應用心智管理軟體在生活科技之教學

應用心智管理軟體在生活科技之教學

吳國江 大同大學資訊工程研究所博士班研究生、文山國中教師 壹、前言 生活科技教學的核心是培養學生問題解決能力，目前生活科技教學時教師指 導學生運用一些問題解決的方法思考，思考推理方法時通常用紙張或黑板等來協 助記錄思維，也就是說，一般都在紙張上寫下問題解決者的思路或邏輯，但紙張 或黑板太小又不易擦拭，更不易於儲存及組織，最重要的關鍵是學生通常在問題 解決的學習中失去學習耐性和動機，而心智管理軟體（Mind Manager）融合多媒 體電腦軟硬體及網際網路的媒介，除可有效協助問題解決的程序及思考方法的推 展，又因為它在影音圖文激勵中更容易引起學習動機，自然對生活科技教學的問 題解決教學策略很有助益。 就某種意義上而言，教學的最終目標是要使學生能自主地解決各種問題（施 良方,1996）。本文目的是探討心智管理軟體（例：Mindjet公司的MindManager心 智管理軟體）在問題解決教學策略之應用，換言之，探討心智管理軟體如何協助 教師進行問題解決教學策略的教學活動，透過此種教學策略激發學生的想像力， 引導學生運用心智管理軟體自主地解決各種問題，使學生得以熟悉問題解決的程 序與思考方法，最終目標是培養更高層次的問題解決能力。 貳、問題解決的程序 所有的問題解決，開始於某一問題的存在，也就是說，當目前的狀態與目標 的狀態（Target status）間有差異存在時，而問題解決開始時先確認目標的狀態， 接下來個體或群體將會採用一系列的複雜的心理運作過程（歷程）以達成目標狀 態，而國內外學者將問題解決的心理運作過程（歷程）具體化稱之為問題解決的 步驟、過程、歷程、流程或模式（Step、Process或Model）。 問題解決步驟（過程、歷程、流程或模式）可定義為圖1所示的螺旋形，圖 中由七個步驟逐步循著螺旋形發展問題解決步驟，一圈中有七個步驟，當一圈的

七個步驟完成後，可能再發現新問題或新問題出現，這時又再步入另一圈的七個 步驟，而一圈的七個步驟為： (1)發現問題或問題出現。 (2)分析問題、定義問題和設定目標(或解答)(Target或Target answer)。 (3)計畫解決策略、提出解決方案、探究可能的解決途徑或找尋可採取的行動。 (4)蒐集資料、更新本身知識，必要時須修正步驟三的計畫、行動和更新目標。 (5)執行計畫或解決方案。 (6)評估問題解決過程，解釋結果；若失敗，則追究失敗的原因。 (7)分享問題解決過程的經驗。 參、生活科技的問題解決教學策略 經由實際的操作，學習者將會比直接知道如何做學得更多，在解決問題時， 學習者將產生解決問題的知識需求，而知識則在解決問題的過程中產生

（Agostinho, Hedberg, &Lefoe, 1998）。國中生活科技課程內容問題解決教學策略 是一種以學生為中心，培養學生思考能力為主所建構的教學程序（procedures）。 下列分析各學者提出的生活科技課程建議時所應掌握的策略與原則，最後研究者 個人提出具體實施問題解決教學的建議。 圖 1 問題解決步驟的螺旋圖 1.發現問題 或問題出現 2.分析問題 、定義問題 和設定目標（解答） 3.計畫解決策略、提出解決方 案、探究可能的解決途徑或找 尋可採取的行動。 4.蒐集資料、更新本身 知識，必要時須修正步 驟三的計畫、行動和更 新目標（解答）。 5.執行計畫或解決方案。 6.評估問題解決過程， 解釋結果；若失敗，則 追究失敗的原因。 7.分享問題 解決過程 的經驗

