科技創作活動觀察之研究--以氣墊車設計製作為例
張勤昇
國立高雄師範大學工業科技教育學系教學研究生
摘要
本研究透過觀察與分析學生設計製作氣墊車之活動，探討科技創作之過程與問題解決的模式。
研究採用內容分析法與訪談法進行，其一觀察三位學生製作氣墊車的影帶，從觀察文本紀錄中萃取概念，再依照原先的分類加以歸納後進行分析。其二透過訪談分析，以三位操作者為研究對象，運用深度訪談方式進行資料蒐集。為提高資料之信度，研究採用三角校正法，並對訪談資料進行分析，以瞭解操作者在科技創作過程中，思考問題解決的策略與模式。
歸納分析資料後獲得結論如下：
一、在創作的過程結合理論與實務，操作者透過動手操作的過程，採用嘗試錯誤法，結合先備知識，不斷地嘗試問題解決也不斷地驗證科學知識。
二、科技創作活動過程符合創造思考問題解決策略中的模式。發現問題後，思考可能的問題並界定，發展可能的解決方案，評斷各個解決方案後，最後產生「最佳解決問題」的方法與行動。
三、科技創作的過程包含了過程技能、創造性問題解決、情意、知識運用、科學應用、設計與製作等範疇。
對氣墊車科技課程活動發展，謹提出以下建議：
一、在分析科技創作活動之創造性問題解決的歷程中，建議對操作者在思考問題解決過程的模式，進一步深入探討研究。
二、除了研究探討創造性問題解決的策略外，建議進一步作成效分析。
三、除了創造性問題解決策略外，建議進一步研究探討其他如MST、PBL問題解決的策略在科技創作活動的發展歷程與模式。
關鍵字：創造思考問題解決、科技活動、氣墊車
壹、前言
今日的世界裡，科技的文明與知識的傳播，可說是一日千里，稍有延遲，就有落後之虞。想要跟上科技時代的腳步，除了汲汲於新知的吸收以外，具有問題解決的能力，得以順應科技時代的劇變，才是有遠見的教育目標。
教育部實施九年一貫課程自然與生活科技領域中，生活科技的教育目標是為培養學生具備科技素養，並於課程大綱中，增進學生在科技社會中問題解決和創造思考的基本能力。因此，問題解決的教學策略成為當前生活科技教材教法的策略之一，且歷久不減其重要性。希望能透過此一教學活動途徑，使學生熟悉運用問題解決的程序與方法，來培養更高層次的解決問題能力。（蔡錫濤，1995）
本研究的目在透過觀察學生製作氣墊車之活動，探討科技創造之活動歷程與問題解決的模式。
貳、文獻探討
一、創造思考問題解決的發展歷程
創造性問題解決（CPS）的發展歷程，雖然每位學者對創造思考歷程的階段定義有所不同，但其實發展的過程卻很相似。Wallas（1926）曾將創造的歷程分成四個階段(張世慧, 1992)：
（一）準備階段（preparation），努力地搜尋資料並嘗試解決問題。
（二）醞釀階段（incubation），在意識作用不明顯的狀況下，組織、消化前一階段的資料。
（三）豁朗階段（illumination），答案逐漸湧上心頭。
（四）驗證階段（verification），評價與修正前一階段的發現。
後來的美國學者Parnes，認為創造乃是運用認知、想像和評鑑的功能，以發現事實、問題、概念，以及可接受的解決方式。
二、Wallas創造性問題解決（CPS）模式在科技教育的運用
雖然創造性問題解決模式（CPS）早在1960年代便已發展出來 ，並且普受重視，但其通常用於創造力的培育上。在科技教育學界將它作為一種 「教學模式」的，在參考文獻中並不多見。如上所述，「創造思考教學」並不是特定的教學方法。雖然如此，用創造思考解決問題的歷程也可以融入科技教育的教學活動中，用來解決開放性的問題。
科技教育的涵義－「科技的歷程即是一種問題的解決，教學當然也是對象。」(朱耀明, 2004) 國際科技教育學會(International
Technology Education Association ，簡稱ITEA）將科技定義為「有行動的創新」(human innovation in action)，科技教育利用數學、科學和科技原理進行解決問題之學習的課程。這種科技學習包含：開放架構、針對問題設計解法的活動；認知、操作和情感方面的學習策略以及透過個人和團隊解決問題（ITEA，2000）。
既然科技的歷程是一種問題的解決，那麼Wallas（1926）的創造性問題解決的四個階段歷程亦可運用在科技教育的教學活動當中。Walls 雖然沒有明白說明這四個階段背後的認知機轉為何，但其發現對後來的教學與課程卻有很大的啟發。從Walls創造性問題解決的發展歷程引申，進一步歸納出符合科技教育涵義的下列創造思考解決問題運用策略如下：
（一）階段一：清楚的界定問題（準備階段preparation）
1.凝聚問題的核心
2.把握問題的重點
3.擴展問題的重點
4.廣蒐相關資料
（二）階段二：應用腦力激盪、自由探討（醞釀階段incubation）
1.列出奇特想法
2.提示思考
3.自由聯想
4.綜合構想
（三）階段三：評估並找出最好的構想（豁朗階段illumination）
1.激發構想
2.強化構想
3.統整構想
4.產生策略
