資訊科技融入之教學策略研究

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(1)國立台灣師範大學生命科學系教學碩士論文. 資訊科技融入之教學策略研究 The Study on Teaching strategies for the Instruction integrated with Information and Technology. 研究生：賴奕佐 LAI,YI-TSO 學號：692430281 指導教授：張永達博士 CHANG,YUNG-TA 中華民國九十八年七月.

(2) 中文摘要本研究採詮釋性研究方式，探討一位國中初任生物教師運用資訊科技融入生物科教學的策略以及教學信念，並歸納影響個案教師融入教學策略的因素。研究者針對個案教師進行課室觀察、訪談、問卷調查並蒐集相關的教學檔案，進行資料詮釋與分析。研究結果發現：個案教師對於資訊科技融入的教學信念呈現正向、有效運用的態度。認為資訊科技是教學輔助工具，可以有效率呈現資訊，節省教學時間。融入教學的模式是以直接式的教學模式為主，具有結構化的教學流程，並利用多媒體教材清楚的呈現學習目標。而融入的教學策略包含：製作教學素材、建立個人教學資料庫、利用多媒體教材的輔助引起學習動機、輔助教師講述教學、增進學習保留以及提供多元的教學表徵，例如：示範、例子、圖式、模擬演示、預測等。影響融入教學策略的因素包含：教師信念、學生因素、教學知識、對資訊科技設備能熟悉的使用、學校環境、課程內容與進度以及教師的工作負擔。. 關鍵字：資訊科技融入教學、教學策略、詮釋性研究. I.

(3) Abstract This research adopt the Interpretive research to explore the teaching strategies and teaching belief of a junior biological teacher who incorporated the Information Technology (IT) in his/her junior high school biology instruction. Besides, the purpose of this research was to induce the influence factors on the teaching strategy transformation of the case. The researcher carried on classroom observing, interview, and questionnaire investigation and collecting relevant teaching archives to interpret and analyze. The finding results of this research appeared that the case teacher took a positive and effective attitude toward the incorporation of the IT and thought that IT was an efficient teaching assistant to present information and saving the time of instruction. The major way of the case teacher to incorporate IT was directed instruction model which had structural teaching procedures and utilized multimedia teaching materials to show the learning goals clearly. The teaching strategies to incorporate IT included: Making teaching materials, setting up personal teaching database, and utilizing the multimedia teaching materials to motive students, to assist teacher’s lecture, to enhance learning retain, and to provide diverse teaching features, such as: Demonstrate, example, diagrammatic, simulation, prediction etc.. The influence factors on the teaching strategy of the case included: the development of teaching knowledge, the familiar use of the information technological equipment, the support of school personnel, the course content and progress, and teacher’s working burden.. Key words: Instruction integrated with Information and Technology, Teaching strategy, Interpretive research. II.

(4) 內容目次. 中文摘要………………………………………………………………Ⅰ 英文摘要………………………………………………………………Ⅱ 內容目次………………………………………………………………Ⅲ 圖次……………………………………………………………………Ⅴ 表次……………………………………………………………………Ⅶ. 第一章緒論…………………………………………………01 第一節研究背景 ……………………………………………… 01 第二節研究的重要性 ………………………………………… 03 第三節研究目的與問題 ……………………………………… 05 第四節研究範圍 ……………………………………………… 06 第五節名詞解釋 ……………………………………………… 06. 第二章文獻探討……………………………………………09 第一節資訊科技融入教學的目的 …………………………… 09 第二節資訊科技融入教學的教學模式 ……………………… 22 第三節教師於資訊科技融入教學環境下的轉變 …………… 36 第四節教師對於應用資訊科技的信念 ……………………… 41. III.

(5) 第三章研究設計與方法……………………………………45 第一節研究情境 ……………………………………………… 46 第二節研究者理念與角色 …………………………………… 50 第三節研究設計與過程 ……………………………………… 53 第四節研究工具與資料蒐集 ………………………………… 55. 第四章結果與討論 ………………..………………………62 第一節個案教師資訊科技融入教學信念 ……………………62 第二節個案教師運用資訊科技融入教學的策略 ……………74 第三節影響個案教師教學策略的因素 …………………99. 第五章結論與建議 ………………..……………………106 第一節結論 ………………………………………………… 106 第二節建議 ………………………………………………… 109. 參考文獻 ………………………….………………………113 附錄 ……………….……………..………..………………120. IV.

(6) 圖次圖 1-5-1、電腦、資訊科技、與科技的範圍………………………… 07 圖 2-4-1、信念、態度、意圖、決定、行為和有用訊息相互關係圖 ……… 42 圖 2-4-2、教師專業成長設計流程圖………………………………… 44 圖 3-3-1、研究者概念框架…………………………………………… 52 圖 3-4-1、研究過程 ……………………………………………………55 圖 4-2-1、引起動機之演化故事一 ……………………………………85 圖 4-2-2、引起動機之演化故事二 ……………………………………85 圖 4-2-3、引起動機之演化故事三 ……………………………………85 圖 4-2-4、引起動機之演化故事四 ……………………………………85 圖 4-2-5、引起動機之演化故事五 ……………………………………85 圖 4-2-6、引起動機之演化故事六 ……………………………………85 圖 4-2-7、引起動機之演化故事七 ……………………………………85 圖 4-2-8、引起動機之演化故事八 ……………………………………85 圖 4-2-9、引起動機之化石圖片…………………………………………85 圖 4-2-10、內容編序之生物演化一……………………………………87 圖 4-2-11、內容編序之生物演化二……………………………………87 圖 4-2-12、重點填充之問題……………………………………………88 圖 4-2-13、重點填充之答案……………………………………………88 圖 4-2-14、敘述說明之一………………………………………………90 圖 4-2-15、敘述說明之二………………………………………………90 V.

(7) 圖 4-2-16、推理預測—生物演化史……………………………………91 圖 4-2-17、歸納式問題—封閉…………………………………………91 圖 4-2-18、歸納式問題—開放…………………………………………91 圖 4-2-19、表格式的重點整理…………………………………………92 圖 4-2-20、記憶接龍活動………………………………………………93 圖 4-2-21、比較之現代鳥………………………………………………93 圖 4-2-22、比較之始祖鳥………………………………………………93 圖 4-2-23、演化動畫模擬………………………………………………94 圖 4-2-24、看圖說故事（小兔兔生存記）……………………………95 圖 4-2-25、學習保留之達爾文的演化概念……………………………96 圖 4-2-26、學習遷移之長頸鹿的演化…………………………………97. VI.

(8) 表次表 2-1-1、資訊科技融入教學的理由………………………………… 10 表 2-1-2、資訊科技應用於科學教學中的四種模式………………… 14 表 2-1-3、學習科技的潛能…………………………………………… 18 表 2-2-1、直接教學法與建構論不同術語類別……………………… 24 表 2-2-2、兩種教學模式與理論的連結……………………………… 25 表 2-3-1、教師在資訊科技的教學環境中的轉變…………………… 37 表 2-3-2、科技促使教學上的轉變…………………………………… 40 表 3-5-1、資料編碼代號 ………………………………………………59 表 4-2-1、資訊科技使用的種類 ………………………………………75 表 4-2-2、課程講述的教學模式圖 ……………………………………79 表 4-2-3、實驗活動的教學模式圖 ……………………………………82 表 4-2-4、教學策略整合分析 …………………………………………98. VII.

