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

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(1)國立屏東大學資訊科學系碩士論文. 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. Effects of Mobile Learning on the Earth Science Learning Achievement and Learning Attitude of Senior High School Students. 研究生：陳尚宏指導教授：林志隆博士. 中華民國一百零四年九月.

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(3) 誌謝. 本論文得以順利完成，我非常感謝林志隆老師的細心指導，在我撰寫論文這段時間，老師不吝於分享其豐富的經驗，提供我思考解決問題的方法，以及許多應該要注意的部分，每次的指導都讓我受益良多，享受著學習的快樂。另外也要感謝王朱福老師以及歐陽誾老師詳細地審查論文的內容，給予我許多寶貴的意見，讓我的論文可以更加地充實完善。. 另外也要感謝默默關心我的家人，父親為了讓我繼續完成碩班的學業，延後自己的退休時間，拖著疲累的身體繼續工作，母親總是時不時地叮嚀，打電話關心我，深怕我沒有順利完成論文的撰寫，而姊姊更是在我鬆懈的時候給我當頭棒喝，讓我可以再度回到軌道上，因為有家人溫暖的支持，我才有辦法讓這篇論文產生。. 最後要感謝一起努力的同學以及學弟妹們，在就讀研究所的這段時間互相幫助、加油打氣，其中特別感謝振富的幫助與陪伴，在遇到困難的時候給予我支援，當我遇到問題時也謝謝你幫忙解答，努力了那麼久我們終於可以順利完成論文，朝各自的目標前進了。. 這四年的時光飛逝，讀研究所的期間還有修習教育學程，中途也休學去完成實習，回想過程中還蠻辛苦的，但是這些都讓我受益良多，使自己更加地充實精彩，也因為有了你們相助，我才有辦法順利的完成學位，謝謝所有關心我，幫助我的人。尚宏謹誌. i. 104.09.29.

(4) 摘要. 本研究主要配合高中職行動學習輔導計畫，以信望愛文教基金提供之行動載具 HTC Flyer 進行教學，運用直接引導學習的策略，探討將行動載具融入高中地球科學教學，並了解教學後學生的地球科學學習成效及學習態度。. 本研究採研究準實驗研究，研究對象分為兩組，實驗組 30 人，控制組 39 人，實驗組以 HTC Flyer 作為學習輔具的地球科學教學，控制組則進行傳統地球科學教學。研究過程中透過教學實驗前後的地球科學學習成就測驗和地球科學學習態度量表等方式收集資料，並以量化統計了解學生地球科學學習成效與地球科學學習態度的改變。. 本研究依據統計資料分析後，研究結果顯示，在地球科學學習成效方面有顯著的差異，而實驗組在地球科學學習態度上亦有顯著的差異；就學習態度各分向而言，其中個人與知識的分向上有顯著差異，但課程與人類的分向上沒有顯著的差異。. 關鍵字：行動學習、直接引導學習、地球科學學習成效、地球科學學習態度. ii.

(5) Abstract. This study is cooperate with mobile learning program for high schools, and design the suitable courses to teach with the mobile devices, HTC Flyer that XinWangAi Cultural & Education foundation offered. The use of direct to guide learning to explore mobile learning is merged into the teaching in earth science in senior high school and to understand students’ earth science learning achievement and earth science learning attitude after the teaching.. This study adopted a quasi-experiment design, the study subjects were divided into two groups, the experimental group has thirty peoples, the control group has thirty-nine peoples, the experimental group is teaching earth science with HTC Flyer as the mobile devices, the control group is teaching earth science with traditional. We can understand the change of students’ earth science learning achievement and earth science learning attitude through quantitative analysis in earth science learning achievement tests and earth science learning attitude that were collected in the course of the study.. The results showed that the earth science learning achievement has significant differences, and the earth science learning attitude has significant differences too. On learning attitude for each branching, the part of personal and knowledge has significant differences, but the part of course and humanity doesn’t have significant differences. Keywords: mobile learning, direct to guide learning , earth science learning achievement, earth science learning attitude iii.

(6) 目錄誌謝........................................................................................................................... i 摘要........................................................................................................................... ii Abstract....................................................................................................................... iii 目錄........................................................................................................................... iv 圖目錄......................................................................................................................... vi 表目錄......................................................................................................................... vii 第一章緒論................................................................................................................ 1 第一節研究背景與動機.................................................................................... 1 第二節研究目的................................................................................................ 3 第三節研究問題................................................................................................ 4 第四節名詞解釋................................................................................................ 5 第五節研究範圍與限制.................................................................................... 6 第二章文獻探討........................................................................................................ 7 第一節行動學習................................................................................................ 7 第二節直接引導教學....................................................................................... 12 第三節行動學習融入自然科學之相關研究................................................... 17 第三章研究方法....................................................................................................... 21 第一節研究架構............................................................................................... 22 第二節實驗設計與實施................................................................................... 24 第三節教學活動設計....................................................................................... 28 第四節研究對象............................................................................................... 33 第五節研究工具............................................................................................... 34 第六節資料處理與分析................................................................................... 40 第四章研究結果與討論........................................................................................... 41. iv.

(7) 第一節行動學習融入地球科學之學習成效................................................... 41 第二節行動學習融入地球科學之學習態度................................................... 44 第五章研究結論與建議........................................................................................... 47 第一節研究結論............................................................................................... 47 第二節建議....................................................................................................... 49 參考文獻..................................................................................................................... 50 一、中文部分..................................................................................................... 50 二、英文部分...................................................................................................... 52 附錄一高中生地球科學學習態度量表（原始問卷）............................................ 54 附錄二地球科學學習態度專家意見修正對照表................................................... 56 附錄三高中生地球科學學習態度量表（正式問卷）........................................... 57 附錄四高中生地球科學學習成就測驗（前測）................................................... 59 附錄五高中生地球科學學習成就測驗（後測）................................................... 67 附錄六地球科學學習成就測驗雙向細目表........................................................... 73. v.

(8) 圖目錄圖 3-1 本研究之研究架構圖..................................................................................... 22 圖 3-2 本研究之研究流程圖..................................................................................... 27. vi.

(9) 表目錄表 2-1 行動學習融入自然科學相關文獻整理表..................................................... 17 表 2-2 行動學習融入自然科學相關文獻結果整理表.............................................. 19 表 3-1 本研究之不等組前後測實驗設計................................................................. 24 表 3-2 行動學習課程教學設計................................................................................. 29 表 3-3 傳統講述課程教學設計................................................................................. 31 表 3-4 高中生地球科學學習態度量表向度分配表................................................. 36 表 3-5 本研究中參與審視地球科學學習態度量表之教授及教師名單................. 37 表 3-6 地球科學學習態度量表專家意見統計表..................................................... 37 表 3-7 本研究中參與地球科學學習成就測驗之教授及教師名單......................... 39 表 4-1 兩組成就測驗前測與後測之描述性統計..................................................... 41 表 4-2 實驗組成就測驗之相依樣本 t 檢定摘要表................................................. 42 表 4-3 不同教學方式成就測驗之共變數分析迴歸係數同質性檢定..................... 42 表 4-4 不同教學方式成就測驗之單因子共變數分析摘要表................................. 43 表 4-5 成就測驗後測原始平均分數與共變數分析調整後平均數......................... 43 表 4-6 實驗組學習態度前測與後測之描述性統計................................................. 44 表 4-7 實驗組學習態度的四向度之相依樣本 t 檢定............................................. 45. vii.

(10) 第一章緒論. 本章旨在說明研究問題的性質，闡述研究背景、動機、與涵蓋範圍。全章共分四節，第一節敘明研究背景及動機，第二節確立研究目的，第三節為研究問題，第四節為名詞釋義，第五節說明研究範圍與限制。. 第一節研究背景與動機. 在資訊科技蓬勃發展的帶動下，普及了數位化技術的應用，人類對於知識的取得、傳遞、應用與生產等模式，透過數位化技術，將不再受到時間、空間的限制 (郭玨伶，2012)。而教育方面也受到資訊科技的進步的影響，有了很大的革新，從傳統黑板與紙筆的課堂教學，漸漸地進入了 m-Learning 及 u-Learning 的時代，對於教學來說是一種很大的突破（賴忠良，2007），藉由無線網路逐漸的普及，再加上行動載具陸陸續續的推出，推動了行動學習的演進（宋曜廷、張國恩、于文正，2006；許耀升、羅希哲，2007；Motiwalla，2007；Virvou、Alepis， 2005）。行動學習在現今已成為一股無法抵擋的潮流。透過輕便的學習載具來儲存個人所需資訊，攜帶在身邊以便隨時能夠查閱、研讀，已不再是遙不可及的事情(溫禺登，2010)。行動學習已與行動載具如智慧型手機、PDA 等有所結合，由於行動裝置的價錢越來越便宜，在介面上也更具人性化，而且使用時也變得容易操作，相信未來將會嵌入更多日生活中常見的物品，提高行動載具的使用率，讓行動載具逐漸普及（Ronchetti, Trifonova, Colazzo, & Molinari, 2003; Zurita & Nussbaum, 2004），因此許多學者致力於將行動科技融入教育，因為行動學習較傳統資訊科技融入學習具有更多優點，不僅攜帶方便，還可以及時獲得想要的資訊，讓學習者能在任何時間地點進行學習，而且相對於傳統由教師以一對多的 1.

