運用科技專案學習(PBL)融入高中科技學習之課程
黃淑樺
國立高雄師範大學工業科技教育系研究生
壹、研究動機與目的
專案學習是一種符合現代教育改革理念的方法之一，它是具體發揮建構主義理念的一種學習方式，其目的在解決學習者不能活用知識之現象(徐新逸，民90)。以專案學習為主的學習情境，是主張創造一個能夠促使學習者主動參與科學現象或科學探討的學習情境，並藉由此種情境引起學習者的學習興趣(Polman,J. & Fishman,B.,1995)。
專案學習為發揮「做中學」（learning by doing）的學習方式，藉由提供學生真實性的專案，激發學生的學習動機，讓學生藉此規劃設計題目，小組合作進行專案的研究，從收集資料中學習解決問題的能力，並完成整個探究的歷程，最後呈現學習的成果。
在科技迅速發展的社會裡，生活中，少不了使用電器用品，電器的使用率越來越普及，凡舉電風扇、吹風機、微波爐等家電用品，只要是使用的電器，都會放出電磁波。再者，現在每人平均就有１支以上行動電話，有時在電腦前使用行動電話，會發現電腦螢幕受到干擾，同樣的在打開的收音機前使用行動電話，收音機也會受到很大的干擾。
我們的生活中充滿了電磁波，家庭電器、行動電話、電腦設備與高壓電線已成為電磁波四大來源，雖然電磁波危害的問題目前專家學者們未達共識，但不可否認地，越來越多的研究顯示電磁波對人體的影響不容忽視。
本研究擬以透過專案學習，來讓高中學生學習並了解科技，透過專案學習，引起高中學生學習興趣，提升高中學生內在動機，主動操作實驗，並鼓勵以分工合作態度進行學習。所以本研究以認識電磁波為學習重點，擬以建構出適合高中學生認識電磁波的科技專案學習之活動。
本研究之研究目的如下：
一、建構適合高中學生認識電磁波之科技專案學習之活動
二、透過科技專案學習活動，讓高中學生了解電磁波與科技相關議題
三、藉由專案學習過程，培養高中學生主動探究科技之精神
貳、文獻探討
一、專案學習(project-based learning，PBL)
學生能否擁有「實作」的能力，對於目前以能力為導向的時代中顯得相當重要，而今廣泛流行的專案學習（PBL,project-based learning），提供學習者高複雜且真實性的專題計畫，它的焦點是藉由讓學習者回答一個驅動問題(driving question)的活動(Marx,
Blumenfeld,Krajcik, & Soloway, 1997)，在合作學習的情境中，經歷了提出和界定問題、觀念的辨證、規劃行動方案、收集資料、執行問題解決、建立決策行動、完成探究歷程，並呈現作品的學習方式等過程，目的在於協助學習者消除學後僵化知識(inert knowledge)的現象，培養學生成為解決問題的高手（徐新逸，民90；Blumenfeld, Soloway, Marx, Krajcik, Guzdial & Palincsar,1991；Hassard,2000）
依學生的觀點，專案學習是一種學習方式，具有下列特徵：
1. 是以學習者為中心
2. 具有挑戰性的問題以提昇內在動機
3. 鼓勵分工合作的學習
4. 允許學生持續改良學習表現
5. 是由學生主動操弄、實驗
6. 要求產出成品或結果
7. 專注於高層次過程技能的學習
依教師的觀點，專案學習是一種教學方式，具有下列特徵：
1. 是一個完整的學習單元
2. 有真實的內容和教學目的
3. 採用實作評量
4. 教師是從旁的輔助者而不是直接的教導者
5. 是根源建構主義的教學方式
6. 教師也是一個學習者
趙李婉儀（民91）以圖表的方式，陳述專案學習的步驟和學習進行中的有關活動，把專案學習進行步驟分為：探討主題、落實主題、訂定值得探索的範疇和假設、設計資料蒐集的方法和工具、蒐集資料、整理及分析資料、綜合表達論據、發表及分享成果、最後反思及檢討，並列出各階段中，教師可用的教學策略與學習活動。
圖一 專案學習的步驟與學習進行有關活動
資料來源：趙李婉儀（民91，p.11）
二、科技專案學習
由專案學習中帶入課程新的科技觀念及真實生活的內涵，實施過程中鼓勵學生獨立作業、獨立思考、並成為一位終身學習者，執行時教師必需與行政人員溝通、與其他教師溝通、與其它科目的專家溝通、並且與家長溝通。
專案學習不只是一種課程學習方法，它也孕育與他人一齊工作的經驗，如果學生習得自我學習的責任，他們在未來的社會，與他人一齊工作所具有的基礎能力，也會在執行專案學習時同時形成(方榮爵，民95) 。
参、研究設計
一、科技專案學習之步驟
本研究擬以建構出認識電磁波的科技專案學習之活動，除了讓高中學生了解電磁波相關科技知識，藉由專案學習的過程，培養高中學生主動探究問題並解決問題。透過下列步驟之三大階段，來進行科技專案學習之活動。
（一）PBL前期
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教師教學前準備工作
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師生共同選擇科技專案之題目
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進行學生分組
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教師針對科技專案之題目做教案設計
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分配各組學生各種職責工作
（二）PBL中期
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教師指導學生完成專案之計劃表
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教師指導學生問題分析並分配各組任務
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教師指導學生以概念圖完成架構概念
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教師指導學生資料蒐集
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進行調查（實驗、觀察…）
（三）PBL後期
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專案成果發表
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教師指導學生以行動呈現解決方案
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學習評鑑
二、教學分析
針對科技專案學習活動－認識電磁波，本研究擬出教學分析之流程架構如下圖：
圖二 教學分析之流程架構
肆、學習評鑑
在學習評鑑方面，由於專案學習的時間較長，因此在整個過程中可進行多次的評量，教師與學生必須共同討論協商出定出評分的標準來產生評量單。在專案學習過程中，教師應對於學生的活動進行指導及評量，學生也應擔任小組活動的自評與互評者，藉此過程學生對於科技專案學習之內涵會有更加投入參與。專案學習就如同實作評量或檔案評量一般，學生如果能夠事前清楚地知道他們呈現的作品將會如何被評量，他們會更了解專題該如何進行。
活動進行建議：
1.
