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本 章 敘 述 本 研 究 之 研 究 架 構 、 研 究 對 象 、 研 究 方 法 、 研 究 工 具 、 實 驗 教 材 設 計 、 實 施 程 序 以 及 資 料 處 理 的 方 式 。
第 一 節 研 究 架 構
本 研 究 依 據 研 究 目 的 , 透 過 大 學 木 工 製 造 課 程 之 內 涵 、 CPS 模 式 之 理 論 與 應 用、創 造 力 與 問 題 解 決 態 度 之 評 量、產 品 設 計 之 內 涵 等 文 獻 的 探 討 , 歸 納 出 研 究 工 具 的 內 容 與 要 項 , 試 編 教 學 實 驗 教 材 , 設 計 實 驗 課 程 進 度 , 並 藉 由 教 學 實 驗 設 計 的 步 驟 , 獲 致 研 究 資 料 。 之 後 再 進 一 步 對 研 究 資 料 進 行 質 性 分 析 , 以 瞭 解 生 活 科 技 CPS 教 學 是 否 能 達 到 預 期 的 學 習 成 效 , 進 而 提 出 對 產 品 設 計 教 學 有 用 之 建 議 。 本 研 究 之 研 究 架 構 如 圖 3-1 所 示 。
自 變 項 中 介 變 項 依 變 項
實 驗 組
控 制 組
CPS 產 品
設 計 教 學 產 品 設 計
問 題 解 決 態 度
學 習 反 應
第 二 節 研 究 對 象
本 研 究 之 實 驗 對 象 , 為 國 立 台 灣 師 範 大 學 工 業 科 技 教 育 學 系 二 年 級 學 生 共 兩 班 , 均 為 男 女 合 班 。 以 威 廉 斯 創 造 力 測 驗 分 數 較 低 者 為 為 實 驗 組 , 實 施 木 工 製 造 CPS 模 式 教 學 ; 測 驗 分 數 較 高 者 為 控 制 組 , 施 以 傳 統 教 學 。
研 究 對 象 的 選 擇 的 緣 由 :
一 、 國 立 台 灣 師 範 大 學 工 業 科 技 教 育 學 系 木 工 課 程 之 修 習 為 兩 學 期 , 教 學 實 驗 預 計 於 第 二 學 期 實 施 , 其 第 一 學 期 課 程 學 習 均 為 基 礎 木 工 必 備 能 力 , 可 避 免 其 因 能 力 不 平 等 所 造 成 之 誤 差 。
二 、 因 本 研 究 採 質 性 研 究 , 研 究 者 本 身 為 立 台 灣 師 範 大 學 工 業 科 技 教 育 學 系 木 工 課 程 之 助 教 , 可 方 便 在 當 中 觀 察 兩 班 在 上 課 與 設 計 產 品 的 過 程 , 且 可 利 進 行 課 程 教 學 、 資 料 蒐 集 、 記 錄 與 分 析 。
三 、 本 研 究 為 CPS 教 學 模 式 對 產 品 設 計 表 現 結 果 做 質 性
研 究 , 僅 就 其 結 果 做 趨 向 分 析 之 討 論 , 其 結 果 可 作
為 教 師 教 學 或 日 後 較 嚴 謹 的 實 驗 研 究 做 參 考 。
第 三 節 研 究 方 法 與 步 驟
一 、 研 究 方 法
教 學 實 驗 如 以 量 化 的 研 究 方 法 , 多 以 準 實 驗 研 究 法 為 主 , 以 少 數 學 校 的 班 級 為 樣 本 , 但 仍 會 陷 於 無 法 推 論 到 母 群 的 困 境 。 因 此 , 本 研 究 為 質 性 研 究 , 採 用 質 性 研 究 的 方 法 與 觀 察 , 對 於 研 究 結 果 僅 做 平 實 的 推 論 , 僅 作 為 後 續 研 究 的 參 考 , 以 及 教 師 實 際 從 事 教 學 時 的 參 考 。
本 研 究 的 研 究 方 法 , 依 據 研 究 動 機 、 研 究 目 的 以 及 研 究 問 題 , 主 要 採 用 教 學 實 驗 設 計 。 輔 以 文 獻 探 討 、 教 學 過 程 紀 錄 與 簡 單 統 計 分 析 。
