教育部教學實踐研究計畫成果報告(封面)

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教育部教學實踐研究計畫成果報告(封面)

Project Report for MOE Teaching Practice Research Program (Cover Page)

計畫編號/Project Number:PGE1080040

學門專案分類/Division:通識(含體育)

執行期間/Funding Period:2019-08-01-2020-07-31

合作學習在跨域共授課程之探究

An Examination of Cooperative Learning in Cross-Disciplinary and Co-Teaching 紅樓有夢 x 科技有愛

The Dream of the Red Chamber. x The Love of Science and Technology.

計畫主持人(Principal Investigator):朱志明 助理教授 共同主持人(Co-Principal Investigator):朱嘉雯 副教授

執行機構及系所(Institution/Department/Program):國立宜蘭大學/資訊工程學系 成果報告公開日期:2020.9.21

立即公開

延後公開(統一於 2022 年 9 月 30 日公開)

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繳交報告日期(Report Submission Date):2020.9.20

(計畫名稱:合作學習在跨域共授課程之探究/Title of the Project:An Examination of Cooperative Learning in Cross-Disciplinary and Co-Teaching)

一. 報告內文(Content)(至少 3 頁)

1. 研究動機與目的(Research Motive and Purpose) 1.1 研究動機

為結合個人在中等教育的資歷與教學專長,本人從攻讀博士學位至今,皆以資訊教 育相關領域做為在高教端的學術研究主軸,目前除了在宜蘭大學資訊工程學系負責微處 理器系統(及實驗)、數位邏輯設計實驗、電子電路、社會網路分析、互動式系統設計及 數位科技實務實驗等專業課程,也支援外國語文學系及經濟管理學系的「資訊應用與素 養」課程長達 14 學期,該課程為全校通識大一必修課程,其授課教師除電資學院所屬學 系外,其他學系大都為非資訊專長教師支援授課,而本人為少數具資訊專長支援授課的 教師之一。近幾年來有鑑於大學教育強調學生對於跨領域學習的重要性,各大學紛紛開 設跨域共授課程,本人也於 106 學年度第二學期及 107 學年度第一學期,經過審慎評估 與嚴謹設計,分別開設「紅樓有夢 x 科技有愛」及「三國的大數據時代」等兩門跨領域 共授通識選修課程,兩門課程共吸引 48 位學生選修,修課學生有來自各學院、學系及年 級,其中男女性別與各種專業專長皆有,然而或許是初次開設及學生首次學習跨域課程 較不習慣,本人在上課期間觀察學生對於分組方式、上課時間及課程內容等議題,有較 兩極的反應,尤其是在分組方式上,學生的意見明顯不同,因此為提高兩門跨域共授課 程之學生學習成效與教師教學品質,本計畫擬針對兩門跨域共授課程,提出學生同質性 及異質性分組合作學習之教學實踐與研究計畫,以釐清及改善跨域共授課程的教學品質,

做為本校或友校開設此類課程之參考,此為本計畫之提出動機。

1.2 研究目的

本人在 106 學年度第二學期及 107 學年度第一學期,分別開設「紅樓有夢 x 科技有 愛」及「三國的大數據時代」等兩門跨領域共授通識選修課程,上課期間觀察學生對於 分組方式、上課時間及課程內容等議題,有較兩極的反應,尤其是在分組方式上,學生 的意見明顯不同,為提高兩門跨域共授課程之學生學習成效與教師教學品質,本計畫擬 針對兩門跨域共授課程,提出以「合作學習在跨域共授課程之探究」為題,利用開課期 程進行教學實驗,了解學生透過分組合作學習時,在同質性及異質性分組之學習成效,

以釐清及改善跨域共授課程的教學品質,做為本校或友校開設此類課程之參考。

2. 文獻探討(Literature Review) 2.1 合作學習

合作學習不只可以增進學科方面的學習效果,也以促進社會及情意方面的學習成效,

是一種非常適合在教室分組討論教學的方法(Johnson & Johnson,1990、1994;Slavin,

1995)。合作學習運用於教學的成效歸納為以下幾個方面:(1)提升語文能力與學業成就:

