主講人:國立嘉義高工 林碩彥

105年6月24日

學歷：英國曼徹斯特大學材料研究所 碩士 (University of Manchester)

國立彰化師範大學工業教育所 博士

現職: 國立嘉義高工校長秘書

經歷：國立嘉義高工化工科主任

國立嘉義高工註冊組長

專題暨創意製作教學經驗分享

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什麼叫做專題製作?

一、專題製作(Project study)

「專題製作」主要培養學生探索問題、整合問題並透過團隊合作方式以專題導向學習基礎進行研究，以提升問題解決的能力。

二、教育部更希望落實專題製作課程在於培養

學生創新思考，提升實作能力、科技知識

整合及人際溝通合作能力。

第一章 2

3

研究背景與動機

一、本身為化工科教師，曾指導學生參加全國專題

製作競賽、全國科學展覽競賽、臺灣國際科學

展覽競賽、全國智慧鐵人競賽等啟發學生創造

力的相關競賽。

第一章 3

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萬事起頭難~~~

來找題目與靈感~~~

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43屆 化工、衛工及環工 幾個普化實驗的另類思考 佳作

43屆 農業 灰成分及植物生長之探討 佳作

45屆 化工、衛工及環工 氣體擴散實驗的深入探討及實驗的改進 佳作

46屆 化工、衛工及環工 質子酸型與具空軌域分子型催化劑之探討 佳作

49屆 生活與應用科學 奈米抗菌『銀』得鈔票大作戰 佳作

49屆 49屆

化工、衛工及環工 化工、衛工及環工

製備奈米銀之最佳條件與性質探討 奈米『金』強效洗碗精

優勝 佳作

50屆 農業 漆出奈米銀太陽能光敏染料電池 佳作

50屆 化工、衛工及環工 殲滅甲醛－奈米銀與光觸媒的崛起 佳作

51屆 化工、衛工及環工 奈米太陽能漆 優等

51屆 化工、衛工及環工 螢光變不變 佳作

51屆 化工、衛工及環工 用奈米銀向重金屬「稻」別 佳作

51屆 化工、衛工及環工 「銀」向無「菌」的世界 佳作

51屆 化工、衛工及環工 你在「吸」毒嗎？ 佳作

52屆 化學 「鹽」行舉止善變的奈米銀 佳作

52屆 化工、衛工及環工 發電吧！太陽能彩「漆」 特優

52屆 化工、衛工及環工 菌男霉女-Nano「銀」很大 優勝

53屆 化工、衛工及環工 殺菌吧！七彩奈米銀！ 優等

53屆 化工、衛工及環工 多變色奈米銀「太陽能漆」 佳作

54屆 化工、衛工及環工 「蚤」尋Nano銀殺菌王 佳作

54屆 化工、衛工及環工 再生利用型防腐劑合成與抑菌效果之探討 佳作

55屆 化工、衛工及環工 可發電的石墨烯奈米銀太陽能漆 優等

55屆 化工、衛工及環工 尋「蚤」石墨烯與奈米銀抗菌大師 佳作

56屆 化工、衛工及環工 石墨烯到底「銀」了「黴」 佳作

研究主題 指導作品

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臺灣國際科學展覽 ~~給學生的啟發與鼓舞~~

高職生與高中生(資優班)的PK

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什麼叫做探究式教學?

二、探究式教學(Inquiry-based instruction)

「探究教學法」即融合、運用探究之學習過程於教學情境中，是一種科學的思考方法，從學習的情境中，教師引導學生發現問題，認清問題所在，提出可能的假設，擬定可行的解決方案，選擇最合適的方案，驗證假設並獲致結論，是一種歷程取向的教學方法，強調以學生為中心之教學方法。

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探究式教學內涵

探究活動的四個層次Randy,Lara,& Ian(2005)

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探究式教學導入專題製作能力內涵

Martin-Hansen(2002)建議三個探究式教學類型以導

入專題製作歷程中，分述如下:

