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物 理 教 育 學 刊 Chinese Physics Education

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Academic year: 2022

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Chinese Physics Education

2020 第二十一卷第一期

物 理 教 育 學 刊

2020 年春季刊

中華民國物理教育學會出版

The Physics Education Society of the Republic of China 中華民國一〇九年七月出版

ISSN 1998-7544 DOI 10.6212/CPE

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目 錄

第二十一卷第一期 2020 年春季刊

學術論文

非正式 STEM 課程的學習策略與自主學習行為

施佳成、古智雄……… 1

教學論文

以相對運動法進行科氏效應之視覺化模擬

徐以帆、谷岳峰、曾靖夫……… 22

實驗設計論文

圓盤風扇陀螺之設計及其進動現象之分析

馮兆筠、李慧安、林倩鈺、張名宇、馮志龍、陳柄旭……… 42

報導與評論

牛頓的三稜鏡實驗

邱韻如……… 57 創新教學活動分享:和家人一起學光電

房漢彬……… 66

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活動報導

物理教學活動 ……… 70 會議記錄 ……… 79

物理教育學刊稿約

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學術論文

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2020, 第二十一卷一期, 1-21

Chinese Physics Education 2020, 21(1), 1-21

非正式 STEM 課程的學習策略與自主學習行為

施佳成1古智雄2*

1台東縣立新生國民中學

2國立東華大學教育與潛能開發學系科學教育所

通訊作者:chku@gms.ndhu.edu.tw

(投稿日期:108 年 7 月 22 日,接受日期:109 年 2 月 10 日)

摘要:自主學習和有效的自我調節學習策略變得越來越重要,本研究關心學生是 否能夠在科學教室中,學習這樣的方法。我們使用一個手作木製發射器的教學工 具包,在學校的社團課程中讓23個國中學生,在三週6小時的課程,透過這個木 製發射器材料包,進行組裝、電子組裝及修正與測試三階段的課堂實作,觀察學 生在學習過程中,如何自主的探究學習相關的力學及電學知識。課堂的觀察及課 後訪談的資料蒐集與分析,採擷Weinstein跟Mayer根據訊號處理論,將複誦、精 緻化、組織三種策略的看法,轉換為學習規劃、學習記錄和學習調制三種學習策 略的分類,用來分析學生在課程進行時的自主學習行為表現。本研究發現:1.學 生的自主學習策略行為與學力表現高低有關,但並非都是正面的影響。2.學生需 要被指導如何選擇和使用SRL策略,才會促進自主學習行為。3.學生在學習規劃 上,大都數仰賴直覺,容易錯估學習難度,造成學習障礙。4.學生最需要的自主 學習策略,應該是學習記錄的操作與運用。5.學生的學習策略通常有習慣性地操 作,除非有學習者可以自我覺醒。本研究結果用來暸解學生在STEM課程的自主 學習研究,將提供有效的參考。

關鍵詞:STEM、自我調整學習、學習策略

壹、前言

STEM(Science, Technology, Engineering, and Mathematics)這個詞,雖然在中國出現不過 是最近十幾年,事實上從 1980 年代以來,隨著美國政府大張旗鼓投資 STEM 教育改革,加 上媒體鋪天蓋地的報導,企業界也對 STEM 人才重視,如今在美國,已經很少有人沒聽過 STEM,而且多數民眾相信,擁有 STEM 背景的人員,會成為美國未來的主要人才主流(李 岳霞,2015)。

隨著這波潮流,台灣在 108 課綱的科技領域課程納入 STEM 的跨領域知識整合學習綱 要;面對 STEM 對教育即將帶來的新契機與衝擊,教育制度沒有完整的課程來培養教師和

10.6212/CPE.202007_21(1).0001.

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施佳成 古智雄

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國中小的年輕工程師,所以對於 STEM 的學習者,隱含著更多樣、更廣泛的主題要學習,

也意味著在學校課程中,會出現更多不同於傳統學習方式的探究跟動手做(Bybee,2010)。

在美國 NAE 和 NRC(2014)歸納各項 STEM 教育研究發現,美國現行 STEM 教育之目標 可歸納為以下五種面向:一、建構整合性的 STEM 素養;二、提升 21 世紀的競爭力;三、

STEM 勞動力準備(職業試探與理解);四、培養學習興趣與參與意願;五、發展 STEM 跨學科知識連結的能力。」(范斯淳、游光昭,2016)

從 STEM 的文獻回顧,事實上也沒有專家學者,可以界定 STEM 課程的元素,也沒有 任何說明 STEM 課程應該怎麼進行,所以研究者思考,希望培養學生的能力上來著手,似 乎比較可以看到課程設計的核心。

目前的教育制度,已經運作了將近一百年,它最令人詬病的是,不能有效地促進學生 的熱情和興趣學習,特別是在科學與數學的學科學習。科學和數學課最基本的教學目標應 該是讓學生獲得學科知識,而動手實踐課程的最重要目標應該是提高學生探索、深入思考,

利用不同的學習策略,在面對不同的現實問題時,可以運用這些自主學習經驗,有效率的 解決問題。所以 STEM 可以視為教育制度的改革的重要方向,以學生為中心的學習概念,

也必定要奠基在培養學生自主學習的能力之上。

因此,在台灣 108 課綱最重視的「核心素養」,是指一個人為適應現在生活及面對未 來挑戰,所應具備的知識、能力與態度(蔡清田,2014)。「核心素養」強調學習不宜以 學科知識及技能為限,而應關注學習與生活的結合,透過實踐力行而彰顯學習者的全人發 展。核心素養強調培養以人為本的「終身學習者」,並與「自發、互動、共好」的基本理 念相連結,提出「自主行動」、「溝通互動」及「社會參與」等三大面向(教育部,

2014),清楚揭櫫了自主學習的重要性,在新的教育改革中,將扮演舉足輕重的角色。

自主學習或「自發性學習」是一個大家都清楚,卻很難說明怎樣的標準才叫達到自主 學習的狀態的課題,依據 Vygotsky 和 Piaget 的理論,自主學習探討孩童在學習環境中的幾 種自主、被動與不變與改變的互動關係。自我調整學習(SRL,Self-regulated learning)近 二十年在教育心理學領域成為重要的焦點,加上科技融入教學領域,以 Zimmerman、

Bonner 與 Kovach(1996)等研究者所提出的自律學習理論,更有研究者搭配 Vygotsky

(1986)、Wood 與 Bruner(1976)等研究者提出的鷹架教學概念與理論,用來設計與製作 可以監控學習的 SRL 系統(Shih、Chen、Chang & Kao, 2010)。然而,SRL 不是一個容 易的任務。雖然有各種解釋和研究集中於 SRL 的定義,我們關切於 SRL 有四個重要的因素