從 Johnson &Johnson(1994)研究結果可知,合作學習對學習成就具有一定的影響力;而 Slavin(1995)也指出大部分參與合作學習的學習者之學習成就高於個別 學習,張秀梅 (2003)研究發現雖然同質分組、異質分組與縮小異質能力分組三種分組方式對學生的學 習成效沒有明顯差異,但是在詳細分析後發現高成就學生在同質分組表現較好,低成就

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學生在異質分組表現較好,而縮小異質能力分組對一般程度學生較為有利。林再山(1998) 研究發現,學生普遍認為腳本合作學習有助於閱讀表現,提供觀察及模仿機會,有助於 未來其他方面的學習。(2)增強學生學習動機:王金國(2003)及張正仁(2005) 研究發現,

透過合作學習方式,學生對於學科內容明顯呈現積極且正向的學習態度,也因此增強了 學習動機,也將學習成果反應在學業成就及能力的提升表現上。秦翠虹(2003)研究結果 顯示在英語學習方面,小組學習增進學習者對教材的記憶及更深層的瞭解,增進學習氣 氛,提昇學習成效,同時合作學習增加同儕互動的機會及課後練習的頻率,同儕支持與 協助幫助低成就學生學習,減低學習焦慮的問題。劉青欣(2003)研究結果顯示,學生在 合作學習情境下,對於英語學習也更有興趣,實施合作學習之後,學生的學習態度顯得 較為主動、積極,學生具有自主學習的能力,而教師在不斷反思、改進中,教學專業更 為成長。張秀梅(2003)指出大部分學生認為競爭比合作對學習較有助益,而合作比競爭 更能使他們快樂學習。劉紹廷(2004)研究結果也認為合作學習的教學方式,使師生的互 動順暢、學習氣氛佳,間接提高了學生學習的動機。(3)促進同儕互動與交流:合作學習 即透過同儕互動與協助方式精熟學習學科內容,Johnson&Johnson 研究顯示合作學習對 人際關係、社會支持、社會技巧能力等具有一定的影響力。劉青欣(2003)也認為在課堂 上發言或發問的情形增加,而且不僅能體認自己的學習責任,也會關心同儕學習情況,

合作學習能增進同儕彼此良性互動之機會,異質分組之方式,使學生有機會與平常較少 互動的同儕相處,有助於學生人際關係的拓展。從國內外的相關研究得知,合作學習的 應用在學習成就表現上,確實有相當的效果,對增進同儕間人際關係與社會技巧方面也 有成效,另外學生也對學校、教師與教材有正面的肯定。國內的研究則著重於學業成就 的探討,大都驗證了合作學習對促進學生學業成就有積極的效果;在同儕關係方面也有 許多研究顯示合作學習亦能增進學生同儕的互動。

2.2 社群知識建構理論

社 群 知 識 建 構 理 論 係強 調 學 生 從 社 群 互 動 中 建 構 新 知 識 (Leach & Scott , 2000;

Lochhead &Yager,1996),該理論在社群討論與知識建構主義相關文獻中已被廣泛討論 (Allchin, 1999; von Glasersfeld, 1993),讓學生在學習時透過討論和分享以激發出各種想法,

則是促進知識建構的重要教學方法之一(Scardamalia,2002),而使用電腦網路社群媒體,

做為教學活動中學生的討論平台,對於促進學生在合作學習上建構更深層的社群知識有 顯著的成效(De Smet, Van Keer, & Valcke, 2008; De Wever, Van Keer, Schellens, & Valcke, 2009; Hou, Chang, & Sung, 2008; Noy, Chugh, & Alani, 2008),然而互動的方式不同,需要 的電腦通訊媒體就不同(Walther & Parks, 2002),一般來說可以分成同步和非同步兩種,

兩種方式各有其特點和限制(Branon & Essex, 2001; Johnson, 2006),可視教學實際需要選 擇使用。非同步電腦通訊媒體為非即時性通訊,可隨使用者方便的時間和地點,透過電 腦網路上線使用,如:線上論壇等,其缺點是在使用時無法讓學生得到立即回應(Sabau, 2005),優點為可以讓學生有較多的時間來思考反應討論的話題進而產生深層思考,但因 缺乏即時的互動導致討論品質欠佳(Branon & Essex, 2001),形成所謂的單向討論(Card &

