行動學習融入高中生物實驗活動之行動研究

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(1)國. 立. 屏. 東. 大. 學. 資. 科. 碩. 士. 論. 文. 系. 碩. 士. 班. 指導教授：林志隆博士. 行動學習融入高中生物實驗活動之行動研究 An action research on mobile learning integrated into high school biology experiment activities. 研究生：郭子瑜撰中華民國一百零七年七月.

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(3) 致謝若研究所只是單純的學習不同的事物與研究方法，那過程必定缺了些精采。若寫論文只是一個人熬過了多少患難，撐過了無數個夜晚，那過程必定少了些溫暖。而我何其榮幸，能夠在讀研究所的過程中，不僅獲得那些夢寐以求的知識，更能在撰寫論文時，獲得許多人的幫助，由衷地真誠地感謝您們。首先要感謝執導老師林志隆教授的鼓勵與指導，待我亦師亦友，讓我學習到許多課本以外的知識，也承蒙兩位口考委員李忠屏校長、高慧蓮教授，在百忙中抽空閱讀我的論文，提出修改的建議，口考時更給予寶貴的意見，使本論文可以趨於完善，讓我對於日後的博士班課程能更有能力與信心。能受到三位老師的教導真是三生有幸。在研究過程中，特別感謝讓我參與課程的高中的陳科名主任、與生物科劉貞妤老師，若沒有科名主任在行政團隊的支持與貞妤老師在教學上的協助，本研究不會進行得如此順利。當然也感謝這兩年下來，無論是在修課及作計畫相互扶持的同窗及好友：秋蘭、佩瑩、昀緻、點點、惠敏，研究室幽默搞笑卻又不失貼心的學弟妹們：雅雯、千惠、語辰，資科系辦不可或缺的兩位系辦：姿齊、多拉，一起住過外面的學長學弟們：致穎、忠穎、玠承、家偉、俊廷；在撰寫期間，能不厭其煩在觀念上幫我解惑，討論過程中讓我腦力激盪成長許多，給了我繼續往前的動力，因為有你們的相伴，每當我彈性疲乏時，總是能很快轉換心情重新接受挑戰，真的很感謝你們為我做的一切。感謝在潮州的大家，雖然不懂我在寫甚麼東西，還是陪我到半夜，感謝你們默默的支持、關心與付出，我才能完成這本論文、完成碩士學業。最後感謝在碩士生涯中曾經幫助過我的人們，無論是精神上或是實際上的協助，將此論文獻給你們，並真誠的將此喜悅與你們分享。 07/23/18 子瑜謹致 Ⅰ.

(4) 摘要本研究主要目的在於探討行動學習融入高中生物實驗活動之行動研究，配合高二選修生物課進度，探討行動學習融入高中生物實驗活動之課程規畫、擬訂歷程及教學設計模式為何？探討行動學習融入高中生物實驗活動中所遇到困難與解決策略為何？行動學習融入高中生物實驗活動實施後，學生的生物實驗實作能力與學習態度是否有所提升？本研究以屏東某公立二年級的一個班級共 18 名學生為研究對象，進行為期 5 週，共 10 節之課程，透過參與觀察、訪談與文件分析蒐集質性資料，以及針對課程實施前後課程學習單等量化資料，進行相依樣本 t 檢定統計分析，歸納分析結果後，得到以下結論: 一、「行動學習融入高中生物實驗活動之行動研究」從規劃到實施共有三個階段，分別為研究準備階段、研究實施階段及研究分析階段。二、提供「行動學習融入高中生物實驗活動之行動研究」的行動學習教學設計模式。三、提供「行動學習融入高中生物實驗活動之行動研究」所遇到困難與解決策略四、「行動學習融入高中生物實驗活動」實施後，能提升學習成效與學習態度最後根據研究結果與發現，對實施行動學習融入高中生物實驗課程之教師建. 議；對未來與實施行動載具融入高中課程之相關研究之建議。. 關鍵字:行動學習、高中生物、行動研究. Ⅱ.

(5) Abstract The main purpose of this study is to explore the action research of mobile learning integration into high school biology experiment activities,cooperate with the eleventh- grader of elective biology class.With three research questions in this study. What is the curriculum planning, formulation process and teaching design model for mobile learning integration into high school biology experiment activities?What are the difficulties and solutions to the mobile learning integration into high school biology experiment activities?After the implementation of mobile learning into the high school biology experiment activities, does the student's biological experiment implementation ability and learning attitude improve? In this study, total 18 eleventh-grader students were studied for a period of 5 weeks with a total of 10 sessions. Through the participation of observations, interviews and document analysis to collect qualitative data, as well as quantitative data such as the course study sheets before and after the implementation of the curriculum, the statistical analysis of the dependent sample t test, after the results of the analysis are summarized, the following conclusions are obtained: 1. "the action study of mobile learning into high school biology experiment activities" has three stages from planning to implementation.The segments are the research preparation phase, the research implementation phase and the research analysis phase. 2. Provide an mobile learning instructional design model for “mobile learning into the action research of high school biology experiment activities”. 3. Providing difficulties and solutions to the "action study of mobile learning integration into high school biology experiment activities" 4. After the implementation of " mobile Learning Integration into High School Biology Experiments", it can enhance learning outcomes and learning attitudes. Finally, based on the research findings and findings, proposal for the teacher of the implementation of action learning into the high school biology experiment course.Proposal for future research and implementation of action vehicles incorporating high school curriculum. Keywords: Mobile learning, high school biology, action research. Ⅲ.

(6) 目錄第一章緒論…………………………………………………………………………… 01 第一節研究背景與動機………………………………………………………… 01 第二節研究目的與題目………………………………………………………… 02 第三節名詞解釋………………………………………………………………… 03 第四節研究範圍與限制………………………………………………………… 05 第二章文獻探討……………………………………………………………………… 07 第一節高中生物課程實驗與實驗上所遇到的困難…………………………… 07 第二節行動學習之定義與特色………………………………………………… 12 第三節行動學習融入生物教學之理論基礎…………………………………… 16 第四節行動學習融入自然科學之相關研究…………………………………… 20 第三章研究設計與實施……………………………………………………………… 26 第一節研究取向之選擇與理由 ………………………………………………… 26 第二節研究設計與流程 ………………………………………………………… 27 第三節研究場域與研究參與者 ………………………………………………… 31 第四節資料蒐集與信效度分析 ………………………………………………… 32 第四章研究歷程與結果分析………………………………………………………… 36 第一節研究歷程………………………………………………………………… 36 第二節學生學習成效變化……………………………………………………… 44 第三節行動學習融入高中生物對於學生之影響……………………………… 45 第四節教師訪談資料分析……………………………………………………… 52 第五節行動學習融入高中生物實驗活動課程實施後省思…………………… 54 第六節綜合討論………………………………………………………………… 57 第五章結論與建議…………………………………………………………………… 59 第一節研究結論………………………………………………………………… 59 第二節建議……………………………………………………………………… 61 文獻來源 ……………………………………………………………………………… 64. Ⅳ.

(7) 附錄………………………………………………………………………………………69 附錄一、教學活動設計……………………………………………………………69 附錄二、課程學習單Ⅰ……………………………………………………………70 附錄三、課程學習單ⅠⅠ…………………………………………………………71 附錄四、學生訪談…………………………………………………………………72 附錄五、老師訪談…………………………………………………………………73 附錄六、觀察紀錄…………………………………………………………………74 附錄七、課程回饋相關問卷………………………………………………………75 附錄八、行動學習融入生物實驗課程教案………………………………………76 附錄九、學生成果上台發表評分…………………………………………………78 附錄十、學生上台發表逐字稿……………………………………………………79. Ⅴ.