(程炳林,2001):動機信念(motivational beliefs)、目標設定(goal setting)、行動控制

(action control)和學習策略(learning strategies)。

研究者服務的學校,屬於台灣的偏鄉,在對學生的教學經驗中,我們發現在動機信念、

目標設定與行動控制上,教師可以透過各種不同型式的課程或學習方式來協助學生培養 SRL 的能力,但是在學習策略的培養上,一直是滯礙難行。對 STEM 課程的認定標準,研 究者是以縣市政府教育單位所核准標明 STEM 課程的教師研習,有許多教師參與共備的課 程,至少是多數人認為的 STEM 課程。因此,我們使用在教師研習時,使用的木製發射器 手作材料包,在非正式的科學課(社團課程)中,讓學生透過這個被稱為 STEM 課程材料 包的組裝與探索,學習力學和基本電力的知識。研究者在這個木製發射器套件的學習過程

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中,觀察學生所表現的學習行為,用來研究學生 SRL 的學習策略和科學探究能力。我們專 注於調查,SRL 學習策略的三種策略(覆誦策略、精緻化策略、組織策略)的學習行為表 現,用來討論目前廣泛被採用的 STEM 課程中,學生在這些學習策略所呈現的真實學習狀 態。

貳、文獻探討

如緒論所言,SRL 在 STEM 課程中的重要性,以下我們嘗試從文獻中來描繪出在 STEM 課程中自主學習的發展架構,找出重要的學習策略因素,用來作為本研究的分析架構。

一、STEM教育

STEM 源於 1980 年代美國國家科學基金會(NSF),對涉及一個或幾個 STEM 學科,

已經在進行中的策略、程序及實踐所以用一個通用的標籤。美國意識到科技教育的不足會 造成人才的短缺,因此在 1986 年美國國家科學委員會(National Science Board, NSB)提出了 由科學、科技、工程和數學整合的 STEM 教育,以提升國家的競爭力。

STEM 被形塑出來的主流文化面向,彷彿是現代教育必備的萬靈丹一樣,但美國從 1986 至今,這 STEM 所強調技術、工程和科學教育納入並不是什麼新鮮事。從美國科學促 進會對全體美國人的科學面向(AAAS, 1989),隨後為基準科學素養(AAAS,1993 年)

和國家科學教育標準(NRC,1996),逐一將涉及的到技術和工程全部納入標準。例如,

全體美國人科學面向設定的階段,討論“工程結合科學探究和實踐價值”和“工程的實質 是根據設計約束(AAAS,1989 年)。 1996 年,美國國家科學教育標準包含了所有年級的 科學和技術標準,K-4,5-8 和 9-12。其中一個標準直接處理了“工藝的設計能力”為補充 的能力和科學探究標準的理解;此外,還有兩個非常顯著的技術和工程教育的配套措施。

首先,在 2010 年 3 月,國家評估理事會(NAGB,2010)批准了定於 2014 年進行的國家技 術和工程評估框架。第二,新的科學共同核心標準將通過包括技術和工程標準來支持這些 基於標準的初步倡議(Bybee,2010)。

我們相信,STEM 其實就是教育的政策、程序和做法,但是我們可以看到 STEM 可能 意味著當代教育所重視的核心理念轉變:這可能意味著面對在科技與工程不斷突飛猛進的 同時,我們必須教育孩子沒有忘記背後的時代意義,也要重視科學與數學教育核心價值;

也可能因為強調科學與數學的重要性,並通過科技與工程的密切聯繫與結合,學校課程可 以更落實在未來的職場工作。

STEM 教育之目的在幫助學生提升 STEM 各領域的學習動機與 STEM 的基本素養,以 及瞭解如何運用 STEM 的知識來解決真實世界中的問題。而真正的 STEM 課程,則應是一 種跨學科統整課程,透過課程設計的實作活動連結 STEM 各學科的知識,進而形成一種整 合性的學習經驗。從 2016 年由北京師範大學主辦的第四屆 STEM 研討會來看,大多數的老 師及教授,也都還是在嘗試設計與評估 STEM 課程的開發與研究,所以多半以單元或單一 主題的延伸為主,尚未看出成熟可以作為典範的案例。然而這樣的課程應該是如何進行?

范斯淳、游光昭(2016)曾調查深度訪談的方式訪談 11 位美國科技教育學者,他們參與 STEM 教育推廣已經有多年經驗,用來瞭解美國科技教育界,究竟是如何闡述 STEM 課程

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施佳成 古智雄

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之核心價值,及其課程發展與實踐方式。在這份研究報告中,對課程發展與實踐方式歸納 的重點有:

(一) STEM課程設計的模式:

1. STEM多是以課後活動的方式進行,或是在現有的學科課堂中實施(如:科學課、

科技課),而非另外開設新課程或是設立新的科目。

2. 科技教育的STEM 課程,大多以專題導向的學習活動為主。

3. 議題的討論來幫助學生瞭解工程的基本概念,以及引導學生省思科技、工程與社 會環境間的互動關係。

4. STEM課程的設計是依循逆向設計模式(backward design model)來進行,課程通 常會先依據課程標準確認學生應達成的能力指標後,再以此指標發展評量方式與 工具,最後再規劃教材與教學策略。

5. STEM課程應藉由科學、數學與科技教師共同合作,透過協同教學的方式來設計 STEM 課程,以發展跨學科的協同教學課程。

6. 「工程設計」的歷程及「科學探究」的思維是STEM課程設計的兩大核心要素。

(二) STEM課程的實踐:

1. STEM課程之教學方法多是以問題導向及專題導向的學習為主,除了傳統的講述 與示範教學外,學習歷程檔案的應用、實作學習(hands-on learning),以及合作 學習亦是重要的教學策略。

2. 實施STEM 課程時,教學策略的選用應是以學習者為中心的學習,著重在幫助學 生,在學習過程中,更具體地察覺科學和數學知識與工程設計歷程的連結。

3. 關於STEM 課程目前最主要的問題與困難方面,以教師的準備不足是實施STEM 課程的最大問題,其次則是設備與教學時數的問題。這原因在於多數科技教師缺 乏科學與數學教學專業知識,因而對實施STEM 課程缺乏信心。

二、以Maker為主的STEM課程設計

前美國總統歐巴馬在宣告白宮自造者日的同時,強調因為科學、科技、工程與數學所 聯合之「STEM(science, technology, engineering, and mathematics)」為創業的必需條件,

