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

1. 質 性 分 析 : (1) 界 定 問 題 的 能 力 : 中 年 級 影 子 國 的 實 作 評 量 有 關 第 一 個 界 定 問 題 的 探 究 能 力 成 分 是 察 覺 問 題 的 能 力, 也 就 是 能 觀 察 出 現 象 彼 此 之 間 的 相 互 作 用 關 係 進 而 提 出 問 題 題 幹 一 : 在 這 個 影 子 國 的 圖 像 裡, 你 想 提 出 什 麼 問 題? 研 究 者 依 照 研 究 團 隊 研 擬 的 探 究 能 力 層 次 將 學 生 書 寫 的 結 果 分 成 四 類 : a. 能 藉 由 學 生 本 身 的 舊 經 驗 與 觀 察 到 的 現 象 做 比 較, 並 同 時 提 出 形 狀 和 方 向 二 種 概 念 可 探 討 的 問 題 (3 分 ) 例 如 : 為 什 麼 蜻 蜓 的 影 子 是 螃 蟹 呢? 太 陽 公 公 在 西 邊, 影 子 為 什 麼 也 在 西 邊 呢? (4418) b. 透 過 所 觀 察 之 現 象 提 出 影 子 的 形 狀 或 是 方 向 其 中 一 種 概 念 的 問 題 (2 分 ) 例 如 : 桶 子 的 影 子 不 是 三 角 形 (4401) 有 一 隻 青 蛙 的 影 子 相 反 了 (4401) c. 只 提 出 觀 察 之 片 段 現 象 或 是 發 現 怪 怪 的, 但 是 提 不 出 關 於 影 子 的 科 學 概 念 例 如 : 蜻 蜓 的 影 子 不 一 樣 (4425) 青 蛙 怪 怪 的 (4403) d. 沒 有 提 出 任 何 問 題 或 提 出 與 情 境 或 探 究 主 題 無 關 的 問 題 例 如 : 沒 有 寫 任 何 的 字 (40314) 不 知 道 (4320) 針 對 界 定 問 題 這 方 面 的 探 究 能 力, 我 們 還 增 加 一 項 關 於 新 舊 經 驗 連 結 的 子 能 力, 依 照 九 年 一 貫 的 能 力 指 標 規 定, 中 年 級 是 沒 有 這 項 能 力 指 標, 但 是 研 究 者 以 及 研 究 團 隊 認 為 學 生 的 舊 經 驗 是 學 習 新 知 識 的 重 要 關 鍵, 所 以 應 該 重 視, 因 此 特 別 加 入 這 項 能 力 的 評 量 題 幹 二 : 以 前 有 沒 有 觀 察 過 影 子 的 現 象? 並 舉 例 說 明 研 究 者 依 照 研 究 團 隊 研 擬 的 探 究 能 力 層 次 將 學 生 書 寫 的 結 果 分 成 四 類 : a. 能 提 出 新 舊 經 驗 的 衝 突 (3 分 ) 例 如 : 有 人 站 在 太 陽 底 下 會 有 影 子, 可 是 人 和 影 子 一 定 相 反 (4329) 研 究 者 發 現 國 小 三 年 級 的 學 生 語 文 表 達 較 差, 所 以 學 生 會 用 圖 形 協 助 說 明, 若 學 生 有 提 到 觀 察 物 太 陽 和 畫 出 正 確 的 影 子 位 置, 研 究 者 依 然 給 三 分 b. 能 提 出 與 實 驗 情 境 相 關 的 經 驗 (2 分 ) 例 如 : 我 發 現 晚 上 的 影 子 最 長 (4814) 中 午 的 影 子 會 很 短 (4306) 若 學 生 有 提 到 觀 察 物 太 陽 和 畫 出 正 確 的 影 子 位 置 缺 少 一 項, 研 究 者 給 二 分 c. 提 出 與 情 境 相 關 性 低 的 經 驗 (1 分 ) 例 如 : 停 電 時, 拿 手 電 筒 照 自 己 的 臉 (4804) 或 是 學 生 只 提 出 一 個 觀 察 物, 沒 有 進 一 步 的 說 明 例 如 : 樹 的 影 子 (4319) 若 學 生 只 有 將 觀 察 物 畫 出 或 是 寫 出, 研 究 者 都 給 一 分 d. 沒 有 提 出 任 何 問 題 或 提 出 與 情 境 或 探 究 主 題 無 關 的 問 題 例 如 : 沒 有 (4325) 有 (4307) 沒 有 寫 任 何 字 (4320) 22