(8) 第一章緒論本章主要針對研究背景、動機、目的與限制以及論文架構，作一概括性的說明。全章共分四節，第一節概述本論文的研究背景及動機；第二節確立研究目的與問題；接下來第三節名詞解釋，最後說明研究限制。. 第一節研究背景與動機在資訊科技蓬勃發展與全球化的衝擊之下，二十一世紀已經變成了一個資訊爆炸的時代，而教育方面也受到資訊科技進步的影響也有很大的改革。過去求學經歷中最常見的傳統教學模式，大多是以教師單方面授課的團體教學為主，教學內容容易受到教學者的影響，與學生的互動性幾乎為零，更無法使學生有真正設計、探索及解決問題的能力；這種以教學者為中心的教學方式，能使學生在短時間獲得相當可觀的知能及知識，然而在科學興趣、方法及態度上，學生的改變卻是相當有限的。而無線網路的普及，再加上行動載具陸續推出，推動了行動學習的出現。透過行動載具有移動性、隨身性及個別化之特色，可以隨時儲存個人所需資訊，攜帶在身上以便隨時查閱、研讀，使學習不受到空間與時間的限制、更方便取得所需的學習資源。也因為上述的情況，各國已經將行動學習視為教育改革的一個重要項目，我國附近的日本在 2015 年宣告投入 10 億元使日本全國 1000 萬名小學生皆擁有行動學習載具；韓國更是預估花費 20 億美金實施「無紙教學」計畫，預計將國小至高中的教科書整合成線上教材；而我國教育部也於 2012 年起全面啟動「數位學習推動計畫」，並於各縣市甄選「行動學習計畫」，起初有 42 校參與，到今年已有 200 校參與。生物屬於高中自然科學中的一門重要學科，其最重要的特點有：1.引導學生探討各種生命現象及生物之共同性和多樣性，了解生命的特性和共同性，認識生物多樣性的重要性，培養保育生物多樣性的情操 2.培養基本生物學素養，激發其探究生物學的興趣，認識生物體的基本構造和功能，了解生物遺傳與生 1.

(9) 命延續之現象及原理 3. 了解群集和生態系的特性，探討生物與環境之間的交互作用以及人類對生態的影響，體會保護生態環境及永續發展的重要性，培養尊重生命與愛護自然的情操，強化永續發展的理念。而高中生物實驗課程的目的都是藉由直接或間接提供學習者經驗(林陳涌、童麗珠 1990)，讓他們能更進一步了解生物學的概念、科學的方法以及科學的態度。但是目前我國課程綱要中所列各項探討活動大多數均屬於驗證性的實驗設計，即便有少數探究性實驗設計，亦幾乎皆有所謂的「標準答案」，並無法使學生有真正設計、探索及解決問題的空間。而真正屬於探索性的實驗，目前大多僅侷限於科學展覽指導之中，只有少數的學生有機會和指導老師在課餘時間共同進行。因此本研究主要使用 Uhandy 行動生物顯微高低倍鏡，來進行行動學習融入高中生物實驗活動。藉由行動學習的特色無所不在的學習，可讓教學可延伸到教室以外的地方，讓學生到戶外學習，獲得課本講義上學不到的知識；學生可以自主進行個人化的實驗，讓老師有更多精力去解決學生碰到的問題，進而去提升學生的學習成效。同時也配合教育部所推動的「高中職行動學習推動計畫網站」，運用行動載具輔助學生學習，提升學生的學習成效與興趣，發揮行動學習之效果，最後從中觀察、歸納、回答本研究所待答問題、提出建議。. 第二節研究目的與問題本研究主要目的在於探討運用行動載具進行行動學習融入高中生物實驗活動，採取行動研究，配合高三選修生物課進度，設計出適合使用行動學習的生物實驗課程，藉此提升學生的學習成效與學習態度。一、研究目的 (一)規劃行動學習融入高中生物實驗活動之教學設計 (二)了解行動學習融入高中生物實驗活動實施情況與困境 (三)探討行動學習融入高中生物實驗活動生物實驗實作能力與態度 2.

(10) 二、研究問題為達上述三項研究目的，本研究之待答問題如下； (一)探討行動學習融入高中生物實驗活動之課程規畫、擬訂歷程及教學設計模式為何? (二)探討行動學習融入高中生物實驗活動中所遇到困難與解決策略為何? (三)行動學習融入高中生物實驗活動實施後，學生的生物實驗實作能力與學習態度是否有所提升? 第三節名詞解釋一、. 行動載具行動載具為一種個人可隨身攜帶，具電腦的運算、儲存和傳送數位資料、無線通訊等功能，並支援使用者在不同場地進行各有效學習方式的工具。本研究所使用的行動載具即是同學們的個人手機，考慮到介面的使用習慣、使用操作簡易、結合臉書社團功能，讓行動載具成為學習輔具，而不是學習上的負擔。. 二、. 行動學習根據張阜民、王秀郎、林意凡、高勝助(2013)提出的:「個人應用行動載具，隨著無線網路技術的成熟與行動載具的普及化，人們可以不受時空的侷限，在任何時間、任何地點，透過行動載具來進行無所不在的學習。」本研究會讓學生在校園中採集易取得的動植物活體或標本，對照實驗模擬模型、使用 Uhandy 觀察顯微鏡以下的世界，引起學生的學習動機、提高學習成效。. 三、. 高中生物實驗活動高中實驗課程是藉由直接或間接提供學習者經驗，讓他們能更進一步了解生物學的概念、科學的方法以及科學的態度。經由精密設計的實驗流程，使學生從實驗過程中訓練實驗技巧、重驗科學過程或驗證生物學科知識；或是藉由問題的提出，使學生利用既有知識及技巧，試圖利用實驗的 3.

(11) 設計來探究或解決問題。本研究使用行動學習融入高中生物實驗活動無形中解決了時間與資源的浪費、上課講述帶來的冗長且枯燥乏味，增加學生學習動機、提高學習成效。四、行動研究依陳伯璋(1998)行動研究是「行動」和「研究」結合的一種研究方法，亦即，情境的參與者基於解決實際問題的需要，與專家、學者或組織中的成員共同合作，將問題發展成研究主題，進行有系統的研究，以尋求實際問題的解決。而本研究想解決的實際問題是在行動學習融入高中生物實驗活動中，會遇到什麼樣的狀況、了解教學上所面臨的問題，以發展出一套教學模式、修正成學生需求的教材，以提升學習者的學習成效與態度。五、Uhandy 行動生物顯微高低倍鏡 Uhandy 行動生物顯微高低倍鏡，主要搭配手機、平板即可變身行動顯微鏡。低倍鏡可直接貼平樣本觀察，隨夾隨拍；透過微型化透光式高倍鏡，解析度高達 1 微米，放大倍率匹敵傳統顯微鏡，重複黏貼的特製採樣貼紙搭配上輕巧安全的圓形玻片，提供隨處黏、隨手貼、隨處觀看的樂趣，口袋大小的體積攜帶方便，讓微米觀察，不再是實驗室的專利，可以零時差分享微觀之美。六、生物實驗實作能力成效本研究所探究的生物實驗實作能力成效，是指研究對象接受行動學習融入高中生物實驗活動後，在課程學習單、學生成果上台發表評分的得分，進行共變數分析，以未使用行動學習前的得分做為共變數來考驗其成績上的變化。七、學習態度盧雪梅（2000）正面的學習態度，能促進學習表現；負向的學習態度，則會阻礙學習，導致學習低落，而本研究的學習態度指的是學習者在學習 4.

(12) 過程中，受到個人與學習情境的相互影響，對於學習內容保持正面或負面想法的內在心理狀況。第四節研究範圍與限制本研究主要針對行動學習融入高中生物實驗活動做探討，雖然過程中力求嚴謹與客觀，卻仍受時間、人力、經費與環境等因素影響，致使本研究欲探討結果尚有不盡周全之處，茲將研究範圍與限制分述如下: 一、研究範圍 (一) 研究對象本研究實施對象為屏東某公立高中二年級學生，由於該校是綜合高中，開設課程是由學生自由選修，故無法進行隨機抽樣與分配，研究者選取教學者所指導之高二學生其中一班，共有 21 人參與本課程，而研究者在課程中作為協同教學者、與教導主任 B、該班級生物老師為協同研究合作夥伴。 (二) 研究內容本研究是以教師使用行動載具實施「行動學習融入高中生物實驗活動」以普通高級中學選修科目「生物」課程中的探討活動為主，探討「行動學習融入高中生物實驗活動」之行動研究學生的學習經歷、學習者的學習成效、學生對以「行動學習融入高中生物實驗活動」之行動研究看法。 (三) 實驗教學時間研究者根據普通高級中學選修科目「生物」課程綱要、綜合高中課程多元選修綱要，在不影響正規課程教學的時間下，每週會有格外兩堂課時間進行行動學習融入高中生物實驗活動之教學。研究期間為 2018 年 3 月 7 號至 2018 年 6 月 23 號；實際課程教學為 2018 年 4 月 10 號至 2018 年 5 月 15 號止。二、研究限制 5.

