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1國小自然與生活科技領域個別化教學的研究─以「地層」概念教學為例許民陽1王郁軒2梁添水31台北市立師範學院自然科學教育系2台北市國語實驗國民小學3台北市石牌國民小學（投稿日期：92年12月29日；修正日期：93年1月15日；接受日期：93年3月12日）摘要：隨著科技與社會的快速發展，兒童接受訊息與刺激也日趨多元，傳統分科形式的科學課程將無法滿足學習者的需要，因此有必要考量兒童的先備知能、認知程度、以及生活經驗，將現行的科目加以統整，重視兒童的個別學習差異，設計個別化教學方案，才能達到最佳學習成效。本研究選取中正區某國小五年級學童，以「地層」為主題進行個別化教學研究。將生活中的地質概念與問題融入該單元，擬定教學目標，再編製形式性評量，進行單元教學後，以紙筆測驗實施形成性評量，再選取對象進行補救教學或充實教學。整個教學活動結束後，實施總結性評量與學習感想問卷，統計分析學生對教學活動整體學習成效。研究結果發現總結性評量的成績優異，顯示經由個別化補救與充實教學後，整體的學習表現能達成預期的目標。對學生進行的學習感想調查，也顯示學生對於教學的滿意度均很高，顯示學生喜歡這樣的教學方式，認為個別化教學的學習有助於其調整學習進度，增進學習成效與自我肯定。關鍵詞：概念發展、個別化教學、地質概念壹、研究動機與目的地球科學是與日常生活關係最為密切的生活科學，尤其是地球內、外營力所造成的地質現象，更是與日常生活息息相關。人類為了發展經濟，提昇生活水準，不斷開發自然環境，超限使用土地，使得蘊藏在地層中的資源急速耗竭，各種地質災害﹝如海岸後退、海水倒灌、山崩、洪水、土石流等﹞日趨嚴重。近年來台灣地區颱風、豪雨以及大地震帶來的災害與刻骨銘心的慘痛經驗，都使國人體認到地球環境重要性，不再自豪人定勝天，而是開始思考如何與大自然和平共存。任何亡羊補牢的措施都是只是治標的工作，真正治本的工作應該是從「心」出發，由教育做起。因此引導兒童認識地球環境，培養環保意識，進而身體力行，是落實環境教育最有效的方法。現行國小自然科學課程標準以及實施的九年一貫自然與生活科技領域課程綱要，均將地球環境中最重要的相關的地質概念列為重要學習主題。隨著科技與社會的快速發展，兒童接受的訊息與刺激也日趨多元，但相對的，兒童知識背景的差異性也可能因而擴大。傳統的大班教學情境中，由於師生比例過2於懸殊，教師對於教學進度的考量與教材的編排，多以中等程度的兒童為主要對象，無法顧及班上所有學生，使得程度優異或較差的兒童缺乏積極學習的意願。因此，引導兒童探究相關的地質概念時，除了參照教科書原有單元內容外，整個教學活動的設計與實施，更有必要考量兒童的認知發展、先備知識與生活經驗，重視兒童的個別差異，才能達到最佳的學習成效。基於上述想法與教學需求，本研究選取國小高年級學生進行以地層概念為主題的個別化教學研究。先分析現行國小自然科學與九年一貫自然與生活科技領域課程中的地質概念，參考個別化教學理論，將生活中的地層概念與問題融入現行國小自然科學教學單元，設計個別化教學方案(individualizededucationalprogram)，進行試教、評估與修正，以期研究結果能做為改進國小自然科學教學參考使用。貳、理論與文獻探討一、個別化教學理論與精熟學習理論Keller的個別化教學理論(PersonalizedSystemofInstruction,簡稱PSI)是以個人為基礎,並由學生依據教材內容自訂學習步調(self-pacing)學習，而不與同班其他同學共同學習。這種學習方式通常由助理(proctor)告知學生錯誤之處，學生必須重複學單元教材，自行更正，再參加另一次單元考試。根據國外文獻探究結果得知，此學習理論的教與學大多應用在中等學校及大專院校程度的學習情境裡。