第一章 緒論
本章共分五節，於本章節中僅就研究背景及研究動機、研究目的 與待答問題、研究假說、研究的重要性、名詞釋義與研究的範圍與限 制，分別加以說明。
第一節 研究背景與研究動機
研究者在海事高職學校任教多年，學生來源大多為國中學習成就 較低者、甚至有部分學生之四育成績僅勉強及格，且對讀書不感興 趣，因家長強制要求才進入本校就讀。研究者在任教過程中發現，學 生學習物理的動機及學習成就均不高，上焉者利用強記題庫之方式學 習物理、下焉者則完全放棄學習，考試時全憑運氣猜測，成績自然不 佳，幾乎沒有學習效果。研究者若使用一般「傳統講述式」之教學方 法，則發現學生興的趣缺缺，雖多次在教學時改變教材教法及評量方 式，但仍難引起學生學習興趣及學習動機，學生學習效果亦不甚理 想，且學習成就偏低。研究者在各次研習進修中，經多方蒐集資料、
整理分析之後，試圖將「建構教學」理論及「STS 教學模式」之架構 落實於物理課程的教學中，冀圖能幫助低成就學生學習物理的知識，
提昇學生學習科學的興趣，促進學生科學概念的形成，進而增進學生 學習物理的成效。
長久以來，我們的教學深受行為教學理論的影響，大部分中學的 教學只著重結果，不重視教學的過程。只要學生成績優良，那麼教學 就可以不擇手段，教師儘量灌輸，造成學生壓力大，視讀書成為一件
痛苦的事。教師在全部的教學歷程中，很少注意到如何訓練學生獨立 思考、主動學習和參與，以及培養學生的創造力等。目前發現大部分 中學的科學教學是基於一個客觀主義者認知和學習的觀點(Tobin &
Gallagher,1987) 這裡客觀主義主張所有在這個自然世界中知識或真理是 絕對的、永恆的，它是先天存在與個體的經驗分離;它可以用實證的方 法測試出來，科學乃是提供我們一些方法可以允許我們去超越個人主 觀的限制，去測試這些理論並且以這些方法去確定真理。換句話說，
知識或真理可以用「客觀的」方式觀察得到，也可以經由傳輸的管道 給學生，學生只需被動地接受或記憶即可。傳統的科學教法著重在直 接的傳輸這些真理，為讓這個傳輸有效，所以大部分老師對整班使用 不互動的教學方式，因為課程包含了許多的內容，因此，在許多科學 的教室中，最通常出現乃是老師對全班解釋和計算文字問題的概念和 過程，小合作團體或分組的活動不常發生，大部分僅在侷限在資料蒐 集的實驗室活動中(張世忠，民 89) 。如此之教學方式使學習成為一種 枯燥的過程，難以提高學生之學習興趣。同時只以學習成果為主之評 量，亦未顧及學生在學習過程中之學習態度，如學生跟不上教師的教 學，或有疑難產生，亦無時間加以討論研究，常導致放棄學習。
近年來為因應社會、科學的急遽發展，知識及資訊的的爆增，於 教育方面亦有許多專家學者在研究更新更適合的教學策略及教學方 式，其中建構教學法即為主流之一。建構主義提供另外一種不同的教 學與學習觀點，即是當人們要去認知一個實體，而這個實體是獨立存 在於認知個體本身，因此人們要去建構個人的知識，就必須直接與此 實體接觸，若在提供有具體經驗的學習環境中，學生容易建構他們的
知識。然而當他們無法描述或理解學習主題時，知識就不容易被建構 出來。(張世忠，民 89)
建構主義是一種教學與學習理念的革新，亦是一種有效的教學理 論與策略。它所主張的意涵是把教學過程的核心由知識傳授者轉移到 知識學習者本身，它強調下列三方面意義:(1)知識乃學習者主動建構，
不是被動的接受或吸收;(2)知識是學習者經驗的合理化或實用化，不是 記憶事實或真理;(3)知識是學習者與別人互動與磋商而形成共識。(張世 忠，民 89)
在建構教學的主張下，使得傳統教師的角色由知識傳授者一變而 為知識協助者。在教與學過程中，強調學生與學生、學生與老師，及 學生與情境的互動關係，以學生為主的教學活動，讓學生能主動學習 及參與，藉著學習歷程獲得新事物的經驗，並透過同化和調適獲得新 知識的建構。因此，建構式的教學非常強調學習的過程，不同於傳統 教學只注重結果(張世忠，民 89)。這樣的教學方式，給教師及學生對