而自造者運動即是整合 STEM 的最佳觸媒;政府應該鼓勵全民皆投入自造者運動,並為創 業投資做出貢獻。

從自造者教育的學習內容來看,偏向以跨領域整合為基礎的學科學習,正好是 STEM 教育的內涵;從自造者的學習型態來看,以問題導向的學習(problem-based learning),透 過典型的「做中學(learning through making)」的學習方式,讓學生可以在知識與應用之間,

馬上得到實質的學習成效,與現今教育體系內按部就班(step by step)的教育方式完全不同

(陳淑敏, 李文淵, 楊育修, 黃幼萱, & 吳志富,2016) 。

王佑鎂(2015)提出一個創客教育新生態框架(自造者教育在中國被稱為創客教育,

如圖一):

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圖一:創客教育新生態框架(王佑鎂,2015) 她認為在三個層次的生態架構:

第一層自造者(創客)增強教學(Maker-enhanced Instruction),應該是利用自造者空間 與資源,開設相關的自造者課程,培養自造者技能與素養的導入性策略。

第二層是自造者(創客)融合課程(Maker-infused Course),培養自造者人才與應用自造 者理念去改造教育的兩種不同視角的自造者教育方式要被確定,才能培養出專業自造者人 才,還是培養具有創新意識、創新能力和創新思維的創新型人才。

第三層是自造者(創客)變革學習,從前面兩個層次所產生的新學習典範,應該促進 以學生為中心和與實踐相結合,對學校傳統教育進行全面大改造。

對照陳瑞麟(2010)對科學實作的看法,自造者教育的第一層可以視為自造者與 STEM 教育的基礎建設,在第二層就必須確認自造者融合課程的目的,確認是培養出”練習的實 作”型自造者人才,還是”對立於理論的實踐”、 ”科學家的實際實踐”的多元整合的 STEM 人才。

自造者運動鼓勵將創意變成行動,讓孩子「玩創新」「玩自造」,通過自主探究、實 踐體驗,激發其創新的興趣,培養其創造的能力。這是個體發展的最終訴求,也是 STEM 教育追求的目標。

反觀國內的發展,自造者運動轉化成自造者教育的契機,似乎為 STEM 課程帶來明確 的可行之路,教育部從 105 學年度先從 11 個縣市成立一所自造教育示範中心,並委由高雄 師範大學成立自造教育輔導中心。自造輔導中心從創新自造的課程開發、師資的培育、教 材教具的發展與統整等,理論與實務進行剖析規劃,協助各示範中心的發展與推動。106 學 年度於另 11 個縣市各成立一所示範中心,完成 22 縣市均有一個自造教育範教育中心,2019

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施佳成 古智雄

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全國完成 100 所「自造教育及科技中心」的建置工作(朱耀明,2018)。

我們看到標準化的教案與配合教案的材料包的出現,「自造教育及科技中心」被迫成 為另一種食譜式教育的前哨站,彷彿發放材料包,教導閱讀說明書,大家就可以自己動手 燒出好菜一樣。

三、自我調整學習

林心茹(2000)翻譯 Bandura 的著作,將 SRL 譯為「自律學習」,或有學者譯為「自我調 整學習」(林清山、程炳林,1996)。SRL 的概念源於社會學習論,一樣都是 Bandura 所提出。

社會學習論最初稱為觀察學習(observational learning);主張個體的認知,和其所處在發 展的社會脈絡,是息息相關;人類是透過社會互動,獲得關於自我與世界的觀感,因此人 類的學習是個人與其所在的社會環境是一種持續交互作用的複雜歷程。所以在社會學習論 的觀點下,任何領域的精熟技能與能力的發展,都是屬複雜技能的學習歷程,為了支持這 種複雜學習的進行,學習者行為表現、自我效能感和自我調整系統的發展便有極密切關聯:

自我效能感是指個體確信自己可以執行產生某一特定結果所需行為之感覺;自我調整系統 則是學習者個體,在主動建構的假設(active, constructive assumption),控制可能的假設

(potential for control assumption),透過目標和標準的假設(goal, criterion or standard assumption),進而可以達到調整的假設(mediators assumption)(Pintrich,2000)。所以,

學習是透過目標設定與自我評鑒的過程,促使學習者在某一領域中,不斷的自我調整而達 到傑出成就的歷程;自我效能與自我調整能力的發展,是個體與環境不斷產生交互作用所 產生的結果。

依 Bandura(1977)的自我調整學習理論,所謂的自我調整系指在某一期間及改變中的環 境下,個人內心的(internal)的過程,該過程是一個引導個人去達成其目標的活動,在自我調 整機制中,自我效能與自我滿意是兩個重要的構念(Bandura,1986)。有關自我的調節方面,

則是透過內在的標準及 自我誘因來調節個人的 行為。除了強調個人效 能預期 (efficacy expectations)的認知因素對行為動機的影響外,透過主動建立目標、自我評鑒、自我增強可 建立及維持行為的動機。

Zimmerman 提 出了一個社會 認知三元理 論來解釋自 我調節學習 的方法( Schunk,

1989)。他建議學生自主調節學習的重點涉及三類決定因素:他們的個人過程,環境和他 們的行為,所以調整適當的學習策略可以使學習者能夠在學習環境及其他人互動的隱性功 能中,親自(自我)調節自己的學習行為。

學生對策略的選擇和使用直接取決於他們對學習效能的看法,並通過控制論的循環來 反饋意見:如果自我監測過程顯示缺乏自己表現不佳,學習者的自我效能將受到影響;反 觀,這些自我體認的思維又會影響他們隨後的動機和策略的選擇。根據這種三位一體的表 述,學生的自主學習不是一種絕對的功能狀態,而是根據學習背景,個人對自我調整的努 力,以及學習行為表現的不同,所產生變化的。假設 SRL 的學習者在獲取期間瞭解環境對 他們與其他人互動的隱性功能和行為影響,便可以知道如何通過使用各種策略來改善學習 (Zimmerman、Martinez-Pons, 1990) 。

根據上述 SRL 的定義,整個 SRL 能力的培養,從三位一體的表述可以分為四個關係密

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切的歷程並會互相關聯形成一個 SRL 循環模式(Zimmerman、Bonner & Kovach,1996):

(一) 自我的評價與監控:學習者根據先前表現與結果的觀察及記錄,用來判斷個人的學 習效能。

(二) 目標的設定與策略的計劃:學習者分析學習的任務,設立特定的學習目標,並且計 劃自己江採用的策略,用來達成學習目標。

(三) 策略的實行與監控:學習者在一個結構化的情境中,嘗試執行某個策略時,在實行 階段監控其執行效果與精確性。

(四) 策略結果的監控:學習者將注意力集中在學習結果與策略歷程的關係上,以評估策 略的學習效用。

此外,在 Pintrich 和 DeGroot 的研究中指出(Pintrich、De Groot,1990),認知和行為的 自我調整,是學生教室課業學習的重要因素,包含了:

