「問題本位學習」教學模式在高職冷凍空調專業領域實施成效之行動研究

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國立臺東大學教育學系教學科技碩士在職專班

碩士論文

指導教授：蔡東鐘博士

「問題本位學習」教學模式在高職冷凍空調專業領域實施成效之行動研究

–以台東縣某高職為例

研究生：許明財撰

中華民國一 ○ 三年八月

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國立臺東大學教育學系教學科技碩士在職專班

碩士論文

「問題本位學習」教學模式在高職冷凍空調專業領域實施成效之行動研究

–以台東縣某高職為例

研究生：許明財撰指導教授：蔡東鐘博士

中華民國一 ○ 三年八月

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誌謝辭

終於要畢業了，總算是沒有辜負自己的努力與付出，回顧這三個暑假，充滿了多采多姿的學習歷程，在這期間也有許多貴人的相助，因為有他們，我的論文才得以順利完成，由衷地感謝所有在漫長撰寫期間給予鼓勵和安慰的朋友，有諸位的支持與協助，使我有向前邁進的動力。

首先要感謝我的指導教授蔡東鐘老師，因為有蔡老師悉心的教誨，且對學生也很有耐心，在老師很忙碌的時候，總會抽時間來指導我的論文，除此之外，還無時無刻鼓勵我，又不會給我太大的壓力，在此非常感謝蔡東鐘老師在這三年日子以來的指導。特別感謝口試委員吳思達教授及鄭承昌教授，在口試期間，費盡心思地審閱論文，增強了我對學術研究的信心，令我受益匪淺。

在進行研究這段期間，要感謝所有曾經給我幫助過的老師、同事、朋友及同學們，特別感謝台東大學熊同鑫教授和蔡東鐘教授，因為有教授在課程方面的指導與建議，方能使課程順利的進行；也感謝冷凍空調科的教師同仁，包括玉霖學長、峻誠學長，對於問題本位教學的課程給我許多的建議與幫助；也感謝秀如、

政玉、奕蒨，有你們在旁協助課室觀察的資料、課程整體的教學情境、錄音及錄影的工作，帶給我很多的幫助。也感謝我的好友銘仁、炳勳、梓菘、建瑤、皓亭等，因有你們的陪伴、鼓勵與支持，才能讓我順利完成研究所的學業。

最後，當然少不了對生命中最重要的親人表達謝意，尤其是要感謝我最漂亮的老婆筱苓和女兒恩萱，在這三個暑假期間，不斷地給我支持與鼓勵，使我不輕易說出放棄這兩字，每當回憶過往的甘苦，都是使我倍感珍惜曾經發生過一切美好的事物。

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「問題本位學習」教學模式在高職冷凍空調專業領域實施成效之行動研究

–以台東縣某高職為例

作者：許明財

國立臺東大學教育學系教學科技碩士在職專班

摘要

本研究目的是將課程內容設計成 PBL 之課程，並採用合作學習的模式，讓學生主動學習、批判思考及解決問題之能力，試圖去探討在高職冷凍空調專業領域上對學生之學習動機與學習成效。研究方法採用行動研究，以能源與電力作為教材，融入高職部冷凍空調科之冷凍空調工程課程中，設計出 PBL 教案來進行教學歷程，在教學歷程中採用合作學習模式，讓學習者進行問題探究的活體，因此研究者設計出能源與電力的知識量表、問題討論學習單、小組互評表、自我與同儕評估表及課程滿意度調查表，了解學生學習之成效。本研究透過研究工具及訪談的結果，發現高分組與低分組的學生能養成主動學習並且尋回自信心，讓整體學生更喜歡 PBL 教學模式，因此對學習動機是有顯著的提升。除此之外，學生對知識概念的深度、概念的連結也更加豐富與清晰，對學習成效也有顯著的提昇。最後，研究者提供未來對 PBL 教學模式有興趣的教師或研究員，提出規劃 PBL 教學模式、了解學生的程度、教師角色的調整、善用課餘時間作為參考。

關鍵字：行動研究、問題本位學習、合作學習

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Action Research on Applying the Problem -based Learning Model to a Vocational High School Refrigeration and Air-Conditioning Engineering

Course—A Vocational High School in Taitung County as an Example

Ming-Tsai Hsu

Abstract

In this study, a problem-based learning (PBL) course on refrigeration and air-conditioning engineering was designed and implemented on students of a vocational high school in a collaborative learning model to improve the students’ learning motivation, critical thinking, and problem-solving ability. The purpose was to investigate the effectiveness of this PBL course in improving the students’ learning motivation and learning outcomes. The action research approach was adopted. Learning materials about energy and power were integrated into a refrigeration and air-conditioning engineering course of vocational high school education.

The instruction was offered in a PBL and collaborative learning model where learners were allowed to explore the problem on their own. The students’ learning outcomes were evaluated using an energy and power knowledge evaluation scale, problem discussion learning sheets, a peer evaluation form, a self evaluation form, and a course satisfaction survey.

Results showed that the PBL course helped increase the learning

motivation and confidence in students of the high performance group and

students in the low performance groups, and all the students also showed

greater interest in this learning model. In other words, this PBL course led

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to a significant improvement in the students’ learning motivation. Besides, this PBL course also helped improve the students’ learning outcomes significantly as the students gained deeper knowledge and more diversified connections with acquired concepts through this course.

Finally, this study proposed suggestions to future researchers and teachers interested in PBL model. The suggestions covered PBL course planning, identification of students’ achievement level, adjustment of teacher’s role, and utilization of after-class time.

