步慢慢來。如果有人跟不上, 他就會過去折給他看。 師:大家都有提供意見嗎? 生:除了Gr304 和 Gr306 比較不說話以外,其他人都 有在聽。 師:只是在聽而已嗎?都沒有提出想法討論? 生:(想了一下)因為Gr301 一開始就直接告訴我們飛 機要怎麼折,我們都覺得他很厲害,反正我也想不出 更好的方法。(教室日誌G3970414)。 第四組 馬上投入老師 分派的研究主 題,在舊經驗 豐富的組長帶 領下,每一位 都熱烈的討論 並提供意見, 整組向心力十 足。 師:你們覺得你們這組表現算怎樣? 生:我覺得我們這組很厲害耶,都飛的比別組還要遠。 師:有全部的人都找尋資料嗎? 生:幾乎每一位都有提供意見,我們再聽看看誰比較 有道理。 師:可以舉例說更清楚嗎? 生:像Gr405 說飛機的頭要重一點、尾巴要輕一點。 Gr402 一直說要有飛行板的大弧度。Gr403 說機身要 貼膠帶,飛出去才會比較遠。Gr406 有在家上網找資 料,提供一些方法。(教室日誌G4970414)

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第五組 只有兩位組員 馬上參與討論 交換意見,並 會在實作活動 中印證構想, 下課後兩位組 員仍會繼續研 究討論,其餘 組 員 被 動 參 與,幾乎沒有 參與對談。 師:你們這組好像只有你和Gr502 比較認真在討論? 生:對呀,Gr506 和 Gr505 都在旁邊玩。 師:那你們這一組到現在為止有沒有新發現? 生:我和Gr502 討論說把飛行板折出一個弧度,看看 會不會飛的比較好? 師:結果有比較好嗎? 生:試飛後覺得沒有比較好。 師:還有其他的修正辦法嗎? 生:下課的時候,跑到隔壁班去問一位好朋友,他有 教我怎麼摺會飛的比較遠。最後還是決定要摺出飛行 板的弧度會飛的比較好。教室日誌G5970414) 以上根據教室觀察及訪談等資料發現: 1.低年級學童的初次合作學習活動,因以前從未有過這樣的學習經驗,因此大 部分的學生仍相當依賴老師的提示與協助,依據教室的觀察發現,不同學習 風格的學生就會有不同的學習效果。積極主動型的組長帶領整組,組員給於 百分百的信任和依賴,組長的熱情和學習動機會間接影響組員,組長說什麼 組員就配合行動。若是按部就班型的組長帶領,那麼整組的學習成效則必須 仰賴其他組員的配合而定,組員若配合度高則學習效果比較好,漠不關心型 的組員則是在旁邊看好戲心態。想像力豐富的組長因創造力十足,天馬行空, 自我意識較強,但整組的學習氣氛愉悅。 2.一向學習低成就的學生在紙飛機競遠活動中,積極探索的動機比平常上課來 的強烈,彷彿在這一個領域找到他的強項,尋回自信心。整班比較起來,男 生在紙飛機競遠部份又比女生表現主動積極,經晤談發現不少學生喜歡這個 活動是歸咎於小時候的舊經驗,特別是小時不曾玩過手擲紙飛機的女生,遇 到問題便不知如何解決,主動解決問題的能力普便依賴同組的男生。 3.在紙飛機競遠活動中,以學習興趣而言,男生又普遍高於女生。即使活動結 束了,男同學仍樂此不疲繼續手擲紙飛機,女生繼續研究探究的行為減少許 多。

