問題導向學習輔以網路合作模式應用於石門水庫集水區地理環境教育成效評量之研究

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(1)第一章第一節. 緒論. 研究動機與重要性研究動機與重要性. 在學校教育中能常久有用的教學就是回到能引起反思的日常生活之中。這樣的教學方法是讓學生去做，而不是去學。在做的過程中就需要思考，或去注意到事物間的關聯性，學習就在自然而然中發生。. —杜威. 宋朝朱熹在〈觀書有感〉一詩中：「問渠哪得清如許，為有源頭活水來」，道出了環境現象間的因果關係，也揭示教育工作者在教學中引導學生思考與分析現象背後原因的重要性。研究者大學所讀的科系是地理系，當時受到選修「生物地理」及「臺灣本土生物地理」的影響，開啟了我對生態及環境教育的興趣。大學時代，曾聽過中華民國野鳥學會有「今日鳥類，明日人類」的保育思維。在師大環境教育研究所中也曾聽過汪靜明教授「昨日魚類，今後人類」的生態思維。研究者認為這樣思維與教育理論中的「蝴蝶效應」及「破窗效應」皆有所關聯，故認為環境教育的紮根要從基礎教育開始做起。臺灣島本身環境脆弱，一般來說河川屬流短坡陡、水流湍急(王鑫，1989)。臺灣的降雨在季節上、空間上、及能量上的分配相當不均勻，暴雨時水量豐沛，流量及輸砂量驚人；乾季時則流量枯小，甚至呈荒溪型態。在上游地區河谷地形陡峻、地質脆弱，常易發生崩塌、表土沖蝕及河床沖刷(王鑫，1985)。這樣的先天環境背景，使得臺灣許多的集水區在加上後天人為開發後，急速劣化。然而，在臺灣的集水區環境上，不只是臺灣生物多樣性的的活水源頭，更是臺灣民生與經濟、工業的大動脈(汪靜明，2003)。在集水區水土保持的思維上，隨者永續發展的推展也產生了轉變，早年政府將水土保持定義為「以保育水土資源，促進土地利用，減免土壤沖蝕、崩塌地滑、土石流災害，涵養水源等為目的，藉農藝與工程方法達成上述目標，以增進人類福祉之科學」（行政院農委會，1992）。在水土保持局（2005）新修訂的《水土保持手冊》則融入永續發展與環境負載力的觀念定義「水土保持乃是人類在開發利用土地之同時，基於維繫生產之永續，深知水、土資源之有限性，而必須加以保護、培育所獲致的共識」。集水區是哺育萬物與造化水土的母親，瞭解集水區的生態與功能的特殊性，才可能擬出良好的集水區經營管理策略及闡釋集水區孕育出來的獨特文化。. -1-.

(2) 研究者是國中地理教師，而地理科則是研究人類賴以生存的地理環境，以及人地關係的學科，乃以自然環境和人類社會為研究對象，是深具綜合性的學科(黃朝恩，2007)。人地關係的思考、論辯，一直是學術界的共同關懷，更是地理學的核心課題（王鑫， 2009）。故觀察環境教育的主要內容，有極大部分的內容與地理教育的研究主題密切相關。培養學生樹立正確的人口觀、資源觀、環境觀以及永續發展觀，就成為地理教育的重要內容。在目前推動的九年一貫課程中，包含七大領域及七大議題，在目前高中新課程標準中，也設立了「地球與環境」。這樣的發展脈絡顯示出從國中小紮根環境教育的重要性。在國際上，國際地理學會地理教育委員會(IGU-CGE)亦鑑於「聯合國十年永續發展教育」(the UN Decade of Education for Sustainable Development,UNDESD, 2005-2014)，也承諾肩負起推動永續發展教育的責任。2007 年 7 月 31 日宣布「地理永續發展教育宣言」作為回應，強調以下三個重點：1.地理對永續發展教育的貢獻 2.發展永續發展教育地理課程的條件 3.資訊與通訊科技在地理永續發展教育中的重要性。研究者深刻體認，地理科教學在推展環境教育與永續發展具有責無旁貸之任務，而運用資訊、網路多媒體等方式更是推行之重要發展趨勢。隨著九年一貫教育改革的推展，越來越強調希望學生所學習到的是可以「帶著走的能力」，非片段知識的記憶，研究者不否定傳統講述法有其功效，尤其在時間不足但考試壓力迫在眉梢之際，的確可以最快速產生效果。但所學到的知識在學生之後日常生活的應用上卻顯得格格不入，也容易發生不知該如何轉化的窘境。北歐丹麥環境學者 Jensen 和 Schnack(1997)倡議「行動能力(action competence)」的觀念，認為過去環境教育的推展過於重視環境知識，但學生遇到真實環境問題時，卻因環境問題本身所牽涉到社會、環境等諸多因素的複雜性，又無分析環境議題的批判及探究能力，最終導致無解決環境問題能力與行動。研究者會想選用問題導向學習(Problem-Based Learning，以下簡稱為 PBL)來作為教學原理，主要原因是問題導向學習是藉由現實生活的問題與狀況，由學習者自問題中發現並設定自我學習目標，學習者透過實際參與和合作，運用批判思考、問題解決技能和學科內容知識，去解決真實世界問題的一種教學策略。在諸多文獻資料顯示 PBL 教學過程中，可培養學習者自我學習能力，以成為終生學習者，才能適應日新月異的資訊時代。研究者參考教育部（2005）環境變遷與永續發展數位學習示範課程分別從 6W1H 來分析選擇問題導向學習的原因，整理如表 1-1-1：. -2-.

(3) 表 1-1-1 問題導向學習選用分析表 What. 什麼是問題導向學習？. 問題導向學習是一種教學的方法，它藉由學生團體合作的過程讓學生「學習如何學習」，對學習問題尋求解決的方式。. Why. 為什麼使用問題導向學習？. 因為集水區的問題牽涉的範圍包括自然與人文面向，也必須從上游到下游一連貫的探討。. When. 何時運用問題導向學習？. 面對環境問題時，必須全面思考思考評估集水區環境議題成因時。. Who. 誰會運用到問題導向？. 問題導向學習和九年一貫中所強調學生必須要學習「帶著走的能力」的概念不謀而合，所以全民應都適合。. Where 什麼場域使用問題導向學習？. 學校、醫院是問題討論學習最常被使用到的地方。. Which 什麼議題適合被討論？. 因為不同立場而有不同觀點的議題就是值得討論的議題。. How. 如何進行問題導向學習？. 可以透過小組討論、學習單書寫、專題設計來進行問題導向學習的活動。. 本表係參考教育部（2005）環境變遷與永續發展數位學習示範課程. 此外，當下年輕學子所接觸到的資訊，也不再只是單純藉由學校管道。接觸管道的多元化，也深深的影響學生們的觀念及認知。學校不再是年輕人認識世界的唯一窗口，因此教師的教學必須要強化學生主動、探索、建構與發現之學習。而透過網路媒體推行環境教育，將是未來的趨勢。故研究者希望以集水區環境議題為素材，採取問題導向學習及網路合作教學讓學生將所學的知識可以實際運用於議題的討論上，並在學習的過程中，去探索學習所需要的工具，激發學生共同合作討論與設計能力。將研究的環境議題選在石門水庫的原因有二：其一，研究者的家鄉在臺北縣鶯歌鎮二甲里一帶，祖先曾經在鳶山水庫一帶渡船，在葛樂利颱風之後，因對岸鄭姓家族遷村及水庫地區不希望渡船等的社會時空背景下，轉而從商。故研究者對水庫場域的相關議題之關切其來有自，鶯歌地區的水源來自石門水庫，石門水庫的水輸送到板新集水場的管線亦經過二甲里一帶，石門水庫的問題不僅牽動研究者家鄉地區，也牽動桃園及北縣部份地區，更牽動臺灣政治的敏感神經；其二，在國中的地理教學中，提及地形、河川、. -3-.