Keywords: action research, problem-based learning, collaborative learning

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表次

表 1

實施班級之 S 型分組：依一年級學年智育總成績排名 ... 36

表 2

各單元名稱所對應之教學目標 ... 37

表 3

夏季與非夏季電價表 ... 43

表 4

時間電價表 ... 44

表 5

優態鹽、冰、水儲能密度之比較 ... 45

表 6

全量與分量儲冰系統特性的比較 ... 48

表 7

各單元名稱所發展非結構問題 ... 49

表 8

各項工具類型、名稱、用途、使用時機及附錄編號對照表 ... 50

表 9

文件資料編碼對照表 ... 61

表 10

課室觀察表照表之教師行為與學生行為代號 ... 64

表 11

PBL 教師教學行為各類型的次數統計摘要表 ... 64

表 12

PBL 學生學習行為各類型的次數統計摘要表 ... 66

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圖次

圖 1

學習者與教學者在 PBL 的角色 ... 10

圖 2

G

ANGE

的訊息處理模式 ... 15

圖 3

系統化教學設計模 ... 23

圖 4

研究架構 ... 34

圖 5

電力能源分配圖 ... 41

圖 6

台灣電力系統的日夜負載曲線圖 ... 42

圖 7

全量式空調負載圖 ... 46

圖 8

全量式儲冰系統夜間儲冰循環圖 ... 46

圖 9

全量式儲冰系統白天融冰循環圖 ... 46

圖 10

分量式空調負載圖 ... 47

圖 11

分量式儲冰系統夜間儲冰循環圖 ... 48

圖 12

全量式儲冰系統白天融冰及冰水機正常運轉循環圖 ... 48

圖 13

PBL 教學流程 ... 53

圖 14

研究流程圖 ... 58

圖 15

能源與電力單元課程照片 ... 68

圖 16

小組發表照片 ... 71

圖 17

學生在組間相互評分之統計圖 ... 71

圖 18

學生在組間對團隊合作之相互評價統計圖 ... 72

圖 19

學生在組間對報告與主題相符之相互評價統計圖 ... 72

圖 20

學生在組間對表達清晰之相互評價統計圖 ... 73

圖 21

學生在組間對內容豐富之相互評價統計圖 ... 73

圖 22

學生在組間對與聽眾互動之相互評價統計圖 ... 74

圖 23

學生在組間對台風穩健之相互評價統計圖 ... 74

圖 24

學生在組間對內容太少之相互評價統計圖 ... 75

圖 25

學生在組間對聽不懂之相互評價統計圖 ... 75

圖 26

學生在組間對沒有重點之相互評價統計圖 ... 76

圖 27

全班同學於課程結束後填寫同儕評估表照片 ... 79

圖 28

能源與電力單元對課堂討論問題參與人數統計圖 ... 80

圖 29

儲冰式空調系統單元對課堂討論問題參與人數統計圖 ... 80

圖 30

能源與電力單元對討論問題時呈現人數統計圖 ... 81

圖 31

儲冰式空調系統單元對討論問題時呈現人數統計圖 ... 82

圖 32

能源與電力單元小組發現問題人數統計圖 ... 83

圖 33

儲冰式空調系統單元小組發現問題人數統計圖 ... 84

圖 34

能源與電力單元：高分組學習前之知識量表(1) ... 87

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圖 36

能源與電力單元：高分組學習後之知識量表(1) ... 89 圖 37

能源與電力單元：高分組學習後之知識量表(2) ... 90 圖 38

能源與電力單元：低分組學習前之知識量表(1) ... 92 圖 39

能源與電力單元：低分組學習後之知識量表(1) ... 94 圖 41

儲冰式空調系統單元：高分組學習前之知識量表(1) ... 97 圖 43

儲冰式空調系統單元：高分組學習前之知識量表(2) ... 98 圖 44

儲冰式空調系統單元：高分組學習後之知識量表(1) ... 99 圖 45

儲冰式空調系統單元：高分組學習後之知識量表(2) ... 100 圖 46

高分組電費來源學習單 ... 108 圖 51

低分組電費來源學習單 ... 110 圖 52

高分組魚骨分析圖學習單 ... 112 圖 53

低分組魚骨分析圖學習單 ... 114 圖 54

G(03)小組問題討論學習單(1) ... 116 圖 55

G(03)小組問題討論學習單(2) ... 117 圖 56

G(03)小組問題討論學習單(3) ... 118 圖 57

能源與電力單元之課程滿意度調查表人數統計 ... 119 圖 58

儲冰式空調系統單元之課程滿意度調查表人數統計 ... 120

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第一章緒論

本章旨在針對研究主題說明本研究之背景、動機、目的、研究問題、名詞釋義，本章緒論共分為五節；第一節為研究背景，第二節為研究動機，第三節為研究目的，第四節為研究問題，第五節為名詞釋義。

第一節研究背景

在二十一世紀是屬於知識的世紀，而教育理論也必須隨著時代來創新，學習者逐漸成為教與學的角色，以前在傳統講述教學法也慢慢地被建構主義所取而待之。在建構主義則是重視學習者在知識認知的過程來主動建構學習，而不是處於被動的吸收，在這種情形之下，教師在教學時常會發生各說各話，不易與學習者有互動的溝通。因此學習者能透過思考來有意義的學習，而教師則要以傳統的角色轉換成協助引導的角色，以便提供學習者對課程學習的活動，支持學習者有思考、創意或回饋的過程。

由於教育部推動十二年國教政策，主要是促進國中教育機會均等，照顧偏遠地區的學生，能讓學習者有快樂、自動學習的環境，在 2003 年提出了科學教育的白皮書，則指出科學教育在「科學素養」的養成，發展學習者對科學探究過程、

以及科學的學習情境，應用科學的知識與技能來解決所有的問題，讓學習者體驗科學創新與創造之能力﹙教育部，2003﹚。

而「問題本位學習」﹙Problem-Based Learning，以下簡稱為 PBL﹚教學策略起源於應用台灣的醫學教育，PBL 是將學習的主體從教師轉移至學習者身上，從發生的生活問題形式讓大家分成小組進行合作學習的方式去探究問題、網路蒐尋資料、統整資料、分析資料、建立假設、選擇方案等，可以強化學習者的後設認知能力，並且發揮學習者的創意思考、批判思考以及推理的能力，更能讓學習者在課程中獲得知識與技能的成就感，以便增進學習者的學習動機的意願。應用 PBL

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模式在國小數學領域之教學成效均達顯著差異（曾孟慧，2006）。PBL 對高職學生之合作學習，利用「合作學習評分指標」與「批判思考評分指標」進行分析，其探討學習者的成效（陳銘偉，2004）。PBL 教學模式對國小三年級學生在科學概念在合作學習歷程有助於學生學習（謝禎宏，2006）。

綜合上述，可見 PBL 教學模式大都是以合作學習及批判思考來進行分析，且對學生學習的歷程皆有助於學習之成效。因此，PBL 教學模式最早起源是應用於醫學教育方面，目前在高中職教育還是以傳統式教學模式來進行教學活動，因此很少著墨在 PBL 方面，為了培養科學的素養及科學的學習情境，讓學習者體驗探究及解決之能力的養成

第二節研究動機

研究者本身是一位高職部冷凍空調類科的教師，目前在關山工商﹙以下簡稱本校﹚任教，因本校位處於台東縣偏遠地區，就讀的學生也相當多元化，有原住民、客家、新住民等多元族群。綜觀本校多元族群分佈，大抵可知校內原住民學生比例約佔四成左右，原住民族群則是以阿美族、卑南族以及布農族為主；而低收入戶學生比例也約佔一成五左右；新住民子女比例約佔二成；單親或隔代教養比例佔高達六成左右。由此可窺探本校多元族群大多處於文化以及經濟弱勢的族群，對於學習方面也相當弱勢的一群。

儲冰式中央空調系統之觀念始於 1930 年，但在 1973 年發生能源危機，美國建築業才在 1982 年將儲冰式中央空調系統應用在建築物的空調系統上；國內最先引進的部份是在工業用途上，尤其食品工廠最多，隨著原油、電費價格上漲，且台電尖離峰用電的電價拉大，儲冰式空調系統逐漸受到大家的重視。空調系統在夏季對尖峰時用電的用電量高達三分之一，如何有效的運用儲冰式空調機來減輕尖峰用電量，進而改善台電的尖離峰用電比，則可降低儲備發電機組的容量。而傳統的儲冰式空調機多為大型的中央空調機，在實施方面需要比較大的場地，且設

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計複雜，在業界推廣上及融入課程中都會面臨相當大的困難，導致學生不易瞭解儲冰式空調機對整個電力系統的改善有多大的幫助。

除此之外，學生對於台灣能源的背景概況、能源的危機的處理及儲冰式空調系統的基礎概念都非常薄弱，因此藉由電力能源與儲冰式空調系統的題材上，不僅可以讓學生深入了解台灣整個能源的概況，讓學生平常能夠養成節約能源的習慣，並且能夠深耕在學生心中，為家庭、社會、國家多盡一點心力。

因此，在 PBL 的過程中，主導課程進行的真正主角則是學習者，而不是教學者，那教學者的角色則扮演著輔助、顧問、教練的角色來引導學習者學習。對於建構主義而言，則是特別強調知識是主動建構的，學習者必須積極參與各項的學習活動，並且親自探索與分析，來建構自己所得到的知識，在教學者方面則必須去了解學習者如何去面對所有的疑問，再適當地介入並且指引學習者學習，讓學習者背負更多的學習責任，因此教學者不再是藉由傳統的講述教學方式來讓學習者學習，讓教學者與學習者所扮演的角色與傳統式教學方式有很大的差異。