(2) 設 計 規 劃 的 能 力 : 在 這 個 部 分 研 究 者 設 計 的 探 究 能 力 成 分 是 規 劃 實 驗 流 程 的 能 力, 希 望 學 生 能 夠 考 量 關 鍵 因 素, 掌 握 相 關 的 變 因, 進 而 提 出 完 整 實 驗 流 程 題 幹 : 在 古 代 沒 有 發 明 時 鐘 的 時 候, 聰 明 的 人 類 利 用 竿 影 來 記 錄 時 間, 現 在 就 讓 我 們 來 設 計 一 個 實 驗, 可 以 清 楚 的 觀 察 影 子 從 早 上 八 點 到 下 午 四 點 的 變 化, 請 你 清 楚 的 說 明 進 行 實 驗 的 方 式 ( 描 述 出 你 拿 什 麼 器 材 如 何 擺 放 等 實 驗 步 驟 ) 研 究 者 依 照 研 究 團 隊 研 擬 的 探 究 能 力 層 次 將 施 測 學 生 書 寫 的 結 果 分 成 四 類 : a. 能 考 量 關 鍵 因 素, 至 少 能 掌 握 一 個 變 因, 進 而 提 出 完 整 實 驗 流 程 和 材 料 (3 分 ) 研 究 者 發 現 國 小 三 年 級 的 學 生 語 文 表 達 較 差, 所 以 學 生 會 用 圖 形 協 助 說 明, 因 此, 若 學 生 有 寫 出 或 是 畫 出 太 陽 材 料 觀 察 紀 錄 的 時 間, 研 究 者 給 三 分 例 如 : 拿 竹 竿 在 太 陽 底 下 插 在 土 裡, 每 一 個 小 時 觀 察 並 記 錄 一 次 (3725) b. 能 提 出 簡 單 之 實 驗 流 程, 唯 未 提 及 變 因 之 掌 控 或 流 程 不 完 整 有 暇 疵 (2 分 ) 在 影 子 國 這 份 實 作 評 量 中, 若 學 生 有 畫 出 太 陽 材 料 觀 察 紀 錄 的 時 間, 其 中 的 任 何 二 項 研 究 者 就 給 二 分 例 如 : 拿 樹 枝 立 在 中 間, 每 小 時 觀 察 動 向 (4813) c. 只 提 出 簡 單 的 想 法 或 材 料 而 無 詳 細 說 明 (1 分 ) 例 如 : 日 晷 (4601) 用 竹 竿 插 在 土 裡 (4805) 或 是 學 生 只 畫 出 太 陽 或 材 料, 研 究 者 給 一 分 d. 無 書 寫 或 是 寫 出 的 內 容 與 情 境 無 關 (0 分 ) 例 如 : 早 上 的 影 子 最 長 (4804) (3) 實 作 驗 證 的 能 力 : 在 這 個 部 分 研 究 者 設 計 的 探 究 能 力 成 分 是 運 用 圖 表 輔 助 紀 錄 這 項 子 能 力 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 因 為 本 實 作 評 量 是 針 對 中 年 級 學 生 設 計 的, 由 於 中 年 級 學 生 對 於 自 己 設 計 表 格 的 能 力 尚 未 培 養, 在 教 科 書 以 及 習 作 裡 的 題 型 都 是 已 經 設 計 好 的 表 格, 所 以 這 份 評 量 考 量 學 生 的 起 始 能 力, 所 以 我 們 讓 學 生 經 由 觀 察 一 個 情 境 之 後, 將 觀 察 到 的 合 理 結 果 填 入 表 格 中, 沒 有 讓 學 生 自 己 設 計 表 格 題 幹 : 大 雄 觀 察 影 子 的 結 果 如 下 : 請 你 幫 他 把 結 果 填 入 表 格 中! 早 上 8 點 時 測 出 的 竿 影 18 公 分, 中 午 12 點 時 是 2 公 分, 下 午 4 點 是 10 公 分 ( ) 時 間 ( ) 點 ( ) 點 ( ) 點 研 究 者 依 照 研 究 團 隊 研 擬 的 探 究 能 力 層 次 將 施 測 學 生 書 寫 的 結 果 分 成 四 類 : a. 會 依 照 不 同 的 自 變 項 ( 二 維 的 變 項 ) 完 成 簡 易 的 表 格 (3 分 ) 例 如 : 二 維 的 變 項 名 稱 與 位 置 的 擺 放 正 確, 使 得 紀 錄 完 整 (4410) 時 間 ( 8 ) 點 (12 ) 點 ( 4 ) 點 ( 竿 影 的 長 度 ) 18 公 分 2 公 分 10 公 分 23

b. 能 繪 製 簡 易 的 表 格, 但 自 變 項 的 呈 現 仍 有 暇 疵 (ex 僅 呈 現 一 維 變 項 )(2 分 ) 例 如 : 變 項 書 寫 有 瑕 疵, 所 以 給 2 分 (3221) 時 間 ( 8 ) 點 (12 ) 點 ( 4 ) 點 ( 公 分 ) 18 公 分 2 公 分 10 公 分 c. 能 繪 製 簡 易 的 表 格, 但 自 變 項 的 呈 現 仍 有 許 多 暇 疵, 或 是 自 己 編 寫 數 字 填 入 (1 分 ) 例 如 :(3604) 時 間 ( 8 ) 點 ( 10) 點 ( 12) 點 ( 公 分 ) 8 公 分 10 公 分 12 公 分 d. 