成 果 報 告 行 政 院 國 家 科 學 委 員 會 補 助 專 題 研 究 計 畫 期 中 進 度 報 告 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 領 域 科 學 探 究 能 力 之 培 養 研 究 - 子 計 畫 二 : 科 學 探 究 能 力 之 評 量 (III) 計 畫 類

行 年 領 力 力 量 精 類 行 年 年 行 立 蓮 參 理 魯 益 林 論 理 利 年 年

成 果 報 告 行 政 院 國 家 科 學 委 員 會 補 助 專 題 研 究 計 畫 期 中 進 度 報 告 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 領 域 科 學 探 究 能 力 之 培 養 研 究 - 子 計 畫 二 : 科 學 探 究 能 力 之 評 量 (III) 計 畫 類 別 : 個 別 型 計 畫 整 合 型 計 畫 計 畫 編 號 :NSC 95-2511-S-153-006- 執 行 期 間 :2006 年 08 月 01 日 至 2007 年 10 月 31 日 計 畫 主 持 人 : 高 慧 蓮 共 同 主 持 人 : 蘇 明 洲 計 畫 參 與 人 員 : 魯 慧 敏 吳 淑 珍 王 智 勇 方 郁 斌 馮 益 宏 林 裕 仁 成 果 報 告 類 型 ( 依 經 費 核 定 清 單 規 定 繳 交 ): 精 簡 報 告 本 成 果 報 告 包 括 以 下 應 繳 交 之 附 件 : 完 整 報 告 赴 國 外 出 差 或 研 習 心 得 報 告 一 份 赴 大 陸 地 區 出 差 或 研 習 心 得 報 告 一 份 出 席 國 際 學 術 會 議 心 得 報 告 及 發 表 之 論 文 各 一 份 國 際 合 作 研 究 計 畫 國 外 研 究 報 告 書 一 份 處 理 方 式 : 除 產 學 合 作 研 究 計 畫 提 升 產 業 技 術 及 人 才 培 育 研 究 計 畫 列 管 計 畫 及 下 列 情 形 者 外, 得 立 即 公 開 查 詢 涉 及 專 利 或 其 他 智 慧 財 產 權, 一 年 二 年 後 可 公 開 查 詢 執 行 單 位 : 國 立 屏 東 教 育 大 學 應 用 化 學 暨 生 命 科 學 系 中 華 民 國 九 十 六 年 十 月 三 十 一 日

行 政 院 國 家 科 學 委 員 會 專 題 研 究 計 畫 成 果 報 告 計 劃 名 稱 : 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 領 域 科 學 探 究 能 力 之 培 養 研 究 - 子 計 畫 二 : 科 學 探 究 能 力 之 評 量 (III) 計 畫 編 號 :NSC 95-2511-S-153-006- 執 行 期 間 :2006 年 08 月 01 日 至 2007 年 10 月 31 日 主 持 人 : 高 慧 蓮 共 同 主 持 人 : 蘇 明 洲 計 畫 參 與 人 員 : 魯 慧 敏 吳 淑 珍 王 智 勇 方 郁 斌 馮 益 宏 林 裕 仁 執 行 機 關 : 國 立 屏 東 教 育 大 學 應 用 化 學 暨 生 命 科 學 系 E-mail: hkao@mail.npue.edu.tw 中 文 摘 要 本 研 究 計 畫 以 三 年 為 期 進 行 規 畫, 其 宗 旨 乃 在 發 展 與 效 化 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 領 域 國 小 學 生 科 學 探 究 多 元 化 評 量 工 具 本 研 究 計 畫 以 行 動 研 究 法 (Action Research) 的 研 究 理 念 及 做 法, 邀 請 五 位 國 小 自 然 與 生 活 科 技 領 域 教 師 參 與 研 究 計 畫 開 始 時, 實 施 研 究 群 研 習 教 師 成 長 活 動, 並 進 行 教 材 內 容 分 析 和 概 念 分 析, 以 及 調 查 瞭 解 學 生 有 關 之 學 習 經 驗, 並 依 據 九 年 一 貫 與 科 學 探 究 有 關 的 能 力 指 標 與 國 內 外 相 關 文 獻 建 構 科 學 探 究 的 教 學 目 標, 然 後 開 發 科 學 探 究 多 元 化 評 量 的 工 具 本 計 畫 所 開 發 之 多 元 化 評 量 工 具 草 案, 由 研 究 教 師 於 其 任 教 班 級 進 行 試 用, 並 透 過 多 元 的 資 料 蒐 集 方 式, 以 探 究 實 施 多 元 化 科 學 探 究 評 量 所 遭 遇 的 問 題 與 因 應 策 略 實 施 的 歷 程 與 轉 變 及 實 施 後 對 教 師 與 學 生 的 影 響 依 據 試 用 之 過 程 及 結 果, 研 究 群 修 訂 多 元 化 評 量 工 具 草 案, 並 於 第 三 年 在 實 際 教 學 情 境 中 進 行 推 廣 研 究, 予 以 了 解 本 研 究 所 開 發 之 多 元 化 評 量 工 具 的 實 用 性 隱 含 的 價 值 和 使 用 多 元 化 評 量 所 產 生 的 社 會 後 果 關 鍵 詞 : 九 年 一 貫 課 程 科 學 探 究 多 元 化 評 量 行 動 研 究 法 I

Abstract The main purpose of this three-year study was to develop and validate multiple assessment of scientific inquiry for nine-year-sequence curiculum in the domain of science and life-technology of primary schools. The study adopted action research and invited five elementary science teachers to participate in the study. At the beginning, the study held workshops for teacher enhancement, analyzed the textbooks and concepts, and explored students experiences related to learning. In addition, the study developed the teaching objects of scientific inquiry according to the Capability Indicators relating to abilities of scientific inquiry in the Nine-Year-Sequence Curiculum and relating references. According the above, the study developed multiple asesment of scientific inquiry. The multiple assessment of scientific inquiry designed in this study was applied to researcher teachers clasroom in order to explore problems/solutions, practices/changes, and impact when the teachers teach science with the implement of multiple assessment. According above data, the research revised the preliminary multiple assessment. Then, the final multiple assessement was applied to classroom teaching in order to analyse the practicability, implicit values, and social consequence of the multiple assessment in real teaching situation. Keywords:nine-year-sequence curriculum, scientific inquiry, multiple assessment, action research. II

目 次 中 文 摘 要 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------I 英 文 摘 要 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------II 目 圖 表 次 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------III 次 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------V 次 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------VI 壹 前 言 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 一 研 究 背 景 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 1 二 研 究 目 的 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 2 貳 文 獻 探 討 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 一 科 學 探 究 的 相 關 概 念 ------------------------------------------------------------------------------- 3 ( 一 ) 探 究 的 意 涵 -------------------------------------------------------------------------------------- 3 ( 二 ) 科 學 探 究 的 義 涵 -------------------------------------------------------------------------------- 4 ( 三 ) 綜 合 評 述 ----------------------------------------------------------------------------------------- 5 二 科 學 探 究 能 力 與 活 動 的 特 徵 ---------------------------------------------------------------------- 5 ( 一 ) 科 學 探 究 的 能 力 -------------------------------------------------------------------------------- 5 ( 二 ) 科 學 探 究 活 動 的 特 徵 與 層 次 ----------------------------------------------------------------- 6 ( 三 ) 綜 合 評 述 ----------------------------------------------------------------------------------------10 三 有 關 科 學 探 究 的 評 量 ------------------------------------------------------------------------------12 ( 一 ) 過 程 技 能 的 評 量 -------------------------------------------------------------------------------12 ( 二 ) 科 學 探 究 計 分 規 準 ----------------------------------------------------------------------------12 ( 三 ) 科 學 探 究 活 動 的 計 分 規 準 -------------------------------------------------------------------13 ( 四 ) 綜 合 評 述 ----------------------------------------------------------------------------------------15 參 研 究 方 法 及 進 行 步 驟 ------------------------------------------------------------------------------------15 一 研 究 方 法 ----------------------------------------------------------------------------------------------15 二 研 究 的 樣 本 ------------------------------------------------------------------------------------------16 ( 一 ) 參 與 研 究 計 畫 之 教 師 -------------------------------------------------------------------------16 ( 二 ) 研 究 對 象 ( 學 生 ) ----------------------------------------------------------------------------17 三 科 學 探 究 能 力 面 向 的 界 定 ------------------------------------------------------------------------17 四 科 學 探 究 多 元 化 評 量 工 具 的 發 展 ---------------------------------------------------------------18 ( 一 ) 學 生 科 學 探 究 能 力 實 作 評 量 ----------------------------------------------------------------18 ( 二 ) 嵌 入 在 教 學 活 動 中 的 多 元 化 評 量 ----------------------------------------------------------19 五 科 學 探 究 教 學 評 量 之 推 廣 ------------------------------------------------------------------------19 肆 研 究 結 果 與 討 論 ------------------------------------------------------------------------------------------19 一 論 文 一 : 國 小 中 年 級 學 童 科 學 探 究 實 作 評 量 之 精 緻 化 發 展 的 過 程 ---------------------20 ( 一 ) 研 究 目 的 ----------------------------------------------------------------------------------------20 ( 二 ) 精 緻 化 的 過 程 ----------------------------------------------------------------------------------20 ( 三 ) 施 測 結 果 分 析 ----------------------------------------------------------------------------------21 ( 四 ) 省 思 與 建 議 -------------------------------------------------------------------------------------27 二 論 文 二 : 實 作 題 型 賣 冰 塊 的 爺 爺 之 學 生 答 題 分 析 研 究 ------------------------------29 III

( 一 ) 研 究 目 的 ----------------------------------------------------------------------------------------29 ( 二 ) 研 究 的 方 法 與 流 程 ----------------------------------------------------------------------------29 ( 三 ) 研 究 結 果 與 討 論 -------------------------------------------------------------------------------35 三 論 文 三 : 科 學 探 究 五 階 段 教 學 評 量 之 行 動 研 究 ---------------------------------------------42 ( 一 ) 研 究 目 的 ----------------------------------------------------------------------------------------42 ( 二 ) 研 究 情 境 ----------------------------------------------------------------------------------------42 ( 三 ) 探 究 教 學 評 量 之 設 計 -------------------------------------------------------------------------45 ( 四 ) 研 究 結 果 ----------------------------------------------------------------------------------------46 ( 五 ) 教 學 省 思 ----------------------------------------------------------------------------------------49 四 論 文 四 : 融 入 評 分 判 準 之 科 學 探 究 學 習 營 活 動 設 計 之 研 究 ------------------------------51 ( 一 ) 研 究 目 的 ----------------------------------------------------------------------------------------51 ( 二 ) 設 計 理 念 ----------------------------------------------------------------------------------------51 ( 三 ) 活 動 方 式 ----------------------------------------------------------------------------------------51 ( 四 ) 活 動 規 劃 與 設 計 理 念 -------------------------------------------------------------------------52 ( 五 ) 活 動 過 程 與 內 容 -------------------------------------------------------------------------------52 ( 六 ) 研 究 結 果 ----------------------------------------------------------------------------------------55 ( 七 ) 省 思 與 建 議 -------------------------------------------------------------------------------------61 ( 八 ) 總 結 -----------------------------------------------------------------------------------------------62 伍 參 考 文 獻 ----------------------------------------------------------------------------------------------------64 一 中 文 部 份 ----------------------------------------------------------------------------------------------64 二 英 文 部 份 ----------------------------------------------------------------------------------------------66 陸 計 畫 成 果 自 評 部 分 ---------------------------------------------------------------------------------------73 柒 論 文 發 表 情 形 ----------------------------------------------------------------------------------------------73 附 錄 一 : 國 小 中 年 級 科 學 探 究 能 力 實 作 評 量 ------------------------------------------------------------75 附 錄 二 : 國 小 中 年 級 科 學 探 究 能 力 實 作 評 量 學 生 作 品 說 明 ------------------------------------------79 附 錄 三 : 奇 妙 的 水 單 元 學 習 活 動 與 評 量 實 務 --------------------------------------------------------82 IV

圖 次 圖 1: 科 學 探 究 實 作 評 量 之 研 究 歷 程 18 圖 2: 無 法 繪 製 表 格 41 圖 3: 變 項 呈 現 有 暇 疵 41 圖 4: 變 項 呈 現 有 暇 疵 41 V

表 表 1: 教 室 探 究 必 備 特 徵 與 它 們 的 差 異 -------------------------------------------------------------------- 8 表 2: 提 昇 科 學 探 究 所 強 調 的 重 點 -------------------------------------------------------------------------- 9 表 3:Schwab(1964) 之 科 學 實 驗 活 動 的 層 次 區 分 ---------------------------------------------------- 9 表 4: 科 學 探 究 活 動 分 數 的 計 分 ----------------------------------------------------------------------------12 表 5: 科 學 探 究 活 動 ( 五 年 級 ) 中 架 構 探 究 活 動 與 設 計 探 究 活 動 之 計 分 規 準 -------------------13 表 6: 科 學 探 究 活 動 ( 五 年 級 ) 中 收 集 與 呈 現 資 料 及 分 析 與 詮 釋 結 果 之 計 分 規 準 ---------14 表 7: 國 小 中 高 年 級 科 學 探 究 之 行 為 表 徵 比 較 -------------------------------------------------------17 表 8: 三 年 級 學 生 各 題 得 分 所 佔 人 數 ----------------------------------------------------------------------26 表 9: 三 年 級 學 生 各 題 得 分 百 分 比 -------------------------------------------------------------------------26 表 10: 四 年 級 學 生 各 題 得 分 所 佔 人 數 ---------------------------------------------------------------------26 表 11: 四 年 級 學 生 各 題 得 分 百 分 比 ------------------------------------------------------------------------27 表 12: 實 作 題 賣 冰 塊 的 爺 爺 之 題 幹 修 訂 前 後 比 較 -----------------------------------------------31 表 13: 評 分 判 準 之 精 緻 化 ------------------------------------------------------------------------------------32 表 14: 修 訂 後 之 評 分 判 準 ------------------------------------------------------------------------------------33 表 15: 學 生 填 答 類 型 分 析 ------------------------------------------------------------------------------------36 表 16: 實 作 題 - 賣 冰 塊 的 爺 爺 前 後 測 分 析 統 計 表 --------------------------------------------40 表 17: 界 定 問 題 階 段 各 層 次 學 生 表 現 比 例 --------------------------------------------------------------46 次 VI