(13) (一)研究角色之限制基於解決實際問題的需要專家、學者或組織中的成員共同合作，由於研究者本身不是該校所任職老師，因此除了研究者以外，還有學校行政人員 A 校長、教導主任 B、該班級生物老師為協同研究合作夥伴，進行課程之設計歷程、實際教學歷程、並委託研究合作夥伴進行協同觀察監督、進行教學實況拍攝；並在課程之後進行討論、進而發現教學過程中所發生的困難與問題並共同討論、提出解決策略，以追求更完善的教學過程。 (二)研究法、結果之限制本研究使用現代教育研究方法之一的行動研究法，在效度上與其他方法論較低，因研究的取樣、資料處理較為簡易、有關變項的控制也較鬆散 (黃素貞，2002)作為本研究主要限制之一；而本研究結果未必能推廣至其他地區學校，應用於教育實際現場。作為本研究主要限制二。. 6.

(14) 第二章文獻探討本研究進行行動學習融入高中生物實驗活動，根據 102 普通高級中學選修生物課程綱要在行動學習之教學與教學活動規劃上進行設計，也針對相關的文獻資料加以分析整理，以作為更進一步的基礎。本章節共四個部分:(一)高中生物課程實驗與實驗上所遇到的困難；(二) 行動學習之定義與特性；(三) 行動學習融入教學之相關理論基礎、教學設計模式；(四) 行動學習在自然科上的相關研究。第一部分先探討高中生物課程實驗與實驗上所遇到的困難；第二部分探討行動學習之定義及其特性；第三部分探討行動學習所應用到的理論及模型，最後針對行動學習融入自然科相關研究進行探討，茲分析如下。. 第一節高中生物課程實驗與實驗上所遇到的困難一、高中生物高中生物不僅是傳遞生物學相關知識，更是培養學生生命科學興趣及生命科學素養的重要課程，以尊重生命、愛護自然的美德，達到永續發展的目標。研究者整理了近年來高中生物的論文，如下表 2-1。表 2-1 高中生物之相關論文作者. 論文名稱. 對象領域. 研究結果. 林陳涌、. 生物實驗教. 學者專家. 1. 共同重視：實驗室安全維護能力、熟練與. 童麗珠. 學能力重要. 優秀教師. (2000﹚. 性評估比較. 職前教師. (年代). 準備既定的教學內容與材料能力 2. 共同不重視：實驗器材的管理與藥劑的準. 研究溫家男. 高中生物科. 備優秀教師. 1. 上課中的發問內容可分為兩類，一是課前 (接下頁) 7.

(15) 表 2-1(續) (2002﹚. 資深與實習. 職前教師. 預先設計問題，另一則是上課補充。. 教師發問策. 2. 重視「主動思考以發現概念間關係」教學. 略之個案研. 信念發展出以學生為中心的互動模式如. 究. 「找碴法」、「逼近法」等。 3. 配合豐富的學科知識及對學生的理解，出較多高層次的問題，發展出以學生為中心的互動模式。. 吳崇誠. 綜合高中生. 高中、高職 1. 綜合高中在開課及選擇教材上確實比普通. (2002﹚. 物課程教材. 生物課程標. 規劃之研究. 準、試題、 2. 分析高中、高職生物課程標準，來界定高. 高中或高職有更大的彈性。. 開課情形. 中階段需學習的生物概念，可以看出普通高中生物涵括的生物概念略有不足。. 薛龍. 高中生物教. 南一、康. 1. 參考書已開始注意在編寫內容時將模型的. (2008﹚. 科書中模型. 熹、龍騰等. 概念融入，也顯示模型在科學學習上的重. 的類型與應. 版本. 要地位已被重視. 用－以遺傳. 2. 這些被應用的模型類別範圍也相當廣泛，. 物質單元的. 但其中最為審評教師推薦的模擬類模型被. DNA 為例. 採用率仍低。. 李家萱. 高中生物實. 教師. ﹙2014﹚. 驗數位教材. 學生. 1. 解決老師需求的生物實驗課程數位教材：有效節省教師教學時間。. 設計開發及. 利於教師配合在校資源做修改。. 評鑑. 利於學生預習或提供鷹架以提高學生實驗課程之先備能力 (接下頁) 8.

(16) 表 2-1(續) 2. 有助於學習者的生物實驗課程數位教材：能依學習者先備知識作設計。講解生動，避免平緩枯燥。動畫方式呈現以提升學習者理解及興趣。擬人化或故事方式呈現以加深學習者的印象。多元呈現方式以因應不同學習風格學習者能夠供予學習者以利隨時進行自主學習 3. ADDIE 模式下，快速、個人化的數位教材開發. 二、高中生物課程實驗高中生物實驗課程的目的都是藉由直接或間接提供學習者經驗，讓他們能更進一步了解生物學的概念、科學的方法以及科學的態度。而生物實驗課程的目的分為驗證性實驗及探究性實驗兩大類（林陳涌、童麗珠，2000）。如下表 2-2 生物實驗目的分類一覽表表 2-2 生物實驗目的分類一覽表實驗類型. 實驗目的. 對應實驗單元. 驗證性實. 訓練實驗技巧. 細胞型態與構造的觀察、顯微測量技術、青蛙的外. 驗. 部形態與內部構造之觀察、DNA 的粗萃取重驗科學過程. 觀察花粉的形態及萌發、細胞的滲透作用、酵素活性的測定、光合作用. 驗證生物學科. 細胞型態與構造的觀察、染色體的觀察、觀察花粉 (接下頁). 9.

(17) 表 2-2(續) 知識. 的形態及萌發、生殖腺與生殖細胞的觀察、細胞的滲透作用、組織的觀察、根、莖、葉的觀察、心臟的觀察、腎臟的觀察、蛙的外部形態與內部構造之觀察、抗原抗體的反應. 探究性實. 探究科學問題. 驗. 生物多樣性的觀察、溫度對心搏的影響、激素對色素細胞的影響、抗原抗體的反應、鐮形血球與天擇. 資料來源: 林陳涌、童麗珠(2000) 生物實驗教學能力重要性評估比較研究前者是經由精密設計的實驗流程，使學生從實驗過程中訓練實驗技巧、重驗科學過程或驗證生物學科知識；後者則是藉由問題的提出，使學生利用既有知識及技巧，試圖利用實驗的設計來探究或解決問題。一、實驗上所遇到的困難由於教科書上的實驗內容多是精簡、卻又充斥著專有名詞的實驗流程，對於學習者來說是相當抽象的，因此若要將其化為實際的實驗操作，教師便必須在「說明或示範實驗流程」此過程中格外花費心思。而不同單元之間，也有不同的教學方法，大約可以分為如下表 2-3 生物實驗教學方法優缺點所示。表 2-3 生物實驗教學方法優缺點教學方法. 優點. 缺點. 演示實驗. 1. 教師本身專業知識夠，操作上較為. 1. 教師在示範實驗時. 正確且迅速。. 有「不能失敗」的. 2. 學生能從示範實驗中觀察到實驗中應當觀察到的過程及變化，使學生能有參與感及臨場感. 壓力。 2. 若班級學生人數較多，則不易觀察清 (接下頁). 10.

(18) 表 2-3(續) 3. 即便學生在示範後需實際操作，也常因已見習過而更為熟悉. 楚或只得輪流觀察。 4. 由於要展示其過程，勢必需要一再重複實驗，可能造成資源的浪費等等。. 實驗示範影片. 1. 過程清晰明瞭。. 1. 嫌冗長且枯燥乏. 2. 可同時觀察學生的學習情況節省教學精力、不會資源浪費. 味。 2. 較難引發學習興趣。學生吸收效果不佳。. 流程示意掛圖. 1. 製作及取得方便. 1. 過程靜態且內容容. 2. 所有流程一目了然，學習者能掌握要做什麼，按圖索驥，容易上手。 3. 若發現程序有疏失之處，可適時予. 易失真。 2. 呆板無法引發學生興趣。. 以調整更正，使各項實驗程序更為嚴謹浸製（封膠）. 1. 各階段生活史或與其解剖完成狀況. 標本與生物活. 相同. 體. 2. 易於引起學習動機. 互動立體模型. 1.. 1. 價格高昂、不易保存。. 逼真且學生可以實際操弄。. 1. 價格昂貴，並非每 (接下頁). 11.