1.Johnson(1987)對於問題解決教學的實施提出下列的具體建議： (1)計畫學生不熟悉的活動。 (2)計畫學生能力範圍內的活動。 (3)提供學生多種類型的問題，確保活動能呈現問題而非只是技能的練習。 (4)教導學生各種問題解決策略及解決問題的整體計畫。 (5)利用開放性的設備及作業問題，使學生體驗定義及解答問題。 (6)在嘗試最後答案前，要學生腦力激盪出各種解答。 (7)積極及開放地鼓勵改革及創造性的構想和解答。 (8)教師在學生解決問題時，不要太早介入，使學生有機會試驗各種解決問 題技巧。 (9)提供學生引導性的問題以促進學生興趣和參與。 (10)著重高層次的思考能力，如分析、綜合及評鑑。 (11)提供足夠的時間來討論、練習與評鑑問題及解決問題的策略。 (12)在問題解決後，要求學生再評鑑問題解決的過程，思考有效果及更有 效率的方法。(引自方崇雄,1995) 2.問題解決能力之教學策略，可以在有限教育資源下，以最經濟、有效的方 法來設計輔助學習教材，並配合不同程度學生之特質與認知型態，來增進 學生專業力與問題解決能力(戴文雄、康鳳梅,2000)。 3.李隆盛(1995)對於問題解決教學應注意三個特點： (1)學習應該強調合作的重要性。 (2)訓練學生在邏輯思考中發展創造力。 (3)運用實務及事件瞭解概念符號及推論之原理原則。 4.鍾一先(1997)提出問題解決教學策略乃是透過問題解決的途徑，使學生得 以熟悉運用問題解決的程序與方法，以培養更高層次的問題解決能力。教 師在使用問題解決教學策略時應注意下列事項： (1)教學活動應以問題為中心。 (2)教師應站在輔導協助的角色。 (3)增強學生知能起點行為。 5.李堅萍(1997)提出國中生活科技課程建議教師使用問題解決的教學策略， 其問題解決程序如下：

(1)界定問題範疇：詳細定義問題的主旨、目的、內容、範圍、種類等，以 最淺顯且生活化的詞語，闡釋問題的內容，界定問題的範疇，較易使 學生自實際生活體驗產生共鳴，激發學習動機，藉以清楚地導引以後 的探索方向。 (2)搜尋解決方案：以集體思考探究、腦力激盪術、分組合作蒐集資料等活 動，至圖書館、社區資源、家長師長等處，尋求及列出可能的解決方 案。 (3)評估方案利弊：羅列各項解決方案，分別自功能、花費、程序、技術需 求等要素，評估各種解決方案的適切性。(4)選用最佳方案：採用最重 要、加權計分要素的最佳方案實施之。(5)評鑑實施結果：分就成效、 程序繁簡、所費多寡、時程高低、技術水準需求等，評估實施的成效 與影響良莠，藉以作為修正改進之參考。 歸納各學者見解，可見「問題解決教學策略」的目的在於指導學生解決問題， 讓學生練習問題解決的技巧，引導學生善用資料及工具（如電腦軟硬體、網際網 路或圖書館），以培養獨立思考的能力和群體合作的習慣，並能審慎求證與客觀 評鑑，但傳統「問題解決教學策略」是教師指導學生運用問題解決的思考方法， 在紙張上或黑板上列出問題解決的程序，但紙張或黑板太小又不易擦拭，當問題 解決的思考過程太久時，尤其難儲存及組織這些紙張或檔案，但心智管理軟體可 以克服紙張或黑板太小又不易擦拭等缺點，且不會有難儲存及組織等問題，何況 心智管理軟體可結合各類軟體運用及網際網路的資料查詢，更容易引起學生學習 動機，可見心智管理軟體適用在生活科技之問題解決教學策略。 肆、心智管理軟體融合心智圖法的優點 一般教師採取的問題解決教學策略是指導學生在紙張上或黑板上列出問題 解決的程序，這個解決問題程序可採取心智圖法（Mind mapping）策略，利用圖 形、文字方式快速記錄解決問題程的想法或點子。所謂「心智圖」，又叫做心智 地圖、心像圖、心智管理圖（Mind manager）和心智繪圖等，可以視之為一個樹 狀圖（Tree diagram）或分類圖（Classification Diagram），是一種概念視覺化 （Visualization）或圖像化（Graphical）的擴散思考（Divergent Thinking）策略， 利用線條、顏色、文字、數字、符號、圖形…等各種方式，快速記錄想法或點子