（四）階段四：擬定計畫具體行動（驗證階段verification）
1.堅持行動計畫
2.修改行動計畫
3.計畫行動方案
4.具體行動
5.檢討、修正行動方案
三、科技創造力與科技創造之歷程
科技創造力（technological creativity）的定義是：在科技活動中所展現的創造力（李大偉、張玉山，2000），其內涵除創意之外應包含實作性技能與問題解決。與一般性的創造力主張多種創新意念的產出有所不同，科技創造力需要經由實際操作、工具運用與物料處理的過程，最後產出作品成果。也就是科技從發生、發展改良到完成的一個完整程序（李堅萍，2006）。人類日常生活中發明的科技產品，其實就是富含創意的表現。所以在本質上「科技」與「創造力」，兩者的本質有重合之處，關係十分密切。
科技源自人類的需求，在對生活實務問題所從事的所有意圖與努力。科技創造的歷程可說是一種問題解決的歷程。從J.Watson 與F.Crick兩位學者的DNA雙螺旋結構理論發現亦符合此要旨。
創造力的落實，其歷程需要運用知識配合實作性技能、嘗試創新的態度、操作機具、修正改良最後轉化材料產出作品（李堅萍，2006）。這個歷程包含一些技能與成份，Amabile(1996)提出成份模式(componential model)理論指出：一個創意產品的誕生，至少須需有四個基本成份：
1. 領域相關技能(Domain-relevant skills)
2. 創造力相關技能(Creativity-relevant skills)
3. 工作動機(Task motivation)：
4. 社會環境(Social environment)：
此理論說明了創造力的落實，需要領域相關的實作性技能、創造思考的方法、策略，以及個體內在的動力與外在環境的誘因。而Feldman(1999)也指出創造力應包含七個向度的概念：(1)認知歷程、(2)社會／情緒歷程、(3)家庭特質、(4)教育與準備歷程、(5)領域與現場的特質、(6)社會與文化的特質、(7)歷史驅力。
此理論也說明了創造力的實現，除了需要領域相關的實作性技能外，也需要認知、情意等歷程。
綜合上述，科技創造的歷程包含許多組成內容，需要運用知識配合實作性技能及使用創造思考的方法、策略、修正改良（嘗試創新）最後轉化材料產出作品。
參、研究設計與實施
本研究內容在探討科技創作之過程與問題解決的模式，以認知、情意、技能、以及Wallas創造性問題解決（CPS）歷程的四個向度為觀察研究的指標。研究採用內容分析法與訪談進行，其一觀察三位學生製作氣墊車的影帶，從觀察文本紀錄中萃取概念，再依照原先的分類加以歸納後進行分析。其二透過訪談分析，以三位操作者為研究對象，運用深度訪談方式進行資料蒐集。為提高資料之信度，研究採用三角校正法，並對訪談資料進行分析，以瞭解操作者在科技創造活動之歷程與問題解決的模式。
一、影帶文字描述
（一）、A生之觀察
1、A生首先切一個長70公分寬50公分的長方形當作汽墊車的底部。（動作--操作001）再來用油性筆劃出長方形的兩條對角線，找到長方形的中心點（知識--重心001）。
A生：我這次想做大一點的氣墊車，比老師的尺寸再大一號。（態度—創新001）中心點的位置是重要因素，對準中心點這樣氣墊車跑的時候方向才不會歪掉。（CPS歷程—準備階段001）
2、A生用葉片中心固定當圓心，對準長方形的中心點，旋轉的葉片當直徑畫圓，用美工刀割下圓（動作--操作002）。
A生：因為沒有線鋸，而且我切割的動作太快，才會產生這麼多的保麗龍碎屑。（知識—推理001）
3、A生切了兩條長方形的保麗龍條，上下重疊並用保麗龍膠粘合，並在中間挖洞，將馬達固定。（動作--操作003），並切四個大小相等的三角形的保麗龍，將四個三角形站立起粘在氣墊車的四個角落。（動作--設計001）
A生：用四個小三角形粘在氣墊車的四周，這個用意是要做不一樣的造型。（態度—創新002）
4、A生將馬達接上電池座，並將電池座放置在正後方的位置。並測試風扇的轉動情形（動作--操作004），由馬達轉動的強弱，知道電池的電力還足夠。
A生：先使用電池座比較方便，上面有電源開關可以控制，但使用電池座可能會太重影響氣墊車浮不起來的因素之一。（CPS歷程—準備階段002）
5、裝完電池A生在地板做測試，第一次就成功的讓氣墊車浮起來。不過氣墊車一直在原地旋轉，無法直線前進。
A生：好高興，第一次就能夠讓氣墊車浮起來。（態度--情緒001）不過必須思考如何讓氣墊車前進的可能方法（CPS歷程—醞釀階段001）。
6、A生試著將電池的擺放位置改變，影響改變氣墊車的重心（知識--重心002），試著讓氣墊車能直線前進。（CPS歷程—醞釀階段002），但是車子還是無法直線前進。
A生：用改變電池座的擺放位置並不能讓氣墊車直線前進。發現別人在氣墊車後面再多加一個風扇往後吹，讓它產生向前的推力（知識—推力001），這個方法可以採用（CPS歷程—豁朗階段001）。
7、A生在氣墊車後面加了一組風扇，並作測試（CPS歷程—驗證階段001），結果氣墊車開始向後走，而不是向前走。