壹 前 言 一 研 究 背 景 回 顧 過 去 的 十 年 間, 呼 籲 從 事 教 育 改 革 的 聲 音 在 科 學 教 育 界 內, 有 增 多 的 趨 勢 ( 例 如, AAAS, 1989; National Science Teachers Association [NSTA], 1992) 在 這 些 教 革 聲 浪 中 最 大 的 關 注 焦 點 之 一 為 增 進 科 學 的 教 學 與 學 習 ( 高 慧 蓮 蘇 明 洲,2000) 傳 統 的 科 學 教 學 實 務 注 重 機 械 性 的 背 誦 學 習 內 容 / 工 作 的 涵 蓋 升 學 準 備 和 知 識 的 傳 輸, 而 不 注 重 讓 學 生 學 習 和 了 解 科 學 概 念 的 有 意 義 學 習 科 學 教 師 非 常 依 賴 教 科 書, 以 及 強 調 監 控 學 生 的 座 位 工 作 (seatwork) 和 他 們 自 己 的 教 學 談 話 (Goodlad, 1983), 偶 而 教 師 會 問 學 生 一 些 問 題, 但 這 些 問 題 大 多 是 收 斂 式 的 (convergent) 和 只 需 要 學 生 一 個 字 或 非 常 短 的 回 應 在 科 學 教 室 內, 科 學 知 識 是 從 老 師 滿 載 知 識 的 頭 腦 容 器 內, 傾 倒 入 學 生 頭 腦 的 空 容 器 中 (Tobin, Briscoe, & Holman, 1990) 傳 統 的 教 學 實 務 中, 老 師 扮 演 控 制 者 的 角 色, 大 多 數 老 師 的 主 要 任 務 為 準 備 學 生 使 之 能 在 標 準 化 的 測 驗 卷 裡 表 現 良 好 另 一 方 面, 在 傳 統 科 學 教 室 內, 學 生 大 多 被 要 求 去 學 習 教 科 書 中 的 事 實 和 運 算 法 則, 並 記 憶 和 回 憶 它 們 在 日 常 生 活 的 實 際 情 境 中, 學 生 很 少 應 用 和 綜 合 被 教 的 科 學 概 念 根 據 Yager(1992) 的 研 究 報 導, 超 過 90% 的 高 中 畢 業 生 不 會 運 用 (use and act upon) 在 學 校 內 所 學 過 的 科 學 概 念 實 驗 室 的 活 動 是 科 學 的 精 華 所 在, 可 以 允 許 學 生 經 歷 多 重 感 官 的 經 驗 然 而 很 不 幸 的 是, 大 多 數 的 實 驗 室 活 動, 要 求 學 生 按 照 食 譜 式 的 步 驟 描 述, 一 步 一 步 地 完 成 實 驗 並 獲 得 事 先 預 設 的 結 果, 換 句 話 說, 驗 證 教 科 書 所 教 導 過 的 事 實 近 代 的 中 外 科 學 教 育 改 革 如 Project 2061(AAAS, 1989) Scope, Sequence, and Coordination(NSTA, 1992) National Science Education Standards(NRC, 1994) 和 我 國 九 年 一 貫 課 程 ( 教 育 部,2000) 都 特 別 強 調 科 學 知 識 的 結 構 以 及 科 學 探 究 (scientific inquiry) 的 教 學 ( 洪 振 方, 楊 芳 瑩,2001; 劉 宏 文,2001; 顏 瓊 芬, 黃 世 傑,1999;Rithchie & Rigano; Roth, 1995) 這 些 課 程 改 革 鼓 勵 教 師 以 探 究 與 解 決 問 題 的 方 式 進 行 科 學 教 學, 鼓 勵 學 生 主 動 參 與 科 學 的 學 習 與 探 究, 提 出 更 多 不 同 的 想 法, 也 鼓 勵 師 生 間 要 有 更 多 的 互 動 (Bybee & DeBoer, 1994; Millar & Lubben, 1996) 所 以 科 學 教 師 不 再 是 傳 授 固 定 一 成 不 變 之 知 識 的 權 威 者, 而 是 逐 漸 地 引 導 學 生 學 習 鼓 勵 學 生 回 答 和 發 問 問 題 和 分 享 他 們 的 好 奇 心 以 及 興 奮 情 緒 的 促 進 者 (Kober, 1993) 科 學 探 究 的 精 義 長 久 以 來 經 常 被 灌 輸 科 學 的 觀 念 所 取 代 事 實 上, 讓 學 生 學 會 探 究 知 識 應 與 教 給 學 生 科 學 知 識 同 等 重 要, 甚 至 更 重 要 科 學 教 學 一 方 面 應 重 視 知 識 傳 授, 科 學 教 師 更 應 鼓 勵 學 生 勇 於 思 考 發 問 假 設 找 到 方 法 實 驗 預 測 數 據 收 集 整 理 尋 求 解 釋 應 用, 而 不 僅 僅 是 要 求 學 生 記 誦 學 習 內 容, 熟 練 解 題 技 巧, 或 以 考 試 得 分 滿 分 為 目 標 科 學 教 學 的 重 要 功 能 之 一 應 在 於 : 提 供 合 適 的 機 會 讓 學 生 認 識 科 學 學 習 科 學, 進 而 應 用 科 學 知 識 於 日 常 生 活 之 中 ( 張 惠 博,1993) 另 一 方 面, 科 學 探 究 活 動 讓 學 生 有 機 會 由 實 際 學 習 與 生 活 過 程 中 發 現 問 題 收 集 資 料 澄 清 問 題 提 出 研 究 假 設 設 計 實 驗 ( 調 查 ) 進 行 實 驗 ( 收 集 資 料 ), 進 而 解 決 問 題, 獲 得 結 論 並 將 成 果 展 現 出 來, 這 樣 過 程 對 學 生 而 言 是 充 滿 教 育 的 意 義 與 價 值 ( 黃 鴻 博,2000) 1

自 從 一 九 六 二 年, 舒 華 布 (Schwab) 倡 導 以 科 學 探 究 的 方 式 進 行 科 學 教 學 以 來, 為 數 甚 多 的 科 學 課 程 教 學 研 究, 即 不 斷 的 進 行 與 發 表 由 於 探 究 式 教 學 主 要 是 用 來 回 答 有 趣 或 是 困 惑 的 問 題, 探 究 式 的 教 學 對 自 然 科 學 而 言 是 特 別 的 合 適 更 由 於 探 究 教 學 能 允 許 學 生 參 與 學 習 過 程, 它 也 很 能 夠 引 起 學 生 學 習 的 動 機 然 而, 雖 然 現 今 課 程 改 革 強 調 科 學 探 究 技 能 的 重 要 性, 但 是 大 部 分 現 在 正 在 實 施 的 課 程 卻 無 法 教 給 學 生 科 學 探 究 技 能 (Gabel,2003); 例 如 學 校 教 學 體 系 並 未 重 視 科 學 教 育 改 革 的 呼 聲, 仍 然 援 用 傳 統 講 述 法 的 教 學 策 略, 只 有 少 數 課 程 能 夠 鼓 勵 學 生 自 行 設 計 實 驗 的 探 究 學 習 (Crawford, Kelly & Brown, 2000; Doyle, 1985; Pizzini, Shepardson, & Abell, 1991; Tamir, 1989) 許 多 的 研 究 顯 示 科 學 教 室 中 科 學 探 究 的 發 展 與 應 用 仍 然 是 沒 有 落 實 的 (Germann,Aram,Bruke,1996) 一 篇 研 究 報 告 中 指 出, 在 美 國 的 高 級 中 學 生 物 科 教 學, 探 究 式 教 學 卻 未 能 普 遍 的 被 採 用, 許 多 主 要 原 因 之 中 的 一 個 原 因 就 是 : 教 師 認 為 探 究 式 教 學 缺 乏 足 夠 的 結 構, 而 且 對 大 多 數 的 學 生 而 言 是 過 於 困 難 的 所 謂 的 結 構 就 是 教 師 對 教 學 活 動 的 選 擇 組 織 準 備 安 排 帶 領 了 解 學 生 的 學 習 進 度 等 等 由 此 可 知, 欲 做 好 科 學 探 究 的 教 學 其 實 並 不 容 易 ( 張 惠 博,1993) 另 外, 國 內 外 許 多 學 者 紛 紛 表 達 評 量 是 教 育 改 革 的 指 標 與 先 鋒, 是 第 一 個 應 該 開 刀 的 目 標, 也 是 最 具 體 可 以 看 見 的 成 效 例 如 : 林 清 江 (1998,p. 234) 指 出 希 望 國 民 教 育 能 有 較 根 本 的 改 進, 要 從 三 個 環 節 去 進 行, 這 三 個 環 節 是 : 一 評 量 方 法 的 改 變, 也 就 是 考 試 制 度 的 改 變, 二 課 程 的 改 變, 三 教 學 方 法 的 改 變 從 這 裡 可 以 看 出 林 清 江 將 評 量 列 在 改 革 之 首 張 惠 博 和 黃 文 吟 (2000) 也 呼 籲 再 好 的 課 程 教 材 教 材 內 容, 倘 若 缺 乏 合 適 的 評 量 方 式 與 內 容, 即 無 法 引 導 學 生 學 到 他 們 所 應 該 知 道 的 近 年 來 台 灣 國 民 教 育 的 革 新, 多 元 化 評 量 受 到 許 多 的 重 視, 在 教 學 上 亦 對 實 務 工 作 者 開 始 產 生 影 響 然 而, 就 以 改 進 教 學 促 進 學 習 的 評 量 而 言, 老 師 們 的 心 智 習 慣 大 都 還 停 留 在 傳 統 的 紙 筆 測 驗 使 用 多 元 化 評 量 的 第 一 線 老 師, 又 有 些 是 一 窩 蜂 地 採 用 相 對 於 傳 統 紙 筆 測 驗 的 另 類 評 量, 其 作 為 只 是 在 於 跟 上 評 量 潮 流, 卻 沒 有 仔 細 思 考 為 什 麼 要 使 用 這 些 評 量 ( 江 文 慈,2000) 有 鑑 於 此, 本 研 究 計 畫 以 三 年 為 期 進 行 規 畫, 其 宗 旨 乃 在 發 展 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 領 域 國 小 學 童 科 學 探 究 多 元 化 評 量 工 具, 並 且 應 用 本 研 究 所 發 展 出 來 的 評 量 工 具 於 實 際 教 學 情 境 中, 透 過 多 元 的 資 料 蒐 集 方 式, 以 探 究 實 施 多 元 化 科 學 本 質 評 量 所 遭 遇 的 問 題 與 因 應 策 略 實 踐 的 歷 程 與 轉 變 及 實 施 後 對 教 師 與 學 生 的 影 響 根 據 這 些 資 料, 再 修 正 所 開 發 的 評 測 工 具 這 些 工 具 將 開 放 供 給 教 師 教 學 與 學 生 學 習 之 參 考, 以 提 昇 學 習 與 教 學 的 品 質 二 研 究 目 的 本 計 畫 以 三 年 為 期 進 行 規 劃, 第 一 年 以 設 計 科 學 探 究 多 元 評 量 工 具 為 主 軸, 第 二 年 利 用 科 學 探 究 評 量 工 具 的 實 施 改 進 教 師 科 學 探 究 的 教 學, 第 三 年 精 緻 化 科 學 探 究 多 元 評 量 工 具 和 推 廣 融 入 科 學 探 究 多 元 評 量 於 國 小 教 學 中 具 體 研 究 目 標 如 下 : 2

