第壹章 緒 論
本研究基於合作學習及建構主義的理論基礎來探討專題導向學習在 高中生活科技學生學習成效之研究並以水壓式步行器為例，在本章中將分 述研究背景與動機、研究目的與待答問題、研究貢獻、研究限制、名詞解 釋與章節架構。
第一節 研究背景與動機
台灣近十幾年來在資訊科技產業膨勃發展，瑞士「世界經濟論壇」今 年的統計分析中指出台灣在全球競爭力排名第四，創歷年新紀錄！其中電 腦資訊產業的貢獻最多。伴隨著電腦資訊相關技術的發展與普及，以往傳 統的學習形態也漸漸的與資訊科技結合，學生資訊蒐集的管道不在侷限於 課本書籍，網際網路的使用已經成為主流，因此培養學生使用資訊與科技 也成為目前各科教師教學所積極推動的一環。
從教育部頒定之高級中學家政與生活科技課程標準，對於學生運用科 技解決問題的能力有相當大的期許。其中生活科技課程目標指出學生需理 解科技及評估其對個人、社會、環境及人類文明的影響、發展善用科技知 能解決問題及進一步研習科技的能力以及培養正確的科技觀念和態度，並 啟發對科技研究的興趣三項目標，且在教學方法與教學要點中也明確指出 本科目教學宜廣泛採用各種教學策略，靈活運用適當之教學方法，採學生 活動為中心之教學設計。生活科技之教學應以活動方式為主，理論教學佔 百分之二十五，操作部分佔百分之七十五，教學活動之設計宜以解決問題 方式為原則。從以上幾點目標及原則中，顯示教師需改變以往的「主題導 向教學」並施以各種教學方式，讓學生從「做中學」當中培養學生的「問 題解決能力」。再加上創造力教育白皮書(教育部，2002)指出：創造力教育
不僅為落實教育改革理念，其終極願景以打造未來嶄新的創造力國度為目 標。其涵蓋要點以有下五項：
1. 培養終身學習、勇於創造的生活態度。
2. 提供尊重差異、活潑快樂的學習環境。
3. 累積豐碩厚實、可親可近的知識資本。
4. 發展尊重智財、知識密集的產業形貌。
5. 形成創新多元、積極分站的文化氛圍。
從上述五項目標中我們可以瞭解生活科技除了培養學生動手做之外，
還必須培養學生動腦思考、腦力激盪，不應只是被動的接受來自於教師所 傳授的知識，而是需要更多自己主動探索、試誤、用科學方法來獲得知識；
也就是說教育工作應該培養學生獲得知識的方法，而不知單向地”給予”知 識；研究者目前擔任高中生活科技教師一職，課程選擇以課程標準為原則 施以學生較為感興趣的單元活動，大部分學生會受「感興趣」的動機驅使，
學習相當專注。但發覺學生主動學習的情況並不理想，大多數學生仍然會 存有「教師永遠都是正確的」這種觀念，缺乏主動嘗試、合作學習的觀念 並且不願意動腦思考、害怕錯誤失敗。長久以來，學生受限於這種觀念之 下，所做的學習成果並無太多的創意注入，總是呈現最保守的一面。因此 教師在能力與時間的允許之下，應該撥出一些時間讓學生多動腦筋於有趣 的活動之中。
「專題導向學習(Project-Based Learning)」主張創造一個可以讓學生主
(Blumenfeld et al.1994)。因此利用專題導向學習的特點，也是就強調學習 者自主學習，教師擔任引導者，讓學生從生活周遭尋求真實而值得探究的 問題，運用科學探究的技能，合作學習的方式，尋求解決方法，並從過程 中獲得科學概念、進而激發學生的創造力。
在國內，專題導向學習的相關研究有：運用電腦輔助專題學習的有江 火明(1998)、趙金婷(1999)、黃國鴻(1999)、詹雅婷(2000)、吳金一(2001)、
黃明信(2002)等人；以行動研究法探討專題導向學習的有陳建宏(1999)、許 素(2002)等人；而針對國小學生施以專題導向學習的研究也有曾耀霆 (1999)、張美玲(2000)、陳沅(2002)、洪金洲(2003)、高汶旭(2003)等人。
本研究希望透過專題導向學習的實施，能夠影響學習者對於學習的態 度與方式。在此以生活科技課程四大類之「運輸科技」做為本研究的教學 單元並以水壓式步行器的製作做為實驗活動。「水壓式步行器」，顧名思 義是利用「水壓」(以一組注射針筒，針筒兩端分別接上塑膠管且注入水打 氣，當A針筒一端壓入時，B針筒另一端就被水壓擠出，而當A針筒拉回時，
B針筒也就被拉回。)來產生動力來源，學生運用此一科學原理並觀察生活 情境中的交通工具及液壓式工具，發揮創意將液壓與交通運輸工具結合在 一起，製作出一部利用針筒打氣的水壓方式為行進動力的步行器。
第二節 研究目的與假設
一、研究目的
本研究旨在探討專題導向學習在高中生活科技學生學習成效之研究 並以水壓式步行器為例，藉以瞭解運用專題導向學習與學習者學習成效之 間的關係。本研究目的有以下幾點：
(一)探討專題導向學習對於高中一年級學生在生活科技課程-能源與運輸 之學習成就的影響。
(二)探討專題導向學習對於高中一年級學生在生活科技課程-能源與運輸 之問題解決態度的影響。
(三)探討專題導向學習對於高中一年級各組學生在生活科技課程-能源與 運輸之水壓式步行器實作能力的影響。