(19) 表 2-3(續) 2. 若妥善保存管理可長久重複使用。多媒體實驗模. 1. 逼真且學生可以實際操弄。. 擬教材. 2. 若非科技專業領域老師，可能需要摸索一段時間才能上手。. 所學校能負荷。 1. 目前國內資源多集中於國小階段。 2. 高中階段課程內容幾乎均為國外開發。 3. 使用語言大多為英語，對高中學生增加認知上的負擔。. 部分資料來源: 李家萱(2014)高中生物實驗數位教材設計開發及評鑑. 在研究者高中時期，生物實驗課往往是學生們最期待的課程單元，但因為課程進度關係，大多數的時候都使用實驗示範影片將實驗課程取代、加速帶過，而範例影片有時太過冗長、枯燥乏味；有時卻又太快、讓人反應不及，讓原本該是提升學生學習動機的大好機會，反而讓學生們分心而無法達到應有的學習效果。無論實驗課程時使用哪一種教學方法，都有他們的優缺點，希望藉由行動學習融入生物實驗課程，有足夠的時間，讓學習者參與實驗，無須擔心其他人的效率，建立個人化的實驗；有足夠的空間，利用校園易取得的標本與動植物活體，對照實驗模擬模型，不用在實驗室裏，就能觀察到顯微鏡之下的世界，進行無所不在學習；無形中解決了時間與資源的浪費、上課講述帶來的冗長且枯燥乏味，增加學生學習動機、提高學習成效。. 第二節行動學習之定義與特色由於無線網路技術的成熟、智慧型手機、平板電腦等行動裝置功能日漸完善，又易於攜帶方便且便利性佳、近年來更是普及到高達總人口的 73.4% (EMarketer，2017)，因此現在教育部在推行的計畫偏向於運用行動載具配合無線網路來進行教學，本節將對行動學習的定義、特性來做說明 12.

(20) 一、. 行動學習的定義行動學習又名 Mobile learning，即藉由個人具行動化的手持式裝置利用無線網路技術來解決以前學習資料取得不易的困境，相較於其他學習型態，行動學習的學習方式與環境是極具彈性，可使學習者在最即時的情況下進入網路獲取資料。「行動學習」的定義依照研究者及其發表年代和研究者所持的定義，整理如下表 2-4。表 2-4 行動學習定義一覽表. 研究者(年代). 行動學習的定義. C.Quinn(2000). 行動學習是行動計算和數位學習的交集，無論身處何地都能藉由強大的搜尋、豐富的互動獲得學習資源，進行有效的學習。. T. Chabra&. 只要是在任何時間、任何地點、任何裝置上都可以學習. J.Figueiredo (2002). 的，就可以被稱為行動學習。. Bekkestua(2003). 藉由行動載具在任何時間與地點進行學習，並且此設備必須能夠呈現出學習內容與達到師生互動的能力。. O'Malley et al.. 學動學習為學習者不在固定的位置上，或者利用移動技術. (2003). 提供的學習機會. 蘇怡如、彭心儀、. 依據行動學習的理念，行動學習者只用無線網路與行動學. 周倩(2004). 習裝置，在適當的時間，學習適合的活動與內容，已獲得行動學習的便利性、權宜性、立即性。. 蘇照雅、林秀美. 行動學習是建立在數位學習的基礎上，是數位學習與行動. (2004). 科技的結合，可依據學習者所處的情境，讓學習者可以有個別化的教學環境。 (接下頁) 13.

(21) 表 2-4(續) 許茂青(2006). 行動學習是學習者在行動裝置的輔助下，可以在任何時間地點進行，這個裝置必須是呈現學習的內容，並在老師和學生提供雙向的溝通管道。. 王育文、羅智耀、. 是數位化學習和無線技術兩者結合的產物，它帶給學習者. 藍天雄(2009). 隨時、隨地、隨身學習的全新感受，使學習更具行動性、高效性、共用性、交互性、個性化。. 溫嘉榮、鄭國明、. 行動載具帶來的方便性，可以讓學習者走出教室到戶外，. 郭勝煌(2010). 不受任何時間、地點的限制，完成學習之目的。學習透過行動技術的發展，可以無所不在的進行學習活動，達到學習效果。. 黃國禎(2012). 藉由新興科技(無線網路、感應技術與行動科技)，學生可以在真實世界中學習，並獲得來自數位環境的個人化支援；同時，學習系統更可以記錄學生在真實環境中的學習及互動行為。. 張阜民、王秀郎、. 個人應用行動載具，隨著無線網路技術的成熟與行動載具. 林意凡、高勝助. 的普及化，人們可以不受時空的侷限，在任何時間、任何. (2013). 地點，透過行動載具（智慧型手機、平板電腦）來進行無所不在的學習 (Ubiquitous Learning)。. 楊啟明(2014). 行動學習是透過行動設備：如平板電腦、智慧型手機等，進行數位化學習。行動科技搭配網路的學習，方能創造不受時間、地點限制的學習經驗。. 部分資料來源：陳尚宏(2014)行動學習融入高中地球科學對學習成效與學習態度之影響、研究者自行整理綜上所知，行動學習是一種可以克服時間與地點限制，並透過無線網路， 14.

(22) 藉由合適的資訊設備，取得學習資源以便進行學習活動的學習方式二、. 行動學習的特色高台茜(2001)曾歸納出行動學習具備下列六大特性，而蘇照雅(2005)、龔. 旭陽、黃菁雅、鍾文凱(2006)與陳祺祐、林弘昌(2007) 的研究提及行動學習的特性，關於行動學習的特性分項整理詳細敘述如下： (一) 學習需求的迫切性學習者可立即透過行動載具，掌握需要的資訊來解決眼前的問題。若是無法立即立刻解決眼前問題，使用者往往會失去該次學習的動機。 (二) 知識需求的主動性行動學習是以學習者為中心，強調學習者主動的知識取得，尤其是學習者利用行動載具在自我導向學習的情境中，強調學習者主動取得知識的過程。 (三) 學習場域的機動性由於行動裝置具有移動性、隨身性及個別化之特色，加上輕巧便利攜帶，使學習可以帶著走，可於移動中進行學習。因此，行動學習的場地可以隨時因地制宜，可在任何時間與任何地點進行學習，使學習不受時間與空間的限制。 (四) 學習過程的互動性行動學習提供高互動、無所不在的學習場域，學習者可以透過行動載具內的多媒體，像是聲音、圖像與影片，使學習者與學習教材、老師、專家或同儕有行動性、立即性地回饋，來增加行動學習的便利性。 (五) 教學活動的情境化行動裝置與行動無線傳輸所構成的行動學習情境，使學習者可於真實情境或是虛擬實境中透過行動載具與學習內容進行互動，使日常生活的情境自然而然嵌入教學活動。 (六) 教學內容的整體性透過行動無線傳輸的應用，可以整合許多訊息及資源，使行動學習可以提 15.

(23) 供多元化、全方位與整體性的學習，亦可以提供跨學科的學習。三、小結綜上所述，行動學習就是透過不同行動載具搭配無線網路，使學習不受到空間與時間的限制、更方便取得所需的學習資源。因此本研究希望透過行動學習的特性，打破時間與空間的框架，在學習生物時可以提供學習所需的相關內容作為補充、讓學生可以觀察到平常不易觀察到的現象，以提升學生對生物科的學習成效與學習態度。. 第三節行動學習融入生物教學之理論基礎與教學設計模式教育部於 103 年起全面啟動「數位學習推動計畫」，並於各縣市甄選「行動學習計畫」，行動學習已成為趨勢，雖然有別於以往的傳統教學模式，但教育的本質、老師的教學以及學生學習的原理並未改變，因此本節將介紹行動學習融入教學之理論基礎與教學設計模式，做為本研究課程設計與發展的依據。一、情境學習理論情境學習是由美國大學教授 Jean Lave、獨立研究者 Etienne Wenger 於 1990 年前後提出的一種學習方式。強調學習是發生於建構知識的情境過程中，知識學習應在學習情境與學習活動中進行。在他們眼裡看來，知識的學習不能被簡單地視為把抽象的、去情境化的知識從一個人傳遞給另外一個人；而是一個社會性的過程，處於一個特定由大家共同建構的情境中，滲透在特定的社會和自然環境中。也因為知識是學習者透過學習環境互動建構而來的產物，且知識的本質會受到學習活動、社會脈絡及文化的影響;因此，知識獲取的過程是無法脫離其所存在的環境背景 (Brown,J.S.,Collins,A.& Duguid,P.,1989) 基於這些觀念，知識應建構在真實情境的學習活動中。學習者在真實的學習活動中運用其所學的知識，並透過情境的體驗來了解知識的意義，進而產生對其知識產生認同感。以認知學徒制為手段，提供學習者一個類似實習的工作 16.