Horton, 2000; Wang & Woo, 2007),也降低了在線上討論時的回應次數(Schellens & Valcke, 2006)。同步電腦通訊媒體則為即時性通訊,使用者需在現場以文字或視訊方式通訊,雖 然其受到時間和地點的限制,但能彼此以文字、圖片、聲音或影像即時互相溝通,達到 即時討論即時回饋之目的,如:Messenger 或 LINE 等即時通訊軟體,而同步通訊媒體 中之即時影像會議,因受限於電腦網路頻寬和品質,尚需加強相關技術和材料外,其餘 文字、圖片與聲音等即時傳輸技術已十分成熟,目前已廣泛應用在各種教學活動中(Yang, Guo, & Yu, 2016)。

2.3 線上討論與內容分析

線上討論雖然可以和問題導向式學習和專題式學習等各種不同的教學策略結合 (Gilbert & Dabbagh, 2005; Kanuka, Rourke, & Laflamme, 2007; Sung, Chang, Chiou, & Hou,

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2005),但在實際進行線上討論時,因其內容是動態而複雜且不斷更新又難以掌握,讓教 師對於學生在討論時會發生甚麼狀況很難預測和掌握,對於如何方能提升學生的線上討 論品質也覺得很吃力(Mazzolini & Maddison, 2007),如果太強調要老師做好學生線上討論 品質的把關工作,可能會減弱教師使用線上討論平台作為提升學生學習成效的動機,而 透過分析學生在線上討論的過程、內容和行為模型,可以清楚理解學生在社群討論時,

所出現的知識建構情形和同儕合作之過程(Hou, Chang, & Sung, 2007; Hou, 2010),如此的 分析結果是在學習科技上的重要發現,還可以為教師提供更佳的教學策略以提升學生的 線上討論品質(Hou & Wu, 2011)。有研究指出線上討論時若經常被打斷或插話也會影響討 論品質(Hewitt, 2005),也有許多研究使用不同的教學非同步討論策略來探討學習者的行 為 模 型 (Hou et al., 2007, 2008; Jeong, 2003) , 這 些 研 究 結 合 量 化 內 容 分 析 (QCA, Quantitative Content Analysis)的編碼(Coding)和量化分析以及滯後序列分析(LSA, Lag Sequential Analysis)來探討其討論品質(Bakeman & Quera, 1995; Hou, Sung, & Chang, 2009a; Hou, 2010; Hou, 2015),這種方法可以讓研究者了解學生在線上討論時的知識建構 內容,也可以使用統計方式了解學生在固定時間區段的各種討論行為, 而序列分析則可 以看到視覺化的行為序列模式,如:學生的討論內容在各個編碼的顯著與否(Wang, Anderson, Chen, & Barbera, 2017)。目前已有許多研究都聚焦在非同步討論的行為分析方 法上來探討行為模型(Hou, Chang, & Sung, 2009b; Hou, 2010, 2011)。另外同步線上討論應 用在教育方面,已經有許多人員投入研究( Anastasiades, Filippousis, Karvunis, Siakas, Tomazinakis, Giza & Mastoraki, 2010; Chen, Chen, & Tsai, 2009; Hwang & Yang, 2008; Juan, Carmen, & Jesus, 2006; Schallert et al., 2009),其研究重點不外乎是在同步通訊軟體中的即 時互動,與即時性的資訊分享和回饋,此外也增強學生的團隊決策能力和腦力激盪技巧 (Branon & Essex, 2001),以及發展學生的提問技巧(Wang, 2005);研究人員也發現同步線 上討論在教學情感方面的輔助效果,如:教師能即時了解學生的學習態度(Hwang & Yang, 2008),另外有一些研究人員也參加同步線上討論(Hrastinski, 2008; Cheng & Hou, 2015)以 及活動參與和學習成效兩者之間的關聯性(Holliman & Scanlon, 2006),其他還有學者在教 學和討論裡比較同步和非同步討論之差異(Johnson, 2008; Robert, Philip, Yiping, Evgueni,

