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從事研究過程

在近一、二十年中,「建構主義」對於科學教育界乃至於整個教育學界之影響極為深遠, 其理論與觀點實引領諸多教育研究與實務的新近發展。蔡今中教授的許多研究皆以建構主義為 出發點,他所從事的研究過程可大致區分為下列三項主軸,其一為「建構主義的理論與實務」 ,再者為「由建構主義引發有關科學認識觀對於科學的教學與學習之影響」,最後則是「網路 學習環境的建構」。茲將此三大主軸分別說明如下:


一、建構主義的理論與實務
蔡教授這十幾年來,嘗試以科學史哲的觀點出發,深入剖析建構主義的內涵及其應用,而 這樣的研究過程也促進了蔡教授對於科學認識觀(Scientific epistemological beliefs)的研究興趣。 在建構主義的典範下,每個學生的學習其實都是主動建構的歷程,因此,每個學生所建構的知 識架構皆具有其獨特性。而如何有效表徵學生的知識建構成果,或所謂的「認知結構」成果 乃成為一個相當重要的研究議題。蔡教授於近十幾年來致力於利用「語意流程圖析法」(Flow map method) 表徵學生的認知結構。「語意流程圖析法」建基於腦神經認知科學,並已運用在 諸多探究學生科學概念的研究上。在蔡教授的一系列相關論文中,常以其做為評量學生知識建 構成果的工具。經由語意流程圖析法的分析,研究者可更深入地瞭解學生知識結構的諸多向度 (例如知識的整合性、豐富性、可得性),並給予量化指標,這對於探討每個學生知識建構的獨 特性具有重要的貢獻。


二、科學認識觀對於科學教學與學習的可能影響
蔡教授近年來有系統地探討臺灣學生的科學認識觀與可能的相關變因。這些變因包括:認 知結構、學習方式、實驗活動中的行為及對實驗的觀點、訊息處理方式、對建構主義式學習環 境之觀點以及對於實施不同教學之影響等。蔡教授的研究結果,不但揭露擁有建構主義取向的 科學認識觀,是實施建構主義式教學的先備條件之一,同時,他亦逐步探討不同的教學方式( 如:科技輔助教學方式)如何影響學生的科學認識觀。近幾年來,科學教育學界不斷強調科學教 育,需重視科學的本質。而蔡教授一系列有關學生科學認識觀的研究成果,正可供諸多有關學 生對科學本質的觀點,與科學學習互動的後續研究參考。


此外,在研究過程中,蔡教授發現,科學學習概念(Conceptions of learning science)乃是深 入瞭解學生科學認識觀的重要研究範疇之一,也因此進行一系列深究不同學科(如:科學、工 程、管理),及處於不同學習情境(如:網路學習、行動學習等)學生的學習概念。至於在教師的 科學認識觀方面,蔡教授曾探討教師對於科學的觀點,與其教學及學習信仰間之互動關係,透 過實徵研究發現,這些信仰體系間似乎存在著一致或相互依存的關係。除此之外,蔡教授亦曾 深入探究,不少教師在實際教學中所反映出的科學認識觀,並提出一些相關策略,以增進教師 的科學認識觀。上述研究對於如何瞭解科學教師的信仰體系,並進一步形塑學生與教師的科學 認識觀,皆有顯著的學術貢獻。


三、網路學習環境的建構
網路教學可說是二十一世紀最重要的教學趨勢之一,故如何善用網路特性,以輔助教學之 進行,即被視為關鍵的研究議題。植基於建構主義的諸多學習理念,蔡教授嘗試勾勒出理想的 網路教學環境,並將此想法,實踐於許多網路科學教學的具體系統實例。相關的研究成果對於 未來的網路科學教學將可提供諸多建議及可行方向。近幾年由於新興網路科技在教育上的應用 越來越多,蔡教授也開發了社會性網路書籤系統,來輔助學生進行網路搜尋的行為,同時為了促進學生之間辯證(Argumentation)活動,他亦發展出相關的網路辯證系統,可望藉此提升學生 對重要社會議題的參與程度,也能透過網路辯證活動,增進其高層次思考能力。

