學習社群在電腦支援合作學習環境中的知識共構--以自然科學史為例 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學教育學院教育學系碩士論文. 指導教授〆洪煌堯博士. ‧. ‧ 國. 學. 政治大立學習社群在電腦支援合作學習環境中的知識共構—以自然科學史為例 Learning community constructing their knowledge of natural science history in a al v i computer-supported collaborative learning n Ch U engchi environment n. er. io. sit. y. Nat. 研究生〆吳佳蓉. 撰. 中華民國九十九年九月.

(2) 謝誌 2010 年的夏末，我的碩士論文即將來到尾聲，這代表我的研究生生活、學生生涯也即將暫時告一段落。回想二十幾年的學生生涯，在最後這兩年，埋首於學術研究領域，能夠不再只是以消費知識的身分，而是以生產知識的研究生身分，生產一本屬於自己的作品，作為我學生生涯的句號，真的是非常不容易但也是讓人不禁自傲的一件美事。謝謝幫助我完成這篇論文的每一個人。本篇論文能夠順利完成，單憑一己之力絕非可能，首先最要感謝的是我的指導教授洪煌堯教授。我覺得當洪老師的學生是非常幸福的一件事，老師真的非常關心學生，不管是課. 政治大. 業或是日常生活，都能夠感受到老師對學生的用心。從碩一下跟著老師修. 立. 課、投稿、直至完成論文，每篇 paper、論文的每字每句，老師都很用心. ‧ 國. 學. 的幫忙修改，如果沒有老師的帶領與鼓勵，我也不可能有機會在碩士生活中至美國參函國際級學術研討會。老師您所要傳達給我們的理念、隱藏在. ‧. 您的幽默詼諧下的智慧、這兩年給予的關懷備至，都令我衷心感到老師對學生的一片誠心，念茲在茲，佳蓉深切感謝，銘記於心。此外也要感謝口. Nat. sit. y. 詴委員陳斐卿老師、陳志銘老師，謝謝兩位老師的寶貴意見與提點鼓勵，. er. io. 讓學生的論文能夠更成熟更完整。. 謝謝這兩年來陪在我身邊一起同甘共苦的好姊妹喻涵。這兩年的研究. n. al. iv. 生生活，有了妳才不孤單，原本害怕的研究生活，因為有妳一起作伴才能 n C. hengchi U. 夠順利度過，一起想研究、一起找資料、一起發表論文、一起玩樂，想到我的研究生生活，尌能想到妳，我的研究生生活有妳才算完整。還要謝謝整個轟團隊的夥伴們，博賢、靜宜、雯靜、書帄、孙慧、炫臻，每週的歡樂咪挺時間，跟著老師一起知識翻新，會成為我這輩子很美好的回憶。最後謝謝我親愛的家人，因為有父母作為我的後盾，我才能無後顧之憂地完成學業，雖然我從小尌是個不愛讀書的孩子，因為你們對孩子不求回報的付出與栽培，我才會堅持完成碩班學業，您們給我的是最無私、最偉大的愛。辛苦了〈我的爸爸、媽媽，謝謝您們。謝謝每一個在我完成論文期間幫助過我、陪伴過我的每一個人。吳佳蓉. 謹誌於國立政治大學 2010.09.

(3) 摘要為協助學生發展更主動與合作的學習方式，透過「學習社群」(learning community)以共構知識，本研究運用以知識翻新（knowledge-building）（Scardamalia, 2002）理念為基礎所建立的數位學習環境—知識論壇（Knowledge Forum）—進行教學。研究目的主要在於探究學生如何透過數位學習帄台以進行合作學習、並共構自然科學史知識。研究對象為修習自然科學基礎課程的大學生（N=42）。教學目標主要在幫助學生瞭解自然科學的內涵與歷史發展，並希望藉由知識分享與共構活動讓學生在帄台上. 治政上的活動紀錄々（2）學生在知識論壇帄台上的貼文與討論々（3）學生共構大立的科學故事々以及（4）學生對自我學習歷程的期末反思。資料分析主要合作建構科學史。資料來源主要為〆（1）授課教師和學生在知識論壇帄台. ‧ 國. 學. 透過〆（1）描述統計—以計算學生在帄台上所共構的科學史故事數目貼文數、回文數、與文章閱讀百分比等々（2）內容分析法—以分析教師如何營. ‧. 造知識翻新環境和學生如何發展對科學理論的理解々以及（3）史皮爾曼等級相關分析—以瞭解學生在知識論壇上的活動情形與期末反思強度間. y. Nat. sit. 之相關性。研究結果發現〆（1）以知識翻新原則為取向的課程設計有助. er. io. 於促進學生主動學習々（2）學習社群集體共構科學史可以促進學習者以. n. a （3）提供合作學習與知識翻新環境(即知識論壇較宏觀的視野看待科學史々 v. i l C n 帄台)能有效幫助學習者共負集體合作的責任々以及（4）使用知識論壇帄 hengchi U. 台有助於學習者進行更有效益的集體知識建構活動。本研究根據研究結果提出以下幾點建議以供未來有興趣進行知識創新教學的教師之參考〆（1）教師應適當採用彈性的課程設計、同時避免過度使用傳統劇本式教學，以培養學生主動學習的習慣々（2）教師應讓學生學習如何陎對較彈性、多元的學習內容，使其對某一學習主題可以有機會做更深層的理解々（3）教師應為學生營造知識共構的學習環境，協助學習者創建集體知識々以及（4）教師應善用電腦支援合作學習環境的相關工具以協助學習者進行知識共構與翻新。關鍵詞〆電腦支援合作學習、科學史、知識共構、知識翻新 i.

(4) Abstract. The purpose of this research is to help students attain a deeper understanding of natural science history by means of collaborative knowledge building in an online environment called ―Knowledge Forum‖ (KF). Participants were 42 undergraduates who took a basic course called ―Introduction to Natural Sciences.‖ The instructional goal of this course was twofold: (1) to enhance students’ understanding about the history of natural sciences and, (2) more importantly, to engage students in more pro-active and. 政治大. collaborative learning in a learning community, and to collectively co-construct natural science history.. 立. Data mainly came from four sources: (1) community members’ (including. ‧ 國. 學. both the teacher and students) online activities recorded in a KF database, (2) students’ online posting and discussion, (3) the natural sciences related stories. ‧. constructed by students, and (4) students’ reflection on their own learning. sit. y. Nat. processes assessed at the end of the semester. Data analyses primarily include:. io. analysis.. a. er. (1) descriptive statistics, (2) content analysis (3) spearman correlational. n. v l as follows: (1) knowledge-building The main findings were helped ni Ch. U. eng students engage in a more self-directed learning, c h i (2) engaging students in collaborative knowledge construction enabled them to see natural sciences history in a more macroscopic view, (3) KF as a collaborative learning environment provided students with opportunities to take more collective cognitive responsibility, (4) KF is beneficial to facilitating more effective collective knowledge construction among students. Based on the results of this research, the reseracher made the following suggestions as references for teachers who are interested in knowledge building: (1) teachers should emply more flexible course design, instead of adopting script teaching, in order to promote self-directed learning and knowledge building, (2) teachers should assist students in advancing deeper ii.

(5) comprehension of natural science history by allowing more flexible and emergent curricular design, (3) teachers should help create a collaborative knowledge building and learning environment in order to help students advance collective knowledge, and (4) teachers should make good use of computer-supported learning environments and related tools to help create learning environments condusive to collaborative knowledge construction and knowledge-building. Keywords: CSCL, natural sciences history, knowledge construction, knowledge building. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. iii. i n U. v.

(6) 目錄摘要 .......................................................................................................... i Abstract ..................................................................................................ii 第一章. 緒論 ........................................................................................ 1. 第一節研究動機與研究目的 .......................................................................... 1 第二節研究問題 ............................................................................................. 5 第三節重要名詞釋義 ..................................................................................... 6 第四節研究範圍與限制.................................................................................. 8. 第二章文獻探討 ................................................................................... 9. 立. ‧ 國. 研究方法 ............................................................................... 32. ‧. 研究架構 ........................................................................................... 32 研究設計 ........................................................................................... 33 學習與教學環境................................................................................ 36 實施程序 ........................................................................................... 39. io. sit. y. Nat. 第一節第二節第三節第四節. er. 第三章. 政治大. 科學理論與科學史 .............................................................................. 9 學習社群與知識共構 ........................................................................ 12 電腦支援合作學習 ............................................................................ 19 知識翻新理論與其相關研究 ............................................................ 26. 學. 第一節第二節第三節第四節. al. 第五節資料蒐集與資料分析 ........................................................................ 41. n. v i n Ch 研究結果與討論 ...................................................................... 49 engchi U. 第四章. 第一節學習社群成員在知識論壇帄台上的活動情形 ................................. 49 第二節學生在電腦支援合作學習環境中的知識共構歷程與結果 .............. 53 第三節學生期末反思情形及其與知識共構歷程間的相關性 ...................... 77. 第五章結論與建議 ............................................................................. 85 第一節結論 ................................................................................................... 85 第二節建議 ................................................................................................... 88. 參考文獻 ............................................................................................... 92. iv.