空 白 繪 製 不 正 確 或 沒 有 編 製 表 格 只 以 圖 像 畫 出 (0 分 ) 例 如 :(4410) 時 間 ( ) 點 ( ) 點 ( ) 點 ( ) (4) 解 釋 分 析 的 能 力 : 在 這 個 部 分 研 究 者 設 計 的 探 究 能 力 成 分 是 比 較 解 釋 彙 整 資 料 做 推 論 的 子 能 力 題 幹 : 在 一 個 晴 朗 的 好 天 氣, 以 下 是 小 香 實 驗 的 結 果, 你 發 現 了 哪 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. 從 上 表 中, 我 發 現 ( 太 陽 是 從 東 方 升 起, 西 方 落 下 ) 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 影 子 的 位 置 大 約 西 方 正 下 方 大 約 東 方 2. 從 上 表 中, 我 發 現 ( ) 時 間 早 上 八 點 中 午 十 二 點 下 午 二 點 影 子 的 長 度 18 公 分 1 公 分 9 公 分 3. 從 上 表 中, 我 發 現 ( ) 研 究 者 依 照 研 究 團 隊 研 擬 的 探 究 能 力 層 次 將 施 測 學 生 書 寫 的 結 果 分 成 四 類 : a. 分 析 實 驗 數 據, 找 出 其 通 則 性 或 因 果 關 係, 歸 納 並 解 釋 實 驗 結 論 (3 分 ) 例 如 :3-2: 影 子 的 位 置 和 太 陽 的 位 置 相 反 (4804) 3-3: 影 子 和 太 陽 的 位 置 是 相 反 的 (4122) 24

b. 從 表 格 之 數 據 中 彙 整 部 分 結 果 或 引 用 不 完 整 的 數 據, 解 釋 實 驗 結 果 (2 分 ) 例 如 :3-2: 太 陽 在 東 方, 影 子 在 西 方 ; 太 陽 在 正 上 方, 影 子 在 正 下 方 ; 3-2: 太 陽 在 西 方, 影 子 在 東 方 (4803) 3-3: 每 個 時 間 和 長 度 不 一 樣 (4812) c. 僅 寫 出 正 確 的 答 案, 並 未 從 數 據 上 說 明 原 因, 憑 自 己 的 印 象 或 僅 從 單 一 數 據 中 得 出 答 案 (1 分 ) 例 如 :3-2: 中 午 時, 太 陽 會 在 正 上 方 (4807) 3-3: 早 上 最 長 (4126) d. 無 書 寫 或 是 寫 出 的 內 容 與 情 境 無 關, 寫 出 不 正 確 的 答 案 或 其 它 不 相 關 的 答 案 (0 分 ) 例 如 :3-2: 空 白 沒 有 書 寫 (4410) 3-3: 空 白 沒 有 書 寫 (4410) (5) 溝 通 與 辯 證 的 能 力 : 在 這 個 部 分 研 究 者 設 計 的 探 究 能 力 成 分 是 溝 通 探 究 過 程 與 批 判 質 疑 的 子 能 力 題 幹 六 : 觀 察 影 子 活 動 後, 以 下 是 二 組 報 告 的 內 容! 第 一 組 : 小 叮 噹 組 第 二 組 : 網 球 王 子 在 陰 天 觀 察 影 子 最 清 楚, 天 氣 也 不 熱, 是 個 觀 察 影 子 的 好 時 機! 我 們 發 現 一 天 當 中, 中 午 時 大 樹 的 影 子 會 最 長 我 對 第 一 組 的 看 法 : 1. 同 意 2. 不 同 意 請 寫 出 理 由 我 對 第 二 組 的 看 法 : 1. 同 意 2. 不 同 意 請 寫 出 理 由 研 究 者 依 照 研 究 團 隊 研 擬 的 探 究 能 力 層 次 將 施 測 學 生 書 寫 的 結 果 分 成 四 類 : a. 提 出 的 問 題 結 構 完 整, 與 報 告 內 容 相 關 (3 分 ) 例 如 :6-1: 不 同 意! 因 為 看 影 子 必 須 在 陽 光 下 才 會 清 楚, 不 能 是 陰 天 (4133) 6-2: 不 同 意! 中 午 的 太 陽 在 正 上 方, 所 以 影 子 會 最 短 (4125) b. 能 提 出 本 組 或 它 組 報 告 時 所 產 生 的 問 題, 唯 問 題 與 實 際 報 告 內 容 相 關 性 低 (2 分 ) 例 如 :6-1: 不 同 意! 因 為 越 靠 近 太 陽, 影 子 就 越 短 (4109) 6-2: 不 同 意! 因 為 中 午 有 可 能 會 下 雨 (4811) 25