A生：可能是馬達的電流方向（知識—電流方向001）裝反了，造成馬達反轉，改變電流的方向就可以解決這個問題。（知識—推理002）
8、A生把馬達接電池座的電線調整對調，再試一次（CPS歷程—驗證階段002），結果氣墊車往前前進。
A生：很高興讓氣墊車向前跑露出滿意的笑容（態度--情緒002）。
（二）、B生之觀察
1、B生割了四條保麗龍條，大約長29cm寬2cm兩條，長約12cm寬2cm兩條，黏在氣墊車底座四周，增加氣室高度（動作--操作005）。
B生：氣墊車不會動，找出相關會影響的原因一個一個來測試（CPS歷程—準備階段003），先從氣室（知識—氣室001）開始把底部墊高讓氣室變大增加浮力（動作--驗證001）。
2、B生打開電池座開關，發現氣墊車不會浮，接著把底部微微抬起，看風扇吹保麗龍屑，之後就開始換電池，B生換完後仍無法浮起，心中產生疑惑（態度--情緒003）與同組同學討論，並拿上午同學做的氣墊車比較，聽聲音、用手感覺風力，發現他的電力比較小（動作--驗證002）（CPS歷程—準備階段004），於是找了一堆電池做測試，試了幾個之後覺得電力應該夠了（動作—設計003）。
B生：底部墊高還是沒作用，排除是氣室的因素，應該是電池（知識—推理003），第一次換完之後還是不能動，和同組討論了一下，他就拿了上午做的來比較，聽扇葉轉動的聲音，別人的比較風力強（動作--驗證003），於是就拿了一堆電池排列組合來試ㄧ試（態度—嘗試003）。
3、還是浮不起來，看他滿臉疑惑（態度--情緒004），一直思考為何會浮不起來，然後B生拿起氣墊車，從底下觀看扇葉，並詢問同學後，接著就把扇葉拔下來轉面再裝上去，氣墊車終於動了，B生覺得很高興（態度--情緒005）。
B生：氣墊車還是不會動，我思考扇葉弧度的面向也可能是影響因素之一（CPS歷程—醞釀階段003），詢問同學後獲得一致的看法（CPS歷程—豁朗階段002），改變扇葉面向後結果就能動了（動作--修正001）（CPS歷程—驗證階段004），跟玉賢講他也很驚訝，原來扇葉也有影響（知識--扇葉001）。
4、B生再把之前黏在底部的保麗龍條拆下（動作--操作006），試看看氣墊車的情形是否有改變（態度—嘗試003），接著他又把保麗龍條以側面豎起的方式，在底部氣室內側黏上去，打開電源試了一下又拆下來（動作--驗證004）（CPS歷程—驗證階段004）。
B生：我想如果再把氣室做修改可能有不同的情況發生（CPS歷程—醞釀階段004）
5、B生又拿起另一個馬達，割幾片保麗龍片，將馬達包起來固定，再將包好的馬達放在氣墊車的左後方的角落（動作--設計004），稍稍轉動ㄧ下扇葉發現會碰到地面，於是又再切ㄧ片保麗龍片把馬達墊高後，用保麗龍膠固定（動作--操作007），電池座放在新馬達前方。
B生：氣墊車需要一個推力才會向前進，所以又做了一個馬達放後面（知識--推力002），隊友把電池座放到中間電池座上，我才想到重心（知識--重心003）（CPS歷程—豁朗階段003）。
6、試車之後，B生把後方馬達從左後角落換到後面中間（動作--修正002）（CPS歷程—驗證階段005）。
B生：因為我把後面馬達斜放在左下角，氣墊車前進時整台車是斜的，所以把後面馬達放正，讓車子整台正面的前進（動作--操作008）。
7、B生接著拿另一片保麗龍，切下一個半橢圓形，黏在氣墊車前面做車頭，還用美工刀梢做修飾再拿另一片保麗龍，用尺量長度後，畫出兩個梯型和一片長方形，切下之後，將兩片梯形黏在後方馬達兩側，長方形保麗龍則黏在梯形保麗龍上面做車尾造型（態度—創新003）。
B生：把氣墊車的造型做出來，整台車才算大功告成（態度--情緒006）
（三）、C生之觀察
1、C生先以風扇的扇葉座直徑，在保麗龍上畫出一個圓。在保麗龍上畫出一個長方形的形狀並割下來，裡面包含這個圓，然後再把圓挖下來。（動作--操作009）。
C生：這個長方形保麗龍的底座大小大概和老師的那一台差不多大小。
2、C生切割兩條小的長方形，將它粘在一起，並在中間挖洞，塞入馬達（動作--操作010），採平鋪的方式（動作--設計005）粘在氣墊車的底座。
3、C生使用膠帶將兩顆電池串聯（動作--設計006），連接馬達，將它固定在氣墊車的中間位置（動作--操作011）。並且做了測試，氣墊車果然可以浮起來，但是產生氣墊車自轉和朝不規則方向亂跑。
C生：好高興我的氣墊車可以跑了（態度--情緒007），但是無法直線
前進，必須思考找出問題出在哪裡（CPS歷程—準備階段005）。
4、C生將電池擺放位置改變，放在氣墊車的四個角落（動作--設計007）（動作--操作012），試著改變氣墊車的重心（知識--重心004），看看是否可以讓氣墊車直線前進（態度—嘗試004）。結果氣墊車不能向前走，反而氣墊車自轉的更嚴重甚至停留在原點。C生乾脆延長電線，將電池拿在手（動作--修正003），類似溜狗的方式（動作--操作013），氣墊車會向前亂跑。
