第一章 緒論
第一節 研究背景與動機
邁入二十一世紀後，整個世界的變化越來越快了。處在這個多變的 世界中，具有競爭力的國家方能免於遭到淘汰，而欲強化國家競爭力，
則必須著重國家的整體發展，其中創造力便是促進國家發展的關鍵要 素。
創造力是現代教育與心理學領域中經常討論的主題，創造力的發展 肇始於 Guilford 在 1950 年對美國教育課程之建議，希望能以其設計之 智力結構模式，將擴散性思考等能力納入其中。Osborn（1953）更提出 有效的創造思考技巧，稱為腦力激盪術，之後 Parnes（1967）受其影響 將此應用於問題解決，稱為創造性問題解決，開啟創造力應用的熱潮。
從心理學的角度來看，人類為了解決問題，必須經常運用到創造 力，所以，心理學家認為創造力乃是由認知結構的轉變所造成的，特別 是遇到困難時，常會藉由思考的方法來達到解決問題之目的。Guilford
（1967）認為創造力是人類心智中最為複雜的能力，必須將已有的知識 及經驗加以轉換，產生新的產品或反應。Ausubel（1978）則認為創造 是指能把認知結構中各種彼此關係很遙遠的觀念用來解決問題，而認知 結構中有關各種轉換的規則、觀念，事先是不知道的，也是不明顯的。
由兩位學者的解釋可以清楚得知，創造力的學習乃建立在認知結構對各 種內部或外部刺激的轉變過程，在各個學習階段都可能發生，終其目的 則在解決問題（吳世清，2001）。綜合以上所述，學生創造力與問題解 決能力的啟發與學習切關係，不容忽視，且此種能力可由適當的教育與 訓練的方式加以培養（Torrance，1972；Guilford，1968）。
科技教育是一門重視學生之創造力的學科，從幾位學者對科技及科 技教育所下的定義中可窺知一二：「所謂科技，可說是一種人們利用知
識、創意和機具，改變材料（或資料）的形式（或性質），以增進其實 用價值的活動，所以特中創新與行動（李隆盛，2000）。」美國「全美 國民科技教育專案」（Technology for All Americans Project，TAA）對於 科技所下的定義為「人類行動的創新」（Human innovation in action）
（ITEA，1996）。紐西蘭教育部在科技教育課程規劃報告書中亦界定：
「科技是一種具有創造力的、有目的的活動（王鼎銘，1999）。」從上 述幾位學者的定義即可看出，其實科技教育早已包含「創造」的概念，
教授科技教育，當然就等於教導學生如何創生、運用資源、解決問題等 相關「創造思考」。人類的科技演進，正是一部不斷創生、改良的歷程，
因此運用科技史課程來教授科技，來讓學生瞭解前人們如何思考、創 新、改良產品，進而試著仿效、理解，此對學生之創造力是有助益的。
近年來，國內外相關的科學史課程研究對學生之影響影響日益增 多，如：洪振方（1998）著重在探討「科學史融入科學教學」；許良榮、
李田英（1995）著重在探討「科學史在科學教學的角色與功能」；陳和 玉（1998）著重在探討「科學史融入高中物理之教學方法研究」；陳淑 媛（1996）著重探討「融入科學史於高中基礎理化教學之行動研究」；
陳勇志（1997）著重在探討「融合科學史於國中理化科教學之評估研 究」；陳麗瑛（1998）著重在探討「科學史、哲融入生命科學通識教育」
等。
此外，針對科學史對學生創造力影響之研究，亦有吳淑芳（1997）
所進行之「透過科學史探究活動開發學生創造力之研究」，其研究主要 是以問題導向學習與合作學習進行創造思考與情意教學，開發學生之創 造力。研究結果發現：活動過程中學生表現出高度的學習興趣，能夠主 動思考並積極參與，進而發現或創造屬於自己的知識。在創造性的認知 行為方面，學生能夠運用並表現其思考的流暢性、變通性、獨創性與精 密性；在創造性的情意行為方面，學生於活動結束後，在創造性傾向及