一、結構式探究：教師主導引領探究，學生跟隨指示，

達成特定的結果。

二、引導式探究：教師協助設計及進行探究，教師選擇

探究問題，教師學生共同商討如何進

行，教師教導學生所需技巧。

三、開放式探究：以學生為中心，學生提出問題、設計

及進行探究。

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專題製作之實施 學習者透過初步的觀察或思考後，對於想了解的事件或現象

提出相關問題，經過初步問題的澄清，來聚焦或更進一步精緻化問題。

學習者可依其先前經驗與知識來預測變項之間的關係，並根據可能影響的變因提出可檢驗的想法，以進行後續的探究活動。

教師扮演鷹架的角色，協助學習者選擇、修正以及形成問題，必要時亦可由教師提供最初的探究問題，藉以喚起先前知識與經驗，並融入必要的概念知識內容，以進行下一階段的科學調查活動(Krajcik,2003)。

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探究式教學導入專題製作能力內涵

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探究式教學導入專題製作能力內涵

鷹架學習理論

「鷹架（Scaffolding）」一詞，是由Wood,Bruner&Ross於1976年提出，主張利用鷹架可以減少學生自行摸索的過程，教學者提供一學習情境，其中包含強調學習任務的特徵並呈現任務解決的示範模式，經由這些引導學生達到比獨自學習時更高層次的學習成就。

（Davis &Miyake,2004）

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探究式教學導入專題製作能力內涵

Vygotsky的認知發展理論中，則是以近側發展區間（Zone of proximal development,簡稱ZPD ）的理念做為鷹架教學應用的基礎。

意即一個個體能在「更有能力的他人」之幫助協作下，表現出更高層次的能力(competence)，維高斯基的說法，就稱為近側發展區間(ZPD)。

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研究背景與動機

二、建立以探究式學習導入高職化工群學生「專題

製作」核心能力指標。

第一章 13

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什麼叫做指標?

核心能力指標分為「探究研究問題能力」、

「主動探究能力」、「專題實作能力」、「撰寫專題

研究報告書能力」與「口頭簡報與回應問題能力」等

5個構面，各個指標構面下又設指標內涵，指標內涵

下又分指標細項，並經由「指標構面—指標內涵—指

標細項」三個層次加以探究，共計有20個指標內涵以

及81個指標細項。

第一章 14

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能力指標架構

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專題製作須具備的能力

一、 探究「研究問題」能力

二、 主動探究能力

三、 專題實作能力

四、 撰寫專題研究報告書能力

五、 口頭簡報與回應問題能力

探究「研究問題」能力 1-1具有確認問題的能力 1-1-1能由所遇到的問題，確認出可研究的主題。 1-1-2能將問題分類為從屬問題和從屬目標。 1-1-3決定從屬問題的解決順序。

1-2具有準確定義問題的能力 1-2-1能理解問題的核心。 1-2-2能理解問題的深層結構。 1-2-3能界定問題解決可適用的程度與範圍。 1-2-4能預測問題解決的影響和結果。

1-3具有主動尋找研究主題能力 1-3-1能依據教師提示的簡單問題，尋找有意義或有價值的主題。 1-3-2能參考歷屆得獎作品，發展為研究主題。 1-3-3確定研究主題後，能有效蒐集相關資料。 1-3-4統整資料時，能歸納出與研究主題相關的資料。

1-4能尋找符合自己背景能力的主題 1-4-1能藉由所學相關專業知識以啟發研究主題。 1-4-2主題的範圍符合自己的背景能力。

1-4-3主題名稱符合主修專業的專題內容。

1-4-4研究目的與實驗具可行性 17

主動探究能力

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2-1具有主動解決問題的能力

2-1-1能釐清專題製作須達成的目標。

2-1-2能搜尋有關的知識、原理原則，或在解決問題的策略。

2-1-3能運用相關的先備知識，以解決問題。

2-1-4具有積極的態度，去解決專題製作過程所面對的問題。

2-2能掌控專題進行的流程與進度 2-2-1能評估解決問題所需的資源。

2-2-2能合理估算研究所需的期程。

2-2-3能評估研究時會引起的影響、可能的意外，並做好防範和應變。

2-2-4能達成預定工作進度

2-3具有群體合作共同解決問題的精神 2-3-1小組能協調分工，完成自己份內的事。 2-3-2小組成員能共同討論分享，並運用相關專業知識解決問題。 2-3-3能從研究當中學習與組員相處及工作的能力。 2-4能善用教科書外相關資源