& Anne, 2004; Schallert et al., 2009)。然而與非同步討論的研究相比,社群知識建構和同 步討論的行為模型分析的研究就比較少,有一些研究人員參與同步討論的研究(Holliman

&Scanlon, 2006; Hrastinski, 2008),但是缺乏對這些討論的過程和行為模型做深入分析,

因此使用社群知識建構編碼(Gunawardena et al., 1997)進行定量內容分析和序列分析,可 以探索社群知識建構的模型、特點和局限性,包括資訊比較、澄清不同觀點、聯合知識 建構、驗證知識和創建知識等等。行為模型允許我們進一步理解同步討論中的互動情形,

同時也為教師在進行同步討論和設計更好的教學策略上,提供重要的參考(Hou & Wu, 2011)。在非同步線上討論的議題上,過去的研究也探討到一些限制(Card & Horton, 2000;

Hewitt, 2005; Sabau, 2005; Schellens & Valcke, 2006; Wang & Woo, 2007),如:缺乏即時的 社群互動,而在合作學習上,組員之間是否能有即時的互動是影響小組討論品質的重要 關鍵之一,所以有研究指出有關群組之線上討論,應採用可以即時通訊之同步討論軟體 為佳(Isaacs, Walendowski, & Ranganathan, 2002; Nardi, Whittaker, & Bradner, 2000)。

透過同步線上討論中的行為模型和社群知識建構的實證觀察和分析,我們可以更理解在 使用即時通訊工具同步線上討論活動時的整個過程,包括其協調方法、知識建構程度以 及小組高低討論品質之間的差異。

2.4. 心流狀態與心流經驗

根據 Csikszentmihalyi(1975)的定義,心流是形容一個個體展現內在動機的感受,當個 體處於心流經驗裡時,自己的精神會集中,對任何事情幾乎都感覺不到,也不會察覺到 周邊事 物的變化,也就是說心流經驗就是一個人完全投入活動當中,並享受其中的過程,

其只對此活動中的目標有反應(Csikszentmihalyi, 1985)。心流狀態(flow state)是指當個體遇

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到高挑戰性的事物時,以高技能去克服此障礙而進入心流狀態,換句話說,心流狀態是 個體感知技能和挑戰過程的一種狀態呈現(Csikszentmihalyi, 1975)。而心流經驗是個體正 在專心一個活動時,心理上會伴著時間和空間感的扭曲,讓個體的自我意識降低,個體 只要對活動相當的有熱誠 且積極的回應,會使得個體察覺不到與活動無關的知覺與資訊,

個體正在從事的活動變成了目的,即為心流經驗(Csikszentmihalyi, 1997)。Csikszentmihalyi (1990)歸納出心流有明確目標、挑戰與技能倆倆平衡、心力全神貫注於任務、控制感、行 動與意識的結合、外在忽略、時間扭曲及自我成就的經驗等九種特質,人只要有這九個 特質,自然就會進入心流。Csikszentmihalyi 在 1997 年認為個體要產生心流時,會有三 個主要的特徵:1.清晰的目標:若個體對於想要做的事情能有清晰目標,則容易達到進入 心流狀態。2.立即回饋:若個體對於想要做的事情能有立即回饋,能讓自己容易處於心流 狀態。3.高難度挑戰與卓越的能力相互配合:通常挑戰與能力必須盡量平衡,若挑戰高過 於能力,則會對遊戲感到焦慮,若挑戰低於能力,則會讓個體覺得無聊而感到無趣,若 自己的能力低,挑戰難度也低,則會發生較淺的心流,因此必須要以適合難度的挑戰並 有足夠的能力,就可以使個體全心投入遊戲進而引發心流。

3. 研究問題(Research Question)

本人在 106 學年度第二學期及 107 學年度第一學期,分別開設「紅樓有夢 x 科技有 愛」及「三國的大數據時代」等兩門跨領域共授通識選修課程,上課期間觀察學生對於 分組方式、上課時間及課程內容等議題,有較兩極的反應,尤其是在分組方式上,學生 的意見明顯不同,為提高兩門跨域共授課程之學生學習成效與教師教學品質,本計畫擬 針對兩門跨域共授課程,提出以「合作學習在跨域共授課程之探究」為題,利用開課期 程進行教學實驗,了解學生透過分組合作學習時,在同質性及異質性分組之學習成效,