(4) 水系、氣候、交通、產業等觀念，但若僅是藉由課本編排，則各觀念之間相互分離，似乎與真實世界情形有所脫離，故研究者欲以一個正在發生的環境議題作為教學的主要題材，石門水庫集水區泥沙淤積問題則讓研究者深感興趣。石門水庫在民國 90 年至 94 年夏秋季節，桃芝、納莉、艾莉、海棠、瑪莎等颱風相繼來襲，引起嚴重土石災害，大量泥砂沖刷進入水庫的結果，致使石門水庫原水濁度過高，且因泥砂沉降緩慢，原水濁度持續數日未降，超過淨水場處理能力，使淨水場淨水能力遽降，導致桃園地區甚至發生缺水長達 21 天的情形。然而水庫泥沙淤積的問題可以追溯到整個集水區環境品質的維護。林雪美(2004)針對過去近三十年來臺灣地區的自然災害建立災害資料庫，分析與歸納各項災害發生與災情的時、空間分佈，並以統計方法與圖表加以量化。其中提及崩塌發生的地形單位和位置，多發生於河階臺地面的邊坡與近山丘陵地帶，尤其以人工開發的道路邊坡，位居崩塌的第一位。研究者於 2006 年 10 月間曾參加「石門水庫治理與水資源利用研討會」，對於水庫泥沙淤積原因及集水區保育治理方式上有初步的認識，在與會發表的講者中，多提及到石門水庫目前所面臨到的問題除了天然災害之外，還包括到許多人為的因素，會中洪如江教授提及目前許多的崩塌多是在道路沿線地區。2006 年 1 月 13 日立法院通過「石門水庫及其集水區整治特別條例」，預計在八年內投入八百億的龐大經費，如此重大的環境議題，學校教育其可置身事外。研究者在 2007 年和 2008 年間參與汪靜明教授辦理的「i water 愛水行動石門水庫生態教育工作坊」、「臺灣河溪集水區生態資訊論壇」、「石門水庫上游集水區保育治理工作坊」以及「石門水庫生態教育推廣工作坊-生態多媒體教材座談會」。藉由一次又一次生態專家、在地教師、政府部門、工程人員以及關切石門水庫議題的環保團體與在地民眾的討論，讓政府、民間、學術團體之間有了更多的互動與溝通。在諸多討論中，幾乎都與水庫泥沙淤積及攔砂壩、防砂壩興建與否等議題息息相關。新的科技，改變了人類與大地的互動關係。若在思維上沒有更新，反而會造成環境上無法預期的結果。同樣的，在教學中，當環境議題的複雜性不斷提高，若僅以傳統方式講述，恐難達到將所學轉化成學生實際生活技能的目的。本研究以「水庫泥沙淤積來源探究」為教學的核心問題，藉由問題導學習輔以網路合作的教學模式來進行，期盼能夠激發學生對環境議題學習的興趣，進而在日後當面臨到其他環境議題時，也能具有自我及主動學習的能力與意願。. -4-.

(5) 第二節. 研究目的與問題. 一、研究目的水的議題，從古至今都存在著。臺灣這幾年幾乎在颱風過境後，就面臨山區道路柔腸寸斷與水庫濁度上升導致部分地區必須限水的窘境。然而水庫的問題，必須以集水區為單位來探討，水庫水質的好壞與上游河川環境無法分離討論。綜觀世界文明發展歷程，河川與人類相互影響與依存的關係非常密切(汪靜明，1992)。河川是自然界珍貴的可更新資源，人類利用河川供作飲用水源、交通航運、農畜供水、水產養殖、水力發電，更提供人們觀光、游泳、泛舟、露營、垂釣或打獵等遊憩場域；因此，河川蘊涵著自然界中耐人尋味的多種奧秘，極具生態研究及環境生態解說教育的價值(汪靜明，1996)。近年來，科技迅速發展以及人口增加，使得人類對於河川水資源的利用與需求增加。當人類針對河川，進行相關水資源開發工程時，雖然得到了經濟利益，但河川生態環境可能已受到極大的衝擊，導致河川生態重大環境變遷與環境問題(汪靜明，1998)。仔細觀察臺灣許多的河川整治工程，河岸植被的清除與河川的疏浚，嚴重破壞河川生物的棲息空間。此外，固床工及閘壩工程，更將河川生物的棲地切割成為不連續的塊區，阻隔河川上下游生物間的基因交流，導致河川中生物多樣性的嚴重喪失(汪靜明，1996、2001)。汪靜明教授於 2006 年提出水土保持的生態示意圖，在圖中我們可以發現水土保持並非單向的治水或治土就足夠，而是必須水土兼治，且配合當地的生態環境. 圖 1-2-1、水土保持工作關連的生態水文、生態地文與生態圈示意圖（汪靜明，2006）. 與人文發展，做一個綜觀性的考量。任何學與教所涉及的事情，不是解決問題，就是準備解決問題。故本研究以問題導向學習為主要的教學方式，問題導向學習所提供的自由，能有效地令學生完成一系列複雜任務：抒發各自的意見、分辨有用的知識、提出恰當的研究課題、計劃找尋答案的策略(Delisle, 1997)。傳統教學以學科和教師為本，往往是學生紀錄教師的講述，回答教師的提問。在問題導向學習的過程中，學生不但要自己提問，而且要回答其他同學的提問，由於課堂發生了巨大的變化，教師必須營造一種課堂氣氛，使學生能自由地提出建議和. -5-.

(6) 個人見解。環境教育與地理教育都是一門綜合的學科，所以研究者試圖將環境教育融入地理教育之中，並利用網際網路來進行合作學習，進而引導學生對網路資訊有更正確的使用習慣。在教學內容的選擇之上，研究者以現在正在進行的「石門水庫集水區整治計畫」為教學題材，以「石門水庫泥沙淤積問題」為教學核心。石門水庫集水區整治計畫相關資料已有所建構，且支持與反對意見皆已有所論述，在政府相關網站也將部分環境資訊加以公開，故研究者希望已這樣一個正在進行的環境議題為素材，並以問題導向學習輔以網路媒體來進行教學，來探究這樣一個教學方式對學生在集水區環境議題的學習態度是否會有所改變。基於上述，本研究之主要目的如下： 1.發展利用問題導向學習輔以網路合作學習的教學方式，並以「石門水庫及其集水區水庫淤沙問題」為地理環境教育主題的教學活動設計。 2.實施以「石門水庫及其集水區水庫淤沙問題」為主題，問題導向學習輔以網路合作學習的教學活動，了解整個教學運作情形。 3.依據教學活動情形，檢核單元教學活動，作為修訂教學活動設計之依據。二、研究問題本研究主要探討的重點有二： 1.探究並發展以問題導向學習輔以網路合作學習的集水區環境議題教學方式。 2.探究以問題導向學習輔以網路合作學習的教學方式，對學生集水區環境議題學習態度與集水區保育思維的影響。. -6-.

(7) 第三節. 名詞界定. 石門水庫及其集水區石門水庫集水區以淡水河上游之大漢溪為其主流。集水區東鄰臺北、宜蘭二縣，南接臺中縣，西南與苗栗縣相連，西屬桃園與新竹二縣，行政區域除東邊之一部份屬宜蘭縣大同鄉、西端一帶屬新竹縣五峰鄉，西北角之極少部份屬新竹縣關西鎮、桃園縣大溪鎮與龍潭鄉外，大部分地區均隸屬桃園縣復興鄉與新竹縣尖石鄉。. 地理環境教育環境教育(environmental education)是一種為了環境保育(環境保護、生態保育)而實施的教育，以教導人類關愛環境、善用自然資源、維護自然生態與文化、並妥善處理相關的環境問題(汪靜明，1990)。地理科是研究人類賴以生存的地理環境，以及人地關係的學科，乃以自然環境和人類社會為研究對象，是深具綜合性的學科(黃朝恩，2007)人地關係的思考、論辯，一直是學術界的共同關懷，更是地理學的核心課題（王鑫，2009）。地景（自然地景、人文地景、特殊或脆弱地區）保育向來便是地理與環境教育學者的重要使命，故研究者認為在環境教育融入各領域的教學中，地理教育因強調以人類活動與地理環境為主軸，著重協調二者間的關係，因此更確定了地理科本身具有突顯環境意識的特性。. 問題導向學習 Duch(2001)認為問題導向學習是一個教學的方法，它挑戰著學生在團體合作中「學習如何學習」，並對真實世界的問題尋求解決。這些問題用於引起學生的好奇心和驅動議題事物的學習，也提供學生去思考和批判，以及去尋找和使用加入的學習資源。研究者認為問題導向學習和九年一貫中所強調學生必須要學習「帶著走的能力」的概念不謀而合，也是一種讓學生學習如何學習及能夠自我學習的一種很重要的教學方式。. 網路合作學習「網路合作學習」是分散式電腦輔助合作學習，即兩個或兩個以上的學習者，在一應用系統的支援下，分別使用不同的電腦進行資訊的分享與交換，以達到合作學習的目的(Tomlinson＆Henderson, 1995)。. -7-.

(8) 集水區環境議題學習態度本研究經與指導老師與問卷效度檢核老師討論後，初擬集水區環境議題學習態度由三個構面所組成，分別為「學習集水區環境議題的動機」、「集水區環境議題課程學習的態度」、「集水區環境議題的學習技能」。. -8-.

(9) 第四節. 研究限制. 一、本研究在課程設計上，為了使課程設計更具有情境感，故與桃園縣在地老師以會議、電話及 email 的形式對課程加以修正及討論。二、本研究教學步驟中有學生必須要回家蒐集資料的過程，部分學生可能因家中無電腦或平日缺少上圖書館找尋資料的習慣，致使資料的蒐集上顯得多樣性較為缺乏。三、進行教學時，教學者完全遵照課程設計的教學步驟，然而因教師本身個人特質不同，因此在教學態度及方法上會有些微差異，可能會對研究結果有所影響。. -9-.