C生：試著將電池平放在氣墊車的四各角落，不能使氣墊車向前走，反而氣墊車停留在原點自轉。我又試著拿起電池，排除電池的重量與電池擺放的位置所可能產生的變項把它排除掉（CPS歷程—醞釀階段005）（態度—創新005）。
5、C生串聯3顆電池，並且將電池放在氣墊車後面。
C生：我再多加一顆電池（動作--設計008），讓風扇的推力（知識--推力003）一方面增加氣墊車的浮力，另一方面將電池放在氣墊車後面，稍微改變氣墊車的重心（知識--重心005）（CPS歷程—豁朗階段004）。
6、C生再做測試，經過稍微調整電池位置，氣墊車可以向前跑。（CPS歷程—驗證階段005）
C生：很高興比別人更快讓氣墊車浮起來、向前跑。
二、觀察後的歸納統整：
由上述觀察三位學生的資料描述，以Wallas創造性問題解決的四個歷程，分四個階段歸納統整如下：
（一）準備階段preparation：
A、B、C三位學生一開始對問題的分析產生疑惑，無法明確的指出問題所在，均依照直覺進行嘗試錯誤的實驗方法。根據這些現象發現背後的原因與意義有以下幾點：
1、習慣採用嘗試錯誤法。
2、科學原理不清楚。
3、三位學生的先備知識缺乏實務的驗證。
4、缺乏該領域相關的技能。
而這些現象也印證了Amabile(1996)的成份模式(componential model)理論，科技創造需要具備基本成份，如：該領域相關的技能。在缺乏該相關技能與知識不足下，造成一開始三位學生問題產生後無法明確的找出原因，一直採用實驗的方式嘗試問題解決。在產生種種疑惑後，開始探尋與氣墊車原理相關之氣墊船資料。
（二）醞釀階段incubation：
為了解答疑惑與凝聚問題的核心，擴展問題的重點，於是思考探尋可利用的科學知識與理論。三位學生在意識作用不明顯的狀況下，組織、消化前一階段所搜尋的資料，並重新熟悉相關知識技能。從一些觀點思索可能的問題，漸漸縮小範圍，逐漸釐清問題後，經過腦力激盪後與探討，產生各種讓氣墊車浮起與前進的構想。構想的來源有的是根據修正前的現象結果、以前的經驗、或是科學理論。
（三）豁朗階段illumination：
三位學生在幾次的嘗試實驗後發現，如：氣墊車的浮力、重量、重心、氣室的大小、氣室與接觸地面的密合度、電池的電力、直流電的接電方式與馬達轉向、牛頓第三定律、風扇葉面的方向、風扇放置的高度…等會影響氣墊車浮起、前進的因素。在科學知識與原理逐漸的釐清之後，強化了構想，在評估統整後產生問題解決的方法。
（四）驗證階段verification：
實際驗證，一直不斷的改進與修正。三位學生由嘗試實驗中產生回饋，再修正改良，把解決問題的方法付諸實行。
肆、分析與討論
一、訪談文本分析
（一）、文本分析流水碼
（二）、編碼說明
例如：1
1 3 12＃代表－A生
知識 扇葉 流水碼12
（三）、訪談內容資料分析、概念與分類
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訪談文本內容分析 |
概念 |
範疇 |
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A生首先切一個長70公分寬50公分的長方形當作 汽墊車的底部。（13201＃）再來用油性筆劃出長方形的兩條對角線，找到長方形的中心點（11402＃）。 A生：我這次想做大一點的氣墊車，比老師的尺寸 再大一號。（12103＃）中心點的位置 是重要因素，對準中心點這樣氣墊車跑的時 候方向才不會歪掉。（14104＃） |
知識的運用 操作 嘗試創新 準備階段 |
科學應用 過程技能 創造性問題解決 |
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A生用葉片中心固定當圓心，對準長方形的中心點， 旋轉的葉片當直徑畫圓，用美工刀割下圓（13305＃） A生：因為沒有線鋸，而且我切割的動作太快，才 會產生這麼多的保麗龍碎屑。（11106＃） |
操作 知識的運用 |
過程技能 科學應用 |
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A生將馬達接上電池座，並將電池座放置在正後方 的位置。並測試風扇的轉動情形（13207＃），由馬達 轉動的強弱，知道電池的電力還足夠。 A生：先使用電池座比較方便，上面有電源開關可 以控制，但使用電池座可能會太重影響氣墊 車浮不起來的因素之一。（14108＃） |
操作 觀察 知識的運用 準備階段 |
過程技能 創造性問題解決 |
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裝完電池A生在地板做測試，第一次就成功的讓氣 墊車浮起來。不過氣墊車一直在原地旋轉，無法直 線前進。 A生：好高興，第一次就能夠讓氣墊車浮起來。（12209 ＃）不過必須思考如何讓氣墊車前進的可能 方法（14210＃）。 |
觀察操作 醞釀階段 |
過程技能 創造性問題解決 |
|