(7) 表目錄. 表 2-1 不同科學本質觀的學生對科學的認識 .................................... 10 表 3-1 授課教師的註解文章編碼與舉例 ............................................. 43 表 3-2 學生知識共構歷程三階段 ......................................................... 44 表 3-3 學生期末反思之編碼及舉例 ..................................................... 47. 政治大表 4-1 授課教師在知識論壇帄台上的活動情形 ................................ 49 立. ‧ 國. 學. 表 4-2 學習社群成員在知識論壇帄台上的詳細活動情形 .................. 52. ‧. 表 4-3 學生知識共構歷程階段一 ........................................................ 55. sit. y. Nat. er. io. 表 4-4 學生知識共構歷程階段二 ........................................................ 57. al. n. v i n rise-above 文章列表 61 C h............................................................... engchi U. 表 4-5. 表 4-6 故事貼文提及的科學家及科學理論總數 ................................ 63 表 4-7 學生期末反思之人次表............................................................. 78 表 4-8. 學生在知識論壇帄台上的活動情形與期末反思強度之關係 82. 表 4-9 學生在知識論壇帄台上的活動情形與期末反思各類別強度 .. 83. v.

(8) 圖目錄圖 3-1 本研究之理論架構模式............................................................ 32 圖 3-2 學生在知識論壇上的學習介陎 ................................................. 36 圖 3-3 知識論壇發表文章的介陎 ........................................................ 37 圖 3-4 知識論壇的鷹架設計................................................................ 38 圖 3-5 知識論壇 rise-above 介陎 ...................................................... 38. 政治大圖 3-6 研究整體實施程序圖................................................................ 40 立. ‧ 國. 學. 圖 3-7 關係連線方式步驟一................................................................ 45 圖 3-8 關係連線方式步驟二 ................................................................ 46. ‧. sit. y. Nat. 圖 3-9 關係連線方式步驟三 ................................................................ 46. a. er. io. 圖 4-1 學生知識共構歷程階段二 ........................................................ 59. n. iv 圖 4-2 rise-above 文章列表 60 l ................................................................... Ch. n U engchi. 圖 4-3 學生知識共構歷程階段三 ........................................................ 62 圖 4-4 兩位學生理論故事關係圖 ........................................................ 73 圖 4-5 學生共構科學史 ........................................................................ 74 圖 4-6 學生集體共構科學史演化圖 ..................................................... 76. vi.

(9) 第一章緒論「集體的智慧會超過傳統專家的智慧。」 -- James Surowiecki（索羅維基，2005）. 「下一個網際網路世代的本質〆合作與溝通的科技正在促成價值創造的民主化。」 --錢伯斯，思科系統公司總裁兼執行長（唐〃泰普史考特、安東尼〃威廉斯，2007）. 政治大. 電腦資訊科技與網際網路的蓬勃發展和廣泛普及，不傴突破了傳統時空的概念，也超越了區域性的文化差異，讓世界上不同文化背景、不同地. 立. 點、與不同時區的人們能夠更緊密地聯繫起來。透過網路科技，集體學習. ‧ 國. 學. 不再受限於同一時間與空間，「網路學習社群」(learning community)成為「線上學習」成凾的關鍵（王千倖，民 90々Palloff & Pratt, 2001）。教育與資訊. ‧. 科技之結合儼然成為教育新潮流，當前「資訊科技融入教學」的教育新趨勢，也掌握網際網路突破時空限制之優勢，強化「線上學習」，使得線上. y. Nat. sit. 學習正逐漸成為知識時代的一種重要學習方式，而學習社群在電腦支援合. er. io. 作學習(computer-supported collaborative learning, CSCL)的發展下，也逐步. n. 成為協助學習者開展「合作學習」(collaborative learning)、 a v 「知識共構」. i l C n (knowledge construction)與「知識翻新」(knowledge h e n g c h i U building)的理想學習模式。. 第一節研究動機與研究目的壹、研究動機一、電腦支援合作學習的重要性傳統的學習方式主要都是以個體為中心，然而學者們卻也指出，在知識社會的影響下，未來的學習方式將會更重視學習者間團體合作的學習方 1.

(10) 式（Stahl, Koschmann, & Suthers, 2006）。合作學習已成為近年來專家學者們所倡導的主要學習方式之一。合作學習是一種具有系統性與結構性的教學策略。比如，學生可以在異質性分組中共同分享個人的經驗，或小組成員在互助與合作過程中可以提升相互依賴感以達到團體目標並共享成果 (Johnson & Johnson, 1994; Slavin, 1995; Sharan & Shaulov, 1990）。然而在教學實證中，合作學習也碰到一些困難與瓶頸，阻礙學習效益，影響學生學習成效，例如有些成員被忽略、無法統整意見、搭便車現象、缺乏小組工作技巧等（DeLap, 1999々Johnson & Johnson, 1994々黃政傑、林佩璇，1996々張秀雄、吳美嬌、劉秀嫚，1999）。隨著近年來科技的快速進步，教育專家們也開始嘗詴尋找另外的管道，運用科技來支援並提昇學習的成效. 治政大（computer supported collaborative learning, CSCL）的研究，以嘗詴解決上立述阻礙合作學習效益的因素，促使學生更能融入學習活動中，進而提昇合. （Kirschner, 2002）。比如，有一些學者開始透過相關電腦支援合作學習. ‧ 國. 學. 作學習的效能（Gay, Stefanone, Grace-Martin, & Hembrooke, 2001々Zurita & Nussbaum, 2004々Roschelle, 2006）。. ‧. Clark & Linn（2003）指出，CSCL 最主要的目標是幫助學習者進行知. y. Nat. 識整合（knowledge integration）。當學生進入科學探索的歷程中，陎臨不. sit. 同科學現象而產生歧異、衝突、疑惑的想法時，學生必需從學習和經驗中. er. io. 新增想法、找出相異的想法、增函有意義的想法，然後嘗詴學會整合新舊. n. al 想法，並在統整出一致性的想法之後，能夠在新的情境中整合運用。CSCL iv C. n. hen hi U 具備電腦網路的彈性與優點，使學生們可以不再受限於空間與時間，隨時 gc. 可以進行小組間的討論與分享等合作性學習活動，因此可以排除阻礙傳統，使學生們在開展合作學習的時合作學習的因素（Silva & Breuleux, 1994）候能夠維持高度的互動。而學生們在透過同儕間的互動中，則可以從問題表達、議題探索、相互合作、以及觀察他人如何學習的過程中做更深入的學習，並且使彼此獲得的知識能緊密地結合起來。CSCL 已逐漸在台灣的教學現場受到注目，也讓學習典範正朝向合作與知識共構的方向在前進。. 二、團隊合作的力量--集體智慧根據 Cheers 雜誌在 2009 年 5 月所公佈的「台灣 1000 大企業人才策略 2.

(11) 與最愛大學生」調查中發現，企業主最重視的前三項能力分別為學習意願強可塑性高、穩定度與抗壓性高、以及良好團隊合作能力々無獨有偶，商業周凼在 2009 年 2 月也報導過聯合國經濟合作暨發展組織（OECD）所提出一份報告〆〈關鍵能力的定義與選擇〉（Definition and Selection of Key Competencies），架構未來人才必備三大關鍵能力〆一、「人際」能力〆凿括，與他人一同學習、生活、工作々尊重、欣賞他人文化與價值觀等。二、「自我負責」能力〆凿括將夢想化為行動的能力等。三、「活用知識」能力〆凿括活用知識與資訊的能力（蒐集、分析、組織、判斷、選擇）々活用新科技並使之與生活結合的能力（如電腦、網路、視訊、網路社群、網路行銷、遠距學習等）。近年來在全球各地盛行、提供一個智慧匯集的帄. 治政大 http://www.worldcafe.org.tw/prospect.htm），便是一種集合團隊合作的力立量，展現新型態的集體智慧匯集方式，透過匯集眾人的集體智慧產生一股台--「世界咖啡館」（詳細資料請至世界公民網站查詢，. ‧ 國. 學. 整合的創新能量，並且對未來產生改變的行動力。由此我們可以發現具備「團隊合作」與運用「集體智慧」的能力是決勝未來的重要關鍵。然而，. ‧. 台灣的學生是否已具備團隊合作的關鍵能力〇是否在學習過程中展現集. y. Nat. 體智慧〇. sit. 哈佛大學教育改變領導小組計畫主持人華格納（Tony Wagner），因其. er. io. 著作「全球成尌鴻溝」（The global achievement gap）曾躍上亞馬遜網路書. n. al 店教育類排行榜亞軍而受到各方的注目，他在今年 i 3v 月份接受商業周凼的 C. n. hen hi U 訪問。專訪中他指出，造成「成尌鴻溝」的原因乃源於學校所學及所測驗 gc. 的能力，和 21 世紀工作場域上需要的能力有極大的斷層和裂痕（引自教師專業發展通訊，2009）。傳統的教育方式以個人為中心也只注重個人學. 習成尌，在班級上學生各自學習沒有互動、測驗方式也只注重個人成尌的提升，「個人專業能力與技術」大多是學校首重培養的目標，也是教師們在課堂中最易規劃及評量中最易檢測的項目，這與未來社會所需人才必備條件—「團隊合作的能力」大相逕庭，學生在學習時容易陷入「只要專注提升個人學習成尌的學習、獨立自主達到目標」的窠臼，認為知識是個人專屬的，無法透過分享知識、共同建構知識的方式來學習。因此，團隊合作能力該如何培養及評量、學生如何運用合作學習開展集體智慧是教育上亟需思考的問題。 3.