其中冒險性、好奇性皆有所提升。
科學史之相關研究已有許多專家學者投入，但反觀國內科技教育，
似乎不見任何科技史相關的課程、研究或教材。現在的科技教育內容主 要著墨於現代的科技，鮮少看到教師利用科技發展史的觀點來教授科技 的。畢生從事科技史研究與教學的 George Sarton 即特別強調科技史的 重要意義，其認為科技史是人類文明中最重要的一部分，因為科技史是 唯一能夠確切地反映出人類進步的歷史，不了解科技史，就不可能真正 理解人類的歷史（韓復智，1995）。
其實綜觀人類歷史，可以說就是一部科技發展史，而科技亦為社會 文化發展的強大動力，是生產力的基礎，一項科技產品的發展過程，勢 必是經過多次的改良、創新以及挑戰，才能不致被淘汰。這樣的歷程是 如何創生？整個物質世界是如何演變成今日的形貌呢？為何這個器物 的形貌不是另一種樣子？過程演變到底如何？同樣功能的器物在不同 的文化中有不同的形貌，這過程發展又是如何呢？西方的叉子和東方的 筷子的發展原理是否相同？西方的鋸子靠推力切割，東方的鋸子靠拉力 切割，有什麼歷史能解釋呢？其實一項科技的發展演進過程，至少有上 述幾項問題可以供做討論讓學生思考，其中的過程、創意、比較、改 進…，都是很好的一個可提供學生認識科技、發展創造力的科技教育課 程內容。
九年一貫課程綱要的基本理念中說到：「教育之目的以培養人 民……判斷與創造能力…」，其中自然與生活科技能力指標和實施要點 中亦有提到如何讓學生瞭解科技的本質：「認識科技的演進與發展及它 對我們的影響」、「創造發明的故事…」，可知科技發展史已列為學校自 然與生活科技學習領域中，應該教授的內容，也是必須關注的一環。
對科技史的研究，不僅能幫助我們深入瞭解科技的起源和發展經 過，更能從以前創造和發明成功的因素中獲得啟發，從失敗的原因中吸
取教訓，以便為進行中的科技研究和發展、科技政策與管理提供一些寶 貴的經驗，作為參考，以助於工作的進行（韓復智，1995）。同樣的，
引進科技史教材於科技教育中，對於提升學生的科技素養亦是有幫助的
（蔡東鐘，2002）。
從科技發展史的探討，可以讓學生體會到前人們面對科技問題時的 各種創造思考，學生經由這樣的創意思考、解決問題之認知見習，將有 助於其本身領悟問題解決的方法以及過去人們創生的歷程。故本研究即 以根據創造性問題解決策略（CPS）所發展科技發展史課程為主軸，探 討此課程是否對學生之創造能力有所助益，除了作為科技教育教學領域 之參考外，更希望能夠藉由教材內容與教學方式的不同，提供更多樣的 學習內容，以培養學生創造思考能力。
第二節 研究目的與待答問題
本研究旨在探討透過科技發展史課程對於中學學生創造力之學習 發展情形，並根據實驗教學來評估此一「科技發展史課程」對國中學生 創造力之影響，以提供教師或學生在教育上應用之參考。
壹、研究目的
本研究係於九年一貫「自然與生活科技」課程中，實施研究者所發 展之「科技發展史」教學課程。其欲達成的研究目的如下：
一、開發科技發展史教學課程。
二、評估科技發展史課程對學生創造力認知發展之影響。
三、評估科技發展史課程對學生創造力情意發展之影響。
四、探討學生對科技發展史課程之學習反應。
貳、待答問題
根據上述的研究目的，本研究提出的待答問題為：
一、激發學生創造力的科技發展史課程示例為何？
二、科技發展史課程對學生之創造力認知發展是否有顯著影響？
三、科技發展史課程對學生之創造力情意發展是否有顯著影響？