由小組合作學習方式去解決日常生活中或相關之問題，而問題往往不是單一的標準答案，必須藉由小組團體的力量，分工合作去蒐集資料、分析資料及統整資料，再經由小組成員共同討論之後所形成共識來產出其結論。因此，學習者在小組分組的學習歷程中必須具有主動學習，並以問題式自我導向學習模式來進行，讓每位學習者都能擁有知識的主導權，同時在小組成員間必須也要兼備互相溝通與合作，彼此也要尊重與包容，使同儕間有良性的互動與競爭，讓學習者發揮其創造力與思考能力，進而發展出社交技巧來增進自己的人際關係。

綜合上述，研究者試圖將 PBL 的精神融入在高職冷凍空調專業領域之課程中，並且以生活上或是社會上關心的議題為素材，連結學校的專業知能和生活上的經驗，設計出以問題解決為導向的課程本位，讓學習者在學習的歷程中，將所學習的科學概念和科學技能活用在課堂上，並且善用小組分組合作的學習模式，

以及運用網際網路的資源來協助蒐集資料、分析資料、統整資料，讓同儕間有彼此合作、討論與溝通，培養出學習者的判斷能力與抉擇能力，更能培養出自己的興趣來解決其他問題的能力。

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因此想藉由導入 PBL 之課程，使學生具備主動學習、批判思考之能力，且縮短成鄉差距，建立自信心，使學生在未來工作業場上更具有前瞻性及競爭力。因此，研究者試著以 PBL 教學模式來引導學習者學習，是否有助於提昇高職生學習之成效。

第三節研究目的

基於上述的研究背景與動機，藉由電力能源與儲冰式中央空調系統融入冷凍空調工程課程當中，並結合 PBL 教學模式之課程設計，讓學生清楚台灣主要能源與電力系統的概念，建立學生對於能源的重視與綠色能源的概念，使節約能源的概念於學生的日常生活開始活化，影響家人及周遭朋友節能觀念，讓更多人為地球進一份心力。

課程內容設計透過相關多媒體及網路科技資訊的運用，藉由 PBL 之課程並採用合作學習的模式，讓學生親自去主動學習、批判思考之問題能力，是否對學習的成效有所提昇，因此本研究試圖去探討 PBL 教學模式在高職冷凍空調專業領域實施成效，製作出「電力能源與儲冰式空調系統」的 PBL 教材與教案，讓教學能夠縮短城鄉差距，並且建立學生的自信心與成就感，在未來工作職場上更具前瞻性及競爭力。

本研究的具體目的如下：

一、探討 PBL 教學模式對冷凍空調專業領域學生學習動機之影響。

二、探討 PBL 教學模式對冷凍空調專業領域學生學習成效之提昇。

三、探討 PBL 教學模式應用在冷凍空調專業領域上所遭遇困難之因應對策。

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第四節研究問題

基於上述研究目的，進行下列問題探究：

一、PBL 教學模式對冷凍空調專業領域學生之學習動機有何影響？

二、PBL 教學模式對冷凍空調專業領域學生之學習成效有何提昇？

三、探討 PBL 教學模式應用在冷凍空調專業領域上所遭遇困難之因應對策為何？

第五節名詞釋義

本研究重要之釋義名詞包括行動研究、問題本位學習、合作學習、儲冰式空調機，茲分述如下：

一、行動研究

行動研究是屬於一種系統的探究，並加以公開化的歷程，更是一種具有充分的知識資訊為依據的行動，因此，行動研究是一種有意義的研究與付諸實際的行動，更是一種具有專業價值性的研究（蔡清田，2002）。在教育研究領域上，研究的主體是學生，其內心思維是科學實驗無法深入探究而得知的，雖然很多理論大都是以科學的方法所探究出來的，但大都是屬於線性的與一般性的通則，在實際教學情境中是特殊的、零碎的、混雜的、實際的，需要將理論或知識稍作些轉他才能適用在教育之教學中（林生傳，2003）。

二、問題本位學習

根據 Barrows（1996）所提倡的 PBL 教學模式，其特徵是以學習者為中心來進行學習、在學習過程中必須以小組分組來進行、而教師則是學習引導者與促進者，讓學習者對問題形成組織焦點的刺激，來發展學習者臨床問題解決的技能工

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具、並且透過自我導向學習可以獲得新的知識。PBL 的歷程則是以學習者透過小組或團體的方式來進行合作學習，進行一項問題的主題方式，再經由問題的情境讓學習者去探究問題、建立假設、資料蒐集、資料統整與分析、驗證假設等等，

並提出解答的過程中獲取有效的知識，在以後所面對相類似的問題情境都能夠類化，懂得如何進行解決問題的關連性。

三、合作學習

合作學習是一種有系統性與結構性的教學策略，不同學科的老師在授課過程當中可善用教學策略，將學生進行小組分組來一起學習，以達到小組的合作學習目標與個人學習的成效。Sharan & Shaulov （1990）認為合作學習是透過小組分組，讓學習者之間有彼此互動與合作關係，來提高學習者達到共同的學習目標。

在 Slavin （1990）認為合作學習是人與人之間合作的關係，教師必須將不同的能力、種族、性別、背景的學生分配至同一小組來一起學習，因此它適用於不同的學科和不同的年級。

四、儲冰式空調系統

儲冰式中央空調系統之觀念始於 1930 年，但在 1973 年發生能源危機，美國建築業才在 1982 年將儲冰式中央空調系統應用在建築物的空調系統上；國內最先引進的部份是在工業用途上，尤其食品工廠最多，隨著原油、電費價格上漲，且台電尖離峰用電的電價拉大，儲冰式空調系統逐漸受到大家的重視。儲冰式中央空調系統利用分離式冷凍櫃的方式，室外機有壓縮機、冷凝器，室內機有儲冰櫃及蒸發器，儲冰槽利用夜間離峰用電運轉壓縮機，日間則對所需空調的空間，引入室內空氣進入儲冰槽內作熱交換吹出冷氣。

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第二章文獻探討

本章文獻探討共分為五節，第一節為 PBL 之理論基礎；第二節為 PBL 之教學設計與教學歷程；第三節為 PBL 之相關研究；第四節為電力能源與儲冰式空調系統之理論基礎。

第一節 PBL 之理論基礎

本節主要探討 PBL 之背景、PBL 之特徵及 PBL 之理論基礎；而在 PBL 之理論又細分為建構主義理論、訊息處理理論、學習情境理論及合作學習理論。

壹、 PBL 之背景

PBL 最早起源 1960 年，是由加拿大麥斯特大學 Barrows 教授所提出，應用在臨床醫學課程教學中，主要目的是要讓學習者能夠學會以病人為中心，將所學的知識活用在實際診療中（Albanese & Mitchell, 1993）。換句話說，PBL 是由教學者所拋出的「問題」，導引學習者學習的認知與動機，讓學習者去親自體驗解決的問題能力。因此 Barrows（1996）是最早實施 PBL 教學法，並且將它應用在醫學領域當中。Barrows 與 Tamblyn（1980）將 PBL 定義為由努力了解及解決問題的歷程而造成結果之學習。Edens（2000）認為 PBL 乃是使用一種真實、複雜的問題來當作學習的啟動來源並幫助學生同時獲得知識與問題解決的技能。Levin（2001）則定義 PBL 為一種以鼓勵學習者運用批判思考、問題解決技能和內容知識，去解決真實世界的問題和爭議的教學方法。