「教」與「學」有新的認識，教師提供學習之情境及引導，以提高學 習之興趣及將學生導入學習之主題。而學生在學習態度上由被動轉為 主動，經由與同儕及環境的互動找出解決問題之方法，從而建構自己 的知識及解決問題的能力。
另 一 項 近 年 來 興 起 的 教 學 理 念 是 結 合 科 學 (Science) 、 技 術 (Technology)與社會(Society)的 STS 教學理念，蘇育任(民 90)在「九年 一貫自然與生活融入 STS 理念的研究」中提出，二十一世紀是一個資
訊爆炸、科技發達、社會快速變遷的新時代，生活在這樣的高科技社 會中的人們，必需得瞭解、使用和管理這些科技，進而發展這些科 技，而教育須能培養學生適應與改善未來的生活，如結合科學教育，
讓學生經由察覺自然和試探科技、以便具備科學素養，能善用各種科 技，以應付現在和未來生活所必須的「實用」目的；另一方面培養學 習科技的興趣，應用與增強從科技所學得的知能，瞭解和科技有關的 生涯發展，奠定進一步「升學」研習科技知識的目標。
STS 教學是 一種將 科學 、技 術與社會(Science， Technology and Society)互相結合統整在一起的科學教育方式（NSTA，1982；Yager，
1996），其兼重科學性、技能性、社會性的教學模式是以生活上或社 會上關切的問題為主題，使學生產生興趣，而主動運用科學性的探究 活動、從事探討及解決問題，並由教學過程中獲得正確的概念認知、
科學態度及解決問題之能力。以此教學模式可達到以認知心理學觀點 而言，界定學習是「個人認知結構體的改變」。也可達到「教學」的 目的在於促進「學習」的發生之作用，即所謂教學是「促進學生知識 表徵(或稱認知結構體)發展的一種活動」。(陳華傑、陳文典，民 90)。
在 STS 模式的教學中，教師將課程設計為與生活環境相關之問題 為主題，並提供合適的訊息，引起學生對原有知識體系的衝擊，同時 提高學習動機及學習興趣，而學生則是為解決自己的問題而以自主及 主動學習態度來進行學習活動。並於學習過程中達到「新訊息進入後 引發認知結構體的改變」，也就是達到「教」與「學」的目的。
由近年來的教育發展趨勢來看，「教」的意義己不再是「知識的 傳輸」，而是在指導學生學習「如何學習」。而「學」則是以學生為 主，所設計的課程需能使學生提高學習動機及興趣，從而自動的去與 他人討論及研究，以分工合作的方式找出解決問題的方法，並在學習 的過程中培養正確的學習態度、知識概念及解決問題的能力，如此即 是一成功的教學。研究者依據建構教學及 STS 教學之理論與參考相關 著作與先進研究之成果，設計此教學模組，該教學模組是以學生為主 體，讓學生為解決自己問題而自主及主動來進行學習，期能引發學生 學習興趣、提高學習動機，培養正確的學習態度，並能達成協助低成 就學生提高學習成就之教學目標。
第二節 研究目的與待答問題
一、研究目的
本研究試圖以研究者依據建構教學理論為基礎，設計生活化課程 之 STS 教學模組運用在物理學的力矩概念教學上，希望低成就學生能 藉由此教學模組增進其力矩概念的瞭解，及對學習物理之態度與興趣 有正向之作用，基於上述的理由，本研究主要的目的為：
(一) 檢驗採用研究者所研發之「力矩教學模組」影響高職低成就 學生在「力矩」單元學習成就改變的差異情形。
(二) 比較研究者所研發之「力矩教學模組」與一般「傳統講述教 學法」影響高職低成就學生之學習成就的差異情形。
(三) 檢驗採用研究者所研發之「力矩教學模組」影響高職低成就 學生在學習態度改變的差異情形。
(四) 比較研究者所研發之「力矩教學模組」與一般「傳統講述教 學法」影響高職低成就學生之學習態度的差異情形。
(五) 歸納研究結果，希能作為現今高職低成就學生物理課程「教 學模組」研發設計之參考，期望發展更有效的教學模組，以 提昇學生的學習成效。
二、待答問題
本研究根據上述之研究動機與目的，歸納出下列待答問題：
(一) 此「力矩教學模組」對高職低成就學生之學習成就是否有顯 著之提昇?
