科技專案學習　

科技專案學習(Technology Project-Based Learning)

方榮爵 南台科技大學資訊管理系講座教授 壹、前言 運用搜尋引擎在網路上查閱『科技專案學習』，在文獻的搜尋中能得到的是 有限的資訊，尤其以 google 的 scholar 在『科技專案學習』經布林運算，所得的 相關資訊只有十六項，如果以『專案學習』為關鍵字，則資訊較為豐富。閱覽文 獻的內文後可以十分確定，核心的用詞應該是『專案學習』。它是一種課程實踐 的教學模式，可以用在各學科教學中，將它運用於『科技類科』的教學即為『科 技專案教學』。過濾不相干的學術研究後，近年直接相關於『科技專案學習』的 學術研究只有一件 2004 年的作品，其它則是報導性質的文獻整理或活動記錄。 以色列大學的學者 Waks and Sabag (2004)在他們的作品：『Technology Project Learning Versus Lab Experimentation』中提及：專案學習法(The Project-Based Learning (PBL) approach)讓學生有能力以他/她們各自的方法建構知識。依據建構主義的創 始者(Piaget)的理論，他認為智力的發展涉及腦部成熟和個別經驗的成長，因而 Waks and Sabag 提出此一科技專案學習法(The technology PBL (TPBL) approach)的 對策，給在實際生活上有調適問題的學生，讓這類學生自行運用設計、思考，解 決問題，且自行開發實際工件(artifacts)或建造工具。他們在研究中假設：運用專 案學習法於工程科目教學，以取代原有傳統實驗室的教學方法，學生的學習成就 表現應該會有所改善。因此在三年四階段的最後一年實驗中，為了驗證學生在科 技專案學習的成就，特別安排了三十四位學生進行教學實驗研究，參與教學實驗 的，都是實際追求工程學位的學生，他們都修『數位電子』的課程，將他們隨機 分派到兩組不同的訓練課程中，實驗組安排科技專案學習(TPBL)，控制組則施以 實驗室的傳統教學法，經過一年的監控和實驗結果，確認實施科技專案學習組， 成效明顯高於控制組。 貳、何謂專案學習 專案學習由 Blumenfeld 等幾位學者，於 1991 年最先提出完整定義，所以以

下引註他們在該年發表的研究作品所做的定義：『專案學習是一種開放的學習策 略，它鼓勵以學習者為主的有義意的學習活動，學習者對開放式的問題尋求解 答，依據收尋、發現來累積規則，提出方案或計畫，搜集和分析資訊，從其中理 出頭緒並製作工件以解決問題。專案學習滿足了兩個要件：(a)學習者產生疑問， 並且設計運用其所擁有的資源，解決其所產生的疑惑；(b)學習者製造成品或一系 列的工件，以解決其所困擾的問題；經由持續的瞭解和不斷的累積經驗，學習者 可以確認、評估解決問題所需的知識和所需的資源，並整合各種資訊以解釋疑惑 和做為後續參考。在專案學習中資訊資源扮演著一種關鍵性角色，專案執行的過 程，學習者必需取得資訊，尤其是在解決問題的過程中需要某種知識，而卻由於 所知有限時，需要知道要增強什麼知識？及如何取得？學習者如何聚焦、驗證、 產生和取得資訊，並整合所取得知識資源，以解決存在的知識空缺。』(Blumenfeld, et al., 1991) 除了 Blumenfeld 等數位學者對專案學習發表定義之外，後續也有許多學者跟 著提出他們對於專案學習的看法和定義，下面根據 Thomas et al(1999)為教師而撰 寫的 PBL 手冊上所作的定義：『PBL 係一種學習模式，它整合專案有關的學習資 源進行學習。專案是一項複雜的工作，基於學生學習的需要，在過程中提供學生 具挑戰性的議題及問題，使學生運用有限的資源去設計解決方案、尋求問題解 決、形成決策、或調查的活動。』 其它的學者所作的定義，大都架構在原有的觀念上作補充，例如 Jones, et al, (1997)及 Thomas, et al, (1999)對 PBL 補充的詮釋：『這些活動在過程中提供學生， 長時間自律和表達能力的機會，解決問題過程中並產生實質的產品和表現。』 (Jones, Rasmussen, & Moffitt, 1997; Thomas, Mergendoller, & Michaelson, 1999)，其它 文獻中的定義包括：PBL 需依據真實內容發展主題、評估結果、由於 PBL 未提 供教師如何主導課程方向，但是有明確可行的教育目標，因此這樣的專案學習， 教師的協助是否符合教育的理想(Moursund, 1999)。至於合作學習、反省、以及結 合成人技術(Diehl, Grobe, Lopez, & Cabral, 1999)等額外的功能等建議，都讓 PBL 加 入不少獨特的模式。

依據美國紐約州教育局在 School to Work 出版品中，有關 Project Based Learning: A How-to Guide 的定義，專案為核心的學習則具有下列特質：

z 必需動手參與 z 積極學習 z 持續保有知識

依據 George Lucas Educational Foundation(GLEF)網頁對於專案學習的定義：專 案學習係由一系列課程及標準為基礎，所建構的一種學習模式。它在專案實作的 過程中，闡釋了教材的內容標準，它引導式的詢問程序，引出合作專案，並整合 各種議題進入課程之中，一序列的問題闡釋引導學生思考，面臨各種主要教學訓 練所包函的元素和原理，學生該如何掌握和思考，是它教育的重點。而依據 PBL 精神，專案所提問的前題，是每一位學生都有能力試著去解答。在實施 PBL 環 境下，師生所提問的都是引導性的問題。記住，因為每位學童都有不同的學習形 態，經由專案學習才能讓學生依各別的差異，去直接探究問題的內涵。而且，具 體化、動手的經驗在 PBL 中是直接表現出來的，實地勘察、實驗、製作模型、 海報、及多媒體簡報製作，都是學生直接表現其知識的方法，過程中沒有標準的 答案。PBL 整合各學科課程的內容，讓學生發問及調查各種真實生活的議題。由 於整合各個不同科目教材，學生對於知識的掌握是全面性的。PBL 採納抽象、智 慧的任務分工法，使學生有能力探索較為複雜的議題。在過程上運用 PBL 的理 念，可以提升真實知識的理解，學生可以以有義意的方式探究、研判、解析、合 成資訊，PBL 與成人在實務教學運作中所呈現的知識傳遞也較為相似。 參、實施『專案學習』(PBL)何以重要？ 專案學習法幫助學生在高度知識化、科技化的社會中，發展生活技能。美國 勞工部在其所出版的刊物 Futureworks: Trends and Challenges for work in the 21st Century (1999) 中指出『We are living in a new economy ── powered by technology, fueled by information and driven by knowledge』，『我們生活在一個新的經濟體制下， 它由科技支撑，到處資訊充斥，而由知識所驅動』。老的被動式學習環境，記憶 和背誦文章已經不足以讓學生適存在今日的世界，要具備解決高度複雜問題的能 力所需的基本技巧（讀、寫、算），及數位時代的技巧（合作、問題解決、集中 研發、時間管理、合成資訊、及使用高科技工具設備等能力）；整合運用這些知 識和技巧，使學生成為學習過程的管理者及執行者，只有透過有技巧的老師和師

父(Mentor)才能做好教學的工作。因此美國勞工部指出的 21 世紀的基本能力包 括： z 人際和社會責任的處理能力 z 規劃、關鍵思考、合理化詮釋、及創意製作能力 z 強而有力的溝通技巧、對人際溝通和說服別人的基本能力 z 對不同文化的瞭解和包容 z 視覺化問題和正確選擇的決策能力 z 通曉和善用科技的能力並能選擇適當的工具執行任務 專案學習工作的最大好處是，它使學校與真實生活結合，讓學生深度研究真 實世界的問題，使他們的投入具有努力的價值。 肆、專案學習的要領 要做好專案學習首先要做好一序列的準備工作： 一、建構基本問題(question) 專案學習所提出的問題必需涉及學生生活環境，它比隨手可得的條件大太 多了，它是開放性的，它所揭示的問題必需是學生能力所及，而且不是單一解 答的，以實際生活的主題作深入的探究，以一個真實主題或狀況為核心思考， 教室發生什麼事？社區內呢？讓學生感受到他們解答了題案，會正對社會造成 衝擊，讓學生們感受到是關係到他們本身的嚴肅議題，所以議題必需是現在正 在發生或蘊釀的問題，議題與他們現在生存的空間必需息息相關。 二、設計一個計畫案(plan) 當設計專案時要注意課程標準，把學生納入過程，當他們扮演著積極的角 色做活動決策時，學生必需感受到專案的主導權，選擇支持課程運作的活動並 加入過程，專案中盡可能整合入許多不同的科目，要掌握所有可能幫助學生取 得的教材與資源，當學生涉入積極追尋答案的同時，教師要準備深入探究新的 主題和爭議性議題。

三、建立新的時序表(schedule) 設計時間表做為專案元件，要體會時間表的更動，所以必需彈性運作時 間，要學生注意管控其結果、發現和做最後評量。 z 專案的時間配置如何？ z 專案在學校所規定的時間內可能實施嗎？或者它需要一個特定的時 間區塊？ z 專案要花掉多少天的時間才合宜？ 幫助那些未能注意掌控時間的學生，設定標的時程，導引學生掌控他們的 時程，教育他們如何處理工作排程，提示他們時程表，及設定時限，讓它簡化 而且合理，基本問題如同催化劑，它啟動專案讓所有學生成功，它允許學生走 新的方向，但是，在誤入歧途時引導他們回到專案主題，當一組學生走向不同 的方向時，讓他們表達支持他們與它組不同的理由，他們可能有洞見之明，導 引所有的孩童走在學習的方向，而不要對他們所學習的課程內涵設限。 四、監控學生和他的專案進度(monitor) 過程上幫助學生使他們熱衷於學習，教他們如何合作，對小組成員不斷指 派不同的角色，讓學生選擇他們的基本角色，但是設定責任和互動機會給所有 成員，提示他們每一過程的部份都需要全員的認真參與，提供資源、規範、過 程權限、建立規則──組織規則以及專案規則。 小組規則中說明每一個小組：對成員的期望，觀察小組的動力，小組成員 參與程度如何？在過程中熱誠如何？並記錄成果。 專案規則中提示要求：完成專案需要什麼？最後成果是什麼：是一個文件 嗎？多媒體的報告嗎？海報嗎？組合的成果嗎？好的報告/多媒體簡報/海報/ 成果應該是怎麼樣？讓學生清楚要求，而且所有的人都可以做到。 五、評估結果(assess) 評估成果需要知道是否符合許多不同種類的要求，它需要診斷過程，也讓 教育學者設定標準，它讓評量過程關聯到其它相關的歷程，它讓學生瞭解他們 對資訊的掌握情況以及需要如何改進，評估也幫助教師設計執行有效的教學， 如果可能盡量讓學生自我評量，如果師生評量有很大差異，這是溝通的良好機

會，溝通讓學生可以清楚表達他/她所瞭解的內涵，並調整其產出結果。 在專案學習的實施中，同時要注意以下的過程管控： z 定義專案學習標準──師生同時瞭解專案的目標時學習成效最高，讓 學生浪費無謂的時間於發現目標，其學習是毫無義意的。學生的時間 必需緊扣在學習標準上，而不是耗在解釋作業的理由或義意。 z 規劃專案──雖然學生規劃和執行專案，但是教師如果事先規範和說 明專案細節，會讓專案執行起來順暢而且最有效益。 z 老師指導如同師父──教師說明清楚專案後必需旁觀如同觀察者和 支援者，期望學生解決他們專案相關的問題，他們必需尖銳的思考、 分析資訊、溝通及合作如同一個工作團隊，這些基礎的技巧是所有學 習者必需發展的五項基本能力：定位資源、取得資訊、人際相處、建 構系統、及科技運用能力；另有三項基礎能力：基本技術、思考技巧、 個人品質。都是工作表現上必備的成功要素，專案學習過程中，教師 與學生透過互動以取得這些技能。 z 給予充分的作業時間──理想上學生有很充裕的時間體驗工作，傳統 上在國、高中安排 43 分鐘的時間給學生運作，如果他們知道如何作 業時間是相當充裕的，如果時間有限，學生也必需知道專案的內涵和 他們所扮演的角色。 z 取得實作教材──在重新規劃專案後教師必需知道完成專案需要何 種素材，素材必需安放於教室內，或學生可以隨時而且廉價取得的地 方。 z 學生習得如何參與──雖然問題解決對成年人而言相當熟悉，卻是學 生必需習得的一項基本能力，除非學生曾經習得如何有效參與這樣的 一個學習環境，他可能會停工、中輟、或執行不相干的工作。要讓學 生從參與專案中得到最大的益處，他們必需清楚知道腦力激盪、規 劃、執行、關鍵思考、和團隊合作的技巧。 學生在實施專案工作前必需讓學生注意學到： z 辨識問題 z 由問題解決過程思考問題

z 在團隊中扮演不同的角色 z 符合社會行為的不同期望 z 針對不同場合穿著適當的服飾 z 準時到場 z 尊重其他人 教師在帶引學生從事專案學習過程，必需加進與科技生活相關，積極正確的工 作價值觀念，和良好的工作習慣，下面列出一般的工作行為準則： z 工作是蓄意而且有目地的──需針對目標行動，工作中不作不相干的 事情 z 學生產生好的工作行為規範 z 準時到工 z 直接進入工作 z 在時間允許範圍內，只選做最有效的工作 z 工作完成時立即清掃 六、評量(evaluate) 在忙碌的學校課業中少有反省的機會，而反省是一項很重要的學習過程， 我們如何預期我們的學生能夠整合並內化他們所知，如果沒有給予他們反省， 檢討他們的發現，我們很少給予反省，所以在專案當中，每天設定一個反省時 段，允許每個人進行個別反省記錄，以及團隊反省及討論（反省過程中驗證他 們所學，並作改善建議，或提出他們期望能彌補的）。 當他們參與反省他們的作為時，學生將有效內化課程。反省可以是： z 記錄 z 對他人討論/說明過程 z 團隊自我評量 z 回答一系列的標準問題 z 我如何做好？ z 我能做得更好嗎？ z 這個專案與我所知道的其它事件可以相結合嗎？

反省的做法也可以是： z 保留反省時間給個人及小組 z 分享感受及經驗 z 討論做得不錯的部份 z 討論需要改善的地方 z 分享導引新問題的觀念，也可能是新專案 七、整理與整合(feedback) 專案建構之先必需要符合課程目標的作業水準──教師應選出具有清礎 目標的專案，並將它連接到新的學習標準。所以教師要問的是： z 這個專案說明了那些標準？ z 專案結果如何有助於學生個人？及他們習得的教育觀念？ z 為何教這一個主題？ 在實施專案的過程中，對於創意產生的混亂要能包容──為了讓學生在一 起，並依他們的方式工作，他們必需能自由行動，教師對於專案學習學生，必 需具備高度的包容性。事實上這是一個較不具傳統的學習方式，帶引許多遭到 傳統約束的學生的青睞，進入專案學習的學生通常是自由行動、不斷溝通、有 時也十分邋遢，但是在清楚目地的前題下是可以接受的。教師必需要能先瞭解 專案學習──理想上在教師從事於這一個專案的教學方法，建議教師先閱讀數 個網路學習站，這樣會有助於認清、執行、和管理專案學習的情況。 陸、科技及專案學習方法的運用，有助於學習中注入新觀念 由專案學習中帶入課程新的科技觀念及真實生活的內涵，實施過程中鼓勵學 生獨立作業、獨立思考、並成為一位終身學習者，執行時教師必需與行政人員溝 通、與其他教師溝通、與其它科目的專家溝通、並且與家長溝通，這過程當中就 打破了傳統所設的藩籬，如同由教室中脫困。由於過程上都是新經驗，所從事的 都是不熟悉的事務，因此對不確定事情其成功與否的恐懼，都將因人際的頻繁互 動而烟消雲散，專案學習不只是一種課程學習方法，它也孕育與他人一齊工作的 經驗，如果學生習得自我學習的責任，他們在未來的社會，與他人一齊工作所具