1. 設 計 與 開 發 國 小 中 高 年 級 學 生 科 學 探 究 的 多 元 化 評 量 工 具 2. 設 計 與 開 發 提 昇 國 小 學 生 對 科 學 探 究 的 能 力 之 多 元 化 評 量 教 學 教 材 3. 預 試 評 估 與 修 正 提 昇 國 小 學 生 對 科 學 探 究 的 能 力 之 多 元 化 評 量 教 學 教 材 4. 利 用 科 學 探 究 評 量 工 具 的 實 施 改 進 教 師 科 學 探 究 的 教 學 5. 探 究 實 施 多 元 化 科 學 探 究 評 量 所 遭 遇 的 問 題 與 因 應 策 略 6. 探 究 實 施 多 元 化 科 學 探 究 評 量 學 生 表 現 的 歷 程 7. 探 究 實 施 多 元 化 科 學 探 究 評 量 對 學 生 的 影 響 8. 效 化 國 小 中 高 年 級 學 生 科 學 探 究 之 多 元 化 評 測 工 具 9. 綜 合 分 析 及 詮 釋 各 種 多 元 資 料, 最 後 提 出 適 切 可 行 之 多 元 化 評 量 模 式 貳 文 獻 探 討 本 節 擬 就 科 學 探 究 的 相 關 概 念 科 學 探 究 能 力 與 活 動 的 特 徵 和 有 關 科 學 探 究 的 評 量 三 大 方 面 探 討 與 本 研 究 相 關 的 理 論 與 文 獻 : 一 科 學 探 究 的 相 關 概 念 ( 一 ) 探 究 (inquiry) 的 意 涵 英 文 inquiry 是 起 源 拉 丁 文 的 in 或 inward( 在. 之 中 ) 和 guaerere( 尋 找 ); 在 牛 津 英 語 辭 典 中 提 到 : 探 究 是 尋 求 知 識 或 訊 息 特 別 是 尋 求 真 理 的 活 動, 探 就 是 一 種 搜 尋 研 究 或 調 查 探 究 式 檢 驗 活 動 ; 是 提 出 問 題 與 產 生 疑 問 的 活 動 根 據 辭 海 的 解 釋 是 說 : 探 究 是 深 入 探 討 是 反 覆 研 究 另 外, 吳 兆 棠 (1966) 指 出 探 究 一 詞 相 當 於 英 文 的 Study 或 Research, 凡 是 對 於 某 項 事 實 或 者 問 題 加 以 調 查 (Investigation) 探 詢 (Inquiry) 討 論 (Discussion) 思 考 (Thinking), 以 及 分 析 或 綜 合 之 結 果, 對 學 術 上 能 有 所 助 益 的 均 算 在 內 然 而 Assessment of Performance Unit(APU) 於 1989 年 對 探 究 一 詞 所 下 的 定 義 為 進 行 無 法 立 即 找 到 答 案, 或 無 現 成 有 規 則 性 可 供 參 考 套 用 的 活 動 (task) ( 引 自 溫 存 儒,2001) 探 究 屬 於 思 考 方 式 的 一 種 (Welch,1981) 人 類 為 了 滿 足 天 生 的 好 奇 心, 不 斷 的 思 考, 透 過 各 種 方 法 獲 得 答 案, 解 決 問 題 ( 歐 陽 鍾 仁,1987) 因 此, 人 類 天 生 就 有 探 究 的 本 能 美 國 國 家 研 究 協 會 (NRC,2000) 曾 經 對 人 類 探 究 的 本 質 (the nature of humaninquiry) 這 樣 描 述 : 人 類 天 生 具 有 好 奇 心, 從 出 生 嬰 兒 開 始, 就 以 嘗 試 錯 誤 的 技 巧 (try-and-error techniques) 學 習 圍 繞 他 們 週 遭 的 世 界 不 論 小 孩 或 是 大 人, 當 面 對 未 知 的 情 況 時, 我 們 會 嘗 試 確 定 什 麼 正 在 發 生 和 預 測 將 會 發 生 什 麼 我 們 藉 由 觀 察 收 集 資 料 綜 合 資 訊 對 週 遭 世 界 反 應 不 但 發 展 和 使 用 工 具 觀 察 和 測 量, 並 且 分 析 資 訊 和 建 立 模 組 我 們 一 再 的 檢 查 認 為 會 發 生 的 事 並 且 和 已 知 的 結 果 做 比 較 我 們 基 於 所 學 到 做 的 來 改 變 我 們 的 想 法 3

這 樣 複 雜 的 思 考 能 力 幫 助 早 期 人 類 積 聚 食 物 和 逃 離 危 險, 構 成 高 度 發 展 的 能 力, 我 們 稱 之 為 探 究 (inquiry) 在 人 類 近 代 的 歷 史 中, 許 多 人 已 經 將 好 奇 心 指 向 於 除 了 生 存 外 的 議 題, 例 如 : 天 體 的 運 行 四 季 的 原 因 移 動 物 體 的 行 為 和 生 物 的 起 源 等 (p. 5) NRC 除 了 對 人 類 探 究 的 本 質 有 以 上 的 描 述 外, 亦 針 對 探 究 作 出 以 下 的 闡 述, 認 為 探 究 是 一 種 具 多 面 向 的 活 動, 其 中 包 含 有 進 行 觀 察 ; 界 定 問 題 ; 審 查 書 本 以 及 其 他 資 訊 的 來 源 ; 瞭 解 已 知 的 知 識 ; 計 畫 進 行 調 查 (investigation) 的 活 動 ; 重 複 查 看 從 實 驗 證 據 中 可 以 明 顯 知 道 的 ; 使 用 工 具 去 進 行 收 集 分 析 以 及 對 資 料 進 行 詮 釋 ; 提 出 結 果 探 究 需 要 對 假 設 加 以 確 認, 使 用 批 判 及 邏 輯 思 考, 以 及 思 考 另 類 的 解 釋 (NRC, 1996) 因 此, 探 究 是 人 類 一 種 思 考 的 方 式, 是 一 種 尋 找 資 料 的 過 程, 是 一 種 了 解 事 物 的 過 程, 是 一 種 尋 找 問 題 和 解 決 問 題 的 過 程 另 外, 國 內 多 位 學 者 亦 對 探 究 一 詞, 用 於 教 育 上 有 所 界 定 例 如, 探 究 即 是 學 生 自 行 主 動 研 討 問 題, 並 找 出 或 組 織 出 自 然 界 各 項 的 奧 秘, 並 獲 得 科 學 概 念 ( 李 明 堂 郭 明 堂,1995; 施 惠,1996) 學 生 可 以 經 由 探 究 的 過 程, 便 可 以 練 習 科 學 方 法 在 探 究 的 過 程 中 學 生 可 發 現 問 題, 同 時 也 可 以 訓 練 尋 找 解 決 問 題 的 方 法 ( 施 惠,1993; 熊 召 弟,1995) 歷 來, 一 般 科 學 教 育 研 究 者 皆 同 意, 探 究 的 主 要 意 義 在 於 尋 求 知 識, 其 重 點 是 讓 學 生 尋 找 知 識, 而 不 是 獲 取 知 識 ( 張 惠 博,1992) ( 二 ) 科 學 探 究 的 義 涵 一 般 的 探 究 就 是 喜 愛 追 根 究 底 好 奇 發 問 企 圖 自 己 找 到 答 案, 而 國 內 多 位 學 者 對 科 學 探 究 一 詞 亦 有 所 界 定 例 如, 科 學 探 究 是 進 行 有 系 統 的 探 究 ( 歐 陽 鍾 仁,1987), 是 一 種 有 系 統 的 思 考 過 程 ( 卓 播 禮,1984) 張 惠 博 (1993) 認 為 科 學 探 究 的 主 要 意 義 在 於 以 知 識 的 尋 求 來 取 代 知 識 的 獲 取 而 科 學 探 究 最 主 要 的 特 質 即 在 於 論 辯 過 程 的 邏 輯 性, 以 及 作 為 證 據 的 信 度 (reliability) 與 效 度 (validity) 的 檢 驗 ( 劉 宏 文,2001) 因 此 科 學 探 究, 應 該 是 指 利 用 嚴 謹 的 方 法, 探 索 某 項 事 實 或 原 理, 以 獲 得 可 靠 的 結 果 而 能 夠 對 於 學 術 上 有 實 質 的 貢 獻 而 言 ; 而 整 個 探 究 活 動 的 過 程 是 動 態, 而 且 是 可 以 隨 時 修 正 的 ( 引 自 溫 存 儒,2001) 國 外 學 者 Gagn e 認 為 科 學 的 探 究 是 藉 著 問 題 - 解 決 模 式, 面 對 新 的 現 象, 在 思 考 上 從 事 解 決 的 活 動 之 集 合 而 此 類 思 考 起 自 於 系 統 之 觀 察, 再 進 行 測 量 的 設 計, 明 確 的 區 別 現 象 觀 察 及 推 論, 以 提 出 一 般 化 的 解 釋 ( 該 解 釋 可 能 係 適 用 於 理 想 狀 況 ), 最 後 在 下 具 體 合 理 的 結 論 因 此, 按 Gagn e 論 點, 這 些 共 同 的 因 子 就 是 觀 察 測 量 推 論 等, 而 SAPA 課 程 稱 這 些 共 同 的 因 子 為 科 學 過 程 (scientific process)( 許 榮 富,1985) 然 而 Lederman(1998) 認 為 科 學 探 究 是 有 關 於 科 學 家 用 來 回 答 感 興 趣 的 問 題 的 有 系 統 的 方 法, 科 學 探 究 不 只 包 含 了 如 觀 察 推 論 分 類 預 測 測 量 提 問 解 釋 和 分 析 資 料 這 些 傳 統 的 科 學 過 程 技 能, 還 包 含 結 合 科 學 過 程 技 能 與 科 學 知 識 科 學 推 理 批 判 思 考 以 發 展 科 學 知 識 而 美 國 國 家 科 學 教 育 標 準 強 調 科 學 探 究 是 科 學 家 研 究 自 然 世 界, 並 以 工 作 中 所 獲 得 的 證 據 為 基 礎 提 出 解 釋 的 各 種 不 同 的 方 法 (NRC,p23) Lesgold et al.(1988) 則 認 為 科 學 探 究 就 如 同 閱 讀 寫 作 和 數 學 一 般, 其 本 身 專 業 知 能 的 成 分 也 包 括 : 基 本 技 能 (basic Skills) 概 念 性 理 解 (conceptual understanding) 以 及 策 略 4

(strategies) 舉 例 來 說, 一 位 放 射 線 學 家 所 具 備 的 基 本 技 能 便 包 括 要 能 判 讀 X 光 的 基 本 元 素, 並 且 能 做 口 述 報 告 (dictation)( 報 告 結 果 的 標 準 方 法 ); 在 概 念 性 理 解 方 面 則 包 括 要 對 正 常 人 體 解 剖 具 備 一 個 心 智 模 式 (mental model), 以 及 對 於 不 同 疾 病 手 術 操 作 和 外 傷 等 在 解 剖 學 組 織 上 所 具 影 響 之 理 解 ; 至 於 策 略 方 面 則 包 括 能 夠 在 診 斷 時 儘 可 能 嘗 試 去 蒐 集 最 多 的 資 料, 並 且 能 有 系 統 地 評 估 那 些 具 有 競 爭 性 的 假 設 (competing hypotheses)( 引 自 簡 聿 成,2000) ( 三 ) 綜 合 評 述 科 學 探 究 是 科 學 家 用 來 研 究 自 然 界 並 獲 取 知 識 的 一 種 有 系 統 的 方 法 它 包 括 科 學 家 如 何 形 成 科 學 知 識 的 過 程, 科 學 探 究 過 程 所 使 用 的 科 學 過 程 技 能, 以 及 人 類 在 科 學 探 究 過 程 中 解 決 問 題 及 邏 輯 思 考 而 科 學 探 究 的 方 法 並 非 單 一 的, 而 且 沒 有 固 定 的 程 序 和 步 驟 即 使 在 一 個 特 定 領 域 中, 科 學 探 究 可 能 包 含 多 種 不 同 的 探 究 類 型 從 新 科 學 哲 學 觀 所 帶 來 的 啟 示, 許 多 科 學 教 育 學 者 建 議 學 校 內 的 科 學 教 學 活 動, 應 能 真 實 的 反 應 從 事 科 學 探 究 的 精 神 然 而 許 多 的 研 究 顯 示 科 學 教 室 中 科 學 探 究 的 發 展 與 應 用 仍 然 是 沒 有 落 實 的 我 國 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 領 域 之 學 習 強 調 應 以 探 究 和 實 作 的 方 式 來 進 行, 強 調 手 腦 並 用 活 動 導 向 設 計 與 製 作 兼 顧 知 能 與 態 度 並 重 是 故, 科 學 教 師 應 以 探 究 與 解 決 問 題 的 方 式 進 行 科 學 教 學, 並 鼓 勵 學 生 主 動 參 與 科 學 的 學 習 與 探 究, 提 出 更 多 不 同 的 想 法 二 科 學 探 究 能 力 與 活 動 的 特 徵 ( 一 ) 科 學 探 究 的 能 力 美 國 國 家 科 學 教 育 標 準 (National Science Education Standards) 之 中, 有 關 科 學 探 究 能 力 的 內 容 標 準 (NRC, 2000, p. 19), 其 中 包 含 K-12 年 級 ( 三 個 階 段 ), 茲 分 述 如 下 : (A)k-4 年 級 1. 提 出 週 遭 環 境 中 有 關 物 體 生 物 及 事 件 的 問 題 2. 計 畫 和 進 行 一 個 簡 單 的 調 查 活 動 3. 使 用 簡 單 的 設 備 和 工 具 來 收 集 資 料 及 延 伸 感 官 的 範 圍 4. 使 用 資 料 來 建 構 一 個 合 理 的 解 釋 5. 傳 達 調 查 的 活 動 和 所 提 出 的 解 釋 (B)5-8 年 級 1. 界 定 可 以 透 過 科 學 調 查 活 動 來 回 答 的 問 題 2. 設 計 和 進 行 一 個 科 學 的 調 查 活 動 3. 使 用 適 當 的 工 具 和 技 術 去 收 集 分 析 以 及 解 釋 資 料 4. 使 用 證 據 發 展 出 對 科 學 的 描 述 解 釋 預 測 和 模 型 5. 會 以 批 判 性 和 邏 輯 性 的 思 考 來 建 立 所 得 的 證 據 和 所 提 出 的 解 釋 之 間 的 關 係 6. 會 辨 認 和 分 析 另 類 的 解 釋 和 預 測 5

