1、219課程與教學季刊 2010, 13(3), 頁 219250從 反 思 與 實 踐 看 國 中 生在 科 技 實 作 活 動 中 的 學 習 歷 程 表 現游 光 昭 * 林 坤 誼 * 洪 國 峰 *科技產品的製作是一個結合思考與實踐的歷程，思考主要是要求能運用學科的知識概念及工作程序的規劃，去作實踐前的準備；而實踐則是運用周遭的材料與工具等資源，去完成科技產品的設計與製作。本研究依據Zimmerman（1998）所提出的自我調整學習理論，發展一個科技實作活動的學習模組，並分析三十位國中生在經歷此學習模組的思考與實踐學習後，其在後續的實作活動過程的表現，以探討學生的反思與其實作作品表現之
2、關係。本研究在歷經十一週的教學實驗活動之後，歸納以下結論：(1)國中生在科技實作活動中的反思表現優於實踐表現；(2)國中生在進行科技實作活動的學習時，應優先加強有關技術操作的學習。關鍵字：自我調整學習、反思與實踐、實作評量* 作者現職：國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系教授*作者現職：弘光科技大學文化事業發展系助理教授（通訊作者）*作者現職：臺北市立蘭雅國民中學教師專論220壹 、 緒 論一 、 研 究 背 景 與 動 機科技產品的製作是一個結合思考（thinking ）與實踐（action）的歷程（Agassi, 1997; Black Schn, 1983） 。Black 及Har
3、rison（1985 ）認為能完整製作一個科技產品的人，需要具備能結合內容與過程的知能，亦即，要能結合所學的知識概念與設計製作的能力，去完成一個科技作品。前面所謂的思考，即是要求能運用學科的知識概念及工作程序的規劃，去作實踐前的準備；而實踐則是運用周遭的材料與工具等資源，去完成科技產品的設計與製作。這種強調學習者在思考與實踐的結合，也在 APU（The Assessment of Performance Unit）模式所提出的手腦互動（interaction between mind and hand）中顯現（Kimbell, Stables, Wheeler, Wozniak, Zimmer
4、man, 2000） ，認為一個具有自我調整的學習者，能在學習的歷程中主動思考如何歸因及調整自己構思，以作為後續實踐時的參考。實踐，在技術層面上的意義，是一種設計與製作的行動表現。設計代表人類的一種能力，亦即能夠辨認人類自身的需求，並發展解決方法以滿足該需求（McCracken, 2000） 。設計是一種複雜的心智過程，它主要透過計畫及構想並加以實踐，最終則以滿足人類的需求為目標（Baker Martin-Kniep, Feige, Schunk, 2001; Zimmerman, 1998）也指出，運用自我調整學習策略能使學習者有效達成學習目標，而自我反思更是自我調整學習過程中的關鍵歷程。因
5、此，不論是在學習歷程中學習者為解決問題所進行的反思；或學習歷程結束後學習者針對自我學習的產出，如學習成果、紀錄、報告、心得感想、評量等，所進行的批判思考行為，均顯示學習者必須在自我反思的歷程中自行控制學習的流程及監督學習的成效（Schn, 1990） 。此外，亦有研究顯示學習者若能在學習的過程中進行反思學習，通常會產生較好的作品，因為反思歷程可以讓學習者重新檢視、測試與修正已有的想法與知識的連結，繼而擁有較好且較有結構的理解（Davis, 2000） 。綜合上述論點可知，學習者可經由自我反思去瞭解自己在學習活動中所應扮演的角色，並經由不斷的歸因、調整的思考歷程，進而提升自我學習能力及有效掌握自