6-2: 不 同 意! 我 認 為 應 該 是 大 樓 的 影 子 比 較 長 (4815) 6-2: 不 同 意! 太 陽 在 大 樹 上 面 不 是 旁 邊 (3908) c. 提 出 本 組 或 它 組 報 告 時 無 關 之 問 題 (1 分 ) 例 如 :6-1: 同 意, 太 陽 很 強 大 (4805) 6-1: 同 意! 因 為 小 叮 噹 有 道 具 可 以 解 決 問 題 6-2: 同 意, 因 為 中 午 太 陽 在 中 間, 所 以 照 出 來 的 影 子 會 很 長 (4813) d. 無 法 提 出 本 組 或 它 組 報 告 時 所 產 生 的 問 題 (0 分 ) 例 如 :6-1: 不 知 道 (4117) 6-2: 不 知 道 (4120) 2. 量 化 的 分 析 : 三 四 年 級 學 生 各 題 得 分 所 佔 人 數, 和 各 題 得 分 百 分 比 請 見 如 下 : 表 8: 三 年 級 學 生 各 題 得 分 所 佔 人 數 題 號 分 數 第 1 題 第 2 題 第 3 題 第 4 題 第 5-1 題 第 5-2 題 第 6-1 題 第 6-2 題 3 分 20 人 72 人 5 人 179 人 132 人 19 人 177 人 73 人 2 分 194 人 66 人 60 人 98 人 90 人 153 人 32 人 34 人 1 分 78 人 111 人 140 人 9 人 19 人 39 人 34 人 98 人 0 分 3 人 46 人 90 人 9 人 54 人 84 人 52 人 90 人 總 人 295 人 295 人 295 人 295 人 295 人 295 人 295 人 295 人 表 9: 三 年 級 學 生 各 題 得 分 百 分 比 題 號 分 數 第 1 題 第 2 題 第 3 題 第 4 題 第 5-1 題 第 5-2 題 第 6-1 題 第 6-2 題 3 分 7% 24% 2% 61% 45% 6% 60% 25% 2 分 66% 22% 20% 33% 31% 52% 11% 12% 1 分 26% 38% 47% 3% 6% 13% 12% 33% 0 分 1% 16% 31% 3% 18% 28% 18% 31% 表 10: 四 年 級 學 生 各 題 得 分 所 佔 人 數 題 號 分 數 第 1 題 第 2 題 第 3 題 第 4 題 第 5-1 題 第 5-2 題 第 6-1 題 第 6-2 題 3 分 70 人 102 人 33 人 204 人 141 人 134 人 247 人 167 人 2 分 79 人 60 人 42 人 110 人 85 人 79 人 33 人 33 人 1 分 181 人 106 人 124 人 14 人 52 人 56 人 24 人 67 人 0 分 22 人 84 人 153 人 24 人 74 人 83 人 48 人 85 人 總 人 352 人 352 人 352 人 352 人 352 人 352 人 352 人 352 人 26

表 11: 四 年 級 學 生 各 題 得 分 百 分 比 題 號 分 數 第 1 題 第 2 題 第 3 題 第 4 題 第 5-1 題 第 5-2 題 第 6-1 題 第 6-2 題 3 分 20% 29% 9% 58% 40% 38% 70% 47% 2 分 22% 17% 12% 31% 24% 22% 9% 9% 1 分 51% 30% 35% 4% 14% 16% 7% 19% 0 分 6% 24% 43% 7% 21% 24% 14% 24% 由 以 上 的 資 料 發 現, 學 生 在 界 定 問 題 這 方 面 的 能 力 所 得 到 的 分 數 有 八 成 的 學 生 集 中 在 一 分 和 二 分 這 個 部 分, 研 究 者 發 現 學 生 會 發 現 情 境 與 自 己 所 學 的 認 知 不 一 樣, 但 是 學 生 無 法 將 想 法 用 文 字 表 達 出 來, 只 是 提 到 影 子 怪 怪 的 等 想 法, 或 是 提 到 某 種 物 品 的 影 子 不 對, 沒 有 歸 納 出 是 形 狀 上 或 是 方 位 上 的 不 同, 不 過 很 特 別 的 是 三 年 級 的 學 生 表 現 比 四 年 級 好, 可 能 是 三 年 級 學 生 對 於 二 年 級 學 到 的 知 識 尚 未 遺 忘, 所 以 有 六 成 以 上 的 學 生 都 達 二 分 以 上 不 過 學 生 有 發 現 到 問 題, 但 是 不 會 提 問, 因 此 研 究 團 隊 希 望 未 來 老 師 們 在 進 行 教 學 時, 能 對 學 生 在 這 方 面 的 能 力 再 多 訓 練 因 為 一 個 具 有 科 學 素 養 的 學 生, 察 覺 問 題 是 一 個 很 重 要 的 能 力 在 新 舊 經 驗 連 結 的 部 分, 學 生 六 成 以 上 的 學 生 都 有 這 方 面 的 經 驗, 但 是 學 生 無 法 完 整 的 描 述 自 己 觀 察 影 子 的 經 