7. 會 傳 達 科 學 的 步 驟 和 解 釋 8. 會 利 用 數 學 在 科 學 探 究 的 所 有 面 向 上 (C)9-12 年 級 1. 界 定 引 導 科 學 調 查 的 問 題 和 概 念 2. 設 計 和 進 行 科 學 的 調 查 活 動 3. 使 用 科 技 和 數 學 以 增 進 調 查 活 動 和 傳 達 訊 息 4. 會 使 用 邏 輯 和 證 據 來 制 定 和 修 正 科 學 的 解 釋 和 模 型 5. 會 辨 認 和 分 析 另 類 的 解 釋 和 模 型 6. 會 傳 達 和 答 辯 科 學 的 爭 辯 游 淑 媚 (2001) 進 行 真 實 的 科 學 探 究 所 需 要 的 能 力 包 括 : 1. 提 出 科 學 性 性 的 問 題 2. 設 計 及 進 行 科 學 的 探 討 3. 使 用 的 適 當 的 工 具 與 技 巧 去 收 集 分 析 解 釋 資 料 4. 根 據 獲 得 的 證 據 去 作 解 釋 預 測 或 做 成 結 論 5. 發 表 溝 通 研 究 的 發 現 與 成 果 ( 二 ) 科 學 探 究 活 動 的 特 徵 與 層 次 美 國 國 家 科 學 研 究 會 (NRC,2000) 也 進 一 步 根 據 以 上 的 科 學 探 究 能 力, 提 出 教 室 探 究 (classroom inquiry) 中 科 學 探 究 教 學 與 學 習 必 須 具 備 以 下 五 個 必 備 的 特 徵 (p. 24): 1. 學 習 者 提 出 科 學 導 向 的 問 題 2. 決 定 收 集 證 據 的 方 法 以 應 所 提 出 的 問 題 3. 學 習 者 從 證 據 中 形 成 解 釋 來 回 答 所 提 出 的 問 題 4. 學 習 者 根 據 其 他 的 解 釋, 尤 其 是 那 些 可 以 反 映 出 科 學 理 解 的 解 釋, 來 評 鑑 他 們 自 己 的 解 釋 5. 學 習 者 傳 達 並 辯 證 所 提 出 的 解 釋 NRC 認 為 一 個 完 全 的 (full) 探 究 活 動 需 呈 現 這 五 個 教 室 探 究 特 徵, 有 任 何 一 個 特 徵 未 被 實 施, 稱 之 為 部 份 的 (partial) 探 究 每 一 個 特 徵 依 學 生 自 主 和 老 師 引 導 的 程 度, 可 分 成 三 到 四 個 層 次 ( 見 表 1), 內 容 說 明 如 下 : 1. 學 習 者 提 出 科 學 導 向 的 問 題 : 科 學 導 向 的 問 題 焦 注 在 自 然 界 中 的 物 體 生 物 和 事 件 上 這 些 問 題 允 許 經 驗 性 的 調 查 活 動, 導 致 收 集 和 使 用 資 料 來 解 釋 科 學 的 現 象 科 學 家 認 為 科 學 問 題 有 二 個 基 本 類 型 (Malley,1992) 一 種 是 探 討 起 源 的 問 題, 包 括 許 多 為 什 麼 的 問 題, 例 如 : 為 什 麼 物 體 會 朝 地 上 掉 落? 為 什 麼 有 些 岩 石 含 有 結 晶? 另 一 種 是 屬 於 探 討 機 制 的 原 因 或 是 功 能 性 的 問 題, 包 括 大 部 分 如 何 的 問 題, 例 如 : 太 陽 如 何 幫 助 植 物 成 長? 結 晶 如 何 行 成 的? 老 師 引 導 學 生 界 定 問 題 的 時 候, 特 別 是 對 學 生 自 己 所 提 出 的 問 題, 扮 演 著 一 個 重 要 的 角 色 老 師 在 協 助 學 生 決 定 探 究 問 題 時, 必 須 考 6

慮 問 題 對 學 生 有 意 義 且 具 發 展 性, 學 生 能 夠 透 過 觀 察 和 科 學 知 識 來 回 答 問 題, 適 合 學 生 的 發 展 層 次 這 個 特 徵 依 學 習 者 自 主 的 程 度 由 多 到 寡 分 成 四 個 層 次 :(1) 由 學 習 者 自 己 提 出 欲 探 究 的 問 題,(2) 學 習 者 在 許 多 問 題 中 挑 選 問 題, 提 出 新 的 問 題 成 為 欲 探 究 的 問 題,(3) 學 習 者 能 修 正 或 是 澄 清 由 老 師 教 材 或 是 其 他 資 料 所 提 供 欲 探 究 的 問 題,(4) 學 習 者 由 老 師 教 材 或 是 其 他 來 源 提 供 欲 探 究 的 問 題 2. 學 習 者 決 定 收 集 證 據 的 方 法 以 應 所 提 出 的 問 題 : 科 學 和 其 他 認 知 方 式 之 區 別 在 於 科 學 以 經 驗 證 據 為 基 礎 解 釋 關 於 自 然 世 界 的 運 作 (NRC,1996) 科 學 家 以 證 據 為 首 要 考 量, 從 證 據 中 提 出 解 釋 回 答 問 題 由 於 證 據 容 易 被 質 疑 和 進 一 步 的 調 查, 所 以 科 學 家 藉 由 檢 測 儀 器, 重 複 的 觀 察, 或 是 和 相 同 現 象 有 關 的 不 同 資 料 來 確 保 證 據 的 正 確 性 在 教 室 的 探 究 中, 學 生 使 用 證 據 發 展 對 科 學 現 象 的 解 釋 他 們 細 心 的 觀 察 植 物 動 物 和 岩 石, 小 心 的 描 述 他 們 的 特 徵 並 仔 細 的 測 量 溫 度 距 離 和 時 間, 正 確 的 紀 錄 來 獲 得 證 據 學 生 也 可 以 從 老 師 教 材 內 容 網 站 或 其 他 地 方 來 激 起 (fuel) 他 們 的 探 究 這 個 特 徵 依 學 習 者 自 主 的 程 度 由 多 到 寡 分 成 四 個 層 次 :(1) 由 學 習 者 自 己 決 定 收 集 證 據 的 方 法 並 收 集,(2) 學 習 者 被 引 導 收 集 特 定 的 證 據,(3) 學 習 者 被 給 予 資 料 並 被 要 求 分 析 這 些 資 料,(4) 學 習 者 被 給 予 資 料 並 被 告 知 如 何 分 析 資 料 3. 學 習 者 從 證 據 中 形 成 解 釋 來 回 答 所 提 出 的 問 題 : 這 個 探 究 的 特 徵 強 調 從 證 據 到 解 釋 的 途 徑, 而 不 是 強 調 證 據 的 判 斷 的 標 準 和 證 據 的 特 性 科 學 性 的 解 釋 以 推 理 為 基 礎, 提 供 結 果 的 原 因 和 建 立 以 證 據 和 邏 輯 論 證 為 基 礎 的 關 係 科 學 性 的 解 釋 必 須 與 有 關 自 然 的 實 驗 和 觀 察 之 證 據 一 致, 必 須 遵 守 證 據 的 規 則 開 放 被 評 論, 並 且 需 要 運 用 各 種 與 科 學 有 關 聯 的 不 同 認 知 過 程, 例 如 分 類 分 析 推 論 和 預 測, 以 及 批 判 性 推 論 和 邏 輯 等 普 遍 的 過 程 解 釋 是 透 過 結 合 所 觀 察 到 的 內 容 和 已 知 的 知 識, 學 習 到 不 清 楚 的 內 容 的 方 法 所 以, 解 釋 超 越 了 現 今 的 知 識 而 提 出 某 些 新 的 理 解 對 於 科 學 而 言, 這 意 味 著 建 立 在 現 存 的 知 識 基 礎 上 對 於 學 生 而 言, 這 意 味 著 在 他 們 目 前 的 知 識 基 礎 上 建 立 新 的 觀 念 這 個 特 徵 依 學 習 者 由 多 到 寡 分 成 四 個 層 次 :(1) 學 習 者 在 歸 納 證 據 後 形 成 解 釋,(2) 學 習 者 被 引 導 從 證 據 中 形 成 自 主 的 程 度 解 釋,(3) 學 習 者 被 給 予 許 多 可 能 的 方 法 來 使 用 證 據 形 成 解 釋,(4) 學 習 者 被 提 供 證 據 4. 學 習 者 根 據 其 他 的 解 釋, 尤 其 是 那 些 可 以 反 映 出 科 學 理 解 的 解 釋, 來 評 鑑 他 們 自 己 的 解 釋 : 解 釋 被 評 鑑 淘 汰 和 修 正 是 區 別 科 學 探 究 和 其 他 形 式 的 探 究 與 其 後 的 解 釋 之 一 項 特 點 當 學 生 對 話 比 較 結 果, 或 是 檢 驗 自 己 的 和 由 老 師 或 教 材 所 提 出 的 結 果 時, 另 有 解 釋 可 以 被 重 新 檢 討 這 項 特 徵 最 基 本 的 構 成 要 素 是 讓 學 生 依 據 自 己 的 程 度, 將 自 己 的 結 果 和 科 學 知 識 做 一 連 結 換 句 話 說, 學 生 的 解 釋 最 終 必 需 與 現 今 所 承 認 的 科 學 知 識 一 致 這 個 特 徵 依 學 習 者 自 主 的 程 度 由 多 到 寡 分 成 三 個 層 次 :(1) 學 習 者 獨 立 檢 驗 其 他 資 源 並 且 與 自 己 的 解 釋 形 成 連 結,(2) 學 習 者 被 引 導 進 入 科 學 知 識 的 領 域 和 來 源,(3) 學 習 者 被 給 予 可 能 的 連 結 5. 學 習 者 傳 達 並 辯 證 所 提 出 的 解 釋 : 為 了 讓 科 學 探 究 的 結 果 可 以 被 複 製, 科 學 家 必 須 用 以 下 的 方 式 傳 達 他 們 的 解 釋 : 清 楚 的 連 結 (1) 所 提 問 的 問 題 (2) 步 驟 (3) 證 據 (4) 所 提 出 的 解 釋 和 (5) 重 新 檢 討 另 有 解 釋 等 的 每 一 個 環 節 以 上 的 方 式 可 以 提 供 進 一 步 懷 疑 性 的 重 新 檢 討 和 供 其 他 的 科 學 家 用 這 個 解 釋 從 事 於 新 問 題 的 探 究 使 學 生 分 享 他 們 的 解 釋 可 以 提 供 其 他 學 生 以 下 的 機 會 :(1) 提 問 問 題 (2) 檢 驗 證 據 (3) 指 出 錯 誤 的 推 7

理 (4) 指 出 超 越 證 據 的 敘 述 和 (5) 提 議 對 於 相 同 觀 察 的 另 有 解 釋 分 享 解 釋 可 以 產 生 更 多 的 問 題 或 加 強 學 生 在 證 據 現 存 的 科 學 知 識 和 他 們 所 提 出 的 解 釋 之 間 所 做 的 連 結 因 此, 學 生 能 解 決 矛 盾 並 強 化 自 己 以 經 驗 為 基 礎 的 論 證 這 個 特 徵 依 學 生 自 主 的 程 度 由 多 到 寡 分 成 四 個 層 次 :(1) 學 習 者 形 成 合 理 的 合 邏 輯 的 論 證 以 傳 達 解 釋,(2) 學 習 者 被 指 導 發 展 傳 達,(3) 學 習 者 被 提 供 概 括 的 指 導 方 針 以 形 成 傳 達,(4) 學 習 者 被 給 予 傳 達 的 步 驟 和 程 序 基 本 的 特 徵 1. 學 習 者 提 出 科 學 導 向 的 問 題 2. 學 習 者 決 定 收 集 證 據 的 方 法 以 應 所 提 出 的 問 題 3. 學 習 者 從 證 據 中 形 成 解 釋 來 回 答 所 提 出 的 問 題 4. 學 習 者 連 結 自 己 的 解 釋 到 科 學 的 知 識 5. 學 習 者 傳 達 並 辯 證 所 提 出 的 解 釋 表 1: 教 室 探 究 必 備 特 徵 與 它 們 的 差 異 差 異 學 習 者 提 出 問 題 學 習 者 在 許 多 問 學 習 者 修 改 題 中 挑 選 問 題, (sharpen) 或 澄 提 出 新 的 問 題 清 由 老 師 教 材 或 是 其 他 來 源 所 提 供 的 問 題 由 學 習 者 自 己 決 學 習 者 被 引 導 收 學 習 者 被 給 予 資 定 收 集 證 據 的 方 集 特 定 的 證 據 料 並 被 要 求 分 析 法 並 收 集 學 習 者 在 歸 納 證 學 習 者 被 引 導 從 學 習 者 被 給 予 許 據 後 形 成 解 釋 證 據 中 形 成 解 釋 多 可 能 的 方 法 來 使 用 證 據 形 成 解 釋 學 習 者 獨 立 檢 驗 學 習 者 被 引 導 進 學 習 者 被 給 予 可 其 他 資 源 並 且 與 入 科 學 知 識 的 領 能 的 連 結 自 己 的 解 釋 形 成 域 和 來 源 連 結 學 習 者 形 成 合 理 學 習 者 被 指 導 發 學 習 者 被 提 供 概 的 合 邏 輯 的 論 展 傳 達 括 的 指 導 方 針 以 證 以 傳 達 解 釋 形 成 傳 達 學 習 者 從 事 由 老 師 教 材 或 是 其 他 資 料 所 提 供 的 問 題 學 習 者 被 給 予 資 料 並 被 告 訴 如 何 分 析 學 習 者 被 提 供 證 據 學 習 者 被 給 予 傳 達 的 步 驟 和 程 序 多 學 習 者 自 我 引 導 的 量 少 少 來 自 教 師 或 是 教 材 引 導 的 量 多 ( 資 料 來 自 Inquiry and the National Science Education Standards, NRC, 2000) 8