(9) 第一章緒論第一節研究背景在未來知識密集的資訊化時代，我們以及我們的下一代將面對的是一個無國界競爭的世界。傳統工業時代中，以最好的製造過程來獲取資本的模式將會被徹底打翻，取而代之是數位時代下資源的快速整合與科技運用。不可否認，二十一世紀，資訊科技將與我們的生活密切相關，我們所生存的環境將會是高度運用資訊科技，會是一個兼具數位化、網路化、虛擬化以及知識整合化特質的環境（溫明正, 2000）。根據 Boutell.com（2007）引自 Netcraft Secure Server Survey’s（2007）的統計，全球約有十億九千多萬個網站，高達二百九十七億的網頁，散佈於整個網際網路上。為了面對這樣快速發展的資訊化時代，資訊科技在教育上所扮演的角色也漸漸被重視。未來的教育環境將會因為資訊科技介入而使得學校的機制、老師的教學、教材的呈現、學生的學習、同儕的互動以及教學資源的整合產生改變（徐新逸, 2003）。為了配合資訊時代的需求，教育部於民國八十六年整合「電腦輔助教學軟體發展與推廣計畫」、「改善各級學校資訊教學計畫」以及「TANet 至中小學計畫」成為「資訊教育基礎建設計畫」，希望建立一個全方位的資訊教學環境，普及全民資訊教育（王曉璿, 1999）。更於民國九十年規劃「中小學資訊教育總藍圖」，確立我國資訊教育發展之願景、實施策略與評估指標。民國九十一年實施的九年一貫課程更將資訊教育列為 1.

(10) 重要議題之一，並以「實習」方式從事教學，強調資訊科技融入各學習領域，以培養學生運用科技與資訊的能力。在自然與生活科技方面，更希望學生能夠：應用科技和資訊於食、衣、住、行、育、樂等日常生活中，應用資訊和科技進行調查研究、實驗設計及發展。由近幾年資訊教育的政策，我們可以看出︰政府對於資訊教育已非只是偏重學習電腦知識，更包含的對資訊科技融入教學的重視，希望將資訊科技融入各科教學，結合電腦網路資源以落實學生多元化與個別化的學習。但是單單資訊科技的硬體或軟體本身是沒有辦法獨立建構起整個教學環境的，更重要的是︰教師以及學校職員等如何有效、妥善的使用這些資訊科技。譬如，在教學活動中，並不是所有科目、所有教材或整節課都可運用資訊科技融入教學，教師必須在教學計畫中思考教學的適切性、需求性、可行性（張國恩, 1999），才能真正整合資訊科技的好處於教學當中。然而，近幾年對於資訊科技融入教學或是教師應用資訊科技的研究調查中（徐式寬和林佩貞, 2003）我們可以看到，許多的教師對於資訊科技的運用多偏向於教師為主（teacher-centered）的運用，如：教學前的準備、教學呈現以及學生學習結果的紀錄等。在教學活動中卻很少有老師站在學生的角度（student- centered）來思考如何利用資訊科技幫助學生進行探究活動，以達成符合建構論的教學（Fishman, B.J., Marx, R., Bobrowsky, W., Warren, D., Merrill, W., & Best, S., 2001）。其實，在運用資訊科技於教學時，我們必須要更深一層思考︰資訊科技除了帶給教師. 2.

(11) 教學上的便利外，該如何運用資訊科技才能夠讓學生提高學習的成效、進行高層次的思考？因為唯有基於學習理論的設計，才能利用這些工具來幫助學生思考，將一些很難達成的學習活動實現（Bransford, J.D., Brown, A. L., & Cocking, R.R., 1999)。. 第二節. 研究的重要性. 世界各國投入了大量的經費來建構整個資訊教學環境，推廣資訊科技融入教學。我國教育部也在民國八十八年「資訊教育基礎建設計畫」擴大內需方案追加預算案中，編列了六十四億元建構電腦硬體設施與網路連結，目的正是希望將資訊科技融入各科教學並結合網路資源與隔空學習環境，落實學生多元化與個別化的學習（教育部, 1998)。民國九十年「在職教師資訊培訓實施計畫作業」便是為了配合「中小學資訊教育總藍圖」、「資訊教育基礎建設計畫」，希望以培養教師運用資訊科技融入各領域教學的能力（徐式寬, 2003）。徐式寬、林佩貞在 2003 年反省與回顧台灣政府近年來在電腦融入教學上的投資與努力，認為：過去的成就在於電腦設備的增加、使用電腦製作教材的頻率增加、教材庫增加、教師對於資訊教育與創新多元的教學漸有概念、教師理解到資訊科技融入教學的好處等。美國近十年來所推動的教育科技計畫，已讓 99% 的K-12學校完成網路的建構，每間學校中學生與電腦的比例也達 5:1。但儘管硬體已增強，在學校課室中教師卻是很難有效的應用這些資源（Becker, 2001）。. 3.

(12) 如同美國，教育部不斷的協助學校教師順利應用電腦於教學上。但教師對於資訊科技融入教學的意願依舊不高，而且大部分的老師並不清楚專題式學習活動（Project-Based Learning,PBL）的教學模式或是其他教學模式背後的理論（黃明信、徐新逸, 2001）。問題出在哪裡呢？林紀慧在2000年針對國小教師『資訊科技課程融入與師資教育』的研究發現：國小教師最大的困難在於時間不足，包括沒有時間利用電腦準備教學、沒有時間選擇適合課程需要的電腦材料以及課堂實驗有限。張雅芳、徐加玲在2002年訪問中小學種子教師藉以探討中小學資訊教育之推廣與困境發現：補助經費不足、教師缺乏足夠時間、配套措施不足、相關支援不足、教師心態保守、學校獎勵措施不足都是影響中小學資訊教育的推廣與困境。資訊科技打破了老師的固有的教學模式，也改變了學生的學習。當資訊科技要融入教學當中時，教師除了必須熟悉資訊科技的應用外，還必須改變他們以往的教學策略、評量的策略以及班級經營的模式等，這些工作對老師來說可以算是一種艱鉅的挑戰。但不論是任何的教育革新政策，教師往往扮演著最關鍵的角色（Hawley & Rosenholtz, 1984）。假如空有教學素材與電腦設備，但教學現場的教師卻沒有意願去使用，一切將只是空談。所以，成功融入教學的要素是必須配合著教師原有的教學信念與教學方式，以及原來學校人與物的環境（徐式寬, 林珮貞, 2003；Dwyer, D.C., Ringstaff, C. & Sandholtz, J., 1991；Zhao, Y., Pugh, K., Sheldom, S., & Byers, J.L., 2002）。. 4.

(13) 其實在真實教學環境中，不乏已有使用資訊科技融入教學的教師，趙婉琇（2004）在〈自然與生活科技教師實施資訊融入教學的教學表徵之個案研究〉中，探討一位資深並擁有豐富資訊融入教學經驗的國中自然科教師，發現資訊科技使得教學表徵更有組織的呈現；運用在教學情境時，個案教師藉由資訊科技的輔助彈性靈活運用表徵。王雅觀（2005）〈國中教師應用科技之教學歷程探究〉提到個案教師利用資訊科技減輕上課負擔，成為教學中不可或缺的部分。不過，古均元（2002）〈教師教學信念與資訊科技融入教學─國中地理教師個案研究〉發現，抱持不同教學信念的教師應用資訊科技的模式也不同。所以在不同的教學現場中，不同教師所應用的資訊科技融入教學策略會有不同，若能深入了解某位教師所持有的教學信念以及成功的教學策略，將可建構出該位教師的資訊科技融入教學模式。如此一來，對於教師未來的專業成長與資訊融入教學環境的營造，將可有更清楚的面向去支持與改善。本研究希望藉由詮釋性研究方式，選擇同學校的個案教師蒐集教學現場中的相關紀錄，分析與詮釋教師對於資訊科技融入教學中的教學策略，了解其資訊科技融入的教學信念為何？在自然的教學環境中，哪些因素會影響教師資訊科技融入的教學策略？以期對未來教師成長提出相關的建議。. 5.

(14) 第三節. 研究目的與問題. 一、研究目的本研究採詮釋性研究中的方式，針對同校個案教師進行問卷調查、教學觀察、深入訪談以及相關文件資料的詮釋分析。了解個案國中生物科教師使用資訊科技的教學信念，以及影響教師教學策略的因素。二、研究問題（一）教師將資訊科技融入教學當中的信念為何？（二）教師使用資訊科技融入教學的策略為何？（三）影響個案教師資訊科技融入教學策略的因素為何？. 第四節. 研究範圍. 研究範圍本研究是針對彰化縣某國民中學生物初任教師進行詮釋性研究。了解一位國中初任生物教師在資訊科技融入教學的教學信念、教學策略以及影響其教學策略改變的因素。對於研究的可推論性仍有其限制。. 第五節. 名詞解釋. 一、資訊科技（Informational. Technology）. 「資訊科技」一詞常被用來描述電腦的應用或處理資訊的相關軟體 6.