驗, 只 是 說 有 或 是 觀 察 樹 的 影 子, 回 答 的 內 容 很 簡 單, 所 以 研 究 者 發 現 學 生 的 文 字 表 達 能 力 也 需 要 再 加 強 在 設 計 規 劃 實 驗 的 能 力 部 份, 大 部 分 學 生 無 法 用 完 整 的 文 字 來 敘 述 整 個 實 驗 步 驟, 但 是 學 生 會 將 想 法 畫 出 來, 不 過 常 常 會 不 夠 完 整, 所 以 無 法 得 到 滿 分 在 實 作 驗 證 部 分 中 的 運 用 圖 表 輔 助 紀 錄 這 項 子 能 力, 有 六 成 以 上 的 學 生 都 可 以 拿 到 滿 分, 一 成 的 學 生 空 白 沒 有 書 寫 或 是 嚴 重 錯 誤, 若 學 生 表 現 不 錯 之 後, 老 師 可 以 訓 練 學 生 自 己 設 計 表 格 在 解 釋 分 析 能 力 的 部 分, 有 七 成 的 學 生 能 達 到 二 分 以 上 的 能 力, 其 中 有 四 成 的 學 生 達 到 滿 分, 研 究 者 發 現 大 部 分 學 生 會 將 表 格 內 的 資 料 用 轉 化 成 文 字, 但 是 缺 少 了 歸 納 總 結 這 方 面 的 能 力, 這 也 是 老 師 們 也 要 加 強 的 部 分 在 溝 通 辯 證 這 方 面, 學 生 對 於 在 晴 天 觀 察 影 子 的 概 念 有 七 成 以 上 的 學 生 達 到, 但 是 研 究 者 會 發 現 學 生 依 然 會 有 被 情 境 中 的 人 物 誤 導, 在 實 際 的 教 學 中 也 會 有 類 似 的 狀 況 出 現, 譬 如, 成 績 好 的 同 學 說 的 好 像 都 是 對 的, 同 學 都 容 易 附 和 或 是 認 同, 因 此, 學 生 也 會 認 為 小 叮 噹 是 個 聰 明 又 有 百 寶 箱, 所 以 他 有 這 方 面 得 解 決 能 力, 所 以 認 同 他, 所 以 研 究 者 發 現 學 生 的 自 信 心 與 判 別 能 力 要 再 加 強 在 影 子 的 長 度 變 化 的 部 分 學 生 的 答 對 狀 況 較 差, 學 生 平 日 觀 察 不 夠 仔 細, 缺 少 推 理 判 斷 的 能 力 ( 四 ) 省 思 與 建 議 1. 一 份 實 作 評 量 能 完 成 是 需 要 時 間 以 及 研 究 團 隊 不 斷 的 研 討 修 正, 才 能 完 成 這 份 題 目 簡 化 有 趣 以 及 具 有 探 究 精 神 的 實 作 評 量, 所 以 這 份 實 作 評 量 經 過 這 樣 長 時 間 的 討 論 修 正, 在 經 過 許 多 學 生 的 預 試 之 後, 研 究 團 隊 也 針 對 學 生 的 狀 況 進 行 研 討 與 改 進, 希 望 將 來 能 夠 給 教 學 現 場 的 教 師 使 用, 以 了 解 學 生 的 探 究 能 力 2. 學 生 對 於 界 定 問 題 的 能 力 這 個 部 分, 研 究 者 發 現 學 生 提 問 的 能 力 不 是 很 好, 這 可 能 是 目 前 我 們 的 生 活 環 境 與 習 慣 造 成 的, 所 以 學 生 不 太 喜 歡 發 問, 學 生 會 發 現 影 子 國 內 的 影 子 與 日 27

常 生 活 中 所 接 觸 到 的 影 子 不 同, 但 是 又 無 法 正 確 的 說 出 問 題 在 哪 裡, 所 以 今 後 在 教 學 中, 老 師 可 以 訓 練 學 生 多 多 提 問! 這 樣 才 會 具 有 探 究 精 神, 科 學 家 研 究 的 精 神 3. 施 測 的 過 程 中, 請 施 測 的 老 師 盡 量 要 相 同, 相 同 的 引 導 語, 分 數 來 分 析 時 較 公 平 因 為 研 究 者 在 批 改 時 發 現 部 分 班 級 的 學 生 填 寫 的 內 容 相 似 性 高, 可 能 是 任 課 老 師 在 進 行 解 說 時, 有 提 示 一 些 作 答 內 容 4. 中 年 級 學 生 的 語 文 表 達 能 力 較 差, 也 不 太 願 意 書 寫 太 多 的 文 字, 因 此 有 很 多 學 生 都 會 加 上 圖 形 做 補 充 說 明, 只 是 有 些 同 學 的 繪 圖 能 力 也 不 是 很 好, 研 究 者 仍 需 要 用 心 觀 察 與 思 考, 若 是 班 級 數 少 的 老 師 也 可 以 搭 配 晤 談 的 方 式, 老 師 會 更 清 楚 學 生 的 狀 況 與 探 究 能 力 5. 