(24) 環境，跟著其他前輩的引領下做事,在有、無意識下，透過模仿等方式進行實踐和學習，進而發展出自己的問題解決策略。其中情境學習理論具有下列之特色(王仁癸，2009) (一)激發學習者學習興趣興趣是任何學習的前提，有興趣才會有學習的動機，進而引領學生來思考與探索，而獲得良好教學成效。情境教學是以學習者為中心，以一連串的多元感官學習教材來激起學習者產生共鳴，使學習者置身生活實際情境問題中，進而能在實際生活情境中應用。 (二)尊重學習者自主性發展情境教學強調課程設計可讓學習者得到自主性發展，尊重其個別的學習差異性，使其長處得以發展，最重要的是要讓學習者多想像、多保持好奇心與多思考，而能適性發展來得到潛能的發揮。 (三)給予學習者思考探索的機會教師在做學習者課程設計時，必須讓其有思考的過程，使知識內化成智慧，而成為實用的知識，而再以此知識為基礎，去探索新的知識，以發展出自我導向學習能力，促進學習態度與知能發展。 (四)學習在於解決問題情境教學是要教師設計出真實的生活情境教案，強調真實生活情境中可能會遇到的問題，再從情境問題中的發掘、分析、解決過程中，學到認識自我、獨立思考，與形成知識內化而成深刻的記憶，也是外顯知識轉化為內隱知識的過程。 (五)善用各種多元情境來刺激學習知識的學習是透過多元感官學習的刺激，才能將外顯知識內化為個人知識，於是多元情境的運用，促進多元智能的發展，同時也可強化學習的內容。 (六)科技的運用 17.

(25) 科技的運用可強化教學內容與增進教學資源，以及加深教學的深度與廣度，也可把資源做整合與運用，來提供學習者參與學習經歷。 (七)強調合作學習情境教學課程設計強調合作學習，讓學習者扮演不同角色，透過學習活動讓其在團隊中學習互助技巧、解決問題能力，以及建立良好的學習態度。 (八)強調練習的重要情境教學強調學習內容練習的重要，透過練習，可將所獲得短期記憶中的資料轉移到長期記憶中，而能在大腦中有較長的時間保留。 (九)強調示範教導情境教學強調學習者在教師的言語與行為引導下，學習者先做出與教師一樣的學習任務行為，再由學習資源的提供下，學習者自行參與不同的情境去發展出屬於自己的學習知識；這種示範教導可消除學習者已學會的不適當學習行為，促進其言語與行為的適當化。因此本研究在行動學習融入高中生物強調以下四點情境學習之觀點: 1.學習者應該主動操作探究。 2.學習者在參與情境活動時,可以獲得相關的知識。 3.學習者透過老師上台示範教導，並上台發表自己所觀察的樣本,透過多元的溝通形式,延伸學習。 4.每位社群成員的溝通能力提升,可以依賴著與社群互動的共同成長歷程。二、蓋聶(Gagne)的九大教學設計理論 Gagne(1985)將教學定義為：「安排外在事件以支持學習者的內在學習歷程」。他認為學習過程有不同的發展階段，為達到最好的教學效果，應先確定教學目標，再分析要達到教學目標所應具備之先備知識或技能是什麼，而教學過程就依照學生的內在學習歷程、每種學習結果的內外在學習條件不同，設計不同的教學事件。因此歸納 Gagne 教學理論的要點如下 18.

(26) (一)學習階層學習活動應先學會簡單的教材，才能學習較複雜的教材。例如：要正確唸出某個英文單字，必須先具有辨識英文字母之先備知識。 (二)學習條件每一種「學習結果」都需要不同的學習條件。「內在條件」是指學習者在學習某個新教材之前，學習者已擁有的先備知識與技能。「外在條件」是指發生在學習者外部，可以影響學習效果的教學步驟與教學活動；這些教學活動是教師可以安排或組織的。 (三)九項教學事件學習者內在學習歷程分為九個階段：(1)注意力警覺、(2)期望、(3)檢索至工作記憶、(4)選擇性知覺、(5)語意編碼、(6)反應、(7)增強、(8)線索恢復、(9)類化。故本研究彙整蓋聶九項教學事件和本研究教學活動實例結合，及運用行動學習的部分，如附錄八、行動載具融入生物實驗課程教案本研究認為行動學習方式是安排外在事件以支持學習者的內在學習歷程，以提升學習者的學習興趣與成效；在課堂教室的應用上，可利用電腦輔助學習系統提供問題，要求學習者作出反應，再經由電腦給予即時回饋；在行動學習的應用包括課堂反應系統，以及利用短信傳遞學習內容。藉此訓練學生思考、分析、歸納、表達等的能力。三、ADDIE 教學設計模式 ADDIE 分別由分析、設計、發展、實施及評鑑五個循環流程組成的系統化教學設計模式，如下圖 2-1。張淑萍（2006）認為現代即使已經有上百種不同的系統化教學設計模式，各模式不斷被修改及利用，歸納而言，主要流程及步驟仍不脫 ADDIE 模式的分析、設計、發展、實施及評鑑五個步驟。. 19.

(27) 圖 2-1 ADDIE 模式 Davis,A.L.(2013)ADDIE 是最受認可和使用的教學模型之一，廣泛應用於各個領域，且有許多優點：1.是一個不斷循環的過程，讓學習者或是教學者在任何時候對其進行優化；2.幫助確定項目的切入點，這對新的或缺乏經驗的教學者很有幫助。. 第四節行動學習融入自然科學之相關研究一、國內外相關研究本研究希望藉由行動學習的特色，期望科技融入教學能更有效的提升學習成效、學習動機以及學習態度；但綜觀近幾年來國內行動學習的相關研究，透過台灣碩博士論文知識加值系統整理搜索，僅有少數關於行動學習融入高中課程，所以本研究者把討論範圍擴大到國中小自然科學、高中生物之相關研究，如下表 2-5 所示：表 2-5 行動學習融入自然科學之相關文獻整理表格作者(年代) 論文名稱. 對象領域/. 研究結果. 研究方法黃仕棋. 設計並建置一個應用. 小六自然/. (2003). 於國小自然科實驗課. 行動研究. 1. 使用 PDA 進行自然實驗對國小學生有正面的幫助。 (接下頁). 20.

(28) 表 2-5（續）程之行動學習環境. 2. 使用 ELHI 系統對國小學生進行自然實驗有正面的幫助。 3. 自然實驗網與 ELHI 系統對支援使用 PDA 和 Probing Device 進行國小探究式自然實驗課程有正向之結果。. 林明玉. 以提供線索學習方式. 小四自然/. (2005). 搭配行動學習輔具建. 行動研究. 置一個國小自然科探. 1. 提供線索之探索學習活動模式對於實施國小自然課程有正向的幫助。. 究學習模式. 2. PDA 與相機輔助學生在國小自然探索研究學習有正向幫助。 3. PDA 探究校園植物系統應用於國小自然有正向幫助。. 吳玟萱. 行動學習在國小生態. 小四自然/. (2005). 園學習環課程之應用. 行動研究. 研究. 1. 以生態園學習環課程為主的行動學習受到學生的喜愛，有助於提升學生的水生植物認知概念與學習興趣。. 林勝賢. 探討擴增實境融入行. 小三自然/. (2009). 動學習對國小學生自. 準實驗. 然與生活科技學習動. 1. 擴增實境融入行動學習對於不同能力的學生其學習成就表現有正向影響. 機與學習成就的影響. 2. 對學習動機沒有顯著的差異。. 李奕蓉. 行動學習導入博物館. 小三五六. (2012). 對國小學童自然科學. 自然科/. 1. 在學生或教師對此教學皆有高度認同感。 (接下頁). 21.

(29) 表 2-5（續）習成效之影響_以國. 準實驗. 立自然科博館為例. 2. 學生在知識、技能、樂趣、態度、意圖、有用性、易用性與科技適配度上學習狀況與反應均良好。性別、平板電腦或智慧型手機使用經驗、上網時數，不會影響學習者使用此學習方式. 黃筠菱. 運用行動學習於小學. 國小自然. 1. 學習者的科學學習態度雖然沒. (2014). 校外教學之研究─以. 個案研究. 有顯著差異，但在知識和行為. 動物園為例. 上有正向的成長。 2. 由平板進行行前規劃對於學習者控制自己坦所狀況有正面影響。. 張耀坤. 行動學習融入國小自. 小五六自然 1. 概念數表現上，顯示行動學習. (2015). 然科之教學評估－以. /準實驗. 月相觀察單元為例. 容入教學在降低學生迷思概念方面有正向的影響。 2. 行動學習融入教學對於提高學生科學概念、學習成效上有明顯上升。 3. 迷思概念與另有概念表現上也有明顯上升。. 楊曉芬. 運用 QR Code 於校園. 小五自然/. (2015). 植物行動學習之研究. 準實驗. 1. 校園植物行動學習教學可提昇學生學習興趣、學習成效。 (接下頁). 22.