( 一 )文 獻 探 討:根 據 研 究 目 的 蒐 集 有 關 CPS 模 式 的 文 獻 資 料,分 析 CPS 模 式 在 科 技 教 育 中 之 運 用。此 外 , 並 對 國 內 外 有 關「 創 造 力 評 量 」 、 「 問 題 解 決 態 度 評 量 」 、 「 創 造 性 問 題 解 決 模 式 內 涵 」 、 「 產 品 設 計 內 涵 」 與「 產 品 設 計 與 創 造 性 問 題 解 決 模 式 間 之 探 討 」等 相 關 研 究 報 告 , 進 行 整 理 與 歸 納 。
( 二 )觀 察 研 究:實 際 觀 察 實 驗 組 與 對 照 組 在 產 品 設 計 的 過 程 中 的 情 形 。
( 三 )教 學 實 驗:以 班 級 為 單 位,將 班 級 依 創 造 力 成 績 分 派,分 數 低 者 為 為 實 驗 組,分 數 高 者 為 控 制 組,進 行 教 學 實 驗。本 研 究 教 學 實 驗 方 法 如 表( 3-1) 。本 研 究 之 研 究 說 明 如 下 :
1.教 學 模 式:本 研 究 之 教 學 模 式,實 驗 組 施 行 CPS
模 式 教 學 , 控 制 組 則 否 。
表 3-1 本 研 究 之 實 驗 設 計
組 別 威 廉 斯 創 造 性 實 驗 處 理 設 計 產 品 評 分 實 驗 組 O1 C+ X O2
控 制 組 O3 C O4
實 驗 組 : 實 施 木 工 製 造 CPS 模 式 教 學 與 傳 統 教 學 。 控 制 組 : 實 施 木 工 製 造 傳 統 教 學 。
O1: 實 驗 組 學 生 之 威 廉 斯 創 造 性 測 驗 。 O2: 實 驗 組 學 生 之 設 計 產 品 評 分 。 O3: 控 制 組 學 生 之 威 廉 斯 創 造 性 測 驗 。 O4: 控 制 組 學 生 之 設 計 產 品 評 分 。 X: CPS 模 式 教 學 。
C: 一 般 傳 統 式 教 學 。
2.預 期 表 現
( 1) 學 生 於 實 驗 教 學 後 之 產 品 設 計 表 現 。
( 2) 學 生 於 實 驗 教 學 後 之 問 題 解 決 態 度 。
( 3) 學 生 學 習 反 應 。 3.共 同 因 素
( 1) 學 生 於 實 驗 教 學 前 之 產 品 設 計 表 現 。
( 2) 學 生 於 實 驗 教 學 前 之 創 造 性 傾 向 。
( 3) 學 生 於 實 驗 教 學 前 之 問 題 解 決 態 度 。
( 4) 學 生 於 實 驗 教 學 前 之 木 工 基 礎 。 4.教 學 說 明
( 1) 教 學 年 級 : 大 學 二 年 級 。
( 2) 教 學 單 元 : 木 工 製 造 之 產 品 設 計 與 製 作 。
( 3) 實 驗 時 間 : 為 四 週 , 每 週 一 小 時 。
( 4)授 課 教 師:均 由 同 一 位 教 師 擔 任 傳 統 教 學 ,
CPS 課 程 另 由 研 究 者 進 行 教 學 。
( 5)施 測 時 間:各 項 測 驗 兩 組 均 在 上 課 的 同 一 週 進 行 。
( 四 ) 問 卷 調 查 :
1.在 教 學 實 驗 後 , 兩 組 均 實 施 問 題 解 決 態 度 , 針 對 其 變 異 情 形 作 探 討 。
2.在 教 學 實 驗 後 , 對 實 驗 組 實 施 CPS 教 學 之 學 習 問 卷 , 測 量 實 驗 組 學 生 對 CPS 教 學 之 感 受 。
二 、 研 究 步 驟
本 研 究 之 研 究 步 驟 為 由 一 開 始 的 擬 定 研 究 主 題 、 蒐 集 資 料 , 進 而 擬 定 研 究 計 劃 , 在 選 擇 教 學 實 驗 學 校 與 學 生 後 , 即 著 手 編 製 教 學 活 動 與 編 製 產 品 設 計 評 量 , 進 行 專 家 效 度 。