吳清山（2002）認為學習者在 PBL 的環境中，實際所發生的生活問題形成一個案例，讓學習者進行小組分組的模式共同討論，並提出有效的解決問題之道。

因它可以培養學習者主動學習、批判思考以及問題解決的能力，故在 PBL 的目標是指學習者能力的學習而不是知識的學習。PBL 是指學習者在學習的過程中，必

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須以學習者為中心，個別學習與自我導向的教學模式，讓學習者主動選擇學習為議題，來決定學習者該學習哪些知識、該如何去利用網路資訊蒐集可用的相關資料，經由小組的討論分析、統整資料之後，再修正可能的答案，最終產生最好的結果，因此，學習者的角色不再是知識的接收者，而是主動的探究者（Glasgow, 1996）。

教育隨著網路資訊趨勢的改變，PBL 也漸漸地被應用在不同的學習領域上。

Barrows（1996）指出，PBL 已被應用在某些專業學習領域上，如護理、商業、建築、法律、社工、工程學、教育以及資訊科學等（Camp,1996）。溫瑞烘（2002）

表示各國已將醫學領域中的 PBL 教學法應用在建築、工程、商業、法律、森林、

社工、警政、教育及資訊科學等。Delisle（1997）也認為在醫學院、專科學校以及中小學的學生對於教學的對象也逐漸多元化。

貳、 PBL 之特徵

Tam（2001）認為 PBL 為一種教學型態，其特徵是透過真實生活形成的問題，

在班級內進行小組教學及足進學習者之自我導向學習，在此一學習過程中，教學者居於催化、引導之角色。Wilkerson & feletti（1989）認為 PBL 以問題為學習起點，學習者首先面對問題，相似於現實生活的學習，與傳統教育下學習者由教師提供知識而進行的學習模式是不相同的。PBL 教學模式的特徵，以醫學院為例可分為以下六點（Barrows 1996）：

一、學習是以學習者為中心

在整個學習過程中，主導課程進行的真正主角則是學習者，而學習者必須要具備學習的自主權，讓自己的學習態度負責，營造出學習者在學習的歷程中尋找自己最感興趣的部分。

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二、以團體分組模式進行學習

學習者以分組的方式，且每一組分配大約以 5～9 人來進行討論的活動，並搭配另一位新的促進者，使學習者都有機會與不同的後設認知領域階段一同學習，

發揮小組團隊合作的學習精神，更能使學習者更有效率的學習。

三、教學者是學習促進者與引導者

依據學習者的後設認知觀點，教學者必須去了解學習者如何去面對所有的問題，如何去增進學習者的理解程度，所以教學者通常是扮演著輔助、顧問、教練的角色來引導學習者學習。

四、問題形成的組織焦點與學習的刺激

在真實的情境中以問題來激發學習者主動學習的動機，並整合相關學科的先備知識來解決其他問題，以致於所學得的知識有助於未來類似於情境問題的解決。

五、透過自我導向學習

強調學習者透過小組合作的方式，進行討論、分析及反思的學習來獲得新的知識與新的技巧。

六、問題是發展學習者的臨床案例的工具

當遇到一個問題時，學習者必須藉由真實的案例來進行診斷、實驗及分析，

將真實的問題所探究出來的結果，讓學習者將所學習到的知識與技巧都能夠應用在真正的實務上。

Torp 與 Sage（1998）認為 PBL 中，教學者為了建立學習者有明確的教學與學習模板，使學習者在進行活動課程中，產生不同層次思考的目標，當教學者帶領著學習者往目標前進時，教學者同時也參與整個學習活動課程中，如圖 1。因此，

學習者必須主動自我導向的問題解決者，而教學者的角色不僅是認知的指導者，

同時也是學習者在解決問題過程中的同伴。

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圖 1 學習者與教學者在 PBL 的角色資料來源：Torp & Sage, 1998, p.16,figure 2.1

Duch（1996）認為 PBL 是一種以問題為根基的教學方式，它利用真實問題培養學習者思考與問題解決能力，並獲得課程內之重要概念。在 PBL 的過程中，學習者為自我引導及主動探究的精神，與傳統式講述教學中的所扮演的角色迥然不同。因此，將 PBL 的特徵歸納以下五點（劉佩雲、簡馨瑩，2003；林麗娟，2002；

陳銘偉，2004；張世忠，2000；周崇儒，2000；曾孟慧，2006）：

學習者為主動自我導向的問題解決者

結構模糊問題

教學者為學習者在解決問題過程中的同儕

教學者為認知指導者

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一、學習以學習者為中心

二、以結構模糊問題為主要學習內容三、教學者是學習促進者與引導者四、注重團體分組合作的學習模式五、學習者進行自我導向之主動探究

根據上述所探討的文獻，將 PBL 的精神融入在高職冷凍空調專業領域之課程中，並且以生活上或是社會上關心的議題為素材，連結學校的專業知能和生活上的經驗，設計出以問題解決為導向的課程本位，讓學習者在學習的歷程中，將所學習的科學概念和科學技能活用在課堂上，並且善用小組分組合作的學習模式，

以及運用網際網路的資源來協助蒐集資料、分析資料、統整資料，讓同儕間有彼此合作、討論與溝通，培養出學習者的判斷能力與抉擇能力，更能培養出自己的興趣來解決其他問題的能力。

參、 PBL 之理論基礎

對於 PBL 應用在不同的學者當中，一定有產生不同的定義。當學者研究 PBL 的論點，都是針對建構主義理論、訊息處理理論、情境學習理論以及同儕之間的合作學習理論等相關的認知結構。

一、建構主義理論

建構主義是指以學習者為中心去學習新的事物，並且在新事物的學習過程中，必須仰賴個體主動地去完成建構新的知識，讓整個學習過程中皆由學習者來掌控，並非被動地接收新知識（引自沈中偉，2005）。建構主義尊重學習者在學習成果上的個別差異，由成果導向的教學目的轉為過程導向的教學目的（引自伍振鷟、林逢祺、黃坤錦、蘇永明，1998）。因此建構主義是適合教學者提供豐富的學習環境，並引導學習者在自我導向探索與學習的歷程，能與同儕產生互動關係，

且能澄清與討論來建構新的知識。

Edens（2000）認為 PBL 符合建構教學法，學習者採用探究的知識及方法，藉由思考問題解決的方式來解開真實情境的問題。Brooks & Brooks（1993）認為建

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構主義者在教室的原理及原則，根據這些研究者所述的歸納為建構主義重視下列情況（引自劉佩雲和簡馨瑩，2003）：

一、課程是採用整體到部分的轉化，著重於概念的知識和第一手的資料與親自處理之課程。

二、與同儕間一同合作研究與探討之相關理論，讓學習者的角色轉換成思考者的角色。

三、教學者營造出學習者的學習環境對問題看法之間的傳達與調停者的角色。

四、統整教學者對學習者學習的情況去觀察其成果或作品來進行評量。

上述所探究建構主義理論之後，研究者再以建構主義不同的學派，如皮亞傑學派的建構主義、Vygotsky 社會建構主義及 Von Glaserfeld 根本建構主義來加以探討：

(一) 皮亞傑學派的建構主義

Piaget 認為個體為了環境的適應，會藉由調適與同化的過程來不斷地調整自己的基模與認知的結構，來達到平衡的狀態，在這種環境適應的歷程則是以個人建構知識的原動力（朱則剛，1994）。Piaget 的認知發展學說之個人建構主義認為，