(二) 高職低成就學生在力矩單元之學習成就是否因採「力矩教學 模組」或「傳統講述教學」而有顯著差異?
(三) 此「力矩教學模組」對高職低成就學生之學習態度是否有顯 著之正向作用
(四) 高職低成就學生的學習態度是否因採「力矩教學模組」或
「傳統講述教學」而有顯著差異？
第三節 研究假設
根據研究目的與待答問題，本研究的虛無假設(null hypotheses)如 下：
一、 「力矩教學模組」對高職低成就學生在「力矩概念測驗」前後測 之學習成就並無顯著差異。
二、 高職低成就學生採用「力矩教學模組」或採用「傳統講述教學」
在力矩單元之學習成就並無顯著差異。
三、 此「力矩教學模組」對高職低成就學生在「物理學習態度量表」
前後測之學習態度並無顯著差異。
四、 高職低成就學生採用「力矩教學模組」與採用「傳統講述教學」
之學習態度並無顯著差異。
第四節 研究的重要性
本研究的重要性如下：
一、 本研究試圖以建構教學理論為基礎，以 STS 教學模式為架構，設 計生活化之物理力矩教學模組，以培養學生問題解決及學習科學 之能力，這些能力是在現代高科技社會中生活所必需具備的。
二、 找出於進行此教學模組時所產生之問題及困難，提供高職教師作 為未來教學時更進一步改進之參考。
第五節 名詞釋義
本研究所探討的問題，涉及一些重要的名詞，必須加以界定，以資 明確。
一、 低成就學生
在本研究中所謂低成就(underachievement)學生係指個人之學業成 就顯著的低於其潛在的學習能力或智力者(郭為藩，民 72)。亦即其成 就水準顯著地低於能力水準，這些學生本身能力與一般同年齡者相 近，但因個人、家庭、社會與學校等原因，在學業上只發揮了部份能 力，未能達到預期之成就(吳武典，民 72)。由以上可知低成就學生是 指實際成就顯然低於根據其能力所預測之成就者，也就是比較學業成 就與學習能力，其學業成績顯著低於其能力所應達到之水準的學生。
( 引自洪清一，民 79)
本研究中之研究對象指宜蘭地區某高職同一科中九十學年度入學 之二年級兩個班學生，共計 69 名學生。
二、 學習行為
學習是一種經由練習而使個體在行為上產生持久改變的歷程，凡 與學習有關的行為均可稱為學習行為，例如學習態度、學習方法、學 習動機及學習興趣、學習習慣與學習困擾等。其中學習態度包括有對 學校教學、學校環境、學習課程、對學校教師、對同學的態度、及對 學生自己的態度等(林淑理，民 89)。本研究中所指之學習行為著重於 學生之學習興趣、學習動機、及學習態度方面。
三、 學習成就
本研究中之學習成就指學生在高職物理中力矩單元之「力矩概念 測驗」之測試成績。
四、 學習態度量表
本研究中之學習態度量表指研究時所使用之「物理學習態度量 表 」， 其中 包括 檢 測「 對物 理的 態度 」 、「 對學 習物 理所 持 的態 度」、以及「對參與物理探究活動的態度」三部分。
五、 教學模組
本研究中之教學模組為研究者以建構教學理論為基礎，以 STS 教 學模式為架構，設計生活化之物理「力矩教學模組」。
六、 建構主義教學