2-4-1能主動善用網路資源與圖書館，以充實研究的成果。

2-4-2會系統地整理，分析研究文獻，提出自己的新見解。

專題實作能力

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3-1具有自主規劃專題實作的能力 3-1-1可理解研究步驟與主題之間的關係。

3-1-2當實驗遇到困難，會修正實驗方法繼續嘗試。

3-1-3執行實驗行動發現錯誤時，會試著去找出可能的原因。

3-1-4能依實驗事項變化找出因果關係。

3-1-5能自發學習欲完成專題研究所需的技術。

3-1-6會透過實驗觀察或量測數據做為研 究參考的結果。

3-2指導教師能提供解決問題的方法 3-2-1會對照自己的問題解決方法和指導教師建議的實驗步驟有何不同處。

3-2-2會依照指導教師所建議的步驟與方式做實驗。

3-2-3會充分應用指導教師提供的必要資源與操作技能。

3-2-4在師生討論過程中，能啟發新的觀點。

3-3小組內善於協調和溝通以解決問題能力 3-3-1小組能有效地進行工作職責分配。

3-3-2小組內能共同分享資源與討論問題。

3-3-3小組具有合作學習的態度。

3-3-4溝通時，成員願意接受他人提出比我更好的意見。

3-4能隨時檢核研究進度與結果探討

3-4-1會詳細紀錄研究過程與結果。

3-4-2會使用表格或圖片詳細記錄研究進度與流程。

3-4-3會要求自己在預定時間內完成實驗。

3-4-4會利用研究作業記錄以尋找答案的歷程，並反思與修正學習方向。

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撰寫專題研究報告書能力

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4-1具有分析和統整資料的能力 4-1-1理論探討部分，能應用相關專業知識並予以分析整理。

4-1-2能完善規劃研究方法、程序及研究架構。

4-1-3結果與討論部分，能詳實分析且彙整結果。

4-1-4能應用相關專業知識歸納出結論與建議。

4-2具有自我檢核研究結果，是否切合主題目標的能力 4-2-1評估判斷該目標是否已經達成。

4-2-2研究結果能符合預期成果。

4-2-3實驗項目與數據能驗證研究論點。

4-2-4理論與結果能相互對照。

4-3能主動思考如何呈現完善的研究報告書 4-3-1會將實驗結果進行分析比較，並在報告中與同學分享。 4-3-2會在報告書中使用符號或顏色來呈現各項重要結果。 4-3-3會規劃撰寫報告的時程。 4-3-4會要求自己在規劃的時間內完成報告。 4-4具有良好的寫作表達技巧 4-4-1書面報告之摘要，能簡言意賅敘述專題內容。

4-4-2能明確敘述研究動機與目的、研究方法、實作過程、結果與討論。

4-4-3書面報告中，各單元之標題相互對應、符合邏輯。 4-4-4書面報告能符合正確的撰寫格式。

口頭簡報與回應問題能力

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5-1能以口頭清晰地表達研究成果 5-1-1口頭報告內容由小組成員獨立完成。