(15) 等。其實廣義的來說，資訊科技就是為了克服人類先天的限制而發展出的一種資訊處理與傳播的科技，其產品包括電腦、網路、電話、電傳視訊、電視等（王全世, 2000）。而在教學上的產品，如：模擬軟體、電子佈告欄、電子百科全書、通訊軟體等都是屬於資訊科技的一部份，所以資訊科技可說是包含了電腦科技與傳播科技。由下圖我們可以較清楚的看出科技、資訊科技、電腦三個名詞之間的關係與所涵蓋的範圍。資訊科技其實是科技的一部份，而電腦及網路又是現今資訊科技內最蓬勃發展的一部份。科技（Technology）資訊科技（Informational Technology）電腦（Computer）. 人利用資源，延伸人肢體與器官功能而製造出的產品。如：pH meter、電子溫度計、數位相機等。電腦科技與通訊科技，如：電腦、網路、電話、電傳視訊、電視等。。電腦、網路、微電腦科技. 圖 1-5-1 電腦、資訊科技、與科技的範圍資料來源：資訊融入國民小學自然科教學可行性之研究—以桃園縣新路國小為例，施吉安，2002，國立臺灣師範大學工業教育研究所碩士論文，未出版。. 二、資訊科技融入教學電腦、網路、無限傳播科技的發展更加延伸了資訊科技應用於教學上的潛能，在美國、英國、日本、新加坡等國家，許多教師已經主動使用資訊科技與運用有效的教學策略，將資訊科技整合於課程中（Levine, 7.

(16) 1998：引自施吉安, 2002；張榮森, 1999）。這些國家常用的說法是應用科技於教學當中（Teaching and Learning with Technology）或是電腦輔助教學和學習（Computer assisted Instruction（CAI） or Computer assisted Learning（CAL）），然而有些國家則是用「資訊科技應用於教學」這個名詞（Information Technology（IT） In Education）來說明資訊科技融入教學的意涵。不論使用的名詞為何，其主要的內涵都是相近的︰利用電腦、網路、微電腦產品等資訊科技融入到課程、教材與教學中，讓這些資訊科技成為師生一項不可或缺的教學工具與學習工具，使得資訊科技的使用成為在教室中日常教學活動的一部份（王全世, 2000），延伸教師的教學與學生的學習促使學生進行有意義的學習。所以資訊科技本身可當作是一種教學工具、一種學習工具或是一種教學媒體。三、資訊科技融入教學的信念教學信念是指教師在教學過程中對課程、教學、教師本身角色、學生學習成效以及學校環境等因素所持有的一種內心思想。這種內心思想會受到先前經驗以及當前教學歷程中，對教學所提供的教學回饋而不斷變更。（王恭志, 2000）本研究所指的資訊科技融入教學信念為教師在資訊科技融入教學的過程中，對資訊科技在課堂角色的認知、資訊融入教學中教師應扮演的角色、對自己應用資訊教學能力的評估、對學校資訊環境的需求以及個案教師對學生學習評估的信念。. 8.

(17) 第二章文獻探討本章分成四節，第一節探討資訊科技融入教學的目的，第二節探討資訊科技融入教學的教學模式，第三節探討教師於資訊科技融入教學環境下的轉變，第四節探討教師對於應用資訊科技的信念。. 第一節. 資訊科技融入教學的目的. 許多的研究者、教師、家長或是學生都認為應該要將資訊科技融入國中小的教學環境中，讓資訊科技成為教學的一部份。但為什麼一定要使用資訊科技呢？最常見的理由不外乎：資訊科技產品已經充斥於整個社會環境，透過這些資訊科技產品也可以培養學生更高層次的能力。很多的研究者也證明使用資訊科技融入到教學中，在某些方面顯得更為有效，特別是數學與科學學科。但單單這些理由就足以告訴我們使用資訊科技融入教學的目的了嗎？Capstick 和 Poole（1995）認為教師在使用課程素材時必須要清楚的知道所使用的方式與理由。所以當我們將資訊科技融入到教學之前，必須要先確立幾個問題：（1）使用資訊科技融入教學的理由是什麼？（2）資訊科技產品會取代教師的角色嗎？假如不會，教師又應該在其中扮演什麼角色呢？（3）所有的課程、活動都要使用資訊科技融入教學嗎？假如不會，那麼哪一個單元、內容或是教學的過程是適合資訊科技融入教學呢？此時資訊科技所扮演的角色又是如何呢？ 9.

(18) （4）有什麼可靠的證據可證明使用資訊科技融入於特定的教學內容是較有效的呢？奠基於以上幾項問題，針對現有文獻探討，研究者歸納出以下幾點：一、資訊科技融入科學教育的理由從教師的角度切入，經由表 2-1-1 的整理，可以清楚的看到資訊科技融入教學的理由可包含：引起動機、獨特教學上潛能、支持新的教學策略、輔助教師的教學等面向。表 2-1-1 資訊科技融入教學的理由引起動機. ⊙引起學生的注意。 ⊙將學生引入（engaging in）活動之中。 ⊙更有效的控制學生的感知（perception）。. 獨特教學上的潛能. ⊙學生和訊息來源的連結。 ⊙幫助學生看到（visualize）問題和答案。 ⊙追蹤學生的學習過程。 ⊙學生和學習工具的連結。. 支持新的教學策略. ⊙合作學習。 ⊙知識的共享，與學習成品的製作。 ⊙問題解決和高層次能力。. 輔助教師的教學. ⊙幫助老師紀錄學生的學習。 ⊙更快速的處理所獲得的訊息。 ⊙更及時的幫助老師監控學生的學習。. 10.

(19) 科學教育有其學科的獨特性，學校的科學教育常是反應實際科學社群中所進行的活動（Poole, 2000），那科學教師要如何使用資訊科技來輔助學生科學活動的進行呢？Poole 認為資訊科技在現今科學社群中扮演了很重要的角色，如：（一）電子感測器（Electronic sensors）或其他科技產品的使用，可以幫助科學家快速且長時間的收集數據。（二）分析實驗數據的軟體，可以幫助科學家統計、分析數據或是製作圖表等。（三）模型的建立（Modeling），可以幫助科學家操控以及觀察各變項間的關係。（四）資料的搜尋，一些線上的資料庫（Databases）、電子期刊、數位博物館等可以幫助科學家快速且廣泛的搜尋到所要的訊息。（五）有效率數據以及訊息呈現的工具，可以幫助科學家節省很多時間用於資料的整理或結果的討論。（六）網路（Internet）或通訊科技（Communication technology）幫助科學家之間的聯繫、合作與分享。相對的，當一位科學教師在進行課程活動時，也應該透過某些資訊科技的優點幫助學生學習科學課程。例如：在探究活動中，數據的收集、整理，資料的查詢與呈現，結果的討論與分享等等；或者是老師利用模擬軟體、影片的方式更清楚的介紹科學概念或原理。透過資訊科技的運用，除了可以幫助學生了解實際科學活動的進行、有效率的進行科學探究活動，更能夠讓學生學到所要學習的知識、態度以及更高層次的科學過程技能。二、教師於資訊科技教學環境中所扮演的角色上段呈現了資訊科技於教學上的優點，我們可以了解到現今的資訊 11.

