主動學習法
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– 主動學習法 –

美國范德比大學教學中心副主任 Cynthia J. Brame 著

它是什麼？

在他們於1991年為高等教育研究協會 (Association for the Study of Higher Education) 與ERIC高等教育資訊交換所 (ERIC Clearinghouse on Higher Education) 所著的大作 主動學習：在課堂中創造興奮  (Active Learning: Creating Excitement in the Classroom) 中，Bonwell 與 Eison 將推廣主動學習的策略定義為 「一個學生一面處理事情同時一面思考他們正在做甚麼的教學活動」(Bonwell and Eison, 1991)。促進主動學習的方法更專注在發展學生的技能，而非資訊傳遞，並要求學生做一些需有高階思考的事－如閱讀、討論、寫作。這些方法亦通常將稍許重點放在學生對自我態度與價值的探索上。

這定義很廣泛，Bonwell 與 Eison 明確地承認有一系列的活動可被歸納於此，他們建議以多面相的活動來推廣主動學習，從極簡單的（如暫停講課讓學生藉由與鄰座同儕討論來釐清並整理他們的思緒），到較複雜的（像是將個案研究作為決策的專注點）。在 Handelsman、Miller與Pfund的著作科學教學（Scientific Teaching）中也提到，主動學習與形成式評鑑之間的界線很模糊也很難定義；畢竟鼓勵學生主動學習的教學方式，會要求學生做或產出一些東西，而這些東西可轉被運用於幫助評鑑學生理解（2007）。

學生處理事情時並思考他們正在做甚麼的教學活動。 (Bonwell and Eison, 1991)

主動學習蘊旨為學生全心投入自身的學習。遠比抄寫筆記和跟著教師的指示，主動教學策略讓學生們有更多的作為…學生們參與活動時，去建構出新的知識和科學的技能。(Handelsman et al., 2007)

與被動地聽著專家授課相比，透過課堂活動或討論的過程，主動學習更能吸引學生的興趣。其著重在更高階層的思考並經常需要小組合作。(Freeman et al., 2014)

學生積極建構知識的努力。(Carr et al., 2015)

 

全國性學生投入調查（NSSE）與澳大拉西亞學生投入調查（AUSSE）提供了一個非常簡明的定義：主動學習包含「學生主動建構自身知識的努力」。AUSSE用來測量主動學習的項目可再補充這個定義：在課堂中與其他同學進行專題合作、做報告、提出問題或參與討論、將社區參與型的專題做為課程的一部份、在課堂外與其他學生一起做功課，討論源自課程的想法、和輔導同儕（報告出自Carr et al., 2015）。
Freeman與其同事從多於300名主動學習研討會的與會人士中，收集主動學習的文字定義，並對其達到一個共識，即強調學生以高階思維完成活動或參與課堂中的討論（Freeman et al., 2014）。他們的定義也提到主動學習與小組合作間的頻繁連結。

因此，主動學習常被定義為學生用來建構知識與理解的活動。活動或有不同但皆需要學生進行高階思考，雖然並非總是很明確地被提及，但後設認知－學生對他們自己學習的想法－為一個很重要的元素，亦提供了活動與學習間的連結。

理論根據為何？

建構主義學習理論強調個人學習是經由建構他們自己的知識、將新想法、新經驗與既有知識與經驗連結，來產生新的或增進的理解（Bransford et al., 1999）。由皮亞傑（Piaget）與其他學者創建的這個理論，認為學習者能夠將新資訊同化到既有架構中，或為與先備知識牴觸的新資訊調適修正架構。促進主動學習的方法常明確地要求學生，將新資訊與他們現有的心智模式做連結以延伸他們的理解。在其他案例中，教師可能會設計學習活動讓學生面對迷思概念，幫助學生根據更正確的理解重新建構他們的心智模式。無論如何，促進主動學習的方法亦會促進被歸為建構主義學習理論中的學習必需之認知工作。

主動學習方法也常採用合作學習小組，其為一種特別強調社會互動中所能貢獻的建構主義實踐。李夫·維高斯基（Lev Vygotsky）的研究解釋了認知過程與社交活動的關係，導致社會文化發展的理論，即學習會發生於學生在有教師或同儕支援的情況下，解決超出他們既有發展程度的問題時（Vygotsky, 1978）。因此依賴小組合作的主動學習方法亦處在此社會文化派流的建構主義學習理論範圍裡，假借同儕之間互動的力量，來促使學生獲得增長性與正確性的心智模型發展。