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(11) 第二章. 文獻探討. 本章節共分為四節，第一節主要在探討問題導向學習之意涵，並對問題導向學習與環境教育之關聯加以分析論述；第二節探討網路合作學習的意涵及與環境教育之關係；第三節主要針對環境議題及石門水庫集水區環境議題進行探究；第四節則在探討集水區環境議題學習態度的發展脈絡。. 第一節問題導向學習(Problem-based learning) 問題導向學習一、問題導向學習的起源與定義美國著名教育學者杜威指出：「教育即生活」。在此教育哲學理念上，環境的教育，即是涵括了生活的教育(汪靜明，2004)。問題導向學習的理念可以追溯自進步主義運動， 1949 年杜威(John Dewey)曾提及「給學生事物去做，而非給事物去學；在做的本質中要求學生思考，找出其中的關聯，自然地學習。」，故教師應引出學生探究與創造的自然本能為教學主要目標。最早將問題導向學習應用於教學之上，可以追溯至 1960 年代加拿大醫學教育者豪維‧貝羅斯(Howard Barrows)，他以「教育即生活」的理念，將問題導向學習應用在醫學教育，他認為醫生除須具備專業知識外同時也要有運用知識的能力，包括有效運用知識去評估及照顧病患的健康問題，以及有能力擴展、增進知識和對未來必須面對的問題提供適當的處理(Barrows, 1986)。關於問題導向學習的定義，國內外諸多學者多有所註解，Barrows 和 Tamblyn(1980) 將問題導向學習定義為「此種學習是從對問題瞭解或解析的執行過程的學習」。Boud 和 Feletti(1991)認為問題導向學習是一種讓學生在面對一個可提供學習刺激的問題中，練習學習，並將課程所學結構化的方法。Albaneseand 和 Mitchell(1993)認為問題導向學習是透過半結構問題，讓學生去學習問題解決的技巧和獲取基本及客觀的科學知識。 Duch(2001)則認為問題導向學習是一種教學的方法，它藉由學生團體合作的過程讓學生「學習如何學習」，並對學習問題尋求解決的方式。學習的問題必須能夠引起學生的好奇心及學習動力。Finkle 和 Torp(1995)認為問題導向學習是具有嘗試性、沒有絕對、固定的、公式的、對的解決方法，採用的方式是建造一個圍繞在混亂和複雜性質的半結構問題的發展上，利用探究、聚集資訊和反思，來獲取解決問題的答案。. - 11 -.

(12) 二、問題導向學習的內涵與特徵問題導向學習之內涵根據 Delisle(1997)之看法，問題導向學習基於於五個重要之假設：1.在情境中學習者才能產生學習。2.主動參與學習過程才能產生學習。3.學習者具備自我學習能力、充足動機並受探究問題吸引。4.針對問題，不斷進行問題解決的活動。 5.將所學知識及價值內化，並具有能延續學習的能力。Barrows & Tamblyn(1980)將這樣一個學習歷程歸納如下：1.這問題是首次遇到，先前未曾有任何準備或研究。2.呈現給該生的問題情境與真實環境的一致。3.該生處理的問題必須呼應學生學習程度，使學生推理及應用知識，接受挑戰及評鑑。4.就問題的處理過程找出所需學習的領域，並引導作個別化研究。5.將本研究所學得的技術及知識回頭應用於該問題，以評估學習效率並增強學習動機。6.在解決問題過程所得到的學習經驗，能歸納統整於該生已有的知識及技能。基於上述五項假設，研究者整理問題導向學習所呈現出的主要學習特徵分別為以下五點(張春興，1991；洪榮昭，2004) 1.以問題為學習的起點：問題導向學習以問題為學習之起點，藉由解決真實問題之學習方式來介紹重要概念，以問題來刺激學習者之思考，提供學習者主動參與議題討論之機會，並透過教學者之回饋與協助，以學習新知，與傳統利用講授法中學習者被動地接受知識差異極大。 2.以非結構性問題(ill-structured problems)為主：問題導向學習非常重視學習問題的複雜性，傳統教學上多以有標準答案的結構性問題為主，教導學生正確答案。但學生在生活中所面臨的科學問題是並非皆有標準答案的。Pavelich,Olds & Miller(1995)在其所設計的 EPICS(Engineering Practices Introd-uctory Course Sequence)的課程實驗研究顯示，大學裡的科學及工程學科的入門課程，以這種「運用真實的問題，給予學生真實的解決問題經驗」的方式教學，可以提升學生在其專業領域上的問題解決能力。所以，運用非結構性問題讓學生瞭解真實的科學世界中並無真正的「標準答案」，只有符合目前科學認知的「真理」，跳脫「追求唯一標準答案」的僵化思考模式，才能夠培養學生真正解決問題的能力。 3.注重教學情境的營造及引導：問題導向學習強調從「問題」開始的學習過程，才. - 12 -.

(13) 能真正反映出日常生活中實務工作者的學習歷程，為解決問題而學習。就如同我們教導學生做科學研究的步驟，不也是先從發現問題開始。因此，一切的學習活動都是與所要解決的問題相關，所以學生對問題的深刻瞭解及老師對探究問題的引導就顯得相當重要。 4.偏重小組合作學習：問題導向學習較偏重小組學習，團體內的成員必須相互分享知識與分擔責任(Maxwell, Bellisimo & Mergendoller, 2001)。透過此一歷程，學習者不但可獲取新知識，更可習得問題解決與溝通技巧及團隊領導能力等。 5.強調學生自我學習，教師則扮演後設認知學習技巧的角色：問題導向學習之學習過程中，教師必須營造能引起學生學習動機的教學情境(Schroeder & Zarinnia, 2001)，一旦教師確認環境設計完成後，教師立即改變其角色為催化者、教練、嚮導、資源提供者、共同學習者 (Tam, 2001)。學生則是擁有問題所有權的主動學習者和解題管理員者，評估可用資源及思考問題的本質後，確認學習的範圍與獲得解答的方式（Trop & Sage, 2002）。 Barrows(1986)認為所謂催化者應該是：1.非直接指導性的。2.能引導團體過程。3. 能幫助學習者之學習步上軌道。4.允許學習者掌控學習的過程。5.幫助學習者確認學習需求。6.能確認與接受學習者之能力與問題。7.能評量學習者之學習。亦即，在問題導向學習中，教學者居於輔助學習的地位，與傳統教學中教學者之權威角色大相逕庭。根據上述所歸納之問題導向學習特徵可得知，整個問題導向學習之學習的過程是以學習者為中心，在小組中進行學習，且於此過程中，教學者必須催化整個問題解決的過程，指引、誘導並支持學習者的主動學習，而非單方面講授或直接地提供學習者解決的方法 (Tam, 2001)。值得一提的是，「問題導向學習」是教與學雙方，藉由良好的課程設計，不但要以學習者為主體，並利用實際發生的問題引發學生學習動機，且藉由小組合作學習的方式，進行知識的交融和建構。但是，有時候老師因為有教學進度的壓力，或是學校動態活動甚密，為了節省時間，而忽略了學生間或是師生之間的討論與澄清，導致問題導向學習失焦，成為教學者中心教學，此為研究者戒慎恐懼之處。. - 13 -.

(14) 三、問題導向學習的教學模式與運作方式問題導向學習理論背景涉及很廣，因此在名詞上和教學步驟上常令人混淆不清，而問題導向學習教學模式和運作方式發展至今，已於各領域廣泛的使用，在謹守其定義和內涵精神下，許多學者皆會因其領域的不同而衍生出不同的教學和運作模式，研究者在這一章節主要是在區別其他與問題導向教學相似之教學法，並將其多種教學之運作模式，擇取適合地理環境教學模式和運作方式。 (一) 問題導向學習與其它類似教學法之異同張民杰(2003)指出問題導向學習與問題解決教學法(Problem-solving method)以及專題導向學習(Project-base learning)極為相似，都是以學生為中心、認知取向、問題或專題為基礎的教學，其區別如下所示： 1.問題導向學習與問題解決教學法(Problem solving)：R.Schorling 在 1949 年提出問題解決教學情境，問題解決模式分成五個步驟分別是：(1)選擇一個議題；(2)定義議題中的問題；(3)尋找解決方案；(4)評估方案；(5)採取行動(Pennock, Anderson, Jong, 1994)，這五個步驟不是直線前進的結構，而是一個循環交錯的步驟。問題解決教學法與問題導向學習的教學步驟極為相似，而最主要的差異點在於問題導向學習格外強調具備「自我搜索問題資訊的能力」及「如何去界定哪些資訊是需要且有用的資訊」，在問題解決的教學法中則較偏重在「如何去採取行動」。 2.問題導向學習與專題導向教學法(Project-base learning;PBL)：專題導向亦稱為專題學習，是創造、執行和完成某項作品的學習過程(Fogarty, 1997)。專題導向經常嵌入問題導向學習過程中，與問題導向學習過程類似，但是仍有其不同點為：(1)問題結果的呈現：專題導向為解決一種方案，而問題導向學習則在於教學過程中必須解決許多專題或成果。(2)解決方案的多寡：問題導向學習要求學習者產生多種問題解答，而專題導向只專注在一個解答上。(3)組別類型：問題導向學習經常是以小組合作方式共同解決問題，而專題導向則只需一人獨立完成即可。 (二)教學模式 Duch(2001)指出在問題導向學習的發展中，經由 Delawar 大學許多不同領域的大學教師貢獻自己的心力，經過長時間的討論與修改，發展出四種問題導向學習教學模式(陳. - 14 -.