(一) 後設認知策略:即學生對自己學習的計劃、監控、與修正他們的認知。

(二) 管理和控制的努力程度:即學生能挑戰困難,克服不專心,堅持完成課業。

(三) 認知策略:即學生實際從事學習、記憶、理解的策略,如:覆誦、精緻化、組織等 策略。

所以要培養學生具備 SRL 的能力,從認知建構的觀點,Paris(2001)認為 SRL,需仰賴 動機和自我控制的同時進行,學生需要被激發強烈的學習動力;在面對困難時能堅持下去;

能設定具有挑戰性的目標且可達成;具有意志力的控制,以逃避分心及堅守工作;能使用 情緒控制以克服學習困難的焦慮;及從任務的完成中感受自我效能感。自我調整學習融合 了學習技巧和意志,包括認知、動機、和情感等。Paris 和 Byrnes(1989)的研究認為每個學生 都是「科學家」,在學習活動中都能建構自我調整學習的理論。這些理論包括:關於自我能 力方面的、關於努力程度方面的、關於學習任務方面的和關於學習策略方面的內容等。並 進一步在實際學習中, 學生能否進行和怎樣進行自我調整,是由其所建構的 SRL 的特定理論 所決定的(張林 & 周國韜,2003)。

四、SRL的學習策略

近年來關於 SRL 的大量研究集中在動機信念研究和 SRL 學習策略的研究上,對自我調 整學習策略的分類、測量與統計以及策略運用的個體差異等方面,都取得了一些研究成果。

研究者從教育現場的經驗,關心 Weinstein 跟 Mayer(1986)根據訊號處理論對訊息處理 歷 程 中 的 四 個 成 分 ( 選 擇 、 建 構 、 統 整 和 獲 得 ) , 經 過 覆 誦 ( rehearsal ) 、 精 緻 化

(elaboration)、組織(organization)策略,可以有效促進四種訊息的處理(程炳林,

2001);如果教師協助學生學會這些策略,可以提升學生學習的成效。

Zimmerman 和 Martinez (1986 ;1990)通過對高中生的訪談調查, 總結出十類學生常用的 具體 SRL 策略(張林 & 周國韜,2003):

(一) 自我評價,自覺檢查和評價學習的進展與質量;

(二) 組織與轉換,自覺安排學習材料以促進學習效果;

(三) 制訂目標與計劃,自己設定學習目標, 並安排達到目標的步驟;

(四) 尋求信息,努力尋找相關資料與信息;

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施佳成 古智雄

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(五) 保持記錄與監控,自覺記錄學習進展與結果, 監控學習過程;

(六) 建構環境,自己選擇和安排有利的學習環境;

(七) 自我獎懲,對自己學習的成功與失敗進行自我獎懲;

(八) 覆述與記憶,自覺採用有效的內、外部方法記憶學習材料;

(九) 尋求社會幫助,及時向教師、家長和同學請教, 獲得幫助;

(十) 復習記錄,及時復習教科書、筆記和小測驗的內容。

本研究綜合前述 SRL 及其學習策略的觀點,考慮 STEM 跨多學科課程,在各科之間,

因為學科特性,學生會因為自己先備經驗,可能造成學習策略差異的影響,以及偏鄉學生 的學習特質,歸納前述學習策略的影響因子,以覆誦、精緻化、組織策略三個學習策略分 類,對應到教育現場最常用的詞彙,修正為本研究觀察課程進行中,分析學生的學習行為 的主要分類:

(一) 學習規劃(組織策略):學習者對學習所制訂目標與計劃、建構環境與找尋資 料等。

(二) 學習記錄(覆誦策略):學習者在學習過程的記錄、運用記錄與記錄更新與維 護等。

(三) 學習調制(精緻策略):學習者在學習過程自我評價、自我要求和尋求社會幫 助等。

參、研究方法

一、研究策略與資料收集方法

本研究是一個質性研究,為了研究目的分析的整體性,所以必須蒐集不同的資料,從 學習策略以往的研究中,有很多學習技能的輔助工具可以取得。這些工具涵蓋了傳統的技 能領域學習所會用到的,如筆記、時間管理表,聯絡簿和學生對學習的態度和看法等制式 表格等。

所以研究者依資料的事件與時序作為索引串連,例如以學生做筆記的學習觀察記錄,

除了從課堂觀察學生在上課時是否有做筆記的情況外,再從學生的筆記內容,描述與分類 學生記錄的學習策略;接著在課堂上可以觀察學生是否會利用筆記來解決問題;學生是否 會觀察學習別人筆記方式,來改善自己的學習;透過問卷或訪談,來進一步瞭解筆記在學 生學習的策略運用關係。

主要的資料蒐集方法有:

(一) 參與觀察(O):包含課堂錄影(代碼OR)、教師觀察報告(代碼OT)及參與觀課教師 (代碼OV)的觀察報告。

(二) 訪談(I):包含課堂上教師與學生的對話記錄(代碼IL),課後隨機詢問學生學習狀 況(IA)及對某些學生較長的深入訪談(代碼II)等。

(三) 學習歷程記錄(R):包含本研究課程中,採用資訊輔助系統及教學輔助系統的 學習記錄與對話,Class craft(代碼RG),Facebook(代碼RF)等。

(四) 文件(D):包含學生心得(代碼DE)、聯絡簿(代碼DC)等。

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在資料蒐集的過程中,使用三角校正(triangulation)來強化理論基礎,提高研究的內 在效度,包含:

(一) 三個階段整合不同類型的課程,可以在研究上,增加三角檢定的方法檢定之效 度。

(二) 課程的學生來源非立意取樣,可以增加研究的三角檢定的來源檢定。

(三) 課程有教授或其他教師參與觀課與議課,可以增加研究的三角檢定的分析者檢 定。

二、一個非正式的科學教室

本研究選定的研究對象為研究者任教的學校,位於台灣東部的一個國中,全校共 12 個 班級,每班人數為 20-25 人左右,和台灣多數偏遠地區的學校規模類似,全校學生人數不多,

有一半的原住民學生和新住民,入學時測試的資質落差很大;全校 PR 值(台灣國中基本學 力測驗百分等級,該次測驗所有考生的量尺總分排序後,依照人數均分成一百等分,該生 大約會落在第幾個等分中)90 以上 5 個,PR70 以上 12 個,PR50 以上約佔 25%,所以多元 文化與學習落差的問題,正是所有教師最頭痛的,也是挑戰各種教學法對學習成就的改進,

最容易實踐的場域。學生一樣有升學壓力,但和其他地區學生不同的,因為多半學生家庭 的經濟狀況不佳,沒有能力補習,所以學生課後時間,除了協助家長工作外,花在課業的 時間不多,如果有額外的免費學習機會,家長也樂意讓學生參與學校的各項活動。

2012 研究者在學校先成立機器人社團,以樂高 NXT MindStorm 系列為主軸,開設一系 列 STEM 類型的教學方案(社員約 20 人,半數在國小都接觸過 NXT):有鑒於學生程式設 計能力不足,研究者設計了第一個 Hour of Code 的教學方案;在第二學期的七年級選擇兩個 班級資訊課程及機器人社團課,實施了六個小時。2013 年,鑒於學生科學素養與閱讀能力 不佳,便利用星期六下午,成立假日科普閱讀班,每週四個小時的非正式課外教學,作為 本研究的非正式科學教室,與社團活動(強調實作)相互搭配。

這個非正式科學教室的成員 7-9 年級學生都有,採取自由意願參加,第一學期約有 15 個固定成員,到第四學期約有 24 個固定成員,最終參與本研究教學方案的學生共 23 名學生。

三、教學方案設計

這個教學教具,是另外一個研究團隊歐力科技所開發,在一次教師社群的研習中,取 得原團隊的同意,使用在本研究的社團課。教具的課程設計,原來是針對 Maker 與融入 STEM 教學,所開發的手作木製發射器教具。研究者認為這一種結合基本電路與馬達應用的 科學 Maker 學習模組,可以設計成三次不同難度與跨學科領域課程,在取消原教具所提供 的說明書,為了看學生在工程能力中的自主學習條件:分類、試作跟模擬,相對增加課程 難度,也可以觀察學生在本課程學習過程,對不同學科領域的學習,如何改變或轉換學習 策略。

教學用教具,總共分成 A,B 兩種模組(如圖二):

B 型比較簡單,學習過程會帶進數種科學素養與技能(表一):

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施佳成 古智雄

10

表一:木製發射器教學方案對應 STEM 教學內容

STEM A, B 型 A 型增加

科學(Science) 物 理 的 基 本 電 路 與 馬 達應用

科學符號 科技(Technology) 基本電烙鐵焊接技巧

工程(Engineering) 2.5D 空間概念建構,

沒 有 說 明 書 的 建 構 組

齒輪傳動

數學(Mathematics) 發 射 力 量 與 距 離 的 計 算概念

拋 射 角 度 與 距 離 的 計 算概念

圖二:炮彈發射器 A 型(左)與 B 型(右)

參與教學方案的 23 名學生,研究者考慮差異化教學,立意讓 7 個學習狀況較好的拿到 A 型,其他 16 人則拿到 B 型。因為學生大都經歷了兩年的非正式科學訓練(Arduino 電路 與程式設計或 LEGO EV3 的組裝與程式設計基礎),所以已經有基本電路,馬達,積木組 裝等基本能力,所以在教學方案實施時,刻意不提供學生任何組裝的影片與說明書。

課程依照學習內容所需要基本知識的相關性與完成時間的考量,設計三個階段(三 周),六個小時來進行:

(一) 組裝階段(兩小時):教師引導學生理解零件與組裝的關係後,讓學生自己動 手組裝。

(二) 電子組裝階段(兩小時):教師利用基本電路圖,說明電池、開關及兩顆馬達 連接的關係,並示範電烙鐵焊接,然後由學生操作組裝。

(三) 測試與修正階段(兩小時):學生組裝完成後,測試與調整,讓發射器可以發 射木製子彈,並且命中各種距離的目標。

肆、研究結果與討論

本教學方案在社團課實施三個星期共六個小時,教學現場提供 A、B 型的完成品,提供 學生觀察;教師的實際授課,於教學第一小時,先解釋教具零件的特徵與組裝重點,並示

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範電路接線、電烙鐵焊接等實務工作,學生依三個人分組方式,可以共同討論,但各自完 成任務成果。最後測試木製發射器的發射方式,探索力學中炮彈發射的各種變因,進而可 以命中不同距離的目標。

教師及觀課教師,主觀以百分比來評估學生對作品整體的完成度;並針對各個階段的 完成品質,以 1~5 五個等級來表示(1 分最低,5 分最高),參與本次教學後,學生的整體 表現成果如表二:

表二:木製發射器教學方案學生整體表現 木製發射器型態

A B

組數 7 16

PR 平均 77.9 34.8

課業表現 3.9 3.9

組裝表現 5.0 4.4

電路表現 4.6 3.7

測試與修正 4.6 3.6

全部完成度 95.7% 81.3%

教具 A 型的同學 7 人,第一階段皆可以順利完成,第二階段因為有 3 位同學未曾接觸 過電烙鐵焊接,所以在熟悉度跟完成度略為落後;第三階段的測試與修正也因為第二個階 段的錯誤(焊接不確實,造成接觸不良),影響了測試部分的成果外,大概都如預期一樣,

沒有因為比較複雜,而影響學習結果。

教具 B 型的同學 16 人,第一階段開始組裝,就有學生因為沒有組裝圖開始感到不安,

因此組裝錯誤再拆掉的有 5 人,因此把零件拆斷的有 2 名;第二階段因未曾接觸過電烙鐵焊 接,不會剝除電線外皮的學生極多,最後形成較多元的學習互動:3 名同學專門協助電烙鐵 焊接,有 5 名嘗試練習,7 名請人代勞,1 名完全放棄;最後一個階段的狀況跟第二階段非 常類似,3 名熟悉操作的學生儼然變成組長,帶領其他不熟悉的同學做測試跟修正,5 名嘗 試練習的繼續獨立完成,1 名完全放棄的持續在最後一個階段放空(雖然教師有請 A 型已完 工的同學協助他)。

研究者在資料分析過程,發現 PR 高低的學生,在學習策略上有些差別,所以特別將學 力表現 PR 高於 50 以上列為高 PR,PR 低於 50 以上列為低 PR,用來觀察兩個群組的學習策 略差異。

以下就學習策略的三種分類,加以分析。

一、學習規劃

我們從學習者的上課錄影帶及教師課堂觀察記錄,立意以分類,試作,模擬和找資料 四個主軸為分類,歸納學生在本課程學習時,所出現的學習策略,以及使用該項策略的次 數強度,我們以 1~5 五個等級來表示(1 分最低,5 分最高),這些策略觀察學生的學習表 現如表三:

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施佳成 古智雄

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表三:學習規劃-學習策略表現項目

項目 學習策略表現項目

分類 對零件會做初步的分類。

持續對作業中的一個步驟作分類

發現或使用不同的分類方式,加快作業

分類已經成為精熟技能

試作 會嘗試先組合零件,再黏合起來。

對不熟悉的技能會嘗試練習在操作。

課程進行大部分的操作,都會使用試作的學習策略。

試作已經成為精熟技能

模擬 會模擬與操作功能,再黏合起來。

對不熟悉的操作,會嘗試模擬與練習後再進行下一個步驟。

課程進行大部分的操作,都會使用模擬的學習策略。

模擬已經成為精熟技能。

找資料 遇到困難,會嘗試找同學或詢問老師,或會上網蒐集相關資 料。

對找資料或問題的精緻程度(搜尋關鍵字的精確,我不會,老 師怎麼xx,這樣對不對,我這樣改可以嗎…)

找資料或尋求幫助後的處理態度(自己解決,請人協助或請人 代勞)

對資料蒐集的能力已經成為精熟技能 綜合學生在組織策略的表現結果如表四:

表四:木製發射器教學方案學生在學習規劃(組織策略)表現成果表

學習策略

第一階段組裝 第二階電路 第三階段測試與修正 高PR 低PR 高PR 低PR 高PR 低PR 分類 3.92 3.00 3.00 2.09 2.92 2.67 試做 3.75 2.55 3.50 2.27 3.75 3.58 模擬 1.5 1.55 2.08 1.36 2.75 2.58 找資料 2.75 2.27 2.50 2.09 3.08 3.00

綜合上述資料來看,我們發現模擬這項學習策略應該是偏鄉學生最欠缺的,因為研究 對象,比較偏好利用直覺而不經過模擬與規劃,比較偏向從錯誤中修正的學習方式,這對 學習新的事物上,也比較容易局限學習的廣度。

#70205 老師,我零件壞掉

#教師 怎樣壞掉,剛開始不是有請你們檢查零件?

#70205 有呀,他本來是好的,因為我裝錯了,拆下來就斷了。

#教師 你是不是黏上去,再拆下來?

#70205 我就照著XXX教的,哪知道他教錯,害我已經黏好,又拆掉。…(IL20151223-70205)

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#80203 老師,我的電線不夠長

#教師 怎麼,每個人發的不是都一樣長?

#80203 有呀,因為我剪錯了。

#教師 你沒有先量一下距離?

#80203 有量呀,我把他焊到開關上,結果焊錯了,又把它剪掉,所以剩下這一些… (IL20151230-80203)

其次是找資料的策略,我們嚴重發現大部分學生的遇到學習困境時,大都是採用主動 地詢問方式解決方法或答案。也許是近幾十年來,我們的教育策略,從國小鼓勵學生發問,

和同學討論的結果;學生會很急躁的要求答案,不會在乎用任何手段;學生會問,不一定 會思考,甚至有學生認為他問了,就代表他主動解決問題;問題只要能解決,也不會在乎 自己是否已經學會:

#80202 老師我不會

#教師 你怎樣不會?有沒有請你的組長協助你?

#80202 他也不會,所以我才來問你呀?

#教師 真的嗎?我看他焊接焊得不錯呀?

#80202 哪有,他都一直幫別組的弄,都不理我

#教師 好吧,你哪裡不會,我教你

#80202 我都不會,老師你幫我焊就好…(IL20151230-80202)

#80321 老師你給我的這組有問題

#教師 哪裡有問題?

#80321 根本發射不出去?

#教師 真的嗎?我看看?(測試)

#教師 你這裡裝反了,兩個馬達都順時針,根本無法發射,把這顆馬達的電線反過來,可以嗎?

#80321 XXX害的啦,老師你幫我弄就好…(IL20160106-80321)

#80124 老師我好了

#教師 你操作一次,我看看(學生操作失敗)

#80124 怎麼會發射不出去?

#教師 這裡卡到了,調整一下吧(#80124調整)

#80124 老師我好了

#教師 你操作給我看看(學生操作失敗)

#80124 齁,又不行?

#教師 你這裡松掉了,你可以測試好再來給我看

#80124 我有測試呀,為什麼給老師你看就有問題…(IL20160106-80124)

二、學習記錄

學習記錄這部分,我們主要立意的主軸,就是觀察學生的筆記和筆記的利用上。研究 者在偏鄉學校教書以來,很少看到學生會做筆記,倒是有許多學生會用各種不一樣顏色的 筆來畫重點;做了筆記,也不一定會使用筆記,以及更新與維護筆記。

我們在本課程中觀察的重點,做筆記項目,不管學生用任何形式,只要學生有做筆記,

記錄為 2,否則為 1;使用筆記與筆記更新項目,以及使用該項策略的次數強度,我們以 1~5 五個等級來表示(1 分最低,5 分最高)。綜合學生在覆誦策略的表現結果如表五:

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施佳成 古智雄

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表五:木製發射器教學方案學生在學習記錄(覆誦策略)表現成果表

學習策略

第一階段組裝 第二階電路 第三階段測試與修正 高PR 低PR 高PR 低PR 高PR 低PR 做筆記 1.67 1.27 1.83 1.36 1.83 1.5 使用筆記 1 1 1.50 1.09 1.5 1.33 筆記更新 1 1 1.33 1.09 1.33 1.25

在第一階段,有 11 個學生有做筆記,大部分用來記錄組裝零件的順序,只有 1 人用圖 形描繪了組裝的概念圖;因為課程進行的第一周,幾乎學生都已經組裝差不多,所以也沒 看到學生對筆記的使用和更新。第二階段,有 11 個學生有做筆記,大部分用來記錄電線與 開關、馬達的接法,有 3 個有記錄了電路圖(教師有畫在黑板上);有 7 位學生使用筆記來輔 助自己完成電路連結,並補充一些自己不清楚的關鍵說明在筆記上。第三階段,有 12 個學 生有做筆記,大部分用來記錄測試的資料;有 7 位學生使用筆記來輔助自己完成測試,但 有 6 位補充一些想法在筆記上。

雖然在做筆記,利用筆記這部分已經有預設的結果,但意外發現偏鄉學生存在更嚴重 的問題:

1. 學生可能在以前曾經被指導過做筆記,會做筆記,但因為科目不同,或目的不同,

並不是所有科目都會做筆記。

#教師 你功課不是很好,我有看過你英文的筆記寫得很棒,為什麼這門課沒記筆記?

#80202 蛤?要記什麼?

#教師 可以記錄組裝的順序,發射時的數據呀?

#80202 喔!考試又不會考,記它幹嘛?