(11) 方式進行教學，在行動學習的環境中學生可一人一機，透過行動載具提供相關的功能與指引來進行觀察、記錄、查詢等自主活動，將會更有助於個人化的學習（陳秋璉，2010），達到無所不在學習（ubiquitous learning）的目的。地球科學屬於自然科學中的一門重要學科，對人類的發展一直有著重要的影響，教導我們的日常生活和週遭環境息息相關的知識，探討自然現象發生的原因及其變化的規律性，人類在地球上生活應該都要對此有最基本的概念和認知（鍾喜郎，2010）。而陳仁杰（2008）指出地球科學課程有下列的特色：1.無法在任何地點進行觀察或實驗 2. 進行觀察或實驗時，無法配合到上課的時間 3.部分觀察或實驗需要漫長的時間。再加上地球科學因為本身涵蓋範圍非常的廣泛，而且涉及到的時間與空間尺度極廣，但是日常生活中我們能觀察到現象卻是有限的，所以學生、教師與專家等人員大多認為地球科學是難學又難教的一門科目（林秀蓁，2004）。透過行動學習的載具，可以讓學生在任何地點、任何時間觀察與學習，而本研究這次的教學範圍亦有常遇到的問題，例如：1.潮汐沒有辦法在短時間內讓學生看到其變 2.地球內部的構造沒辦法透過人本身觀察到其組成 3.火山、地震及板塊的形成與運動無法輕易的觀察。所以研究者欲使用直接引導學習的教學策略，提供學生相關的內容，只要學生利用行動學習載具就能隨時觀察及了解這些現象，不會受到空間和時間的限制。過去行動學習亦有用於高中地球科學教學，但是僅有發現一篇相關的研究與分析，以至於研究者無法找到許多相關的文獻，所以本研究希望可以進行行動學習融入地球科學學科方面的探討，也可以提供未來想將行動學習融入地球科學的其他研究者做參考。因此本研究欲配合教育部所推動的「高中職行動學習輔導計畫」，所以決定使用計畫所提出十大策略中的直接引導學習法，運用行動載具融入高中一年級地球科學教學之課程內容，藉此輔助學生學習，提升學生的學習成效與興趣，發揮行動學習之效果。 2.

(12) 第二節研究目的. 本研究主要目的在於探討運用行動學習融入高中一年級學生地球科學之研究，為配合學校課程進度，所以針對康熹版一上地球科學教材單元 3.3 至 3.7 加以實施，其內容分別為 1.海水的組成和結構、2.洋流、波浪及潮汐、3.固體地球的結構、4.火山與地震、5.板塊構造運動，將採準實驗研究方式，分為行動學習(實驗組)及傳統教學(控制組)，並配合高中職行動學習輔導計畫，以信望愛文教基金會提供之行動載具 HTC Flyer 進行教學，設計適合學生的課程，藉此提升學生的學習態度與學習成效。基於上述研究動機，本研究目的共有以下三點：一、探討運用行動學習融入地球科學教學，對高中一年級學生地球科學學習成效之影響。二、探討運用行動學習融入地球科學教學，對高中一年級學生地球科學學習態度之影響。三、探討行動學習與傳統教學，對高中一年級學生地球科學學習成效之間的差異。. 3.

(13) 第三節研究問題. 基於上述之研究目的，本研究之研究問題主要有以下三項：一、實施行動學習融入地球科學教學後，對高中一年級學生地球科學學習成效之影響情形為何？二、實施行動學習融入地球科學教學後，對高中一年級學生地球科學學習態度之影響情形為何？三、實驗教學後，行動學習（實驗組）與傳統教學（控制組）的學生，在地球科學學習成效是否有顯著差異？. 4.

(14) 第四節名詞解釋一、行動學習融入地球科學教學本研究所指行動學習是一種透過不同的行動載具，使學習不再受到空間與時間的限制，因此本研究透過 HTC Flyer 作為行動載具，融入康熹版高一上地球科學教材單元中，利用行動學習可以打破空間與時間限制的特性，在學習地球科學時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容易見到的現象。在教學上使用直接引導學習作為融入策略，直接引導學習是透過教師為學生設計出有系統、組織的課程設計，讓學生在教師的引導下運用行動載具去主動搜尋相關的資料，或教師提供相關的網路資源給學生利用，補充平常上課教材內容的不足。二、地球科學學習成效本研究之學習成效是指學生在康熹版高一上地球科學教材的內容中，對單元 3.3 至 3.7 的認知程度。研究者根據課本康熹版高一上地球科學課程內容，編制設計「地球科學學習成就前測」、「地球科學學習成就後測」的測驗。本研究的地球科學學習成效就是學生在這個測驗上的得分，透過統計與分析處理，以了解學生在地球科學學習成效上是否有所差異，得分越高者，表示對於地球科學的學習成效越高，反之，則表示對地球科學的學習成效越低。三、地球科學學習態度本研究之學習態度是指學生在學習態度量表上填答之結果。研究者參考張俊彥、董家呂（2000）製作之地球科學學習態度量表，編制設計「地球科學學習態度前測」、「地球科學學習態度後測」的測驗，共計二十五題，本問卷分為四個向度：個人、課程、知識、人類。本研究的地球科學學習態度就是學生在這個測驗上的得分，透過統計與分析處理，以了解學生對於地球科學學習的想法及喜好，得分越高者，表示對於地球科學的學習態度越積極，反之，則表示對地球科學的學習態度越消極。. 5.

(15) 第五節研究範圍與限制本研究主要針對行動學習融入地球科學作為探討，雖力求實驗過程嚴謹，卻仍受環境與時間等客觀因素影響，致使本研究欲探討之結果尚有不盡周全之處，茲將研究限制分述如下：. 一、研究對象本研究實施對象為屏東某公立高中一年級學生，由於無法進行隨機抽樣與分派，研究者自教學者所教導之一年級班級中挑選兩班，因此採「準實驗研究」之「不等組前後測設計」。實驗取樣即是以該進行實驗教學之學生為母群體，研究結果不宜推論至其他學校之同年級或不同年級之學生。二、研究內容本研究場域是屏東某公立高級中學，係為教育部高中職行動學習計畫之參與學校，教材來源為高中一年級地球科學課本康熹版單元 3.3 至 3.7，其內容分別為 1.海水的組成和結構、2.洋流、波浪及潮汐、3.固體地球的結構、4.火山與地震、5.板塊構造運動，故研究範圍不宜直接推論至其他地球科學單元三、研究工具本研究所使用之地球科學學習成就測驗乃以高中一年級地球科學課本康熹版單元 3.3 至 3.7 為範圍，其他地球科學內容則不在範圍內。四、研究時間本研究因學校課程有進度上的壓力，須配合研究對象在學校的規劃時程表，故不能每節都全程使用行動載具，所以觀察時間僅為五週五節課的時間，因此所得之研究結果與長期實驗研究之觀察結果不盡相同，不宜多做廣泛推論。. 6.

(16) 第二章文獻探討. 為了解與本研究有關的內容及理論基礎，將針對相關的文獻資料加以分析整理，以做為進一步研究的基礎。此章節主要說明本論文所參考的文獻，包含了重要名詞的探討以及和本研究有關的研究內容。本章共分三節，第一節為行動學習，第二節為直接引導學習，第三節探討行動學習融入自然科學的相關研究。. 第一節行動學習. 數位學習因為行動載具及通訊技術的出現，開啟另一種可以讓學習者進行知識傳播的學習方式(Buchanan et al., 2001)。許多研究學者在數位學習中應用了行動運算的技術，使得原本的數位學習推上另一個層級，造就了行動學習的發展（蔡煒志，2008）。故本節將針對行動學習的定義與行動學習之特性加以探討。. 一、行動學習的定義綜觀近幾年國內外投身於行動學習研究的學者們，對於詮釋的觀點都各有不同，廣義而言，行動學習的定義是只要可以在任何時間、任何地點、任何裝置上接受學習，就可以稱為行動學習（Chabra ＆ Figueiredo, 2002）。 Lehner 等人(2002)認為只要是透過任何不受時間、地點限制的服務或設備，提供學習者數位化資訊與教材，並協助取得知識的相關學習活動。Leung 和 Chan(2003)則認為行動學習需使用行動裝置如 PDA 或是行動電話，透過無線網路連結以取得學習資源並進行學習活動。蘇照雅、林秀美（2004）認為，行動學習是建立在數位學習的基礎之上，它是數位學習與行動科技的結合，豐富且高度的互動是它重要的概念，可依據學習者所處的情境，給予適當的教學內容，建立個別化的學習環境；並非強調學習者 7.