(15) 銘偉，2004)。 1.醫學院模式(medical model) 學生被分成 8-10 個小組，每一小組指定一位領導者，整個學習是以學生為中心，強調只能在小班級中進行教學，教師在旁予以隨時輔導。 2.同儕助教模式(peer tutor model) 同儕指導者通常是由先前課程中可幫助學習活動的學習者來擔任，他們可以決定何時該對學習者發問或是何時給予學習者回饋，在活動過程中告知學習者表現的好和壞。 3 走動式促進者模式(floating facilitator model) 每組學生人數為 4-5 人，確保學習者能有足夠時間討論和善盡學習之責任。小組討論時，教師以走動方式遊走於各組之間，透過詢問，教師可以得知學習者對問題的了解。 4.大班級模式(large class model) 在大班級模式中，可使用同儕指導者或是研究生助教來幫助小組討論或是教室管理，因為在過程中教師的角色為討論的領導者，必須要求學習者親自實作一些步驟，例如討論教師產生(instructor-generated)的問題、學習主題的排列、報告結果、分享資源與詢問探知的問題，因此較偏向以教師為中心的模式。綜合上述所言，本實驗研究採取走動式促進者模式的教學，設計一項屬於適合地理教學情境模式：將全班分成 6-7 組，以學生為中心，課程中先習得先備的知識和技能，對於中心領導者的設定，於小組內部自然形成，而教師會以走動式方式，給予學生適時的指導和協助。經由問題導向學習，解決問題是其目的，而其最終用意，在使學生能由分析、歸納、演繹、綜合過程中，創造產生出不同答案(洪榮昭、許書務，1998)。 (三)教學運作方式問題導向學習的學習方式是以一真實而有趣問題出發，將學習者分成若干小組，一同進行有系統之問題解決歷程，進而在學習歷程中培養學習者批判性思考之能力(王千倖，1999；Schroeder & Zarinnia, 2001)。故 PBL 一般教學情境中，其運作方式可歸納為下列四種(洪榮昭，2004)： Model1：學生自學、小組討論、與教師討論、小組再討論、全班分組討論。. - 15 -.

(16) Model2：學生自學、小組討論、與教師討論、學生自學、小組再討論、全班分組討論。 Model3：小組討論、學生自學、小組討論、與教師討論、全班分組討論。 Model4：小組討論、與教師討論、學生自學、小組再討論、全班分組討論。問題導向學習必須建立基礎原則(ground rules)以促進開放且支持的學習環境，由於問題導向學習偏重小組討論學習，因此要如何維持小組討論氣氛(包括建立開放、信任與具支持性的氣氛)，便顯得相當重要（King, Sebastian, Stanhope ＆ Hickman, 1997）。教學者必須將討論的自主權交還給學習者，採非直接指導性的引導方式，而是在學習者困惑時，適時加以澄清並促使其理解。 Woods(1994)提出問題導向學習的教學與訓練過程可以分成 8 個步驟。分列如下： 1.探討問題，提出假設，確認當中的議題。2.應用已有知識，嘗試解決問題。3.認定需要學習的新知識。4.選擇及設定學習目標及方法，並且分配工作。5.個別進行資料搜集及分析，並且分配工作。6.與學生分享學習成果，並向他們傳授所學。7.結合新舊知識去解決問題。8.評估整個學習過程，反思求進。廖志飛(2001)認為，在問題導向學習實際之學習過程中，小組討論活動可依下列詳細步驟進行：1.了解問題並對問題進行探討。2.提出可以解釋「問題」的假說。3.回顧已知知識是否足以解決目前之問題。4.確認尚待學習的範圍。5.決定小組學習議題，確認學習議題與問題相關，並建立學習時間表。6.確定適當之學習資源，包括資源種類、資源位置。7.各個小組成員自行蒐集資料，進行自我導向學習，Rankin(1992)建議學習者的資源蒐集來源可以包括圖書館、實驗室、與其他學習者及教職員討論等。8.提供個人所獲得的知識與同儕分享，並確知自己提供之資料不會造成其他學習者之混淆，同時在討論中客觀地聆聽同儕所提供之意見。9.同儕共同討論及評估資料來源與正確性，並針對每一議題所遇困難尋求解決辦法。研究者認為問題導向學習是一種與當今教育改革目標相互契合的教學方式，問題導向學習強調讓學生能夠學習到「帶著走的能力」及「自我找尋學習資源的技巧」，藉由一個開放式或半結構式的問題，利用學生小組合作學習討論的方式針對問題去尋求解決的方法及找尋解決方法的工具，透過一次次的討論、反思及成品設計，去建構學生對問題解決的基本知識及解決能力。. - 16 -.

(17) 本研究所設計的針對石門水庫泥沙淤積問題所設計之問題導向學習流程，經過與桃園縣國中教師、臺北縣市國中教師討論後，研擬之教學流程如下： 1.提出問題：利用報章雜誌、新聞、期刊論文等資料，讓同學來找尋要探究的問題，亦可以由老師預先設定好具有開放性的非結構式問題。 2.定義問題(找出欲探究的石門水庫集水區環境主要問題及次要問題)：小組成員回家書寫 PBL 問題討論表格、問題結構蜘蛛網圖，找出核心問題，與其他次要問題。 3.第一次蒐集資料(尋找問題相關文獻)：針對核心問題與次要問題，構思「如何」與「該利用什麼方式」去找到解決的答案，並實際利用這些方式去找到「可能的解決策略」。 4.小組討論填寫結構化學習單及繪製概念圖：針對 PBL 問題討論表格、問題結構蜘蛛網圖及找到的相關文獻進行討論，擬出「可能的解決策略」並由小組討論評估其有效與否，利用小組的討論結果完成結構化學習單及石門水庫集水區問題因果分析圖。 5.第二次蒐集資訊：在上次小組討論完之後，各小組在進行分配工作的任務，針對不足的知識在去蒐集資料或訪談相關專業人事，於下一堂課專題設計中融入。 6.石門水庫集水區地理環境問題專題設計：小組成員將第一、二次所蒐集的資料及擬定的「可能決策」以多元的專題設計方式呈現出來。 7.小組石門水庫集水區環境議題專題報告：小組將其所設計的成果呈現出來，各小組之間進行互評，並鼓勵同學分析在討論過程中是否有新問題的產生，及針對這樣的活動自己的成長心得分享。. - 17 -.

(18) 四、問題導向學習相關研究整理與分析問題導向學習受到許多教師的重視，相繼投入實際的教學研究，研究者整理有關的文獻，研究者針對這些研究的教學設計和研究結果分析比較如表 2-1-1: 表 2-1-1 國內問題導向學習研究整理研究者. 研究主題研究. 劉為國. PBL 在高工單晶片微電腦控制設計課程之教學實驗。. 高職三年級生，小組合 PBL 教學法，學生的學業成就及作，教師參與小組討論。設計能力優於傳統教學法。. 問題導向學習與傳統教學法在高職自然科學學習成就之比較研究。. 高職三年級生，小組合作學習、沒有小組導引教師、使用網路二段式另有概念診斷評量。. 1.PBL 教學法的延宕測驗成績較傳統教學法佳。. 以主題導向學習法與問題導向學習法建立學生正確物理概念之比較研究──以電動機為例。. 國中八年級生，小組合作、先由實做引起動機、使用網路二段式另有概念診斷評量。. 1.PBL 教學法學習成就測驗成績優於主題導向學習法。. 網路化問題解決教學策略對學生生物學習成效的影響。. 國中七年級生，使用非結構化問題解決測驗、小組合作、設計網路教學平臺。. 1.網路融入 PBL 能夠提升學生非結構化問題解決能力。. PBL 教學在國中理化學習成效之研究。. 國中八年級生，小組合 PBL 教學法學習成就成績優於作學習、利用 phpBB2 建傳統教學法。立網路討論區。. 應用 PBL 教學法幫助國中生建立正確物理觀念。. 國中八年級生，利用非結構性情境式問題、使用網路二段式另有概念診斷評量。. 「傳統主題導向學習法」、傳統「問題引導學習法」及網路「問題引導學習法」學習成效之比較研究。. 國中八年級生，架設網「傳統主題導向學習法」及網路路 PBL 教學網站、使用「問題引導學習法」學習成效達網路二段式另有概念診顯著進步。斷評量。. (2002) 郭裕芳 (2003). 邱漢東 (2003). 游文楓 (2003). 林國書 (2004) 丁大成 (2003). 林詩華 (2004). 黃偉銘 (2004). 林依玲 (2005). 教學設計. 研究結果. 2.傳統教學法的學習成就優於 PBL 教學法。. 2.PBL 教學法可提升學生蒐集資料、發現問題與解決問題的能力。. 2.有助於資訊使用能力的提升。. 1.PBL 教學學生在後測成績比前測成績有顯著差異。 2.延宕測驗無顯著差異。. 「問題導向學習」與國中八年級生，雙層式「傳統教學法」在國中另有概念網路施測。自然科學問題解決能力之比較研究。. 問題導向學習法能有效提升學生的結構性問題解決能力。. 運用問題導向學習於國小高年級學童體重控制。. 多數國小高年級學童接受 PBL 體重控制課程後，了解並能解決自身肥胖的成因，較能維持健康的體位。. 以健康知識與體育為基礎設計課程，以臺北市逸仙國小和蘭雅國小高年級過重或肥胖學童各 26 人為研究對象。. 資料來源：本研究自行整理. - 18 -.