四、學生對科技發展史課程之學習反應為何？
第三節 研究方法與步驟
本研究旨在開發科技發展史之教學課程及教材，並經由實徵研究，
從研究者設計之實驗活動中，分析探討學生之創造性認知及情意行為以 及學生的學習反應。
壹、研究方法
本研究主要採用之研究方法為文獻探討、質性研究法。所使用的工 具包含質與量的研究工具，採用這種方法的原因在於研究者期望綜合運 用多種的研究方法與工具，能有助於探索出研究現象中的多元情況，而 且此方法更具備開放性與彈性，研究者可以使用有助於理解各種研究現 象之各種工具。
一、文獻探討：
根據研究目的蒐集相關的「科學史與科技史研究」之文獻資料，
並分析、選擇合適之教學模式，以發展科技發展史教案及教材。
二、質性研究法：
此部分主要目的為蒐集研究相關質性與量化資料，以瞭解科技發 展史課程對學生創造力之影響與其學習反應。量化資料研究工具主要 以威廉斯創造力量表為主，其目的在瞭解學生創造力認知及情意的發 展情形；質性研究工具結合各種搜集資料的方法，如：參與觀察法、
深度訪談法及問卷調查法等，進行時效性的資料收集，並提供適時的 回饋，以瞭解學生創造能力以及學習反應。
（一）威廉斯創造力量表：
主要採「單組前後測設計」，用於測量學生之創造性認知及情 意行為。
（二）參與觀察：
於學習者進行學習的過程中，研究者在學習的場所中進行觀 察，並將觀察結果以事件（學生行為）的方式，真實紀錄下來，
以瞭解學生對科技發展史課程的興趣、動機、態度等學習反應。
（三）教室觀察記錄：
研究者在進行教學之同時皆有隨時簡要記錄教學日誌，並對 整班上課情況進行錄影及針對學生發表與面談輔以錄音，並轉錄 成文字資料，以供教學改進參考。
本研究中，研究者將透過實際教學活動、錄影資料、錄音資料 配合回收之作業、學習反應問卷等進行分析。
（四）深度訪談：
於單元課程結束後，研究者先將學生「威廉斯創造力量表」
前後測成績差異取百分等級，再選擇百分等級達九十以上之學生 進行訪談，以瞭解學生在課程中所遇到的學習困難、學生無法透 過問卷表達的想法以及對於此課程之學習反應。
（五）問卷調查：
問卷調查主要為學習者學習反應問卷，待課程結束之後，對接 受本課程實驗之學生進行問卷調查，以分析瞭解學生對於本課程 之學習反應。
貳、研究步驟
一、文獻探討與擬定研究計畫
（一）文獻蒐集與探討：蒐集國內外科技史與科學史課程與創造力 之相關研究報告、論文、期刊、雜誌，加以分析與探討。
（二）擬定研究計畫：經文獻探討與分析，決定研究目的、研究問 題，進而擬定研究步驟與進度，以確定研究計畫。
二、研究工具與教材開發
（一）選取林幸台、王木榮（1994）所修訂之「威廉斯創造力量表」。
（二）參考張志豪（2000）之「高中生活科技課程學習反應調查問 卷」，改編成「學習反應調查問卷」。
（三）開發「科技發展史」課程及相關教材。
三、正式實驗
（一）選取受試者：根據研究者需求以及現實考量，選擇最適當之 研究對象。
（二）安排教學進度：編制科技發展史教學計畫，擬定課程實施時 間及實施週數，安排教學進度。
（三）實施前測：正式實驗前，學生接受「威廉斯創造力測驗」。 1. 實施實驗教學：正式實施科技發展史課程。
2. 實施「威廉斯創造力測驗」後測。
3. 實施問卷調查：針對學生學習反應部分，實施問卷調查。
4. 深度訪談：選取「威廉斯創造性思考活動」前後測結果 差異較顯著者進行深度訪談。
四、撰寫研究報告
（一）資料分析與整理：整理與分析蒐集到的所有資料，並與研究 目的作相關結果分析探討。
（二）研究結果撰寫：實驗教學完成後，針對研究結果，撰寫研究 報告，完成論文。
參、研究步驟流程圖