(17) 於行動中學習，而是到達目的地後仍可得到個人學習環境。王淑真（2005）彙整許多行動學習領域研究專家與學者對行動學習定義與看法，整理出行動學習應該包含的四項要點：（一）以科技的觀點看行動學習相關的應用技術及基本建設。例如：無線網路協定、無線藍芽以及紅外線傳輸等技術。（二）行動學習必需有相關的硬體裝置或平台裝置應具備可攜性的特性，例如：最常用的行動載具 PDA、3G 手機、Tablet PC 等。（三）教育應用互相結合相關的學習活動模組，這其中也蘊含了相關的教學理論、教學活動與教學設計等。（四）強調無所不在(ubiquitous)的方便性行動性(mobility)、立即性地回饋增加行動學習便利性。其體積小、輕便加上技術的更新與應用使其不受空間與時間的限制。二、行動學習的特性 Kynaslahti（2003）認為行動學習具有便利性（Convenience）、適宜性（Expediency）、立即性（Immediacy）三種價值；便利性指的是可以在任何時間、地點學習而不受限制；適宜性則是可以在不同的地方做學習的活動，不論是行進間或固定地點都可以進行學習；立即性則是可以隨時隨地與他人分享，及時給予回饋。 Shepherd（2001）提出：M-Learning 不只是數位化，它還具有移動的特性，因此行動學習比數位學習更邁進一步能做到隨時隨地的學習，不受到桌上型電腦環境的限制，輕便的行動學習裝置及無線網路環境，提供資訊隨手可得的機會。換言之，行動學習能讓學習者在其最需要或最適時的情況下進入資訊網路獲取訊息，是一種彈性學習方式及學習環境。 8.

(18) 高台茜（2001）認為行動學習使學習活動不只侷限於擁有隨身性、行動性，透過結合各種無線科技應用使得學習行為，更具備了以下六種特性：（一）學習需求的迫切性無線通訊使用的時機，常常是在對知識取得有相當的迫切性之時；取得關鍵知識的情境稍縱即逝，如若不能立即得到資訊來解決眼前的問題，則使用者往往會失去該次學習的動機。（二）知識取得的主動性無線通訊的使用是因應學習者的需求來提供資訊，亦即 Information on Demand。因此學習者具有知識取得的主動權，得以發揮以學習者為主體的自我導向式學習。（三）學習場域的機動性行動學習所具有的移動性、隨身性、及個別化之特色，使得學習場域可以隨時就地形成。運用行動學習輔具能使個人隨時隨地與教材或是教具進行互動，達到個別化學習的目的。（四）學習過程的互動性在學習者因應迫切的學習需求，主動地在一個機動的學習場域，企圖透過無線網路應用來取得知識後，無線網路應用可以提供的是一個高互動的社會學習情境。（五）教學活動的情境化藉由無線網路應用的行動性和隨身性，得以在日常生活的真實情境自然嵌入教學活動，達到生活中學習的境界。（六）教學內容的整體性無線網路應用整合了多種資訊來源，支援學習者進行非線性、多向度、彈性化的學習與思考，特別有利於高複雜、低結構學習內容，提供全方位、跨學科的學習。. 9.

(19) 學者朱曜明(2003)也從學生與教師兩個方面，來進行行動學習的特色闡述：（一）學生行動學習的特色 1.自我負起學習責任：學習內容可以隨手取得，學習者不能再像以前說沒有課本、沒有資料、或者不知道要繳交作業。因此，學習者學習意願為主要關鍵所在。 2.可隨時取得支援：學習者輕易的透過行動工具取得網路上所需資訊，或聯繫教師以取得支援。 3.真實的學習情境：因為可隨時取得支援，因此學習的情境可以變成在真實環境中學習。學生在實際情境中發覺問題，可以立即獲得解決，學習效果佳。這樣的情境宛若擁有一個隨身助教一般。 4.個性化的學習模式：學生可以依照自己的行事曆，隨時調整與安排學習的時段，甚至考試測驗，避免因為時空限制，而造成時間浪費。可充分掌握自己的學習型態、應用時間，並建立個人化的學習型態。 5.完整的學習紀錄：學生的學習過程與學習成果隨時均透過系統予以紀錄，可以作為自我分析與教師分析的重要資料。學生可以依照自我學習紀錄進行檢討，改進自我學習的缺點。 6.多樣化與彈性化的學習型態：在實施方式尚可以即時群播、課程隨選、虛擬教室、真實情境等進行學習；在學習行為上透過師生互動、同儕互動、學習者與教材互動、學習者與真實環境互動等方式進行學習；在學習策略上個人自我學習、老師較學、角色扮演、問題解決、任務導向、專題導向、小組合作等方式均可應用於行動學習的場景。（二）教師行動學習的特色 1.隨時瞭解學生的學習情況：教師可透過行動設施瞭解學生的學習情況，包含學習途徑、時間點、次數、學習的成就等紀錄，分析容易。 2.適時介入指引：根據學生的學習成就及學生特質適時提醒或指引學生進行學習。 10.

(20) 3.教學的情境擴大至真實環境：教師可隨時隨地從事各種教學活動，也可以從真實環境中，設計教學內容，讓學生從真實生活環境中學習。 4.重教學管理：個別化的學習與數位化的教材資料，使教師需要做大量的事前準備工作，為了掌握教學情境，也需要做更多事前推演與準備。 5.評量不再是紙筆，而是真實評量：學生可以隨時取得教師所需要的答案，甚至是來自於他人的協助。因此，評量需以學生處理問題的實際表現為依據。三、小結綜上文獻探討所述，行動學習是一種透過不同的行動載具，使學習不在受到空間與時間的限制，因此本研究希望透過 HTC Flyer 作為行動載具，融入康熹版高一上地球科學教材單元中，利用行動學習可以打破空間與時間限制的特性，在學習地球科學時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容易見到的現象，期許透過這樣的方式，可以提升學生對地球科學的學習成效與學習態度。. 11.

(21) 第二節直接引導學習. 直接引導學習是台灣科技大學數位學習與教育研究所黃國禎教授所提到的行動學習十大策略之一，由於直接引導學習沒有文獻可以參考，所以研究者選擇比較有間接相關的直接教學來做說明，所以本節將針對「直接教學的起源」、「直接教學的定義」、「直接教學的理論基礎」及「直接教學的內涵」加以探討。一、直接教學的起源直接教學模式（Direct Instruction）源自 Teaching Disadvantaged Children in the Preschool 一書，由 Engelmann 和 Becker（1966）所提出來的，說明學生只要從幼兒的起點行為開始教導，就可以學習所有教師想要他們學習的技能（薛淑芬，2003）。為了區分 1969 年前後的直接教學，用 di（direct instruct）表示最初的直接教學法，用 DI（Direct Instruct）表示擴大發展的直接教學模式，兩者皆著重在教學技巧與時間上的安排，但 di 重視學生主動參與，沒有特別對課程與教材方面給予安排，而 DI 則是以有組織及系統的課程設計來連結概念，重視課程與教材的結構，以及學業領域中認知的過程（邵淑華，1997；謝芳蕙，2001）。二、直接教學的定義直接教學(DI)是一種以行為作為導向的教學步驟，其意義視使用者而定。一般來說是指教師為了引導學生提高學習成就所使用之教師行為，包括教師直接引導教學、掌握特定目標的學習成果、要求學生新學習的成果、對學生的錯誤給予回饋，並在學生達到精熟標準後才可以進入下一單元（Bender，1996）。 Kroesbergen 和 Van Luit（2003）認為直接教學法是透過由淺到深的教學技術來教導學生基礎或獨立的技能，提供了具結構化且嚴謹的教學設計與組織，是一種非常有效的教學法。 Stein、Carnine 和 Dixon（1998）認為 DI 是指一種非常清楚之教學系統，. 12.