(20) 科技除了幫助教學素材的發展與應用外，更打破了傳統教學的時空限制，更符合個別化發展與高層次技能的學習。但這些電腦或網路等產品就能夠取代教師的角色了嗎？答案當然是否定的。於資訊科技融入教學的教學環境中，教師依舊是不可或缺的一部份。Ryba 和 Anderson（引自林榮茂、林柏章, 2000）認為要達到有效的電腦教學，教師應該扮演以下五種角色。想當然爾，在資訊科技融入教學的教學環境中教師也應該扮演以下這五種角色：（一）計畫者（Planner）：教師應該要了解到教學的目的，擬定課程的目標，設計課程的內容與教學的策略，並檢驗應用資訊科技在教學上的適切性與可行性。（二）管理者（Manager）：在教學過程中教師應該確保這些資訊科技的使用狀況以及是否每個人都能使用到。（三）促進者（Facilitator）：教師在教學活動中，應該促進學生積極的參與課程的活動以及主動的學習，並且在活動進行中觀察和記錄學生學習的情況。（四）指導者（Guide）：當學生遇到困難時，教師就扮演一個指導者的角色，幫助學生解決問題或是促進學生更深入的思考。（五）參與者（Participant）：教師除了教學外，更應積極的參與學生學習的活動，除了可以從中監控學生的學習情況外，更可以適時引導學生學習方向，發現學生學習上的困難並積極的給予學習的回饋。研究者從教師的角色也可以看出：老師所扮演的角色已不是以往單單知識傳授者的角色，而是學生能力引發的促進者。在九年一貫課程計 12.

(21) 畫所列出的「教師必備能力」也明確的指出：教師應具備有能力指標教學設計的能力、激勵自我與引導學生自主學習的能力、規劃與製作教學檔案的能力以及運用科技融入教學的能力等。（有關「教師必備能力」，可參考國民中小學九年一貫課程網頁 http://teach.eje.edu.tw）所以未來的教師並不是從課程中消失，而是成為更重要而不可或缺的角色。三、資訊科技融入教學的應用與使用的角色 Scaife 和 Wellington（1993）引用 Kemmis（1977）的想法加以詮釋資訊科技應用於科學教學中的四種模式（如下表 2-1-2 所示）。此四種模式分別為：（一）教學式的模式：譬如一些練習式的軟體或是編序式 CAI 教學軟體等，都是以電腦和教材內容為中心的方式進行，而學生是依照電腦所編制的順序學習。（二）啟示的模式：就如現在的模擬軟體或是一些互動性高的 CAI 軟體，學生的學習是經由引導式的發現學習進行，電腦的角色是扮演著模型與學習者間的媒介。（三）推測的模式：這種模式增加了學生操控電腦或軟體的機會，學生可依照他們的想法操控變因、驗證假說或是建立自己的模型。（四）解放的模式：電腦科技融入至學習的過程中，學生可以依照其所需要的方式使用。由這四種模式，可以看出資訊科技在教學上所扮演的角色已從以往的電腦、教學內容為中心的方式漸漸朝向以學生為中心的方式設計與使用。而這種模式的演進也值得教師在資訊. 13.

(22) 科技融入教學時所必須考量的因素之一。表 2-1-2 資訊科技應用於科學教學中的四種模式教學式（Instructional）啟示的（Revelatory） (模擬式 Simulation）. 推測（Conjectural）解放的（Emancipatory） (模型 Modeling）. ( 節省工作 Labour-saving）. 1.練習式（drill & practice） 2.編序學習. 1.真實的模擬情境：. 試驗真實的模型、修改模型。. 工具，如：搜尋資訊、. 外在的條件、引導式的. 統計、繪圖軟體以及數. 發現學習（guided. （programmed learning）: 結構式的 Q. discovery learning）. ＆A，如：CAI 軟體。 2.虛構的模擬情境：冒險. 3.電腦引導( computer lead ) 的學習。. 1.製作和試驗真實的 1.電腦當作節省工作的. 2.測試假說與想法。. 據獲取和傳送的工具等。. 3.由數據描繪出結論和發現的樣式。. 2.微電腦的感測裝置，. 遊戲、危險的實驗。. 如：MBLs。. 電腦控制. 學生控制. 教材為中心內容負載學生照著電腦次序學習. 學生為中心內容自由電腦照著學生學習次序使用. 資料來源：Information technology in science and technology education（p23-27） by Scaife ＆ Wellington, 1993, Open University press.. 四、教學工具與學習工具除了從以上的分類來看資訊科技在教學上的應用外，研究者從兩個角度來看資訊科技在教學上的應用：一是從教學工具（Teaching tools）的觀點，而另一個則是由學習工具（Learning tools）的觀點。當然，在這兩個觀點中會有一些重複的地方，但是希望利用不同的角度，更充分的思考資訊科技在教學當中所扮演的角色以及有效運用的方式。. 14.

(23) （一）教學工具一個教學流程包含了：教學前的準備、教學活動的進行以及教學評量等部份。以下分析資訊科技於此三部份教學活動中的應用與所扮演的角色。 1. 資訊科技在「教學前準備」的應用：資訊科技於教學準備的應用，主要可分為文書處理、教學資源蒐集與教學素材的設計與製作等。以下介紹資訊科技在這三方面的應用：（1）文書處理：教師可利用文書軟體編輯教案、學習單、課程講義、學習評量測驗。此外也可作為班級經營的工具，如學習紀錄、學生生活記錄、教師個人記事簿等，都可以透過文書處理軟體完成。（2）教學資源的搜尋：網際網路的盛行造就資訊的取得無遠弗屆，透過網際網路，教師可以搜尋所需的教學資源，如：教學網站、數位圖書館、數位博物館等，也可以分享自己的教學資源。教師也可以透過網路形成一個教學社群，分享彼此的教學經驗及教材教法等。（3）教學素材的製作：利用文書處理軟體、多媒體軟體或是程式設計軟體可以幫助教師於教學素材的製作更為便利，教師也可以設計出更適合自己教學以及學生學習的教學素材。所謂的「多媒體」指的是結合聲音、圖形、動畫及影像的素材。常見的多媒體軟體，如：簡報軟體、繪圖軟體、影音處理軟體等。其常見之運用，例如：利用簡報軟體製作教學投影片；利用繪圖軟體編輯圖片、美化文件以. 15.

(24) 豐富教材內容；利用影音處理軟體編輯動畫影片及聲音等。而程式設計軟體方面，例如：運用視窗程式軟體（如 Visual Basic、ASP、 CGI、JAVA 等）製作互動式網頁教材或教學網站（劉家賓, 2001）。 2. 資訊科技在「教學活動」中的應用資訊科技在課堂中的使用可以粗分為硬體與軟體部分。在硬體方面，如：（1）個人電腦或筆記型電腦結合視聽媒體的運用，如：教室電腦配合數位電視；（2）電腦教室廣播教學應用；（3）單槍投影機的應用；（4）MBLs（Microcomputer-Based Laboratories）實驗科技的輔助（Linn, M.C., J.W.Layman, R., & Nachmias, 1987）。而在軟體方面，教師可以使用簡報軟體呈現教材內容，或是讓學生呈現學習成果；運用電腦輔助教學軟體（CAI）輔助學生的學習，如：學習練習、模擬實驗。教師也可以透過網路進行遠距教學，或是建立一個討論版，營造網路上的學習社群，延伸老師教學以及學生的學習活動。 3. 資訊科技在「教學評量」的應用教師在資訊科技融入教學的轉變中，不但教學理念與教學方法需要更新，評量學生學習成效的理念和方法亦需要改變。在強調培養學生獨立思考與解決問題能力的教育體制下，只重視評測知識的單一評量方式已不再適用，評量的方式也不再只侷限在便利的紙筆測驗。因此，近幾年強調合作學習、情境學習與知識建構等教學與學習理論下，教師應多加注重學生學習過程的形成性評量以及學習成果的多元評量方式，才能真正了解每位學生的學習情況與學習成長。 16.