 
蔡教授同時對於網路學習提出更多新的見解,例如:網路應被視為「知識(或認識)觀 (Epistemic)」的工具,而不應只是當成「認知」與「後設認知」的工具。近幾年來國外學者 也開始驗證蔡教授所提出的觀點、主張,即網路為「認識觀」的工具,他們普遍認為學生的 自我調制策略(Self-regulated strategies)或網路搜尋等面向在其網路學習歷程中扮演著極為重要 的角色。而蔡教授更由此角度出發,於近年開始深入探究學習者對網路所持有的特定認識觀 (Internet-specific epistemic beliefs)。


蔡教授的近年研究也延伸到行動學習(Mobile learning)及無所不在的學習(Ubiquitous learning)等領域。此外,他也曾探索臺灣不同學習階段學生的網路使用行為,及對網路的態度 與觀點,並進行一系列的臺灣中學生網路沈迷研究,這方面的研究發現對國際學術社群而言, 係屬極具開創性的研究成果,更引領現今國內外許多學者相繼投入後續研究。除針對學習者所 進行的研究之外,蔡教授亦以學校教師為對象進行相關研究,如教師的「科技教學內容知識 (Technological pedagogical content knowledge, TPACK)」、「遊戲教學內容知識」或「網路教學 內容知識」等研究,透過這些研究的歷程與成果,務求對教師專業發展提出具體建議與未來研 究方向,以供教學者、研究者與教育主管機關參考與應用、推廣。


具體學術成果
蔡今中教授在科學教育及數位學習等領域,所獲 致具體學術成果,主要可從「研究成果學術貢獻」及 「推展臺灣本土化研究至國際舞臺」等兩大向度來加 以陳述:


一、研究成果學術貢獻
(一) 認知結構的多元表徵:
蔡教授廣泛運用「語意流程圖析法」於評量學生的認 知結構,務求以多元的指標,呈現學生的學習成效。


(二) 深入探索認識觀所扮演的角色:
蔡教授深入研究臺灣學生科學認識觀與其他學習變 因的關係,並以實徵研究方式,證明諸多教學方式( 如:STS[Science-Technology-Society]教學、網路輔助教 學)皆為頗具潛力的方式,更可藉以改變學生或甚至是 老師的科學認識觀。


(三) 網路學習的建構:
蔡教授對於網路輔助科學教學,提出諸多可能性,並 基於其想法,發展具體示例(例如:概念圖測驗系統、 同儕互評系統),同時對於如何利用網路科技特質,更 深入地加強學生的學習及概念發展形成實質建議。


(四) 學習者與老師網路行為與觀點深入分析:
蔡教授以多元的方式,深入了解學習者在網路環境的行為、認知與相關的信念,這些對於建立優質的網路學習環境,有很 大的參考價值。蔡教授近幾年也進行一系列有關老師對於網路學習信 念的研究,這些研究發現將有助於網路學習的大規模推廣。


二、推展臺灣本土化研究至國際舞臺
蔡教授目前有超過200篇文章被收錄在ISI建立的SSCI資料庫中, 以2014年10月的資料來看,蔡教授在ISI資料庫之h-index高達34 (發表 34篇被其他論文引用至少34次的文章),被引用總次數超過3400次。在 Google Scholar引用資料庫中之h-index更高達56,被引用總次數約9000 次,2009年後的被引用次數就超過7000次。蔡教授雖然進行的幾乎都 是本土的研究,卻可以得到這麼高的引用率,這在社會科學領域是非 常難得的。整體而論,蔡教授在相關的學術活動主要有下列重要特質:


1. 兼顧「本土化」與「國際化」:蔡教授的研究對象皆為臺灣的大學 生及中、小學生或教師,這些研究成果可對臺灣在地的教育實務產生 諸多啟示。透過蔡教授大幅地將研究成果發表於國際期刊,也讓臺灣 本土的教育研究成果,得以在國際學術社群獲得互動、討論,進而達 成兼顧學術「本土化」與「國際化」的目標。

2. 兼具「學術理論」與「實務」:蔡教授所從事的諸多科學教育與數 位學習研究,實與我國高等教育及中、小學教育場域之實務息息相 關,故其許多學術上的研究成果,業已陸續轉換為實際的教育目標、 策略、歷程以及評鑑與測驗等教育實務,以落實於各級教育的學習與 教學中。例如,蔡教授所提倡的克服迷思概念的衝突教學法,已有諸 多中、小學教師採用。又如蔡教授開發的各類網路輔助學習系統以及 同儕互評系統,亦被運用於實際的大學及高中課程之中。