(22) 用清晰之課程設計、教室組織與管理整合為有效之教學實施，如此一來不但可以擴展了教師之專業發展，更可以掌控學生進步的情形。盧台華（1985）認為直接教學法是一種教師透過組織、系統層次分明的教材教法來直接預防或補救學生學業及缺失的教學模式。. 奧蘇貝爾主張的直接教學法，特別重視以下三個原則(張春興，1999）：（一）意義學習的產生意義學習是直接教學的目的，學生對所學的教材不但能夠了解教材中文字表達的意義，而且能與自己既有的知識連結在一起，形成自己的新知識。（二）先備知識的配合先備知識是直接教學的必要條件，學生必須對教師的教學徹底了解才能產生意義學習，教師必須配合學生的先備知識，學生才能像爬台階一樣，逐步學到完整的知識。（三）前導組合的運用教師在教導學生學習新知識前，運用引導來喚起學生的先備知識，從而產生意義的學習。三、直接教學的理論基礎直接教學法是依據應用行為分析理論（applied behavior analysis）、溝通分析（analysis of communication）和知識系統的邏輯分析（logical analysis of knowledge）三種理論為基礎發展而成（Carnine ,Granzin＆Becker , 1987），針對這三個理論分別說明如下（盧台華，1994）：（一）應用行為分析（applied behavior analysis）主要提供工作分析、引發動機及注意力、選取範例、修正錯誤與給予回饋的原理原則。（二）溝通分析（analysis of communication） 13.

(23) 指師生間的互動，教導知識的過程，其中包括安排清楚的教學順序、提供敘述清楚的教學。（三）知識系統的邏輯分析（logical analysis of knowledge）運用共同性分析各類不同的知識，並設計提供相同的策略教導相同的知識。四、直接教學的內涵「直接教學模式」主要包含了三個內涵，分別是「教學組織」、「教學設計」和「教學技術」，分別說明如下（盧台華，1991）：（一）教學組織在教學組織方面，包含了：「小組教學」、「持續性的評量」、「教學時間的分配」，分別敘述如下： 1.小組教學教師可按照學生的學習狀況做適當的調整分組，依照學生同質性選擇，以達良好的教學效果，而且每組以 4-10 人最適當。 2.持續性的評量教學活動進行中不斷的評量，能立即得知學生錯誤，以便馬上提供回饋、糾正與補救教學，以確定學生的精熟程度。 3.教學時間的分配每項活動的時間最多十至十五分鐘，且每次教學的新教材以一種為原則，如果一定要教兩種，此兩者最好是不相似的內容。（二）教學設計 Silbert、Carnine 和Stein(1981)及盧台華（1991）認為直接教學法之教學設計有以下八個步驟： 1.確定學習目標：除了長短程的教學目標外，更要列出學習指標以作為評量的依據。 2.設計問題解決策略：為了利於日後日常生活之應用，需著重解決實際問題 14.

(24) 解決的策略。 3.確定必備技能：在進行整個策略的練習前，應先教以策略中的各個組成元素。 4.確定教學順序：先從簡單、必備的技巧開始教，再來才教複雜的技巧。 5.選擇教學程序：對於不同的學習活動，其採用的教學順序也不盡相同。 6.設計教學模式：教學時所使用的範例以及發生錯誤時糾正的步驟需慎選。 7.選擇適當的範例：例題的選擇多半要呈現教學模式或作業練習。 8.課程中應讓學生有充分的時間來練習或複習教師所教過的內容。（三）教學技術盧台華（1994）認為直接教學法的教學技巧如下： 1.小組教學（small group instruction）：如何診斷與分組，組越低人數就越少。 2.同聲反應（union responding）：讓全部學生一起作答，不但可以增加學生活動的機會，還可以藉此提高學生參與感與注意力。 3.清晰的反應訊號（signals）：透過拍手、敲黑板、點頭、彈指等方式、讓學生知道何時可以一起回答。 4.快速的節拍（pacing）：教師在呈現教材時需生動活潑，且速度應先慢再加快，並給予短暫的停頓時間好讓學生思考答案。 5.座位安排（seating arrangment）：教室與學生的座位應有所安排，以避免造成分心。 6.督導（monitoring）：教師除了要聆聽學生的回答、觀察學生眼睛與嘴型外，還需要瞭解學生的學習情況。 7.錯誤的糾正程序（correcting）：依照示範、引導、測驗、辨別、再測驗的過程。 8.診斷與補救：先找出學生錯誤或不專心的原因，然後再教導正確的答案，最後施以測驗來確定是否已有所補救。 15.

(25) 9.動機：教師應提高學生學習的意願，以利於學生進行學習。. 上述直接教學是由老師有系統的去規劃並帶領學生，但後面研究者希望學生可以獲得更大的學習空間，所以利用下列四點方式，由老師提供學生補充資料讓學生自行學習，或讓學生可以透過行動載具去搜尋相關內容，藉由這樣的方式來使學生更自主的去學習（黃國禎，2013）：（一）提供學生相關學習內容之網站作為教材的補充，輔助學生進行學習。（二）應用多媒體的呈現來輔助學生學習，將抽象的資訊轉為具體的知識。（三）提供學生課外的補充資料以及相關的生活經驗，藉此提升學生的學習動機與興趣。（四）設計學習單，讓學生參考數位教材的內容進行學習、經由教學軟體的操作，或是上網搜尋資料完成學習任務。. 因此由黃國禎教授所提出的直接引導學習，研究者認為是運用直接教學輔已黃國禎教授所說的那四點方式，進而去引導學生學習，因此本研究者認為直接引導學習是由直接教學而來。五、小結綜上所述，直接引導學習是透過教師為學生設計出有系統、有組織的課程設計，並讓學生在這樣的規劃引導中可以去主動尋找所需的學習內容，因此本研究欲運用直接引導學習策略，讓教師去引導學生，使學生主動思考，並利用行動載具去搜尋相關的資料，或教師提供相關的網路資源給學生利用，補充平常上課教材內容的不足。. 16.

(26) 第三節行動學習融入自然科學之相關研究. 一、相關研究綜觀近幾年來國內行動學習的相關研究，由於行動學習融入高中地球科學之相關文獻探討的研究其實並不多，目前僅發現一篇，所以本研究者將探討範圍擴大至與國中小、高中自然科學相關之研究，以下表 2-1 整理表格即為對於行動學習融入自然科學相關研究之應用，如下表所示：. 表 2-1 行動學習融入自然科學相關文獻整理表作者（年代）論文名稱. 研究對象與方法. 研究結果. 吳玟萱. 行動學習在國小. 對象:. 以生態園學習環課程為主的行動學習受到學生. （2005）. 生態園學習環課. 國小四年級學生. 的喜愛，有助於提升學生的水生植物認知概念. 程之應用研究. 方法：. 與學習興趣。. 準實驗研究設計林明玉. 以提供線索學習. 對象：. 1. 以提供線索之探究學習活動模式對於實施. （2005）. 方式搭配行動學. 國小四年級學生. 國小自然課程有正向的幫助. 習輔具建置一個. 方法：. 2. PDA 與相機輔助學生在國小自然探究學習有. 國小自然科探究. 前實驗研究設計. 正向的幫助. 學習模式. 3. PDA 探究校園植物系統應用於國小自然探究有正向的幫助. 高嘉蔆. 行動學習輔具輔. 對象：. 利用行動學習輔具的輔助，以 PBL 在校園生態. （2006）. 助國小學生以. 國小四年級學生. 教材園進行水生生物學習是有正面幫助的，但. PBL 在校園生態. 方法：. 在提升學生學習成效的部分並不明顯. 教材園進行水生. 準實驗研究設計. 生物學習之研究. 17.

(27) 賴忠良. 探討行動學習系. 對象：. 1.系統觀點. （2007）. 統之建置與實施. 國小三年級學生. (1)GPS 系統較適合教室以外使用. 之研究. 方法：. (2)能提升學生興趣及學習成效. 前實驗研究設計. (3)介面親合度能獲學生認同，引發學習興趣 2.教學觀點 (1)說明書使用課程能有效幫助學生解決問題 (2)GPS 尋寶遊戲能提升學生參與的動機 (3)本研究之學習系統，對於認識校園植物有不錯的成效，也幫助學生認識校園環境及校園安全. 許甲奇. 以情境感知行動. 對象：. 1.情境感知行動學習系統輔助植物辨識學習教. （2008）. 學習系統輔助植. 國小六年級學生. 學與傳統戶外教學之學習成效並無顯著差異. 物辨識教學之研. 方法：. 2.學習者接受情境感知行動學習系統輔助植物. 究。. 準實驗研究設計. 辨識學習教學在學習保留效果較傳統戶外教學為佳 3. 使用傳統戶外教學法之學習者，其視動能力差異將顯著影響學習成效。. 林勝賢. 探討擴增實境融. 對象：. 擴增實境融入行動學習對於不同能力的學生其. （2010）. 入行動學習對國. 國小三年級. 學習成就表現有正面的影響，但學習動機沒有. 小學生自然與生. 方法：. 顯著的差異。. 活科技學習動機. 準實驗研究設計. 與學習成就的影響蔡汶鴻. 基於專家系統知. 對象：. 1.經過系統導引學習的學生，其學習成就顯著. (2011). 識擷取技術之行. 高中一年級學生. 優於未接受系統導引的學生，尤其在「分析」. 18.