的圖像筆記法，將原本需要大量文字才能記錄的想法或點子，簡單明暸地記錄在 一張心智圖上，這張心智圖的結構是開放且井然有序，能很容易的組織各種想法 或點子，最終能激發出更多的新的創意。 運用心智圖法來思考推理時通常用紙張或黑板等來協助記錄思維，也就是 說，一般都在紙張上寫下問題解決者的思路或邏輯，但紙張或黑板太小又不易擦 拭，更不易於儲存及管理，況且學生運用傳統的心智圖法來思考推理時常常失去 耐性，甚至無法引起學習動機，而心智管理軟體融合心智圖法的優點可有效協助 問題解決的程序及思考方法的推展，又心智管理軟體能結合多媒體電腦軟硬體及 網際網路綜合運用，換言之，心智管理軟體可融入多媒體影音圖文，更容易激勵 學生學習動機，自然對生活科技教學中發展問題解決教學策略很有幫助。下列是 心智圖法的各學者見解。 1.江孟蓉譯（1998）「心智圖法」已為教育家和企業界人士所接受，因為心 智圖法是一種心像（Image）及視覺思考，比傳統的線性思考方式更能激 起創意的點子。就像Allen於1995所指出：「創意與天賦存在於每個人的內 在，等待被發掘」…「心像創作正是打破界限、拋卻老舊概念，讓新想法 湧生的方法。」 2心智圖法是一種心智領域漫遊呈現的圖形（graphic）表現（Hanf,1971）。 3.心智圖法（Mind mapping）一書的作者 Joyce Wycoff（1991）認為圖法為一

種全腦思考的技術，以視覺思考的景象呈現，允許點子及想法自由的奔放 （Wycoff,1991）。書中描述 Tony Buzan 的心智圖法的要素為：

(1)將一個想法或問題的代表圖或資訊置於紙的中央。 (2)允許點子不加判斷的自由流竄。 (3)用關鍵字代表點子（想法）。 (4)每支線表一個關鍵字。 (5)用顏色凸顯和強調這些點子（想法）。 (6)用想像力和符號來凸顯點子，刺激心智的彼此相連（聯想）。（許舜青 譯,1997） 4.Gelb的心智圖思考法繪製之規則： (1)先畫出一象徵性的符號或代表主題的一幅圖； (2)寫出關鍵詞；