#教師 那會考試的科目,所有科目你都會做筆記?

#80202 ㄟ!沒有耶!不過我都有畫重點

#教師 那老師上次看到你的英文筆記,寫得那麼好什麼原因?

#80202 我超級愛英文的啦…(II20160113-80202)

#教師 你這門課有記錄什麼東西嗎?

#70105 炮彈發射器,發射子彈的數據,老師你看

#教師 其他部分呢?

#70105 其他?要記什麼?

#教師 例如你電路組裝那周不是沒做完,隔週一直問人家怎麼裝,如果有記錄起來,不是比較方便?

#70105 老師,那個要記喔?我又看不懂那個圖,問人比較快啦!…(II20160113-70105)

2. 學生不會去觀察別人做的筆記,用來作為自己學習的參考。

#教師 你有看到學姐XXX的筆記寫得很棒?

#70215 沒有

#教師 你去看一下學姐的筆記,告訴我,她的筆記跟你的有什麼不同。(學生去看學姐的筆記,約15 分鐘後回來)

#70215 學姐有畫那個電路圖,還有心智圖來分析發射器。

#教師 你會心智圖?

#70215 國小資訊課老師有教

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#教師 你下次也會用圖形來做筆記?

#70215 ㄟ!我不太會畫畫…(II20160113-70215)

3. 筆記對學生而言,只是一種養成的好習慣,並不一定會作為輔助學習的工具。

#教師 你的筆記寫得很棒

#80201 謝謝老師

#教師 所有科目你都會做筆記?

#80201

#教師 筆記寫完,你會使用它嗎?

#80201 我會用來復習功課

#教師 那這個課程的筆記呢?考試又不考,你覺得意義在哪?

#80201 不知道耶,反正我已經習慣記了,用不用得到,再說啦…(II20160113-80201)

三、學習調制

第三個立意觀察的主軸部分,我們希望從學習者的上課錄影帶及教師課堂觀察記錄,

看到學生在本課程學習時,可以形成學習調制(精緻策略)概念的學習行為,以及使用該 項策略的頻率強度,我們以 1~5 五個等級來表示(1 分最低,5 分最高),這些策略觀察學 生的學習表現如表六:

表六:學習調制-學習策略表現項目

項目 學習策略表現項目

自我要求 學生對作品的不斷修正和調整。

利用課後時間,繼續完成作品。

從來沒接觸過的新技能或知識,會場是多多練習。

自我要求已經成為精熟技能

觀察別人 遇到自己不熟悉的知識或技能,觀察別人如何操作。

模仿同學或老師的操作。

拿別人的作品來參考。

觀察別人的操作,直接指正跟指導。

觀察別人已經成為精熟技能。

學習調整 有嘗試去調整先前的做法

學習遇到障礙時,會調整自己的學習或解決問題的方式。

因為做錯或操作不當,願意改變自己的做法,去修正

跟別人討論後,調整自己測試的方式。

適當的學習調整已經成為精熟技能。

協助他人 協助他人時,直接直接幫對方完成。

協助他人時,直接把自己的作品丟給對方參考。

協助他人時,一面解說一面操作

對協助他人的能力已經成為精熟技能

修正能力 因為課程中學習到的經驗,略微改善自己的學習。

因為課程中學習到的經驗,大幅調整自己的學習策略。

適時適地的修正自己學習。

學習修正已經成為精熟技能。

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施佳成 古智雄

16 綜合學生在組織策略的表現結果如表七:

表七:木製發射器教學方案學生在學習調制(精緻策略)表現成果表

學習策略

第一階段組裝 第二階電路 第三階段測試與修正

高PR 低PR 高PR 低PR 高PR 低PR 自我要求 3.75 2.91 3.50 2.55 3.75 3.5 觀察別人 2.17 3.00 2.92 3.09 1.83 1.83 学习调整 2.08 2.45 2.75 2.00 1.83 1.67 協助他人 2.08 1.82 1.83 1.82 2.08 1.83 修正能力 2.92 1.73 2.33 1.73 2.92 2.58

綜合上述資料來看,我們發現模擬這項學習策略應該是偏鄉學生最欠缺的,因為研究 對象,比較偏好利用直覺而不經過模擬與規劃,比較偏向從錯誤中修正的學習方式,這對 學習新的事物上,也比較容易局限學習的廣度。

#70205 老師,我零件壞掉

#教師 怎樣壞掉,剛開始不是有請你們檢查零件?

#70205 有呀,他本來是好的,因為我裝錯了,拆下來就斷了。

#教師 你是不是黏上去,再拆下來?

#70205 我就照著XXX教的,哪知道他教錯,害我已經黏好,又拆掉。…(IL20151223-70205)

#80203 老師,我的電線不夠長

#教師 怎麼,每個人發的不是都一樣長?

#80203 有呀,因為我剪錯了。

#教師 你沒有先量一下距離?

#80203 有量呀,我把他焊到開關上,結果焊錯了,又把它剪掉,所以剩下這一些… (IL20151230-80203)

其次是找資料的策略,我們嚴重發現大部分學生的遇到學習困境時,大都是採用主動 地詢問方式解決方法或答案。也許是近幾十年來,我們的教育策略,從國小鼓勵學生發問,

和同學討論的結果;學生會很急躁的要求答案,不會在乎用任何手段;學生會問,不一定 會思考,甚至有學生認為他問了,就代表他主動解決問題;問題只要能解決,也不會在乎 自己是否已經學會:

#80202 老師我不會

#教師 你怎樣不會?有沒有請你的組長協助你?

#80202 他也不會,所以我才來問你呀?

#教師 真的嗎?我看他焊接焊得不錯呀?

#80202 哪有,他都一直幫別組的弄,都不理我

#教師 好吧,你哪裡不會,我教你

#80202 我都不會,老師你幫我焊就好…(IL20151230-80202)

#80321 老師你給我的這組有問題

#教師 哪裡有問題?

#80321 根本發射不出去?

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#教師 真的嗎?我看看?(測試)

#教師 你這裡裝反了,兩個馬達都順時針,根本無法發射,把這顆馬達的電線反過來,可以嗎?

#80321 XXX害的啦,老師你幫我弄就好…(IL20160106-80321)

#80124 老師我好了

#教師 你操作一次,我看看(學生操作失敗)

#80124 怎麼會發射不出去?

#教師 這裡卡到了,調整一下吧(#80124調整)

#80124 老師我好了

#教師 你操作給我看看(學生操作失敗)

#80124 齁,又不行?