(28) 動學習導引模式. 方法：. 能力上的提昇最為顯著。. －以高中地球科. 準實驗研究設計. 2.在學習動機的改變中，學生的「控制信念」、. 學課程為例. 「自我效能及期望成功」的動機有顯著的提昇，並且降低了學生的考試焦慮感。. 楊凱鳴. 應用 QR Code 於. 對象：. 本研究之學習系統確實能提升學生自然科學習. 陳驊. 國小自然科輔導. 國小三年級學生. 成效，有效喚醒學生的好奇心，引起學生學習. 劉擎華. 教學-以認識校. 方法：. 動機，使其主動學習. （2013）. 園動植物為例. 準實驗研究設計. 黃筠菱. 運用行動學習於. 對象：. 1.學習者的科學學習態度雖沒有顯著差異，但. （2014）. 小學校外教學之. 國小五、六年級. 在知識和行為上有正向的成長。. 研究─以動物園. 方法：. 2.由平板進行行前規劃對於學習者控制自己探. 為例. 個案研究. 索狀況有正向的影響。. 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中有許多正向的影響，整理上述文獻結果如表 2-2 行動學習融入自然科學相關文獻結果整理表. 表 2-2 行動學習融入自然科學相關文獻結果整理表研究發現. 研究篇數數量. 研究發現數量. 國小. 高中. 學習成效提升. 8. 6. 5. 1. 學習態度提升. 8. 6. 5. 1. 在行動研究融入自然科學領域之相關文獻中發現，研究者大多都採用實驗研究設計，只有黃筠菱（2014）採用個案研究法，探討在平板上使用動物園行動學習系統截住學習者行前規劃、控制和事後討論對於學習者在動物園探索上有什麼. 19.

(29) 影響。在研究對象方面，研究者大多以國小學生為主，只有蔡汶鴻(2011)以高中一年級學生作為研究對象。在學習成效方面，研究顯示當教師進行教學活動時，將行動學習融入自然科學課程，並比較教學前後的學習成效，其結果是有所提升的，但其中高嘉蔆（2006）指出對水生生物學習雖然是有正面幫助的，但在學生學習成效的部分並沒有提升；許甲奇（2008）指出學生在校園植物認識學習上，由於學生對系統滿意度並不高，實驗處置時間不足，學習成效因而無法達到明顯差距。在學習態度方面，研究顯示學生在使用行動學習融入教學之後，都抱持著正向的態度，讓學生在對自然科學課程學習上更有興趣，但其中林勝賢（2010）指出學生在學習動機的表現上，兩種教學法間並沒有太大的差異；黃筠菱（2014）指出學習者的科學學習態度雖沒有顯著差異，但在知識和行為上有正向的成長。因此，基於上述各項研究結果顯示，行動學習融入自然科學教學之相關研究數量有很多開發的空間，尤其是行動學習融入高中課程方面的研究篇數更是不多，但文獻資料顯示將行動學習融入自然科學教學大多都持正向的態度，因此，希望以提高自然科學學習成效與學習態度等方向為目標，進行本研究的教學實驗活動，以提供將來行動研究融入自然科學的相關研究參考資料之一。. 二、小結綜上所述之相關文獻顯示，融入行動學習於教學活動中，在學習成效與學習態度等相關研究，大多持正向的態度，而老師可以利用「無所不在學習」的特性，來輔助教學活動的進行，故研究者期望配合教育部的高中職行動學習輔導計畫，探討運用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，進而對此領域有所貢獻。. 20.

(30) 第三章研究方法. 為了解行動學習融入高一地球科學教學，在對學生地球科學學習成效與學習態度是否有相關影響。本實驗採準實驗研究設計實驗組、控制組不等前後測實驗設計，實驗組以「行動學習教學」使用行動載具進行學習；控制組則不使用行動載具，以一般傳統地球科學教學進行學習。本研究所使用研究工具分為：（1）地球科學學習成就測驗，及（2）地球科學學習態度測驗。分別於實驗前後進行成就測驗前後測、態度測驗前後測等。經由資料整理與統計分析後，取得量化資料再加以歸納結論。本章主要說本研究之研究架構、實驗設計與實施、教學活動設計、研究工具、研究對象、資料處理與分析等內容，茲分別敘述如下。. 21.

(31) 第一節研究架構. 依據本研究動機、研究目的及文獻探討之結果，繪製出本研究之研究架構，如圖 3-1 所示。自變項：一、實驗組：行動學習融入地球科學教學二、對照組：傳統地球. 依變項：一、地球科學學習成效後測二、地球科學學習態度後測. 科學教學. 共變項：地球科學學習成效前測. 控制變項：一、受試者二、教學者三、教學內容四、教學時數. 圖 3-1 本研究之研究架構圖本研究之研究目的為探討運用行動學習融入地球科學是否能對高中一年級學生的地球科學學習態度及學習成效有所影響及差異，各變項的敘述如下：一、共變項：本研究的共變量為「地球科學學習成效前測」。. 二、自變項本研究的自變項為教學方式，將實驗對象依據不同的教學方式分為「實驗組」與「控制組」，說明如下：（一）實驗組：使用行動學習教學方式，以 HTC Flyer 為行動載具進行課程進行. 22.

(32) 地球科學教學。（二）控制組：以傳統地球科學教學方式，進行地球科學教學。. 三、依變項：本研究的依變項為「地球科學學習成效後測」及「地球科學學習態度後測」。. 四、控制變項本研究的控制變項為「受試者」、「教學者」、「教學內容」、「教學時數」，說明如下。（一）受試者：二組學生皆為高中一年級學生。（二）教學者：二組任課老師相同，皆為實驗學校的資深地球科學教師。（三）教學教材：兩組皆以相同教材進行地球科學教學，教材為康熹版高一上地球科學課本。（四）教學時間：兩組教學時間皆相同，每週一次，每節四十五分鐘，並為期五週的地球科學實驗教學。. 23.

(33) 第二節實驗設計與實施. 本研究主要目的在於探討學習者透過行動學習融入地球科學教學後，對地球科學學習成效與學習態度之影響。研究方法採「準實驗研究」之「不等組前後測設計」，因為必須以學校計劃原本已編製好之班級進行實驗，無法由研究者選擇適當的班級，本研究為求較佳之內在效度，於實施前測後，將採用以前測為共變數之統計方法排除前測可能差異之影響。本研究採不等組前後測設計的準實驗研究，實驗對象為屏東縣某公立高中一年級兩個班共約 69 名學生，進行實驗教學。將兩班分別分派為實驗組與控制組，實驗組以 HTC Flyer 作為學習輔具實施行動學習融入地球科學教學，控制組實施傳統地球科學教學。兩組教學採用自編教材，教學時間為期五週，在教學實驗前，兩組學生皆進行地球科學學習成效前測，實驗組另外進行地球科學學習態度前測；於實驗結束後，兩組再接受地球科學學習成效後測，實驗組另外進行地球科學學習態度後測。本實驗設計模式如表 3-1 所示：. 表 3-1 本研究之不等組前後測實驗設計組別. 前測. 實驗. 後測. O1. X. O3. 行動學習地球科學教學 (實驗組) 傳統地球科學教學 (控制組). O2. O4. 24.

(34) O 1 ：表示實驗組學生在實施前測之分數(包含「地球科學學習態度量表」及「地球科學學習成就測驗前測」)。 O 2 ：表示控制組學生在實施前測之分數(包含「地球科學學習成就測驗前測」)。 O 3 ：表示實驗組學生在實驗教學後實施後測之分數(包含「地球科學學習態度量表」及「地球科學學習成就測驗後測」)。 O 4 ：表示控制組學生在實驗教學後實施後測之分數(包含「地球科學學習成就測驗後測」)。 X：表示實驗組之實驗處理，實驗組以 HTC Flyer 作為行動學習載具，每位學生皆配置一台，教師也運用行動載具配合教學活動進行地球科學之課程。. 本研究之研究流程如圖 3-2 所示，共分為三個階段進行，分別是「準備階段」、「實驗處理階段」、「資料分析階段」，以下對各階段流程做詳細解說。一、準備階段對於研究目的確定之後，研究的方向有了目標。首先便開始著手朝行動學習相關文獻找起，與指導教授做討論，並進行修改。為配合行動學習輔導計畫，研究者先行了解行動載具及介面的使用，並與合作教師討論行動學習融入地球科學教學的教案以及修正。二、實驗處理階段本實驗階段以三個部分進行，分別為「前測」、「實驗教學」、「後測」。（一）前測階段前測時間訂於一百零三年四月二十二日，實驗組與控制組在上完康熹版一上地球科學教材單元 3.2 之後，於實驗教學前進行「地球科學學習態度量表」與「地球科學學習成就測驗前測」之填寫，以了解學生之起點行為。（二）實驗教學階段在一百零三年四月三十日到五月二十八日，每週一次，每節四十五分鐘，並為期五週的地球科學實驗教學，實驗組的每位學生皆配置一台行動載具 HTC 25.