活動進行期間，應讓學生有充分溝通、討論與分享，務必以分工合作方式進行研究，以培養學生團結合作的學習態度。
2.
可讓學生自行設計研究進度表，並於課堂上說明進度與狀況。
3.
在研究實驗時，教師應關心各組進行情況，若遇有安全考量或不明白之情況，教師應提供協助，避免不必要的問題產生。
4.
教師應注意應盡量讓每位學生參與科技專案學習之活動，而非少數學生積極參與進行。
伍、結論與建議
一、結論
（一）科技專案學習之議題
在專案的內容與範圍，教師應選定一個主要的領域或學科來進行延伸，然而在選擇專案之議題時，最好能以學校現有資源著手，並以生活化的教材為主。如本研究以電磁波為專案之議題，雖然其內容上教師需教導有關於數學、物理之知識概念，但是內容本質上，仍是以專案本身的議題或問題為主軸。
（二）教師
在專案過程中，除了要與學生以及專家學者間保持良好的溝通管道外，教師應定期檢視課程內容，針對上課教材與學生的反應來做檢討與改進並修正，且利用課餘時間未專案內容做設計，以及準備教具之工作，過程中更要持續的學習專案內容。總之，教師在專案學習的過程中，需不斷的檢視自己的教學設計與方式，並透過實作與理論的結合，來獲得具體的研究成果。
（三）學生
教師先對學生學習型態進行了解，採用分組方式進行學習，每組皆有學習目標，每人分配自己的任務工作，同組的團隊成員互相支援鼓勵，讓學生因此了解任務並產生責任感來努力達成目標。學生們相互督促幫助達成小組的目標，所以評量時以互評的方式來評鑑小組的成果與表現。過程中，是要培養學生主動探究科技的精神，並分析學習的內容與範圍，並加強其所欠缺的知識與能力。
（四）其他
師生之間的互動，或是與其他外部專家的聯繫，可以利用科技傳播（電子郵件、視訊…）來進行溝通討論與專案有關的問題。
二、建議
(一)教師
專案學習過程中，教師所扮演之教學者、研究者、指導者與學習者的角色，比傳統教師還要更複雜，因此教師所面臨的挑戰相對也增多，如下所述：（Scott, 1994；Marx, Blumenfeld, Krajcik, Blunk, Crawford, Kelly, & Meyer, 1994；Thomas,2000)
(1)
不易選擇適當的主題：專案學習中的驅動問題乃是整個學習活動重要關鍵，研究範圍若太小，學生能力發揮有限，反之，學生則亦偏離學習重點。
(2)
教師負擔加重：由於學生研究的主題不同，教師若要教導學生與回饋，教師本身須更具備這方面的專業知識，且專案學習強調運用資訊科技來輔助，教師也必須具備足夠的資訊素養，才能指導學生使用這些工具來蒐集並整理資料。
(3)
評量困難：專案學習之評量方式強調多元化，因而要了解每個學生學習狀況，並做到準確評量其學習成就並不容易。
基於上述，本研究建議教師需常保學習的態度，不斷學習並探索專題內容之精神，並保持對人文、社會的關懷，才能有效面對專案學習內容的多元與挑戰。
(二)學生
(1)
學生須具備相關先備知識為基礎，以及一定的資訊素養，並能靈活運用知識的能力。
(2)
激勵學生分工合作並達成任務。專案學習過程中許多任務須經由學生共同討論，教師應鼓勵學生組織自己的任務並分配工作，使學生更有責任感與使命感，學習態度變的更為積極。
(三)其他
(1)
在實施專案學習時，師生應該要共同建立評量的標準，過程中不隨意更改標準，以維持公正性並避免造成混淆。
(2)
師生也可建構專案學習過程的教學資源網站，有利於成為校內的資源資料庫，也可成為學習的平台，讓專案學習進行更順利。
參考資料
1. 朱韻婷(民91)。應用網路專題導向式學習於國小課程統整之行動研究。淡江大學教育科技學系研究所碩士論文。
2. 李華隆(民93)。國小自然行動專題式學習教學設計之行動研究。淡江大學教育科技學系碩士在職專班碩士論文。
3. 吳青宜民(93)。運用專題導向學習提昇國小五年級學生資訊素養之研究。私立東海大學教育研究所碩士論文。
4. 莊靜圓(民91)。專題式學習網站之建置檢核表發展研究。國立花蓮師範學院國民教育研究所碩士論文。
5. 傅邦鈞(民93)。建築環境電磁波輻射影響之研究。中國文化大學建築及都市計畫研究所碩士論文。
6. 謝政燿(民92)。Big6技能融入主題式學習網路化教學研究。國立中山大學教育研所碩士在職專班碩士論文。
7. 方榮爵(民95)。科技專案學習(Technology Project-Based
Learning)。生活科技教育月刊三十九卷第三期。