在 下 學 期 初 對 兩 班 級 實 施 威 廉 斯 創 造 力 測 驗 , 以 篩 選 研 究 組 對 象 。 隨 後 對 實 驗 組 學 生 實 施 實 驗 教 學 , 另 外 , 在 兩 班 學 生 產 品 設 計 過 程 中 觀 察 , 以 作 為 分 析 的 依 據 之 一 。 最 後 請 專 家 評 審 , 依 據 設 計 的 產 品 設 計 評 量 的 各 個 項 度 實 施 產 品 設 計 評 分 。 在 實 驗 教 學 結 束 後 , 對 兩 班 實 施 問 題 解 決 態 度 量 表 與 教 學 反 應 量 表 , 控 制 組 織 教 學 反 應 量 表 實 施 僅 為 平 衡 實 驗 誤 差 之 用 。
最 後 對 所 蒐 集 的 資 料 進 行 資 料 分 析 整 理 , 進 而 撰 寫 研 究
報 告 。 本 研 究 實 施 流 程 如 下 頁 圖 3-2:
擬 定 研 究 主 題
蒐 集 資 料
擬 定 研 究 計 劃
選 擇 教 學 實 驗 學 校 與 學 生
編 製 教 學 活 動
編 製 評 量 測 驗
威 廉 斯 創 造 力 測 驗
實 驗 教 學
產 品 製 作
產 品 設 計 評 分
實 施 問 題 解 決 量 表 實 驗 組 加 實 施 教 學 反 應 量 表
資 料 分 析 整 理
撰 寫 研 究 報 告
圖 3-2 研 究 實 施 流 程 文
獻 探
討 教
學 過 程 檢 討
產
品
設
計
過
程
觀
察
第 四 節 研 究 工 具
本 研 究 所 使 用 之 研 究 工 具 有 :
一 、 威 廉 斯 創 造 力 測 驗
威 廉 斯( Williams)依 據 Torrance 早 期 的 創 造 思 考 測 驗,
予 以 修 改 成 為 有 兩 種 繪 畫 活 動 的「 繪 圖 式 創 造 思 考 測 驗 」,後 來 又 重 新 設 計 成「 擴 散 式 情 意 測 驗 」、「 擴 散 式 思 考 測 驗 」,經 林 幸 台 ( 1994) 以 台 灣 地 區 學 生 為 母 群 體 而 修 改 成 「 威 廉 斯 創 造 性 思 考 活 動 」與「 威 廉 斯 創 造 性 傾 向 量 表 」,適 用 於 六 歲 至 十 八 歲 之 男 女 生 。 茲 分 別 敘 述 如 下 。
( 一 ) 威 廉 斯 創 造 性 思 考 活 動 : 此 測 驗 為 12 個 未 完 成 的 圖 形,在 規 定 的 時 間 內,請 學 生 運 用 想 像 力 儘 可 能 畫 出 與 眾 不 同 或 有 趣 的 圖,並 同 時 分 別 替 每 幅 圖 命 名。此 測 驗 將 可 評 斷 出 流 暢 力、開 放 性、變 通 力 、 獨 創 力、精 密 性、標 題 等 六 項 分 數,藉 此 探 討 創 造 力 發 展 之 認 知 部 分 。
( 二 ) 威 廉 斯 創 造 性 傾 向 量 表 : 此 量 表 共 有 50 題 , 屬 於 態 度 式 的 量 表,可 評 斷 出 冒 險 性、好 奇 性、想 像 力、
挑 戰 性 等 四 項 分 數,藉 此 探 討 創 造 力 發 展 之 情 意 方 面 。
此 測 驗 之 信 度 與 效 度 如 下 :
( 一 ) 信 度
1.評 分 者 間 信 度 : 此 測 驗 建 立 常 模 所 抽 取 的 人 數
相 當 龐 大 , 故 評 分 時 係 採 分 項 評 分 原 則 , 即 由
一 或 二 人 負 責 某 一 項 分 數 之 評 分 工 作 。 此 項 考 驗 即 求 原 始 評 分 者 與 另 一 評 分 者 分 數 之 積 差 相 關 係 數 。 其 各 項 得 到 之 一 致 性 係 數 介 於 .878
~ .922 之 間 , 數 值 均 達 極 顯 著 程 度 , 說 明 此 測 驗 之 評 分 者 所 評 分 數 之 間 的 一 致 性 相 當 令 人 滿 意 。