如Callahan等（1990）根據Keller的個別化教學模式探究中學資優生的學習成效，結果學生在期末考的得分表現比接受傳統教學法的資優生還高；Almeida（1974）及Zeilik（1974）在天文學課程中，應用Keller的個別化教學理論作為教學重點，並評估其成效；Andrews（1977）利用Keller的個別化教學理論計劃進行探究地質學的教學活動；Schwartz（1980）應用Keller的個別化教學理論探究在臨床生化課的學習成效；Gifford等（1982）針對專科學校新生在生物課學習成效的比較。但是，在國小階段學生由於較缺乏主動學習能力，加上認知能力尚未達精熟階段，教師不講述課文內容及提示重要概念，學生的學習困擾更會較大，而且也不符合國內以班級為主的學習現況。Bloom(1968)則提出精熟學習法(masterylearning)，主張提供教室裡每位兒童合適的教學品質與學習機會，傳統班級的教學必須適應個別差異，因此要設計個別化教學以達成教學目標。精熟教學的教學策略是先將教材分為若干小單元，教學之後進行評量，了解學生學習的精熟度。通過評量的兒童進行加深加廣的充實學習，未通過的學生則施以校正或補救教學，經第二次測驗通過後再進行下一個小單元的教學。精熟學習能提供所有兒童足夠的學習時間與有效的教學策略(Bloom,1981；Levine,1985)，以及增進學生的學習態度和興趣(Fehlen，1976)。林來發(1990)根據精熟教學法的精神，參考國內實際班級教學情況，提出完全學習的個別化教學模式。完全學習所強調的「完全」，是預期基準點的「完全」，而非絕對的「完美」，目的是希望透過個別化教學措施，促成全體學生學習成就的提昇。完全學習的具體措施包括：31.具體提出單元學習目標。2.設定最低學習目標的基準。3.根據學習目標設計形成性評量4.準備補救教學或教學的教材。5.增加學習緩慢兒童的學習時間與機會。6.提供資優學生自我學習的計劃。整個完全學習的教學流程如圖一所示：圖一：完全學習教學流程。(教育部，1992)完全學習最重要是發現學生的學習程度是否達到教學目標，在教學前要事先計劃教學目標，訂定精熟學習標準，根據學習目標實施形成性評量，才能發揮診斷功能，並依標準參照評量來解釋結果。形成性評量不一定是紙筆測驗，可以透過各種方式來了解學生是否達到精熟(郭生玉、1990)。自個別化教學理論與精熟學習理論發表出來之後，國內外學者採用其論點應用在普通班教學領域裡。毛連塭等（1991）為探究精熟學習方案對國小學童學業成就和數學自我觀念之影響，針對台北市兩所國小五年級學童242名為對象，分為實驗（一）及實驗（二）兩組與控制組進行教學實驗，結果發現：在數學學業成就方面「精熟學習組」、「一般教學＋形成性測驗組」及控制組的數學成就後測得分，無顯著差異。三組學童數學學業成就的後測變異量顯著大於前測變異量。陳東陞（1992）為探究學習障礙、智能不足及部分普通學童在數學學習上常有低成就的情形，採用實驗研究法針對國小二年級學童，採用完全學習策略進行教學實驗，結果在普通學童方面，實驗組的形成性及總結性評量及數學診斷能力測驗後測得分平均值，均顯著高於控制組。其研究結果發現完全學習策略可增進普通兒童的數學學習成效。根據上述結果，國內個別化學習成效之研究，所探究學科領域普遍為數學科，其方法是否能廣泛應用在自然科教學情境中，則有待研究。為了符合國內目前採用大班教學情境現況，本研究乃採用Bloom的精熟學習法，是以團體為基礎，並由教師決定學習步調。學生的學習是強調同儕之間的合作學習。精熟學習是針對教室情境所設計，教學策略先將學習內容分成幾個小單元，進行教學單元一實施形成性評量Α是否已達經熟標準實施形成性評量Β實施總結性評量進行教學單元二否是進行補救教學進行充實（加深加廣）之教學進行補救教學進行充實（加深加廣）之教學4每個小單元相當於2-3節的教學長度，教學之後進行形成性評量以了解到學生學習進步到何種程度，最後針對學童的能力需求進行個別化的學習活動。整個學習活動過程中，教師的角色是教學的引導者和協助者，引導學生以團體方式進行各種學習活動，最後使每個學童達到精熟學習的效果。二、個別化教學的需求與策略限於教育資源的人力與物力，國民中小學班級中，師生比例一直相當懸殊，不但嚴重影響師生之間互動關係，更無法滿足班級中所有學生的個別學習需求。針對此一問題，教育部近幾年積極減少各班學生人數，期能發揮小班教學精神，就是希望透過教材多樣化、教法個別化、作業彈性化、學習適性化、媒體活潑化、活動生活化、評量多元化等教學策略，發揮「多元化、個別化及適性化」的教學精神(張素貞，1998)，以滿足學生的個別學習需要，改善班級師生互動關係，提高教學品質。在傳統的大班教學情境中，由於班級人數眾多，不得不採取統一的教學進度、固定的教學模式，與講述式的教學。如此不但限制學生的學習速度和範圍，更無法顧及在智力、人格、能力、家庭背景皆不同的學生。Guskey(1997)認為，每一位學生都有能力學好教材內容，只是在學習速度上有快慢之分。但教師對於教學進度的考量與教材的編排，大多以中等程度的學生為主要對象，這樣的教學方式不易顧及學生學習速度的差異，協助程度較差的學生解決學習的困難，或滿足特別優異的學生獨特的學習需求，使得這些特殊的學生缺乏積極參與學習活動的意願，逐漸失去學習的動力，成為班級中的客人。國民教育應不僅只是要求不同背景的兒童一律接受最低年限的義務教育與相同的課程，反而應該積極規劃充實活潑的教學內容，擴展學生的學習領域，引導優秀學生進入更高層次的學習活動；對於學習成就較差的兒童，則必須實施補救教學，協助他們解決學習上遭遇的困難。為適應學生學習差異的需求，在普通班級的教學情境下，可以採行個別化教學來協助兒童學習，實施對象涵蓋全體兒童，由教師針對每位兒童的獨特性與差異性設計個別化教育方案，在個別化教學的情境中，兒童通常是教學活動的重心，而教師則是扮演協助者(facilitator)的角色，協助兒童培養主動學習的興趣與自我實現的能力，這就是個別化教學的真諦(林寶山，1990)。根據Mohan＆Hull(1974)的研究，以及國內實際班級教學狀況與個別化教學需求，普通班級可以採取的個別化教學策略大致包括下列五種：1.調整學生的學習速度：允許學生依照自己的速度(studentself-pacing)去學習，面對學習速度較快或遲緩的學生，調整學習時間，以適應其需求。在大班級教學情境下，為適應學生個別差異，可以採取的方式為：(1)學習能力較佳的學生允許其自我控制學習速度，可以提前進行較高層次的學習。(2)學習能力遲緩有待補救的學生，另訂學習目標，放慢速度學習，增加練習機會。5(3)中等程度學生由教師依既定的進度教學。2.提供多樣性的教材內容：個別化教學模式重視教材的多樣化，在學生人數較多的班級裡，限於人力與物力，不易設計多樣性的教材，但仍有變通性的做法：(1)由學年教師組織教學研究小組，共同研究教材，了解教學內容的深淺、層次與適合程度，將教材重新調整、組合，編寫成多樣性的個別化教學活動，以協同教學的方式進行教學。(2)指導班級中學習能力與認知程度較高的學生施予層次較高的學習，或利用班級、學校圖書、網際網路等資源蒐集資料進行延伸學習。(3)對程度較差或學習遲緩的學生運用簡化的教材教學，並利用彈性時間施予補救教學，或安排程度較高的學生個別指導。3.調整課程的各項要求：普通班級的教學，有既定的課程標準教學為前提，為達成教學目標，又兼顧個別差異，根據學生個別差異的需求，分別設計不同的評量：(1)對於班級裡程度較高或具有優勢能力的學生，部分作業與評量，可利用個別獨立研究或另行設計評量活動評定學習成效。(2)對於班級裡有顯著學習障礙的學生，可另訂學習計劃，針對其能力設計適合程度的學習評量。(3)個別化教學的評量方式要多元、適性，評量時要針對學生個別的學習目標進行評量。4.調整教師的角色：傳統的班級教學，教師扮演著知識傳授者的角色，致使學生的學習態度變為被動、依賴。而在個別化教學情境裡，教師能夠協助學生主動學習，安排各種學習活動，促進學生主動學習達成目標。因此，為因應個別化教學的實施，教師的角色必須有所調整，以教學設計為主，扮演協助