以釐清及改善跨域共授課程的教學品質,做為本校或友校開設此類課程之參考。因此本 計畫之研究問題為:

(1) 探究學生在跨域共授課程採用合作學習之心流狀態。

(2) 探究學生在跨域共授課程採用合作學習之行為模式。

(3) 探究學生在跨域共授課程採用合作學習之學習動機。

(4) 探究學生在跨域共授課程採用合作學習之學習成效。

4. 研究設計與方法(Research Methodology)

為了解學生在跨域共授課程之合作學習分組討論中,以性別、學系等屬性區分成異 質性或同質性分組,其在心流狀態、學習成效與社群網路之表現,擬將選修由本人開設 的 108 學年度第一學期之「三國的大數據時代」跨域共授課程學生做為控制組,另一門 開設在 108 學年度第二學期之「紅樓有夢 x 科技有愛」跨域共授課程學生做為實驗組,

控制組採用同質性分組,實驗組則採用異質性分組,兩組的教學時間都是 12 週,每週 3 小時,共計 36 小時(2 學分),兩組在課堂上以合作學習方式進行分組討論,並將過程全 程錄影和錄音,討論過程中教師皆不予介入,力求收集各組資料之客觀與公平,實驗期 間除收集討論資料外,也會實施心流問卷施測並分析其結果,另外對於影音資料將使用 量化內容分析及滯後序列分析,評估兩組的討論品質和知識建構情形,使用 UCINET 及 NetDraw 分析學生在社群裡的角色。研究架構如圖 1 所示。

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圖 1. 研究架構圖

5. 教學暨研究成果(Teaching and Research Outcomes) (1) 教學過程與成果

A. 完成曹操、關羽、呂布、司馬懿、趙子龍及諸葛亮等六位三國歷史人物行為模式 之大數據分析。

B. 依第 A 點之大數據分析結果,整合完成一個與三國有關的桌遊設計。

C. 集結學生創作之作品,以「三國的大數據時代」於三創圓夢中心陳列展示,作為 本校特色宣傳之一。

D. 於「紅樓空間 x 桌遊創意」單元主題,完成 4 個紅樓空間的桌遊設計。

E. 集結學生創作之作品,以「紅樓夢數位創意作品展」方式,於三創圓夢中心陳列 展示,作為本校特色宣傳之一。

F. 將實驗研究結果整理成論文,發表於國內或國際與資訊教育相關之研討會。(朱 志明*,2020,跨域共授課程之群組討論行為模型分析,第 24 屆全球華人電腦教 育應用大會(GCCCE 2020),2020.09.12-16,中國蘭州西北師範大學。(本人論文 口頭線上發表,2020.09.13))

(2) 教師教學反思

實驗組 控制組

合作學習之異質

性分組討論 合作學習之同質

性分組討論

心流問卷施測 心流及學習成效分析

學生課堂分組討論 及社群角色分析

量化內容分析 滯後序列分析

討論品質 知識建構

行為模型

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因課程由兩位不同專長領域的老師跨域共授課程,往往需要許多時間共備課程,

老師的備課壓力和時間負擔沉重,又因為要讓學生有全面的學習,於作業次數和實作 數量上也要求較多,也造成學生負擔較重,這些都是未來開課時,需審慎思考和重新 調整之處。

(3) 學生學習回饋

學生對教師教學和課程設計的滿意度為 4.32 分(滿分 5 分),質性內容上也呈現肯 定為多,學生對於跨域學習的課程設計,大多表示有學到其他一般課程未學到的面向,

如:與不同領域的同學合作學習、文學與科技的結合與實作等等。

6. 建議與省思(Recommendations and Reflections)

因應前點之「教師教學反思」所述,可適度減少學生的作業次數和實作數量,除降 低學生負擔外,亦可提高作業與實作品質。

二. 參考文獻(References)

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三. 附件(Appendix)

數據

圖 1. 研究架構圖

圖 1.

研究架構圖 p.6

參考文獻

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