美 國 國 家 科 學 教 育 標 準 提 出 提 昇 科 學 探 究 所 強 調 的 重 點 與 以 往 有 所 不 同 (National Research Council, 1996), 如 下 表 2 所 示 : 表 2: 提 昇 科 學 探 究 所 強 調 的 重 點 (National Research Council, 1996) 較 少 強 調 較 多 強 調 1. 科 學 探 究 活 動 挶 限 在 一 節 課 1. 科 學 探 究 活 動 超 過 一 節 課 2. 得 到 答 案 2. 使 用 證 據 與 策 略 來 發 展 或 修 改 解 釋 3. 進 行 較 少 的 探 究 以 便 留 下 時 間 來 完 成 大 3. 進 行 多 的 探 究 以 伋 展 探 究 的 價 值 與 科 量 的 內 容 的 學 習 學 內 容 知 識 4. 學 生 的 想 法 僅 與 老 師 在 私 底 下 溝 通 4. 學 生 的 想 法 與 學 生 的 作 品 有 公 開 的 溝 通 5. 僅 對 科 學 內 容 的 問 題 提 供 答 案 5. 溝 通 科 學 的 解 釋 美 國 Oregon Department of Education 研 發 一 份 科 學 探 究 活 動 評 量 的 判 準, 其 科 學 探 究 活 動 包 含 了 下 列 的 四 個 特 徵 : 1. 形 成 問 題 或 假 設 (Forming a Question or Hypothesis) 2. 設 計 一 個 探 究 活 動 (Designing an Investigation) 3. 收 集 與 呈 現 資 料 (Collecting and Presenting Data) 4. 分 析 與 詮 釋 結 果 (Analyzing and Interpreting Results) Schwab(1964) 將 科 學 實 驗 活 動 層 次 區 分 為 四 個 等 級,Schwab 認 為 第 0 級 的 科 學 實 驗 活 動 層 次 為 問 題 方 法 與 答 案 均 提 供 學 生 ; 第 一 級 科 學 實 驗 活 動 層 次 為 問 與 方 法 提 供 學 生, 但 是 學 生 得 自 行 找 出 答 案 ; 第 二 級 的 科 學 實 驗 活 動 層 次 只 提 供 問 題, 學 生 必 須 靠 自 己 去 設 計 研 究 步 驟 與 尋 求 解 案, 而 第 三 級 則 是 將 研 究 問 題 解 決 問 題 的 方 法 及 答 案 比 皆 不 告 知, 學 生 僅 被 安 排 在 一 個 合 適 的 探 究 環 境 中, 此 時 學 生 是 在 沒 有 任 何 提 示 步 驟 的 情 形 下, 自 行 決 定 所 要 探 求 的 觀 念 概 念 或 理 論 ( 引 自 段 曉 林 李 成 康 黃 啟 淵 木 1992; 張 惠 博,1993) Schwab 所 提 出 之 科 學 實 驗 活 動 的 層 次 區 分, 如 下 表 所 示 : 表 3:Schwab(1964) 之 科 學 實 驗 活 動 的 層 次 區 分 層 次 內 容 問 題 方 法 答 案 第 0 級 第 一 級 第 二 級 第 三 級 提 供 提 供 提 供 開 放 提 供 提 供 開 放 開 放 提 供 開 放 開 放 開 放 ( 引 自 段 曉 林 李 成 康 黃 啟 淵,1992) 溫 存 儒 (2002) 認 為 探 用 Schwab(1964) 之 科 學 實 驗 活 動 的 層 次 的 第 三 級, 學 生 必 須 在 研 究 問 題 方 法 步 驟 與 答 案 均 開 放 的 情 形 下, 自 行 尋 找 欲 探 討 之 題 材 撰 寫 研 究 設 計 動 手 實 驗 操 作, 然 後 進 行 數 據 整 理 討 論 與 下 結 論, 相 較 於 其 他 種 類 的 實 驗, 這 種 科 學 探 究 的 方 式, 允 許 學 生 可 以 擁 有 比 較 大 的 自 由 度 去 開 拓 與 測 試 他 們 的 觀 念, 也 可 以 自 行 決 定 他 們 必 須 9

考 慮 到 的 項 目 或 細 節, 以 及 自 己 去 思 考 與 設 計 如 何 解 決 這 些 問 題 Roth(1995) 提 出 科 學 家 在 進 行 科 學 探 究 歷 程 的 五 個 特 質 : 1. 問 題 探 究 的 情 境 中, 問 題 本 身 往 往 是 定 義 不 明 確 的 2. 探 究 歷 程 經 驗 是 模 糊 不 確 定 的 : 且 科 學 知 識 是 由 社 會 化 磋 商 形 成 的 3. 由 既 有 的 有 知 識 狀 態 朝 向 可 預 測 的 解 題 歷 程 4. 探 究 歷 程 不 是 孤 軍 奮 鬥, 而 是 同 一 個 團 體 共 用 知 識 實 務 資 源 和 對 話 5. 在 這 個 團 體 裡, 每 個 成 員 都 可 能 是 某 知 識 的 專 題 這 種 探 究 歷 程 的 環 境 本 質 是 : 1. 在 情 境 脈 絡 中 學 習 ; 2. 情 境 脈 絡 中 的 問 題 是 模 糊 不 確 定 結 構 組 織 薄 弱 的 ; 3. 從 事 可 被 預 測 的 並 能 引 玫 某 地 步 狀 態 的 歷 程 ; 4. 享 有 科 學 社 群 在 知 識 實 驗 資 源 辯 論 和 對 話 等 的 經 驗 Roth(1995) 經 由 科 學 家 在 進 行 科 學 探 究 歷 程 的 五 個 特 質, 提 出 學 生 宜 有 的 科 學 探 究 學 習 歷 程 包 括 : 1. 確 定 問 題, 思 索 可 能 的 答 案, 並 嘗 試 驗 證 其 可 能 性 2. 設 計 科 學 探 究 的 過 程 和 獲 得 數 據 3. 根 據 前 有 的 問 題 和 決 策, 再 形 成 新 的 問 題 4. 根 據 先 備 知 識, 進 行 問 題 的 發 展 5. 將 活 動 經 驗 與 科 學 概 念 原 理 聯 結 6. 分 享 及 討 論 研 究 的 過 程 決 策 和 作 品 Krajcik, Blumenfeld, Marx, & Soloway (2000) 認 為 真 實 的 科 學 探 究 包 括 下 列 6 項,6 項 之 間 並 非 線 性 關 係, 而 是 彼 此 互 為 網 狀 關 係 : 1. 提 出 問 題 與 精 緻 化 問 題 2. 尋 找 背 景 資 訊 3. 計 劃 與 設 計 探 究 活 動 4. 進 行 科 學 探 究 5. 收 集 與 分 析 數 據 與 資 料 進 行 詮 釋 形 成 結 論 6. 溝 通 分 享 報 告 研 究 發 現 ( 引 自 游 淑 媚,2001,p. 1082) ( 三 ) 綜 合 評 述 我 國 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 領 與 並 沒 有 明 確 的 提 出 科 學 探 究 教 學 與 學 習 的 特 徵, 而 其 有 關 科 學 探 究 是 分 散 列 於 各 個 能 力 指 標 要 項 中 對 照 NRC(2000) 所 提 出 的 教 室 探 究 中 科 學 探 究 教 學 與 學 習 特 徵, 研 究 者 列 出 有 關 九 年 一 貫 科 學 探 究 的 能 力 指 標 如 下 : 10

(A) 學 習 者 提 出 科 學 導 向 的 問 題 1. 6-2-2-1 能 由 這 是 什 麼? 怎 麼 會 這 樣? 等 角 度 詢 問, 提 出 可 探 討 的 問 題 2. 2-3-1-1 提 出 問 題 3. 2-4-1-2 由 情 境 中, 引 導 學 生 發 現 問 題 提 出 解 決 問 題 的 策 略 (B) 學 習 者 決 定 收 集 證 據 的 方 法 以 應 所 提 出 的 問 題 1. 1-2-4-1 由 實 驗 的 資 料 中 整 理 出 規 則, 提 出 結 果 2. 2-2-1-1 對 自 然 現 象 做 有 目 的 的 偵 測 運 用 現 成 的 工 具 如 溫 度 計 放 大 鏡 鏡 子 來 幫 助 觀 察, 進 行 引 發 變 因 改 變 的 探 究 活 動, 並 學 習 安 排 觀 測 的 工 作 流 程 3. 1-2-5-3 能 由 電 話 報 紙 圖 書 網 路 與 媒 體 獲 得 資 訊 4. 2-3-1-1 研 商 處 理 問 題 的 策 略 學 習 操 控 變 因 觀 察 事 象 的 變 化 並 推 測 可 能 的 因 果 關 係 學 習 資 料 整 理 設 計 表 格 圖 表 來 表 示 資 料. 5. 1-4-3-1 統 計 分 析 資 料, 獲 得 有 意 義 的 資 訊 6. 1-4-3-2 依 資 料 推 測 其 屬 性 及 因 果 關 係 7. 2-4-1-2 由 情 境 中 提 出 解 決 問 題 的 策 略 規 劃 及 設 計 解 決 問 題 的 流 程, 經 由 觀 察 實 驗, 或 種 植 搜 尋 等 科 學 探 討 的 過 程 獲 得 資 料, 做 變 量 和 應 變 量 之 間 關 係 的 研 判 (C) 學 習 者 從 證 據 中 形 成 解 釋 來 回 答 所 提 出 的 問 題 1. 1-2-4-1 由 實 驗 的 資 料 中 整 理 出 規 則, 提 出 結 果 2. 1-2-4-1 運 用 實 驗 結 果 去 解 釋 發 生 的 現 象 或 推 測 可 能 發 生 的 事 3. 1-3-4-1 能 由 一 些 不 同 來 源 的 資 料, 整 理 出 一 個 整 體 性 的 看 法 4. 1-3-4-2 辨 識 出 資 料 的 特 徵 及 通 則 性 並 做 詮 釋 5. 2-3-1-1 學 習 由 變 量 和 應 變 量 之 間 相 應 的 情 形, 提 出 假 設 或 做 出 合 理 的 解 釋 6. 2-4-1-2 由 情 境 中 做 變 量 和 應 變 量 之 間 關 係 的 研 判, 並 對 自 己 的 研 究 成 果, 做 科 學 性 的 描 述 7. 6-4-1-1 檢 核 論 據 的 可 信 度 因 果 的 關 聯 性 理 論 間 的 邏 輯 一 致 性 或 推 論 過 程 的 嚴 密 性, 並 提 出 質 疑 (D) 學 習 者 傳 達 並 辯 證 所 提 出 的 解 釋 1. 1-2-5-1 能 運 用 表 格 圖 表 ( 如 解 讀 資 料 及 登 錄 資 料 ) 2. 1-2-5-2 能 傾 聽 別 人 的 報 告, 並 能 清 楚 的 表 達 自 己 的 意 思 3. 1-3-5-3 清 楚 的 傳 述 科 學 探 究 的 過 程 和 結 果 4. 1-4-5-1 能 選 用 適 當 的 方 式 登 錄 及 表 達 資 料 5. 1-4-5-3 將 研 究 的 內 容 做 有 條 理 的 科 學 性 的 陳 述 6. 1-4-5-4 正 確 運 用 科 學 名 詞 符 號 及 常 用 的 表 達 方 式 7. 1-4-5-5 傾 聽 別 人 的 報 告, 並 能 提 出 意 見 或 建 議 對 照 NRC(2000) 所 提 出 的 教 室 探 究 中 科 學 探 究 教 學 與 學 習 特 徵, 我 國 的 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 領 域, 不 論 是 哪 一 個 學 習 階 段 都 缺 乏 有 關 NRC 所 提 出 完 整 探 究 中 所 必 備 之 學 習 者 連 結 自 己 的 解 釋 到 科 學 的 知 識 的 能 力 指 標 也 就 是 當 學 生 經 過 科 學 探 究 形 成 解 11

釋 時, 該 如 何 與 科 學 知 識 做 一 連 結, 並 沒 有 列 在 能 力 指 標 中 三 有 關 科 學 探 究 的 評 量 ( 一 ) 過 程 技 能 的 評 量 以 往 有 關 科 學 探 究 的 評 量 大 多 為 發 展 統 整 過 程 技 能 的 量 表, 例 如 Dillashaw & 0key(1980) 設 計 了 The Test of Integrated Process Skills, 共 三 十 六 題, 皆 為 四 選 一 選 擇 題 ; 或 者 是 利 用 量 表 來 評 鑑 學 生 的 統 整 科 學 過 程 技 能, 例 如 Matheis(1992) 曾 利 用 測 驗 卷 測 量 日 本 和 美 國 北 卡 羅 來 納 州 (North Carolina) 中 學 生 的 邏 輯 思 考 能 力 及 統 整 過 程 技 能 然 而 利 用 紙 筆 測 驗 的 量 表 來 評 鑑 學 生 的 科 學 過 程 技 能, 並 不 能 和 利 用 真 實 科 學 活 動 來 考 驗 學 生 統 整 能 力 的 情 況 相 提 並 論, 因 此 也 有 些 研 究 進 一 步 採 用 實 作 測 試 來 真 實 地 測 驗 學 生 的 統 整 能 力, 例 如 國 內 學 者 楊 文 金 (1987) 曾 以 形 成 假 說 設 計 實 驗 資 料 處 理 及 下 結 論 等 四 項 統 整 過 程 技 能 為 目 標, 進 行 實 作 評 量 根 據 實 作 格 式 測 驗 之 研 究 發 現, 國 民 中 學 各 年 級 之 統 整 過 程 技 能 表 現, 與 我 國 國 小 高 年 級 及 國 中 各 年 級 自 然 科 學 實 驗 教 材 結 構 有 一 致 性 的 表 現 ( 二 ) 科 學 探 究 計 分 規 準 以 下 研 究 者 舉 出 一 份 由 Oregon Department of Education (2002-2003) 所 研 發 而 來 的 五 年 級 科 學 探 究 活 動 的 計 分 規 準 首 先 是 針 對 評 分 規 準 表 格 中 所 提 到 的 項 目 做 簡 單 的 介 紹, 之 後 將 進 一 步 介 紹 老 師 的 計 分 規 準 (A) 科 學 探 究 活 動 的 得 分 指 標 科 學 探 究 活 動 的 得 分 指 標 包 含 了 下 列 的 四 個 向 度 : 1. F 架 構 一 個 探 究 活 動 (Framing the Inverstigation) 2. D 設 計 一 個 探 究 活 動 (Designing an Investigation) 3. C 收 集 與 呈 現 資 料 (Collecting and Presenting Data) 4. A 分 析 與 詮 釋 結 果 (Analyzing and Interpreting Results) (B) 分 數 的 計 分 (Score points) 表 4: 科 學 探 究 活 動 分 數 的 計 分 Score of 6 Extraordinary achievement 非 凡 的 成 就 Score of 5 Thoroughly developed 徹 底 地 發 展 的 Score of 4 Work is complete and effective 完 全 的 和 有 效 的 Score of 3 Work is partially effective or complete 部 份 有 效 的 或 完 整 的 Score of 2 Work is underdeveloped 發 展 不 完 全 Score of 1 Work is ineffective or minimal 12

