支援國小科展探究教與學之網路科展探究系統的開發與評估

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鍾一華(I-Hua Chung) 查詢紙本館藏

畢業系所

網路學習科技研究所

論文名稱

支援國小科展探究教與學之網路科展探究系統的開發與評估
(Development and Evaluation of Online Science Fair Inquiry System)

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摘要(中)

探究 (inquiry) 是現代科學教育的重要核心，而探究學習活動會隨著學習內容的資訊量以及認知開放程度有所不同，最終目標希望學習者有能力進行「開放式探究」(open inquiry)。科學展覽 (Science Fair)是探究學習活動中最常見的開放式探究活動。然而，科展活動在台灣的教育現場面臨許多困難與挑戰，沒有經驗的教師無法有效引導學生進行探究活動，而且專業知能不足的教師無法建立學生對於科學展覽的概念。為了幫助科展探究的教與學，本研究旨在發展一個「網路科展探究系統」（Online Science Fair Inquiry System，OSFIS）輔助科展教師進行教學活動，本研究也進一步評估OSFIS是否能符合科展教師的需求。在進行系統評估時，本研究採用便利取樣方法，針對52名國小科展教師進行訪談與問卷調查，並蒐集受訪教師的背景變項以及系統操作回饋。研究結果發現受訪教師對於OSFIS所提供探究學習歷程架構與鷹架功能在知覺有用性、知覺易用性和使用意願皆給予正面回饋，且認為OSFIS有助於科展教師與學生瞭解科展歷程以及突破教學時間不足的限制，能夠紀錄科展指導歷程。除此之外，更彌補了新手教師的專業知能不足之處，而進一步的分析結果也顯示科展專業知能、環境的限制因素以及在網路教學環境中的信心程度有可能會影響科展教師對於OSFIS的感知。本研究進一步從訪談中獲得受訪教師對系統的改善建議，包含增加認知鷹架功能，加強互動與溝通鷹架功能，介面設計需貼近國小學生的理解程度。最後，本研究依據結果與討論提出教學實務、系統設計及未來研究之建議。

摘要(英)

Science fair is one of the most common open inquiry activities which can facilitate learners to construct their science knowledge and develop science literacy in school. However, there are a great deal of difficulties and challenges in Taiwan’s education fair. For example, novice teachers may neither effectively guide learners to conduct science fair inquiry activities nor facilitate learners to construct related knowledge. To scaffold teachers’ instruction and students’ learning in science fair inquiry, the “Online Science Fair Inquiry System” (OSFIS) was developed in this study. After the development of the OSFIS, this study also conducted a series of system evaluations on it. To this end, both questionnaire survey and tape-recorded interviews were conducted. The participants of the system evaluation in this study were 52 elementary school teachers. The participants expressed satisfactory perceived usefulness and ease of use of the OSFIS. Also, they had high intention to use the OSFIS. Moreover, this study reveals that the OSFIS may facilitate both teachers and students to understand the process of science fair inquiry, solve the limitation of activities times, record the portfolio during inquiry activities, and complement teachers’ professional knowledge. Results also indicated that the participants’ perception toward OSFIS might be influenced by environmental limitation, and their professional knowledge of science fair and confidence. Finally, some suggestions and implications for teachers to conduct open inquiry activities, system design, and future work are also proposed.

關鍵字(中)

★ 科技增進探究工具
★ 網路科展探究系統
★ 探究
★ 科學展覽

關鍵字(英)

★ Technology-enhanced inquiry tool
★ Science fair
★ Inquiry
★ Online Science Fair Inqui

論文目次

摘要 I
ABSTRACT II
致謝辭 III
目錄 IV
表目錄 IX
圖目錄 XI
第一章緒論 1
第一節研究背景 1
第二節研究動機與目的 2
第三節研究問題 3
第四節名詞釋義 5
第五節研究限制 6
第二章文獻探討 7
第一節探究學習與科學展覽 7
壹、「探究」在科學教育中的重要性 7
貳、「探究學習」的歷程與開放程度 9
參、「科學展覽」活動在探究學習中扮演的角色 11
肆、探究與科展教學的困境 12
第二節資訊科技輔助探究教學 14
壹、科技增進探究工具與學習管理系統 14
貳、網路鷹架工具與探究學習 15
參、網路輔助科展活動 16
第三節綜合探討 17
第三章系統設計與實作 18
第一節系統開發方式 18
壹、系統開發人員架構 18
貳、系統開發流程 19
第二節系統設計理念 20
壹、系統流程設計理念 20
貳、探究任務設計理念 22
參、系統鷹架功能設計理念 24
第三節系統架構設計 26
壹、系統架構圖 26
貳、系統模組與功能 28
第四節系統介面與角色功能 29
壹、系統介面設計 29
貳、使用者與系統鷹架功能對應 32
第五節實體架構設計 35
壹、資料庫結構 35
貳、系統開發環境 35
第四章研究方法 36
第一節研究對象 36
第二節研究設計 44
第三節研究流程 44
第四節研究工具 45
壹、量化研究工具 45
貳、質化研究工具 48
第五節訪談流程 50
第六節資料處理與分析 51
第五章結果與討論 53
第一節國小教師對於OSFIS之知覺有用性 53
壹、整體知覺有用性 53
貳、探究學習歷程架構知覺有用性 54
參、鷹架功能知覺有用性 55
肆、小結 60
第二節國小教師對於OSFIS之知覺易用性 61
壹、整體知覺易用性 61
貳、探究學習歷程架構知覺易用性 61
參、鷹架功能知覺易用性 63
肆、小結 65
第三節國小教師對於OSFIS之使用意願 66
壹、系統整體使用意願 66
貳、影響教師使用意願之原因探討 66
參、小結 68
第四節不同背景變項的國小教師對於OSFIS的感知差異 69
一、不同性別之國小教師對於OSFIS的感知差異 69
二、不同自然科教學年資之國小教師對於OSFIS的感知差異 69
三、不同專業背景之國小教師對於OSFIS的感知差異 70
四、不同科展指導經驗之國小教師對於OSFIS的感知差異 71
五、不同科展指導表現（得獎經驗）之國小教師對於OSFIS的感知差異 71
六、不同網路使用頻率之國小教師對於OSFIS的感知差異 72
七、使用網路教學具備不同自信程度之國小教師對於OSFIS的感知差異 73
八、對於學生在網路學習中的表現具不同信心程度之國小教師對於OSFIS的感知差異 74
九、不同網路教學經驗之國小教師對於OSFIS的感知差異 75
十、網路教學情境中對自身具不同自信程度，以及對學生學習表現具不同信心程度之國小教師對於OSFIS的感知差異 75
十一、小結 77
第五節國小教師對於OSFIS之系統改進建議 78
壹、教師功能及介面改進建議 78
貳、學生功能及介面改進建議 79
參、小結 81
第六章結論與建議 82
第一節結論 82
壹、以受訪教師的觀點來說，OSFIS能支援國小科展探究的教與學 82
貳、 OSFIS對於國小教師來說容易學習與使用 82
參、國小教師普遍願意使用OSFIS指導科展，但有影響使用意願的因素 83
肆、教師科展專業知能與自我效能可能影響教師對於OSFIS的知覺易用性 83
伍、 OSFIS在功能以及介面都有可調整的空間 83
第二節建議 84
壹、教學實務建議 84
貳、系統設計與改良建議 84
參、未來研究建議 85
參考文獻 86
附錄 90
附錄一、教師背景問卷 90
附錄二、教師對於「網路科展探究系統」之科技接受度問卷 92
附錄三、「網路科展探究系統」探究架構之知覺有用性問卷 93
附錄四、「網路科展探究系統」鷹架功能之知覺有用性問卷 94
附錄五、「網路科展探究系統」操作流程範例 97

參考文獻

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指導教授

吳穎沺(Ying-Tien Wu)

審核日期

2012-7-25

推文