本 研 究 是 在 探 討 探 究 能 力 而 不 是 測 量 孩 子 的 語 文 能 力, 因 此, 避 免 閱 讀 能 力 較 差 的 學 生, 會 因 為 文 字 敘 述 太 長 缺 少 耐 心, 造 成 答 題 結 果 有 誤 差, 所 以 已 經 將 題 目 簡 化, 施 測 者 盡 量 不 要 念 題 目, 以 免 影 響 答 題 結 果 6. 在 溝 通 辯 證 這 項 能 力 中, 研 究 者 發 現 部 分 學 生 會 因 為 情 境 中 的 人 物 誤 導 其 判 斷 能 力, 例 如 : 學 生 會 認 為 小 叮 噹 很 聰 明 很 厲 害, 而 且 他 有 很 多 法 寶, 因 此 他 說 的 都 是 對 的 在 日 常 生 活 中, 學 生 也 會 認 為 考 試 成 績 很 好 的 同 學 說 出 來 的 答 案 應 該 就 是 對 的, 因 此 會 跟 著 附 和 7. 學 生 的 探 究 能 力 不 是 幾 堂 課 就 可 以 培 養 出 的, 而 是 需 要 很 長 的 時 間, 讓 學 生 長 期 觀 察 提 問 討 論 作 實 驗 等 過 程 才 能 養 成 的, 而 且 學 生 的 學 習 環 境 或 是 老 師 採 用 的 教 材 與 教 法 都 會 影 響 學 生 的 探 究 能 力, 所 以 本 實 作 評 量 並 非 完 全 適 用 於 各 個 學 校, 到 時 可 能 需 要 老 師 適 時 修 正 28

二 論 文 二 : 實 作 題 型 賣 冰 塊 的 爺 爺 之 學 生 答 題 分 析 研 究 ( 一 ) 研 究 目 的 本 研 究 屬 於 國 科 會 整 合 型 子 計 畫 第 三 年 之 推 廣, 其 旨 趣 在 了 解 實 作 評 量 賣 冰 塊 的 爺 爺 經 過 兩 年 的 修 改 精 緻 化 過 程 後, 在 市 區 學 校 學 生 的 答 題 情 形 分 析, 藉 以 分 析 學 生 的 答 題 類 型 及 探 究 能 力 的 進 展 情 形 研 究 團 隊 先 針 對 前 兩 年 試 題 的 發 展 缺 失 作 檢 討 修 正, 配 合 評 分 判 準 的 修 訂 後, 選 擇 一 所 市 區 學 校 之 五 六 年 級 學 生 作 為 施 測 對 象, 該 學 校 亦 是 研 究 團 隊 的 助 理 所 任 教 之 學 校, 對 於 整 個 施 測 環 節 與 學 生 背 景 有 清 楚 的 了 解 研 究 者 於 學 期 初 先 以 實 作 題 - 賣 冰 塊 的 爺 爺 進 行 前 測, 並 於 學 期 末 進 行 後 測, 在 前 後 測 之 間 的 教 學 過 程 融 入 探 究 式 學 習 的 精 神, 最 後 檢 視 學 生 探 究 能 力 的 進 步 情 形 ( 二 ) 研 究 的 方 法 與 流 程 1. 研 究 對 象 研 究 的 對 象 是 屏 東 市 某 國 小 五 六 年 級 的 學 生, 亦 是 研 究 團 隊 中 其 中 一 位 老 師 所 服 務 的 學 校 該 校 每 班 的 學 生 數 約 為 34~35 人, 每 個 年 級 約 有 11~12 個 班 級, 在 市 區 屬 於 大 型 學 校, 該 校 五 六 年 級 學 生 是 本 研 究 作 為 前 測 的 主 要 樣 本, 其 中 六 年 級 的 四 個 班 級 學 生 則 作 為 前 後 測 分 析 的 樣 本 2. 實 施 流 程 研 究 團 隊 先 針 對 利 用 所 開 發 出 情 境 式 的 實 作 題 賣 冰 塊 的 爺 爺 及 評 分 判 準 進 行 修 訂, 將 適 用 性 不 高 的 探 究 能 力 成 分 進 行 修 改, 確 實 界 定 五 個 科 學 探 究 能 力, 期 望 以 此 能 推 廣 至 各 級 學 校, 了 解 各 階 段 中 學 生 所 應 具 備 的 探 究 能 力 其 次, 本 研 究 亦 針 對 屏 東 市 某 國 小 學 生 進 行 施 測, 除 了 解 該 校 學 生 的 答 題 類 型 外, 並 分 析 前 後 測 間 的 差 異, 了 解 學 生 探 究 能 力 的 進 步 情 形 與 推 展 困 境 茲 分 別 敘 述 如 下 : (1) 實 作 題 的 精 緻 化 研 究 團 隊 在 發 展 實 作 題 時 發 現 情 境 的 融 入 有 助 於 誘 發 學 生 的 答 題 意 願, 學 生 從 一 開 始 的 界 定 問 題 即 能 察 覺 問 題 所 在, 研 究 者 更 發 現 學 生 的 答 題 模 式 與 其 後 設 認 知 部 分 有 很 大 的 關 聯 然 而 學 生 的 設 計 規 畫 與 實 作 驗 證 的 能 力 卻 沒 有 進 步 很 多, 分 析 部 分 原 因 與 時 下 之 教 科 書 提 供 食 譜 式 學 習 有 關, 再 則 教 師 上 課 時 呆 板 的 口 述 式 教 學 亦 影 響 學 生 的 探 究 能 力 ; 另 外 學 生 的 語 文 閱 讀 能 力 也 成 為 施 測 時 成 功 與 否 的 關 鍵! 