知識的產生歷程是由認知的主體–人和外在環境的因素交互作用，個人透過內在的認知結構或基模來了解外在的事物（林怡珊，2008）。Piaget 認為知識不是一種現實知識的複製，而是一種再生或個體不斷註動認知而來的，在這認知的過程當中，個體與環境是一直不斷地建構（陸奕身，2002）。因此皮亞傑學派的建構主義是強調知識是由學習者主觀所建構的，在整個學習歷程中皆為學習者所掌控，不是被動地接受外在環境所灌輸的知識。

(二) Vygotsky 社會建構主義

Vygotsky（1978）提出「鷹架」和「近側發展區」兩個理論，在「鷹架」理論是指教學者或能力較高的學習者，在學習過程中去引導輔助學習者學習，並且超越原來的認知層次階段，再藉由對話互動的過程中，讓學習者逐漸地能完成其務

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任；而在「近側發展區」理論是指學習者透過本身的能力所能夠達成水平與學習者接受教學者或專家的指導後所達成的水平之間的差距。Vygotsky 的理論應在教育上，強調社會文化對個體發展的重要性，藉由社會互動和語言符號的使用，個體對建構知識的觀點，提供了不同的面向，就如學習者停留在某一階段的認知層次時，教學者若能有系統的引導，使學習者較容易超越原來的認知層次階段，因此當學習者的能力逐漸增加時，則鷹架的支持就必須減少（鄭明長，1997）。Vygotsky 所提倡的社會建構主義是指強調個人在社會文化環境交互作用下所建構的知識

（朱則剛，1994）。因此 Vygotsky 的社會建構主義拒絕了 Piaget 的知識生物學觀點，

注重社會與文化的觀點和社會歷史的取向，說明了個體的心智是如何運作，如何適應週遭的社會環境（黃鳳琴，2002）。

(三) Von Glaserfeld 根本建構主義

Von Glaserfeld（1984）認為建構主義有三大原則：第一則指知識是學習者主動建構而不是被動的接受；第二則指知識是個人與他人互相討論所形成的共識；

第三則指知識是人類經驗的實用化或合理化而不是記憶背誦以知的事實。Von Glaserfeld 認為建構主義基於兩項原則（引自潘世尊，2003）：

1. 學習者透過認知來主動建構知識，在吸收或接受知識的過程中，已有主觀的選擇和個體的解釋與意義，因此不是被動的吸收或接收知識。

2. 學習者透過知識的調適性來促進平衡發展，讓經驗世界來組識個體，而不是發現客觀的本體上之實體。

Von Glaserfeld 指出人類透過主體經驗來建構外在世界的知識，因此認為建構主義有三大原則（引自陳銘偉，2004）：

1. 知識是由人類主動來建立而不是被動的接收。

2. 知識的調適性可以促進平衡的發展。

3. 知識的功能是在經驗世界上來組織個體，不是在外在世界來發現客觀存在。

根據上述建構主義所探討的文獻，本研究在 PBL 融入課程中，並試圖採用 Piaget 理論強調在整個學習歷程中皆由學習者所掌控，不是被動地由外在環境所灌輸的知識；在 Vygotsky 的「鷹架」和「近側發展區」兩個理論，強調注重社會與

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文化的觀點和社會歷史的取向，並且說明心智是如何運作及如何適應週遭的社會環境；在 Von Glaserfeld 理論強調知識是學習者主動建構而不是被動，且學習者是以小組分組的模式相互討論來產生的結論。因此透過建構主義來提高學習者主動建構知識，讓整個學習歷程中更有效率。

二、訊息處理理論

訊息處理理論是指問題在處理的過程中，是依靠學習者的工作記憶與長期記憶交互運作，讓學習者對於認知、情感、行為、思考和問題解決的處理過程十分密切，因此學習者在學習和記憶的歷程中，涉及到不同的大腦結構和訊息轉換的過程（張新仁，2003）。學習的必要因素乃是要建立一些連結新的訊息與先備的知識（岳修平譯，2006）。

從 Gange 主張以「訊息處理模式」來解釋學習者在學習的歷程，如圖 2，感受器從外在的環境中接收訊息時，而這些訊息會轉換為神經化學衝動，並傳送至大腦中樞之感覺記錄器來形成知覺，經由選擇性知覺的過程來暫存至短期記憶區中，如果不停的重新複誦，再加上編碼的儲存過程，將訊息轉換成語意的形式或是有意義的形式，並結合學習者的生活經驗或舊有的相關知識儲存在長期記憶區，之後經過提取的過程，透過反應形成器來決定採取的反應順序，一但反應形成器組合成適當的反應後，會使學習者引發執行器，將對外界環境的輸出反應，

便可觀察其行為（張新仁，2003）。而 Gange 認為編碼的過程是影響長期記憶的主要關鍵所在，而常見的編碼策略則是組織化與精緻化兩種（陳銘偉，2004）。因此在 PBL 的歷程中，學習者若能活化 Gange 訊息處理模式，再透過組織化與精緻化的編碼策略，讓重要的訊息儲存在長期記憶區內，以達到有意義的學習目的，亦可提昇問題決解的效率及學習的成就感。

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圖 2 Gange 的訊息處理模式資料來源：張新仁(2003)

根據上述學者論點，本研究嘗試將訊息處理應用在 PBL 上，以小組分組合作的模式來進行學習活動，讓學習者將問題有關的回憶或線索來進行訊息的分類，

再依賴同儕間的力量來活化認知、情感、行為、思考和問題解決等多方面的處理過程，使學習者在學習和記憶中都能夠獲得較多的訊息，再透過組織化與精緻化的編碼策略，可大幅提高學習者的記憶力，因此，研究者試圖去讓重要的訊息儲存在學習者的長期記憶區內，以達到有意義的學習目的，提高學習者在問題決解的效率及學習的成就感。

三、情境學習理論

情境學習的涵意是指學習者在學習過程當中特別重視環境或同儕間相互討論的氣氛。張新仁（2003）指出情境學習是指情境認知與情境學習兩種，在這兩者之間關係很難去區分，在情境認知領域是指知識在社會活動和情境去發展，主張知識並非獨立存在；而在情境學習是強調學習與社會文化之間相輔相成，主張在

環

境

執行器

感受器

控制執行

反應形成器

感覺記錄器

短期記憶

長期記憶

期望

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真實的情境下進行學習來獲得實用的知識。依據 Lave 和 Wenger 學習理論的核心概論，在「合法周邊參與」是包含了三個概念（方吉正，2003b）：

一、「參與的合法性」是指個人在參與某社會之實務社群必須先取得正式加入的資格。

二、「周邊參與」是指個人已具有「參與的合法性」資格之後，便開始在社群周邊地位進行參與活動，因此剛開始在社群中的地位是偏低的，對社群的認同感也相對地偏低。

三、「合法周邊地位」是指個人所處位置可偏向較密集的「完全參與」，因此

「合法周邊地位」是一種被賦予權力的位置。而每個人並不是都能夠從

「周邊參與」逐漸邁向「完全參與」，要視個人所處的「合法周邊地位」

是否被賦予的權力而定。

王春展（1996）曾提出情境學習理論是強調知識的學習應建置在真實活動中，

讓學習活動與周邊文化相結合，且學習要能夠融入在實際社會文化的情境中，才能建構出有意義的知識。而方吉正（2003b）認為在情境認知學習中是以學習者在實務中自行應用或組織各式各樣的學習資源，且必須透過「描述性談話」及「討論性談話」，讓學習者參與其過程，因此情境學習主要來源是讓學習者產生價值感和歸屬感，方能促使學習者擔負責任，在從事更複雜或更困難的任務，也能對專業人員身分之認同感。在情境學習中應具有以下五點要素（李美瑜，1993）：