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(二)各組解題作法探討 表四 各組解題策略 組別 第一次 試飛 第一次 修正策略 第二次 試飛 第二次 修正策略 第三次 試飛 第三次 修正策略 第一組 整組效果 不佳,決 大部分都 在3∼5 m,只有 一位可以 飛到約1 2m。 效 果 平 平,討論 後決定改 採頭部比 較尖的造 型。 約5m, 稍稍有小 進步。 接近頭部 的機身要 貼膠帶。 飛行距離 有稍好, 可 達 7~8m,但 有些組員 仍沒有進 步。 增加飛行 板的飛行 弧度。 第二組 大部分都 在2∼5 m,最佳 也只在8 m。 小幅度改 變,評估 要多出機 翼飛行板 的弧度, 可能飛的 較遠。 約 1 0 m,進步 很多。 改變另一 種飛機摺 法,機翼 面積較大 一些。 6~7m,效 果稍佳。 機身貼膠 帶。 第三組 大部分都 在3∼7 m之間。 改變機翼 飛行板弧 度。 約5m, 沒有明顯 改變。 機身貼緊 膠帶。 飛行可達 7~10m。 再稍加調 整飛行板 弧度,讓 它彎曲角 度更大。 第四組 整組飛行 效 果 較 佳,最短 有6m, 覺得飛行 效果佳, 目前暫不 做任何改 約 1 0 m,大部 分都有進 展,飛得 在摺飛機 時更留意 讓頭部更 尖,使阻 飛行距離 8~12m , 平均都有 9、10m 的 沒有特別 的修改動 作。

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最佳也有 12m。 變,只有 在機身部 分貼緊膠 帶。 比較遠, 但仍有其 瓶頸。 力更小。 成績。 第五組 飛行效果 最差,大 致在1∼ 3 m 之 間。因機 身重疊處 沒有貼膠 布,以致 於飛行阻 力太大, 紙飛機會 側 彎 飛 行。 飛行效果 差,整組 信 心 受 創,決議 徹底改變 紙飛機整 體造型。 約4m, 稍有小進 步。 改採另一 種飛機結 構後,再 決定以膠 帶貼緊機 身重疊的 部份。 飛行可達 5~7m。 決定摺出 飛行板的 飛 行 弧 度。 備註 (三)科技知識的習得 雖經過三、四次試飛結果,經由老師指導的或是學生小組合作學習的錯誤 嘗試,在過程中,發現學生所習得的紙飛機科技知識情形如下: 表五 影響紙飛機飛行的因素 項 目 影響紙飛機飛行的 因素 有影響 (人) 百分比 (%) 無影響 (人) 百分比 (%) 不知道 (人) 百分比 (%) 1 紙張材質(厚、薄) 22 73.3 6 20 2 6.6 2 飛機結構(好、差) 21 70 7 23.3 2 6.6 3 飛行板弧角(大、小) 21 70 4 13.3 5 16.6

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4 機翼面積(大、小) 4 13.3 12 40 14 46.6 5 飛機重心位置 29 96.6 1 3.3 0 0 6 飛機重量(重、輕) 14 46.6 7 23.3 9 30 7 投擲飛機的角度 23 76.6 4 13.3 3 10 8 投擲飛機的力量 24 80 6 20 0 0 備註: (1)在多次試飛下,多數學生仍未確實掌握機翼面積對飛行效果的影響力。 (2)因限於 A4 紙張的使用,多數學生對於飛機所用的紙張材料與飛機重 量之間的關係仍不知其所以然,此為老師下次教學需要加強注意之處。 (四)小結 1.經第一次試飛結果發現,有黏貼膠帶的紙飛機飛得較遠,因此第二次試飛 前大家都互相叮囑要把重疊的機身部份用膠帶黏貼牢固,所以第二次試 飛,幾乎每一位學生的紙飛機都飛的比第一次好。 2.第二次的試飛經驗成功率大增後,原本不太參與討論的某些第一、二和第 五組組員都精神大振,回家積極搜尋資料或尋求家人協助的學生人數就變多 了,下課也很積極的射擲紙飛機或相互競賽。 3.依據學生的舊經驗,70%小時候有摺過紙飛機的,在這次活動中學習較主 動,30%沒有摺過的學生,學習較為被動,全依賴組上能力較強的同學指 導他們。同組之間互相支援互相打氣的氛圍,使得有些學習被動的組員也 跟著動了起來,也會跟著組員一起學習。 4.經過調查發現學生找資料有以下來源: (1)回家詢問父母親,以父親居多。 (2)回家詢問哥哥姐姐。 (3)經由家人指導上網。 (4)回憶舊經驗:如幼稚園老師曾經教過。 (5)腦力激盪:和同組同學討論或隔壁班同學。 (6)經老師指導後,加上自己的創意。