(19) 至於問題導向學習在中小學的應用，在 90 年代後亦有大量研究出現，如 Delisle、 Jones 等人的研究。他們的著作已有中文譯著出版。在周天賜所譯 Robert Delisle(1997) 《問題導向學習在課堂教學中的運用》，從兩部分來介紹問題導向學習：(1)先介紹問題為本學習的起源、理念、方法；(2)介紹五個在中小學推行問題為本學習的教學案例，包括理科、文科、社會科的案例。另一本由劉佩雲、簡馨瑩(2003)所譯 Jones, B.F., Rasmussen, C.M. & Moffitt M.C.(1997)原著《問題解決的教與學》(Real-life Problem Solving: A Collaborative Approach to Interdisciplinary Learning)在書中強調問題導向學習是一種跨科學習的模式。目前推動問題導向學習的國家甚多，歐美國家的 K-12 年級與大學、研究所各領域的教學已採用 PBL 模式（Trop & Sage, 2002）。在香港的大學方面，香港大學和城市大學也利用問題導向學習發展出許多不同領域的教學。例如，香港大學的醫學院已將問題導向學習列入例行課程之中，而地理學系更協助香港地區許多中學推行問題導向學習地理科教學(關笑芳，2004)。. - 19 -.

(20) 五、問題導向學習與環境教育的關係美國著名教育學者杜威指出：「教育即生活」。在此教育哲學理念上，環境的教育，即是涵括了生活的教育(汪靜明，2004)。環境教育是現行國民中小學九年一貫課程之六大議題中，其中的一項教育議題，根據現行課程綱要之界定(教育部，2002)：「環境教育是概念認知和價值澄清的過程，藉以發展瞭解和讚賞介於人類，文化、和其生物、物理環境相互關係所必需的技能和態度。環境教育也需要應用有關環境品質問題的決策及自我定位的行為規範。」因此「環境教育的教育目標包含：環境覺知與敏感度、環境概念知識、環境價值觀與態度、環境行動技能與環境行動經驗。而環境教育的實施原則包含：整體性、終身教育、科際整合、主動參與解決問題、世界觀與鄉土觀的均衡，永續發展與國際合作。」從此上的界定、可進一步了解具體的環境教育目標包含覺醒、知識、態度、技能、評鑑能力與參與等項目 (張子超，2001)。黃朝恩(1995)指出如何能夠幫助學生培養出對環境議題的分析能力，進而訓練出理性決策的素養，應為老師們一項非常基本的任務。梁明煌、蔡慧君(2000)環境問題解決教學模式的背後思想是在管理地方環境的自主權，採取賦權於地方的公民，企圖引發當地公民有能力感及擁有權力，去創建自我的生活空間。余興全(1990)譯自美國 Louis A. Iozzi 博士的文章中曾提到有效的實施環境教育應集中力量在情意方面的教學。因此，國中階段的環境教育，應該視培養情意領域的環境態度與環境教育學習態度為重要課題，而研究者認為以環境議題為問題利用問題導向教學，除了可以提升批判思考能力外，研究者欲藉由本研究進行環境教育的教學，了解該教學法對學生學習環境議題態度的影響情形。王順美(1994)更指出，面對環境問題的錯綜複雜，若只灌輸學習者既有的環境知識，已變得不足、無法應付目前的環境問題；所以教導學生民主的態度，收集資料、分析資料的能力、批判思考的能力、價值澄清的技能，以及解決問題的技能，早已是時勢所趨。成功的環境教育必須讓學生能從小培養良好決策能力，才不致於踏入社會後凡事跟著感覺走(黃朝恩，1997)。環境教育需從多方面著手、培養學生多元的思考觀點，故以問題解決為核心的 PBL 教學策略尤其適合此環教領域(熊召弟、計惠卿，2001)。. - 20 -.

(21) 在國內的例子中，以 2004 年 2 月 6 日、7 日在「水環境教育師資研習計畫研討會」之「教學課程活動設計」課程為例，由臺灣師範大學環境教育研究所汪靜明教授研究團隊首先設計 40 個與臺灣水環境相關的環境生態問題，讓參與研習的教師與學員依據 40 個水環境問題的性質分類到「水環境資源」、「水環境變遷」、「水環境生態」與「水環境管理」四大領域，同時運用圖文引導教學，提出機會、命運、教育、法令等層面問題，並舉例說明水環境教育議題。同時，並鼓勵學員針對問題，提出相關的聯想與留言；如果學員藉由這些問題聯想到其他的水環境問題，亦可以將之撰寫下，提供學員間的討論 (汪靜明，2004) 。問題導向學習在國外亦有使用在地理科的實驗性課程中，例如：Lev(2004)在環境地理學（environmental geology）的課程中，利用小組討論的問題導向學習方式，讓學生去實際解決社區的污染問題，並提出改善的計畫。在三個星期六堂課的討論個教學過程中，先從原來環境資料的調查，在到目前的污染情形分析。並透過角色扮演的方式，模擬扮演權益關係人、馬里蘭州政府的環保官員和社區雇用的環境顧問等角色，調查廢棄化學工廠所產生的有機、無機污染與有毒物質，並繪出廢棄工廠四周地下水污染分佈擴散的輪廓圖。 Pawson(2004)等人在《問題導向學習融入地理課程：建立一個嚴謹的利益與風險評估模式》一文中提到，在自然地理的學習上，問題導向學習也具有處理接續概念的能力。如熱帶的颶風與海岸侵蝕兩個議題通常會被劃分在兩個章節，而多面向討論的問題導向學習，就可以利用結合旅遊的方式，讓學生去探索不同但卻又彼此具有關連的概念，並同時做出決定。Fournier(2002)在《世界區域地理和問題導向學習：利用小組合作學習來介紹世界地理》一書中，利用問題導向學習來教授世界區域地理課程，學生們利用 GIS 和環境管理書籍等方式來瞭解各區域的急切議題，並透過相互討論的方式來想出提升這些地區醫療水準的方法。 Keeling(2008)以小組合作與問題導向學習為基礎在加拿大紐芬蘭紀念大學第三年的課程中進行加拿大區域地理的實驗課程，名稱為「我們是學者」。學生在經過此種教學之後，在地理的學習之上多感到有能力且具有自我引導學習的效果。並在過程當中鼓勵學生找到區域地理的關鍵概念，如：加拿大原住民、環境挑戰、污染和人口、國家單位等。. - 21 -.

(22) 第二節環境教育與網路合作學習一、環境教育與資訊教育一個人、組織及社會的思維蛻變與願景守望，常取決於人們在環境中教育學習後，知識、技能與態度的轉化。教育在本質上，是一個教與學的互動歷程，以增進人們在生存環境中的應變力與潛能發展(汪靜明，2006)。而環境教育就是教育個人在「對待環境」方面，最終使其實踐正當環境行為的過程。而網際網路中豐富多元的教學服務與資源，更可供環境教育應用(周儒，1998；張子超，1996)。楊冠政(1997)認為，環境教育是一種透過教育的過程，教導人類認識環境問題，瞭解並關切資源與環境之關係，使人類具備保護及改善環境品質所需之倫理、知識、態度、技能及價值觀，進而致力於維護生態平衡及環境品質，以達到資源永續利用，人類永續發展的目標。楊冠政也指出，聯合國於 1990 年出版的 Connect 刊載六大項環境教育基本概念，分別為「實體的階層、循環、複雜系統、族群生長與負荷力、環境永續發展、社會永續發展」。針對環境教育的定義，楊冠政指出，國際自然資源保育聯盟(International Union for the Protection of Nature,IUCN)曾於 1976 年對環境教育作出下列定義：「環境教育是認知價值及澄清概念的過程，藉以學習、發展、了解及讚賞介於人、文化、生物、物理環境間的相互關係，所必須的技能及態度，環境教育也須應用於環境品質的決策及自我定位的行規範。」環境教育的推行方式方面，推行環境教育可以透過正規的學校環境教育與非正規的社會環境教育，使得每個人都有接收環境教育之機會。汪靜明(1995)認為，環境教育的推動依實施管道的不同，可以區分為學校環境教育和社會環境教育等兩類型。學校環境教育方面乃透過校方與教師共同來推動，對象通常是學生。社會環境教育方面之對象是大眾，通常是透過官方、民間團體或個人共同來推動，社會環境教育的力量亦是不容忽視的，其影響範圍涵蓋社會大眾。然而環境教育可以有計劃的融入正規教育的課程之中，但在社會教育的環境教育推動方面，則有時間、強制性、學習管道等限制，使之較不易有計畫的推行。汪靜明(1995)也指出，在環境教育的推動上，包括供給者、中介者以及接受者等三類型基本參與者，學校即是扮演供給者的角色，在提供給學生訊息的同時，必須要顧及. - 22 -.