( 三 ) 科 學 探 究 活 動 的 計 分 規 準 得 分 6 5 4 3 表 5: 科 學 探 究 活 動 ( 五 年 級 ) 中 架 構 探 究 活 動 與 設 計 探 究 活 動 之 計 分 規 準 架 構 探 究 活 動 (F) 設 計 探 究 活 動 (D) 使 用 觀 察 / 概 念 來 有 系 統 地 陳 述 描 述 科 學 探 究 的 設 計 以 提 供 提 出 / 解 釋 以 及 表 達 科 學 的 問 題 / 假 設 以 架 問 題 / 假 設 的 資 料 構 探 究 活 動 a) 解 釋 奠 基 在 與 探 究 有 關 的 背 景 的 問 題 和 / 或 假 設 的 由 來 連 結 的 合 邏 輯 的 程 序 ( 教 師 在 安 全 與 道 b) 表 達 一 個 能 強 烈 支 持 思 考 的 清 a) 記 錄 與 學 生 的 科 學 知 識 有 一 個 明 顯 的 楚 的 問 題 和 / 或 假 設 b) 傳 達 一 個 組 織 過 的 設 計 與 詳 細 的 程 13 德 方 面 的 指 導 是 可 以 被 接 受 的 ) c) 透 過 使 用 資 料 以 及 為 一 個 科 學 探 究 提 供 焦 點, 來 有 系 統 地 陳 述 或 再 次 架 構 一 個 能 被 回 答 或 檢 驗 的 問 題 和 / 或 假 設 序 c) 呈 現 一 個 合 於 回 答 問 題 或 檢 驗 假 設, 並 帶 有 一 些 重 要 變 數 的 認 知 的 證 據 的 實 用 的 設 計 d) 將 背 景 與 問 題 和 / 或 假 設 連 結 在 d) 記 錄 與 學 生 的 科 學 知 識 有 一 個 暗 示 的 一 起 連 結 的 合 邏 輯 的 程 序 ( 教 師 在 安 全 與 道 e) 表 達 一 個 能 詳 細 支 持 思 考 的 清 德 方 面 的 指 導 是 可 以 被 接 受 的 ) 楚 的 問 題 和 / 或 假 設 e) 傳 達 一 個 包 含 一 些 詳 細 的 程 序 的 非 專 f) 透 過 使 用 在 一 個 科 學 探 究 中 收 業 性 的 計 劃 集 而 來 的 資 料, 來 有 系 統 地 陳 f) 對 於 一 個 提 出 問 題 或 假 設 的 探 究 呈 現 述 或 再 次 架 構 一 個 能 被 回 答 或 一 個 實 用 的 設 計, 並 且 能 試 著 去 提 供 檢 驗 的 問 題 和 / 或 假 設 一 個 公 平 的 檢 驗 g) 提 供 一 些 與 探 究 相 干 的 證 據 或 g) 記 錄 帶 有 極 小 的 瑕 疵 的 合 邏 輯 的 程 序 背 景 ( 先 備 知 識 預 備 觀 察 或 個 ( 教 師 在 安 全 與 道 德 方 面 的 指 導 是 可 以 人 的 興 趣 與 經 驗 ) 被 接 受 的 ) h) 表 達 一 個 能 稍 許 支 持 思 考 的 問 題 和 / 或 假 設 但 普 遍 欠 缺 詳 細 i) 在 一 個 簡 單 的 科 學 探 究 中, 透 h) 傳 達 一 個 計 劃 以 及 一 些 程 序 的 總 結, i) 對 於 一 個 本 質 上 提 出 問 題 或 假 設 的 探 過 使 用 資 料, 來 有 系 統 地 陳 述 究 呈 現 一 個 實 用 的 設 計 或 再 次 架 構 一 個 能 被 探 索 的 問 題 和 / 或 假 設 j) 提 供 不 恰 當 的, 不 然 就 是 有 所 疏 漏 的 背 景 資 料 在 安 全 與 道 德 方 面 的 指 導 是 可 以 被 接 k) 表 達 一 個 不 被 驗 證 的 問 題 和 / 或 j) 記 錄 帶 有 瑕 疵 的 非 專 業 性 的 程 序 ( 教 師 受 的 ) 假 設 k) 傳 達 一 個 附 有 很 少 的 程 序 的 一 個 計 劃 l) 有 系 統 地 陳 述 或 再 次 架 構 一 個 的 不 完 整 的 總 結 對 於 資 料 的 收 集 提 供 有 限 的 機 會 的 問 題 和 / 或 假 設 l) 呈 現 一 個 與 極 少 提 出 問 題 或 假 設 的 題 目 相 干 的 實 用 的 計 劃 得 分 6 5 4 3

m) 不 能 被 加 以 應 用 m) 記 錄 帶 有 明 顯 瑕 疵 的 程 序 ( 假 如 教 師 在 n) 表 達 一 個 無 法 理 解 的 問 題 和 / 或 安 全 與 道 德 有 提 供 指 導 的 話, 可 能 沒 假 設 有 包 含 在 內 ) 2 o) 有 系 統 地 陳 述 或 再 次 架 構 一 個 無 法 透 過 一 個 簡 單 的 科 學 探 究 n) 傳 達 一 個 難 以 依 循 的 一 個 計 劃 的 不 完 整 的 總 結 2 來 探 索 的 問 題 和 / 或 假 設 o) 呈 現 一 個 與 題 目 有 點 兒 相 干 的 計 劃, 而 這 個 題 目 可 能 沒 有 提 出 問 題 或 假 設 p) 不 能 被 加 以 應 用 p) 記 錄 完 全 不 適 當 的 程 序 1 q) 一 個 問 題 或 假 設 的 其 中 之 一 沒 有 表 達 探 究 的 目 的 q) 傳 達 一 個 無 法 被 依 循 的 計 劃 或 程 序 r) 呈 現 一 個 不 切 實 際 的 或 與 題 目 無 關 的 1 r) 不 能 被 加 以 應 用 ( 參 見 q) 計 劃 表 6: 科 學 探 究 活 動 ( 五 年 級 ) 中 收 集 與 呈 現 資 料 及 分 析 與 詮 釋 結 果 之 計 分 規 準 得 收 集 與 呈 現 資 料 (C) 分 析 與 詮 釋 結 果 (A) 得 分 執 行 程 序 以 收 集 組 織 與 呈 現 資 料 分 析 結 果 以 發 展 出 結 論 分 6 a) 記 錄 與 複 雜 的 程 序 一 致 的 精 確 的 資 料 和 / 或 觀 察 b) 為 觀 察 和 / 或 測 量 設 計 一 個 有 效 的 組 織 過 的 以 及 使 用 適 當 單 位 a) 報 告 結 果 與 鑑 認 簡 單 的 關 係 ( 如 : 將 一 個 變 數 連 結 到 其 他 的 變 數 ) b) 明 確 的 使 用 結 果 來 提 出 問 題 或 假 設 以 及 說 明 簡 單 的 關 係 6 的 資 料 表 c) 將 資 料 轉 換 成 一 種 最 適 於 澄 清 結 果 的 學 生 選 擇 的 形 式 c) 不 能 被 加 以 應 用 的 5 d) 記 錄 與 計 畫 的 程 序 完 全 一 致 的 精 確 的 資 料 和 / 或 觀 察 e) 為 觀 察 和 / 或 測 量 設 計 一 個 組 織 過 的 以 及 使 用 適 當 單 位 的 資 料 d) 精 確 地 記 錄 結 果 與 鑑 認 明 顯 的 模 式 ( 如 : 對 於 一 個 變 數 注 意 其 模 式 的 改 變 ) e) 明 確 的 使 用 結 果 來 提 出 問 題 或 假 設 5 表 f) 不 能 被 加 以 應 用 的 f) 將 資 料 轉 換 成 一 種 完 整 的 以 及 有 用 的 學 生 選 擇 的 形 式 g) 記 錄 大 體 而 言 與 計 畫 的 程 序 一 致 的 合 理 的 以 及 充 分 的 資 料 和 / 或 觀 察 g) 精 確 地 總 結 結 果 h) 對 於 來 自 於 一 些 結 果 的 證 實 的 問 題 或 假 設 有 反 應 4 h) 設 計 一 個 有 益 於 記 錄 測 量 或 觀 i) 不 能 被 加 以 應 用 的 察 的 資 料 表 ( 或 其 他 形 式 ) 4 i) 轉 換 教 師 支 持 以 及 帶 有 極 小 的 錯 誤 的 資 料 ( 如 : 圖 表 平 均 數 百 分 率 示 圖 表 格 ) 3 j) 記 錄 與 計 畫 的 程 序 一 致 的, 但 帶 j) 不 完 整 地 或 使 用 一 種 使 人 誤 解 的 方 式 3 14

2 1 有 一 些 明 顯 錯 誤 的 合 理 的 資 料 和 / 或 觀 察 k) 設 計 一 個 用 來 記 錄 觀 察 的 測 量 的 不 適 當 的 資 料 表 ( 或 其 他 形 式 ) l) 沒 有 將 資 料 轉 換 成 一 種 教 師 建 議 的 形 式 m) 記 錄 與 計 畫 的 程 序 不 一 致 的 不 充 分 的 資 料 和 / 或 觀 察 n) 使 用 帶 有 極 少 錯 誤 的 教 師 提 供 的 資 料 表 o) 不 能 被 加 以 應 用 的 p) 記 錄 與 計 畫 的 程 序 無 關 的 資 料 和 / 或 觀 察 q) 沒 有 正 確 地 使 用 教 師 提 供 的 資 料 表 r) 不 能 被 加 以 應 用 的 來 總 結 結 果 k) 對 於 欠 缺 來 自 於 結 果 的 證 實 的 問 題 或 假 設 有 反 應 l) 不 能 被 加 以 應 用 的 m) 不 準 確 地 總 結 結 果 n) 對 於 問 題 或 假 設 提 供 一 個 與 探 究 不 相 干 的 回 應 2 o) 不 能 被 加 以 應 用 的 p) 在 總 結 中 省 略 結 果 q) 對 於 問 題 或 假 設 沒 有 回 應 r) 不 能 被 加 以 應 用 的 1 ( 四 ) 綜 合 評 述 以 上 有 關 科 學 探 究 的 評 量 之 文 獻, 研 究 者 用 來 作 為 本 研 究 計 畫 開 發 評 測 工 具 的 參 考 : (A) 學 生 科 學 探 究 能 力 實 作 評 量 : 本 研 究 發 展 實 作 評 量, 以 評 量 分 析 學 童 是 否 達 到 與 科 學 探 究 有 關 之 能 力 指 標 的 要 求 (B) 整 體 性 學 生 科 學 探 究 能 力 記 分 規 準 (scoring rubrics): 參 照 國 內 外 相 關 文 獻 與 九 年 一 貫 科 學 探 究 有 關 之 能 力 指 標 的 項 目, 訂 定 國 小 中 高 年 級 學 生 科 學 探 究 能 力 的 面 向, 並 且 開 發 整 體 性 學 生 科 學 探 究 能 力 記 分 規 準 (C) 嵌 入 在 教 學 活 動 中 的 多 元 化 評 量 : 本 研 究 亦 結 合 從 課 堂 中 的 活 動 來 設 計 合 宜 的 嵌 入 式 評 量 (embedded assessment), 以 符 合 評 量 落 實 在 實 際 的 教 學 中 之 理 念 一 研 究 方 法 參 研 究 方 法 及 進 行 步 驟 本 研 究 計 畫 以 三 年 為 期 進 行 規 畫, 其 宗 旨 乃 在 發 展 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 領 域 國 小 學 生 科 學 探 究 多 元 化 評 量 工 具, 並 且 應 用 本 研 究 所 發 展 出 來 的 評 量 工 具 於 實 際 教 學 情 境 中, 以 探 索 本 研 究 所 開 發 的 多 元 化 科 學 探 究 評 量 工 具 的 品 質 及 有 用 性 本 研 究 以 行 動 研 究 法 (Action Research) 的 研 究 理 念 及 做 法, 邀 請 五 位 國 小 自 然 與 生 活 科 技 領 域 教 師 參 與 研 究, 以 國 小 中 高 年 級 學 生 為 研 究 對 象, 藉 由 與 科 學 探 究 有 關 之 能 15