5-1-2練習口頭簡報時，由小組成員互評，並相互幫忙改善不足處。

5-1-3透過每次上台演練及檢討，發揮團隊訓練的優點。

5-1-4會順暢地使用適當軟體作簡報。

5-2能採用簡潔而有條理的簡報呈現方式 5-2-1簡報格式設計合宜，符合簡明、生動、美觀的原則。

5-2-2簡報內容切題且與講述內容配合。

5-2-3配合播放簡報的設備。

5-2-4具創意點子，能以數據、圖表、動畫等視覺工具呈現簡報內容。

5-3簡報能呈現小組成員間的協調與合作 5-3-1小組能以多元化方式上台呈現專題內容。

5-3-2小組報告前準備充分，例如：道具、多媒體等。

5-3-3簡報時，小組能充分展現團隊合作精神。 5-3-4小組熟練整個簡報內容。 5-4具有良好的簡報技巧與回答問題應變的能力 5-4-1能從容且完整敘述報告內容。 5-4-2報告時，能簡潔、流暢、合宜的表達。

5-4-3報告時間掌握恰當。

5-4-4回答問題時，內容切題，合乎邏輯。

5-4-5報告時能克服臨場的各種狀況，並回應相關問題。

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學生的觀點

重要性與表現度分析法 (Important-Performance Analysis, IPA) 針對學生之期望值(重要性)與實際感受(表現度)作 探討分析，各區域代表意義如：

第三章 23

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學生的觀點

以學生的觀點探討「探究式學習導入高職化工群學生專題製作之核心能力指標」五大構面之重要性 - 表現度分析 (Important-Performance Analysis, IPA)

1.探究「研究問題」能力構面

2.主動探究能力構面

3.專題實作能力構面

4.撰寫專題研究報告書能力構面

5.口頭簡報與回應問題能力構面

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重要性-表現度分析(IPA) 分析

再分為兩大部分:

1: 曾參加過專題製作相關競賽並得獎學生五 大能力構面之探討。

2:未曾參加或曾參加過專題製作相關競賽但未得獎學生五大能力構面之探討。

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參加過專題製作相關競賽並得獎學生之探究「研究問題」能力構面

Quadrant I 第一象限 繼續保持區(Keep up the good work) Quadrant II 第二象限 集中關注區(Concentrate here) Quadrant III 第三象限 低順位區(Low priority) Quadrant IV 第四象限 過度努力區(Possible overkill)

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未曾參加或曾參加過專題製作相關競賽但未得獎學生之探究「研究問題」能力構面

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參加過專題製作相關競賽並得獎學生之「主動探究能力」構面

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未曾參加或曾參加過專題製作相關競賽但未得獎學生之「主動探究能力」構面

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參加過專題製作相關競賽並得獎學生之「專題實作能力」構面

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未曾參加或曾參加過專題製作相關競賽但未得獎學生之「專題實作能力」構面

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參加過專題製作相關競賽並得獎學生之「撰寫專題研究報告書能力」構面

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未曾參加或曾參加過專題製作相關競賽但未得獎學生之「撰寫專題研究報告書能力」構面

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參加過專題製作相關競賽並得獎學生之「口頭簡報與回應問題能力」構面

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未曾參加或曾參加過專題製作相關競賽但未得獎學生之「口頭簡報與回應問題能力」構面

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專家的觀點

階層分析法

(Analytical Hierarchical Process, AHP)

階層分析法調查各個核心能力指標項目間之權重值，使用專家選擇軟體(Expert Choice 2000)進行統計分析

，以獲得各核心能力指標項目間之權重。

第三章 36

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1.

探 究 研 究 問 題 能 力 構 面

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結合AHP所得之權重值與學生之重要性與表現度所得之IPA結果分析(1/5)

在探究研究問題能力構面中 可得知1-1具有確認問題的能力、1-2-1能理解問題的核心、1-3-3確定研究主題後，能有效蒐集相關資料、1-4-4研究目的與實驗具可行性等屬於學者專家認為權重值高，而學生認同度高且亦認為本身在專題製作過程當中是可以達成目標的指標。1-1-1能由所遇到的問題，確認出可研究的主題屬於學者專家認為權重值高，而曾參與競賽並得獎學生認同度高且亦認為本身在專題製作過程當中是可以達成目標的指標，但未曾參與競賽或未得獎學生卻認為此類指標不重要。

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2.

主 動 探 究 問 題 能 力 構 面

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結合AHP所得之權重值與學生之重要性與表現度所得之IPA結果分析(2/5)

在主動探究能力構面中

可得知2-1-4具有積極的態度，去解決專題製作過程所面對的問題、2-3-3能從研究當中學習與組員相處及工作的能力等屬於學者專家認為權重值高，而學生認同度高且亦認為本身在專題製作過程當中是可以達成目標的指標。2-1具有主動解決問題的能力屬於學者專家認為權重值高，而曾參與競賽並得獎學生認同度雖高但卻在專題製作過程當中無法完全達成目標的指標，但未曾參與競賽或未得獎學生卻認為此類指標不重要。

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3.

專 題 實 作 能 力 構 面

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結合AHP所得之權重值與學生之重要性與表現度所得之IPA結果分析(3/5)

在專題實作能力構面中 可得知3-3小組內善於協調和溝通以解決問題能力、3-3-4溝

通時，成員願意接受他人提出比我更好的意見等屬於學者專家認為權重值高，而學生認同度高且亦認為本身在專題製作過程當中是可以達成目標的指標。3-1-6會透過實驗觀察或量測數據做為研究參考的結果、3-2-4在師生討論過程中，能啟發新的觀點等屬於學者專家認為權重值高，而曾參與競賽並得獎學生認同度雖高但卻在專題製作過程當中無法完全達成目標的指標，但未曾參與競賽或未得獎學生卻認為此類指標不重要。3-4-3會要求自己在預定時間內完成實驗屬於學者專家認為權重值高，曾參與競賽並得獎學生認同度低，但卻認為本身在專題製作過程當中是可以達成目標的指標，這表示指導者在以探究式學習過程當中認為重要，而學習者認為不重要，但卻可達成目標的指標，但未曾參與競賽或未得獎學生卻認為此類指標不重要。

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4.

撰 寫 專 題 研 究 報 告 書 能 力 構 面

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結合AHP所得之權重值與學生之重要性與表現度所得之IPA結果分析(4/5)

在撰寫專題研究報告書能力構面中 可得知4-1-3結果與討論部分，能詳實分析且彙整結果屬於學者專家認為權重值高，而學生認同度高且亦認為本身在專題製作過程當中是可以達成目標的指標。4-4具有良好的寫作表達技巧屬於學者專家認為權重值高，而曾參與競賽並得獎學生認同度高且亦認為本身在專題製作過程當中是可以達成目標的指標，但未曾參與競賽或未得獎學生卻認為此類指標不重要。4-2-1評估判斷該目標是否已經達成、4-3-1會將實驗結果進度分析比較，並在報告中與同學分享、4-4-2能明確敘述研究動機與目的、研究方法、實作過程、結果等屬於學者專家認為權重值高，而曾參與競賽並得獎學生卻皆認為此類指標不重要，且未能達成專題製作目標。

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5.

口 頭 簡 報 與 回 應 問 題 能 力 構 面

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結合AHP所得之權重值與學生之重要性與表現度所得之IPA結果分析(5/5)

在口頭簡報與回應問題能力構面中

可得知5-3簡報能呈現小組成員間的協調與合作、5-3-3簡報時，小組能充分展現團隊合作精神、5-4-5報告時能克服臨場的各種狀況，並回應相關問題等屬於學者專家認為權重值高，而學生認同度高且亦認為本身在專題製作過程當中是可以達成目標的指標。5-1-3透過每次上台演練及檢討，發揮團隊訓練的優點屬於學者專家認為權重值高，而曾參與競賽並得獎學生認同度高且亦認為本身在專題製作過程當中是可以達成目標的指標，但未曾參與競賽或未得獎學生卻認為此類指標不重要。5-2-1簡報格式設計合宜，符合簡明、生動、美觀的原則屬於學者專家認為權重值高，而學生卻皆認為此類指標不重要，且未能達成專題製作目標。

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結論

如果教育是胡蘿蔔與棒子~

那就多來點胡蘿蔔吧~~~

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簡 報 完 畢 敬請指教~~謝謝您