(35) Flyer，實施行動學習地球科學教學，而控制組則實施傳統地球科學教學，其教材內容皆相同。（三）後測階段在五週實驗教學後，實驗組及控制組學生皆於一百零三年六月九日進行「地球科學學習態度量表後測」與「地球科學學習成就測驗後測」之填寫，以了解學生在教學後的學習情況。三、資料分析階段將「地球科學學習態度量表」、「地球科學學習成就測驗前測」、「地球科學學習成就測驗後測」等資料經由統計方法進行分析與處理，撰寫研究之結果並針對提出的研究問題進行討論，最後完成研究報告。. 26.

(36) 形成研究問題參考相關文獻確定研究主題. 準備階段. 地球科學學習成就測驗選定研究工具地球科學學習態度測驗編製教材及研究工具選定研究對象、決定施測時間. 實施前測實驗組（行動學習教學）. 實驗處理階段. 實驗教學控制組（傳統教學）實施後測收集資料. 資料分析階段. 分析資料撰寫論文. 圖 3-2 本研究之研究流程圖. 27.

(37) 第三節教學活動設計為有效發揮行動學習不受時間、空間限制的特性，並適當的結合地球科學做為課程內容，本研究之教學活動設計觀察到平常無法將結合 Learn Mode 數位教育平台，透過行動學習載具讓學生在教學活動中可以運用教師提供相關的網路資源，或自行上網搜尋相關資訊。教材內容的安排是以實驗學校所使用康熹版高中一年級地球科學單元 3.3 至 3.7 做為教材，教學重點為 1.海水結構；2.潮汐變化；3.地震定位；4.火山、地震的分布與斷層移動；5.板塊移動。採用引導、問答及觀察等教學方法，教學工具是平板電腦及黑板，希望透過下列教學過程（如表 3-2）學習者達到以下教學目標： 1.了解溫鹽圖的功用。 2.認識各高、中、低緯度地區海水在水平、垂直面上溫度與鹽度的特性與變化。 3.認識潮汐的成因與周期 4.了解潮汐與月相的關係 5.能夠知道地震波的種類與特性。 6.能夠利用地震紀錄判斷地震波 P 波與 S 波到達測站的時間與時間差。 7.能夠知道以測站為圓心、震央距離為半徑畫圓，以尋找所有可能的震央位置。 8.能夠知道地震定位之簡單多站測定法基本原理。 9.能夠理解為何至少需要三個不同測站，才能夠定出震央的位置。 10.了解火山帶及地震帶的關係 11.了解斷層的類型與特色 12.認識板塊構造學說發展歷程與內容。 13.了解板塊邊界有三種不同的類型。. 28.

(38) 表 3-2 行動學習課程教學設計主題名稱教學流程暖身與引起動機. 溫鹽圖的意義與用途教學活動教材老師於愛分享分享幾艘海洋研究船的圖片，詢問學生知愛分享不知道研究船是做什麼的？網路資源. 教具時間平板電腦 5 分. 1.請學生自行上網搜尋溫鹽圖的功用，並在大哉問上回大哉問答問題：請問溫鹽圖的功用為何？網路資源 2.老師彙整答案，並給予回饋與說明。. 黑板 20 分平板電腦. 發展活動. 1.老師針對海洋鹽度、溫度水平及垂直圖給予說明，並大哉問講解其原因及特色。網路資源 2.請學生至大哉問擷取老師提供之圖示，畫出鹽度垂直分布圖並繳交。. 黑板 20 分平板電腦. 主題名稱教學流程暖身與引起動機. 潮汐教學活動教材 1.欣賞 YOUTUBE 影片教學影片 https://www.youtube.com/watch?v=Eck48o1aooc https://www.youtube.com/watch?v=aDX5ZtsLCMY 2.詢問學生觀察到那些潮汐的特色及成因，並給予回饋。 1.請學生上網搜尋潮汐與月相的關係圖，並將自己認為愛分享最適當的關係圖分享至愛分享。網路資源 2.老師詢問學生觀察到的結果並加以分析。. 發展活動. 請學生上網搜尋台灣附近海域潮汐預報，並觀察其中有大哉問何規律性，並至大哉問回答自己所得到的答案。網路資源 1.相鄰兩次漲潮的時間間隔約為多少? 2.滿潮或乾潮隔日約延遲多少時間？. 主題名稱教學流程. 地震定位遊戲教學活動欣賞 YOUTUBE 影片。 https://www.youtube.com/watch?v=Hp_-8a82zDo. 暖身與引起動機. 29. 教具時間平板電腦 10 分筆記功能. 黑板 20 分平板電腦. 黑板 15 分平板電腦. 教材. 教具. 時間. 網路資源. 平板電腦. 5分.

(39) 網路資源. 黑板 35 分平板電腦. 將填有姓名的證書擷取畫面，分享至愛分享。. 愛分享. 平板電腦. 火山與地震教學活動欣賞 YOUTUBE 影片。 https://www.youtube.com/watch?v=4uwVz0Y-10M. 教材網路資源. 教具時間平板電腦 5 分. 1.請學生上網搜尋火山帶與地震帶圖片，並在大哉問中大哉問回答問題：火山帶與地震帶兩者間的差別在哪，並說明網路資源理由？ 2.老師彙整答案，並給予回饋與說明。. 黑板 20 分平板電腦. 發展活動. 1.請學生上網搜尋斷層的類型與其特色有哪些，並分享愛分享於愛分享。網路資源 2.老師播放斷層動畫並加以說明 http://vlog.xuite.net/play/ODJ3ekxCLTE0OTAzNDkuZmx 2?ump=1. 黑板 20 分平板電腦. 主題名稱教學流程暖身與引起動機. 板塊移動教學活動欣賞 YOUTUBE 影片。 https://www.youtube.com/watch?v=vgfVYC0dK4w. 請學生上網搜尋 QCN 台灣捕震網。 http://qcntw.earth.sinica.edu.tw/. 發展活動. 主題名稱教學流程暖身與引起動機. 發展活動. 1.引導學生進行遊戲，利用地震紀錄找出震央位置。 2.引導學生進行問題討論，思考「為何需要 3 個圓才能決定震央位置」、「3 個圓沒有交於 1 個點的可能原因與資料處理方法」。 3.要求學生照流程完成地震報告。 5分. 教材網路資源. 教具時間平板電腦 5 分. 1.請學生上網搜尋大陸漂移說與海洋擴張說，並自行整愛分享理學說內容分享於愛分享。網路資源 2.老師加以說明大陸漂移說與海洋擴張說發展歷程與內容。. 黑板 20 分平板電腦. 1.請學生上網找出板塊邊界的類型及其特色與差別為愛分享何，並分享於愛分享。網路資源 2.老師播放板塊移動動畫並加以說明。 http://vlog.xuite.net/play/VEppSE9FLTE0OTAzNDUuZm x2?ump=1. 黑板 20 分平板電腦. 30.

(40) 表 3-3 傳統講述課程教學設計主題名稱溫鹽圖的意義與用途教學流程教學活動暖身與引起動機詢問學生海水的特性可以從哪些面向去衡量呢？說明溫鹽圖在海洋研究上的意義。. 發展活動. 教材教具時間 5分課本黑板 10 分. 說明各高、中、低緯度地區海水在水平、垂直面上溫度與課本黑板 30 分鹽度的特性與變化。說明溫鹽深儀（CTD）的測量原理。說明溫鹽圖的測繪方式與應用。. 主題名稱. 潮汐. 教學流程. 教學活動. 課本黑板 10 分. 教材教具. 暖身與引起動機詢問學生潮汐的現象是怎麼來的呢？. 時間 (分) 5分. 說明潮汐的成因，先從引發潮汐的原動力談起（太陽及月課本黑板 10 分亮），再導入公式比較兩個天體的影響。. 發展活動. 說明月相和潮汐的相關性，由此導入潮汐的相關名詞，包課本黑板 15 分含滿潮、乾潮、漲潮、退潮、大潮及小潮等…。. 說明潮汐的週期，包含日地月相對運動造成每天潮汐會有課本黑板 15 分延遲的概念。主題名稱. 地震波. 教學流程. 教學活動. 暖身與引起動機. 詢問學生臺灣的地震相當頻繁，不過要怎麼知道震源的所在之處呢？. 發展活動. 說明地震波傳遞過程，來了解如何獲得地震記錄資料與地課本黑板 15 分球結構。地震波包括 P 波、S 波；地球結構包括地殼、地函、外核、內核。. 教材教具. 31. 時間 (分) 5分.