A生試著將電池的擺放位置改變，影響改變氣墊車 的重心（11411＃），試著讓氣墊車能直線前進。（14212 ＃），但是車子還是無法直線前進。 A生：用改變電池座的擺放位置並不能讓氣墊車直 線前進。發現別人在氣墊車後面再多加一個 風扇往後吹，讓它產生向前的推力（11513＃ ），這個方法可以採用（14314＃）。 |
運用知識 醞釀階段 豁朗階段 |
科學應用 創造性問題解決 創造性問題解決 |
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A生在氣墊車後面加了一組風扇，並作測試（14415 ＃），結果氣墊車開始向後走，而不是向前走。 A生：可能是馬達的電流方向（11216＃）裝反了， 造成馬達反轉，改變電流的方向就可以解決這個問題。（11117＃） |
操作 驗證階段 知識的運用 |
過程技能 創造性問題解決 科學應用 |
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A生把馬達接電池座的電線調整對調，再試一次 （14418＃），結果氣墊車往前前進。 A生：很高興讓氣墊車向前跑露出滿意的笑容（12219 ＃）。 |
驗證階段 |
創造性問題解決 |
|
B生割了四條保麗龍條，大約長29cm寬2cm兩條，長約12cm寬2cm兩條，黏在氣墊車底座四周，增加氣室高度（23220＃）。 B生：氣墊車不會動，找出相關會影響的原因一個 一個來測試（24121＃），先從氣室（21622＃） 開始把底部墊高讓氣室變大增加浮力（23123 ＃）。 |
操作 準備階段 知識的運用 |
過程技能 創造性問題解決 科學應用 |
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B生打開電池座開關，發現氣墊車不會浮，接著把底部微微抬起，看風扇吹保麗龍屑，之後就開始換電池，B生換完後仍無法浮起，心中產生疑惑（22224＃）與同組同學討論，並拿上午同學做的氣墊車比較，聽聲音、用手感覺風力，發現他的電力比較小（23125＃）（24126＃），於是找了一堆電池做測試，試了幾個之後覺得電力應該夠了（23327＃）。 B生：底部墊高還是沒作用，排除是氣室的因素，應該是電池（21128＃），第一次換完之後還是不能動，和同組討論了一下，他就拿了上午做的來比較，聽扇葉轉動的聲音，別人的比較風力強（23129＃），於是就拿了一堆電池排列組合來試ㄧ試（22330＃）。 |
觀察 判斷 操作驗證 準備階段 運用科學知識 嘗試 |
過程技能 創造性問題解決 科學應用 過程技能 |
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還是浮不起來，看他滿臉疑惑（22231＃），一直思考為何會浮不起來，然後B生拿起氣墊車，從底下觀看扇葉，並詢問同學後，接著就把扇葉拔下來轉面再裝上去，氣墊車終於動了，B生覺得很高興（22232＃）。 B生：氣墊車還是不會動，我思考扇葉弧度的面向也可能是影響因素之一（24233＃C），詢問同學後獲得一致的看法（24334＃），改變扇葉面向後結果就能動了（23435＃）（24436＃），跟玉賢講他也很驚訝，原來扇葉也有影響（21337＃）。 |
觀察 判斷 醞釀階段 豁朗階段 驗證階段 知識運用 |
過程技能 創造性問題解決 科學應用 |
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B生再把之前黏在底部的保麗龍條拆下（23238＃），試看看氣墊車的情形是否有改變（22339＃），接著他又把保麗龍條以側面豎起的方式，在底部氣室內側黏上去，打開電源試了一下又拆下來（23140＃）（24441＃）。 B生：我想如果再把氣室做修改可能有不同的情況發生（24242＃） |
操作測試 嘗試 驗證階段 醞釀階段 |
過程技能 創造性問題解決 |
|
B生又拿起另一個馬達，割幾片保麗龍片，將馬達包起來固定，再將包好的馬達放在氣墊車的左後方的角落（23343＃），稍稍轉動ㄧ下扇葉發現會碰到地面，於是又再切ㄧ片保麗龍片把馬達墊高後，用保麗龍膠固定（23244＃），電池座放在新馬達前方。 B生：氣墊車需要一個推力才會向前進，所以又做了一個馬達放後面（21545＃），隊友把電池座放到中間電池座上，我才想到重心（21446＃）（24347＃）。 |
操作 觀察 運用科學知識 豁朗階段 |
過程技能 科學應用 創造性問題解決 |
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試車之後，B生把後方馬達從左後角落換到後面中間（23448＃）（24449＃）。 B生：因為我把後面馬達斜放在左下角，氣墊車前進時整台車是斜的，所以把後面馬達放正，讓車子整台正面的前進（23250＃）。 |
操作修正 驗證階段 |
過程技能 創造性問題解決 |