有任何能證明它管用的證據嗎？

有充分且可追朔至超過30年前的證據證明主動學習方法比傳遞式方法「即教學者依賴講述教學法」，更能幫助學生有效學習（請參見 Bonwell與Eison, 1991）。在此，我們將聚焦在兩篇檢視並分析多個主動學習研究的報告。
Freeman與其同事進行了一個225個研究的綜合分析，比較STEM學科「建構式課程設計與以說明為導向的課程設計」（Freeman et al, 2014），包括檢驗上課時間設計（非課外作業或實驗室課程）的研究，也就是比較至少有一些主動學習內容的課程與傳統講課、比較不及格率與學生的測驗分數、概念庫存、或其他評鑑。他們發現接受傳統講課中的學生不及格率比主動學習課程的學生高出1.5倍（機率比例 1.95, Z=10.4, P<<0.001）。再者，平均來說他們發現若課程設計納入至少一些主動學習的話，學生測驗表現、概念庫存、或其他評鑑會增加大約半個標準差（加權標準化均值差 0.47, Z = 9.781, P<<0.001）。這些結果在不同學科皆然：在生物、化學、電腦科學、工程學、地質學、數學、物理與心理課程中他們沒有看到主動學習影響的顯著差異。他們為檢驗發表偏差（即傾向發表較大影響研究的偏差）造成這結果的可能性進行了兩個分析，發現若要推翻他們的結論就必須有大量發現主動學習與講課間無差異的未發表研究：114篇發現測驗或概念庫存表現無差異、438篇發現不及格比例無差異。作者們總結，主動學習優點的證據非常充足，並說「若這裡分析的實驗是以醫學介入隨機控制測試的方式進行，它們可能早已因成果斐然而中止－意思是可能會停止將病人納入對照組，因為測試的療程明顯地更有效益。」

這些結果與之前的回顧相符（如 Hake, 1998; Prince, 2004; Springer et al., 1999），在其一則回顧中，Ruiz-Primo 等人審查了檢驗主動學習方法對大學部生物、化學、工程學及物理課程之影響的已發表研究（Ruiz-Primo et al., 2011）。他們找出166篇在比較創新教學（即主動學習方法）與無創新之傳統教學時，發現具效應值的研究。儘管有一些限制還須考量，總結來說，他們發現納入主動學習方法能改進學生成果（平均效應值 = 0.47）。首先，作者們將主動學習編碼成概念傾向的工作、合作學習活動、科技促成之活動、探究式專題、或以上四類的混和體，不同類型間存在著重要的差異（例如平均來說科技輔助之探究式專題並未產出正面的影響）。第二，被納入的研究中，多於80%是準實驗型而非實驗型研究，且將學生隨機分配到實驗組之實驗型研究的正面利益較低（平均效應值 = 0.26）。最後，許多研究並未控制實驗組的先備知識與能力。儘管如此，回顧仍有限制地支持將主動學習方法納入教學。

雖然以上兩篇回顧專注在STEM學科，且人文社會科學並無類似的回顧，但多數的證據指出主動學習方法對不同的學科均有成效（Ambrose et al, 2010; Bonwell and Eison, 1991; Chickering and Gamson, 1987）。

為什麼它很重要？

在顯示主動學習方法可促進所有學生學習的證據之外，也有一些證據顯示主動學習方法亦為一種增進課堂更具包容性的有效工具。Haak等人檢驗主動學習對華盛頓大學教育機會計畫（EOP）中修初級生物課學生的影響（Haak et al., 2011）。EOP的學生在教育或經濟上處於劣勢，並大多是他們家庭中第一個上大學的人，計畫也包含華盛頓大學裡代表性最不足的少數族裔學生。先前的研究已顯示，研究者可根據大學GPA與SAT語文分數預測學生在初級生物課程的成績；EOP學生的平均不及格率為～22%，而非EOP的學生則是～10%。當促進主動學習的多種高度結構性方法被納入初級生物課程時，課程裡的所有學生都能受惠，但EOP學生則呈現不成比例的獲益，學習成就差距會減少到將近當初一半的水準。有鑑於美國大學的迫切需求，也就是必須將課堂變得更吸引人和能收獲更多的地方，來容納不同背景學生，這些結果又提供了一個將主動學習併入課程設計的有力依據。

Lorenzo、Crouch與Mazur也調查了主動學習方法對初級物理課程中男女表現差異的影響（2006），他們發現含括主動參與技巧對所有的學生有裨益，但對女學生的表現有很大的影響。事實上，當他們納入「高劑量」的主動學習方法時，性別差異就完全消失了。這結果與先前研究的主張相符，主動學習方法可讓女性特別受惠（Laws et al., 1999; Schneider, 2001）。