(41) 分析地震波在地球內部的波速變動，以了解地球內部層圈課本黑板 25 分結構，並說明密度、壓力、溫度隨深度變化的情形。. 主題名稱. 火山與地震. 教學流程. 教學活動. 教材教具. 時間 (分) 5分. 暖身與引起動機詢問學生台灣有哪些著名的火山以及常發生地震的地方為何處？說明火山帶及地震帶之間的關聯性。課本黑板 25 分發展活動. 說明斷層的類型與特色，地震斷層包括正斷層、逆斷層、課本黑板 15 分平移斷層。. 主題名稱. 板塊移動. 教學流程. 教學活動. 教材教具. 暖身與引起動機詢問學生台灣是如何形成的，並位於哪兩個板塊上。. 時間 (分) 5分. 說明板塊構造學說發展歷程及內容，板塊構造學說有大陸課本黑板 20 分漂移說與海洋擴張說。發展活動. 說明板塊邊界的類型與特色，板塊邊界包括張裂型板塊邊課本黑板 20 分界、聚合型板塊邊界、錯動型板塊邊界。. 32.

(42) 第四節研究對象. 本研究之研究對象，為參與高中職行動學習輔導計劃合作學校之屏東縣某公立高級中學，該校共計有 57 班，其中一年級共有 17 班，研究者自教學者所教導之一年級班級中挑選兩班，並分為實驗組與控制組，其中實驗組使用行動學習融入地球科學教學，以 HTC Flyer 作為行動學習載具，每位學生皆配置一台，而控制組使用傳統地球科學講述教學，實驗組學生 30 名，控制組學生 39 名，全部皆為男生，共計 69 名學生，進行相同的教學課程內容。. 33.

(43) 第五節研究工具. 本研究所使用之研究工具，根據研究架構及實驗設計，以「Learn Mode 數位教育平台」、「地球科學學習態度量表」、「地球科學學習成就測驗」為研究工具，其詳細介紹如下：. 一、Learn Mode 數位教育平台(信望愛基金會，2013) 以科技提供教育機構師生更加豐沛的數位化資源，提升學生學習的興趣及動機，培養台灣創新人才為設立理念，並以開創新型數位教學模式及學習內容、縮短城鄉數位學習資源差距、協同學習，共同成長等為目標，進而發展本平台。（一） Learn Mode 平台結構說明 Learn Mode 學習模式為一封閉式學習系統，由信望愛基金會自行研發。系統有軟體套裝共二十餘組 Apps，自選安裝 Whitelist Apps 近三百個。主要含有 textbook 共筆系統、知識學力檢測系統、師生問答互動介面、學生留言管理系統及點數徽章獎勵系統。. （二） Learn Mode 平台主要功能本平台運用教師工具、學習社群、內容與 Apps 的設計，並涵蓋「教導學習」四個層面。教師可運用 Textbook 下載教科書及進行文字註解、Course 可以供各項科目以及延伸學習的影片、Practice 可以給學生測驗大學指考及各校歷屆試題，更可以自行下載與教學相關之 App。平台內採取實名制，發言皆以真實姓名，並擁有身份別，只有教師才可以離開至一般模式，裡面包含有師生可以分享學習心得與意見的「愛分享」、提問後其他人可以回覆及評論的「大哉問」、個人頁面塗鴉的「大聲公」、可剪裁當前頁面及分享的「剪貼簿」、鼓勵發言獎章制度的「獎獎堂」，並可與平台內的使用者互相關注。. 34.

(44) （三）平台功能與課程之結合在本研究中，課堂上教師亦有運用平台的些許功能作為學生學習的工具，其詳細說明如下： 1.剪貼簿課程中教室會給予學生一些活動，當學生完成活動後就會獲得完成證明，此時就要使用剪貼簿的功能，讓學生可以將獲得證明的畫面剪裁下來並張貼，而教師可以透過學生張貼的證明作為評量，來了解到學生是否有確實的進行操作。 2.大哉問教師在課程進行中，可以適時地透過大哉問詢問學生課程相關的問題，讓學生自行上網找出答案並上去回答問題；教師也可以在課後針對今天所學之內容進行提問，以了解學生是否確實了解課程的內容。. 3.愛分享上課的過程中，教師可以要求學生對課程內容或上網所尋之內容發表意見，並傳至愛分享上與同學分享，同學有任何意見或問題也可以在當前分享的內容下進行討論與回饋。. 二、地球科學學習態度量表本研究之態度量表目的在於了解學生地球科學學習態度在教學實驗前後的變化情形，本研究量表乃是研究者參考張俊彥、董家呂（2000）製作之地球科學學習態度量表所編製而成的，共計二十五題，內分為四個向度，分別為個人、課程、知識、人類，其四個向度的題數分配如表 3-4 所示。方式採李克特五點量表 (Likert Five-Point Scale)，題目採正反向混合編題方式，計分時，依據填答選項：「非常同意」、「同意」、「普通」、「不同意」、「非常不同意」，正向題給予 5 分、4 分、3 分、2 分、1 分，反向題則給予 1 分、2 分、3 分、4 分、5 分。得分越高 35.

(45) 者，表示對於地球科學的學習態度越積極，反之，則表示對地球科學的學習態度越消極。其中四項度的定義分述如下：（一）個人向度本研究所指個人向度為學生自己本身對於地球科學所抱持的態度，或平常是否有從事與地球科學相關之活動，跟自己比較有切身相關。（二）課程向度本研究所指課程向度為學生在課堂上，對於課程內容的想法或自己在課堂中的表現。（三）知識向度本研究所指知識向度為學生對於地球科學所包含天文、地質、氣象及海洋等知識的喜好程度。（四）人類向度本研究所指人類向度為地球科學對於人類本身是否有所幫助，或是否能夠讓人類可以更了解這個世界。. 表 3-4 高中生地球科學學習態度量表向度分配表向度. 正向題數. 反向題數. 個人方面. 8. 2. 課程方面. 3. 4. 知識方面. 4. 0. 人類方面. 3. 1. 36.

(46) 本量表（附錄一）編制後，由實驗學校之地球科學現場教師及研究者大學教授加以審視，針對量表題目的適切性加以增刪，並提供修正的意見（附錄二）。研究者再根據專家學者的意見繪製成表 3-6 地球科學學習態度量表專家意見統計表，重新編製成地球科學成就測驗（附錄三），因此具有一定的內容效度及專家效度，表 3-5 為本研究中參與審視地球科學學習態度量表之教授及教師名單。本量表曾於該高中找一班 44 位學生進行預試，本研究施測試卷之 Cronbach’s Alpha 信度值為 0.921，因此具有很高的信度。. 表 3-5 本研究中參與審視地球科學學習態度量表之教授及教師名單專家姓名. 服務學校. A. 屏東大學. 專長及年資教育科技博士，專長為電腦輔助教學、程式設計、網路管理與應用、線上評量系統。資訊科學博士，專長為行動計算、電腦網路、網. B. 屏東大學路最佳化等方面。. C. 屏東大學. 地球物理博士，專長為物理系統模擬、地震學。. D. 屏東高中. 地球科學科任教師，13 年教學經驗。. 表 3-6 地球科學學習態度量表專家意見統計表意見統計(人數) 向度. 題項. 結果適合. 修正後適合. 不適合. 1. 4. 0. 0. 保留. 7. 4. 0. 0. 保留. 8. 3. 1. 0. 修正後保留. 9. 4. 0. 0. 保留. 個人. 37.

(47) 課程. 知識. 11. 4. 0. 0. 保留. 13. 4. 0. 0. 保留. 14. 4. 0. 0. 保留. 17. 4. 0. 0. 保留. 21. 1. 1. 2. 刪除. 22. 4. 0. 0. 保留. 25. 4. 0. 0. 保留. 2. 4. 0. 0. 保留. 3. 0. 1. 3. 刪除. 4. 4. 0. 0. 保留. 5. 4. 0. 0. 保留. 6. 4. 0. 0. 保留. 10. 4. 0. 0. 保留. 12. 4. 0. 0. 保留. 16. 4. 0. 0. 保留. 19. 4. 0. 0. 保留. 18. 3. 1. 0. 修正後保留. 15. 4. 0. 0. 保留. 20. 3. 1. 0. 修正後保留. 23. 3. 0. 1. 保留. 24. 3. 0. 1. 保留. 人類. 38.