為 了 避 免 題 目 上 不 良 的 表 面 效 度 影 響 學 生 的 答 題 意 願, 研 究 團 隊 討 論 修 改 了 先 前 的 題 幹 描 述, 改 以 較 口 語 化 甚 至 引 導 的 方 式 試 著 增 加 學 生 對 題 目 的 了 解 及 答 題 的 意 願 今 說 明 如 下 : a. 界 定 問 題 的 能 力 學 生 經 過 故 事 情 境 ( 賣 冰 塊 的 爺 爺 ) 的 洗 禮 後, 引 起 更 多 興 趣 與 問 題, 從 實 際 的 問 卷 得 分 情 形 很 少 發 現 有 看 不 懂 或 文 不 對 題 的 情 形 故 研 究 團 隊 並 未 對 題 幹 敘 述 有 大 的 變 革, 僅 就 遣 詞 用 字 方 面 稍 加 潤 飾 以 增 加 學 生 閱 讀 的 清 晰 度 29

b. 設 計 規 畫 的 能 力 從 學 生 的 答 題 發 現, 舊 有 的 題 幹 直 接 以 開 放 式 的 問 題 : 如 果 老 師 提 供 下 面 幾 種 物 品, 來 比 賽 誰 是 拒 絕 融 化 的 冰, 你 會 如 何 設 計 實 驗? 切 入 設 計 實 驗 的 核 心, 學 生 的 填 答 也 顯 得 突 兀 而 不 知 所 措, 更 影 響 後 面 的 得 分 故 研 究 團 隊 思 考 並 更 改 題 幹 的 描 述 改 以 引 導 的 方 式 : 生 活 中 有 許 多 物 品 可 以 用 來 隔 絕 熱 的 傳 播, 以 下 請 你 以 冰 塊 為 主 體, 置 入 不 同 的 容 器 中 來 比 賽 誰 是 拒 絕 融 化 的 冰 讓 學 生 知 道 需 要 準 備 的 相 關 器 材 以 達 成 誘 答 的 效 果 c. 實 作 驗 證 的 能 力 在 實 際 操 作 實 驗 階 段, 舊 有 的 題 幹 描 述 強 調 學 生 自 我 設 計 實 驗, 並 以 此 實 驗 設 計 畫 出 實 驗 的 表 格, 對 於 長 久 接 觸 食 譜 式 教 科 書 訓 練 的 學 生 而 言 無 疑 的 是 沉 重 的 打 擊, 得 分 情 形 亦 普 遍 的 偏 低 故 研 究 團 隊 改 以 提 供 不 同 的 變 項 觀 察 學 生 是 否 會 依 此 設 計 ( 畫 ) 出 二 維 的 表 格, 經 過 施 測 後 結 果 明 顯 的 優 於 舊 有 的 題 幹 陳 述 方 式 d. 解 釋 分 析 的 能 力 學 生 的 解 釋 分 析 的 能 力 可 分 成 比 較 解 釋 彙 整 資 料 與 作 推 論 等 不 同 的 能 力 成 分 如 前 所 述, 學 生 在 完 全 開 放 的 實 驗 模 式 中 已 是 苛 刻 的 考 驗, 於 此 改 為 給 與 實 驗 表 格 實 驗 數 據, 檢 測 學 生 是 否 能 從 數 據 中 規 納 重 要 的 資 訊 或 證 據, 作 為 解 釋 實 驗 結 果 的 依 據 ; 進 而 從 證 據 中 做 推 論 茲 列 舉 題 幹 如 下 : 右 邊 表 格 是 小 華 那 組 的 實 驗 記 錄, 請 你 從 數 據 中 判 斷 哪 一 種 盒 子 最 能 減 緩 冰 塊 融 化 的 速 度, 你 是 怎 麼 知 道 的? 時 間 盒 子 e. 溝 通 辯 證 的 能 力 實 驗 前 冰 塊 重 原 題 幹 描 述 需 進 行 班 級 分 組, 由 各 組 上 台 報 告 所 蒐 集 彙 整 的 實 驗 結 果, 再 由 學 生 之 間 進 行 彼 此 的 批 判 辯 證, 最 後 形 成 紙 筆 紀 錄 過 程 中 不 僅 耗 時 費 力, 班 級 常 規 的 維 持 更 是 一 大 考 驗 故 此 題 型 亦 更 改 為 簡 答 式 的 問 句, 提 供 某 一 錯 誤 的 情 境 或 實 驗 結 果, 檢 視 學 生 是 否 能 從 句 子 中 發 現 錯 誤 的 概 念 或 陳 述 20 分 鐘 40 分 鐘 60 分 鐘 鐵 盒 100 克 80 公 克 70 公 克 62 公 克 紙 盒 100 克 93 公 克 86 公 克 80 公 克 塑 膠 盒 100 克 88 公 克 80 公 克 75 公 克 30