該用什麼技巧？

簡短、簡單的講課補充

  • 暫停程序－每12到18分鐘暫停二分鐘，鼓勵學生兩兩分組進行討論並重新檢視筆記。這方法會激發學生思考他們對教材的理解，包括其組織。它也提供一個質疑與闡明的機會，且已被證實比不暫停的講課更能明顯增進學習 （Bonwell and Eison, 1991; Rowe, 1980; 1986; Ruhl, Hughes, & Schloss, 1980）。
  • 檢索實踐－每15分鐘暫停二到三分鐘，讓學生寫下先前課程片段中他們能夠記起的任何事情，激勵學生發問。這方法促使學生從記憶裡檢索資訊，藉以增進長期記憶、學習隨後教材的能力、以及將資訊轉換帶入新領域的能力。（Brame and Biel, 2015）
  • 演示－請學生預測一則演示的結果，並簡短地與鄰座同學討論。演示後，請學生討論他們所觀察到的結果，以及這個結果與他們的預測有何不同，接著再由教學者解釋。這方法藉由請學生預測結果，來測試他們對一個系統的理解。若學生的預測是錯誤的，這樣可幫助他們查覺到迷思概念，隨而促進他們重新架構其心智模式。
  • 思考–配對–分享－請學生提一個需要高階思考的問題（例如，以Bloom目標分類學為界之應用、分析、或評估的階層）。讓學生用1分鐘思考或寫下答案，然後再用2分鐘與同儕討論他們的回覆。要求各組分享回覆，隨後由教學者解釋。藉由要求學生向他們鄰座同學解釋他們的答案，並批判性地思考他同學的回覆，這方法可幫助學生明確表達新形成的心智連結。

含概念測試的同儕教學－這個思考-配對-分享的修正包括個人反饋裝置（如Clickers）。提出一個概念性的選擇題，請學生思考他們的答案並選擇一個回覆，再與旁邊的同學討論。若合適的話，鼓勵學生在討論後改變他們的答案，用曲線圖將學生回覆分享給全班。以曲線圖作為班級討論的契機，這方法對大型班級特別適用，並可用多種工具來促進（如 Poll Everywhere, TopHat, TurningPoint）。更多資訊可參見CIRTL MOOC 實證性大學STEM教學介紹. （Fagen et al., 2002; Crouch and Mazur, 2001）

對促進學習上反思的提問

  • 在這些教材中，何者對你是最大的挑戰?
  • 關鍵概念為何?
  • 你想了解甚麼?

對促進批判性思維的提問

  • 描述一下在當日授課內容與你課後日常生活的相關性。
  • 描述你的個人偏見如何影響你對當日授課教材的解讀。

(Handelman et al., 2007)
  • 一分鐘文章－請學生提出一個需要他們反思自身所學的問題，或進行批判性思考。讓他們有一分鐘時間寫作，要求學生分享他們的回覆來刺激討論，或收集所有的回覆給未來的課程使用。如同思考-配對-分享方法，此方法鼓勵學生明確表達並檢驗新形成的連結。（Angelo and Cross, 1993; Handelsman et al., 2007）

取代部分講課的活動

  • 紙條序列－給學生寫有某過程各步驟的紙條，並將紙條次序打亂；請學生一起合作整理紙條，重整出過程的步驟次序。此方法可將強學生邏輯思考過程，並測試其程序的心智模型（Handelsman et al., 2007）。以下為來自Aarhus大學的範例：

  • 概念地圖－概念地圖是種概念間關係的視覺表徵；概念會被放在節點（通常為圓圈）上，而其關係則由連結箭頭的標示註明。若要讓學生做出概念地圖，請以小組或全班一起做的方式找出地圖的關鍵概念。要求學生查明概念間的一般關係，每次整理兩個，在相關的概念間畫箭頭，並加上簡短敘述這關係的標籤。藉由請學生建構其過程的心智模型外顯表徵，使得這方法會幫助學生檢視並增強模型內的組織。再者，這可強調多種「正確」答案的可能性。更多資訊與進行線上概念地圖的工具可參見人機認知研究所。（Novak and Canas, 2008）下方有一則範例。

  • 迷你地圖 迷你地圖與概念地圖類似，但學生只會拿到相對來說較短的名詞清單（通常10個，或是更少）來納入他們的地圖。要使用這方法的話，需提供學生主要概念或特定名詞的清單，並請他們兩三人一組，一起將這些詞有邏輯結構地排列，用箭頭與文字展現其關係。讓小組主動分享他們的迷你地圖，並闡明任何令人困惑的點。迷你地圖有許多與概念地圖相同的優點，但可較快完成，因此可與其它學習活動一起作為較大班課堂的一部份。（Handelsman et al., 2007）
  • 分類格框   給學生看一組由數個重要類別組成的格框，以及一個有打亂的名詞、圖片、公式或其他項目的清單。請學生迅速地將名詞根據格框的正確類別分類，再要求志願者分享他們的格框並回答出現的問題。這方法可讓學生表達，繼而偵查他們在各類別相關項目中所看到的差異。這在幫助教師辨別迷思概念上特別有效。（Angelo and Cross, 1993）