(25) 資訊科技應用於教學評量的方式，如：電腦適性測驗、題庫、遊戲化評量等。教師還可以透過 E-mail 讓學生寄發學習成果或是學習回饋等。而美國 Letus，所發展的 Progress portfolio 這套軟體，不僅可以輔助教師監控學生學習的情況，而且教師也可以適時的給予學生學習上的回饋、幫助學生學習。（有關 Progress portfolio 內容請參考以下網站： http://www.letus.org/bguile/index.html） 4. 小結現今網際網路的發達，造就多元教學素材、教學軟體的發展。然而並不是每個資訊科技產品都適合運用於課室教學中，教師的選擇將會影響整個課室活動的進行。所以，教師除了必須多接觸、運用便利的資訊科技外，更應審視其背後真正的意義、優點與缺點。（二）學習工具 1980 年代以後，隨著學習理論派典的轉換以及科技技術的成長，資訊科技使用的角度也跟著改變。現今，新的資訊科技的應用更重視支持學生的學習（Krajcik, J., Blumenfeld, B., Marx, R., & Soloway, E., 2000），強調讓學生主動、直接的參與學習的活動。而這類學習科技（Learning technologies）在科學教育上的應用面向很廣。這可從 Krajcik 等學者（1999）所整理「學習科技在科學教室中應用的潛能」（如表 2-1-3）看出，學習科技除了可以引發學習者的興趣與設計符合個別化的學習外，更能夠突破學習的限制、幫助學生進行探索活動、溝通和製作學習成品等。 17.

(26) 表 2-1-3 學習科技在科學教室中應用的潛能 1. 幫助老師和學生間的溝通，完成探究活動和發展出成品。 2. 改變一般課室教學的本質，學生可以建構出自己的了解。 3. 讓學生能主動從事學習過程。 4. 輔助在一般科學教室中所無法進行的探索活動。 5. 提供動態的視覺表徵來呈現抽象的概念。 6. 提供機會問「若是，又怎麼樣?」 7. 提供機會以計畫、形成、問問題、預測和應用。 8. 促進學生創造出多媒體的成果。 9. 幫助學生與學生或社群成員間的溝通與合作。 10. 幫助學生建立起複雜系統的模型。資料來源：Teaching children science : A project-based approach. by Krajcik, J.S., Czerniak, C.M., & Berger, C., 1999, Boston, MA : McGraw-Hill College.. 以上學習科技的潛能，除了可以讓我們更了解學習工具在科學教室中的應用角色，還可以用來檢驗當我們使用資訊科技融入教學中時，是否能夠達到這些潛能。接下來就更進一步接著介紹資訊科技產品在學生科學學習上的應用以及其應用的目的： 1. 學習科技幫助學生與現象之間更加的契合（1）有效收集數據的科技產品：在學生進行探究活動時有時候必須立即或長時間收集數據，然而以往的教學活動所使用的實驗器材都是需花較久的時間才能得到想要的數據。由於科技的進步，學生可利用 18.

(27) 微電腦（Microcomputer）的數位電子感測器（如：電子溫度計、電子酸鹼感測計、感光器等），幫助學生收集所需的數據並且記錄。這種MBLs的方式，學生就可以花較多的時間於數據的分析與結果的解釋，更能加強學生於繪圖、科學過程技能以及問題解決的能力。（2）視覺化的工具(Visualization tools):視覺化的工具可以幫助學生看到他們想了解的一些抽象概念或現象，如：「物種演化」對學生來說是一個很抽象的概念，Letus為此製作了一個課程軟體：「The Galapagos Finches」，學生可以操控軟體中環境的變項（如雨量、年代等）來追蹤加拉巴戈群島上 Finches 族群的變化，學生並且可以透過軟體進行實驗設計以驗證他們所提出的假說，而了解環境與生物演化之間的關係。（3）模擬（Simulations）、微世界（Microworlds）和互動軟體（Interactive multimedia）：此三種應用結合了影像、圖片、電腦圖表、文件等方式，讓學生可以進行危險性高、昂貴的實驗活動，或是一些學生無法接觸、較難操弄的現象。在人工設計的微世界環境中，可以去除掉一些真實環境中其他外在的干擾因素。學生可以操弄幾個簡單的變項，來觀看它的影響。而模擬與互動軟體的部分，如：DNA構造的模擬、活體解剖模擬、危險實驗的模擬或是火山的模擬等，都可以幫助學生進行一般課程活動較難進行的部分，讓學生能夠透過科技的延展性，加強他們對現象的了解。 2. 學習科技支持學生使用以及應用知識 19.

(28) 有些學習科技可以幫助學生計畫、解釋以及反省。如：Model-It (Krajcik et al., 2000)這個軟體可以幫助學生建立起一個動態模型（Dynamic models），學生可以定義其中的變項、建立變項間的關係，之後就可以改變其中一項變項來觀測其他變項間的變化，建立起自己的理論模型。藉由這種方式，學生可以將他們心中的想法與概念呈現，並且可以修訂、重新檢視自己的想法，加強其後設認知知識（Metacognitive knowledge）的呈現。除此之外，還有一些軟體可以幫助學生建構概念圖（Concept map），或是單純幫助學生使用和應用後設認知知識，讓學生了解到他們學習及認知的過程。 3. 學習科技當作一項資訊的來源網際網路（World Wide Web）的發達，促使資訊的取得更加的方便。許多學習網站的建立，如：亞卓市、相關的教學網站、搜尋引擎以及教學軟體等，都可以當作學生多方面的學習資訊來源。而國內「數位典藏國家型科技計畫」（有關數位典藏計畫內容請參考下列網站：http:// www.ndap.org.tw）承襲行政院國家科學委員會「數位博物館計畫」、「國家典藏數位化計畫」、「國際數位圖書館合作計畫」三個計畫的經驗，依據國家整體發展，重新規劃而成，建立起屬於台灣教育、文化、社會、經濟等方面的數位典藏。而國家數位典藏不只促進我國人文與社會的發展，更促使學生的學習視窗更加的寬廣，譬如：學生可透過數位博物館或數位圖書館快速搜尋到所需的學習資源。 4. 學習科技支持和創造多元的學習表現（Multiple representations） 20.

(29) 資訊科技相當多元，軟體方面有：簡報軟體、網頁、統計軟體、影片等，硬體方面有：單槍、投影機、數位相機等，不論軟硬體皆可以幫助學生的學習過程以及呈現多元的學習成果。學生在呈現其學習成果時，除了可發揮個人不同的能力，也可以幫助促使學生在準備成果時，更深入的了解學習的內容（Spitulnik, M.W., Stratford, S., Krajcik, J., & Soloway,E., 1997）。 5. 學習科技支持和創造出學習社群以往的通訊科技（Communication technology）侷限在電話、手機、電視傳播等，然而隨著電腦網路的發達，現今通訊科技包含了E-mail、網路聊天室、線上討論版、網路視訊等部分。這些科技的應用，將會突破了以往課室學習的界線，不只是空間的打破，還包含時間的延續。學生的學習已經不再侷限於學校當中，更延伸到課後的在家時間或其他地方的學習。只要透過網際網路，學生可以很方便的跟老師、同學或是科學家等人員，討論問題、功課，形成一個學習社群。就如同國內亞卓市的網路科展一樣，各地的學生、老師，甚至只要是有興趣的人都可以參加進行科展，參與者透過網路分享彼此的資料、想法，並討論計畫以完成科展。 6. 小結由以上資訊科技的分類、教學工具以及學習工具的角度來看「資訊科技融入教學」時的角色可以知道：資訊科技的角色是在幫助、增強學生的學習（Empowered to learn）以及當作教師教學的媒介和教學的支 21.

(30) 持。然而，如何應用以及有效的將資訊科技融入教學當中，還是要考慮到每個學科、課程、活動的適切性，課程活動中資訊科技融入的模式和教師的教學策略。雖然，資訊科技擴大了學習、教學的延展性，但還是沒有辦法取代學生的學習以及老師的角色。所以，在課室教學中還是必須重複的檢視資訊科技融入教學中的目的與需求，才能夠真正發揮資訊科技的潛能。. 第二節資訊科技融入教學的教學模式 Clark（1994）認為：「教學媒體本身並不會影響學習，影響的部分是隨著媒體的使用、教師教學策略的改變而形成的。」所以，我們不應只重視資訊科技產品的功效，而應該更深入的探討教師融入資訊科技於教學中所使用的教學策略、學習理論。現今學習理論的派典，於1980年後，已從以往行為學派學習理論的派典：「學習是一連串刺激與反應的過程」，漸漸的朝向建構式學習理論的派典（Fensham,1992,p.801）。認為「知識是存在於心智當中，藉由學習者的經驗所建構而來的」。學習是一種主動且動態將經驗意義化的過程，學習者依據自己的信念以及價值觀去詮釋外界世界的事件與物件。在教學上，建構主義者強調應給予學生有意義且真實的學習環境，因為學習是發生於與學習者情境相關的環境中，並且重視學生自我反思學習以及團體合作學習。然而，在現今的學校中，資訊科技的使用方法依舊是基於行為學習理論的教學方式，甚至所設計的教學素材並無考慮到任何特殊的教學法，極少提供學生進行探究或符合建構論的教學活動 22.