(30) 表 2-5（續） -以桃園市某國小為. 2. QR Code 二維條碼的行動學. 例. 習，課前的準備與系統的建置對於任課教師來說是容易的。 3. QR Code 行動學習系統適用於室外教學活動，提供立即性與便利性。. 王瑞男. 行動學習為導向的校. 小六自然/. (2015). 園植物學習系統之建. 行動研究. 置與研究－以嘉義縣. 1. 行動學習系統可提昇學生學習興趣、學習成效。 2. 有家長陪伴可以促進自主學習. 大同國小為例. 成效。 3. 引領學生進行實際的觀察並上傳自身成果與他人分享，提高學生的學習興趣。. 陳尚宏. 行動學習融入高中地. 高一地科/. (2015). 球科學對學習成效與. 準實驗. 學習態度之影響. 1. 行動學習教學在地球科學學習成效上有正向的幫助。 2. 比起傳統教學法，行動學習更助於學生學習。行動學習對學生學習態度有正面的影響. 蔡依婷. 國中教師在課堂上運. 國二理化. (2016). 用行動學習之個案研. 個案研究. 究. 1. 歸納出 ACTIVE 模式的內涵為自學、思考、自我表達。 2. ACTIVE 模式的步驟以學生為課堂學習的主體。 (接下頁). 23.

(31) 表 2-5（續） 3. ACTIVE model 可幫助學生成為主動的學習者，監控自己的學習，了解自己的學習歷程，建構自己的知識系統。陳玟臻. 行動載具融入校園生. 小四自然. 1. 實施「行動載具融入校園生態. (2016). 態校本課程之行動研. 行動研究. 校本課程」規劃與擬定流程。. 究. 2. 「行動載具融入校園生態校本課程」遭遇問題與因應策略。 3. 「行動載具融入校園生態校本課程」能提升學習成效與學習態度，且有明顯差異。. 資料來源：研究者自行整理. 在行動研究融入自然科教學活動相關文獻中發現，有五篇採用準實驗研究設計，大多是研究者本身就有教學班級可進行研究；有五篇採用行動研究，推測可能是因為該領域的研究篇幅不多，或是有新的教學方法出現，需觀察應用於實際教學現場可能發生的問題、解決情況；兩個研究者採用個案研究，因觀察對象較其他學生特殊，資料採取大多都是訪談、並整理出相關的結論。另外在研究對象方面，大多以國小學生為研究對象，只有陳尚宏 (2015) 、蔡依婷 (2016)分別以高中、國中為主。根據上述相關文獻的研究結果發現，行動學習融入自然科學教學活動有許多正向影響，整理上述文獻結果，如下表 2-6 表 2-6 行動學習融入自然科教學活動相關文獻結果整理表格 24.

(32) 研究發現. 研究篇數數目. 發現正向數目. 國小. 國高中. 學習成效. 10. 10. 8. 2. 學習態度、動機. 12. 10. 12. 2. 行動學習教學. 12. 12. 10. 2. 資料來源：研究者自行整理關於學習成效，研究顯示使用行動學習融入自然領域課程，將較於傳統教學法，其結果大多是有所提升的。關於學習態度、動機，研究顯示學生在使用行動學習融入教學之後，都保持著正向的態度，讓他們在自然領域的學習上更有興趣，不過林勝賢 (2009)指出適當的動機表現對於學習適有幫助的，但過高或是過低的動機表現卻會反倒而行；黃筠菱 (2014) 指出學習者的科學學習態度參觀後提昇並不顯著，但知識上和行為上有著正面的影響。二、小結行動學習被廣泛運用於國小自然科方面，大部分在學習成效、學習動機以及興趣方面皆有顯著的提升，使行動學習成為未來趨勢，更有可能改變現有的教學模式、學習方法，因此教師使用行動載具成為教學上重要的學習及教學輔助工具。但高中課程方面的研究十分稀少，因此本研究希望藉由行動學習融入高中生物領域課程，了解教學上所面臨的問題，以發展出一套教學模式、修正成學生需求的教材，以提升學習者的學習成效與態度。. 25.

(33) 第三章研究方法本研究主要探討行動學習融入高中生物實驗活動中的規劃與歷程，以及行動學習融入高中生物實驗教學所遭遇的問題及因應之道，了解學生對於生物實驗的學習成效是否提升。本章共四節探討，分別為第一節研究取向之選擇與理由；第二節為研究設計與流程；第三節為研究場域與研究參與者；第四節為資料的蒐集與分析逐一闡述。第一節研究取向之選擇與理由本研究將採用行動研究的方式，結合研究者本身自然科教學經驗、行動學習融入教學相關的理論基礎，以及協同教師的觀察力，來進行行動學習融入生物實驗的教學，以探討行動學習融入生物實驗中的教學的歷程及在教學歷程中所遭遇的問題等，以作為修正教學的參考，並透過行動研究階段性的循環歷程以提升研究者行動學習融入教學的知能。一、研究取向之選擇與理由近年各國教育策略的改革，皆在使用科技提升學生的學習成效，因此學生是否會使用行動載具進行學習就成了不可忽視的問題。本研究想要探討之問題就是行動載具在課堂上該如何規劃與使用，也藉由課程的設計與規劃，探究學生對於行動學習融入高中生物實驗活動所遇到之困難、教學者所需注意的相關事由。二、採用行動研究法的理由行動研究，是將「行動」與「研究」二者合而為一（陳伯璋，1998），藉由實務工作者在實際工作情境當中，根據自己實務活動中所遭遇的實際問題進行研究，研擬解決問題的途徑與策略，並透過實際行動付諸執行，進而加以評鑑反省回饋修正，以解決實際問題（蔡清田，2000）。而本研究與其他文獻不同處在於主要目標的不同；以往文獻的研究成效則著重於探討行動學習對學習成就、學習興趣的影響，發現其學習成效在的成就 26.

(34) 或低能力的學生助益較大；但本研究是以解決問題為主要目的，探討學生對於行動學習融入高中生物實驗活動所遇到之困難、教學者所需注意的相關事由。在研究期間，研究者作為教學協助者、觀察者，會與其他協同研究合作夥伴，檢討反省每一次教學期間所遇到之困難，提出解決策略，以追求更完善的教學過程，並將研究成果應用於以後的教學過程上。. 第二節研究設計與流程本研究採取行動研究方式來進行，最大的目的是為了解決教學現場所發生的問題，藉由前導實驗了解行動學習融入高中生物實驗活動之情境分析，接著藉由課程設計之研擬，再進行修正，最後才實施。而本節會對於研究細節加以說明，使本研究更加清楚明瞭。一、研究架構在本研究中，主要教學者先透過對於前一學期校園生態相關課程之觀察分析，再加上研究者對於相關文獻的探討，規劃以翰林版基礎生物(一)跟選修生物(上) (下)的顯微鏡觀察為主要教材，發展出適合使用 Uhandy 行動顯微鏡進行行動學習融入高二的選修課-生物實驗的教學，並在教學活動中與研究合作夥伴持續觀察行動學習之行動方案對屏北高中二年級學生的情形與省思，最後經由研究對象的學習檔案、學習心得回饋、學生的訪談紀錄分析，配合課堂觀察記錄、課後檢討會議記錄、教師訪談紀錄、課程回饋相關問卷加以歸納分析，最後提出研究實施成效。二、研究流程行動研究的歷程，主要參考蔡清田(2011)對於行動研究程序分為六個階段，包括指出確定所要研究的問題領域焦點，規劃解決問題的行動方案，尋求合作、採取行動實施監控與蒐集資料證據，並進行評鑑與回饋。而本研究會整合成四大部分。 (一)研究準備階段 27.