#教師 你這裡松掉了,你可以測試好再來給我看

#80124 我有測試呀,為什麼給老師你看就有問題…(IL20160106-80124)

伍﹑結論

研究者透過以三種學習策略分類:學習規劃、學習記錄、學習調制的學習行為表現的 分析之後,歸納出幾項結論:

本研究觀察學生的自主學習策略行為與學力表現高低有關,但不代表都是正面的影響。

「表現」、「相對能力」和「自我涉及的目標」,這樣的標籤,通常會被用來作為個 人相對於他人的自我能力或表現的目標。但是關於這些目標在個人特質如何被歸因、外在 表現自我效能、認知參與度和自我調節、影響、興趣、持久性和選擇行為等各種成果,都 有相關聯的影響(Pintrich,2000)。

所以我們可以從個人已經外顯的特質中,預測了學習可能呈現的結果,但是真正需要 被協助的,通常都是隱藏最深的。在本研究觀察應該有好表現的高 PR 學生,在協助與觀察 他人的策略上,會因為自己優秀的特質,而忽略了教學相長的重要性,比較不容易跟別人 合作;另外學習者通常會隱匿自己最不擅長的部分,而這些被固著的缺陷,往往是學習者 最需要被幫助的。所以在相同的學習策略下,學生選擇的學習策略行為,有可能是對學習 有進步的,也可能是退步的。

通常學生需要被指導如何選擇和使用SRL策略,才會促進自主學習行為。

強有力的學習目標和積極的未來自我規劃,如果沒有有效的自我調節,是不足以促進 自主學習行為。雖然許多學生可以找到並應用特別適合他們的學習風格和個性的自我學習 策略,但是大量的學習者是需要指導如何選擇和使用 SRL 學習策略來幫助他們的學習過程。

在教育心理學領域,對於提升學習者的運用 SRL 策略,可以很容易地讓學習者適應於課堂 (Kormos & Csizér,2014)。

關於時間管理和如何在課堂之外找到各種學習機會等類似的學習引導,可以提高學習 者面對不同學習課題時,他們可以選擇不同學習策略的認識,並適當的運用這些學習策略,

來改善有效地學習。

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施佳成 古智雄

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偏鄉學生在學習規劃上,大都數仰賴直覺,容易錯估學習難度,造成學習障礙。

與學習態度和學習動機密切相關的是自尊的概念,即學習者對目標或一般學習的評價。

如果學習者具有「強烈的自我意識」,引用 Breen 和 Mann(1997),他與自己作為學習者 的關係不可能被老師的任何負面評估所損害。相反,缺乏自尊可能會導致對他作為學習者 的能力和「認知表現的惡化」的負面態度(Thanasoulas, 2000)。

現在,我們已經觀察了一些可能會增強或消減學生 SRL 能力及自信的因素,必須引導 學生具備更開放的學習意識與態度。這意味著老師和學習者可以通過創造一個以「低威脅,

積極考慮,誠實開放的反思與回饋,尊重他人的想法和意見」的友好氛圍,為自主學習而 努力,改善學習效益為目標。所以合作而不是競爭,是促進學習者更包容與客觀學習的一 種方式。所以我們認為,學習策略必需被區分為個人的學習策略及群體的學習策略;課堂 上教師可以強化群體的學習策略的引導,會有助於學生修正自己直覺的學習策略。

偏鄉學生最需要的SRL學習策略,應該是學習記錄(覆誦策略)的操作與運用。

從觀察學習到行為表現的歷程中,行為者的認知歷程,會扮演著主導者的影響,這個 主要歷程有四:注意、保留、動作再生和動機歷程。注意和保留的機制,負責觀察行為的 習得,動機和動作再生的機制負責支配習得行為的表現。因此,學習歷程需要學習者具備 認知處理和做決策的技術,才能有學習的過程(周麗玉 & 丁振豐,2000)。

覆誦策略是讓學習者熟悉這四種歷程的重要學習經驗,但是偏鄉學生在這方面的訓練 太少,是需要全面被強化的,而且要從小做起。「在國中階段,會不會做筆記可能在學習 上會有二○%的差距,」台安敦南兒童專注力中心技術長廖笙光指出,筆記整理是一項很 重要的能力,這是一個知識編碼的歷程,有助於記憶、整理知識。「(施逸筠,2016),

我們也期待偏鄉的小學教育,重視小學生的筆記學習,除了記筆記還會更新筆記與使用筆 記。

學生的學習策略通常有習慣性地操作,除非有學習者可以自我覺醒。

在整個學習過程中,SRL 的學習者提高他們的自我意識到他們的學習行為。為了達到 理想的結果,SRL 的學習者應該意識到自己的學習品質,並相應地改變自己的行為或學習 策略(Shih、Chen、Chang & Kao,2010)。

最後總結,本研究主要針對利用一個 STEM 課程的材料包,在實施課程中觀察學生對 學習策略和學生自主學習行為,得到了一些結論,發現這個材料包在適當的安排下,的確 可以啟動學生自主學習的學習策略。在本研究中我們也發現,動手做的課程,較容易引發 學生改變或勇於嘗試,使用其他學習策略;也許是面對新的挑戰,用不同的方法學習,這 應該也是 STEM 課程中,探究與實作所隱含的核心理念。研究者期待在再下一個非材料包 的 STEM 教育課程設計,這些重要因素,都可以被關切和重視,並作為課程設計的重要參 考。

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Self-Regulatory Strategies, and Autonomous Learning Behavior in Informal STEM Curriculum

Chia-cheng Shih1, Chih-Hsiung Ku2

1 Taitung County Hsin-Sheng Junior High School

2Department of Education and Human Potentials Development, National Dong hua University

*Corresponding author: chku@gms.ndhu.edu.tw

Abstract

Autonomous learning and effective self-regulatory strategies are increasingly important in science education; students might be able to exploit learning opportunities in the science classroom.

This study investigated the influence of self-regulatory strategies on autonomous learning behaviour. We used a curriculum cross multiple subjects that use wooden launcher kits to facilitate the teaching of mechanics and basic electricity in science classes of junior high school. In the community course of the school, 23 middle school students are assembled in three weeks and 6 hours through this wooden launcher kits material for three-stage classroom implementation:

assembly, electronic assembly, modify and testing. We expect the students to learn through assemble and hands-on inquiry-based learning using wooden launcher kits materials. After completing the curriculum, we try to investigate three kinds of SRL's learning strategies:

rehearsal, organization and elaboration, which used to analyze students' performance of learning behaviour while the class is in progress. We hope to understand the STEM curriculum, in the implementation of partial school students, the interaction between learning strategies and autonomous learning behaviour.

Keywords: STEM、Self-regulated learning、Learning strategies

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教學論文

參考文獻

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