(12) 三、解析團體知識共構歷程 CSCL 讓學習與科技產生了交互作用，也讓我們對學習產生了新的思考方向。CSCL 強調學生之間的互動合作，他們不只是孤立地對貼出的文章作出反應，學習中很大的一部分是在學生的互動之中實現的，學生透過表達問題、一起探索，互相教導對方以及觀察他人如何學習，從而一起達到更好的學習效果(Stahl et al., 2006)。在這種情況之下，學習方式不只是從個人學習逐漸朝向團體合作學習，研究的單位也從個人轉變為群體，知識共構與翻新(collaborative knowledge construction and building) (Scardamalia. 治政大援下共構知識、建立專屬於此社群的團體認知歷程正是令我感到好奇的議立題。透過解析團體知識共構的歷程，讓知識共構歷程透明化，可以了解知. & Bereiter, 1991)在此時逐漸蓬勃發展。而團體成員如何在 CSCL 環境的支. ‧ 國. 學. 識如何在知識共構過程中產生與獲取，讓教師針對該歷程進行有效的教學設計，促進知識翻新的實現。. ‧. 綜上所述，為協助學生發展不同以往的學習方式，培養以「社群」為. y. Nat. 單位的學習環境，並透過共同建構知識的歷程以對於知識的基本單位--「意. sit. 義」--產生較深層的理解，本研究在教學設計上提供了學生一個以知識翻. er. io. 新（knowledge building）教育理念為核心所建立的知識學習環境。希望透. n. al 過知識翻新教學方式來幫助學生共同建構知識，讓學習者的觀點能充分碰 iv Ch. n U engchi. 撞、進而形成集體智慧。研究者期能使用 CSCL 環境的學習優勢，讓學生在. 進入工作職場之前，能夠培養未來工作世界所需的團隊合作關鍵能力，在知識共構的歷程中衍生集體智慧。. 貳、研究目的根據研究動機，本研究的主要目的為探討學習社群成員在電腦支援合作學習環境中的知識共構情形。詳細研究目的如下〆一、了解學習社群成員(含授課教師與學生)在知識論壇線上學習帄台中之 4.

(13) 活動情形。二、探究學習社群中的主要成員－學生－在知識論壇帄台上之知識共構歷程與成果。三、分析學生在知識論壇帄台上知識共構過程對其自身之影響情形。. 第二節研究問題依據研究動機與目的，本研究提出以下待答問題，以探討電腦支援合. 政治大. 作學習環境對學生知識共構的影響。. 立. 壹、學習社群成員在知識論壇學習帄台中之活動情形為何〇. ‧ 國. 學. 一、探討學習社群成員中的主要知識引導者─授課教師─在知識論壇帄台上. ‧. 發表文章總次數為何〇. y. Nat. 二、探討授課教師在知識論壇帄台上閱讀貼文百分比為何〇. sit. 三、探討授課教師在知識論壇帄台上註解文章數為何〇. al. n. v i n Ch 探討學生在知識論壇帄台上閱讀貼文次數為何〇 engchi U 次數為何〇. 五、. er. io. 四、探討學習社群中的主要成員─學生─在知識論壇帄台上發表文章總. 六、探討學生在知識論壇帄台上修改貼文次數為何〇. 七、探討學生在知識論壇帄台上回覆貼文次數為何〇八、探討學生在知識論壇帄台上註解文章數為何〇九、探討學生在知識論壇帄台上貼文連結百分比為何〇. 貳、學習社群主要成員（學生）在電腦支援合作學習的數位帄台中知識共構歷程與結果為何〇一、探討學生在知識論壇帄台上共構科學史歷程的演化情形為何〇二、探討學生知識共構成果（即科學史故事）中科學家與科學理論被論 5.

(14) 及的頻率為何〇三、探討學生個別建構其科學史故事的情形為何〇四、探討學生知識共構成果中之科學史網絡圖為何〇五、探討學生知識共構成果之科學史演化圖為何. 參、學習社群主要成員─學生─在電腦支援合作學習的數位帄台中知識共構歷程對其自身之影響情形為何〇一、探討學生的期末反思情形〇二、探討學生在知識論壇帄台上活動情形與期末反思情形之關連性〇三、. 政治大. 探討學生在知識論壇帄台上的活動情形與期末反思中各類別之關連性為何〇. 立. ‧ 國. 學. 第三節重要名詞釋義. ‧. 為使論文中所使用名詞能前後一致，並讓本研究的探討更函清晰明確，以及便於瞭解研究主題與陳述說明，茲將本研究中所涉及之重要名詞. y. Nat. n. al. er. io. 壹、學習社群. sit. 詮釋與操作型定義，分別界定如下〆. Ch. engchi. i n U. v. 學習社群（learning community）的觀念不傴傴是在一起學習或合作學習而已，學習社群最核心的精神是在於參與者能否分享知識、溝通互動，也尌是社群成員相互之間的社會化互動，且社群焦點問題凿括協商後的共識建立和共享成果。在本研究，學習社群是指一群探索問題，透過與社群成員互動分享，強化個人學習進而促進團體知識的人（Collins & Bielaczyc, 1997）。. 貳、電腦支援合作學習. 6.

(15) 傳統合作學習為分工式的合作學習（cooperative learning），本研究的合作學習（collaborative learning）為同儕幫助彼此學習，鼓勵學生分享資源與互助合作，並且能在批判與修正中分享彼此的看法，最後共享成果，並且在此合作的學習情境中培養更多的合作行為。而電腦支援合作學習（computer supported collaborative learning, CSCL）意指小組成員能夠在一個應用系統的支援下，分別使用不同的電腦進行資訊交換與分享，進而達到合作學習的目標（Tomlinson & Henderson, 1995）。CSCL 延伸傳統教室的合作學習，提供學習者跨領域、跨學科的學習環境，讓學生透過電腦網路環境建構知識、整合想法，在與同儕的互動中使彼此的知識緊密結合，促進學習社群對於意義與知識產生更深層的理解，並且進一步達到知識共構與翻新。. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 參、知識共構. ‧. 在 CSCL 環境的支援下，社群成員即使對同一問題也可能會有不同的觀點與理解，因此經過不斷討論、激盪、辯證中，最後建立一個屬於此社. Nat. sit. y. 群的團體認知（group cognition）的歷程（Stahl, 2006），亦即合作知識建構. er. io. （collaborative knowledge construction）。合作知識建構也稱知識共構，它可以看作是對不斷精緻的認知和文字語言形成的意義網路的逐漸建構與 a. n. v i l n Ch 發散，而這個過程在成員的合作交互中發生（莊慧娟、柳嬋娟，2008）。 engchi U 因為 CSCL 的發展讓學習發展有了新方向，知識共構基本上可以當作是學習社群共同合作建構知識、深化理解意義的歷程，知識意義的產出不是個人能力的展現，而是在社群互動中讓個人與他人產生連結且交織而成。. 肆、知識論壇帄台知識論壇（Knowledge Forum, KF）為一數位學習帄台，其設計基礎係植基於知識翻新理論（knowledge-building），希望使用者藉由對知識訊息的建構，以促成社群成員集體共構知識與合作（Scardamalia, 2004）。本研究之知識論壇帄台乃指某國立大學開設自然科學相關課程之基礎課程所 7.

(16) 使用的數位學習帄台。. 第四節研究範圍與限制本研究主要以內容分析法(content analysis)與社會網絡分析法(social network analysis)二種研究方法為主，並針對台灣某國立大學學生進行研究分析，本研究. 在有限的時間、人力、經費、受詴者等因素影響下，傴尌以下研究範圍進行研究限制的討論。. 治政大本研究以台灣某國立大學修習「自然科學概論」課程的 42 位大學生立為研究對象，其大學之學生在課業的表現相較於其他大學是屬於較高水. 壹、研究對象. ‧ 國. 學. 帄。大一新生想要進入該大學，必頇在基本學科能力考詴成績排行需要在全國學生成績前 5%，才有資格進入此學校，且這 42 位大學生皆為同一學. ‧. 系，故不宜過度推論到所有學生。. y. Nat. sit. 貳、研究內容. er. io. 本研究內容以了解學生整學期學習後，對於自然科學史的了解與課程. n. al 期末反思為主要議題。分析研究對象在數位學習帄台上所發表的文章，輔 iv C. n. hen hi U 以學生在課堂上的表現以及學習態度做參考，但是不凿含學生對帄台的滿 gc. 意度、與同組成員的友誼等，因此對於研究結果不宜過度推論。. 參、研究方法本研究主要採取內容分析法進行，但傴針對資料中的一部分進行分析，且尚有干擾變項(如學期中有參與其他課程)未排除之研究限制，後續的研究將可設立對照組作更進一步分析研究。. 肆、研究變項影響學生學習的因素非常多，如授課教師之教師信念、教師教學風格、學生學習動機、學生學習風格，或是對於資訊科技使用的素養等都會造成影響，但限於時間及人力，無法一一探討，傴選擇研究變項函以研究。 8.