(31) （Fishman et al., 2001)。這樣的教學方式是否還在原地踏步呢？教師要使用何種資訊科技融入教學的方式才是有效的呢？事實上，沒有一種學習理論所衍生的教學策略是可以完全適合於每一個教學內容或是教學目的的（Semple, 2000）。所以不同的教學內容應該使用不同的教學策略，教師必須應用不同的教學策略幫助學生達到學習的目標。然而隨著社會、教育需求的變遷，教學目標與策略也隨之改變。但可以確信的是：現今的教學，已不是強調教授特別的知識內容（Specific content），而是強調教授學生找尋資訊、解決問題的能力以及學習如何學習（Learning how to learn）。並且更加的強調將資訊科技融入教學當中，這樣不只能夠幫助教師的教學，更能夠協助學生的學習，以達到更有意義的教與學。當然，資訊科技的形式以及其應用的模式也會隨著教學的目標與教學的內容而有所不同。以下介紹資訊科技融入教學的教學模式（Roblyer, M.D., Edwards, J.,& Havriluk, M.A., 2004）與其背後的學習理論基礎：一為「直接教學模式（Directed instruction model）」，另外一種則是「建構論教學模式（Constructivism model）」。藉由下表 2-2-1「直接教學法與建構論不同術語類別」，可初步的看到此兩種模式的一些差異。. 23.

(32) 表 2-2-1 直接教學法與建構論不同術語類別對直接教學法的描述支持直接教學  教師為導向法的人認為. 對建構論的描述  學生自我導向學習.  系統式的教學（Systematic  發現式學習 instruction）.  非結構式學習.  系統策略（System approach）. 支持建構論的  教師為中心.  學生為中心.  知識的傳送.  知識的建構.  傳播模式（Transmission）.  生成式學習模式. 人認為. （Generative learning model）. 資料來源：Integrating Educational Technology into Teaching. By Roblyer, M.D., Edwards Third Edition, J.,& Havriluk, M.A., 2004,. Herrill Prentice Hall. 此兩種模式是起源於兩種不同的哲學背景，一為建構主義者（Constructivist），另一個為客觀主義者（Objectivist）。客觀主義者認為：知識是一個分離且真實存在於人類心智以外的東西，學習的產生就是將知識傳送給學習者。而建構主義者則認為：學習者是在其心智中建構起所有的知識，所以學習的產生不只是學習者機械式的學習，而是一種主動的學習過程，將學習與其獨特的知識結構、價值觀建構而起 ( Roblyer et al., 2004)。在一些相關的理論基礎方面，此兩種資訊科技融入教學的教學模式分別與不同的學習或教學理論相聯合。「直接教學模式」與 Skinner 的行為學派學習理論（Behaviorist learning theory）、訊息處理模式理論（Information processing theory）、Gagné 的學習條件論（Conditions of learning）以及系統策略與教學設計（Systematic instructional design）相 24.

(33) 聯合。而「建構論教學模式」的理論基礎則是和 Piaget 的認知發展論（Cognitive development in children）、Vygotsky 的鷹架學習（Scaffold to learning）、Bruner 的發現式學習（Learning as discovery）、Papert 的微世界（Microworlds）以及 Cognition and Technology Group at Vanderbilt，（CTGV）的錨式學習（Anchoring learning）等理論相聯合（Roblyer et al., 2004）。以下利用表 2-2-2 說明兩種教學模式與各理論相關的連結。. 表 2-2-2 兩種教學模式與理論的連結. 相關的理論基礎 Skinner 行為學派學習理論直. 理論內容. ⊙Skinner 認為教師在教學上的任務是營造一個學習環境，改變學生的行為，使學生展現出所要求的反應，並應用相同的反應於類似的情況中。所以 Skinner 行為學派學習理論認為：. 接. 學習是學習者一系列刺激與反應的動作，教師應該先教授較. 教. 低層次的技能，進而連結、設計一連串的學習鏈（Learning. 學. chain），教授更高層次的技能，使得學生能夠一步一步的達到學習的目標。. 模式. ⊙行為學派學習理論應用在教育中最著名的就是：行為改變技術（Behavior modification techniques）以及編序教學（Programmed instruction）然而，編序教學常應用於 CAI 的軟體中，成為編序式電腦輔助教學。. 續後頁 25.

(34) 訊息處理模式理論. ⊙很多的教育心理學家其實不同意行為學派主張的「一連串的刺激與反應就可以讓學生學習到從低層次技能到高層次技能。」他們認為：在原理的學習與問題解決等方面的技能，更應考慮到學習者在學習過程中內在的過程（Internal processes）。訊息處理理論基於 Richard Atkinson 的記憶模式，說明了學習者接受和儲存訊息的過程。. 直接教. 外在刺激. 感官記憶. 學模式. 遺忘. 遺忘. 注意. 工作（短期）記憶 STM. 練習、有意義的學習、組織、精緻化、塑像. 遺忘. 長期記憶 LTM. 訊息處理的歷程如同電腦一樣，分成三個部分：一為接受訊息刺激（視覺、聽覺等）的感官記憶區，而經感官注意的訊息會暫時存於工作記憶區（又稱做短期記憶區），而當於短期記憶區經過練習、有意義學習等方式進行編碼以及精緻化之後，就會將訊息儲存長期記憶區，以做長期或永久的保存。許多的心理學家（如：Gagné、Ausubel）根據訊息處理模式，提出了教學上的一些原則，以幫助學生訊息的注意（Attention）、編碼（Encoding）以及儲存（Storage）等過程。 ⊙Gagné 認為教師應該運用「bottom-up」的學習階層（Hierarchy of learning）模式：教導學生高層次技能前必須讓學生先學會較低層次基礎的技能。而 Ausubel 則運用「top-down」的策略，認為學習必須先知道一些涵蓋性大、較一般性的高層概念，然後學習較低層的概念、定義，最後才是最具體、特殊的事物。續後頁 26.

(35) ⊙訊息處理模式在資訊科技上的應用使得人們在人工智慧 (Artificial intelligence，AI)的應用上更進一層，能用來模擬人類的智慧及思考。而在教學上的啟示則是：在教學中應該引起學生的動機，使其對課程內容產生注意，進而讓學生產生直. 有意義的學習，使其能夠將所學的知識儲存於長期記憶區。. 接教學模式. Gagné 的學習條 ⊙Gagné 是結合行為及訊息處理學習理論而發展出教學的原件論. 則的先驅。他認為教師必須完成下列三項工作以連結學習理論和教學實務工作：（1）確定學生必備的技能（即學習的內在條件）：教師必須確定每位學生具備了學習所必備的技能，才能夠學習新的技能。而這些學習的技能就好比學習階層，由「訊號學習→刺激反應連結的學習→連鎖作用→語文連結→多重辨別→概念學習→原理學習→問題解決」一層一層的學習。（2）支持教學上的條件（即學習的外在條件）：教師必須適當的安排教學的環境、設計適當的教學計畫幫助學生記憶、了解和傳送訊息及技能。（3）決定學習的種類：教師必須決定教學當中所包含的學習種類，包括：心智技能、認知策略、語文知識、動作技能以及態度。 ⊙Gagné 的教學理論在資訊科技融入教學的設計可提供以下的幾點原則：（1）引起注意（2）告知學習者目標（3）促使回憶先備的知識（4）呈現新的教材（5）提供學習輔導（6）引發行為表現（7）提供回饋（8）評量表現（9）加強學後保留與遷移。掌握原則可助促進學生的學習效果。. 續後頁 27.