(3)由主題圖形向外拉線與關鍵詞相連； (4)畫出支線並標示次關鍵詞； (5)利用顏色、圖形層次和符號聯想； (6)找出不同層級關鍵詞間之關聯。(Gelb 著，劉蘊芳譯,1999) 5.Tony Buzan（羅玲妃譯,1997、1998）指出「心智圖」的法則是為了要增加 而不是限制我們的心智活動自由，有條理不代表呆板，自由不代表混亂無 組織，真正的心智活動自由是從混亂中找出條理的能力。法則分為技術與 規劃二部份： (1)技術部分：包括使用強調法、使用聯想、清楚明確、培養個人風格； (2)規劃部分：包括使用組織圖、使用數字標明順序。 6.孫易新（1998、2002）指出「心智圖」像是頭腦裡的一幅大地圖為每一個 主題標出詳細的道路，提供自己一個概觀，協助我們蒐集整理大量的資 料，提昇我們的工作效率、學習效果及生命的成就感，是很好的分析工具。 綜合以上的敘述，所謂「心智圖法」是將主題具象化，以一個主題為中心概 念，再從中心分枝，連接其他相關的概念，如此不斷的擴散，心智圖法可畫出思 考的脈絡，讓我們縱覽學生的想法的全貌。心智圖是一種以擴散思考的方法，運 用線條、顏色、文字、數字、符號、圖像、圖畫、關鍵字詞……等各種方式聯想 及統整，把所學所想的概念表現出來的一種視覺化或圖像化思考法。心智管理軟 體融合心智圖法的優點，能夠用來訓練思考、增進記憶力、提昇聯想力、加強注 意力和培養問題解決能力，也因其不受紙筆拘束的特性，可以自由塗腦力激盪， 所以非常適用於問題解決教學策略時訓練學生如何問題解決的思考推理。 心智管理軟體仍遵循「心智圖法」的原則、方法或技術，將心智圖中視覺化 或圖像化思考方法運用軟體來完成，但心智管理軟體法透過電腦繪圖來繪出線 條、顏色、文字、數字、符號、圖像、圖畫……等，可以克服紙筆不易繪圖和擦 拭缺點，況且有電腦軟體及硬體（如 RAM 和 Hard Disk）支援，使得心智管理軟 體功能已遠遠超出傳統心智圖法，目前心智管理軟體已可透過網際網路來搜尋資 料，且可結合文書處理、電腦繪圖、多媒體編輯及知識管理等軟體來從事多元性 資料整理編輯和知識管理，如此將全方位協助學生如何問題解決的思考推理。

伍、應用心智管理軟體在生活科技之教學設計 心智管理軟體在生活科技的問題解決教學策略的之教學設計舉例： 1.對象：國中二年級。 2.課程名稱：國中生活科技資訊科技---網際網路的認識。 3.單元：網際網路如何傳送資料？ 4.主題：運用心智管理軟體於思考網際網路如何傳送資料。 5.授課時數：90分鐘（二節課） 6.教學活動實施建議： (1)學生三人一組以小組合作方式學習，對知識、技能共同的議題，尋找解 決方案。 (2)教師採鷹架（scaffolding）學習理論從旁提問及協助，在學生無法解決 問題時，由有經驗的學習同儕或教師提供外在的學習鷹架，引導學生 正確的反應，導向正確的答案及內容的學習。 (3)問題解決中學生可立即在網際網路上查詢資料來激盪思維，教師可從旁 引導學生對查詢資料及資源（網頁）來進行分析，協助學生有效了解 如何用資料來解決問題，並不斷在心智管理軟體中修改思考過程、解 答及解決問題。 (4)學生用心智管理軟體來系統化整理及連結（Hyperlink）所網際網路上資 源，並列印這些整理資料供教師評量。 (5)整個過程一直在「溝通」與「認知」之間進行著，各小組合作的同儕不 停在心智管理軟體上塗改想法溝通彼此認知，師生之間也在溝通彼此 認知，最終達成問題解決能力的養成。 7.教學活動實施流程圖：

8.教學活動實例：圖2是本文的教學活動實例是以MindManger軟體示範（網 址：www.mindmanger.com），圖2中運用線條、顏色、文字、數字、符號、 圖像、圖畫和關鍵字詞……等各種方式聯想及統整，把所網際網路如何 傳送資料的概念以一種視覺化或圖像化思考法表現出來，因軟體不受任 意塗改的拘束特性，可以自由聯想隨意刪除修正線條、顏色和圖像，而 且這些操作僅需移動滑鼠在彈指間完成，可見心智管理軟體不會有紙張 或黑板不易擦拭困擾，更不容易使學生在問題解決的學習中失去耐性和 動機。 圖2 教學活動實例 心智圖 心智圖軟體 培養 問題解決能力 問題解決方法 資訊科技+鷹架學習理論 教育目標 應用 全球資訊網 知識管理 資料搜尋 「知識」的 發現、分 配、轉換、 分享、交 換、擴散、 創造 「知識」的 文字化、數 位化、電子 化、摘要、 精簡、整 理、分類、 統計、更新 圖 2 應用心智管理軟體於問題解決教學之流程