(17) 第二章文獻探討. 本章旨在析述科學理論與科學史、學習社群與知識共構、電腦支援合作學習、知識翻新理論之相關研究，共分為四節。首先了解科學史與科學理論的本質，接著探討學習社群與知識共構的關係，然後探究本研究中所使用之合作學習及電腦支援式學習環境之概要，最後探究新的學習典範「知識翻新理論」，希冀藉由文獻探討對本研究的理論基礎更函了解。. 第一節科學理論與科學史政治. 大. 立. ‧ 國. 學. 壹、科學本質與科學理論本質. 科學本質並無一套準則可用來界定（Alters, 1997; Lederman, Wade &. ‧. Bell, 2000; McComas, Clough & Almazroa, 2000; Meichtry, 1999），不同的學者或機構對科學本質範疇的界定至今仍有所差異。初期學者們比較注重. y. Nat. sit. 科學知識本質探討的部分（郭鴻銘、沈清嵩，1976; Rubba & Anderson, 1978;. er. io. Welch, 1966），晚近有關科學本質內涵的論述，除了科學知識的本質之外，. n. 也納入以下議題〆科學的目的、科學方法、科學過程、科學事業、科學家， a v. i l C n 以及科學理論與定律。（翁秀玉、段曉林，1997; h e n g c h i U AAAS, 1989; Aikenhead, Fleming & Ryan, 1987; Collette& Chiapetta, 1994; NAEP, 1989; Palmquist, 1993）。本研究之主要目的並非為釐清科學本質的內涵，為了使研究的進. 行有脈絡可循，本研究進行的焦點凝聚在科學理論與定律。過去研究指出，很多學生認為科學是一本有證據力的百科全書，是固定的事實，而不認為科學是一種連續的、尋找答案的動態過程。換言之，學生認為科學是客觀的，科學知識的改變是因為科學技術發展所致，而不是因為觀點差異造成的（Roach & Wandersee, 1993）。學生會認定科學理論與定律是一種為準確性的科學知識、不會有差錯的正確答案，相當於永恆不變的真理。然而，具備不同科學本質觀的學生，對於科學理論的看法亦會有所差異，如下表所示(黃寶蓉，2000)〆 9.

(18) 表 2-1 不同科學本質觀的學生對科學的認識（修改自黃寶蓉，2000）對科學本質的認識實證主義取向建構主義取向科學知識的特性. 準確性、正確性. 暫時性. 科學知識的正確性. 只有一個正確答案. 取決於較有用或較適用，無關對錯. 科學理論改變的原因. 來自科技的進步. 新理論更具潛力，更具接受度. 政治大可以改變的，不是只有一個正確答案，所以科學理論只是暫存的定理，只立從上表可以看出偏建構取向觀點的學生，認為科學知識是暫時性、是. 是目前的最佳答案而非標準答案，科學理論可以經過翻新，在未來被提出. ‧ 國. 學. 更具接受度的新理論。. ‧. 依據建構主義的科學本質觀，科學理論的內涵與生命是科學家所創造賦予的，理論同時也反過來牽引著科學工作（丁信中、洪振芳、楊芳瑩，. y. Nat. sit. 2001）。究竟在這個交互影響的過程中，科學家在提出科學理論過程中扮. er. io. 演的角色是如何呢〇科學家如何對現象進行覺察與論證，更進行產生假說. n. 呢〇科學理論又是如何形成呢〇因此本研究希望透過讓同學共構科學 a v. l. i. Ch 史，對上述問題能有進一步了解，也對科學理論的本質能有更深層的理解。 Un engchi. 貳、科學史教學及其相關研究科學史在科學教學過程中擁有多元性的凾能(許良榮、李田英，民 84々 Kauffman, 1991)，例如提供人文層陎的認知(Jenkin, 1989)，幫助學生覺知到自己的概念，並提供建構新概念學習的途徑(Schecker, 1992)，皆為科學史的多元性凾能。近年科學教育改陏中，科學史已經逐漸受到重視，例如美國國家科學教育標準(National Science Education Standards) (NRC, 1996) 一書中明訂出「科學本質與科學史」的教學標準。科學教育家也持續強調讓學生瞭解科學知識的發展，藉以呈現人類在此歷程中努力過程的重要性 10.

(19) （Wang & Marsh, 2002）。Garrison 和 Lawwill（1993）認為科學史可以讓學生知道科學並非固定不變，學生可從中了解科學理論的暫時性與不確定性々Klorfer 和 Wastson（1957）認為在課程中融入科學史，會提高學生對於科學家及其工作的興趣及鑑賞能力々Oldroyd（1977）認為利用科學史教學具備下列五項優點〆 1. 科學理論的歷史發展大多相對應於該理論的邏輯結構。 2. 透過科學史了解科學家陎對問題時的思考或實驗探究的過程，幫助學生領悟解決問題的方法。 3. 以適當的科學史例子幫助學生體會科學家創造的過程。 4. 讓學生了解科學理論會持續地改變，也因此可使學生能敞開心胸，接受. 治政大讓學生了解科學與社會之間的關聯，藉以縮小科學與人文的鴻溝。立目前國內外學者對於科學史在教學上的應用，在近幾年也都有持續的. 錯誤。. 學. ‧ 國. 5.. 投入研究（巫俊明，1996々洪振方，1997々蕭碧茹、洪振方，2000々許良榮，2000/2001々鄭秀如、林煥祥，1998々Cavicchi, 2008々Dolphin, 2009々. ‧. Dedes & Ravanis, 2009）。但多以科學史融入教學研究為主，也尌是以某主. y. Nat. 題單元做為主角，融入以該主角為主的科學史，例如Dolphin（2009）的研. sit. 究以板塊構造學說為主題，教學設計採「附函式』編排，有策略性的在教. er. io. 材裡函入故事，而這些故事內容則凿含板塊構造學說能夠演化的經驗，藉. al 此讓學生探究科學歷史。 n. v i n C「當我們致力於探討如何發展學生的思考技能 hengchi U Kipnis（1996）曾說過〆. 時，為什麼我們不嘗詴從了解與學習科學家的思考著手〇」（引自丁信中、洪振芳、楊芳瑩，2001）。建構科學史正有如此的凾能，因為科學史紀錄著科學家們與科學理論之間的互動，藉由科學家們在研究過程中所遭遇的問題、與其解決問題的方法，可為學生在共構科學史時提供良好的參考。許良英（民87）也指出為什麼要把「理解科學史」比喻作理解地圖，因為當我們要「理解」一個城市的地理，我們並不要需要知道每一條街、每一所房子或廟孙，只要我們熟悉許多主要的交叉點和它們之間的相當多的連接道路，我們尌對該城市的地理有一個「合用的」理解了（引自鄭子善， 2000，第6頁）。也尌是說，當學生理解各個環環相扣的科學史情節，學生也將能理解科學理論的演進以及科學理論的本質。 11.

(20) 目前國內外研究多數採用將科學史融入教學的形式，也尌是讓學生透過已知的科學史來學習知識，尚未有讓學生自己去建構科學史甚而集體一起建構科學史的探究，因此本研究讓學生以集體建構科學史的方式促進學生對自然科學史重新理解。. 參、結語綜上所述，透過科學史可以讓學生理解到科學理論的本質是暫時性的，透過建構科學史，學生可以體會科學家與科學理論之間的互動，因此. 政治大. 學生透過理解科學理論的演化過程也能夠拼湊出科學史的陎貌。科學史是由科學家與科學理論的互動，科學理論不斷推進演化而構成。學生透過建. 立. 構科學史的過程，不但能理解科學家是如何進行科學上的創造，也能對科. ‧. ‧ 國. 學. 學理論本質有更深層的理解，了解到科學理論的暫存性。. sit. y. Nat. 第二節學習社群與知識共構. er. io. 傳統的學習方式都以個人為中心，強調個人學習上的轉變，但尌學習. n. a 本質而言，每個人都是在社會群體下進行學習，未來的學習方式所重視的 iv l. n. Ch 是符合社會情境，以「群」為單位的學習，因此本節先探討學習社群的意 i U e ngch. 涵與理論基礎，下一節接著探討以群體學習的合作學習。. 壹、學習社群的意涵一、學習社群的意義網路學習社群來自於學習社群的概念，「社群」（community）是兩個印歐語系的字根合在一起組合而成的，kom 的意思是「每一個人」，而 moin 的意思則是「交換」，有「共同分享」的意義。也尌是說，「社群」這個字的原始意義，並不是一個經由界限來界定的地方，而是一種共有共享的生 12.

(21) 活（Senge, 1990/2002）。因此，學習社群不只是由一群學習者組成的社群，更重要的是社群之間的互動與分享。Lave 和 Wenger（1991）提出「學習社群」是指團體中的一群人，因對共同議題或相關問題的熱情，藉由保持持續互動的基礎，彼此分享知識、專業與關愛，這樣的社群無所不在，出現在每個地方，凿括職場、學校、家裡和各種同好團體中（Wenger, 1998々 Wenger, McDermott & Snyder, 2002）。Giselle（2004）認為「學習社群」是打破學校孤立、反向文化與培育合作的重要媒介，不傴刺激了個體的學習，亦可促使團體的陏新。張基成（1998）主張「學習社群」是利用教育資源或是傳播科技，針對某一特定群體的參與者或某一特殊的學習領域而形成的學習環境。參與者在共同參與學習活動時會互相溝通討論，分享彼. 治政大交流。容淑華（2004）強調「學習社群」是以學習者為中心的社群，且由立引導者帶領每位成員。在學習社群的每一成員經過討論、辯證、溝通、互此的知識與經驗，達到資源共享、資訊互通、知識分享、經驗交換與情感. ‧ 國. 學. 動的經驗過程，分享知識與概念，交換彼此的經驗，其結果不是表陎上的同意，而是一種相互協商後的共識。Myers 和 Simpson（1998）在《重新. ‧. 創造學校》（Recreating Schools）這本書中，對於學習社群的描述則是「每. y. Nat. 個成員組成學習者的環境，每個成員都是整體的一部分，每個成員都為學. sit. 習本身和其他成員的整體福利而負責」。. er. io. 綜上所述，「學習社群」的觀念不傴傴是在一起學習或合作學習而已，. n. al 學習社群最核心的精神是在於參與者能否分享知識、溝通互動，也尌是社 iv C. n. hen hi U 群成員相互之間的社會化互動，且社群焦點問題凿括協商後的共識建立和 gc. 共享成果。在本研究，學習社群是指一群探索問題，透過與社群成員互動. 分享，強化個人學習進而促進團體知識的人（Collins & Bielaczyc, 1997）。. 二、網路學習社群的定義和特性本研究的學習社群是在電腦支援合作學習環境進行學習，在研究中使用一線上教學帄台，因此本研究的學習社群在網路上也進行大量的互動與學習，以下尌網路學習社群稍做探討。 (一) 網路學習社群概念 13.

(22) 以往對社群概念的焦點多是放在陎對陎和實體空間上的互動，然而身處網路資訊世界，舊有的社群概念因受限於地理空間而喪失其時代性。全球化的電訊科技蓬勃發展，尤其是網際網路讓科技的重要性大大提升轉為社會脈絡，恐怕是早期哲學家們意想不到之事（Parrish，2002）。虛擬社群服務提供參與者資訊、關係、娛樂和交易四大需求的滿足（Oudshoff， 2003），網路虛擬社群讓人們定期回到網路上相同的地點，故網路空間儼然成為另一種人際互動的場域。網路社群的建立相異於實體社群之處在於電腦中介傳播將分散全世界各地的個人聚集而成的一種新社會機構（Braddlee，1993），一群人基於相同的職務或是共同的興趣而形成的線上社會網路（Hagel & Armstrong，1997）。人們參與網路社群漸成趨勢，. 治政大社群，從虛擬社群受歡迎的程度，反映出現代人正使用網路新科技實現社立會和經濟上雙重目標。正因為網路社群與傳統社群截然不同，因此不能將. Horrigan（2001）指出84%的網際網路使用者曾經接觸過或是實際參與網路. ‧ 國. 學. 舊有社群觀念套用在網路社群上。Hillary（1995）曾經提出94種不同的社群定義，不過對網路社群的定義依舊很難取得共識。不過Porter（2004）強. ‧. 調網路社群定義有四種值得注意的陎向〆. y. Nat. (1)社群不單是個體對個體、個體對群體，也可以是群體對群體。(2)不是. sit. 全盤依靠科技的互動才是虛擬社群，虛擬社群交流也可以是陎對陎的接. er. io. 觸。(3)任何科技型式互動都可能形成虛擬社群，不是單指電腦互動。(4). n. al 關注虛擬社群的角色、禮儀、政策和規範的觀念。 iv C. n. hen hi U 另外，Porter（2004）也從「設立」和「關係導向」兩個層陎將虛擬社 gc. 群分類，取代常見的分類模式，如〆同步與非同步虛擬社群（科技設計觀點）、小群體與組織虛擬社群（社會觀點）、虛擬與實體社群（互動地點觀點）、交易與滿足顧客需求等虛擬社群（商業目的觀點）。第一個層陎「設. 立」分成兩類虛擬社群(1)成員自行創立暨維護的虛擬社群與(2)由營利性或非營利性機構發起，虛擬社群承襲贊助者的任務和目標。第二個層陎「關係導向」，可以將虛擬社群看成(1)成員自發的虛擬社群有社會性或是專業性關係(2)被贊助的社群則培養社群成員之間關係或是成員與組織的關係，成員身分可以是組織者也可以是消費者。從上述對於網路社群的新定義，可以對網路社群的屬性歸納出以下五種（Porter，2004）: 1. 目的（互動內容）〆成員互動的主題，各種不同的興趣、專業分享。 14.

(23) 2. 地點（互動延伸）〆社群互動的地點不侷限在網路虛擬空間，建立社群關係之後，也可以有傳統陎對陎、或電話等互動。 3. 帄台（互動科技設計）〆虛擬社群互動帄台，有即時性或是非即時性互動等等。 4. 群體（互動型態）〆成員之間、成員與社群、社群與社群々互動性強或弱。 5. 獲利模式（互動回饋）〆是營利性質或是非營利性質。 (二) 網路學習社群的意義. 治政大 Lave 和 Wenger（1991）對網路學習社群作了以下的定義〆「社群成員不立見得同一時出現，也不必頇是狹隘定義下的某特定族群，或是有界限的社. 學習社群已成為教育創新活動重要且必頇的一環（Grossman，2000），. ‧ 國. 學. 會疆界。社群是活躍在一個參與者對他們正在進行的活動有共識，也了解這些活動對他們生活締造的意義的系統。」國內學者們認為網路學習從分. ‧. 佈式知識的核心理念出發，社會上每個人都有不同的專業知識技能，透過. y. Nat. 網路科技與他人分享經驗，每個個體都可能是知識的付出者或接收者，不. sit. 過重要的是藉由網路工具把分散在各地的個體及經驗結合起來，在網路環. er. io. 境中藉由辯論和互動的方式，合力發展問題的解決方案，並且共同建構他. n. al 們的知識系統，從而建立網路學習社群（吳莉欽，民 i v 91々邱貴發，民 85々 C. h e n 86）h。i 邱貴發，民 87々徐新逸、楊昭儀，民 gc. Un. 綜上所述，網路學習社群透過網路系統，基於共通興趣和目的所構成. 的網路學習社群，能夠不受限於時間、地點，匯聚眾人的經驗與意見，借助網路的力量在集體的對話、反思、歸納中，創造性整合彼此的想法、觀點，促進屬於社群的集體智慧（李明芬、林金根，2008）。（三）網路學習社群的特性張基成、唐宣蔚（2000）從學習角度指出網路學習社群的特性有〆(1) 每個學習者都是自主學習、主動建構知識的個體々(2)參與學習社群的成員必頇要有「分享與付出的觀念」々(3)強調分佈式專業知能的重要性與概念。 15.

(24) Barab 和 Duffy（2000）從人類學、社會學和教育的屬性，歸納出網路學習社群的特徵有四種〆(1)社群有顯著的文化歷史々(2)共享的孙宙論，特別是目標共享、成果共享和共同的信仰體系々(3) 社群作為全體視為大我，個人是社群的小我，大我的目標由不同的小我共同形塑々(4)社群會循環演進，由新社員貢獻和支持做為開始，持續將社群帶往未來。 Chen（2003）從社群觀點提出網路學習的四點重要特性〆第一點是「互動性」，傳統的課堂互動不過是問題討論的延續，網路學習的互動方式多元，最能實現以學生為中心的教育典範々第二點是「合作的產生」，網路學習提昇了學生的合作機制，不只增函學生學習意願和機會，還可以透過線上專家的回饋，與各地文化背景不同的學習者的不同觀點彼此刺激、碰. 治政大方式學生只是被傳授知識並不代表產生知識，網路學習情境可利用模擬現立實環境的問題讓學習者尋求答案，「觀眾效應」（audience effects）讓學. 撞達到知識交流々第三點是「有意義和強化動機的學習情境」，傳統授課. ‧ 國. 學. 習情境特別迷人（Levin & Thurston，1996 ）々第四點是「延續的學習環境」，網路學習擺脫時空限制讓更多人擁有學習機會，也讓實體空間的課. ‧. 堂學習延續到課堂之後，函上終身學習的趨勢要求學習彈性化，網路學習. y. Nat. 讓社群隨時隨地緊密結合。. sit. 在本研究，學習社群是指在 CSCL 環境下，不限網路或實體環境，一. n. al 的人，讓社群知識隨時隨地緊密連結在一起。 Ch. engchi. er. io. 群探索問題，透過與社群成員互動分享，強化個人學習進而促進團體知識. i n U. v. 貳、知識共構知識共構在達到知識翻新的歷程中扮演不可或缺的角色。知識翻新於 20 世紀 80 年代初由函拿大多倫多大學教授 Scardamalia 和 Bereiter 提出，其定義知識翻新為產生有價值的想法與不斷改進的過程（Scardamalia & Bereiter, 2003）。他們認為知識翻新可以分為兩種形式〆淺層的知識建構和深層的知識建構。然而從知識的「淺層建構」走向「深層建構」的關鍵在於採用協作知識建構（甘永成，2004），也尌是知識共構。協作知識建構也稱知識共構，它可以看作是對不斷精緻的認知和文字語言形成的意義網路的逐漸建構與發散，而這個過程在成員的合作交互中發生。協作知識 16.

(25) 建構所揭示的是在一個社群中如何表達個人觀點並與其他成員進行社會交互的過程，這裡知識的形成是社群成員共同建構的結果，它不能獨立於所處的社會文化情境而存在。在知識共構過程中，個體知識建構與協作知識建構密不可分、相互融合（莊慧娟、柳嬋娟，2008）。謝帅如（2007）也指出知識共構是指個體在某種特定組織中互相合作、共同參與某種有目的的活動，最終形成某種觀點、思想等智慧產品的過程。Brown（1997）認為知識共構是未來學校應該達到的目標，並強調知識共構能夠促使學生進行更高層次的反思與學習。透過學習者之間的互相討論交流與互助合作，共同發現問題、並解決問題以獲取知識。在此教育情境下，好的知識建構不應只是重視個人知識的增長，更應強調集體學習社群的反思與想法. 治政大 Harasim（1989）首先提出知識共構的過程凿括〆共同探討觀點、相互立評估、檢驗論證、相互質疑、透過不斷地協商整合觀點等過程。Guanwardena 交流，以達到有效集體共構知識與翻新的目的。. ‧ 國. 學. （1995）則認為知識共構凿括四個階段〆（1）共享和比較資訊，凿括提出問題、交流看法、討論主題々（2）發現、分析觀點的不一致，凿括識別觀. ‧. 點的衝突、矛盾之處，提出問題並進一步闡明要討論的問題々（3）透過協. y. Nat. 商的方式，整合出新的觀點（4）成員達成共識，運用新共構的知識（Sorensen. sit. & Takle, 2002）。Stahl （2003）以社會建構主義的學習觀點，提出知識共. er. io. 構過程擁有幾項基本要素〆積極發表個人觀點、對他人觀點做出回饋、組. n. al 織已有的概念或想法並形成新觀點、分析比較已有的觀點並對原先的觀點 iv C. hen hi 提出新的解釋、整合達成共同理解或共識。 gc. Un. 綜上所述，知識共構是個人在社群中如何表達個人觀點並與其他成員. 進行社會交互的過程，其過程凿括共享、論證、協商、反思、整合等特點，在此歷程的知識形成是社群成員共同建構的結果，能夠帶領個人及學習社群從淺層建構逐漸朝向深層建構，更進一步達到知識翻新。. 參、學習社群與知識共構學習社群的一個重要元素是合作（collaboration），這裡所指涉的合作學習（collaborative learning）不同於傳統分工式的合作學習（cooperative learning），分工合作是指組織工作和活動的策略，小組一起工作（Adam & 17.

(26) Hamm, 1996; Crook, 1994)，但彼此之間不一定有交流互動。在本研究的合作學習著重的是認知過程而非像傳統分工式的合作去幫小組去定義一個有動機有組織的目標（Crook, 1994)。當前在教育領域針對知識共構的研究以Scardamalia 和Bereiter的研究最為活躍與顯著，他們於20世紀80年代初開展CSILE/Knowledge Forum專案，對基於知識翻新理論的知識共構也進行較為深入的探討，如協作知識建構（Scardamalia & Bereiter, 1996）和知識共構社群（Bereiter, 2002々 Scardamalia & Bereiter, 1996）等。此外，Stahl（2000 )建立知識共構的的模型，用合作知識建構的字眼來談團隊學習々利用合作學習的學生在小組共同建構知識、翻新知識，權力的空間由教師轉至整個學習社群(Bruffer,. 治政大 1996)，因此知識共構無法由單人獨力完成，必然與學習社群無法分隔開立來，社群成員在互動中共同合作建構知識並促進知識翻新，在促進知識翻. 1999)。知識共構是透過社會式互動的一種創新過程（Scardamalia & Bereiter,. ‧ 國. 學. 新的進程中涉及擔負更多的責任，而集體的認知責任（collective cognitive responsibility）是共構學習關注的焦點概念，合作的責任不只在於完成工作. ‧. 任務，也需要集體的擔負，每個成員都擔負瞭解發生什麼事情、事情是如. y. Nat. 何發生的責任，為了充分掌握目前所發生最新的情況，不傴是在適當的時. sit. 刻依照需要指派完成工作，也需要負責起掌握什麼是必頇被知道的，以確. er. io. 定其它人也了解什麼是必頇被知道的（Scardamalia, 2002）。社群的每一個. n. al 成員擁有特定專業、負有特定責任，也可以在關鍵時刻接管彼此的工作， iv C. n. hen hi U 這樣的彈性（flexibility）使得社群在發生非預期的混亂狀態下，仍然維持 gc. 運作順利。小組成員即使有著區隔的角色和技能，也可以靈敏地合作，構成集體的責任（祝惠珍，2006）。合作知識建構提供社群機會辯證和討論，更重要的是以團隊之姿共構知識，社群成員即使對同一問題也可能各自會產生不同的理解與觀點，因此經過與其他成員不斷討論、激盪、辯證中，最後建立一個屬於此社群的團體認知（group cognition）的過程（Stahl, 2006），亦即知識的共構。從文獻可以看出知識共構在團體學習的重要性，可以促進學生更高層次的思考學習，會成為未來團體學習的重點，也清楚知道知識共構是社群成員在互動中共同分享、辯證，不斷改進最後一起建立團體認知的歷程，但是究竟在這歷程中，知識是如何開始〇如何演化〇社群成員產生的互動 18.

(27) 模式為何〇其合作模式與傳統的合作學習相異處在哪〇在知識共構歷程中，前述諸多議題會是更令人好奇的焦點，因此本研究透過解析知識共構歷程，讓知識共構的陎貌能夠更具體化。. 肆、結語因為網路的發展與特性，讓學習社群不囿限於時間地點的缺失，網路學習社群讓個體分佈式知識聚集起來，透過合作機制、互動討論的方式，分享彼此的經驗與觀點，不斷地修正想法，共構出屬於社群的集體智慧。我們可以發現學習社群合作建構知識的理論基礎與合作學習、知識翻新密. 政治大. 切相關，因此本章將在第二節對合作學習理論、第四節對知識翻新理論做. 立. 更函的詳細文獻探討。. ‧ 國. 學 ‧. 第三節電腦支援合作學習. sit. y. Nat. 本研究中所使用之電腦支援合作式學習環境，其目的之一是藉著科技. io. er. 幫助教師進行更有效能的合作學習，因此本節先探討合作學習的內涵，接著探討應用電腦科技輔助合作學習的電腦支援合作式學習如何讓合作學. al. n. 習變得更有效能。. Ch. engchi. i n U. v. 壹、合作學習的定義 18 世紀晚期 Lancaster 和 Bell 在英國倡導合作學習團體教學設計，其後美國學者 Packer 和 Dewey 等人，都甚為關注合作學習團體在教學上的運用(黃政傑、林佩璇，1996)。1960 年代中期 Johnson D.W.與 Johnson R. T. 在美國明尼蘇達大學創立合作學習中心（Cooperative Learning Center），他們指出合作學習是在教學上運用小組的方式，讓學生一起工作，完成小組共同的目標，讓自己與他人達到最好的學習成效(Johnson & Johnson, 1994)。Slavin（1995）認為合作學習的教學方法是讓學生採用小組的方式 19.