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B生接著拿另一片保麗龍，切下一個半橢圓形，黏在氣墊車前面做車頭，還用美工刀梢做修飾再拿另一片保麗龍，用尺量長度後，畫出兩個梯型和一片長方形，切下之後，將兩片梯形黏在後方馬達兩側，長方形保麗龍則黏在梯形保麗龍上面做車尾造型（22151＃）。 B生：把氣墊車的造型做出來，整台車才算大功告成（22252＃） |
嘗試創新 設計 |
設計與製作 |
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C生先以風扇的扇葉座直徑，在保麗龍上畫出一個 圓。在保麗龍上畫出一個長方形的形狀並割下來， 裡面包含這個圓，然後再把圓挖下來。（33253＃）。 C生：這個長方形保麗龍的底座大小大概和老師的 那一台差不多大小。 |
操作 |
過程技能 |
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C生切割兩條小的長方形，將它粘在一起，並在中間挖洞，塞入馬達（33254＃），採平鋪的方式（33355＃）粘在氣墊車的底座。 |
操作 |
過程技能 |
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C生使用膠帶將兩顆電池串聯（33356＃），連接馬 達，將它固定在氣墊車的中間位置（33257＃）。並且 做了測試，氣墊車果然可以浮起來，但是產生氣墊 車自轉和朝不規則方向亂跑。 C生：好高興我的氣墊車可以跑了（32258＃），但是 無法直線前進，必須思考找出問題出在哪裡 （34159＃）。 |
操作 觀察 準備階段 |
過程技能 創造性問題解決 |
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C生將電池擺放位置改變，放在氣墊車的四個角落 （33360＃）（33261＃），試著改變氣墊車的重心 （31462＃），看看是否可以讓氣墊車直線前進（32363 ＃）。結果氣墊車不能向前走，反而氣墊車自轉的更 嚴重甚至停留在原點。C生乾脆延長電線，將電池 拿在手（33464＃），類似溜狗的方式（33265＃）， 氣墊車會向前亂跑。 C生：試著將電池平放在氣墊車的四各角落，不能 使氣墊車向前走，反而氣墊車停留在原點自 轉。我又試著拿起電池，排除電池的重量與 電池擺放的位置所可能產生的變項把它排除 掉（34266＃）（34267＃）。 C生串聯3顆電池，並且將電池放在氣墊車後面。 C生：我再多加一顆電池（33368＃），讓風扇 的推力（31569＃）一方面增加氣墊車 的浮力，另一方面將電池放在氣墊車後面， 稍微改變氣墊車的重心（31470＃）（34371 ＃）。 |
操作觀察 運用知識 嘗試創新 修正 醞釀階段 操作 觀察 運用科學知識 豁朗階段 |
過程技能 科學應用 創造思考 問題解決 過程技能 科學應用 創造思考 問題解決 |
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C生再做測試，經過稍微調整電池位置，氣墊車可 以向前跑。（34472＃） C生：很高興比別人更快讓氣墊車浮起來、向前跑。 |
驗證階段 |
創造思考 問題解決 |
二、資料信效度
（一）、本研究從觀察文本紀錄的文字中萃取概念，概念萃取後再依照原先的分類加以歸納。根據概念的內容，在歸類的過程中，調整自己的分類，以符合觀察的結果。
（二）、為了提高研究的信度，本研究採取：
1、資料的來源：在訪談結果轉譯成逐字稿後，送請受訪者校正，並詢問受訪者資料是否有誤或不盡詳實之處。在第二次訪談時檢核上次訪談資料，不盡詳實之處則再深入訪談，以求正詳實、正確地表達受訪者的本意。
2、分析者的三角測定：編碼信度分析工作由兩位研究者共同完成，其平均相互同意度為0.82，編碼的信度為0.87，足見編碼歸類的信度良好。
三、現象觀察
（一）、先備知識
1、同學在實際操作前，非常認真的聆聽老師講解相關知道。
2、透過老師提供的氣墊車模型，可以模仿學習。
3、具備基本的電路原理知識。
4、了解浮力對氣墊車的影響。
5、了解扇葉轉動方向與電流之間的關係。
6、了解扇葉正反方向轉動之間的差別。
（二）、操作程序
（三）、材料設備
1、使用材料：美工刀、保麗龍板、鋼尺一支、保麗龍膠、開關電池盒、扇葉、馬達、3號電池三個、電線、膠帶。
2、遭遇的問題：
（1）沒有圓規，無法畫出一個正圓。
（2）欠缺適合的工具，無法割出完整的圓孔。
（3）欠缺量電池電量的機器，無法正確得知是否電池電量充足。
（4）同時影響氣墊車無法浮起的因素有好幾個，問題一時很難釐清界定。
（四）、試驗與改進歷程的探討
1、 A、B、C三位學生均有調整電池盒的位置，發現位置不同，每一次氣墊車的轉動速度或是方向都會有所差異，經試驗幾個位置後，調整電池位置可以平衡氣墊車的重心，讓氣墊車跑的比較穩。
2、 B、C二位學生均有增加電池的數量並且使用串聯，以增加電力讓風扇產生更大的推力，目的是增進氣墊車的行進速度，經幾次的試驗結果，發現推力有增加，但讓氣墊車直線前進沒有太大的幫助。