(23) 及時性、互動性、資料正確性及與生活相關性等諸多要點，研究者認為此時網際網路則提供以上的特性。在資訊教育(Information Technology Education)方面，九年一貫課程綱要中特別提及，教科書內容除了包含學科知識與技能之外，也要能反應當前社會關注的主要議題，資訊教育是其中之一。其課程目標在「培養學生資訊擷取、應用與分析、創造思考、問題解決、溝通合作的能力，以及終身學習的態度。」，其實施方式除單獨安排資訊課程外，亦可融入各學習領域之教學(教育部，2003)。資訊科技是近年來發展最迅速的科技之一，常被用來衡量一個國家現代化的指標。為了使全民能普遍具備資訊科技素養，資訊教育或資訊科技在教育上的運用便成為現代教育所關注的課題。國民教育是國家教育的基礎建設，因此國民中學、國民小學的資訊教育更益彰顯其重要性。吳勇德(2002)提出資訊教育著重的是人際之間知識的傳遞，此外線上教育課程更是針對一些時間受限的消費者，提供 24 小時的學習服務，因此網路環境是資訊教育必要的探討要素。黃厚銘(1993)表示資訊社會的特色在於電腦網路做為人際溝通的新媒介，我們認為這個媒介架構了一個與過去相當不一樣的社會。這個媒介的特性在於他所提供的主動性與雙向性。從資訊分享的角度來看，這意味著個人不再只是被動地接受訊息，還可以主動地搜尋他所需要的資訊，甚至他也可以成為傳散訊息的來源。張國恩(2002)提出資訊教育大致可兩種不同的分類：一是將電腦視為一種學科來學習，如「電腦課」；一種是將電腦視為一種工具，將電腦應用在學習活動上。網路是一個全新的教學空間，不同於實體的學校與教室，比較網路教學與傳統教學，有以下的差異(陳年興、洪雪芬，2002)： 1.突破時空限制。 2.網路上的 Office Hour(線上即時討論)效果比傳統教學好。 3.提供多元、適性化的學習步調與內容講解。 4.適合協同教學。 5.多元的互動模式。. - 23 -.

(24) 6.運用知識管理的觀念進行網路課程的精緻化。 7.網路開課及教學的瓶頸：教材製作耗時、不知如何於網路教室中進行教學設計、學習活動帶領、班級經營。網路學習的形態直接挑戰傳統的師生互動關係，過去在課堂中的教學模式中，老師多是知識與學習的領導者，但在網路學習中則變為在旁輔助的嚮導，因此也加重了同儕在學習上的重要性。在網路學習的策略上教學者應注意到：認識網路學習的優劣得失，網路學習技巧的訓練與指導，注意技術的限制與失誤並及時給予支援，增進自我導向學習與反省批判能力，發展資訊管理技巧，以協助學習者進行選擇與批判學習成效，整合多媒體學習模式，強化學習者為中心的設計，增加個人及團體的互動(楊國德，1998)。雖然在網路剛興盛時曾有「教師」此一行業即將消失的說法，但網路日益發達後，不少研究即指出網路的侷限性，網路教學無法取代原有的學習活動「似乎是文獻上的普遍共識」(鄭夙珍，2002)。設計適當的策略來鼓勵成員參與是相當重要的(李烟長、張基成， 2000)，教師營造正面學習環境是網路學習的成敗關鍵。謝景岳(2003)《臺灣與紐西蘭中小學資訊教育之比較研究》中提出關於目前中小學實行資訊教育的現況，其中以國小的資訊教育最為落實，國中及高中均因升學問題而無法利用彈性時間給予較多的課程安排。而教師配合度部份，由於國小沒有準備升學的問題，故國小老師學習意願與使用資訊融入教學的意願較高；國中、高中相對則因升學問題而意願較低。在家長對於資訊教育的關心部份，以國小較為明顯。在網路學習環境中有幾個教學的著力點，專題導向、情境營造、歷程檔案、豐富資源、互動學習、資訊融入教學、合作學習方案（工具）、教材教法與學習社群（計惠卿， 2002）。相較於一般教育，環境教育具有以下特色，特別適合利用網際網路資源的數位學習，這些特色包括：環境議題的無國界性，所以強調資料分享與夥伴關係的國際合作；地區環境資料的特殊性，所以強調地區資料的調查與分享；環境教育是一個科際整合的學科，強調自然與人文資料與觀點的溝通與整合；與環境教育的行動導向，強調環境議題探索與問題解決的教學模式(張子超，1996)。網路資源對環境教育的應用應具有下列四種功能(張子超，1996)：(1)提供給學生一個與真實世界互動、分享經驗、及獨立學習與思考的環境；(2)提供給學生一個校際合作. - 24 -.

(25) 與地區性結合的資源共享平臺與機制；(3)提供給教師與學生全球與地區的環境資訊；(4) 提供給教師與學生環境教育的教學資料與課程。就環境教育觀點而言，其在於引導學生具有環境覺知(awareness)、環境態度 (attitude)、環境知識(knowledge)、環境技能(skills)、環境責任感(responsibility)、環境參與(participation)等環境素養(汪靜明，2003)。如果教師對於環境教育之理念傳達只放在理論上的研究，或課堂上的探索討論，一方面因枯燥而難以引起學生的興趣，另一方面則有如隔靴搔癢而難以體會。如能將環境教育融入多樣化、資訊化的教學，研究者相信在學習者學習興致提高的情形下，亦會產生更好的學習效果。. - 25 -.

(26) 二、網路合作學習合作學習強調學生以主動合作的學習方式，取代教師主導的教學，藉以培養學生主動求知的能力、發展學習過程中的人際溝通能力並養成其團隊精神(朱敬先，1999)。其通常被定義為是一種教學策略，如教師將學生分成幾小組，小組裡一起學習以達成個人績效和小組目標。邱詩揚、晏涵文(2002)研究顯示，「環境行動與群體效能教學模組」著重小組合作，可有效提升國中生的環境覺識、環境議題知識、增強管理技巧、自我效能、群體效能、小組合作經驗、個人環境行動及團體環境行動；也可增進家人的支持、同學或學長姊、朋友的支持，並維持對環境行動預期結果的正向評價。而合作學習的教學步驟，國內外學者有諸多的歸納，研究者引述黃政傑，林佩琁 (1999)對合作學習的實施步驟歸納，整理如下： 1.教學前的準備 (1)學生的分組:合作教學必須依據教學時間、學生背景、教材及相關因素進行分組，並分配組內角色以達到分工的效果。 (2)教材的準備:依據教學目標準備教學內容，如教材、教學規範及流程、評鑑活動及作業單等等。 2.合作學習的實施 (1)明訂學習任務:教師在一開始施行合作教學時，必須詳述教學任務及準則，讓學習者. 圖 2-1-1 合作學習步驟資料來源：黃政傑，林佩琁，（1999）. 瞭解學習的最終目標及努力的方向，以凝聚小組成員的動力，提高合作學習的效果。 (2)建立互賴關係:合作學習的主要精神在於讓學習者建立彼此之間的積極互賴關係，教師在進行教學時，應設法營造小組成員積極互賴的氣氛，使成員不只對自己也對團體的成敗負責。. - 26 -.

(27) 3.學習者評鑑 (1)追蹤學生學習:記錄學習者的學習情況，依據評量的結果，指導學生學習的錯誤，並再次擬定有效的教學方法及策略。 (2)評鑑學習結果:對於合作學習的結果進行評鑑，透過評鑑的結果來瞭解學生的學習成效並提供回饋作為修正教學的參考。 4.團體歷程及教師反省 (1)團體歷程:提供學習歷程給小組成員，讓學習者瞭解其學習狀況並指導學習者進行整體性的檢討及回饋。 (2)反省及改進教學活動:完成整個教學後，教師須對教學活動進行反省，檢討教學任務及活動的適當性。「網路合作學習」則是分散式電腦輔助合作學習 (Distributed Computer Supported Collaborative Learning)，即兩個或兩個以上的學習者，在一應用系統的支援下，分別使用不同的電腦進行資訊的分享與交換，以達到合作學習的目的(Tomlinson ＆ Henderson , 1995)。網路合作學習的理論基礎源至於「建構主義」的學習論。建構主義認為人天生具有認知的能力，對於事物的認知屬於主觀的意識而透過群體知識的交流後所得的共識，即為共有客觀知識的基礎。建構主義乃是以哲學與心理學為基礎 (Perkins, 1991)，認為知識不是單憑個人的學習可以獲得，而是透過共享的知識環境累積得來。亦即知識的建構必須具備四個要件：(1)個人先前建構的知識(2)與他人的互動(3)個人的經驗(4)建構的主題與個人的整體經驗世界結合。建構主義強調一種以學習者為中心的教學，認為應該給予學習者一種開放式、發現式的學習環境，讓學習者在教師的協助下進行知識的交流，而由於個體的認知會受到社會文化脈絡的影響，故強調知識的客觀性是建立在相互主體(Intersubjectivity)或群體共識的基礎之上。基於這樣的理念，建構主義強調合作式的學習方式，並鼓勵討論式的溝通歷程，以增加學習者間的互動與溝通(張宵亭，朱則剛，1998)。. - 27 -.

