情境理論應用在物質變化的學習單元之研究 —以iPad App工具為例 翁榮源*、廖子瑩 靜宜大學應用化學系 *zyown@pu.edu.tw 目前Apple iPad平板電腦已經逐步的引發年輕學子的瘋狂迷戀風潮，台灣的大學校園也不例外的成為一般大學生生活中非有不可的重要社交工具，每個同學拿著iPad上課變成時尚潮流，當然也成為平時上網以及App學習的重要工具。我們研究室一直著力於化學教育的App開發，這次要介紹的是基礎化學中物質變化單元App，其中所應用的學習理論是情境理論，iPad工具最重要的是它的UI介面非常完整，影片播放以及觸控功能流暢，比起其他的Android平板要好很多，因此我們一開始的選擇就是它—iPad（Apple iOs系統）。採用的設計軟體工具為香港智恆軟體公司代理的Smart Apps Creator 2，因為SAC 2軟體製作App時，不必透過程式寫作，只要用拖拉的方式即可完成應用App，我們可以把更多的心力放在教學內容的設計上。 n  簡介 情境理論在科學學習上一直是非常有用的應用範例，滿街的美語補習班都在強調美籍教師以及美語生活實境的學習模式，在化學教育領域中我們所習以為常的普通化學實驗&有機化學實驗，也都是強調做中學和學中做的情境學習環境會更適合科學學習。由於iPad App在影片播放的控制以及介面使用上非常流暢，我們在YouTube上也找到了許多相關的化學教育影片，因此我們特別設計了許多影片學習的「物質變化App」軟體，提供學習者免費下載，學習者觀賞一般日常生活的化學常識影片後，隨即提供其相關的化學知識內容，最重要的就是解釋其中的為什麼原理。學習者利用平常課餘時間在家行動學習，不管使用多少次，學習多久，只要自認為學習好了，就可以上網進行當週之測驗考試取得平時分數。 n  情境學習理論 情境學習的理念乃是將學習置於真實或模擬情境之中，透過學習者與情境間的互動，使學生更有效率地能將習得的知識應用在實際生活中。活動的目的與其間所蘊含的社會文化環境，當學習發生於有意義的情境時便會產生有效的學習。而知識是蘊含於情境當中的，情境並沒有客觀的知識存在，必須透過個體在情境中，以其原有的認知架構主動地建構知識；每個人的認知結構不同，建構的知識也就不同，透過學習時接觸到的社會情境，個體更能建構有意義的知識，對於知識的擴充、調整或重建有相當正面的影響。 情境學習學者研究人類學習行為時，多自學習者與學習情境互動的角度，來觀察分析學習行為的內容與意義。因此，情境學習理論的基本觀點主要強調「學習」本身是透過社會活動來達成，而知識意義的形成是決定在整個學習活動本身，並不是單純只以個別認知的角度來解釋學習行為的發生。情境論者強調學習的環境要複雜化與社會化，讓學習者獲得被社會認同的條件。認知論者認為只要工作的結構與構成部分相似，不同領域的知識技能學習可以有某種程度的遷移。只要將學習的環境與實驗模擬的環境安排成類似的設定，則遷移結果就可以輕易的達到。在學習情境方面，行為主義強調環境主要在於提供刺激，引發個體的反應，所以環境必須經過安排，盡可能增強個體的適當因應行為；建構主義與情境學習論者把環境是為學習發生場地，環境與學習彼此不可分離。 在學習內容方面，行為主義論者注重在終點行為的細部分析與排序，以及產生連續性刺激與反應的連結，使個體逐步邁向終點行為。學習與知識的吸收是無法脫離學習者自身所處的文化思維情境，學習活動意義的建立常附隨著周遭文化的學習。情境學習理論強調人類的知識是受到所處社會文化、情境、脈絡影響而建構的產物，知識是不能與社會情境脈絡鄉分割或抽離。知識是在於情境脈絡當中，唯有在真實的生活情境的活動中，使用所學的知識與技能，才能真正了解所學知識的意義與價值，也才能將之作為解決問題的工具。如果脫離情境脈絡，則所學得的知識僅是僵化知識，無法用來解決日常生活中的問題。藉由適當的學習環境安排與營造，讓學習者有機會學習活動中不斷的操作、探索、經驗，進而認識與體會其知識與技能，方能有效應用於實際問題解決情境上。 n  研究工具 本研究為了解學生應用「物質變化網路學習系統」與「物質變化iPad學習系統」的學生學習成效差異。有關本實驗的研究工具，詳述條列說明如下： ²  課程前測與後測 物質變化化學單元前測主要測驗內容的命題取材自美國「ACS Division of Chemical Education Examination」。其ACS測驗試題的信度係數為0.9（I.D. Eubanks, 1991）。線上測驗使用中文翻譯版本，並且於編製時經由四位化學教育專家共同檢驗，以求其效度。後測與前測題目相同，只是顯現方式與次序不同，以此了解學習者的先備知識，比較實驗組與控制組的學習差異，並與學後成就測驗比較，消除研究誤差。 ²  團體藏圖測驗 團體藏圖測驗（Group Embedded Figures Test, GEFT）是由Witkin、Oltman及Karpy在1971年提出，本研究採用吳裕益（1997）所修訂的測驗。此測驗適用在團體測驗中，適用對象為十歲以上的兒童與成人。團體藏圖測驗共有十八個複雜圖形及八個簡單圖形，受試者必須依照說明在指定時間內將嵌在複雜圖形內的簡單圖形描繪出來。測驗有三個部分，第一部分有七個簡單的題目，此部分僅提供練習，不列入計分時間，限制為兩分鐘；第二及第三部分各含有九個較難題目，屬於正式測驗，時間限制各五分鐘。團體藏圖測驗的信度係數為0.82（劉美慧，1992）。 ²  控制組與實驗組學習模組設計 研究對象為靜宜大學通識教育『生活化學』課程學生，研究內容主要採用課程第13週之「物質變化單元」，因為物質變化知識內容需要許多實際生活影片幫助了解，最適合情境理論之植入。所有選修課程同學210人，先經電腦亂數分成兩組，其中控制組為「物質變化網路學習模組」—在105位同學中電腦亂數選取30名學生後，這些學生登入後立即進入一般E-Learning學習模組學習，學習完畢後透過線上測驗蒐集其學習成績。網路學習網頁主要內容以大學普通化學教材課本中有關物質變化單元為主。在網頁設計方面，盡量以大量的圖片、文字說明方式呈現。網頁內容部分如圖1所示：    圖1：物質變化網路學習模組 實驗組為「物質變化iPad情境學習模組」—學習對象也是靜宜大學通識教育『生活化學』課程學生，同樣亂數選取30名學生後，確定所有學生都擁有iPad工具後（沒有iPad學習工具學生，則由研究室提供其借用一週後歸還），蒐集其學習記錄以及學習成績進行後續分析。學習內容與一般網路學習系統學習相同，只是設計重點與操作工具模式不同，設計軟體主要為Smart Apps Creator 2.0軟體，做成App後提供於Apple App Store，讓學習者依據時間與空間許可，自主性下載學習。App學習內容部分如圖2所示：  圖2：物質變化iPad情境學習模組 n  […]