6、我思考運用能力。因此，從自我調整學習理論的觀點來看，自我反思的目的是期望每一位學習者在經歷自我調整學習活動之後，能成為一位獨立思考且能自我激勵的自我調整學習者，並期待往後亦能繼續透過自我反思歷程，來導引其個人的學習之路。二 、 自 我 調 整 學 習 理 論 融 入 於 實 作 活 動Zimmerman（1998）在分析學習者的學習活動後，提出自我調整學習者都需要經歷先前的考慮、表現或意志控制、以及自我反思等三個階段之循環性活動。從另一角度來看，Schunk 及 Zimmerman（1994）則將自我調整學習的循環分成：自我評價與監控、策略計畫與目標設定、策略實行與監控、及策略的結果監控等四個
7、內涵。兩相比較，先前的考慮涉及策略計畫與目標設定，會影響表現與意志控制；而表現與意志控制階段的活動則涉及策略實行與監控，又會影響自我反思；自我反思則涉及策略的結果監控及自我評價與監控，且會影響後續的行動。這兩種對於自我調整學習的觀點，其實都顯示自我調整學習是一個循環不斷的歷程。依據 Piaget 認知發展理論，個體是一個自我調整的系統，是不斷運用基模（schema）和外在環境進行交互作用，並為了適應環境的需求而產生同化專論224與調適（Piaget, 1969） 。因此，以認知學習的觀點來說，自我調整可以促使學習者避免成為被動的資訊接受者，而是能主動的投入學習的過程（Pintrich, 199
8、5） 。Zimmerman（1998）也認為自我調整學習是一種讓學習者能自我激發、活化認知活動及學習行為，並因此能有系統的達到既定目標的過程。意即，自我調整學習能使學習者在面臨新的問題時，能感覺自己更有達成目標的能力（Schunk, 2001） 。由於自我反思為自我調整學習歷程的循環步驟之一，本研究需要依據自我調整學習理論來規劃一個合適之科技實作的學習模組，以作為學生學習如何運用自我調整學習的歷程，來體會思考與實踐的互動關係。依據圖 1 的自我調整學習理論，本研究可以依先前的考慮（含策略計畫與目標設定） 、表現或意志控制（含策略實行與監控） 、自我反思（含策略的結果監控、自我評價與監控）等內涵
9、，規劃一個自我調整學習循環模式的實作活動，以提供學習者一個自我調整學習的經驗。科技實作活動的價值，除了培養學生運用其智能外，技術的運用、設計與解決問題等程序性知識的運用，是最與眾不同的（Thomson, 2001） 。學習者在進行科技實作活動時，其過程是需要運用材料與資源進行設計與規劃，及以工具、機器及實作技能進行物品的造型、構造與功能等加工處理。科技實作活動常是生活周遭的學習經驗為出發點，所以在解決問題的過程中常須運用到科學的原理及法則，並配合使用工具、機器及技能。因此，本研究規劃主題式教材與實務設計的自我調整學習模組，期望學習者能運用問題解決、知能統整、設計與製作等策略，來達到思考與實踐互
10、動之目標。以下茲說明自我調整學習理論如何融入於本研究所設計的實作活動之中：1.在自我評價與監控上，先實施學生自我評量測驗，讓同學與老師了解同學的學習能力。在課程中，學生必須填寫時間管理與搜尋內容紀錄單以監控自己學習的情境，並給與自我效能的自評及記錄學習的內容，教師則給與建議與評量。2.在目標設定與策略計畫上，教師依據同學的自我評量測驗，指導同學設定特定的學習目標。在實作學習時，學生依據所學的科學與科技知識，自定實作作業的目標、使用的材料與完成的步驟。3.在策略的實行與監控上，則可分為認知學習與實作學習兩部份。認知學習部份，學生需蒐集資料與填寫時間管理與搜尋內容紀錄單，而每種表單皆有同學自評部份
11、，以監控自己學習的情形。教師亦需要給同學建議與評量，讓同學了解自己進步的情況。而在實作學習部份，學習者則依據實作單所定之製作從反思與實踐看國中生在科技實作活動中的學習歷程表現225流程與步驟完成實作作業，教師則在技術與工作程序上給與適當之指導。4.在策略結果的監控利用上，則規劃幾個單元的認知學習循環，而在每個單元學習之後，學習者可由自我效能自評與教師的評量，以發現自己的學習情形。此外，實作活動的設計亦須能協助學習者思考及運用學習所學的知識，並實際應用於實作中。自我調整學習是一種綜合後設認知、動機、自我監控、自我效能等學習心理學層面的理論，它更具有配合學習策略的應用、自行創造有利的學習環境、以及