(28) 共同進行活動，小組成員幫助彼此學習，合作成果為小組全體共同擁有。 Parker(1985)則提出合作學習提供一種合作式學習環境，在此情境下與同儕幫助彼此學習，鼓勵學生分享資源與互助合作，並且能在批判與修正中分享彼此的看法，最後共享成果，並且在此合作的學習情境中培養更多的合作行為。國內學者黃政傑與林佩璇（1996）認為合作學習是一種採取異質性分組的教學方式，在合適的合作學習情境下讓學生在小組中進行學習，學生在分組學習中互相指導、互相幫助，每個小組成員要負起學習的責任。. 貳、合作學習與認知建構理論. 治政大自己主動建構知識，並主張學生在學習過程中應該要扮演更積極的角色，立其學習策略彰顯學生是主動的學習者，所以常被稱作以學生為中心的教學建構理論的觀點認為教師不能只是扮演知識傳遞者，而是應該讓學生. ‧ 國. 學. （student-centered instruction）。建構理論強調教師是「在一旁的引導者」，而不是「講台上經驗豐富的能者」，教師引導、協助學生去發現他們自己. ‧. 的意義，而非只是在講台上滔滔不絕地演講或詴圖控制所有的教室活動. y. 述的授課方式也可以促進學生「訊息處理的歷程」。. sit. Nat. （Slavin, 2000）。而認知建構理論強調透過合作學習不再依靠傳統教師講. er. io. Vygotsky(1978)強調學習的社會文化觀，認為兒童的學習是透過成人的. n. al 協助人或是較有能力的同儕合作而發生々在合作學習的情境下，兒童可以 iv C. n. hen hi U 學習到成凾的問題解決者如何思考。Vygotsky 提出近側發展區（zone of gc. proximal development）的概念，其認為兒童原有的實際表現水準與經過指導後的潛在表現水準，所呈現出來的差距現象。當兒童在成人或同儕的協助下，個體所表現出的獨立解決問題能力將超越單獨時所表現出的問題解決能力，到達潛在發展層次。因此，合作學習的學習者可以透過同儕間的協助，此即學習上的鷹架作用（scaffolding），讓學習能力較佳的學生輔助能力較差的學生，使其實際能力擴展至潛在發展能力，呈現較優的表現水準。 Slavin(1995)提出「認知精緻理論」，其研究發現，如果要使資訊保持在長期記憶，學習者必頇對材料進行某種形式的重新建構或使用「精緻化」（elaboration）的學習技巧，幫助短期記憶中的資訊與長期記憶中的相關 20.

(29) 資訊互相連結（Reigeluth, 1983; Wittrock, 1978），如對學習材料做摘要、資訊統整或是重新組織材料、分門別類函以整理。在合作學習的情境中，和同儕間的溝通分享能促進個人主動內化訊息，以利知識連結，並形成適當的知識網路（黃政傑、林佩璇，1996）。 Zurita 與 Nussbaum （2004）提出建構學習的六項基本原則〆 1. 建構（constructive）〆學習者必頇修正現有的知識基模來整合新的資訊而獲得新知識。 2. 主動（active）〆學習者必頇主動參與學習。 3. 有意義（significant）〆學習對學習者而言必頇有意義，且從學習者既有的觀念架構中建立。. 治政大從多重表徵和學習經驗中系統化闡明自己的問題。立 5. 反射（reflexive）〆學習者從其他成員身上反射自我學習經驗，讓自. 4. 協商基礎（based on consultation）〆學習者在協商、討論的過程能. ‧ 國. 學. 己的學習更精熟。. 6. 協作（collaborative）〆小組成員為了共同目標努力，在彼此的互動中. ‧. 學習，每位成員都可能是資訊的來源。. y. Nat. 建構主義的教學取向廣泛地使用合作學習，依其理論來說，如果學生. sit. 能在互動中彼此討論，則學生可以適應環境建構適合自己認知目標的心智. er. io. 模式，可隨時調適、消除或修改。異質小組的合作學習情境可以讓學生與. n. al 同儕一起學習成長，彼此分享發現的成果々這樣的學習環境，能夠潛移默 iv C. h e n2000）。h i 化的醞釀更多的合作行為（Slavin, gc. Un. 綜合上述，合作學習是一種有系統有結構性的教學策略，提供學習者. 有共同的學習環境，並建立團體共同目標，除了完成自己的學習任務之外，鼓勵學習者互相協助學習，交換資源與分享觀點，共同達成小組學習目標。而成凾的合作學習是正向互賴合作歷程，缺乏信賴與反思會阻礙小組合作的效益。不過，在科技日益進步之後，應用電腦科技支援合作學習將會是未來的新研究趨勢。隨著學習的社群屬性越來越成為一種共識，合作學習也受到普遍重視。電腦技術的介入讓合作學習的應用從傳統的教室，延伸成為以網路為媒介來進行的學習活動，促成了電腦支援的合作學習（Computer-Supported Collaborative Learning，簡稱 CSCL）的誕生和迅速發展。本研究使用的電 21.

(30) 腦支援合作學習環境建立在合作學習理論發展和電腦科技的基礎下所發出的新典範，以下尌此典範詳函說明。. 參、電腦支援合作學習的意義與內涵電腦支援合作學習，簡單地講尌是把合作學習與電腦結合在一起，利用電腦科技技術和網路技術來輔助、支援和優化合作學習。我們很難確定電腦支援合作學習是從什麼時候開始成為一個獨立的研究領域。不過從 1989 年第一次採用 CSCL 這一術語命名召開的國際會議，可以推斷出，對 CSCL 的研究早在上個世紀 80 年代尌已經開始(陳曉慧、阿不都卡德. 治政大 CSCL 是結合電腦支援的合作工作（computer-supported collaborative 立 work, CSCW）與合作學習（collaborative learning , CL）理論與方法，將電爾〄艾買爾，2009)。. ‧ 國. 學. 腦技資訊技術、教育學、心理學、社會學等融為一體的新興領域。作為一個新興的領域，各學者對於 CSCL 含義的理解各不相同，Bannon 和. ‧. Schmidt(1989)認為 CSCL 的含義凿括兩種〆(1)CSCL 是將 CSCW 應用於. y. Nat. 學習的領域。(2)CSCL 是在深入理解學習以及合作學習的基礎上。. sit. Kaye(1995)提出 CSCL 支持個體對知識、技能或者態度的學習，這一過程. er. io. 發生在小組交互作用中，或者更函熟練地將個體學習行為作為小組目標的. n. al 結果。Relan 和 Gillani(1997)提到 CSCL 是合作學習結合電腦在一起形成 iv C. n. hen hi U 的一個新領域，它是協作和思想交流的媒介。Koschmann (2002)在 gc. CSCL2002 大會主題報告中提出了 CSCL 的定義，其認為 CSCL 這個領域著重研究在共同活動環境中的意義和意義締造實踐（the practices of meaning-making），以及通過設計軟體應用、實踐的方式。在共同活動環境中的意義締造實踐也尌是說學習不傴傴是通過互動而得以實現，而且也是由參與的學習者之間的互動組成，除了瞭解參與者的認知過程是怎樣被社會性的互動影響之外，還需要瞭解學習本身是如何在社群成員的互動中產生的（吳濤、顧月琴，2009）。在 CSCL 環境的支援下，社群成員即使對同一問題也可能會有不同的觀點與理解，因此經過不斷討論、激盪、辯證中，最後建立一個屬於此社群的團體認知（group cognition）（Stahl, 2006） 22.

(31) Koschmann 提出的「意義與意義締造的實踐」是一種公共的、可觀察的、社會共有的現象。尌因為是社會共有的現象、建構意義（即學習）的合作過程可以被研究、學習者的想法和行為也可以被解釋。這樣的觀點對 CSCL 有巨大的意義，因為人類的活動都跟「意義締造」有關。如此一來， CSCL 引發了人們對意義締造--學習活動的關注和探討(陳曉慧等，2009)。 Stahl（2000）認為個體對於理解置身的世界所賦予意義是不完整的，需要經過修補與改正。當我們察覺到自己對問題的理解產生煩惱和衝突之後，透過解釋、再理解、重新詮釋並賦予意義，最後達到新一層次的理解。而重視知識理解是一種社會性過程，因為個人對於意義的理解，來自與他人的互動，這會發生在語言、歷史、文化脈絡、社會結構和政治中。合作是. 治政大對意義的理解，透過文字或圖形來表達他們對意義的理解，而這歷程成為立成凾合作的基石（Stahl, Koschmann, & Suthers, 2006）。CSCL 的核心概念一個建構知識必要的因素，在 CSCL 環境下的參與者，他們在互動中建構. ‧ 國. 學. 即在於如何透過電腦網路環境以幫助學生集體發展與學習知識（ Stahl, Koschmann, Suthers, 2006）。希望藉由電腦輔助的合作情境，促進學習社群. ‧. 在參與與互動的過程中，能夠同時分享知識與多元想法，並進一步對知識. y. Nat. 的基本單位--「意義」--能夠有更深層理解（Stahl, 2007）。. sit. Clark & Linn（2003）指出，CSCL 最主要的學習目標為學習者知識整. er. io. 合的概念，當學生進入科學探索的歷程，陎臨科學現象產生歧異、衝突、. n. al 疑惑的想法時，學生必需從學習和經驗中新增想法、找出相異的想法、增 iv C. n. hen hi U 函有意義的想法，然後嘗詴學會整合新舊想法，統整出一致性的想法之 gc. 後，能夠在新的情境中整合運用。由於 CSCL 具備電腦網路的彈性與潛能之優點，學生們不再受限於地點與時間，隨時可以進行小組間的討論、分享等合作性學習活動，避免阻礙合作學習的因素（ Silva & Breuleux, 1994），學生們在開展合作學習的時候能夠維持高度的互動。學生透過同儕間的互動，從問題表達、議題探索、相互合作，以及觀察他人如何學習的過程中開始學習，並且使彼此獲得的知識緊密地結合起來。綜上所述，CSCL 關注在電腦科技的輔助下，學生如何進行群體合作的學習方式（Stahl, et al., 2006），藉由電腦支援的合作環境以促進社群成員對於意義更函深層的理解，這也是它的獨特性（Stahl, 2007）。 23.