文獻探討與擬
定研究計畫
研究工具與
教材開發
文獻蒐集與探討
擬定研究計畫
編制教學方案
測量工具之取得與修訂
安排教學進度
實施前測
實施實驗教學
實施後測
實施問卷調查
深度訪談
資料分析與整理 實
驗教學
選取受試者
撰寫研
究報告
研究結果撰寫
教室觀察
圖 1-1 研究步驟流程圖
第四節 研究範圍與限制
壹、研究範圍
本研究之科技發展史教材主要以「運輸科技」領域為單元範圍。
採用此領域主要是由於運輸科技之發展歷程最能表現科技發展史之 階段性問題解決過程，且與學生之生活經驗亦較為相近，學生可以做 較深入的思考與改進。
貳、研究限制
一、本研究非量化研究，因此不適宜做為一般廣泛性推論，但其研究 結果及發現可做為相關研究之參考。
二、本研究不針對學生科技概念及科技素養部分進行討論，純粹探討 科技發展史課程對學生「創造力」的影響。
三、科技發展史中關於科學原理的部分，研究者並不加以強調，故學 生思考範疇可能有所侷限。
四、於問卷調查部份，無法全部排除以猜答或任意作答的填寫因素。
第五節 重要名詞解釋
一、科技發展史：
科技發展史是指在一段主要時代內，所發生的具體事件或產生的 里程碑。學習科技發展史，可以幫助人們透過發明和革新來瞭解現今 的周遭世界是如何依序形成的。探討過去的事件，人們可發現可能促 進未來發展的模式（ITEA，2000）。
二、創造力：
本研究所稱之創造力，為 Williams 認知情意互動模式第三層面
－學生行為的意義（林幸台、王木榮，1994），包括創造性的認知行 為與創造性的情意行為兩方面，本研究將分別針對創造性的認知行為 與創造性的情意行為作分析討論。
三、創造性問題解決（CPS）模式
創造性問題解決模式是由美國學者帕尼斯（Parnes，1967）所發 展，此模式特別強調問題解決者在選擇或執行解決方案之前，應儘可 能想出各種及多樣的可能方法(陳龍安，1998)。本研究發展之教材所 依據的CPS 模式主要為1985年Isaksen 和Treffinger 發展出之三成 分、六步驟模式（表1-1），其中每步驟均包含擴散式與聚斂式思考。
表 1-1 CPS 三成分六步驟
步驟一 亂中尋序
（Mess Finding）
擴：從無思緒的困惑中搜尋相關的經驗、角色、情 境等，以展開過去的體驗，尋出問題解決的機 會。
聚：以廣泛、簡捷、有力的語詞敘述困惑，並建立 一個概括性的問題解決目標。
步驟二 資料搜尋
（Data Finding）
擴：搜集大量資料從各種不同的觀點透視問題情境 並廣尋不同的資訊、印象與感覺。
聚：確定與分析重要的資料以引導問題的開展。
Ⅰ 瞭 解 問 題
步驟三 發現問題
（Problem Finding）
擴：產生許多問題的可能敘述。
聚：建構或選擇一個特殊的、具有解答效益的問題 敘述。
Ⅱ 產 生 構 想
步驟四 尋求構想
（Idea Finding）
擴：提出許多的、不同的、獨特的可能解決問題的 構想。
聚：選擇似乎最有希望解決問題或有趣的構想。
步驟五 發現解答
（Solution Finding）
擴：列出許多可能評估構想的評鑑標準。
聚：選擇一些可評估、增強、精鍊構想的重要評鑑 標準並評估構想。
Ⅲ 活 動 計 畫
步驟六 尋求接受
（Acceptance Finding）
擴：考慮支持與反對的可能來源也極確認可能執行 的步驟。
聚：面對最有希望的解答，並準備執行特殊的計畫。
資料來源：Isaksen ＆ Treffinger, 1985
四、學習反應
本研究所指學習反應為學生參與科技發展史課程時對課程學習 之態度、興趣及參與程度等，為研究者進行觀察紀錄所得之研究結 果。