力 指 標 分 析 教 材 分 析 學 生 經 驗 分 析 ( 前 置 概 念 科 學 探 究 的 能 力 對 科 學 探 究 的 理 解 ) 文 獻 探 討 等, 開 發 設 計 科 學 探 究 多 元 化 評 量 工 具 及 融 入 科 學 探 究 多 元 化 評 量 之 學 校 本 位 課 程 教 學 活 動 及 多 元 化 教 材, 希 望 培 養 小 學 中 高 年 級 學 生 科 學 探 究 的 能 力 第 二 三 年 將 所 發 展 的 科 學 探 究 多 元 化 評 量 工 具 和 融 入 科 學 探 究 多 元 化 評 測 工 具 教 學 教 材 應 用 於 實 際 教 學 情 境 中, 希 望 利 用 多 元 評 量 工 具 的 實 施 改 進 教 師 科 學 探 究 的 教 學, 並 透 過 多 元 的 資 料 蒐 集 方 式, 以 探 究 研 究 教 師 實 施 多 元 化 科 學 探 究 評 量 所 遭 遇 的 問 題 與 因 應 策 略 實 踐 的 歷 程 與 轉 變 及 實 施 後 的 影 響 根 據 這 些 資 料, 研 究 群 再 修 正 所 開 發 的 評 測 工 具 本 計 畫 採 取 行 動 研 究 的 策 略, 是 企 圖 協 調 結 合 研 究 者 的 理 論 與 研 究 教 師 的 經 驗, 在 兩 方 互 相 配 合 下, 分 析 學 童 自 然 科 學 習 的 問 題 與 經 驗, 藉 以 開 發 測 量 學 生 科 學 探 究 的 能 力 及 開 發 融 入 科 學 探 究 多 元 化 評 量 的 學 校 本 位 課 程 教 學 活 動 及 多 元 化 教 材 在 計 畫 執 行 的 過 程 中, 主 持 人 與 參 加 的 五 位 研 究 教 師, 共 同 開 發 科 學 探 究 的 多 元 化 評 測 工 具 共 同 精 鍊 探 究 提 升 學 生 的 科 學 探 究 能 力, 並 共 同 研 發 試 驗 修 訂 適 切 之 融 入 多 元 化 評 量 工 具 之 教 學 活 動 多 元 化 教 材 主 持 人 與 研 究 教 師 群, 亦 不 斷 的 反 覆 討 論 反 思 與 反 省 各 現 象, 直 至 建 構 出 最 適 宜 的 多 元 化 評 量 工 具 因 而 本 研 究 計 劃 所 研 發 的 科 學 探 究 多 元 化 評 測 工 具 學 校 本 位 課 程 教 學 活 動 及 多 元 化 教 材 預 期 將 不 會 與 教 學 實 務 之 間 有 代 溝 的 問 題 出 現 ( 根 據 文 獻 和 經 驗, 此 研 究 / 實 務 之 間 的 代 溝 已 經 影 響 許 多 評 量 工 具 與 學 校 科 學 課 程 的 改 革 ) 另 外, 就 研 究 的 實 質 內 涵 言, 本 研 究 計 畫 的 副 目 標 之 一 是 在 試 探 發 展 一 種 擔 任 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 教 師 在 職 進 修 方 案, 以 提 昇 擔 任 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 教 師 開 發 科 學 探 究 多 元 化 評 測 工 具 以 及 科 學 探 究 教 學 的 能 力, 進 而 達 成 九 年 一 貫 的 精 神 之 一 - 教 師 專 業 自 主, 故 本 研 究 計 畫 亦 可 視 為 教 師 成 長 (Teacher enhancement) 活 動 的 研 究 計 畫 首 先, 在 進 行 此 計 畫 時, 辦 理 為 時 三 週 的 研 究 群 研 習 教 師 成 長 活 動, 以 提 昇 研 究 群 教 師 開 發 科 學 探 究 多 元 化 評 測 工 具 以 及 科 學 探 究 教 學 的 能 力 並 在 經 由 行 動 研 究 所 研 發 出 之 融 入 多 元 評 量 教 學 教 材 後, 進 行 教 學 觀 摩, 俾 讓 其 它 教 師 研 習 開 發 科 學 探 究 多 元 化 評 量 工 具 的 技 巧 以 及 科 學 探 究 的 教 學 策 略, 並 進 行 討 論 所 開 發 之 多 元 化 評 測 工 具 教 師 教 學 材 料 學 生 學 習 材 料 補 救 教 學 材 料 和 診 斷 教 學 工 具, 這 些 將 掛 在 電 腦 網 站 上, 開 放 供 給 教 師 多 元 思 考 評 量 教 學 之 參 照 和 彈 性 運 用, 因 此, 這 種 研 究 設 計 是 一 種 根 本 的 由 基 礎 做 起 的 由 下 而 上 (bottom-up) 的 可 靠 的 自 然 與 生 活 科 技 評 量 與 教 學 改 進 方 案 二 研 究 的 樣 本 ( 一 ) 參 與 研 究 計 畫 之 教 師 本 研 究 計 畫 邀 請 五 位 小 學 自 然 與 生 活 科 技 學 習 領 域 教 師 參 與 研 究 本 研 究 計 畫 選 擇 些 教 師 之 基 本 條 件 為 : 1. 研 究 教 師 ( 第 一 二 三 年 ): 為 國 立 屏 東 教 育 大 學 數 理 教 育 研 究 所 對 本 研 究 計 畫 有 興 趣 之 在 職 學 生 ( 擔 任 國 小 自 然 與 生 活 科 技 學 習 領 域 之 教 學 ) 或 擔 任 國 小 自 然 與 生 活 科 技 學 習 領 域 教 師 且 對 科 學 的 探 究 尚 稱 熟 悉 且 有 所 了 解 並 對 本 計 畫 有 興 趣 者 2. 個 案 教 師 ( 第 三 年 ): 對 本 研 究 計 畫 有 興 趣 之 國 小 中 高 年 級 擔 任 自 然 與 生 活 科 技 16

學 習 領 域 教 師 ( 二 ) 研 究 對 象 ( 學 生 ) 1. 第 一 二 年 : 第 一 二 年 之 研 究 對 象 為 上 述 研 究 教 師 所 任 教 之 班 級 的 學 生 2. 第 三 年 : 第 三 年 之 研 究 對 象 為 上 述 研 究 教 師 和 個 案 教 師 所 任 教 之 班 級 的 學 生 三 科 學 探 究 能 力 面 向 的 界 定 根 據 國 內 外 科 學 探 究 相 關 文 獻, 科 學 探 究 研 究 群 共 制 訂 出 五 個 能 力 面 向 來 定 義 科 學 探 究 能 力 這 五 個 面 向 包 括 : 1. 界 定 問 題 的 能 力 ( 包 含 發 現 問 題 提 出 問 題 ) 2. 設 計 規 劃 的 能 力 ( 包 含 收 集 資 料 設 計 實 驗 ) 3. 實 作 驗 證 的 能 力 ( 包 含 進 行 實 驗 觀 察 操 作 記 錄 ) 4. 分 析 解 釋 的 能 力 ( 分 析 資 料 歸 納 及 解 釋 實 驗 結 果 ) 5. 溝 通 辯 證 的 能 力 ( 溝 通 批 判 ) 科 學 探 究 能 力 的 面 向 界 定 後, 研 究 群 再 將 九 年 一 貫 課 程 與 科 學 探 究 有 關 之 能 力 指 標 做 能 力 核 心 概 念 分 析 與 解 讀, 並 統 整 成 各 科 學 探 究 能 力 面 向 的 行 為 表 徵 表 7: 國 小 中 高 年 級 科 學 探 究 之 行 為 表 徵 比 較 能 力 層 次 中 年 級 高 年 級 界 定 問 題 的 能 力 設 計 規 畫 的 能 力 實 作 驗 證 的 能 力 解 釋 分 析 的 能 力 對 自 然 現 象 產 生 疑 惑, 發 現 問 題 之 所 在, 再 經 由 詳 細 的 觀 察 組 織 與 分 類 而 提 出 可 探 討 性 的 問 題, 並 進 一 步 形 成 預 測 式 之 假 設, 確 定 問 題 之 性 質 確 定 問 題 後, 能 針 對 問 題 蒐 集 相 關 資 料, 並 根 據 資 料 形 成 實 驗 假 設, 再 利 用 本 身 科 學 知 識 規 劃 出 實 驗 流 程 並 能 運 用 相 關 器 材 來 設 計 得 以 驗 證 假 設 之 實 驗 能 控 制 實 驗 變 因, 運 用 感 官 及 工 具 進 行 觀 察 與 操 作, 且 能 運 用 文 字 圖 表 等 記 錄 實 驗 結 果 能 利 用 各 種 方 式 將 實 驗 結 果 彙 整 出 規 則, 並 解 釋 或 預 測 所 發 生 的 現 象 17 從 日 常 生 活 環 境 中 能 察 覺 問 題, 並 透 過 同 儕 之 間 的 討 論 得 到 不 同 的 觀 點, 發 現 事 件 具 有 多 樣 的 特 徵, 當 新 舊 經 驗 產 生 衝 突 時 會 發 現 許 多 新 的 問 題 發 現 察 覺 問 題 後, 能 多 方 面 思 考 解 決 的 辦 法, 同 時 在 進 行 設 計 實 驗 的 過 程 中 能 考 量 一 些 關 鍵 的 因 素, 或 掌 控 相 關 的 變 因, 進 而 預 測 可 能 的 結 果 在 科 學 探 究 的 過 程 中, 了 解 科 學 知 識 會 遇 到 許 多 難 題 與 考 驗, 需 透 過 多 元 的 思 考 細 心 的 探 究 後, 將 小 組 所 討 論 驗 證 的 資 料 整 理 成 每 個 組 員 都 能 接 受 的 想 法 從 所 蒐 集 彙 整 的 資 料 中 發 現 許 多 的 通 則 性 與 因 果 關 係, 並 由 實 驗 的 結 果 做 解 釋 或 推 論, 整 理 出 重 要 的 科 學 觀 點 ; 並 發 現 若 因 人 為 的 操 作 不 當 或 未

溝 通 辨 證 的 能 力 能 將 自 己 的 發 現 向 人 做 詳 細 的 描 述, 並 能 分 析 自 己 的 優 缺 點, 進 一 步 批 判 他 人 的 優 缺 點, 或 對 他 人 的 批 判 做 出 合 適 的 回 應 考 慮 周 延, 常 會 出 現 不 同 實 驗 結 果 能 將 自 己 在 科 學 探 究 的 過 程 與 結 果 清 楚 的 和 其 他 同 學 溝 通 與 分 享, 並 在 聆 聽 同 學 的 報 告 時 能 察 覺 過 程 中 所 產 生 的 問 題, 提 出 合 理 的 質 疑 四 科 學 探 究 多 元 化 評 量 工 具 的 發 展 ( 一 ) 學 生 科 學 探 究 能 力 實 作 評 量 評 量 工 具 的 開 發, 需 透 過 不 斷 反 覆 檢 視 的 過 程, 本 研 究 除 了 從 文 獻 理 論 出 發, 與 九 年 一 貫 的 指 標 條 文 中 提 挈 出 探 究 能 力 的 元 素, 並 採 取 行 動 研 究 的 精 神, 對 於 教 學 現 場 的 安 排 教 學 工 作 的 進 行 等 需 要 嚴 格 的 掌 控, 利 用 所 開 發 出 的 五 種 探 究 能 力 研 擬 實 作 評 量 的 題 型, 進 行 學 生 的 預 試 評 分 判 準 的 擬 訂 試 題 修 正, 最 後 並 提 交 專 家 審 查, 以 使 評 量 的 工 具 更 嚴 僅 此 外, 每 次 歷 程 的 開 發 均 需 要 研 究 小 組 針 對 理 論 與 實 務 層 面 進 行 詳 細 的 討 論 與 再 精 緻 化 茲 將 本 研 究 的 開 發 歷 程 彙 整 為 圖 1 所 示 : 規 畫 實 作 情 境 題 型 探 究 能 力 的 詮 釋 討 論 修 正 再 精 緻 化 專 家 審 查 研 擬 評 分 判 準 定 稿 圖 1: 科 學 探 究 實 作 評 量 之 研 究 歷 程 1. 探 究 能 力 成 分 分 析 過 國 小 中 高 年 級 的 科 學 探 究 行 為 表 徵 後, 研 究 夥 伴 發 現 每 個 探 究 能 力 所 包 含 的 範 圍 太 廣, 直 接 影 響 到 實 作 題 的 評 分 判 準, 可 能 得 預 設 更 多 的 能 力 層 次, 而 且 不 同 的 能 力 層 次 也 無 法 截 然 論 斷 其 優 劣 例 如 : 在 界 定 問 題 的 能 力 中, 能 提 出 預 測 式 的 假 設 與 能 聯 結 到 舊 經 驗 並 無 法 判 斷 哪 一 個 層 次 較 高 故 研 究 夥 伴 在 多 次 的 討 論 後 整 理 出 各 種 探 究 能 力 的 探 究 能 力 成 分, 而 且 儘 可 能 彼 此 獨 立 茲 舉 界 定 問 題 的 能 力 為 例, 可 細 分 成 察 覺 問 題 形 成 假 設 新 舊 經 驗 聯 結 等 三 部 分, 最 後 再 研 擬 出 各 自 的 評 分 判 準 2. 實 作 題 型 的 編 排 實 作 題 的 設 計 需 考 量 到 有 特 定 的 故 事 情 境, 情 節 若 能 挑 起 學 生 的 提 問 能 力 會 產 生 更 多 的 誘 答 情 境 產 生, 學 生 也 較 樂 於 參 與 本 研 究 依 循 所 發 展 出 的 探 究 能 力 架 構, 設 計 一 個 影 子 18