一、強調學習者在知識的應用性。

二、強調學習者在有意義的問題解決情境中學習。

三、強調在真實的情境中能與社會文化及經驗相互結合。

四、強調學習者運用知識的歷程中能夠吸收知識，且能主動操弄真實環境中，促進學習遷移。

五、強調提供應架理論，引導學習者在面對問題時可尋找思維的方向。

綜合上述理論，研究者應用情境學習的方式融入在 PBL 過程中，讓學習者在周遭環境中產生互動的行為，讓學習者應用自己所學的知識和生活情境上的問題或經驗相連結，藉此培養學習者本身在未來真實生活的問題來獲取知識，並且解

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決所遭遇到所有的問題。因此教學者必須設計與日常生活相關的問題，並且透過情境式學習模式來引起學習者的動機，讓學習者在課程中能快樂的學習，進而將所學到的技巧應用在未來生活上的問題。

四、合作學習理論

Delisle（1997）認為 PBL 過程中彼此相互學習並協同合作解決問題，進而建立小組團隊技能。PBL 著重於小組合作的學習模式，將學習者以 4～6 人成一組，

利用小組之間有互動式的學習來解決或討論所有問題，培養學習者在團體中能呈現出協調合作的技能。Faidley & Evensen & Salisbury-Glennon & Glenn & Hmelo,

（2000）認為 PBL 是以小組合作的呈現，讓學習者在團體中學習比個人更加有成就（引自曾孟慧，2006）。Hooper（1992）認為合作學習是指群體中一同工作並且完成共同的任務，讓學習者在學習過程中必須要有互動的關係，因此要強調有效互動的學習過程必須包含了團體的動力、任務的架構、獎勵與人與人之間的技能等四個要素。在 Johnson 和 Johnson 提出合作學習有五個重要基本要素（引自林怡珊，2008）：

一、積極的相互依賴：包括目標、工作、資源、角色與酬賞等依賴方式，而每位學習者的角色扮演都非常重要，並且同時要做到資源共同分享與責任共同承擔。

二、面對面的互動：在小組合作當中必須要具備學習的內在動機，而不是坐在一起就屬於合作學習，要以小組成員彼此交換所學的知識或資訊互相分享與回饋，且小組間也必須討論或質疑同儕間的推理與結論，才能提升解決問題的能力。

三、個人績效責任：合作學習非常重視小組間的討論結果，而小組的成效卻是界定在每位學習者的身上，因此小組在學習過程中要適時回饋給每位小組的成員，以確保每個人都能認同個人或小組學習成果的重要性。

四、社會技巧：換句話說就是人際關係的技巧，其中包括了互相信任、溝通協調、傾聽接納、尊重容忍等。

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五、重視團體歷程：在小組合作學習的歷程上，讓學習者對目標運作所達成學習效能之程度。

綜合上述，研究者試圖將 PBL 模式融入在高職冷凍空調專業領域課程中，強調小組合作學習方式去解決日常生活中或相關之問題，而問題往往不是單一的標準答案，必須藉由小組團體的力量，分工合作去蒐集資料、分析資料及統整資料，

再經由小組成員共同討論之後所形成共識來產出其結論。因此，學習者在小組分組的學習歷程中必須具有主動學習，並以問題式自我導向學習模式來進行，讓每位學習者都能擁有知識的主導權，同時在小組成員間必須也要兼備互相溝通與合作，彼此也要尊重與包容，使同儕間有良性的互動與競爭，讓學習者發揮其創造力與思考能力，進而發展出社交技巧來增進自己的人際關係。

第二節 PBL 之教學設計與教學歷程

本節主要探 PBL 之教學模式、PBL 之教學設計、PBL 之教學歷程以及實施 PBL 之困難等四項來分析；而在實施 PBL 之困難又細分為問題取材不易、教學者與學習者之間的角色轉變困難、時間和資源不足及提供更多的行政資源和支援。

壹、 PBL 之教學模式

依據上節所描述 PBL 之理論基礎，研究者統整建構主義應用在 PBL 的教學模式必須應具備下列幾點（林寶山，2001；張世忠，2000；周崇儒，2000；唐偉成、

江新合，1998；黃政傑、吳俊憲，2006；劉佩雲、簡馨瑩，2003）：

一、設計學習的情境

建構主義認為學習者會依據自己擁有的先備知識，而在教學者在教學歷程中是提供學習者最有利於主動建構知識的情境，並且引導學習者養成主動學習的模式。

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二、教學者與學習者之間的角色轉換

Cordeiro 與 Campbell（1995）強調教師是問題本位學習成功與否的重要關鍵人物。在 PBL 的過程中，主導課程進行的真正主角則是學習者，而不是教學者，

那教學者的角色則扮演著輔助、顧問、教練的角色來引導學習者學習。對於建構主義而言，則是特別強調知識是主動建構的，學習者必須積極參與各項的學習活動，並且親自探索與分析，來建構自己所得到的知識，在教學者方面則必須去了解學習者如何去面對所有的疑問，再適當地介入並且指引學習者學習，讓學習者背負更多的學習責任，因此教學者不再是藉由傳統的講述教學方式來讓學習者學習，讓教學者與學習者所扮演的角色與傳統式教學方式有很大的差異。

三、強調學習者的探究

PBL 主要是學習者在學習的過程中養成主動探究，並且掌控自己的學習過程，活用自己所學習的策略去解決所有的問題，因此學習者必須擔當學習的責任，

而教學者只站在引導與協助的立場。對於建構主義而言，最主要是強調學習者必須要有主動性的學習，在學習的歷程中遇到的疑問或問題，都透過先備知識來主動決解所有的問題，再藉由教學者的輔助，讓學習者透過問答討論、蒐集資料、

資料分析、統整資料和意見交換等過程，讓學習者漸漸形成自己概念性的知識。

四、運用同儕互助的模式

PBL 則重視學習者在學習探究的過程中，必須仰賴同儕之間的互動與討論的模式，讓學習者聽聽同儕的觀點與看法，有助於建構出更完整的新知識，也可以培養學習者的協調合作技能，因此教學者大部分都會採用合作學習的教學模式來進行教學的活動。

五、採計多元評量

在 PBL 的過程中，教學者在評量學習者可採用檔案、討論學習單、學習反思單、同儕評估表、上台發表意見等多元性評量方式，而不是以傳統的紙筆測驗來評斷學習者最終的結果，這也不符合建構主義的精神所在。

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在 PBL 教學模式被提出之後，則應用在不同的學習階段，研究者統整出五種 PBL 之教學模式（曾孟慧，2006；陳銘偉，2004；謝禎宏，2006；陳毓凱，2005；

陳玨名，2006；郭炯廷，2011）：

一、醫學院模式

PBL 最早是被應用在醫學教學中心，目的是將學習的主體從教學者轉移到學習者身上，在從問題的形式以 8～10 人為一組來進行合作學習討論，來強化學習者的後設認知能力，並且發揮學習者的創意思考、批判思考以及推理的能力，更能讓學習者在臨床情境中去理解基本科學的概念，因此在整個學習過程當中通常都是以學習者為主，而教學者都是擔任引導學習者學習的角色。

二、專職的教師模式

當組別較少的情況之下，學習者的人數大約 8～10 人為一小組來進行合作學習，且每一小組皆配置一位教學者或助教來幫助學習者建構學習議題與尋求學習資源，讓整個小組在討論的過程中仍是以學習者為中心，因此在專職的教師模式中是比較適合高階的課程或是學習者自我主動學習意志要強。