3. 積極提升臺灣數位學習國際影響力:蔡教授不僅致力於推展臺灣本 土化研究至國際舞臺,對於提升臺灣數位學習國際影響力亦不遺餘 力。蔡教授自2009年七月起獲聘為數位學習領域國際期刊Computers & Education (由Elsevier印行)的三位主編之一。Computers & Education 不但是SSCI教育類兩百多本期刊裡,稿量最大的期刊(目前一年約有 一千七百篇投稿,每年刊登約200篇文章),根據2012 Journal Citation Reports,Computers & Education目前列為219本教育類SSCI期刊的影響 係數(impact factor)的排名第七名(Impact factor: 2.775),已被學術界視為 一本頂尖國際期刊,更是數位學習或教育科技相關領域裡最為重要的 學術期刊。蔡教授以臺灣學者的身份,擔任該期刊之主編,對於提升 臺灣數位學習在國際學界的能見度及影響力,更是不言而喻。而蔡教 授亦曾獲邀擔任Educational Technology and Society、Interactive Learning Environments、Innovations in Education and Teaching International以 及The Asia-Pacific Education Researcher等SSCI期刊之客座編輯(Guest editor),在近年更擔任超過35本國際SSCI或SCI學術期刊編輯或審稿委員,蔡教授積極地使國內教育研究領域與國際接軌,更帶領了臺灣數位學習研究領域成為國際數位學 習領域的重鎮之一,成功地提升臺灣數位學習的國際影響力。

未來研究重點及方向
蔡今中教授自1996年返國投身教育與研究工作,一直以來即以認識觀為其研究重點,並積極從事 相關研究,以其研究成果為基石,蔡教授未來的研究重點可概分為四大方向如下:

一、探討認識觀在網路學習中所扮演的角色
近年由於電腦及網路科技的迅速發展與普及,網路學習的相關議題,開始受到教育相關人員 的重視。因此,探討認識觀在網路學習中所扮演的角色,乃成為深入研究認識觀的重點之一。


二、網路訊息的使用與學生知識建構
相較於傳統的課室,網路的學習環境突破了空間及時間的限制,且網路教學更可顧及學習者的個 別差異、進行多人同步合作討論學習。關於網路訊息的使用、網路教學的發展如何影響學生概念 學習,以及知識的建構,實應為探討認識觀的研究方向之一。


三、網路教學的發展與學生學習的認識觀
有關於網路學習與教學的研究,主要可分為三大類,第一類為網路教學模組的開發,亦是現有文 獻中最為豐富的一類研究;第二類則是以學生的特性為背景變項,探討其在網路學習的表現,這 類研究伴隨著第一類研究的發展,亦漸付梓於學術文獻;第三類則為探討網路學習對認識觀的相 互影響,其研究數量相對而言非常稀少,是未來研究中亟待突破的重要方向。


四、網路學習中知識的本體論及網路中知識或學習的本質
就現有文獻而論,有關蔡教授所提主張(即網路為「認識觀」的工具,而非僅止於「認 知」與「後設認知」的工具)之實徵研究,相對來說仍不完備,故未來研究應加強探索與驗證 此類假設,以健全網路學習的相關理論基礎。


教學課程綱要
在教學課程的部分,蔡今中教授提供了包括:建構主義在教育的應用、科學教育研究、網 路學習研究、以及社會科學領域新進學者研究方法論工作坊等課程的規劃。

首先,「建構主義在教育的應用」旨在幫助研究者掌握建構主義的核心概念,與其在教育 上之應用,並作為研究者在進行研究時的理論架構。其次,「科學教育研究」與「網路學習研 究」兩門課程,則是用於協助研究者瞭解目前最新的教育研究議題與趨勢。重要的是,此部份 所開設的兩門課程,指定閱讀中之實徵研究,均是建構主義的實踐與應用。將理論(建構主義) 與實際應用(科學教育、網路學習)作良好的銜接,亦是本教學課程部份的重點之一。最後,「 社會科學領域新進學者研究方法論工作坊」主要是協助新進學者轉化研究成果,並藉由此課程 將研究者所屬領域的研究成果,發表至國際期刊。除提昇對於社會科學研究應有的學術認知, 研究者亦可加強自己在此領域的研究競爭力。