(35) 包括陳述所關注的研究問題、進行相關文獻探討、尋求可能的合作對象、規劃與設計解決上述問題的方案。首先搜尋行動學習相關文獻，再與指導教授討論修正，同時配合教育部高中職行動學習輔導計畫目標，與所觀察班級之生物老師討論行動學習融入高中生物實驗活動之教案以及修正。 (二)研究實施階段採取並實施行動研究課程、蒐集資料與反思。開始行動學習融入高中生物實驗活動之教學，同時蒐集各種相關資訊，如觀察記錄與錄影、課後檢討會議記錄、訪談資料、課程回饋相關問卷、學生成績資料；在課程中觀察學生反應、在下課時間進行訪談，於課後與研究夥伴進行課後檢討會議與討論，以反思課程中所遇到問題與解決方案，以便於下次課程進行。 (三)研究分析階段經由不斷的蒐集記錄與分析，得以成為修正與評鑑的參考資料。分析教學過程中所蒐集到的資料，撰寫出研究結果、回答研究問題，進行討論，最後完成研究報告，並提出研究結論與建議。而整個研究流程圖如下圖 3-1。. 28.

(36) 圖 3-1 研究流程圖資料來源：研究者整理三、課程規劃本研究課程主要是以高二年級學期選修自然課程「植物體內物質的運輸」、「動物的循環」中的探討活動進行教學活動規劃，詳細教案請參閱附錄八、uhandy 行動載具融入生物實驗課程教案。 (一)活動設計的學習目標則為： 1.能分辨蕨類與真菌類的外型構造及孢子囊堆型狀。 2.以豬心代替人心，藉由觀察豬心內外部，了解我們身體的構造。 3.能操作 Uhandy 行動顯微鏡、複式顯微鏡、解剖顯微鏡進行細微構造觀察。 4.能利用行動學習課程增進 5C 的能力：與隊員之間的溝通協調能力、團隊合作能力、實驗時遇到問題的解決能力、學習單上題目獨立思辨能力、發表實驗發現所需的創造力。 (二)整個實驗流程分為: 1.實驗前 15 分鐘告知學生本次實驗所要觀察之食用材料部位、如何獲得實驗材料地點、如何解剖之詳細影片、學習單上要完成事項、以及上傳檔案之格式。如下圖 3-2 告知學生本次實驗目標. 圖 3-2 告知學生本次實驗目標 29.

(37) 2.給學生 15 分鐘進行校園採集，或是處理本次研究觀察之器官。如下圖 3-3. 圖 3-3 校園採集 3.以行動載具進行輔助，進行小組解剖，進而使用 Uhandy 行動顯微鏡、解剖顯微鏡、光學顯微鏡的操作，並拍下實驗流程與成果，整個行動學習的實驗約 50~70 分鐘。如下圖 3-4. 圖 3-4 實驗流程 4.利用 20 分鐘上傳今天所觀察成果至臉書、完成學習單、整理實驗室，最後上台進行解說，並請同儕自評、上傳。如下圖 3-5 上台解說. 圖 3-5 上台解說. 30.

(38) 第三節研究場域與研究參與者本節將要對研究場域與研究參與者做說明，在此包含下列：1.研究者之背景，2. 研究進行之場域，3. 研究之樣本一、研究者背景研究者在整個教學課程中作為協同教學者、與學校行政人員 A 校長、教導主任 B、該班級生物老師為協同研究合作夥伴，共同參與教師專業發展評鑑之觀察教師，協助研究者執行方案與分析解釋資料；研究者就讀碩士專班的教授們作為專業諮詢人員。研究者自 103 年開始進入補教業，一直持續教到現在，而在 5 年的補教生涯中，對於自己無法把專業素養轉換成學生覺得有趣的內容、少子化對傳統教學模式的影響，需要有別於以往的教學法，增加與學生的互動性，讓學生的學習動機上升，進而想要來補習；因此，於民國 105 年 9 月進入屏東大學教育科技研究所進修。研究者平日在教書時，有時會採取以資訊融入教學的策略，因行動載具有移動性、隨身性及個別化之特色，學生可以隨時儲存個人所需資訊，以便隨時查閱，受到許多學生家長喜愛及合作夥伴的支持；對於行動科技融入於教學方式，可說是十分熟悉，但對於教學的理論基礎仍不夠熟悉，因此致力於教育科技領域相關知識的習得，也因高中 107 新課綱的變革，翻轉教育的聲浪興起，更應該增進自己的教學，以學生中心，進而提升他們的學習成效。二、研究進行之場域屏東某公立高中位於丘陵地，農產種類及數量皆很豐富，居民主要靠農業維生；以『因應免試入學政策，紓解高中入學困境，合理分配教育資源，利於推展終身教育，提升地方文化水準』等教育目標，所籌設成立。為國內「綠建築」示範學校，從永續校園理念的導入，經由綠建築技術，建立一個注重生態與環境共存的校園，進而發展永續校園網路，營造台灣生生 31.

(39) 不息的生命力。在學園空間組織結合生態環境，在建築物與開放空間之間植入生態林與生態池，作為空間中生動的軟性界面，使校園猶如記憶中的田園；游泳池連結了生態池，使人猶如置身湖岸悠遊地戲水。因此擁有最自然的生態環境，可提供農村體驗與生態教學的最佳場所。再加上完善的教學設備，全校架設光纖及無線寬頻網路，每班皆有電腦及網路系統，語言教學廣播系統，視聽設備，提供研究者一個良善進行行動學習的教學環境。三、研究之樣本本研究之樣本班級共有學生 18 人，其中男生 3 人，女生 15 人。由於屏東某公立高中校園及課程規劃融入生態教育、田調解說及永續生存的理念，並充實學習設備，增加資訊授課節數，強化學生電腦及網路能力，因此學生對於行動學習融入相關課程都較能接受、容易上手。. 第四節資料蒐集與分析本節要說明本研究如何蒐集所需資料、分析。對於要蒐集資料包含如下：一、資料的蒐集因本研究使用行動研究，因此在課程活動進行的過程中，將採取觀察與錄影、相關文件的分析以及訪談，經由不斷的蒐集記錄與分析，得以成為修正與評鑑的參考資料，本研究所蒐集的資料如下: (一)觀察記錄與錄影在進行研究過程時，研究者在會將每一堂課的上課情況照相、錄影，於課後檢討時觀看、並做紀錄，以了解學生在課堂中參與情形，以便及時發現問題，做為當下調整及下周教學該善之處；也會請協同研究合作夥伴填寫觀察紀錄表，以確保研究者疏忽之處。 (二)課後檢討會議記錄在教學活動結束後，會針對課程的進行，做適度的反思，會邀請協同研究合作夥伴把自己的感想與心得寫下，以了解實施行動學習融入高中生物實驗活動所遭遇的困難與問題並共同討論、提出解決策略，以追求更完善的教學過 32.

(40) 程。 (三)訪談資料本訪談指的是與學生及研究合作夥伴分別進行半結構式的訪談，已蒐集有關特定問題或其他假設性的資料。 1. 學生訪談：會利用下課時間針對該課程的實施情況，做個人的訪談，以了解學生對於課程的想法。 2. 教師訪談：藉由其他研究合作夥伴不同角度及觀點，提供觀察紀錄、改善的建議及想法，避免研究者主觀意識過於明顯之情況出現、提供研究者不同的思維。 (一)課程回饋相關問卷本問卷包含兩個部分，第一部分是個人基本資料，以了解學生基本概況及對於行動載具的使用情況。第二部分是學生學習成效評量，會於生物實驗課程後，發給研究對象填寫，並從中分析及討論學生對於此行動學習融入高中生物實驗活動之感想與建議。 (二)學生成績資料 1. 學生在研究期間之各項自然與生活科技領域測驗成績 2. 學生課程學習單 3. 學生平時表現成績二、資料的分析蒐集完研究所需資料後，就該把資料做好「編碼」，才能有系統地整理資料，將複雜的資料轉化成簡單的資訊，以方便日後作為研究參考的依據、並能表達當時的原貌，形成有意義的資料。 (一)資料的編碼為方便將研究資料作整理歸類，本研究會將觀察記錄與錄影、課後檢討會議記錄、訪談資料等以上資料依據資料種類與時間給予代號，加以編碼，已清 33.