三、同儕助教模式

同儕助教模式的主要目的是為了促進學習者的參與、應答以及回饋皆有正向的幫助，讓整個小組運作的過程中更為順暢。而在中大型的班級當中，同儕指導者通常是具有經驗者或是先前課程中可幫助學習活動者來擔當此任，因為他們可以決定何時給予學習者參與、應答或是回饋，且在活動歷程中也可以告知學習者何種是屬於好的表現或是不良的表現，讓整體同儕之間的學習更有效果。因此，

由上所述可得知擔任同儕助教必須具備下列幾項能力：

一、具有經驗學習者。

二、先前課程中可幫助學習活動者。

三、讓學習者何時能開始進行討論活動。

四、對學習者的議題了解的情況適當的發問與應答。

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五、掌控學習者的學習歷程與回饋。

六、針對學習議題能蒐尋資料的方法來提供有效的協助。

四、走動式促進者模式

此模式是由專家來擔任課程教學者，不一定侷限於教師本身，在實施教學歷程中，教學者一開始便向學習者介紹整個課程的教學計畫，讓學習者知道上課的模式，再透過學習主題的定義，選擇相同的學習主題來分組進行課程討論活動，

在每一小組的成員約 5～6 人，主要是確保學習者能有充分的討論時間，並且能增進學習的責任感。學習者在小組各別討論時，教學者必須穿梭在各小組間，當學習者在學習的歷程中對問題產生迷失或是缺乏線索時，可以隨時指導或是重新對學習主題清單做重新檢視，或是可以適當地提示問題主要的學習目標來引導活動的進行，也可以透過問題的方式來引導或探知學習者對問題的理解程度，而教學者在每一小組不可滯留太久，主要原因是每組成員都希望獲得教學者的引導，然後再使用整體討論或是摘要式模式來進行教學活動，將由各小組所討論出的結論提出報告。因此在走動者促進模式學習的歷程如下：

一、介紹整體的教學計畫。

二、同儕之間對問題進行討論活動。

三、討論結束後學習者能主動學習與探究。

四、尋求教學者適當的協助與引導。

五、檢視小組對學習主題清單做重新檢視。

六、提出解決問題並提出報告。

五、大班級模式

大班級模式當中比較偏向教學者為中心的模式，因為學習者在學習過程中，

教學者則是討論議題的引導者。因為教學者在實施教學前，必須先設計學習者在小組活動議題的內容，要求學習者親自去實作或是討論，再由教學者所產生的議題去安排學習者以主題的先後順序、詢問相關探究的議題、分享資源以及報告結果等，讓學習者整體的學習過程中都能獲得相關知識，因此教學者是以整體討論

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模式和摘要式教學來進行批判思考與溝通的技能，並且接受他人不同觀點等能力培養。

上述五種建構主義應用在 PBL 與五種應用在不同學習階段的教學模式皆有所屬的特色，可讓教學者在設計教學模式做為考量，並且針對研究對象的屬性稍做適當調整，以達到教學目標。

貳、 PBL 之教學設計

系統化的方法是屬於一種科學的方法，在教育體制下，是將系統的理念以解決問題學習活用在教學上，即是系統化的教學設計。如圖 3 所示，其中包含了分析、設計、發展、實施及評鑑等，其詳細的步驟如下（沈中偉，2005）：

一、分析階段

在分析階段包含了確定教學目標、學習者的分析及教學內容分析，分別敘述如下：

(一) 確定教學目標

在整個教學過程中，教學者必須明確告知學習者在課程中學會什麼，課程結束後，鑑定學習者是否在課程中學到任何的成效，所以在訂定教學目標是非常重要的關鏈，考量教學目標應如何訂定，讓學習者如何學習到相關的知識、情意、技能等三方面。因此，教學目標是教學的核心，而在教學課程上必須依據教學目標來設計，讓學習者達到所訂定教學目標，以利學習之成效。

(二) 學習者的分析

依學習者的興趣、家庭背景、年齡、起點行為、先備知識與價值觀等等進行分析，了解學習者的屬性，將教學目標與學習者學習之情形來進行分析比較，設計出最符合學生之教學活動。

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(三) 教學內容的分析

教學內容的分析影響教學品質的好壞，同時也影響教學目標是否到達到預期的效果，因此需考量哪些課程的內容、範圍、類型等是適用於學習者學習活動，同時分析要「教什麼」。除此之外，還需考量如何設計教學的步驟，

顯示出學習相關知識與技能，亦即分析要「如何教」。

圖 3 系統化教學設計模資料來源：沈中偉(2005)

二、設計階段

在設計階段包含了編寫學習目標及設計標準參照測驗，分別敘述如下：

(一) 編寫教學目標

編寫完整的行為教學目標必須包含教學的對象、行為目標的具體行為動作、界定學習者達到目標行為之條件與評量行為結果的標準等四個模式，都是以行為主義可觀察或測量之具體行為。

修正與回饋教

學內容的分析學習者的分析確定教學目標

分析設計發展實施評量

設計標準參照測驗編寫教學目標

選擇與製作教學媒體發展教學策略

運用媒體實施教學

實施多元評量

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(二) 設計標準參照測驗

設計標準參照測驗是根據教師依教學目標所發展與設計出來的測驗，主要目的是評量學習者是否有達到教學目標，同時也讓學習者評量自己對課程內容了解程度的多寡，以檢視教學之成效為何？

三、發展階段

在發展階段包含了發展教學策略及選擇與製作教學媒體，分別敘述如下：

(一) 發展教學策略

發展教學策略或教學方法有很多種類，必須考慮學習者的程度、學科的性質、教學目標與內容，選擇不同的教學方法、教學策略及教學活動之設計。

(二) 選擇與製作媒體

教師在選擇教學媒體之種類都有其功能與限制，目前沒有任何一項教學媒體是適合所有學習者學習之情境，因此許多教學者透過電腦資訊科技來呈現教學內容，但要嚴謹選用適合學習者的教學媒體，以利在課堂上學習更加有成效。

四、實施階段

在實施階段包含了實施教學與應用媒體，分別敘述如下：

(一) 實施教學

在實施教學階段時，教學者應考量教學內容的難易度，「由下而上」或「由簡而繁」教起。換句話說，從最簡單的定義與概念開始教起，再逐漸邁進複雜的觀念與應用，循序漸進以達到教學之目標，同時也使學習者了解整體的架構，導致學習者易於學習之情境。

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(二) 應用媒體

在實施教學過程中，教學者可以應用相關媒體來進行教學活動，但必須依據學習目標、教學策略、相關教材及現有教學資源，透過媒體的應用來增進學習之效果。

五、評量階段

學習者在整個教學過程中，評量階段主要是評鑑學習者之學習成效，因此，

評量階段包括了形成性評鑑、總結性評鑑及多元評量等三方面。形成性評鑑是指在課堂上實施小考或學期中實施段考，來評量學習者對哪方面有學習之困難，以後作為補救教學之依據；總結性評鑑是指在課程結束後評估整個教學過程之成效；多元評量是指除了紙筆測驗之外，還包含了學習者之學習單、知識量表或各項評估表等。

參、 PBL 之教學歷程

在 PBL 之學習歷程，教學者鼓勵學習者評量自己的表現、小組團隊合作的表現及問題內容的品質等。在 Barrows（1985）提出學習者在學習歷程中以五個階段來陳述：