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陸、結論與建議 一、結論 (一)合作學習在學生學習方面的助益: 1.適當運用合作學習策略,提升學生學習動機與自信心。 2.合作學習機制協助學生問題解決能力的成長。 3.合作學習方式增加學生人際互動,增進溝通與協調的能力。 4.合作學習延伸學生學習觸角,化被動為主動學習。 (二)問題解決模式教學讓孩子學習觸角自主延伸: 1.主動搜尋所需資料,即使無法獨立查資料,也能藉助身邊的人力資源而取得協 助。 2.問題解決模式教學引發學生思考問題,經由「從做中學」活動中錯誤學習而成 長,進而找到問題解決的方法或關鍵。 3.問題解決模式教學使學生藉由實作活動中去統整習得的知識與技能。 4.問題解決模式的教學使學生漸次依循計畫逐步達成階段任務,是一種不錯的思 考訓練模式。孔子所謂的「學而不思則惘,思而不學則怠」就是這樣的寫照。 二、建議 本教學活動設計因限於教學團隊的專長關係,在教學評量上較缺乏教學平台 環境的建置,若能再加入具有資訊管理專長與語言程式設計的教師,一同來設 計、管理線上教材與增設師生討論區的功能,做為校內發展資訊融入科技教學的 知識管理平台。這樣一來,師生不僅可上線學習進行討論,教師也可隨時掌握學 生的學習困難與學習進度,隨時提供學生解決問題的專家諮詢者,使學生早點由 問題解決的生手前進的熟手或者是專家等級,其他老師也能藉由教學平台進行知 識的分享與交流。期許本教學活動設計能順利協助國小教師完成資訊融入教學的 教學目標,並且在此過程中獲得專業成長。

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參考書目 中文部分 王春展(1997)。專家與生手間問題解決能力的差異及其在教學上的啟示。教育 研究資料,5(2),80-92。 支紹慈(1999)。合作學習在綜合高中資訊應用學程規劃運用的探討。技術及職 業教育雙月刊,49,38-42。 林靜萍、楊坤原(2004)。自然與生活科技領域教學經驗談──小組合作學習之成 效。國立編譯館館刊,32(1),78-84。 陳麗霜(2006)。合作學習應用於數學教學之研究—以台北市國小一年級為例。 國立台北教育大學幼兒教育學系碩士論文,台北市。 張淑美(1992)。合作學習的涵義、實施與成效。教育文粹,21,20-25。 張春興(1991)。現代心理學。台北:東華。 張春興(1994)。教育心理學:三化取向的理論與實踐。台北:東華。 張俊彥、翁玉華(2000)。我國高一學生的問題解決能力與其科學過程技能之相 關研究。科學教育學刊,8(1),35-55。 黃政傑、林佩璇(1996)。合作學習。台北:五南。 黃詠仁、王美芬(2002)。國小自然科合作學習教學策略之行動研究。科學教育 研究與發展,28,1-19。 黃德祥、謝龍卿(2005)。維果斯基社會認知論與英語教育。教育研究,138,95-102。 楊文金、熊召弟(1996)。問題解決教學法。載於黃政傑主編︰多元化的教學方法。 台北市︰師大書苑。 楊坤原(1999)。問題解決在科學學習成就評量上的應用。科學教育月刊,216, 3-16。 劉秀嫚(1998)。合作學習的教學策略。公民訓育學報,7,285-294。 羅文秀(2005)。希望理論、測量及教育上的應用。中等教育,56(4),112-123。

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英文部分

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附錄一(學習單一) 第( )組,組員:_____________________ 小朋友完成了紙飛機仿作後,請回答下列問題: 1.看完網站上的動畫指導後,你是否可以依樣畫葫蘆,完成一架紙飛機造型? □是□否,為什麼:_________________________________________________ 2.請將自己的紙飛機造型畫下來。 3.想想看,為什麼你認為這種造型的紙飛機可以飛的比較遠呢?請把原因寫下 來: 可能是因為_______________________________________________________ ________________________________________________________________。 家長簽名:

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附錄二(學習單二) 第( )組,組員:_____________________________ 1.我們這組認為可以飛的很遠的飛機應該要考慮下面幾種因素: (1)_____________________________ (2)_____________________________ (3)_____________________________ (4)_____________________________ 2.我們這組希望創作出來的飛機有何特色?請寫下來。 希望(1)_____________________ (2)__________________________ (3)_____________________ (4)_________________________ 3.請把構想中的紙飛機畫下來: 4.請把實際完成的紙飛機畫下來: 5.請把創作前與創作後作品的差異在哪裡? (1)____________________________ (2)__________________________ 家長簽名:

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附錄三(學習單三) 第( )組,組員姓名:___________________________ 1.我們這組創作的紙飛機為什麼飛得不遠呢?經試飛與修改後,我發現原因可能 是: (1) ___________________________________________________________________ (2) _____________________________________________________________________ 2.請把微調修正後的最佳化紙飛機畫下來: 3.我發現修正後的飛機,(1)□紙張較厚 □紙張較薄 (2)□重量較輕 □重量較重 (3)□重心在機頭 □重心在機身 (4)□機翼面積較大 □機翼面積變小了 (5)□需以上升角度擲遠□平直角度擲遠就可以了 (6)□其他______________________________ 家長簽名:

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附錄四(學習單四) 第( )組 組員:____________________ 1.這次紙飛機競遠活動中,我對於自己設計的飛機感到: □非常滿意 □滿意 □沒意見 □要加油 4. 這次紙飛機競遠活動中,造型最獨特的是第( )組,讓我把它畫下來: 4.這次紙飛機競遠活動中,飛的最遠的是第( )組,讓我把它畫下來: 5.經過這次活動,我們這組發現要讓紙飛機飛的遠,就要特別注意哪些地方呢? (1)_________________(2)________________(3)_______________ (4)_________________(5)________________(6)_______________ 家長簽名:

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附錄五(自評表) 學生姓名:_________________ 小朋友,在整個紙飛機競遠活動中是否收穫良多?請為自己的表現評分。 在以下表格中,請依照當時的感受,在五個□中選擇一個適當的答案打「3」: 編 號 內 容 項 目 很 困 難 有 點 困 難 不 困 難 01 在紙飛機活動剛開始時,你對於要設計一個飛的遠的 紙飛機作業是否感到很困難? □ □ □ 02 在老師介紹完飛機的飛機原理之後,是否對「柏努力 定律」有了更近一步的認識? □ □ □ 03 我會依照電腦的折飛機動畫指示順利完成紙飛機作 品? □ □ □ 04 我的仿作紙飛機飛得遠嗎? □ □ □ 05 和同伴再修正紙飛機後,可以飛的更遠嗎? □ □ □ 06 我可以和同伴互相合作完成創作的紙飛機作品嗎? □ □ □ 07 在創作紙飛機的合作過程中,是否能與同伴盡情表達 與討論心中的構想? □ □ □ 08 在創作紙飛機的試飛過程中,是否能與同伴細心觀察 與探討飛得更遠的原因? □ □ □ 09 觀察別組的紙飛機作品,我們這組是否可以從中得到 更好的設計與修正的靈感? □ □ □ 10 在修正作品的過程中,我們小組是否會妥善利用資源 查詢資料,解決自己的問題呢? □ □ □ 11 在紙飛機競遠活動結束後,對於飛機的飛行原理有更 一步的認識與知識? □ □ □ 家人的回饋: 爸/媽簽名:_______________

(30)

附錄六(小組合作學習工作分配表&評分表) 我們是第( )組 職稱 姓名 職掌(工作分配) 組長 上台報告 副組長 資料整理 組員 資料收集 組員 資料收集 組員 資料收集、其它 組員 紀錄(填寫學習單) 小組內部表現自評 工作表現評分 (表現很好10-8 分,還不錯 7-5 分,要加油 4-1 分) 姓名 資料收集 參與討論 上台報告 填寫學習單 總分

參考文獻

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