(48) 三、地球科學學習成就測驗本研究之成就測驗乃是以基本學測考古題試題，並配合教學內容，研究者自行編製之題目，以探討教學前、後的地球科學學科表現，並透過前、後測之得分差異，得知地球科學學習成效。測驗題目皆為選擇題，每題 4 分，共計 25 題，總分為 100 分，全為單選題。本測驗包含前測與後測，前、後測的測驗範圍皆為高中課本康熹版一上地球科學教材單元 3.3 至 3.7 中的重要概念，設計地球科學學習成就雙向細目表（附錄六）作為依據，並由高中地球科學老師針對課文內容與題目之間互相做比對，加以增刪，因此具有一定的內容效度。本測驗（附錄四、附錄五）編制後，經由實驗學校之地球科學現場教師及研究者學校相關教授加以審視，針對試題內容與所實施的概念是否相符合，並提供修正的意見。研究者再根據專家學者的意見，重新編製成地球科學成就測驗，因此地球科學成就測驗具有專家效度，表 3-7 為本研究中參與審視地球科學學習成就測驗之教授及教師名單。. 表 3-7 本研究中參與地球科學學習成就測驗之教授及教師名單專家姓名. 服務學校. 專長及年資. C. 屏東大學. 地球物理博士，專長為物理系統模擬、地震學。. D. 屏東高中. 地球科學科任教師，13 年教學經驗。. 39.

(49) 第六節資料處理與分析. 本研究以量化資料的研究為主，透過量化資料可以了解學生在行動學習融入地球科學教學實施後的學習成效及學習態度，並分析其表現是否達顯著差異。處理資料包含「地球科學學習成就測驗」、「地球科學學習態度量表」，並將顯著標準訂為α＝.05。其所使用統計方法說明如下：一、地球科學學習成效方面本研究在教學實驗前對兩組研究對象進行地球科學學習成就前測，並在教學實驗後再度進行地球科學學習成就後測，藉以分析學習成效在實驗前後的差異性，進而探討不同教學方法對學生的學習成效所產生的影響。（一）依據實驗組學生於地球科學學習成就的前、後測分數，採相依樣本 t 檢定進行分析，以了解實驗組學生在實驗教學前、後有無明顯差異。（二）依據實驗組與控制組學生於地球科學學習成就測驗的前、後測分數，採獨立樣本及單因子共變數分析，以了解實驗組與控制組學生在實驗教學前、後是否有顯著差異。. 二、地球科學學習態度方面本研究在教學實驗前對研究對象進行地球科學學習態度量表前測，並在教學實驗後再度進行地球科學學習態度後測，藉以分析學習態度在實驗前後的差異性，進而探討行動學習融入地球科學對學生的學習態度所產生的影響。（一）依據實驗組學生於地球科學學習態度量表的前、後測分數，採相依樣本 t 檢定進行分析，以了解實驗組學生在實驗教學前、後有無明顯差異。. 40.

(50) 第四章研究結果與討論. 本研究旨在描述研究者在高中一年級地球科學課程中，運用行動學習融入教學活動，比較行動學習和傳統教學中學生地球科學領域學習成效與態度差異的情形，針對受測學生在教學實驗後，所獲知數據加以分析。內容共分為兩部分來呈現，第一節是行動學習融入地球科學之學習成效、第二節是行動學習融入地球科學之學習態度。. 第一節行動學習融入地球科學之學習成效. 本節主要在探討不同教學模式對高中一年級學生學習成效之影響。本研究以實驗組與控制組在成就前測之得分為共變項，成就後測之得分為依變項，進行「獨立樣本單因子共變數分析」，以考驗實驗組和控制組在排除共變量的影響後，兩組受試者在學習成效方面是否有顯著的差異。. 一、兩組成就測驗前測與後測之描述性統計參與本教學實驗有效樣本共 69 人，實驗組為 30 人，控制組為 39 人，不同教學方法下的學習者所得數據，其前測、後測平均數與標準差的描述性統計部分，結果如下表 4-1 所示。表 4-1 兩組成就測驗前測與後測之描述性統計實驗組（N=30）. 控制組（N=39）. 處理. Ｍ. ＳＤ. Ｍ. ＳＤ. 成就前測. 57.33. 13.050. 50.87. 13.008. 成就後測. 79.33. 12.826. 68.15. 14.293. 41.

(51) 二、實驗組成就前測與後測之相依樣本 t 檢定依據實驗組學生於地球科學學習成就的前、後測分數，採相依樣本 t 檢定進行分析，以了解實驗組學生在實驗教學前、後有無明顯差異。其結果如表 4-2 所示，實驗組在教學實驗前後有達到顯著差異（p＜.05），表示實驗組的教學方式有達到教學成效。. 表 4-2 實驗組成就測驗之相依樣本 t 檢定摘要表（Ｎ=30）項目. 平均數. 標準差. 平均差異. t值. p. 成就前測. 57.33. 13.050. 22. 8.284. .000. 成就後測. 79.33. 12.826. 三、進行前的基本假設檢驗進行單因子共變數分析前，要先進行組內，組內迴歸係數同質性考驗結果如表 4-3 所示，F =0.477，p=.492＞.05，未達顯著水準，所以接受虛無假設，表示組內迴歸線的斜率相同。共變項(成就前測分數)與依變項(成就後測分數)間的關係不會因自變項各處理水準的不同而有所不同，符合共變數組內迴歸係數同質性假設，可繼續進行共變數分析。. 表 4-3 不同教學方式成就測驗之共變數分析迴歸係數同質性檢定（Ｎ=69）變異來源. SS. Df. MS. F. p. 組間. 74.259. 1. 74.259. .477. .492. 誤差. 10116.239. 65. 155.634. 42.

(52) 四、獨立樣本單因子共變數分析如表 4-4、表 4-5 結果所示，發現兩組學生排除掉成就前測成績對後成就後測成績的影響後，在教學成效上達到顯著差異，F =7.030，p=.010＜.05，且實驗組調整後平均數優於控制組，表示不同教學模式對學生的學習成效達到顯著差異。. 表 4-4 不同教學方式成就測驗之單因子共變數分析摘要表（Ｎ=69）變異來源. SS. Df. MS. F. p. 組間. 1085.398. 1. 1085.398. 7.030. .010. 誤差. 10190.498. 66. 154.401. 表 4-5 成就測驗後測原始平均分數與共變數分析調整後平均數（Ｎ=69）兩組平均數組別. 調整前平均數. 調整後平均數差距. 實驗組（N=30）. 79.33. 77.68. 控制組（N=39）. 68.15. 69.42. 8.16. 成就測驗. 由上述的數據得知，單看實驗組本身有顯著差異外，在排除前測成績的影響後，實驗組的學習成效亦優於控制組，即實驗組調整後平均數高出控制組 8.16 分，且達到顯著差異，由研究結果可發現行動學習融入地球科學的教學模式，對學生學習地球科學的學習成效是有正面影響的。蔡汶鴻(2011)亦指出高中一年級學生經由行動學習融入地球科學教學後，其學習成效顯著優於未接受的學生，即行動學習融入地球科學教學可以有效提升學生的地球科學學習成效，此研究結果可以證明本研究的說法。. 43.

(53) 第二節行動學習融入地球科學之學習態度. 本節主要在探討融入行動學習對高中一年級學生學習態度之影響。本研究以實驗組在態度前測、後測之得分為變項，進行「相依樣本 t 檢定」，以考驗實驗組在在學習態度方面是否有顯著的差異。. 一、學習態度前測與後測之描述性統計參與本測驗有效樣本為 30 人，地球科學態度量表包含了課程、個人、知識和人類四個向度，行動學習教學下的實驗組所得數據，其前測、後測平均數與標準差的描述性統計部分，結果如下表 4-6 所示。. 表 4-6 實驗組學習態度前測與後測之描述性統計（Ｎ=30）前測. 後測. Ｍ. ＳＤ. Ｍ. ＳＤ. 課程向度. 3.52. .56. 3.68. .51. 個人向度. 3.23. .40. 3.43. .53. 知識向度. 3.38. .44. 3.60. .55. 人類向度. 3.78. .57. 3.89. .43. 學習態度總分. 3.43. .37. 3.57. .40. 三、實驗組學習態度前測與後測之相依樣本 t 檢定依據實驗組學生於地球科學學習態度的前測與後測分數，採相依樣本 t 檢定進行分析，以了解實驗組學生在實驗教學前、後有無明顯差異。其結果如表 4-7 所示，在課程方面，p=.193＞.05，沒有達到顯著差異，雖然沒有顯著進步，但後測成績有高於前測成績，且該向度後測平均值為 3.68；在人類方面，p=.314 ＞.05，沒有達到顯著差異，雖然沒有顯著進步，但後測成績有高於前測成績， 44.