一、問題分析階段：學習者以小組分組的模式，且每組都搭配一位教學者來引導基本的解決概念，以確認學習之主題。

二、資料蒐集階段：學習者必須具備主動學習的動機，然後針對問題的內容來進行蒐集相關的資訊。

三、綜合階段：學習者將問題內容所蒐集到的相關資訊後，並與小組同儕間進行討論與評估。

四、摘要階段：學習者針對問題內容提出解決方案之後，將其結果以摘要式陳述。

五、反思階段：學習者在整個合作學習歷程中，以自我評鑑和同儕評鑑來評量學習的效果。

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依據 PBL 的特徵和精神，研究者曾提出符合學習者之學習歷程，茲綜合敘述如下：

一、分析課程整體與學習者的特性

教學者設計一套課程時，必須先了解為何要對學習者施予 PBL 之課程？教學者希望學習者在課程中學習到什麼？在這學習的過程中又希望學習者如何培養出判斷思考與解決問題的能力？因此教學者不再考慮傳統的填鴨式教學法，採用 PBL 的思考模式來進行教學活動，藉此讓教學者更進一步了解在課程中哪些部分是對學習者有幫助，哪些知識或技能是學習者必須徹底了解。除此之外，教學者也必須強調在 PBL 是以學習者為主，並考慮學習者的學習興趣、學業成績、學習特質、或是隨機的方式組成合作學習小組，在小組同儕間彼此要互相溝通、互相包容與尊重，以建立小組分組合作學習的氣氛來增進學習的效果（計惠卿、張杏妃，2001）。

二、問題的設計

由於 PBL 是強調結構模糊問題的使用，因此了解其中的意涵對教學者在設計問題有很大的幫助。換句話說，教學者要設計問題時必須能引起學習者的興趣與動機，並且針對這個問題能夠連結到學校所學的知識，或是日常生活中所關心的事件，主要是讓學習者能親自體驗到這個問題的重要性，便會全力花所有的心思去注意這個問題，並且透過任何的條件、方法或是不同的路徑來決解這問題，因此在設計問題時不應該存有單一的解答。整體而言，在 PBL 設計問題時，要能激發學習者的好奇心，並且引導學習者進入情境學習的過程，才能使問題呈現出有效的學習（張民杰，2003）。

三、探究問題

在 PBL 模式引進課程時，教學者必須先讓學習者詳加閱讀問題的陳述，再經由學習者的腦力激盪來提出自己的看法，來澄清和界定問題所提供相關的訊息，

並要求以小組分組的模式來進行討論活動，試著從學習議題中去運用現有的資

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源，來解決或探究目前所探究的問題，在整個學習過程中，重要的是教學者必須穿梭在小組間，並適時引導小組討論的進行或是提出相關的建議，幫助在 PBL 課程中能夠順利的進行，但教學者不提供實際的答案，為了要使這些問題隨著學習者不斷地思考、摸索及探究，以培養出學習者的探究問題與解決問題之能力（李筱雲，2009）。

四、再度探究問題

學習者在小組探究一段時間所產出的結論之後，在各組報告來發表其探究的結果並接受其他成員的提問，而在提問的過程中如果發現再度面對問題時，教學者必須謹慎地評估各組所花費時間、資源和行動計畫的可行性，在可許的範圍之下，再針對學習者檢視對原本的想法，並提出三個問題：「你還支持原本的想法嗎？」、「你已推翻原本的想法嗎？」和「什麼樣的資訊讓你有這樣的立場？」，讓學習者分析、作決定的能力。總而言之，學習者根據自己的研究所產生新的問題，

或批判並且適時的修正原先所訂的學習策略或問題，再一同尋求出最具可行性的解決途徑。因此在這學習活動的階段中，可以培養學習者對分析及作決定的技巧，

有助於後設認知的技能，並且增進個人的演說能力及溝通的技巧（曾孟慧，2006；

謝禎宏，2006）。

五、產出解決問題

學習者在小組合作學習中所蒐集到的資訊，再依據一些標準或原因來選擇最合適的答案，因此在小組同儕間討論的過程中，每位成員須發表自己的看法或意見，同時也必須對討論的資料或訊息加以分析，再以同儕間的共識來統整出最後的結論，由此可見，學習者透過研究的問題和製作的成果，來強化對問題學習的認知，使整個 PBL 學習過程更具有目的性（計惠卿、張杏妃，2001；曾孟慧，2006）。

六、產出結論

在各小組同儕間的共識所產出最後的結論，以口頭報告、書面報告、實驗報告、視聽媒體展現或戲劇性等方式來呈現給全體師生，再透過教學者或其他小組

「問題本位學習」教學模式在高職冷凍 空調專業領域實施成效之行動研究

國立臺東大學教育學系 教學科技碩士在職專班

碩士論文

指導教授：蔡東鐘 博士

「問題本位學習」教學模式在高職冷凍 空調專業領域實施成效之行動研究

–以台東縣某高職為例

研 究 生： 許明財 撰

中 華 民 國 一 ○ 三 年 八 月

國立臺東大學教育學系 教學科技碩士在職專班

碩士論文

「問題本位學習」教學模式在高職冷凍 空調專業領域實施成效之行動研究

–以台東縣某高職為例

研 究 生： 許明財 撰 指導教授： 蔡東鐘 博士

中 華 民 國 一 ○ 三 年 八 月

誌謝辭

「問題本位學習」教學模式在高職冷凍 空調專業領域實施成效之行動研究

–以台東縣某高職為例

作 者 ： 許 明 財

摘 要

Action Research on Applying the Problem -based Learning Model to a Vocational High School Refrigeration and Air-Conditioning Engineering

Course—A Vocational High School in Taitung County as an Example

Ming-Tsai Hsu

Abstract

Results showed that the PBL course helped increase the learning

motivation and confidence in students of the high performance group and

students in the low performance groups, and all the students also showed

greater interest in this learning model. In other words, this PBL course led

to a significant improvement in the students’ learning motivation. Besides, this PBL course also helped improve the students’ learning outcomes significantly as the students gained deeper knowledge and more diversified connections with acquired concepts through this course.

Finally, this study proposed suggestions to future researchers and teachers interested in PBL model. The suggestions covered PBL course planning, identification of students’ achievement level, adjustment of teacher’s role, and utilization of after-class time.

Keywords: action research, problem-based learning, collaborative learning

目 次

表 次

圖 次

ANGE

第一章 緒論

第一節 研究背景

第二節 研究動機

第三節 研究目的

第四節 研究問題

第五節 名詞釋義

第二章 文獻探討

第一節 PBL 之理論基礎

壹、 PBL 之背景

貳、 PBL 之特徵

參、 PBL 之理論基礎

第二節 PBL 之教學設計與教學歷程

壹、 PBL 之教學模式

貳、 PBL 之教學設計

參、 PBL 之教學歷程

「問題本位學習」教學模式在高職冷凍空調專業領域實施成效之行動研究

國立臺東大學教育學系教學科技碩士在職專班

指導教授：蔡東鐘博士

「問題本位學習」教學模式在高職冷凍空調專業領域實施成效之行動研究

研究生：許明財撰

中華民國一 ○ 三年八月

國立臺東大學教育學系教學科技碩士在職專班

「問題本位學習」教學模式在高職冷凍空調專業領域實施成效之行動研究

研究生：許明財撰指導教授：蔡東鐘博士

中華民國一 ○ 三年八月

「問題本位學習」教學模式在高職冷凍空調專業領域實施成效之行動研究

作者：許明財

摘要

目次

表次

圖次

第一章緒論

第一節研究背景

第二節研究動機

第三節研究目的

第四節研究問題

第五節名詞釋義

第二章文獻探討