國 與 賣 冰 塊 的 爺 爺 之 實 作 題 型, 最 後 依 據 探 究 能 力 成 分 提 出 相 關 的 命 題 陳 述, 從 學 生 提 問 設 計 規 畫 實 作 驗 證 到 解 釋 分 析 溝 通 辨 證, 貫 穿 整 個 理 論 脈 絡, 以 檢 視 學 生 的 探 究 能 力 表 現 3. 研 究 成 果 請 見 論 文 一 ( 國 小 中 年 級 學 童 科 學 探 究 實 作 評 量 之 精 緻 化 發 展 的 過 程 ) 與 論 文 二 ( 實 作 題 型 賣 冰 塊 的 爺 爺 之 學 生 答 題 分 析 研 究 ) ( 二 ) 嵌 入 在 教 學 活 動 中 的 多 元 化 評 量 本 研 究 亦 結 合 從 課 堂 中 的 活 動 來 設 計 合 宜 的 嵌 入 式 評 量 (embedded assessment), 以 符 合 評 量 落 實 在 實 際 的 教 學 中 之 理 念 這 些 嵌 入 式 評 量 工 具 採 吳 毓 瑩 (1996) 所 提 出 的 效 度 應 考 量 的 範 圍 之 建 議, 亦 即 從 編 製 過 程 開 始 到 實 施 的 情 況 學 生 表 現 的 歷 程 評 分 得 到 的 結 果 對 於 結 果 的 解 釋 詮 釋 後 會 產 生 的 效 果 及 整 個 歷 程 所 傳 遞 的 價 值, 來 考 量 效 度 嵌 入 式 評 量 是 將 評 量 融 入 在 教 學 過 程 中, 而 不 是 在 教 學 後 才 進 行 的, 也 就 是 評 量 整 合 於 教 學 因 此 嵌 入 式 評 量 與 教 學 學 習 之 間 的 界 線 是 模 糊 的 教 師 利 用 嵌 入 式 評 量 的 策 略 獲 得 學 生 學 習 的 情 形, 進 一 步 引 導 後 來 的 教 學 決 定 教 學 計 劃 的 調 整 與 修 正 嵌 入 式 評 量 採 用 的 評 量 方 式 是 多 元 的 包 括 口 頭 回 答 書 寫 作 業 實 驗 操 作, 亦 包 括 個 別 作 業 和 分 組 合 作 等 嵌 入 式 評 量 的 構 想, 要 怎 麼 做? 請 見 : 論 文 三 : 科 學 探 究 五 階 段 教 學 評 量 之 行 動 研 究 五 科 學 探 究 教 學 評 量 之 推 廣 本 研 究 計 畫 第 三 年 的 部 份 工 作 重 點 在 於 科 學 探 究 教 學 評 量 的 推 廣 本 研 究 選 擇 屏 東 市 ㄧ 所 大 型 學 校, 進 行 一 系 列 的 教 師 精 進 推 廣 活 動 歷 經 一 學 期 探 究 式 教 學 評 量 的 精 進 教 學 評 量 研 討 活 動 後, 已 有 部 分 六 年 級 教 師, 將 探 究 式 教 學 評 量 嘗 試 在 課 程 中 應 用, 來 提 升 學 生 的 探 究 能 力 在 下 學 期 近 尾 聲 時, 研 究 群 利 用 科 學 探 究 園 遊 會 的 方 式 來 驗 收 學 生 的 科 學 探 究 能 力 情 形, 而 此 科 學 探 究 園 遊 會 形 式 的 科 學 遊 戲, 要 如 何 設 計? 是 否 能 檢 視 或 提 升 學 生 科 學 探 究 能 力? 請 見 : 論 文 四 : 融 入 評 分 判 準 之 科 學 探 究 學 習 營 活 動 設 計 之 研 究 肆 研 究 結 果 與 討 論 本 研 究 計 畫 為 三 年 之 整 合 型 計 畫, 第 三 年 的 研 究 成 果, 研 究 者 分 為 以 下 四 篇 論 文 :(1) 國 小 中 年 級 學 童 科 學 探 究 實 作 評 量 之 精 緻 化 發 展 的 過 程 ;(2) 實 作 題 型 賣 冰 塊 的 爺 爺 之 學 生 答 題 分 析 研 究 ;(3) 科 學 探 究 五 階 段 教 學 評 量 之 行 動 研 究 ;(4) 融 入 評 分 判 準 之 科 學 探 究 學 習 營 活 動 設 計 之 研 究, 說 明 如 下 : 19

一 論 文 一 : 國 小 中 年 級 學 童 科 學 探 究 實 作 評 量 之 精 緻 化 發 展 的 過 程 ( 一 ) 研 究 目 的 本 研 究 旨 在 研 發 適 合 國 小 中 年 級 學 童 進 行 科 學 探 究 的 實 作 評 量, 以 檢 測 實 施 科 學 探 究 的 教 學 前 後 是 否 學 生 的 科 學 探 究 能 力 有 提 升 為 了 讓 這 份 實 作 評 量 更 完 善, 因 此 本 年 度 延 續 前 兩 年 已 開 發 的 實 作 評 量 加 以 精 緻 化 ( 二 ) 精 緻 化 的 過 程 1. 研 發 理 念 本 研 究 的 實 作 評 量 研 發 理 念 是 希 望 藉 由 學 生 所 學 的 舊 經 驗 和 舊 知 識 來 探 究 新 情 境 的 知 識, 目 的 希 望 此 實 作 評 量 能 夠 呈 現 出 學 生 的 科 學 探 究 能 力, 所 以 研 究 者 在 實 際 探 討 國 小 中 低 年 級 各 版 本 的 教 學 內 容, 發 現 在 低 年 級 各 個 版 本 裡 都 有 關 於 影 子 的 課 程 設 計 活 動 例 如 : 康 軒 版 ( 一 下 ) 的 夏 天 到 了 就 有 提 到 紀 錄 光 影 變 化 和 踩 影 子 遊 戲 ; 南 一 版 ( 一 下 ) 的 我 們 的 春 天 利 用 肢 體 活 動 進 行 影 子 造 型 的 創 作, 了 解 影 子 的 特 性 及 隨 時 間 改 變 形 狀 長 短 ; 南 一 版 ( 二 下 ) 的 生 活 多 變 化 讓 學 生 學 到 手 影 和 光 影 的 遊 戲 因 此, 研 究 者 想 藉 由 觀 察 影 子 來 探 討 學 生 的 探 究 能 力, 而 且 低 年 級 學 生 剛 升 上 中 年 級, 很 多 自 然 與 生 活 科 技 課 程 中 所 要 學 的 知 識 與 能 力 都 不 足, 所 以 研 究 者 心 想 利 用 孩 子 熟 悉 的 影 子 來 進 行 探 究, 學 生 的 探 究 能 力 會 比 較 好 發 揮 一 開 始 的 情 境 佈 題, 是 整 個 探 究 歷 程 的 引 爆 點, 它 不 僅 要 引 出 學 生 的 興 趣, 更 要 引 出 學 生 的 想 法 以 及 引 出 後 面 的 探 究 活 動 研 究 者 所 使 用 的 方 法, 就 是 利 用 學 生 喜 歡 的 故 事 情 節, 再 藉 由 可 愛 的 圖 畫 來 佈 下 探 究 的 問 題, 說 明 如 下 : (1) 學 生 從 實 際 的 體 驗 中 產 生 疑 惑 矛 盾, 因 而 想 進 一 步 去 探 索 研 究 者 是 佈 下 讓 小 朋 友 可 以 從 實 際 體 驗 的 情 境 中, 找 出 與 影 子 國 的 抓 錯 圖 形 中 所 呈 現 的 影 子 產 生 疑 惑 或 矛 盾 的 地 方 : 例 如 : 蜻 蜓 的 影 子 形 狀 怎 麼 會 變 成 螃 蟹 的 形 狀 呢? 小 男 孩 的 影 子 為 何 變 成 綁 馬 尾 的 女 生 造 型 呢? 這 樣 誘 發 了 學 生 與 日 常 生 活 經 驗 不 同 的 認 知 衝 突, 並 引 出 學 生 的 想 法 (2) 引 出 學 生 的 先 備 概 念, 誘 發 爭 議, 讓 學 生 想 進 一 步 去 探 究 求 解 學 生 在 低 年 級 就 已 經 上 過 關 於 影 子 的 單 元, 所 以 學 生 有 一 些 先 備 知 識, 但 是 藉 由 圖 形 誘 發 的 爭 議, 讓 學 生 想 進 一 步 去 探 究 求 真 理 例 如 : 從 課 本 學 到 的 概 念 是 影 子 的 位 置 會 和 太 陽 的 位 置 相 反, 但 是 在 抓 錯 圖 形 中 卻 發 現, 當 太 陽 在 左 邊 時, 青 蛙 的 影 子 怎 麼 也 會 在 左 邊 呢? 研 究 者 希 望 經 由 圖 形 引 發 出 與 學 生 的 先 備 知 識 有 衝 突 的 情 境, 讓 學 生 主 動 去 探 求 真 理, 並 強 化 所 學 的 科 學 概 念 2. 精 緻 化 流 程 (1) 為 了 讓 學 生 能 夠 很 容 易 了 解 題 意, 設 計 者 在 用 詞 上 盡 量 能 夠 符 合 學 生 的 生 活 情 境, 也 在 屏 東 縣 的 三 所 學 校 進 行 預 試, 希 望 藉 由 學 生 的 書 寫 結 果 了 解 學 生 的 狀 況 從 施 測 教 師 與 20

研 究 小 組 發 現 學 生 對 於 因 果 關 係 的 概 念 不 清 楚, 例 如 : 假 如 我 們 到 影 子 國 進 行 戶 外 教 學, 請 你 寫 出 太 陽 與 影 子 之 間 的 關 係 學 生 不 太 容 易 書 寫, 雖 然 設 計 者 也 加 入 了 一 些 提 示, 例 如 : 請 利 用 國 語 科 的 照 樣 造 句 的 方 式 寫 出 假 如 所 以, 但 是 學 生 依 然 表 現 不 夠 理 想 ; 研 究 團 隊 也 發 現 在 國 小 中 年 級 的 能 力 指 標 中, 也 沒 有 培 養 這 方 面 的 能 力, 所 以 我 們 將 此 題 幹 刪 除 原 本 題 幹 : 依 據 你 在 第 一 題 的 想 法, 假 如 我 們 到 影 子 國 進 行 戶 外 教 學, 請 你 寫 下 因 果 關 係 之 假 設 ( 請 你 利 用 假 如, 所 以 的 句 子 來 描 述 ) 研 究 者 : 光 光 國 小 四 年 級 學 生 書 寫 的 結 果 不 盡 理 想, 內 容 的 重 點 都 擺 在 戶 外 教 學, 所 以 偏 離 主 題 吳 師 : 中 年 級 的 學 生 看 不 懂 題 目, 所 以 一 直 提 問! 但 是 我 希 望 學 生 誠 實 寫 出 自 己 的 想 法, 看 不 懂 就 直 接 寫 看 不 懂, 而 且 對 照 組 的 自 然 科 老 師 也 看 不 太 懂 題 目 而 跑 來 問 我 呢! 方 師 : 直 接 讓 學 生 知 道 描 述 影 子 與 太 陽 之 間 的 關 係, 因 為 興 興 國 小 的 學 生 我 有 提 示! ( 研 究 群 會 議 紀 錄 950719) (2) 為 了 讓 這 份 實 作 評 量 更 完 善, 我 們 也 將 這 一 份 實 作 評 量 特 別 聘 請 大 學 的 甲 教 授 和 乙 教 授 進 行 專 家 審 查, 我 們 也 針 對 教 授 們 所 提 到 的 問 題 進 行 修 正 甲 教 授 : 在 一 個 晴 朗 的 好 天 氣, 以 下 是 小 香 實 驗 的 結 果, 你 發 現 了 哪 一 些 現 象? 時 間 早 上 八 點 中 午 十 二 點 下 午 二 點 太 陽 的 位 置 大 約 東 方 正 上 方 大 約 西 方 1 我 發 現 ( 太 陽 是 從 東 方 升 起, 西 方 落 下 ) 用 詞 不 夠 明 確 教 授 建 議 在 題 幹 上 加 上 從 上 表 中 會 讓 受 評 者 比 較 容 易 了 解 題 意 經 過 研 究 團 隊 的 討 論 後, 認 為 教 授 提 出 的 想 法 很 好, 所 以 題 目 修 正 為 :1 從 上 表 中, 我 發 現 ( 太 陽 是 從 東 方 升 起, 西 方 落 下 ) 3. 評 分 者 信 度 乙 教 授 : 影 子 國 中 的 影 子 方 向 與 形 狀 不 正 確 是 故 意 如 此 安 排 的 嗎? 研 究 團 隊 : 告 知 教 授 這 是 刻 意 安 排 的 ; 設 計 者 特 別 將 這 種 想 法 與 一 位 美 術 系 畢 業 的 國 小 教 師 討 論, 並 請 他 為 我 們 畫 出 這 份 影 子 國 情 境 圖 希 望 學 生 察 覺 出 問 題, 並 誘 發 爭 議, 讓 學 生 想 進 一 步 去 探 究 求 解 ( 研 究 群 會 議 紀 錄 950719) 由 於 本 研 究 之 測 驗 可 能 受 到 評 分 者 主 觀 因 素 之 影 響, 為 了 確 定 不 同 評 分 者 依 評 分 原 則 所 評 分 數 的 一 致 性, 所 以 由 研 究 者 與 另 一 位 對 國 小 中 年 級 的 自 然 與 生 活 科 技 課 程 有 經 驗 的 國 小 教 師, 依 照 評 分 規 準 重 新 評 分, 並 進 行 評 分 者 的 信 度 考 驗 考 驗 的 結 果 發 現 對 三 四 年 級 施 測 所 得 的 評 分 者 信 度 分 別 為.949**(N=95) 與.961**(N=120) ( 三 ) 施 測 結 果 分 析 這 份 實 作 評 量 ( 請 見 附 錄 一 ) 依 照 探 究 能 力 分 成 五 個 部 份 進 行 設 計, 針 對 屏 東 縣 三 個 學 校 之 中 年 級 學 生 約 647 位 學 生 進 行 施 測, 以 下 是 研 究 者 對 於 施 測 結 果 分 析 與 說 明 ( 研 究 者 將 一 些 學 生 的 作 品 掃 描 並 安 排 在 附 錄 二 ) 21