2.重 測 信 度 : 依 照 測 驗 指 導 手 冊 的 說 明 , 此 測 驗
「 創 造 性 思 考 活 動 」 部 分 抽 取 國 小 五 年 級 、 國 中 一 年 級 、 國 中 三 年 級 , 共 116 人 為 樣 本 , 進 行 重 測 信 度 考 驗 , 兩 次 間 隔 時 間 為 四 ~ 五 週 , 所 得 之 相 關 係 數 介 於 .438~ .679,均 達 .05 以 上 顯 著 水 準 。 「 創 造 性 傾 向 量 表 」 部 分 則 取 國 小 六 年 級 、 國 中 二 年 級 、 高 中 一 年 級 , 共 121 人 為 樣 本 , 兩 次 間 隔 時 間 為 三 ~ 五 週 , 所 得 之 相 關 係 數 介 於 .489~ .810,亦 達 .05 以 上 之 顯 著 水 準 。
3.內 部 一 致 性 : 以 Cronbach α 係 數 計 算 內 部 一 致 性,結 果「 創 造 性 思 考 活 動 」各 項 分 數 之 α 係 數 介 於 .454~ .872 之 間 ,「 創 造 性 傾 向 量 表 」 各 項 分 數 之 α 係 數 介 於 .401~ .780 之 間,總 分 之 α 係 數 則 介 於 .765~ .877 之 間 。
( 二 ) 效 度 : 以 Torrance 圖 形 創 造 思 考 測 驗 為 效 標 , 進 行 同 時 效 度 考 驗 , 國 中 部 分 之 相 關 係 數 介 於 .311
~ .545 之 間 , 皆 達 .05 以 上 之 顯 著 水 準 。
二 、 問 題 解 決 量 表
此 份 量 表 是 採 自 李 大 偉 ( 1998) 所 主 持 之 國 科 會 研 究 報 告 :『 問 題 導 向 的 技 學 素 養 教 學 策 略 研 究 』。 由 該 研 究 小 組 根 據 Heppner 和 Petersen ( 1982 ) 所 編 製 的 The Problem Solving Inventory( PSI) 之 內 容 翻 譯 而 得 , 主 要 是 評 量 受 試 者 面 臨 問 題 解 決 情 境 時 的 態 度 與 行 為 傾 向( 附 錄 一 )。此 量 表 共 有 35 題,每 題 有 六 個 選 項,分 別 為 1( 非 常 同 意 ) 、2( 同 意 )、 3( 稍 微 同 意 )、 4( 稍 微 不 同 意 )、 5( 不 同 意 )、 6( 非 常 不 同 意 )。此 量 表 使 用 於 本 研 究 之 後,以 瞭 解 經 過 實 驗 教 學 之 後 , 實 驗 組 學 生 之 問 題 解 決 態 度 是 否 會 優 於 控 制 組 學 生 。 該 研 究 小 組 曾 以 天 母 國 中 、 明 湖 國 中 學 生 382 名 進 行 施 測 , 將 施 測 結 果 進 行 因 素 分 析 , 以 得 到 可 對 於 問 題 解 決 態 度 具 有 重 大 影 響 之 因 素 。 項 目 分 析 結 果 , 各 題 高 低 分 組 差 異 均 達 顯 著 水 準( p<.01、 p<.001),顯 見 本 量 表 所 有 項 目 均 有 極 佳 的 鑑 別 度 。
三 、 教 學 反 應 量 表
此 量 表 採 自 方 崇 雄 ( 民 88) 所 著 之 『 國 民 中 學 問 題 解 決
導 向 生 活 科 技 課 程 學 習 歷 程 模 式 之 建 構 與 驗 證 研 究 』 。主 要 是
要 瞭 解 學 生 對 研 究 者 所 編 製 之 CPS 模 式 生 活 科 技 課 程 的 學 習
反 應 情 形 。 此 量 表 分 為 教 師 教 學 策 略 、 課 程 安 排 、 個 人 感 受
等 三 部 分,每 個 部 份 均 為 六 題,採 Likert 四 點 量 表 的 形 式 呈