(四)探討專題導向學習對於高中一年級學生在生活科技課程-能源與運輸 之水壓式步行器學習滿意度的情形。
二、待答問題
根據上述研究目的，本研究的待答問題包括以下幾點：
(一) 專題導向學習對於高中一年級學生在生活科技課程-能源與運輸-水 壓式步行器單元之學習成就是否有差異？
(二) 專題導向學習，對於高中一年級學生在生活科技課程-能源與運輸- 水壓式步行器單元之問題解決態度是否有差異？
三、研究假設
根據上述研究動機與研究目的，本研究探討下列研究假設：
『根據研究目的一』：探討專題導向學習對於高中一年級學生在生活科技 課程-能源與運輸-水壓式步行器學習成就的影響。
研究假設 1-1：接受專題導向學習的高中一年級學生在生活科技課程之 能源與運輸類-水壓式步行器成就測驗之得分，前後無顯 著差異。
研究假設 1-2：不同生活科技、物理成就的高中一年級學生在生活科技 課程之能源與運輸類-水壓式步行器成就測驗之得分，無 顯著差異。
『根據研究目的二』：探討專題導向學習對於高中一年級學生在生活科技 課程-能源與運輸-水壓式步行器之問題解決態度的情形。
研究假設2-1：接受專題導向學習的高中一年級學生在生活科技課程-水 壓式步行器單元的問題解決態度問卷的得分，前後無顯著 差異。
研究假設2-2：接受專題導向學習的高中一年級學生在生活科技課程-水 壓式步行器單元的問題解決態度問卷-問題解決信心分量 表的得分，前後無顯著差異。
研究假設2-3：接受專題導向學習的高中一年級學生在生活科技課程-水 壓式步行器單元的問題解決態度問卷-面對逃避類型分量 表的得分，前後並無顯著差異。
研究假設2-4：接受專題導向學習的高中一年級學生在生活科技課程-水 壓式步行器單元的問題解決態度問卷-自我控制分量表的 得分，前後無顯著差異。
研究假設2-5：不同生活科技、物理成就的高中一年級學生在生活科技課 程-水壓式步行器單元的問題解決態度問卷上的得分，無顯 著差異。
『根據研究目的三』：探討專題導向學習對於高中一年級各組學生在生活 科技課程-能源與運輸-水壓式步行器之實作能力的情形。
研究假設3：接受專題導向學習的高中一年級各組學生其在生活科技課 程-能源與運輸-水壓式步行器單元之實作能力，各評分者的 評分不一致。
『根據研究目的四』：探討專題導向學習對於高中一年級學生在生活科 技課程-能源與運輸之水壓式步行器學習滿意度的情形。
研究假設4：接受專題導向學習的高中一年級學生其在生活科技課程-能 源與運輸-水壓式步行器單元之學習滿意度平均數<3.5。
第三節 研究範圍與限制
一、研究範圍：
本研究旨在探討運用「專題導向學習」在高中生活科技課程中，學生 學習成效之研究。而本研究的研究範圍說明如下：
(一)研究對象
本研究係以台北縣某國立高中一年級學生為研究對象。
(二)研究課程
本研究僅針對高中一年級生活科技課程，並以「能源與運輸」-水壓式 步行器之設計製作進行研究。
二、研究限制：
(一)研究樣本
本研究主要對象僅限於台北縣某國立高中修習生活科技課程之高中一 年級學生一班。
(二)研究內容
本研究係將專題導向學習運用於高中生活科技課程，教材內容僅以「水 壓式步進器」為實驗單元，並以「氣、液體的壓力」為專題的驅動問題。
第四節 名詞解釋
壹、專題導向學習(project based learning)
專題導向學習是一種以解決問題為前提的學習方法，學者Thomas指出
專題是一種複雜的工作，它是根據挑戰的疑問或問題，經由學生的設計、
問題的解決、決策的擬定或是研究，給予學生機會，在一段時間內自主的 從事相關的工作，並且完成真實的產品或發表。在本研究中，教師給予一 個方向，讓學生分組去決定如何蒐集資訊、分工、討論，最後完成作品。
貳、高中生活科技課程(Living Technology Curriculum in Senior High School)
高中生活科技課程係依照民國八十四年課標準訂定，和國中生活科技
課程標準一樣規定學生必修四個學習領域：科技與生活、資訊與傳播、營 建與製造和能源與運輸。做此規範的主因在於：(1)關照許多高中生在國中 階段沒有適切或均衡學習生活科技的機會。(2)希望國、高中領域相同，有 助科技學習內容成螺旋狀的銜接、深入與擴張 (李隆盛，1999) 。生活科 技課程是以活動為導向，教導學生日常生活中所需的知識與技能為主要目 標，期望學生能夠培養更多元化的知識與能力。
參、學習成效(Learning Effectiveness)
本研究中的「學習成效」是指學生經由專題導向學習之後，其在生活
肆、問題解決態度(Problem Sovling Attitude)
問題解決包括個體在面對問題時，對問題的看法、感覺和作法，而不 同的看法會帶出不一樣的作法，而導致不同的結果。學者認為問題解決態 度是指個體在遇到問題時，對問題的認知、心理的感受及採取的解決方法 (王瑪麗，1985；李淑媛，1995)。