(28) 在教學應用方面，建構主有以下幾個論點(徐照麗，2000)： 1.學習的目標在於創造知識在建構主義的理論基礎下，學習的目標乃是創造知識，而非一味的收納、複製知識。透過個人與生俱來的認知能力逐步建構個人的主觀意識並與他人相互交流以形成新的概念組合。適合用於建構主義的教學方法包括：合作學習(collaborative learning )、情境學習(context-based learning)、電腦學習(computer-based learning)、經驗學習(experiential learning)等，最適用的則是合作學習。 2.由學習者主導知識體系在建構主義下，學習者是主動的參與者，而非被動的接收教師所傳授的知識，亦即「知識的獲得是靠學生直接的經驗、建構、操作、評鑑或修正而獲得」(Thompson & Jorgensen, 1989)。基於這樣的前提，教師所扮演的角色應是提供學習者更具多元化、互動性學習環境的促進者。 3.透過合作學習完成知識建構採用合作學習以取得群體知識是很好的做法(Jonssen, Beissner & Yacci,1993)在指派的教學任務中，各個學習者扮演應屬的角色並貢獻自己的知識，在此情境下，學習者之間不應該彼此互斥、競爭，而是應該分享彼此的資源，相互提攜。 4.學習環境決定學習的成敗建構學習環境為「一種在教師輔導下與學習者互助合作情況下，學習者運用各種資源及工具，以共同追求學習目標與解決問題的情境。」，由此可知建構式的學習，必須有充分的資源及開放的學習情境，學習者才能獲得適當的刺激，自由的操作及思考。 Perkins (1991)指出學習環境大致包含下列五種元件：(1)資訊庫(information banks，如：教科書、教師、錄影帶等，存有資訊的媒體)；(2)符號紀錄(symbol pads，如：留言板、筆記本)；(3)觀察模擬用具(phenomenaria，如：水族箱、虛擬實境)。(4)建構器具 (construction kits，如：輸入儀器、CAI 軟體)；(5)任務管理員(task managers，如教師、系統管理員)。. - 28 -.

(29) 5.多元化的評量方式為了將所學到的知識應用於解決類似的的問題上面，建構式教學的學習目標在於如何將所獲得的知識給予適當的調整、推演，以解決類似且更複雜的問題。為了充分掌握學習者的學習狀況，在學習評量方面，應採動態(dynamic)、電腦網路及多元化評量，如：集合教師的觀察記錄、學生的作業、學習歷程記錄的資料等，將這些資料匯集成學生個人學習檔案，以實行質量並重的評量。網路被視為是有助於進行合作學習的媒介與環境，因為網路環境打破學習的時空限制，使不同地點的學生依團隊目標可組成虛擬社群，網路如同龐大的多媒體資料庫，使教學內容生活化與多樣化，因此較傳統教學環境更適於發展合作學習(林奇賢，2000)。. - 29 -.

(30) 三、環境教育目標與網路合作學習即使學習者的學習行為已改變，國家的教育政策也大力推動，但若「網路合作學習」的教學模式無法符合目前環境教學的目標或實現過去傳統環境教育教學所不易達成的教學目標，則網路合作學習仍難以被應用於環境教育教學，以下將從環境教育課程標準的角度出發，探討網路合作學習在環境教育教學上的適切性。根據教育部 2000 年所公布九年一貫中六大議題的環境教育中，對環境教育有以下定義：環境教育是概念認知和價值澄清的過程，藉以發展瞭解和讚賞介於人類、文化、和其生物、物理環境相互關係所必需的技能和態度。環境教育也需要應用有關環境品質問題的決策及自我定位的行為規範。而在環境教育的教育目標方面則包含：環境覺知與敏感度、環境概念知識、環境價值觀與態度、環境行動技能與環境行動經驗。其中在環境教育課程目標上分述如下： (1)環境覺知與環境敏感度經由感官覺知能力的訓練(觀察、分類、排序、空間關係、測量、推論、預測、分析與詮釋)，培養學生對各種環境破壞及污染的覺知，與對自然環境與人為環境美的欣賞與敏感性。 (2)環境概念知識內涵教導學生瞭解生態學基本概念、環境問題(如溫室效應、土石流、河川污染、和空氣污染等)及其對人類社會文化的影響與瞭解日常生活中的環保機會與行動（資源節約與再利用、簡樸生活、生態設計……)。 (3)環境倫理價值觀藉由環境倫理價值觀的教學與重視培養學生正面積極的環境態度，使學生能欣賞和感激自然及其運作系統、欣賞並接納不同文化，關懷弱勢族群，進而關懷未來世代的生存與發展。 (4)環境行動技能教導學生具辨認環境問題、研究環境問題、收集資料、建議可能解決方法、評估可能解決方法、環境行動分析與採取環境行動的能力。. - 30 -.

(31) (5)環境行動經驗將環境行動經驗融入於學習活動中，使教學內容生活化，培養學生處理生活周遭問題的能力，使學生對社區產生歸屬感與參與感。網路合作學習與環境教育教學目標最直接的關聯，在於環境教育教學向來所強調的環境知識與概念內涵、環境行動技能(action and skill)、環境覺知(awareness)等面向，研究者整理如表 2-2-1。表 2-2-1 環境教育目標與網路合作學習的關係. 內涵及特色環境知識與概念內涵. 「能持續觀察與紀錄社區的環境問題並探究其原因」、「能比較國內不同區域性環境議題的特徵」、「能瞭解本土性和國際性的環境議題及其對人類社會的影響」、「認識經濟制度、傳播與政治組織與環境管理行為的互動」。. 網路合作學習. 由地方(local)乃至於全球(global)的教學流程，正適合透過網路環境來達成。網路的虛擬環境跨越了物理環境的限制，當網頁或數位資料庫一旦在網際網路上出版，當地的資訊便立即成為全球的資訊，教師和學生不但可輕易地透過網路蒐集全球各地最新的地理資訊，若能透過適當的規劃與分工合作，運用網路將各地的地理資訊加以整合，則能如同拼圖般地描繪出趨近於區域乃至於全球的事實全貌。. 環境行動技能. 「能運用收集資料與記錄的方法瞭解與認識校園與住家環境問題，並能具體提出生活環境問題的解決方案」、「能歸納思考不同區域性環境問題的原因與研判可能的解決方式」、「能運用收集資料與記錄的方法瞭解與認識校園與住家環境問題，並能具體提出生活環境問題的解決方案」、「在面對環境議題時，能傾聽(或閱讀)別人的報告，並且理性地提出質疑」、「能歸納思考不同區域性環境問題的原因與研判可能的解決方式」、「能藉各種媒體主動積極蒐集國內外環保議題與策略」、「能運用科學方法研究解決環境問題的可行策略」. 網路合作學習. 強調在教師輔導下與學習者互助合作情況下，學習者運用各種資源及工具，以共同追求學習目標與解決問題的方向相同，在同儕互動間，各學習者扮演應屬的角色並貢獻自己的知識。. 環境覺知. 「覺知自己的生活方式對環境的影響」、「藉由觀察與體驗自然，並能以創作文章、美勞、音樂、戲劇表演等形式表現自然環境之美與對環境的關懷」. 網路合作學習. 強調「知識的獲得是靠學生直接的經驗、建構、操作、評鑑或修正而獲得」(Thompson & Jorgensen, 1989)，以採動態(dynamic)多元化評量為主。學生也從原有的被動式學習轉變成為主動式學習，成為知識的建構者，評量的方式則可著重於整體表現及學習的過程（計惠卿，2002）。如：集合教師的觀察記錄、學生的作業、學習歷程記錄資料的作法，與環境教育在學習評量上，應捨棄傳統單一的紙上測驗不謀而合。. - 31 -.