圖2的教學活動實例，以「網際網路如何傳送資料？」為問題舉例， 運用郵局包裹寄送過程的類比法來解答網際網路如何傳送資料，從學生 寄送包裹的生活經驗中找出解答問題的可行之道，整體教學活動如圖3 的流程，在圖3中教師透過心智管理軟體了解學生當時思維脈絡提供支 援協助，這時學生在思考及討論過程中進行自我認知學習。 圖3 教學活動中學習鷹架實例 陸、結語 在整個動態的心智管理軟體解決問題學習過程中，教師與學生共同分擔學習 責任，先由教師負責引導，然後由學生自行負責推理解決問題，建立一套有效的 互動學習順序。本教學活動實施流程強調學習情境是在電腦教室中，透過心智管 理軟體及網路連結共同營造的合作學習。 傳送資料像寄包裹嗎？ 像寄包裹嗎？ Yes 切割包裹嗎？ 一個相當大的包裹如何傳送？ 教師協助 教師協助 將包裹切成一個個單位 網路上有成千上萬的纜線，要用 那一條路傳送至接受者？ 每一個單位都編上唯一號碼 收信人依据收到的每一小單 元資料編織成原始的資料 教師協助 問題解決步驟的新螺旋圖 每一個單位都要註明收信人或寄信人 可以不編上號碼？ 鷹架支持 問題解決步驟的新螺旋圖

學生僅用心智圖法推理解決問題時常感覺單調、無聊、沮喪、和沒有成就感。 反觀心智管理軟體有多彩多姿的網際網路支援，又結合(1)文書處理軟體：協助學 生易於編輯整理資料。(2)電腦繪圖軟體：協助學生易於處理棘手繪圖工作。(3) 多媒體編輯：協助學生易於編輯影音圖像來呈現不易表達的內隱知識。(4)知識管 理軟體：電子化知識管理及從事知識分享。除此之外，心智管理軟體更適合透過 網路來進行小組合作學習，亦即小組成員對知識或技能的共同議題，利用網路來 分工尋找解決方案，鼓舞學生的學習動機及提高『自我價值認知』。 使用心智管理軟體進行問題解決教學時，學生的先備知識或許不足，所以課 程開始時學生沒有解決問題的方向，這時必須鷹架支持協助，教師採可從學生的 生活經驗中引導學生採用簡化問題法、手段--目的分析法、倒推法、前推法、嘗 試錯誤法、類比法和繪圖法等問題解決思考方法切入，再由淺入深、由簡而繁、 由表及裡、或由近而遠---等等角度去旁敲側擊，再適時指導學生運用網際網路 提供解答方向。 在本文的問題解決教學策略之教學設計中，以「網際網路如何傳送資料？」 為問題舉例，運用郵局包裹寄送過程的類比法來解釋網際網路如何傳送資料，從 學生寄送包裹的生活經驗中激盪思路，當思考過程中遇到問題時，可在網際網路 上運用一些關鍵字（Keyword）查詢資料，使用心智管理軟體來消化、吸收、編 輯和歸納這些蒐集到的資料，使之形成一種有系統的知識文件，以增進學生資料 組織和問題掌握的能力，對於教師而言，可以拿這些知識文件來評量學生學習成 效，亦可在課後使用心智管理軟體記錄成電子化歷程學習檔案（Electronic Portfolio），進行學習活動歷程的觀察，達成學習經驗的分享與回饋 參考資料 方崇雄（1995）。國民中學生活科技教育問題解決模式課程設計與實驗研究。中 華民國工藝教育學會。 江孟蓉譯（Pat B. Allen）（1998）。彩繪心靈。台北市：生命潛能文化事業有限 公司。 李堅萍（1997）。解決問題教學策略的價值與實施程序。中學工藝教育月刊，30 （11），17-20。 李隆盛（1994）。練習教學法，載於學習與成長（六），頁194。台灣省政府教育

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