(41) 楚資料來源，做完日後研究參考的依據，如下表 3-1。表 3-1 原始資料編碼與意義說明表資料種類. 代碼. 說明. 研究者. TA. 表示研究者做為協同教學者. 生物老師. T. 表示在課堂中的主要教學者. 學生. S. 代表全班或是大部分的學生. 觀察記錄與錄影. 觀記. 觀記 1070430：表示 107 年 4 月 30 號的觀察記錄與錄影。. 課後檢討會議記錄. 會記. 會記 1070430：表示 107 年 4 月 30 號的課後檢討會議記錄。. 學生訪談資料. 訪學 S. 訪學 S11070430：表示 107 年 4 月 30 號與學生 S1 做訪談。. 協同研究者訪談資. 訪協 A. 料. 訪協 A11070430：表示 107 年 4 月 30 號與協同研究者Ａ做訪談。. 資料來源：研究者自行整理 (二)信效度分析為了尋求研究之客觀、研究信度、研究效度，本研究控制觀察信效度說明如下: 1. 提高研究信度，會透過下列四個條件的改善來提高研究信度： (1)儘可能蒐集第一手資料，少用推論的資料。 (2)儘可能與觀察者配合，以獲得較有廣度和深度的資料。 (3)提供其他協同研究者和教學者討論的機會，對自己可能持有的偏見和傾向進行批判性的自我省思。. 34.

(42) (4)使用錄影機錄音機記錄資料。 2. 提高研究效度為了評估不同資料來源之敘述正確性，會透過將採取協同研究合作夥伴驗證、與回饋單、訪談等不同資料來源的三角交叉檢定法並持續比較，來增加研究結果的效度，分別敘述如下： (1)協同研究合作夥伴驗證：經由半結構式的訪談，向研究參與者徵求有關資料。J.Fraenkel & N.Wallen(2003)為了避免質性研究者因為對於事件的描述，加入自己主觀的看法，而影響其可信度。 (2)對於研究參與者：經由研究者、研究對象、協同研究夥伴的訪談與課後檢討會議記錄，以多重角度闡述、釐清研究資料並建立研究結果共識。 (3)對於方法：在研究過程中使用不同資料蒐集方式，來確保研究結果的正確性、一致性。 (4)對於資料：將蒐集到的資料整理並歸納分析，互相印證與比較，來確保研究結果的正確性整理上述內容，如下表 3-2 相關資料三角交叉檢定法表 3-2 相關資料三角交叉檢定法資料蒐集. 觀察. 觀察. 課後檢討. 課程學. 課程回饋. 學生. 教師. 記錄. 錄影. 會議記錄. 習單. 相關問卷. 訪談. 訪談. 課程實施情況. √. √. √. √. √. √. 課程所遇困難. √. √. √. √. √. √. 困難解決策略. √. √. √. 實作能力改變. √. √. √. √. 學習態度改變. √. √. √. √. 研究問題. √. √ √ √. 35.

(43) 第四章研究歷程與結果分析本研究透過行動研究的方式，目的在探討教師利用行動載具融入生物實驗課程，研究者與教學者配合高中生物選修課程及高中職行動學習推動計畫設計教學教案，進行高二兩次段考之教學課程，對學生生物實驗實作能力和學習興趣影響，並了解教師使用行動學習輔導教學之益處及所遭遇之困境，得到教學省思與成長，以利研究者未來實施行動載具融入教學方針之建立。本章節主要呈現研究歷程與結果分析，針對結果進行討論。依據資料結果的分析和研究目的，將此章節分為五節，第一節為研究歷程的說明，第二節為學生生物實驗實作能力改變的說明，第三節為學生運用行動載具的學習感受，第四節為說明研究者運行行動載具融入高中生物實驗研究在教學上有何益處與困境，第五節研究者在教學歷程中的省思與成長，最後第六節為綜合討論。. 第一節研究歷程本研究為了瞭解利用行動載具融入生物實驗課程後，學生學習成效是否提升及教學歷程等問題，針對屏東某公立二年級的學生，進行為期 5 週的課程。由於屏東某公立高中於 106 年就開始參與高中職行動學習推動計畫，因此學生在本課程中比較能控制自己，不會因行動載具而影響上課的專心程度，為了提升學生的學習成效與學習興趣，藉由別於以往生物課程的教學設計與行動學習無所不在學習之特性，期盼激發出學生學習潛能、增進問題解決能力、引導其接觸新的事物，學習自主學習的精神。行動研究須在實施過程中不斷的反思與修正，下一次實施再反省與修正不斷的循環過程，以達重新思考課程進行的方式優劣與學生的學習是否有效。因此本研究最重要的目的就是透過實施所獲得的經驗、反思、進而修正課程教學設計，以達到提升學生學習成效與興趣。本節分為準備階段與實施階段分述如下: 一、準備階段 (一)行動載具融入教學部分 36.

(44) 研究者於 106 學年度第一學期就開始讓參與行動學習融入高中生物實驗課程的實驗班及接受相關的課程活動，讓學生能順利使用行動載具的功能與需求、外接設備，以便於 106 學年度第二學期的研究過程可以順利，也讓教學者與研究者更能觀察到使用行動學習課程中所發現之問題，進而與協同研究團隊討論出解決方案，以設計出適合本研究的教學活動，讓學生提高學習成效與興趣。 (二)研究對象由於研究生並非此班級之生物老師，因此研究者除了自身觀察到的學生學習狀況外，也會與該班生物老師一同討論與分析該班級的上課習性與學習模式。二、實施階段完成行動學習融入高中生物實驗課程後，就是正式教學的開始。本研究根據. 綜合高級中學課程多元選修綱要、普通高級中學必修科目基礎生物課程綱要，每週有兩堂課的時間，於每週二下午第一二節的生物選修課程兩堂課時間進行行動學習融入高中生物實驗活動之教學，共進行五週共 10 節課，為期 2018 年 4 月 10 號至 2018 年 5 月 15 號為止。各週教學流程會，如下表 4-1。表 4-1 各週教學流程表 4/10. 4/17. 4/24. 5/1. 5/8. 植物觀察. 1.進行校園生態池巡禮，以植物相為觀察主體 2.進行植物的採集並進行微觀的觀察. 器官解剖. 利用現成的食用材料如豬心、豬肺、豬肝以 Uhandy、光學、解剖顯微鏡進行細微構造觀察. 真菌觀察. 配合梅雨季的到來與校園生態環境進行真菌類採集與觀察，並搭配可食用的真菌類如木耳香菇…等進行對照觀察. 生鮮食材觀察. 學生購買有興趣之食材，以 Uhandy、光學、解剖顯微鏡進行細微構造觀察. 觀察結果彙整. 將觀察記錄報告數位化，並建置學習歷程檔案. 37.

(45) (一)4/10 第一次上課本週的教學目標是讓學生的植物觀察，由生物老師帶領進行校園生態巡禮，熟悉校園植物所在的位置，以方便日後進行植物的採集，主要以 Uhandy 高低倍鏡、光學顯微鏡、解剖顯微鏡進行微觀，輔以手機照相攝影功能留下所觀察到的事物，並組合相片，編輯照片及心得上傳至均一學習平台，以供老師及協同研究者方便了解學習者的學習狀況。由於需到戶外採集植物，因此學生們都顯得興致勃勃，在移動的過程中難免有些吵雜，而影響到其他正在上課班級，但瑕不掩瑜，每當生物老師講解植物時，可看出他們的心思依然放在所要觀察的植物上、記錄所要注意的事項。在回到實驗室觀察後，也可克制自己想要使用手機做其他事的慾望，專注在完成實驗上。在課程中，研究者做為協同教學者及觀察者，一邊協助遇到困境之學生，告知相關的應對措施、一邊觀察他們的行為與表現，以確保行動學習融入課程中，學生不會忙於在手中操作，或者遊戲上，而忽略學習的本質。 (二)4/17 第二次上課利用現成的食用材料如豬心、豬肺、豬肝進行解剖，並使用上週所用的 Uhandy 高低倍鏡、光學顯微鏡、解剖顯微鏡進行微觀進行細微構造觀察；最後進行跟上週一樣的拍照、上傳等步驟。由於屏東天氣開始變得炎熱，豬心、豬肺、豬肝從冰箱拿出後很快就開始腐敗，發出陣陣惡臭，因此本次實驗剛開始時學生都十分排斥，然而上週課程結束後就已經事先告知可能會有類似的情況發生、身體不適者也不強制參與這次實驗，因此大部分的學生們還是硬著頭皮繼續實驗，只有少數在實驗過程中感到身體不適者(暈倒)去保健室休息。而研究者在課程中發現：1.有些同學不敢處理生的器官，需要研究者或生物老師在旁協助；2.在解剖過程中使用行動學習觀看流程示意影片時，因雙手都有器官組織液體，所以在操作上有些不便；3. 流程示意影片所拍攝的器官有時會超出螢幕，使得學生無從得知下一步的動作為何，跟生物老師討論要拍攝一個屬於 38.