(36) 系統化教學設計. 直接教學模式. ⊙行為以及訊息處理學習理論不只幫助建立學習條件論或學習的種類等，更促使直接教學模式中系統化教學設計的發展。而系統化的教學策略包含了以下幾個要素：（1）擬定教學目標（2）進行教學分析（3）測試與測量教學的素材與方法（4）決定教學策略（5）評量與反省教學成效。 ⊙上圖是 Braden（1996）所提出的教學設計模式：利用系統化的資訊科技融入教學設計可以讓我們更完整的設計整個課程，思考每一個細節，並且反省整個教學的缺失以供改進。. Piaget 的認知發 ⊙Piaget 認為兒童與生俱有一些感覺動作基模（Schema），此展論. 基模提供他們最初和環境交互作用的架構。而這些基模會隨著經驗的同化或調適而修正。經由調整和環境的交互作用，續後頁 28.

(37) 兒童的認知結構會改變，且獲得越來越多的經驗。這種發展是持續進行的，Piaget 描述此智力發展分成四個階段：1.感覺動作期：此期兒童能用天賦的反射直接處理環境。2.前操作期:此其兒童開始有初步的概念形成。3.具體操作期：此其建. 兒童俱有守恆概念、去集中化以及俱有邏輯法則推理思維。. 構. 4.形式操作期：此其兒童可以進行抽象思維、假設演繹推理以及命題推理等。. 論 ⊙Piaget 認知發展論最大的意義仍在於：1.確知兒童心智成長. 教. 的內發性與主動性 2.確認兒童發展的階段性和普遍性 3.確認學. 兒童認知發展階段成長速度不一。所以在設計資訊科技融入. 模. 課程時，應該以學生的角度出發，設計符合學生認知發展的程度以及順序的課程。並且要了解到學生主動學習的意義，. 式. 以及學生個別上的差異。 ⊙Vygotsky 認為學生認知發展與其社會層面的因素有著密切的關係，學生的學習或者是學生的思考都與他們所存在的文 Lev Vygotsky 的. 化背景相關。並且小孩對於事情的了解或是概念的意義也跟. 認知發展論. 成人有很大的不同。在 Vygotsky 認知發展論中最重要的想法就是「潛在發展區」（Zone of proximal development，ZPD），而所謂 ZPD 是指「個體獨自學習或解決問題的實際水準與成人協助或同儕合作下而達到的水準，兩者之間的差距」。其中成人或同儕所扮演的角色就如同鷹架（Scaffold）一般，支持個體的學習。所以鷹架的作用牽扯著社會的互動，使得個體的知識成長且變的更為複雜。 ⊙Vygotsky 的認知發展論在資訊科技融入教學中有以下幾個重點值得注意：1.在融入教學時應該思考資訊科技的角色，是否可以當作鷹架支持每位學生的學習。2.教學設計中續後頁 29.

(38) 不只教師提供鷹架支持學生學習，同儕間是否可以藉由合作學習而達到學習目標。3.在教學當中應該隨時診斷學生學習，並適時輔導學生的學習。. 建構論教. Jerome Bruner 的 ⊙Bruner 將學習界定為「由學習者主動參與處理資訊，並將資發現式學習. 訊予以組織和建構，使之納入學習者心目中代表『真實世界模型』之歷程」。人對其環境周遭事物，經知覺將外在物體或事件轉換為內在心理事件的過程稱作「認知表徵」（Cognitive representation），也就是說人是經過認知表徵的過程獲得知識。而其認知系統的發展分成三個時期：1.動作表. 學. 徵期（Enactive representation）：嬰兒期，嬰兒藉由動作來了. 模. 解環境事物。2.形象表徵期（Iconic representation）：3-8 歲左. 式. 右，兒童可以記憶並使外在訊息變成內在的心像，並且可以想像及思考而不需透過直接的經驗。3.符號表徵期（Symbolic representation）：8 歲左右，會利用符號（寫字或畫圖）呈現給其他人，並且可以談論抽象的事物。 Bruner 認為要促進認知的發展必須注意幾個事項：1. 根據不同的情境必須使用不同教學方式。2.讓教學內容與學生的經驗、教學環境相結合。3.增加語言的能力，因為語言是處理環境的重要工具。4.與指導者（教師、家長或其他楷模）有系統性的互動。所以 Bruner 主張的發現學習論強調教師需妥當的安排學習情境並與生活環境和學生先備的知識做連結，之後引起學生的動機，讓學生主動發現知識、概念，並據以解決新問題。 ⊙所以在資訊科技融入教學的課程中應該要預先對學習做規劃，了解學生的學習經驗，並架構出完整的知識體系，使學生容易學習。在教材呈現方面必須有順序、有效率，使得學生能夠在心智上探索、思考，建構出自己的知識體系。續後頁 30.

(39) Papert 的微世界 ⊙Papert 是 Piaget 的學生之一，他認為小孩是主動建立起他們自己的知識架構。但 Papert 與 Piaget 不同處是，Papert 關心的是有何種教學方法或課程可以幫助學生學習？他認為，小孩子可以透過適當的環境和幫助加速其認知的能力。在 Papert 的研究中，他透過 Logo（一種程式語言，以圖像為導向讓學生可以看到一些因果關係）以及微世界. 建. （Microworlds，利用 Logo 的程式讓學生進行模擬式因果關構. 係的操弄變項，就好像一個微小世界一樣）的模式進行教. 論. 學。Papert 發現電腦可以建立起一個不錯的學習環境，因為. 教. 學生可以藉由電腦程式模擬複雜世界的現象，或是利用電腦幫助學生解釋、或組織一些複雜實驗的變項等。. 學. ⊙所以現今資訊科技的產品或是資訊科技融入教學的方式，假. 模. 如能以學生為中心，不論是引起他們的學習動機或是輔助他式. 們進行高層次技能的學習，都能夠突破以往教學媒體的疆界，更能設計更適合他們學習的工具與課程。，這個 CTGV 的錨式教學 ⊙CTGV（Cognition and Technology Group at Vanderbit） (anchored. 團體提供了一些基於建構式學習理論於科技融入教學中的教學策略。其教學策略主要的要點如下：1.防止呆滯的知識. instruction）. （Inert knowledge）產生：他們認為教學情境應該與學生個人經驗相結合，否則再多的知識只會記憶在學生腦中，當在問題解決時，並沒有辦法妥善的應用這些知識而形成呆滯的知識。2.情境認知（Situated cognition）的本質與錨式教學法：教師在教學中應該提供真實問題解決的情境，學生才能夠經由他們先前的經驗產生真實經驗的學習。學生也就能夠將學校的學習與真實生活中的活動相連結。所以錨式教學就好比學徒訓練（Apprenticeship training）的模式一樣，讓學生模仿學校的學習經驗應用於日常生活所面臨的問題。3.經由引續後頁 31.

(40) 出式（Generative）的活動建立起知識：就如 Vygotsky 認為「較有意義的學習是基於當學生利用其先前經驗所建構起的知識，而不是學生被動的接受」。而 CTGV 的課程：Jasper Woodbury Problem Solving Series 就是利用影片營造一個數學的問題情境，並藉由一系列問題的引導，讓學生能夠利用數學的方式解決所提出的問題。. 資料來源：電腦輔助教學設計原理與應用, 洪榮昭、劉明洲, 1999, 台北：師大書苑（原著 Roblyer et al., 2004）. 由以上的理論背景整理出「直接教學模式」以及「建構論教學模式」在教學上的一些特徵。一、直接教學模式的特徵：（一）重視教學流程，由較低層次的能力建立起較高層次的能力。（二）清楚的描述學習目標，以及結構化的教學流程。（三）強調學生個體本身的學習活動。（四）強調傳統的教學和注重總結性評量。評量的方法：講述式、能力工作表、具有特別期待回應的活動和測驗。二、建構論教學模式的特徵：（一）專注於學習於所提供的問題，探索可能的答案，和發展成品以及展示。（二）追求較多總體的目標和廣泛的能力，如：問題解決和探究能力。（三）強調個體主動學習以及團體合作學習。（四）強調另類學習以及注重形成性評量。評量的方法採用開放式的問題和情節，進行研究和製作成品等，或利用檔案評量，成果檢核表，開放式問題的測驗，教師描述性的敘述來診斷學生的學習成效。 32.