現 ( 附 錄 二 )。 試 題 採 用 因 素 分 析 、 項 目 分 析 、 題 目 與 分 量
表 總 分 的 相 關 來 加 以 選 題 。 信 度 則 採 用 Cronbach α 與 折 半
信 度 來 加 以 考 驗 , 如 表 3-2。
表 3-2 生 活 科 技 課 程 教 學 反 應 量 表 信 度 考 驗 分 析 分 量 表 名 稱 Cronbach α 折 半 係 數 教 師 教 學 策 略 方 面 0.9185 0.8739 課 程 安 排 方 面 0.8773 0.8013 個 人 感 受 方 面 0.8632 0.7587 資 料 來 源 : 方 崇 雄 , 民 88, 頁 53。
四 、 木 工 製 造 CPS 實 驗 教 材 設 計
( 一 ) 文 獻 蒐 集
1.CPS 模 式 相 關 資 料:針 對 CPS 模 式 在 課 程 上 的 應 用,及 CPS 分 階 段 訓 練 之 活 動 練 習,進 行 統 整 。 2.創 造 思 考 相 關 資 料 : 有 關 創 造 思 考 教 學 技 巧 ,
以 及 腦 力 激 盪 法 等 相 關 文 獻 資 料 。
3.產 品 設 計 相 關 資 料 : 有 關 設 計 的 定 義 、 產 品 設 計 的 內 涵 、 產 品 設 計 的 訓 練 等 相 關 文 獻 資 料 。
( 二 ) 木 工 製 造 產 品 設 計 內 涵 1.設 計 圖 繪 製
2.產 品 製 作 流 程 3.模 具 製 作
( 三 )專 家 審 核:將 所 設 計 的 木 工 製 造 CPS 教 材,經 由 設 計 領 域 與 教 育 領 域 專 家 審 核 、 修 正 。
五 、 產 品 設 計 評 量 標 準
( 一 )文 獻 蒐 集:針 對 產 品 評 判 的 資 料、產 品 檢 驗 標 準 等 資 料 , 進 行 標 準 擬 定 。
( 二 )木 工 製 造 產 品 評 分 標 準:針 對 木 工 領 域 的 產 品 評 分 標 準 進 行 標 準 擬 定 。
( 三 )專 家 審 核:將 所 擬 定 的 產 品 評 分 標 準,經 由 設 計 領
域 與 木 工 領 域 專 家 審 核 、 修 正 。
第 五 節 實 驗 教 材 設 計
本 研 究 所 使 用 在 木 材 加 工 課 程 裡 的 CPS產 品 設 計 教 材 , 係 依 據 產 品 設 計 流 程 中 , 適 當 加 入 CPS課 程 方 式 編 製 而 成 。 「 產 品 設 計 」主 要 是 使 學 生 瞭 解 如 何 設 計 理 想 中 的 作 品 並 製 作 出 產 品 的 過 程 。 研 究 者 將 所 探 討 CPS模 式 理 論 架 構 與 內 涵 , 運 用 於 實 驗 組 之 木 材 加 工「 產 品 設 計 」課 程 中,而 控 制 組 則 以 一 般 產 品 設 計 教 學 方 式 教 授 相 同 課 程 範 圍 。 課 程 教 材 編 製 流 程 如 下 :
一 、 文 獻 蒐 集
( 一 )產 品 設 計 課 程:針 對 一 般 教 授 產 品 設 計 課 程 時,所 使 用 到 的 方 法 、 步 驟 加 以 統 整 。
( 二 )CPS 模 式 相 關 資 料:針 對 CPS 模 式 在 課 程 上 的 應 用,
以 及 CPS 分 階 段 訓 練 之 活 動 練 習 , 進 行 統 整 。
( 三 )產 品 設 計 評 分 要 項:有 關 產 品 設 計 評 分 所 注 重 之 項 目 與 分 析 等 相 關 資 料 。 將 評 分 要 項 整 理 如 下 表 3-3:
表 3-3產 品 設 計 評 分 要 項 評 分 要 項 1. 設 計 功 能 和 創 意
設計圖 2. 各 項 裝 置 、 機 構 繪 圖 完 整 而 且 標 示 明 確 製 作 流 程 規 劃 1. 明 確 列 出 詳 細 作 品 製 作 的 工 作 流 程