12、教師從旁給與鼓勵與指導的教學與學習理論。因此，藉由自我調整式的實作活動讓學習者訂定製作計畫、決定製作方式、使用材料、規劃製作時間，以期最終能完成一件結合思考與實踐的科技實作作品。三 、 反 思 過 程 與 實 踐 間 的 互 動從自我調整學習理論的觀點來看，學習者透過反思不僅可以審視自我的學習歷程，且能依據以往學習經驗的回顧來找出合適的調整方式，並能據此提升自我學習的能力。因此，沒有反思的學習過程將會使得實踐變得毫無意義，且喪失前所述及科技產品的製作是一個結合思考與實踐的歷程之原有精神。就反思過程與實踐之間的互動而言，Schn（1990）主張學習者的反思行為可以區分為行動中的反思（reflec
13、tion-in-action）與行動後的反思（ reflection-on-action）兩種型態。其中，行動中的反思係指學習者在學習歷程中，為解決問題而進行思考活動的當時所發生的反思，此可界定為問題發生情境時學習者所進行的反思（Schn, 1990） ；至於行動後的反思則是指學習者針對自我的學習產出，如學習成果、紀錄、報告、心得感想、評量等，所進行的批判思考行為，此可界定為學習者離開問題所發生的情境後，重新回來檢視學習歷程時所發生的反思（Schn, 1990） 。除了 Schn（1990）的主張之外，由於科技的實作活動是一種複雜的心智過程，是讓學生透過實際動手的過程中，運用技術性與實作性知識
14、，並經詳細計畫、構想、進而選用適當的工具與材料以製作出成品。所以，科技實作活動需要結合手（實踐）與腦（思考）交互運用才能完成設計與製作的過程，而圖2 的 APU 模式中所提出的手腦互動圖（Kimbell et al., 1991） ，也可作為解釋學習者在科技實作活動中反思過程與實踐間的互動關係圖。APU 模式所提出的手腦互動圖中，在腦內的思考包含以下幾個階層：(1)產生初步、模糊的想法；(2)探索新的想法並強化想法；(3)釐清與確認想法；及(4) 批判性的評價想法。至於在真實世界的實作方面則包含以下階層：(1)能與他人溝通並繪製想法的草圖；(2)能製作一個概略性的模型以呈現想法；及(3)能製作
15、原型並依據不同狀況進行測試。上述的腦內思考與真實世界的實作並非分別進行，而是如圖 2專論226所示需由手腦間進行不斷互動，方能逐步深化腦內的思考與真實世界的實作。APU 模式中所提出的手腦互動關係，與 Zimmerman 和 Schunk（1989）所提出的自我反思之基本精神相互呼應，主要皆論及反思與實踐之間的重要連結關係，亦即著重在探究手腦之間的互動情形，同時也呼應相關研究所一直強調的科技產品的製作是一個結合思考與實踐的歷程（Agassi, 1997; Black Schn, 1983） ，並透過此一反思與實踐的互動進行，才能夠激發學習者在想法與實作技能上的潛能。圖 2 APU 模式的手腦互
16、動圖資料來源：Kimbell, Stables, Wheeler, Wozniak, & Kelly (1991)由於反思過程與實踐間具備有密切的互動關係，許多研究曾針對學習者的自我反思表現進行深度的探討，而多數的研究結果都發現，學習者在進行自我反思時，多數未能表現出深層反思或準反思（quasi-reflective thinking）與反思等高層次的反省思考行為，僅能呈現表層反思或前反思（pre-reflective thinking）等較低層次的反省思考行為（李啟讓， 2002；鄭雅文， 2002；林秀娟，2003；Wood, 2001） 。思考 動手產生初步、模糊的想法探索新的想法並強化