(32) 在目前國中社會領域課程目標裡也包含「瞭解本土與他區的環境與人文特徵、差異性及面對的問題」，這裡所關注的多樣性和區域差異，正符合社會建構主義所強調「整體知識應涵蓋多元觀點」的理念(Thompson & Jorgensen, 1989)。陳哲銘（2003）亦指出網路平臺的虛擬特性，也較傳統教室更適於作為實驗各種新教學方法的場所（例如：議題式（issues-based inquiry）、資源式（resource-based learning）、建構式（constructive learning）、問題解決式（problem-solving approach）和統整式（integrative learning）等教學法。本研究中，研究者在進行集水區環境議題教學時，利用 google map 此項工具，可以讓學生對整體集水區的概念更佳清晰。若從教育部 1999 年所指出的環境教育五項目標來看，google map 可與此五項目標結合，研究者整理如表 2-2-2。表 2-2-2 環境教育目標與 google map 的關係 google map 與環境教育 ◆利用 google map 的空間資料查詢與不同尺度的展示效果，引起學生對集環境覺知水區整體的探究興趣與集水區環境議與敏感度題的關切與好奇。環教目標. ◆利用 google map 的空間資料查詢與不同尺度的展示效果，讓學生去思考環境知識集水區環境問題的複雜性，並進一步概念內涵探究所需哪些資料才能拼湊出真實的環境問題發生原因。 ◆利用 google map 所呈現出真實世界的樣貌，引導學生思考因不同角色身環境倫理份所產生的不同環境價值觀，會進一價值觀步影響環境決策的結果。 ◆利用 google map 所展示的資料，進一步去更深入的蒐集資料、分析資環境行動料，擴大自己對環境問題背景及發生技能因素的瞭解。 ◆利用 google map 進行環境瞭解後，環境行動實地進行調查，並將所得資料登入回經驗 google map 之中，進行分享與討論。. - 32 -. 使用案例 ◆由水土保持局所設立的 google earth 展示平臺，瞭解石門水庫集水區的治理工程點分佈情形。 ◆石門水庫集水區土石崩塌規模的情形。 ◆產業道路開發與崩塌地發生的關連性。 ◆河川與崩塌地發生的關連性。 ◆地質地形與崩塌地發生的關連性。 ◆攔砂壩興建必要性與否的問題。 ◆水庫泥沙淤積是否該整治以及該整治到什麼地步的問題。. ◆使用表格數據進行集水區水文和雨量分析 ◆搜尋中央氣象局資料、地質調查所資料、水文水資源資料管理供應系統等。 ◆利用 google map 找出欲探究的點位，如匹雅溪流域、義興等地。 ◆利用訪問不同角色的方式，瞭解爭議點所在，並將資料登入網站中。.

(33) 教學的意義，並不只是「知識的傳輸」，而是在引導學生學習如何學習（王美芬、熊召弟，1995）。研究者認為採用網路合作學習來進行地理環境教育的教學，學生可以隨時隨地參與多元化的討論，並選擇適合的地理環境議題相關資料，組織成員可以隨時針對地理環境議題進行對話與資料分析。經由老師提供教學任務，學生經過分組後，彼此協力完成共同學習、解決問題、分享知識等工作之後，進而提升學生在環境議題學習的技能及對相關環境議題產生自己的信念與價值。. - 33 -.

(34) 第三節石門水庫集水區環境議題探究一、環境議題環境事件會引發種種環境問題，而解決問題的方法又因各相關成員所持立場和價值信念不同而衍生爭議，這種造成爭議的環境問題稱為環境議題(Hungerford, Litherland, Peyton, Ramsey, Tomera ＆ Volk, 1985)。黃朝恩(1995)指出環境議題是指人類過度利用環境的結果，往往衍生出許多環境問題，其中有一些問題具有爭議性，並無一致的看法。因此，環境議題即是在社會與生態方面，與環境有關的重要問題，還包含人們不同的價值觀(Hungerford, Ramsey ＆ Volk, 1990)。不同的文化脈絡，不同的生活場景，影響著人們的價值判斷。面對一個環境議題，這些價值觀影響著他們看待環境議題的角度。環境議題教學是環境教育的一環，而環境教育的宗旨，主要在引導人們瞭解人在自然與社會環境中的角色與互動關係，增進相關的環境知識、技能與倫理，以期有共識地參與環境保育工作，並保護人類社會的生活環境，進而維護自然環境的生態平衡(汪靜明，2000)。 Ramsey(1993)認為環境議題就是在社會與生態上，與環境有關的重要問題，其中還包括人類不同的信念與價值觀。所以環境議題呈現幾種特點，值得環境教育工作者注意 (Pennock et al, 1994)：1.環境議題是複雜的，其牽涉的問題包括經濟、社會、文化、科學、政治與環境等。2.議題中包括多種立場與觀點。3.瞭解環境議題的情境，更勝於只瞭解環境議題的事實，並鼓勵教學過程中運用不同的觀點進行探索。4.環境議題可以用多種方法來解決。5.解決環境議題的過程是不間斷的，解決一個問題後，會遇到更新的挑戰與更多的資訊。國內外的環境教育學者介入研究(Ramsey & Hungerford, 1990；Ramsey, 1 993 ; 許世璋，2001)顯示，注重「環境議題調查與行動技能培養」的教學模式，可有效提升學習者的內控觀、採取環境行動策略的知識與技能、以及環境行動。由於環境教育重視環境的整體性，是科際整合式且強調問題解決的教育(楊冠政，1997)，而透過環境議題來訓練學生們的調查分析能力，進而提出環境行動策略，這是一種能滿足環境教育精髓的教學方式。美國境內有一個推動環境教育的策略，此策略是以環境作為課程統整情境內涵的教學(using the environment as integrating context for learning，簡稱 EIC)，即是以學生的. - 34 -.

(35) 生活環境作為統整學習的素材，過程中學生能夠獲得自我學習的能力，不僅能夠提升學習的成效更能夠從中培養正確的學習態度。不同文化的北歐幾個國家利用 Action Competence 的模式來推動環境教育，「行動」（action）是為了解決環境問題而產生的「有意識」、「有目的」的行為；「能力」（competence）則是指個人本身相信自己能夠且願意去改變現況。Action Competence 讓學生以環境議題和其他相關議題當作學習的題材，透過公眾討論，進而達到環境教育的訴求，這種策略的學習在這些國家中是優秀公民的必備工具之一(陳佩正，2001)。汪靜明(2000)亦指出環境教育的發展目標，在於人類面對與處理環境議題時，能採取適當的環境決策與行動，以兼顧生態、經濟和社會的永續發展。研究者於 2008 年 3 月份曾造訪日本琵琶湖博物館，日本人稱琵琶湖為 mother lake，琵琶湖曾經受過相當嚴重的污染，但經過幾年的整治，目前整體環境已經改善許多，也發展出一套完整的環境教育系統（附件十），以培育在地學生具有環境行動能力為主要目的。故研究者認為環境議題教學的主要目的在培養學生面對環境問題時有正向的處理態度與解決問題的能力。. 圖 2-3-1 日本琵琶湖願景圖. 二、集水區環境議題集水區是針對某條河溪而言，在某定點以內匯集該河流地表水的區域，其常被視為地形與水文單元。水庫集水區為重要之水源涵養及水土保持地區，研擬水庫集水區管理改進措施以維護水庫集水區及下游地區人民生命與財產之安全，實為政府之職責。臺灣集水區生態保育的範疇，現階段主要係由經濟部水利署(主管水庫、河川、水源等)、. 圖 2-3-2、地球生物圈自然與人文環境組成結構與生態關係（汪靜明，2003）. 農委會水土保持局(主管野溪、治山防災、山坡地管理等)、農委會林務局(主管森林保護、林地管理等)等中央機關分工主管與執行相關業務推動(汪靜明，2006)。. - 35 -.

(36) 汪靜明(2006)提及在集水區保育上，可以區分為新舊思維。舊思維是將環境問題區分為獨立互不相關的生態危機與人文災變。而集水區生態保育新思維，則是應由不同價值觀的社群去參與及研擬水土保持與生態保育的策略。並以臺灣集水區保育工作為範疇，提出水土關連的環境生態與棲地生態概念、水土生態關連. 圖 2-3-3 集水區 EQ 的生態管理方程式 (汪靜明，2006). 的生態保育理念，並以集水區的生態管理方程式 ΣEQ＝環境基質＋〔環境生態指標（水土林動人）〕×〔生態管理變因（人事時地物錢情理法變）〕，說明集水區生態品質及其生態管理理念。此也可說明集水區環境議題發生的複雜性。在黃兆慧(2002)《臺灣的水庫》一書中提及集水區管理不易的原因很多，包括以下四點：1.相關法規管理條文瑣碎。2.人民守法觀念差，造成集水區違法事情層出不窮。 3.集水區跨越行政區域，不易管理。4.水庫管理單位對集水區有責無權。關於集水區經營管理的課題，研究者整理水環境研究中心(WERC)所提及之課題，整理成以下三點： 1.集水區管理法令，無法整合：水庫集水區管理牽涉的法令很多，在執行權限分配上，相關業務單位林立，容易推諉責任，也可能導致協調不易。水庫集水區是否能分區、分程度管制(如德國集水區內土地一般分為三個地區，管制由內圈到外圈逐步放寬)及是否要在行政組織上設計，使河川流域管理局就水庫集水區管理問題有決策權等問題。 2.水庫集水區整治問題：臺灣許多水庫集水區皆面臨到在地居民開發坡地的問題，應在污染地區實行總量管制(亦即採用經濟誘因手段)，或非點源控制(nonpoint source control) 以達成最佳管理作業(BMP, Best Management Practices)的目標。 3.土地使用權問題：集水區整治上，水土生態保育的新思維，須整合水、土、林各方面作整體有效之生態管理(汪靜明，2006)。在關於原住民保留地方面，其使用權仍屬於原住民，但數十年來已因私下移轉而有事實變更。在原住民「還我土地」運動下，如何因應激烈的土地所有權，仍有相當大的討論空間。. - 36 -.