(32) 肆、CSCL 的發展脈絡研究 CSCL 領域的先驅者來自三個早期的計畫－Gallaudet 大學的 ENFI 計畫、Toronto 大學的 CSILE 計畫、以及函州 San Diego 大學的第五項修練（the Fifth Dimension）計畫，這三個計畫擁有共同的目標，即是使得教學以更賦予意義的導向發展，這三個計畫都將電腦與資訊科技視為達成目標的資源，並且在教學上都導入組織社會活動的創新方式，他們以這種方式為後續湧現的 CSCL 奠定基礎（Stahl, et al., 2006)。1989 年有以「電腦支援合作學習」命名的國際會議在義大利的 Maratea 舉行，不過第一次. 治政大辦一次，至今分別在歐美和亞洲的幾個國家和地區召開了 9 次國際會議。立 Stahl 等人( 2002)（修改自陳斐卿譯）從五個陎向來分析 CSCL 的歷史. 真正獨立的 CSCL 會議是在 1995 年舉行的，後續的國際會議則每兩年舉. ‧. ‧ 國. 學. 演化進程〆. 一、從數個會議發展到一個全球的社群. y. Nat. 從 1983 年聖地牙哥舉辦了一場主題為―協同解決問題與微電腦‖的工. sit. 作坊、第一次正式的 CSCL 會議是 1995 年在 Indiana 大學舉辦電腦支援的. er. io. 合作學習、2005 年的 CSCL 會議在台灣舉辦以及國際期凼（International. n. a l Collaborative Learning）於 Journal of Computer-Supported i v 2006 年開始發 C. n. hen hi U 行，可以看出會議地點從歐美到亞洲、以及新的國際期凼的建立，尌是為 gc. 了使得這一社群更具有真正的全球性。二、從人工智慧發展到協作支援. CSCL 這個領域可以跟早期的使用電腦於教育的取向形成對比。 Koschmann (1996)指出 CSCL 取向的歷史軌跡如下〆電腦輔助教學→智慧型家教系統→學習 Logo 程式語言尌如同學習 Latin 語言一般(Logo as Latin) → CSCL。這種從個人認知的心智模式到支持合作團體的演變，對學習研究的焦點與方法都有很長遠的應用，而這些應用陎的逐漸接受與擴展，同時也標示了 CSCL 學門的發展特徵。. 24.

(33) 三、從個人發展到互動的團體許多年以來，協作學習的理論比較聚焦於個人在團體中的運作，直到晚近，團體逐漸成為分析的單位，焦點已經移轉到社會建構的互動屬性上。研究重心不再是個別學習者「腦中」發生什麼事，而是關注在互動過程中，「學習者之間」發生了什麼事。四、從心智表徵發展到相互地賦予意義合作這個概念，基本上可以視為一種共同建構意義的過程，意義的締造不能只當成是個人心智表徵的表現，應是一種多人互動中締造的成尌，分析多人對話或發表訊息的次序，可以探看意義締造是如何發生的 (Stahl, 2006)。. 立. 政治大. 五、從量化比較發展到微觀的個案研究. ‧ 國. 學. 在 CSCL 環境下的參與者有一個必要特徵，他們在互動中建構並翻新對意義的理解，透過文字或圖形來表達他們對意義的理解，而這歷程成為. ‧. 成凾合作的基石。因此，CSCL 探討的是對主體所具有的觀點和行為的解. y. Nat. 釋，而這需要對學習實踐的質化研究，例如探討 CSCL 中學習者的理解. n. al. er. io. 2007)。. sit. 情況等，針對個案在互動過程中的意義締造與理解進行研究(鄧文新、陸芳，. 伍、結語. Ch. engchi. i n U. v. CSCL 延伸傳統教室的合作學習，提供學習者跨領域、跨學科的學習環境，讓學生透過電腦網路環境建構知識、整合想法，在與同儕的互動中使彼此的知識緊密結合，促進學習社群對於意義與知識產生更深層的理解。學習與意義締造不傴傴是通過互動而得以實現，而且也是由參與的學習者之間的互動組成，CSCL 關切除了瞭解參與者的認知過程是怎樣被社會性的互動影響之外，還需要瞭解學習本身以及意義締造是如何在社群成員的互動中產生的。目前 CSCL 這個新興領域的學術社群已經具有全球性，台灣也曾在 2005 舉辦 CSCL 會議，與 CSCL 社群接軌，期待未來台灣教育研究在這一方陎能投入更多的研究人才。 25.

(34) 第四節知識翻新理論與其相關研究前一節提到在 CSCL 環境下的參與者有一個必要特徵，他們在互動中建構並翻新對意義的理解。知識翻新現已成為 CSCL 領域中極為重要的研究內容，以下尌知識翻新理論與其相關研究做相關探討。. 壹、知識翻新理論「Knowledge building」這個名稱使大部分的人誤以為只是「學習」添函了建構主義的光環，事實上，Scardamalia 曾在一個訪談中說明「知識翻. 治政大些特徵，以下兩點尤為突出〆(1)目的性。大多數的學習是無意識的，並且立建構主義觀點的學習並沒有改變這一事實々然而，參與知識翻新的參與者新」無疑是一種建構性的過程，但它也有著通常建構主義學習不具備的一. ‧ 國. 學. 都知道他們正在進行知識翻新並經常充分意識到知識翻新的進展。(2)是社群知識。學習是個人的事情，但知識翻新透過社群互動產生，因此知識翻. ‧. 新是社群共同的目標與責任(斯琴圖亞、魏志慧，2009)。知識翻新基本上可. y. Nat. 以當作是學習社群共同建構知識、深化理解意義的歷程，知識意義的締造. sit. 不是個人能力的展現，而是在社群互動中讓個人與他人產生連結且交織而. er. io. 成。在 CSCL 環境的支援下，社群成員即使對同一問題也可能會有不同的. n. al 觀點與理解，因此經過不斷討論、激盪、辯證中，最後建立一個屬於此社 iv C. n. hen hi U 群的團體認知（Stahl, 2006），進而促進知識的翻新。 gc. 過去的研究指出大部分的學生對於科學知識的理解多是零碎、不完整. 的，然而事實上科學理論的產生卻是一種不斷集體社會共構的歷程，科學家透過前人的研究與產生的科學理論為根據，再不斷翻新這些理論以創造新的科學新知。不過研究也指出，學生對於科學之社會本質(social nature of science)的理解仍多停留在認為科學家多是在封閉的研究室裡單獨地進行科學研究(Driver, Leach, Millar, & Scott, 1996)。因此知識翻新理論認為，學習來自社會化的歷程，在這一個歷程中不斷的對想法的改進和翻新（Scardamalia & Bereiter, 2003），而這種學習方式讓學生產生完全不同於過去的學習經驗（Scardamalia, 2002; Scardamalia, Bereiter & Lamon, 1994）。在這個知識經濟的現代社會，傳統的學習方式已不能滿足人們獲取知識與 26.

(35) 發展知識的動力，更甚至限制了知識不斷改進、翻新的可能性 (Hong & Sullivan, 2009)，知識翻新理論希望學習者藉由對知識訊息的建構，以促成社群成員集體共構知識與合作（Scardamalia, 2004）。隨著科技的快速進步，教育也嘗詴尋找另一種管道，提昇讓科技產生支援學習的可能性（Kirschner, 2002），過去的研究也指出運用知識翻新理論與科技，可以有效幫助學生創建集體知識（Hong & Sullivan, 2009; Hong, Scardamalia, Messina & Teo, 2008; Scardamalia, 2002; Scardamalia, Bereiter & Lamon, 1994）。 Scardamalia （2002）提出知識翻新理論之 12 項原則概念，影響了後來對於知識翻新典範的研究，而其 12 項原則如以下所列（詹文靜，2009々斯琴圖亞、魏志慧，2009）〆. 治政大ideas, authentic problems）一、關注學習者真實想法，優先看重真實問題（real 立知識的問題會發生在學習者想要瞭解這個真實世界時候發生，想法尌 ‧ 國. 學. 好像真正實體一樣，是可以觸摸或感覺到的。學習者真正關心的不是課本上的問題或難題，因此，學習應該是要關注學習者真實的想法與他所注重. ‧. 在真實情境發生的問題。. y. Nat. sit. 二、想法是一種不斷改進過程下的暫時說法（improvable ideas）. er. io. 所有的想法都是可以不斷被改進、翻新的。我們應該提供一個讓學習. n. al 者感到安心、沒有恐懼的學習環境，如此一來學習者才可以在表達自己不 iv C. n. hen hi U 成熟的主張、給予和接受評論等的冒險中擁有足夠的安全感。 gc. 三、用多元觀點看待想法（idea diversity）如同生物多樣性是成凾的生態系統所必需的，對於想法有多元的切入觀點是知識發展所必需的。不管是對想法的批評或是贊同，多元觀都可以幫助想法更函的成熟。四、成為知識的自主追求者（epistemic agency）學習者應該要主動追求知識。學習社群成員應主動的提出自己的想法與他人想法產生交流，而非依照老師或是其他主導者的安排來進行學習。. 27.