1. 產 品 配 色 2. 產 品 造 型
3. 結 構 強 度 之 設 計 4. 產 品 空 間 利 用 之 規 劃 成 品 整 體 表 現
5. 產 品 功 能 之 設 計
二 、 確 定 課 程 範 圍
依 據 所 蒐 集 的 資 料,本 研 究 配 合 國 立 台 灣 師 範 大 學,工 業 科 技 教 育 學 系 , 木 材 加 工 製 造 課 程 的 課 程 安 排 :「 凳 子 」產 品 設 計 與 製 作 , 為 課 程 單 元 範 圍 , 並 配 合 大 二 學 生 木 工 學 習 程 度 , 分 析 教 材 的 難 易 度 , 進 而 訂 定 教 學 目 標 。
三 、 訂 定 教 學 目 標
本 研 究 實 驗 教 材 之 教 學 目 標 為 :
( 一 ) 瞭 解 設 計 的 意 義 與 內 涵 。
( 二 ) 認 識 設 計 所 涵 蓋 的 領 域 與 常 見 的 設 計 工 作 。
( 三 ) 瞭 解 設 計 的 基 本 程 序 與 方 法 。
( 四 ) 應 用 木 工 課 程 所 學 之 技 巧 設 計 製 作 作 品 ─ 凳 子 。
( 五 ) 學 會 尋 求 目 標 問 題 。
( 六 ) 學 會 尋 求 概 念 解 答 。
( 七 ) 學 會 尋 求 功 能 或 是 視 覺 解 答 。
( 八 ) 從 活 動 中 學 習 群 體 合 作 精 神 。
( 九 )學 會 在 設 計 作 品 的 過 程 中,思 考 解 決 所 遇 到 的 困 難。
( 十 )能 夠 對 於 產 品 初 稿( 樣 品 )進 行 評 估 與 修 正 改 進 。
四 、 設 計 CPS產 品 設 計 訓 練 課 程
為 確 保 實 驗 組 學 生 能 熟 悉 CPS模 式 的 步 驟 與 運 用 , 研 究 者 依 據 王 怡 勝 ( 2001) 分 析 Isaksen, Treffinger and Dorval
( 1994)對 CPS 模 式 的 研 究 , 所 提 出 的「 要 素 觀 點 」( Compo- nential View):問 題 的 了 解( Understanding of Problem)、
構 想 的 產 生( Generation of Ideas)及 行 動 的 計 畫( Planning
of Action) , 所 提 出 的 CPS 構 成 要 素 運 作 的 架 構 , 如 圖 3-3所 示。此 方 法 模 式 運 作 的 構 成 要 素 包 含 了 尋 求 目 標 問 題( Target Problem Find- ing) 、 尋 求 概 念 解 答 ( Conceptual Problem -Solving)、尋 求 造 形;功 能 解 答( From; Functional Problem -Solving) 等 活 動 要 素 。 因 此 在 本 研 究 中 設 計 符 出 實 驗 組 CPS 產 品 設 計 訓 練 課 程,主 要 包 括:尋 求 目 標 問 題、尋 求 概 念 解 答、
尋 求 功 能 及 造 形 上 解 答、評 估 以 及 設 計 輔 助 工 具 之 彈 性 使 用 原 則,設 計 者 可 經 由 一 連 串 之 發 散、轉 化 及 收 斂 之 交 互 運 作 的 方 式 來 思 考 問 題 之 解 答,來 進 行 創 造 性 問 題 解 決 活 動。此 設 計 方 法 提 供 設 計 者 一 具 明 確 的 、 良 好 結 構 的 活 動 架 構 , 並 更 具 人 性、自 主 性,且 能 促 進 設 計 者 獲 得 創 造 性 問 題 解 決 的 成 果。控 制 組 學 生 則 無 接 受 此 訓 練 課 程,教 師 僅 以 一 般 產 品 設 計 教 學 方 式 , 依 照 教 學 目 標 教 授 課 程 。
尋 求目 標問 題
尋 求概 念解 答
尋 求 造 型: 功 能 解答 發 散
轉化 收斂