17、想法釐清與確認想法批判性的評價想法能與他人溝通並繪製想法的草圖能製作一個概略性的模型以呈現想法能製作原型並依據不同狀況進行測試朝更完善思考的思考潛能發展朝更完善思考的解決方法發展從反思與實踐看國中生在科技實作活動中的學習歷程表現227依據前述文獻針對反思與實踐所提出的互動關係，不難發現在科技實作活動中學習者的反思與實踐並非分別獨立進行，而是在彼此交互互動與影響下，逐漸形成完整的構想，最後再實際製作出科技的成品。依此結論，本研究除將分析學習者的自我反思與實踐之關係與類型外，更會針對各個不同類型的學生進行其手腦互動模式的案例分析，藉此深入瞭解學習者的思考與實踐之間的互動情形。此外，前述 Schn（
18、1990）所指之行動中的反思與行動後的反思，亦將應用於本研究之中。本研究將學生在自我調整學習實作模組中的學習經驗，界定為行動中的反思與實踐；而針對此模組學習經驗之反思，及其與後續第二次實作的過程，則界定為行動後的反思與實踐。藉此，本研究將得以瞭解學習者在歷經自我調整學習後，其反思情形與再次實作的表現間之關係。叁 、 研 究 設 計 與 實 施本研究的重點為瞭解國中生在歷經自我調整學習實作活動後，其運用自我反思與其實作作品表現之情形，並分析國中學生之思考與實踐的互動關係。而為了達成此一研究目的，本研究的設計與實施說明如下：一 、 研 究 程 序本研究的目的主要在分析國中生在歷經自我調整學習實作活
19、動後，其自我反思與實踐表現的情形。本研究的程序如圖 3 所示，首先，研究者依據Zimmerman（1998）的自我調整學習循環理論，設計一個合適國中八年級學生的投石車實作學習模組，並以此十一週的學習活動，培養學生自主學習及瞭解在學習循環中如何藉由思考與實踐，來設計及解決實作的問題。隨後，這些學生被要求針對第一次活動的學習經驗，填寫自我反思歷程學習單，並依此反思結果再一次的設計與製作投石車。本研究則針對這些反思歷程學習單的填答內容，來分析學生在經過一次實作活動的經驗後，其在第二次實作中的反思與其實作作品表現的關係。此外，並依據 Zimmerman（1998）的自我調整學習循環理論與 APU 模式
20、所提及的手腦互動關係理論（Kimbel et al., 1991） ，來分析學生的自我反思與實踐的互動關係。換言之，本研究想要瞭解學生在有過一次的實作經驗後，其在第二次實作過程中之自我反思與實踐的互動關係。在第一次的實作活動中，研究者依據自我調整學習的理論協助學生進行先前的考慮，及表現或意志控制。之後，再發展單元學習記錄單及投石車學習單 ，以協助學生進行自我調整學習，並進行本研究所界定的活動中的反思。由於本研究著重在分析自我反思歷程對實作作品的關係，故在第二次的實作活動中，研究者依據自我反思的歷程，要求學生進行自我評鑑、歸因、自我專論228反應及調整，並以研究者自行設計的反思歷程學習單 ，來協
21、助學生進行自我反思。此一過程在本研究則設定為活動後的反思與實踐。透過此一研究的設計，本研究期能深入探究國中生在實作活動中的自我反思能力與其在實作作品表現的關係。圖 3 本研究架構圖二 、 研 究 對 象本研究以臺北市某國中八年級 30 名學生為研究的對象。由於本研究所規劃的投石車的製作與測試，需要較長的時間及較大的場地來執行，因此需要研究對象的學校能配合這樣的需求。由於實驗學校的自然生活科技課程授課是將兩節九十分鐘課程連排在一起，因此能夠提供研究者充裕的活動實施時間。此外，由於該國中為臺北市自然與生活科技的重點學校，在教學場域及機具設備都較為充足，且本研究群中亦有一位擔任本研究的實驗教學工作，故能配合本研究實務所需。活動中的反思與實踐針對第一次科技實作活動中的問題活動後的反思針對第一次科技實作活動的學習歷程活動後的實踐依據活動後的反思進行第二次科技實作活動本研究探討的重點表現或意 志控制先前的考慮自我反思自我評鑑調整 歸因自我反思循環：投石車實作活動自我反應反思 實踐分析手腦互動情形