3、 A、B二位學生均有在氣墊車後面再多加一組風扇，產生一股向前的推力，讓氣墊車往前行駛。
4、在嘗試試驗中，發現風扇葉片的正、反方向及放置的高度，電流的的方向，均會對氣墊車的浮力造成影響。
四、工作內容分析－思考智能的問題解決策略分析
茲對A、B、C三位學生其工作內容分析如下：
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內容分析 |
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1 |
A生首先切一個長70公分寬50公分的長方形當作汽墊車的底部。 （13201＃）再來用油性筆劃出長方形的兩條對角線，找到長方形的 中心點（11402＃）。 A生：我這次想做大一點的氣墊車，比老師的尺寸再大一號。（12103 ＃）中心點的位置是重要因素，對準中心點這樣氣墊車跑的時 候方向才不會歪掉。（14104＃） A生將馬達接上電池座，並將電池座放置在正後方的位置。並測試風 扇的轉動情形（13207＃），由馬達轉動強弱，知道電池電力還足夠。 A生：先使用電池座比較方便，上面有電源開關可以控制，但使用 電池座可能會太重影響氣墊車浮不起來的因素之一。（14108＃） 裝完電池A生在地板做測試，第一次就成功的讓氣墊車浮起來。不 過氣墊車一直在原地旋轉，無法直線前進。 A生：好高興，第一次就能夠讓氣墊車浮起來。（12209＃）不過必須 思考如何讓氣墊車前進的可能方法（14210＃）。 A生試著將電池的擺放位置改變，影響改變氣墊車的重心（11411 ＃），試著讓氣墊車能直線前進。（14212＃），但是車子還是無法直線 前進。 A生：用改變電池座的擺放位置並不能讓氣墊車直線前進。發現別 人在氣墊車後面再多加一個風扇往後吹，讓它產生向前的推力（11513 ＃），這個方法可以採用（14314＃）。 u
發現一：A生使用對角線找出氣墊車長方形底座的中心位置。 u
發現二：A生先釐清影響氣墊車可能因素，凝聚問題的核心。 u
發現三：A生在思考如何讓氣墊車直線前進，並觀察同學的做法在評估可行性後，產生問題解決的策略。 |
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2 |
B生割了四條保麗龍條，大約長29cm寬2cm兩條，長約12cm寬2cm兩條，黏在氣墊車底座四周，增加氣室高度（23220＃）。 B生：氣墊車不會動，找出相關會影響的原因一個一個來測試（24121 ＃），先從氣室（21622＃）開始把底部墊高讓氣室變大增加浮力（23123 ＃）。 B生打開電池座開關，發現氣墊車不會浮，接著把底部微微抬起，看風扇吹保麗龍屑，之後就開始換電池，B生換完後仍無法浮起，心中產生疑惑（22224＃）與同組同學討論，並拿上午同學做的氣墊車比較，聽聲音、用手感覺風力，發現他的電力比較小（23125＃）（24126＃），於是找了一堆電池做測試，試了幾個之後覺得電力應該夠了（23327＃）。 B生：底部墊高還是沒作用，排除是氣室的因素，應該是電池（21128＃），第一次換完之後還是不能動，和同組討論了一下，他就拿了上午做的來比較，聽扇葉轉動的聲音，別人的比較風力強（23129＃），於是就拿了一堆電池排列組合來試ㄧ試（22330＃）。 還是浮不起來，看他滿臉疑惑（22231＃），一直思考為何浮不起來，然後B生拿起氣墊車，從底下觀看扇葉，並詢問同學後，接著把扇葉拔下轉面再裝上去，氣墊車終於動了，B生覺得很高興（22232＃）。 B生：氣墊車還是不會動，我思考扇葉弧度的面向也可能是影響因素之一（24233＃），詢問同學後獲得一致的看法（24334＃），改變扇葉面向後結果就能動了（23435＃）（24436＃），跟玉賢講他也很驚訝，原來扇葉也有影響（21337＃）。 u
發現一：B生從不明的原因狀況下，客觀審視、操作測試、分析澄清並呈現問題。 u
發現二：B生在發生問題後，思考可能的問題，經過一些測試比較，釐清並界定問題。 u
發現三：B生在界定問題後，反覆思考並與同學討論，激發構想產生策略，具體行動。 |
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3 |
C生將電池擺放位置改變，放在氣墊車的四個角落（33360＃）（33261 ＃），試著改變氣墊車的重心（31462＃），看看是否可以讓氣墊車直 線前進（32363＃）。結果氣墊車不能向前走，反而氣墊車自轉的更 嚴重甚至停留在原點。C生乾脆延長電線，將電池拿在手（33464＃）， 類似溜狗的方式（33265＃），氣墊車會向前亂跑。 C生：試著將電池平放在氣墊車的四各角落，不能使氣墊車向前走， 反而氣墊車停留在原點自轉。我又試著拿起電池，排除電池的重量 與電池擺放的位置所可能產生的變項把它排除掉（34266＃）（34267 ＃）。 C生串聯3顆電池，並且將電池放在氣墊車後面。 C生：我再多加一顆電池（33368＃），讓風扇的推力（31569＃）一 方面增加氣墊車的浮力，另一方面將電池放在氣墊車後面，稍微改 變氣墊車的重心（31470＃）（34371＃） u