有的基礎能力，也會在執行專案學習(PBL)時同時形成。 一、專案學習過程自動導引出真正的評估歷程 真正的評量是透過有系統的文件，登錄學習者的發展歷程，專案學習讓教 師可以擁有多種評量的機會，它讓學生在獨立作業中展示他/她的能力，它也 讓學生在研究的歷程中展示他們應用所需技巧，及發展與其它同儕團體合作， 建構團隊和組織的運作技巧，它讓教師以有秩序性、有義意的方法，在不同的 議題上與個別或群體的孩童溝通。 二、『專案學習』(PBL)促進終身學習

卡內基卓越教學基金會（Carnegie Foundation for the Advancement of Teaching）的董事長 Lee, Shulman 觀察到，教學是一項在室內，由一群同意參 與的人所進行的活動，專案學習(PBL)及科技的使用促使學生、教師、與行政 人員有機會觸及學校之外的各種活動，學生成為建構新知識基礎的建造者，他 們較為活躍，而且是終身的學習者。專案學習教導學生控制他們的學習，做為 終身學習者的第一步，對新知的追求方面，科技允許他們有能力研究，並且提 升專業層級，科技讓他們有能力從國會圖書館中取得『美國記憶』的內戰電影， 及上線與 NASA 太空人對話的能力。 三、專案學習可調適各種不同學習型態學生的差異 已知學生有多種不同的學習型態，他們分別建構知識於不同的背景和經驗 之中，孩童擁有已知的範圍之外的能力，不是傳統教室內文字所能侷限、或允 許他們表現的有限能力而已，專案學習說明了這些差異，因為學生必需在過程 中使用各種不同式樣的解決問題方法，以解決他們的問題，並且清楚說明他們 的構思，當學生專注於其所做的工作，而且能夠使用他們專業的能力，他們的 學習就已經達到一個較高的層次了。 四、研究支持專案學習 不少的研究成果結論，顯示支持教學運用專案學習法，已實施專案學習的 學校，學生缺席率減少，學生合作學習的技巧提升，學生學習成就改善，當科

技用於改善關鍵性的思考問題和溝通時，這些優點同時增強。 五、何以專案學習會有效 專案學習與其它課程整合需要較多的備課與規劃時間，這是主要的原因。 開始執行專案時它是一個構思和一項基礎的問題，當設計專案時基本的核心的 問題先觸及，因為它導引了學習活動的方向，因為許多課程標準都會先做說 明，先知道這些標準，規劃時才能盡力整合許多科目進入專案。注意什麼教材 和資源對學生有助益，而且取得方便。其次是必需提示學生有關時間管理問 題—它鐵定是終身學習的重點技巧，運用許多不同工具，評量學生完成的專 案，學生對內容瞭解程度如何？他們所學是否足以應用他們的新知與技巧？有 不少學者正在努力開發這些新的評量規範。 柒、何以實施生活科技教育必需推動『科技專案學習』 專案學習教學適合由各科目整合實施，而生活科技教育是其中最適合執行的 課程，主要的理由有多項，其中最明顯的是它的彈性課程、人際互動、合作學習 等特質，符合生活科技的教育理念，最適於推展現代化的教學。

下面引用 Hill & Smith (1998)的內容做摘要：

z 科技教育是真正專案形態的課程設計。 z 科技教育是以有義意的生活化經驗為主軸建構其課程。 z 科技教育教學中，學生面對的是真實的社會發展問題。 z 透過科技教育課程學生習得的工作價值觀，是真正的責任學習。 z 學生的學習動機由其在科技教育課程中缺曠課較一般課程為少可以 看出。 z 由科技教育師生教學互動的型態可以看出，學生對教師的尊重和互動 的良好情況。 z 由行政人員與科技教師的互動，可以看出課程對社區和學校的良好人 際互動關係。 z 由課程實施所發展出的健全人格和良好溝通能力，使科技教育課程具 有與專案學習相似的效果，或者說科技教育課程原是以專案的型態發 展而成，因此具有大部份相似作法的特性。

z 科技教育與專案學習兩者都是活動導向、過程導向、和成果導向而且 共同使用專案設計所以教學過程相似。 z 專案學習最大的問題，就如同 Moursund (1999)所說的，它沒有課程的 方向，因為它整合所有課程，而且，目標明確可行，因此，它的教學 模式傾向於是過程教育，而不是目地性的教育，這一點與有目地性的 科技教育是不同的。 References

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