 

  • 學生產出的測驗問題  提供學生一份你為特定單元擬定的學習目標，以及一張摘要說明布隆姆目標分類法的圖（與每個分類相關之代表性動詞），再由挑戰學生小組去創造與你擬定的學習目標和不同目標分類層級相對應的問題。考慮請每組跟全班分享他們最喜歡的試題，或分享所有學生產出的題目給全班作為學習指南。此方法不但能幫助學生思考他們所熟悉的，也能理解老師所擬訂學習目標的蘊涵。（Angelo and Cross, 1993）

給生物課的範例 (Handelsman et al., 2007)

你是一名大型血液銀行的領導，並適逢世界性的血液短缺。此時有人向你提供了一批可能帶有反轉錄病毒的血液，且這病毒還尚未被研究透徹。你會批准使用該批血液嗎? 理由是? 在做決策前，你先想了解甚麼?

 

  • 決策活動  請學生想像他們是一位必須去立定與辨明棘手決定的政策制定者。提供一篇簡短的難題敘述，請他們以小組方式來達成決策，再請小組分享他們的決定並解釋他們的邏輯。這個具高度吸引力的技巧可幫助學生批判性地考量一個很有挑戰性的問題，並鼓勵他們在思考解決方案時要有創造力。這些問題的「真實世界」本質可提供學生更深入問題的誘因。（Handelsman et al., 2007）
  • 內容、表格與功能大綱   請分成小組的學生小心地分析某特定物件－如一首詩、一個故事、一篇文章、一個廣告牌、一張圖、或一個曲線表－並找出這物件的 “What” （什麼，內容）、”how” （如何，型態）以及功能 （why）。此技巧能夠幫助學生思考在不同的類型裡傳遞意義的各種方法。（Angelo and Cross, 1993）
  • 個案學習   與決策活動很相似，個案學習會給學生源自廣泛社會的情境，並需要他們應用其知識來對一個無標準答案的情境下一個結論。提供學生個案，請他們決定在他們所在範圍內什麼與此個案相關，他們可能需要什麼資訊，以及他們的決策會有什麼影響，並思考他們決策的更廣義蘊涵。給予學生小組（三到五人）時間思考他們的回覆，巡視班內的各小組並提問、隨機提供協助。給予小組機會來分享他們的回覆；個案學習最大的價值來自於其可能產出之答案的複雜性與多樣性。更多資訊及個案錦集可參見 國家科學教學個案中心、加州大學聖塔芭芭拉分校個案方法網站、和 世界歷史資源。

討論技巧

許多教員完全放棄講課，並轉為討論來引起建構理解所需類型的思考。Elizabeth Barkley提供了從低階到高階思考，聚焦在不同學習目的討論技巧之大型收藏（Barkley, 2010）。

其他方式

還有其他主動學習教學法，其中許多是高度結構性的，並有專屬網站及強健的社群。這些包括 團隊學習（TBL）、過程導向引導式探究學習 （POGIL）、 同儕主導團隊學習、以及 問題導向學習 （PBL）。此外，翻轉教室模型是根據將上課時間花在學生進行主動學習的想法。

你應該如何開始？

從小地方盡快做起，以對師生低風險的活動開始。暫停程序、檢索實踐、一分鐘文章及思考-配對-分享技巧為納入主動學習方法的簡易入門處，只需要教師做出非常少的改變，同時能提供學生組織並闡明其思緒的機會。當你開始併入這些實踐法時，最好向你的學生解釋你為什麼這樣做；跟你的學生討論他們的學習，不僅是為了建構一個具支持性的課堂環境，也同時讓你能夠幫助學生發展其後設認知技巧（從而讓學生習得成為獨立學習者的能力）。

在你考慮使用其它主動學習技巧時，可採用反向設計的方法：一開始找出你的學習目標，思考你將如何知道學生有沒有達到這些目標（也就是，你如何架構評鑑方式），然後選擇能夠幫助你學生達到這些目標的一個主動學習方法。學生通常會對有意義的、具適度挑戰性的、與學習目標和評鑑方式有清楚連結的主動學習活動有正面的反應（例如請見Lumpkin et al., 2015）。最後，在你設計與執行主動學習時，可向你系所中的同儕請教，並向教學發展中心尋求協助與回饋。

來源引用

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美國范德比大學教學中心網站授權翻譯與編輯
Translated and Adapted from the Center for Teaching, Vanderbilt University, USA
https://cft.vanderbilt.edu//cft/guides-sub-pages/active-learning/