(41) 這兩種教學模式背後都有相聯合的教學理論或學習理論。但是我們從這兩種資訊科技融入教學模式的特徵來看，這兩種教學模式在教學實際現場中的運用還是會有其限制與需要解決的問題。（Roblyer et al., 2004）一、直接教學模式所面臨的問題（一）學生沒有解決問題的能力：直接教學模式重式教學流程、強調由低層次的能力慢慢累積引發出高層次的能力，但我們可以發現：在教學活動設計時，甚少提供學生進行高層次思考的機會，如：批判或問題解決的能力。教師所注重的部分只侷限在概念的學習或是原理的學習而已。（二）學生對於直接教學模式感到無興趣與無關連：直接教學模式利用教學目標的訂定僵化了學習的彈性，除非教師確切的將課程跟學生的生活經驗相連結，否則對於學生來說，學校所上的課程與其生活根本是無相關且是沒有用的。因此學校的課程根本引發不了學生的學習興趣。（三）學生並沒有辦法合作學習：直接教學模式強調學生個體本身的學習活動，而個體跟個體間是很少互動、合作的。但是學習社群的形成是重要且必要的，因為透過學習社群的作用，學生更可以體會知識形成的本質以及團隊合作的重要性。. 33.

(42) 二、建構論教學模式所面臨的問題：（一）如何確定學生學會了所需學習的技巧：建構論教學模式重視學習過程，與團體的合作學習，但如何確立學生學會了必備且重要的能力是一個很大的問題。利用另類評量的方式就可以達到嗎？如何達到評量的公平性與公正性是大家所最常關心的。（二）學生需要多少的先備知識（Prior knowledge）? 建構論教學模式強調學生的先備知識與先備經驗，學習必須與其相連結才能達到有義意的學習，且學習的情境必須符合學生的日常生活。但一個班級中每個學生的成長背景都不同，學生必須具備多少先備知識才足夠去解決一個問題呢？教師要如何設計符合每位學生的課程呢？這都是建構教學模式所需面對的問題。（三）哪一個主題是適合於建構論教學模式呢？就如同上一點所提出的問題，教師必須要設計一套課程符合每位學生的學習。什麼課程才是與學生生活經驗相關 ? 什麼課程才能夠引起學生學習的動機呢？如何由一個主題衍生出一系列啟發式的學習活動呢？這些工程對於教師來說的確是很重的負擔，也是會想破頭的一個問題。（四）所學的技巧可以應用於實際的情況？當學生學到問題解決的經驗時就能夠引用至真實的生活情境中嗎？並且有客觀的證據可以證明使用建構論者方法的教學模式是較有效的嗎？所以，不論是直接教學模式或建構論教學模式，可以發現：並沒有一種固定的教學模式是適合於每一種教學內容的。不同的教學需求就應該使 34.

(43) 用不同的教學模式，來達到有效的教與學。所以，教師要將資訊科技融入教學時，必須充分的考慮教學活動、學生學習上的需求與融入的模式，選擇一個適合於教學內容與教學目標的教學融入策略，將會使得資訊科技工具的運用達到事半功倍的成效。反之，假如只是為了融入而融入的話，不只無法達成基本的教學目標，更會讓資訊科技本身成為教學活動中的一種羈絆。當面臨不同的教學情況或是教學需求時，可以選擇不同資訊科技以融入教學模式。一、直接教學模式：（一）當老師的時間有限時，符合個別學習的步調與矯正個別學習。（二）使學習更有效率，特別於教導發展高層次能力前的基本能力。（三）實行技巧的訓練（如實驗技巧）。（四）提供個別教導的序列。二、建構論教學模式：（一）提供真實、具體化的情境，並結合學習者的經驗，讓學習更有意義。（二）引起動機，使學生主動的學習，而不是被動的學習。（三）教學生如何於團體中與同學共同合作學習、解決問題。（四）強調學生學習動機，引發高層次的技巧。本研究也基於這兩種融入模式與其背後學習理論的觀察，觀看教師在其教學需求與教學模式選擇上的想法與信念。假如個案教師接收到資訊科技工具的協助、同儕老師的使用經驗分享與回饋後，教師在教學信 35.

(44) 念或是教學模式上是否會有所轉變。. 第三節. 教師於資訊科技融入教學環境下的轉變. 以往多數的研究都是擺在電腦科技對學生學習影響的角度，很少有針對教師使用電腦科技的研究（Sandholtz, J. , Ringstaff, C.,& Dwyer, D.C., 1997)，但教師在整個教學革新中卻是扮演最重要的角色。所以，了解教師對於資訊科技的需求與在資訊科技環境下的轉變是當今最基礎的一項課題。美國 ACOT project（Apple Classroom Of Tomorrow 1985-1994）是一個歷經十年長時間的研究。在 ACOT project 中希望了解引入資訊科技對教學的影響、可能遭遇的困境解決方案以及觀察教師於資訊科技（technology -rich）的教學環境下教學的轉變。由 ACOT 的經驗（表 2-8）我們可看出教師在資訊科技的教學環境中的轉變可以分成五期：入門階段、採用階段、適應階段、恰當使用階段以及創新階段。教師在轉變當中其教學方式、教學信念以及所需的支持都會有所轉變，整個課室的教學由課程中心轉向以學生為中心，由學生個人的作業轉向團隊合作的功課，由被動的學習轉向主動的學習。而其中最大的挑戰還是來自於教師的信念以及社會脈絡的限制，但教師的努力以及行政、研究團隊的支援是支持老師走下去的動力。（Dwyer, D.C., Ringstaff, C. & Sandholtz, J., 1991）。. 36.

(45) 表 2-3-1 教師在資訊科技的教學環境中的轉變時期入門階段（Entry）. 特徵. 教學策略的轉變. 同儕的支持. ‧ 不斷思索資訊科技 ‧ 講述、背誦、學生坐著聽課。‧ 情感的支持: 是否適合於課堂教教師為主（teacher-directed）分享挫折與學中。的教學方式成功，並提供鼓勵。 ‧ 嘗試熟悉電腦技 ‧ 教師的教學還是以教科書為能，並忙於解決學主（text-based material）。生使用電腦的問 ‧ 電腦被擱置於教室的角落，題。常成為學生的「獎品」或課 ‧ 資訊科技與教學餘活動的工具（如電腦遊無關。無法有意義戲、軟體練習等）。或有效的整合至教 ‧ 傳統上以教師為主的教學方學中。式。. ‧ 採用階段 ‧ 試著找尋資訊科技 ‧ 教師引入教學科技，但還是 ‧ 情感的支持（Adoption）. 整合至日常教學計畫中的可能性。. 以講述、背誦為主，學生坐 ‧ 技術的支援：著聽課。（教師為主 teacher 管理設備、 -directed 的教學方式） ‧ 無足夠的經驗整合使用軟體以資訊科技於教學當 ‧ 教師開始思考科技要如何融及討論技術中，害怕無法教完入於日常的教學中。問題。課程中的知識。以 ‧ 教師開始教授學生電腦技及面對評鑑及家長能。的壓力等。 ‧ 資訊科技支援的教學活動侷限於文字輸入、word 文書處理、練習軟體（CAI）等。. ‧ 適應階段 ‧ 教師應用電腦協助 ‧ 教師引入教學科技，並且越 ‧ 情感的支持學生理解數學和科來越有目標的應用資訊科技 ‧ 技術的支援（Adaptation）學概念。於教學當中，讓學生有機會 ‧ 教學經驗的玩以及實驗。 ‧ 教師思考在課堂時分享:討論教學策略、分享間讓學生進行應 ‧ 教師搭配著講述、背誦、學想法與教學用、解題等高層次生坐著聽課的方式。續後頁 37.