符 合 建 構 主 義 (constructivism) 理 論 的 教 學 模 式 稱 之 為 建 構 教 學 (constructivist teaching)，建構主義主張知識是由個體主動地建構，重視 學習的過程甚於結果，在教學的過程中，教師的角色是學習者知識建 構的協助者，教學活動的主體是學生，學習者透過和教學環境中的同 儕、教師、情境的互動，以同化(assimilation)和調適(accommodation)達 成學習的行為(林淑靜，民 90)。其主要教學技巧如下：(一)激發學生主 動求知的慾望。(二)提供學生各種學習驗的機會。(三)教學採用互動學 習方式。(四)多元化的評量方式。(張世忠，民 89)
七、 STS 教學模式(Science-Technology-Society Mode)
利用社會及生活上所關切的問題為議題，經由學生自行察覺，並 主動的對問題從事探討，藉由對問題的瞭解，對問題本身的重要性與 價值的評估以及對處理問題過程中之設計、安排、操作等各種技術的 運作。即學生經由這些探究的過程中獲得學識的增進及能力的增強。
此種教學的模式同時考量科學、技能、社會三方面，並以 S(Science)、
T(Technology)、S(Society)代號表示之，稱之為 STS 教學模式(陳文典，
1998a)。
八、 生活化課程教學模組
以生活裡或社會上所關切的問題為議題(或探討的主題)，經由學生 自行察覺並主動地對問題從事探究。藉由對問題的瞭解、對問題本身 的重要性與價值的評估，以及對處理問題過程中之設計、安排、操作 與各種技術的運作，經由這些探究過程，獲得知識的增進和能力的增 強。此種以科學性的探討、注重實做的、關切生活及社會上應用價值 的 教 學 活 動 模 式 ， 因 其 教 學 同 時 考 量 科 學 / 技 能 / 社 會 (Science/Technology/Society)三方面，而稱為 STS 教學模式(陳文典，民 86b)。若是整個「學習」由一系列 STS 的教學模式構成，則稱為 STS 課程(陳文典，民 86a)，由於它是立足於「對生活事件的科學性探 討」，故是一種生活化的課程。
生活化課程「教學模組」是一個主題式教學的教案，由探討「主 議 題」 時， 可找 到 許多 相關 的「 子問 題 」， 而欲 探討 那些 「 子問 題」，探討層次之深淺及探討規模之大小，則由教師和學生去決定，
以形成教學活動，可依教學過程(學習活動)將模組的發展流程規劃如 下：(陳文典，民 91)
(一) 觀察情境、察覺問題。
(二) 引導討論、確定問題。
(三) 分工合作、進行探究。
(四) 分享經驗、整合成果。
(五) 綜合評鑑、推廣應用。
第六節 研究的範圍與限制
由於研究者受到人力、經費、時間、研究對象等種種因素的影 響，本研究的範圍與限制如下：
一、 本研究受限於人力、時間、經費及班級編制、教學進度等因素，
研究對象只限於宜蘭地區某職校同一科中二年級兩個班的 69 名學 生，研究結果恐難推論至其他群體。
二、 本研究選擇高職物理中力矩單元之內容為概念領域，因此研究結 果不宜推論至其他單元之物理概念領域。
三、 因時間及人力的不足、本研究並未對研究對象學生之原就讀國中 教學方式、學習成就及學生之家庭背景作探討。