發現一：在C生的操作過程中，發現只要電池夠電力（如串聯3顆電池），就算電池放在氣墊車上面，風扇產生的浮力也可以讓氣墊車浮起來，也就是氣墊車的浮力大於本身的重量。 u
發現二：C生在發現問題後，思考可能的問題，使用排除法，逐步釐清並界定問題。在科學原理（浮力大於重量）的支持下強化構想，產生較佳的解決策略。 |
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主張一：在製作氣墊車的操作過程中，有許多影響氣墊車浮起來的因素，在界定問題後，思考可能的解決方案，評斷各個解決方案，並選出最可行的方案，嘗試行動。使用創造思考問題解決策略中的模式來解決問題：
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五、綜合討論
由上述的探討與分析，發現三位學生科技創作的歷程需要運用知識並配合實作性技能及使用創造思考的方法、策略、修正改良（嘗試創新）最後轉化材料產出作品。本次科技創作的歷程也符合了Amabile(1996) 成份模式(componential model)理論和Feldman(1999)創造力應包含七個向度的概念。
在觀察A、B、C三位學生整個氣墊車的製作過程中，雖然三位學生工作的程序不盡相同，對於問題的切入點也不太一樣（除可能因個人對問題認知的歷程不一樣外，本活動分上、下午兩梯次進行，C生下午操作），但發現在一些問題解決的策略採用了「創造思考問題解決」的模式：
一、發現困惑（Mess-finding）
二、發現資料（Data- finding）
三、發現問題（Problem- finding）
四、發現構想（Idea- finding ）
五、發現解答（Solution- finding）
六、尋求接受（Acceptance- finding）
對於問題的察覺，再根據問題分析其原因，思考出解決問題的策略，產生解
決問題的策略，執行並修正，最後獲得最佳的解決方案。
伍、結論與建議
一、結論
觀察研究科技課程活動之氣墊車設計製作中，獲得結論如下：
（一）在創作的過程結合理論與實務，操作者透過動手操作的過程，採用嘗試錯誤法，結合先備知識，不斷地嘗試問題解決也不斷地驗證科學知識。
（二）科技創作活動過程符合創造思考問題解決策略中的模式。發現問題後，思考可能的問題並界定，發展可能的解決方案，評斷各個解決方案後，最後產生「最佳解決問題」的方法與行動。
（三）科技創作的過程包含了過程技能、創造性問題解決、情意、知識運用、科學應用、設計與製作等範疇。
二、建議
在這次氣墊車設計製作活動的觀察研究中，對未來的氣墊車相關科技課程
活動發展有以下幾項建議：
（一）在分析科技創作活動之創造性問題解決的歷程中，建議對操作者在思考問題解決過程的模式，進一步深入探討研究。
（二）除了研究探討創造性問題解決的策略外，建議進一步作成效分析。
（三）除了創造性問題解決策略外，建議進一步研究探討其他如MST、PBL問題解決的策略在科技創作活動的發展歷程與模式。
參考文獻
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李大偉、張玉山（2000）。科技創造力的意函與教學（上）。生活科技教育月刊，33（9），7－14。
李堅萍（2006）培育科技創造力應重視實作技能的教學與自我效能的激發。生活科技教育月刊，39（8），22-23。
張世慧(1992)。
創造性問題解決－心像訓練之運用。 台北市: 台北市立師範學院特殊教育中心。
蔡錫濤(1995)。 國中生活科技課程內涵及教學策略探討。論文發表於八十三學年度國中體育、工藝科教學示範與研討會工藝科研討報告。台北市：國立台灣師範大學工業科技教育學系。
Amabile,
T. M. (1996). Creativity in context. Colorado, Boulder: Westview Press.
Feldman,
D. H. (1999). The development of creativity. In R. J. Sternberg (Eds.),
Handbook of creativity I: Theory （p225-250）. UK: Cambridge University Press.
ITEA（2000）.Standard
for Technological Literacy：Content for the Study Technology.Retrieved July 10，2006 from the World Wide Web ：
http：//www.iteawww.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf