多媒體融入國小創意教學之研究~以數學科為例
楊宜倫、黃秉紳
高師大工業與生活科技暑期教學碩士班
第一章 緒 論
第一節 研究背景與動機
在資訊科技發達的今日，傳統式的教學往往已不符合學生身心的發展，當今老師扮演的角色，也從「粉筆」及「單向傳述」的權威模式，轉變為師生互動中的「引導者」地位。在九年一貫課程標準與內容頒佈以後，充滿著「建構色彩」的多元學習，即受到相當程度的重視。九年一貫的教學，強調的是教師引導學生思考能力的培養，而教學方法則偏重統整課程的學習與多元智慧教學、合作學習等精神。
由於多元化教學的實施，學習內容不再僅僅限於課本，電腦在教育上的應用已日趨重要，特別是所謂「多媒體」的電腦輔助教學，正逐漸的在教學科技的發展上佔了重要的地位。
第二節 研究目的
本研究的主要目的詳述如下：
（一）探討國小學童運用同儕式多媒體討論區進行數學問題解決之學習表現。
（二）探討國小學童運用同儕式多媒體討論區進行數學問題解決之學習成效。
（三）探討國小學童運用同儕式多媒體討論區進行數學問題解決之接受度和滿意度。
第二章
文獻探討
第一節 資訊科技融入教學
一、資訊科技融入教學的意義
我國在資訊網路教育推動現況與展望（教育部，民90）中明白指出，未來四年內，原推動之「資訊教育基礎建設計畫」將逐步調整實施相關推動工作，以達成以下具體目標：
1.「師師用電腦，處處上網路」。
2.教師均能運用資訊科技融入教學。
3.各學習領域均有豐富且具特色教學之網路教學資源。
4.學生具備正確資訊學習態度、瞭解並尊重資訊倫理、具有科技時代的人文情懷。
由此看來資訊科技的使用是現代世界的趨勢，各國無不盡全力在教育上著手，讓資訊素養在未來主人翁身上紮根；運用資訊科技的能力成為學童重要的學習指標，而教師運用資訊科技融入教學也成為教學策略的一項重要參考。
所謂資訊科技融入教學就是將資訊科技融入於課程、教材與教學中，讓資訊科技成為師生一項不可或缺的教學工具與學習工具，使得資訊科技的使用成為在教室中教學活動的一部份，並且能延伸地視資訊科技為一個方法或一種程序，在任何時間任何地點來尋找問題的解答（王全世，民89）。
在資訊科技融入教學的過程中，運用多媒體輔助工具來幫助學生學習，是一種有效且受學生喜愛的教學。而根據融合網路互動多媒體學習環境的觀察，由於多媒體互動教學生動活潑的特性，使得學童在學習時，可以非常專心的使用並且與他人互動連繫；這
從以上的討論，我們知道融合網路多媒體的教學環境是以學生為中心的教學活動，並採用建構式的教學策略，因此最能實施資訊科技融入教學。
二、電腦多媒體輔助教學
多媒體是由一種以上的媒體組合而成，多媒體廣泛的被使用在教學及簡報上，是現代教學應用的方式之一。早期常以電影機、電視機、錄放影機、錄放音機、幻燈機和投影機等視聽媒體設備來進行教學活動，均稱為多媒體教學。多媒體教學隨著新科技的應用，使學習者有即時性及臨場感的效果，透過多媒體在教學上的運用，學習效率倍增，教與學者皆愛不釋手。
過去常見的教學輔助教材有圖畫、表解、練習卡片、儀器、實物、標本、地圖、模型、黑白板、投影片、幻燈片、揭示板等，不同的輔助教材皆可引起學習興趣，增加學習的效果；而視聽音響設備的出現，加上電腦資訊科技的結合電腦多媒體輔助教材，逐漸成為時下教學輔佐工具的新寵。
電腦多媒體輔助教學有下列特性──
（一）隨時隨地學習。
（二）多元訊息的呈現。
（三）重視個別化學習。
（四）不斷重複的特性。
（五）標準化教材。
（六）可以記錄學習者學習狀況。
（七）提供適當回饋。
（八）提供學習者一個自在的學習空間。
（九）操作示範與解說。
第二節 建構主義、社會建構主義
建構主義基本上是在解釋「知識是什麼？」和「學習是什麼？」的一種理論模式。在八０年代末Von Glasersfeld 提出二個原理作為他的根本建構主義的基礎，第一個原理：「知識是認知個體主動的建構，不是被動的接受或吸收」。他們認為新知的學習是靠學習者先前的知識和經驗逐漸組織而來，而不是純粹由外在給予接受。因此第一原理的建構主義強調學生的學習並非一項由教師灌輸而學生只是被動接受的活動。反之，在學習過程中，學生對於課本及教師講述的內容，會主動地利用學生原有的經驗和知識來加以選擇、組織、理解、記憶、和應用，而學生這種主動建構的過程不但會受到自己對學習的信念、動機、目的、和價值觀的影響，同時也會受到教室情境以及
而到了九０年代初Taylor Campbell-Williams則增加第三原理來拓展根本建構主義的原理做為社會建構主義的基礎。現代建構主義的第三原理是：「知識是個人與別人經由磋商與和解的社會建構」，此即為社會建構主義。該原理主要在強調個人建構知識是在社會文化的環境之下建構的，因此所建構的知識與社會文化脫不了關係。所建構之知識的意義需要與別人磋商和和解來不斷的加以調整和修整，而且會受到當時文化與社會的影響。因此，書中的客觀知識也非讀者任意建構的，而是會與他所生活在相同社會文化中的他人有某種程度的「共識」。所以，知識的主觀部分是不會一樣的，但在客觀部分或相互主觀的共識部分，或在 某種範圍和程度上是可以相通或相容的。(張靜嚳，民83) 。
根據以上的建構原理，一些數學教育學者根據實際教室研究觀察的結果，還有數學教育理論發展的趨勢，主張結合建構主義和社會建構主義的觀點來推展數學教育（Bauerfeld,1980; Cobb, 1994; Wood et al.,1995）。其中Wood等人主張學生是在問題解決的活動中主動建構數學知識，他們強調學生可以藉由語言溝通澄清對數學知識的理解，並重新建構有關的數學知識，發展出比獨自解題更深入的理解。因此他們在研究中，是以小組和全班討論為教學策略，教學
Palincsar(1986)以鷹架教學的理念，實施相互教學增進學生閱讀理解的能力，她強調在教室的對話中，老師與學生的互動所使用語言的本質會影響教學的品質和學習的成果。而Driver(1995)則鼓勵老師和學生彼此思考對方的立場和想法，可以相互質疑、再三思考、接納或拒絕對方的想法，但絕不是不尊重對方的想法。
三、創造思考教學
創造思考教學（Creative Teaching），就是教師透過課程的內容及有計畫的教學活動，以激發及助長學生創造行為的一種教學模式（毛連塭，民78）。就教師而言，是鼓勵教師，因地制宜，變化教學的模式；就學生而言，是在啟發學生創造的動機，鼓勵學生創造的表現，以增進創造才能的發展（陳龍安，民73），也就是說：教師藉由課程和活動，提供一種支持的創造性環境，以激發學生的創造性思考，表現出創造性行為，以增進其創造的才能的教學模式。
事實上，所謂創造思考教學並非是一種特定的教學法，而是與傳統的教學法不相衝突，而能相輔相成，互增效果的（陳龍安，民73），它應該說為是一種原理原則，只要在傳統教學法中，加入一些能啟發學生創造思考的歷程，就可以表現出創造思考教學的特徵。
至於創造思考教學的原則，歷年來許多學者提出了許多見解，以下是弗氏（Feldhusen,1980）所提的十項具體建議：
（一）支持並增強學生不平凡的想法和回答:
學生提出不平凡的想法和意見，會因受到老師的讚賞或鼓勵而增強，若不加注意或甚至貶抑其價值，就會削弱此類有創造性的行為。
（二）以失敗作為實際的教材，幫助學生了解什麼是錯誤:
在一種支持他的氣氛下，告訴他可被接受的標準為何，讓學生知道可依循的標準，可助他培養自我評判和自我修正的能力。
（三）允許學生有充分的時間去思考 :
有限的時間易使人產生焦慮，不易專心，故應給予學生充分的時間去了解課程，去思考，去表達他的想法。
（四）適應學生的興趣與想法 :
人往往對其感興趣的事物特別敏銳，對與其價值觀相類似的內容，容易因引起共鳴而接受。
（五）製造與學生間、同學間相互尊重和接納的氣氛 :
製造相互尊重，接納的和諧氣氛，易使人防衛性降低，心情放鬆而愉快，大腦放射出α腦波，是最能產生創意的精神狀態。
（六）察覺創造的多層面 :
創造力的表現是多元的，有的是在藝術、音樂方面，亦有可能表現於科學、數學、語文、組織領導才能方面。
（七）鼓勵正課以外的學習活動 :
制式的正課上課方式，學生不易表現出創造力，然正課以外的學習活動，學生有機會整合各科所學，而加以應用表現，可激發其創造力。
（八）傾聽及與學生打成一片 :
傾聽學生的反應和想法，用包容的心去接受，才能與學生有良好的互動。良好的師生互動關係，可增進學生對教學活動的接受程度，促成良好的教學效果。
（九）讓學生有機會成為決定的一分子:
讓學生參與部份教學活動設計，使其成為做決定的一分子，不僅能使學生參與感提高，亦能增加其意願去投入活動中。
（十）讓每個人都參與:
部份害羞沈默的學生，更需教師的引導鼓勵去說出他的想法和意見。鼓勵每一位學生參與，才能帶動積極活潑的熱切氣氛，激盪出不平凡，有創意的成果。
第三章
研究設計與實施
本研究擬以國小數學「數的解題」為教學內容，利用一學期共十七次，每次四十分鐘的上課時間，針對東光國小五年級資優班的學生，按照課程進度來實施教學。
本研究有三個主要的研究目的：一、探討國小學童運用同儕式多媒體討論區進行數學問題解決之學習表現。二、探討國小學童運用同儕式多媒體討論區進行數學問題解決之學習成效。三、探討國小學童運用同儕式多媒體討論區進行數學問題解決之接受度和滿意度。首先在多媒體輔助工具的部分，本研究試圖利用多種傳達媒介的工具來幫助學生透過線上討論的方式，完成合作式或競爭式的教學活動。接著，整個數學教學流程將強調能夠激發學生創意思考的活動設計與策略，研究有助於學生創意解題的流程。最後，為了瞭解學生對於多媒體融入數學科教學的滿意度與接受度，乃以問卷的方式進行探討。
根據前面所述，本研究主要目的有三個部分，以下將針對此三個部分逐一敘述研究的方法與流程。另外，為了確實完成本研究的研究目的，因此在過程中也將設計一連串的學習活動，這些活動流程將在第四部分做敘述。
下圖便是本研究的主要重點：
而根據前面的文獻探討，本研究的初步模型是以Norris與Ennis提出的批判思考過程為主，同時增加了有關創意思考的部分，如下圖所示：
一、研究如何建立有創意的教學流程
本研究將以群組學習活動與使命式的競爭活動兩種學習方式，來進行創意教學。其中，群組學習活動強調透過傳統教室與線上學習的方式，在老師命題之後，帶領學生透過思考、辯證，一同討論自己與其他同學間不同的解題策略。而使命式的競爭活動則強調由學生自行組隊，參與有關數學問題的解題競賽，也就是說，學生必須在團隊小組內儘可能的主動提出所有可能的解題方法，然後與同儕一起討論在這些解題策略中，哪一種方式可以正確解出答案，之後，再與其他團隊所提出的解題策略作比較，以便選出一個正確、有效又有創意的最佳解題策略。
由於積極型與消極型的學習態度，可能會在群組學習活動與使命式的競爭學習活動中，對於創意解題的成效有顯著的影響，因此本研究也將探討兩種不同的學習方式，不同的團隊建立，學習成果有何不同？以哪一種的活動方式對於學習態度的影響較有成效？
整個學習過程，皆以老師佈題、學生嘗試解題、小組合作解題等方式進行之。
二、使用有助於創意學習與典藏數位內容的網路多媒體工具透過結合文字、圖形、聲音、影像等不同媒介的多媒體工具的使用，可幫助學生在思考創意解，題的討論過程中，以更生動的方式充分應用多媒體的表現，具體詮釋整個解題的策略。在學習過程中，學生必須以各種多媒體的產出內容，來表達或解釋自己的想法與解題的方式，所有的產出內容都將記錄於系統中，以便達到合作學習與同儕互評、教材重複使用的目的。
根據前面的文獻探討，整個創造思考的歷程，應是擴散思考產生大量新訊息，聚歛思考將此大量訊息一一探究，而加以取捨的不斷交替運用的組合。而解題的過程也是每一個階段都先有擴散性思考，再有聚斂性思考以便從諸多可能的解答中找出最佳者。因此本研究將透過網路多媒體的方式，提供學生利用多媒體的形式，表達、解釋或批判有關數學問題的解題過程，讓學生可以在任何時間或地點，透過網路多媒體達成擴散式的合作思考，讓大家從各種角度嘗試解題，然後再加以收斂思考，共同討論並決定一個大家都滿意的結論。
就工具來說，本研究所採用的多媒體工具，是結合文字、圖形、聲音及電子黑板，至於需要較高頻寬與較多設備的視訊部分，為了考量學生設備的限制性與普及性，因此暫時不予使用，等到以後網路頻寬全面提升後，再將視訊部分融入我們及時互動的系統。
以下是本研究多媒體互動系統的架構圖：
多媒體討論區系統架構
三、典藏學生的創意數學解題策略
本研究的主要目的，是希望藉由多媒體工具的運用，教師有計畫的引導學生，使他們擁有更多更有創意、更精緻、更優質的解題策略。而這些經過學生創意思考所激盪出來的解題過程，我們以數位典藏的方式將其儲存記錄，以發揮其重複使用的參考價值；這些數位內容將根據學生創意解題的過程作一評選，而評選的過程將由該數學領域的老師做一初步的評核。除此之外，本研究也將提供同儕互評的方式作為創意解題策略的評核標準，以增強同儕間相互學習的作用。
經過評選出來的創意解題策略，我們以多媒體數位典藏工具儲存於網路環境中，希望藉此提供學生們有類似教學活動時的參考仿效標竿，也可以讓數學老師在日後教學時做為參考教材。
四、活動流程設計
除了多媒體融入數學的解題教學外，本研究也規劃了一個執行計畫時的活動設計流程，以便研究的主要目的確實執行。該流程的方法乃是運用K12數位學校做為教學研究平臺，在此平臺開一個「多媒體數學創意解題」的課程，此課程可直接進入遠距學習網進行「多媒體融入數學解題」的討論學習；另外在課程安排部分，每週以四十分鐘的時間進行教學，課程進度。利用K12數位學校，我們還可進行線上測驗、繳交作業與互評機制，並且利用數位典藏的方法，將學生的解題過程與結果，全部記錄下來。
在此研究中，針對學生開設的數學創意問題解決的課程，總共分為兩類，其一為傳統課程搭配網路學習的教學方式，另外一種則為單純透過網路學習的競賽活動來達成創意思考的主動學習。兩種類型的課程方式如下表：
|
課程類型 |
課程特色 |
課程進行方式 |
|
傳統教室與網路學習 |
強調合作式的學習 |
老師引導學生進行批判思考 |
|
網路學習為主 |
強調競爭式的學習 |
學生自行組隊，主動參與競賽 |
不管是哪一種類型，只要是參與其中的學生，都必須嘗試思考、解決並解釋自己的數學解題策略，同時也要說出為什麼這樣的方式可以針對這個題目做解題。在過程中，學生乃透過多媒體輔助工具，利用文字、聲音、圖形等媒介以具體描述或繪畫數學的方程式，讓評鑑的老師徹底瞭解他要如何解題，同時也清楚知道他為什麼要這麼解題。當學生參與這樣的課程學習後，會有一些創意解題的策略出現，這些產出的學習內容，必須透過一套有效的評核機制，來確保學習成果與價值。
五、進行步驟
（一）建構同儕可以自由參與的活動機制，以便加強學生的研究動機。
- 設計開放性的數學問題，引導學生參與思考。
- 提供學生群組互動討論的線上合作機制。
- 記錄學生參與互動學習時共同評判與討論的學習過程。
（二）利用多媒體學習工具，讓學生在遠距的學習環境中，自由的運用聲音、圖畫、文字或電子白板，以充分表達個人的想法
- 探討多媒體對學生認知學習的影響
- 建立多媒體輔助工具對數學學習的工具。
- 評估數學多媒體輔助工具對學生學習成效的影響。
（三）建立學生線上評核、討論的開放環境，讓學生互相分享彼此的解題策略與想法。
1. 老師擬定初步的評核標準。
2. 依據標準建立同儕互評的機制。
3. 老師做最後評核。
（四）典藏具有學習價值的創意解題策略，供大家參考仿效。
- 確立創意解題的基本條件。
- 評估具有學習價值的創意典範。
- 建立可以重複利用的機制。
（五）研究影響學生創意思考的因素，改善並建立有效的教學流程。
- 蒐集影響創意的相關因素。
- 驗證影響因素，並檢討回饋控制教學流程。
（六）透過問卷設計，探討學生接受多媒體融入式教學的滿意度與接受度。
本研究預期有下列的成效：
1.建構可以讓同儕自由參與的活動機制，以加強學生的學習動機。
2.利用多媒體載具的設計，讓學生在遠距學習的環境中，自由的運用聲音、圖畫、文字或電子白板，充分表達個人思維。
3.典藏數學創意解題的策略與內容，供其他學生學習仿效。
4.瞭解群組學習與競爭式學習方式對於激發數學創意解題的成效。
5.瞭解影響數學創意解題的因素。
6.瞭解多媒體工具對學生進行網路合作學習的影響。
7.瞭解學生對於多媒體工具融入式教學的接受度與滿意度。
參考文獻
中文部分
王全世（民89）。資訊科技融入教學之意義與內涵。資訊教育，80，P23-31。
毛連塭（民78）。實施創思考教育的參考架構。創造思考教育，創刊號，p2-9。
郭重吉（民82）。建構主義與數理課程發展。1993中華民國物理教育學術研討會。頁3∼16。
陳龍安（民73）。創造思考教學對國小資優班與普通班學生創造思考能力之影響。台北市：台北市立師範專科學校。
張靜嚳（民83) 。何謂建構主義？
取自：http://pck.bio.ncue.edu.tw/pckweb/c&t/issue1-8/v3-1.htm
英文部分
Feldhusen, J.F., & Treffinger, D.J. (1980). Creative
thinking and problem solving in gifted education. Tx: Kendall/Hunt.