茲 將 修 訂 前 後 的 試 題 比 較 如 表 12: 表 12: 實 作 題 賣 冰 塊 的 爺 爺 之 題 幹 修 訂 前 後 比 較 探 究 能 力 修 訂 前 修 訂 後 題 幹 說 明 題 幹 說 明 備 註 看 了 上 面 的 故 事, 你 覺 得 老 爺 看 了 上 面 的 故 事, 你 覺 得 老 爺 察 覺 問 題 爺 想 要 解 決 什 麼 問 題? 爺 想 要 解 決 什 麼 問 題? 界 這 種 方 式 真 的 可 以 減 緩 冰 塊 在 冰 塊 上 面 覆 蓋 棉 被 的 這 種 方 式 說 明 更 清 定 形 成 假 設 融 化 的 速 度 嗎? 請 說 明 你 的 方 式, 真 的 可 以 減 緩 冰 塊 融 化 楚 問 理 由 的 速 度 嗎? 請 說 明 你 的 理 由 題 經 過 老 師 的 講 解 後, 說 說 看 在 說 說 看 在 你 生 活 中 有 哪 些 類 描 述 更 簡 潔 清 新 舊 經 驗 你 生 活 中 有 哪 些 類 似 的 經 似 的 經 驗? 楚 驗? 如 果 老 師 提 供 下 面 幾 種 物 生 活 中 有 許 多 物 品 可 以 用 來 直 接 引 入 實 驗 品, 來 比 賽 誰 是 拒 絕 融 化 的 隔 絕 熱 的 傳 播, 以 下 請 你 以 冰 所 需 器 材 及 思 設 冰, 你 會 如 何 設 計 實 驗? 塊 為 主 體, 置 入 不 同 的 容 器 中 考 可 能 的 實 驗 計 ( 冰 塊 膠 帶 水 桶 棉 被 來 比 賽 誰 是 拒 絕 融 化 的 變 因 規 毛 毯 保 麗 龍 紙 箱 舊 報 紙 冰, 該 如 何 設 計 實 驗? 請 寫 畫 塑 膠 袋 繩 棉 花 碼 表 記 出 你 的 想 法 錄 表 溫 度 計 燒 杯 量 筒 ( 冰 塊 膠 帶 水 桶 棉 被 放 大 鏡 ) 毛 毯 保 麗 龍 紙 箱 舊 報 紙 塑 膠 袋 繩 棉 花 碼 表 記 錄 表 溫 度 計 燒 杯 量 筒 蒐 集 資 料 放 大 鏡 ) 任 何 的 實 驗 都 可 能 得 收 集 一 任 何 的 實 驗 都 可 能 得 收 集 一 些 資 料 來 增 加 我 們 的 功 力, 你 些 資 料 來 增 加 我 們 的 功 力, 你 覺 得 需 要 從 哪 些 地 方 蒐 尋 資 料 呢? 請 勾 選 出 覺 得 需 要 從 哪 些 地 方 蒐 尋 資 料 呢? 請 勾 選 出 課 本 圖 書 館 : 課 本 圖 書 館 : 類 別 網 路 : 關 鍵 字 類 別 網 路 : 關 鍵 字 詢 問 他 人 ( 誰 ) 詢 問 他 人 ( 誰 ) 其 它 其 它 規 畫 實 驗 流 程 預 測 結 果 請 考 慮 關 鍵 的 因 素, 詳 細 說 明 你 的 實 驗 步 驟 請 考 慮 關 鍵 的 因 素, 詳 細 說 明 你 的 實 驗 步 驟 根 據 你 所 規 劃 的 實 驗, 請 你 預 根 據 你 所 規 劃 的 實 驗, 請 你 預 測 會 得 出 怎 樣 的 結 果? 說 說 測 會 得 出 怎 樣 的 結 果? 說 說 看 為 什 麼 會 這 麼 想 看 為 什 麼 會 這 麼 想 31

實 作 驗 證 解 釋 分 析 溝 通 辯 證 運 用 器 材 運 用 圖 表 輔 助 記 錄 想 到 要 進 行 什 麼 實 驗 了 嗎? 實 驗 中 你 會 用 到 哪 些 器 材, 請 刪 除 贅 述 來 看 看 你 們 的 創 意 吧! 寫 出 來 實 驗 中 你 會 用 到 哪 些 器 材, 請 寫 出 來 小 華 那 組 想 利 用 鐵 盒 木 盒 及 想 一 想, 如 何 設 計 適 當 的 表 格 來 幫 助 你 記 錄? 請 畫 出 來 引 出 不 同 的 實 保 麗 龍 盒 來 分 別 比 較 不 同 時 驗 變 項, 考 驗 學 間 (10 分 20 分 30 分 ) 冰 塊 生 對 二 維 表 格 融 化 的 情 形, 請 你 幫 忙 想 想 如 的 設 計 能 力 何 設 計 適 當 的 表 格 來 協 助 記 錄? 請 畫 出 來 操 作 完 實 驗 後, 請 你 將 實 驗 結 右 邊 表 格 是 小 華 那 組 的 實 驗 考 驗 學 生 是 否 比 較 解 果 填 入 表 格 中, 整 理 並 寫 出 自 記 錄, 請 你 從 數 據 中 判 斷 哪 一 能 將 表 格 的 數 釋 彙 整 己 的 發 現 或 實 驗 結 果 種 盒 子 最 能 減 緩 冰 塊 融 化 的 據 彙 整, 並 做 解 資 料 速 度, 你 是 怎 麼 知 道 的? 釋 ( 表 格 略 ) 做 推 論 溝 通 探 究 過 程 與 批 判 質 疑 以 這 樣 的 情 況 來 看, 你 認 為 哪 考 驗 學 生 將 現 一 個 盒 子 裡 的 冰 塊 會 最 快 融 有 的 資 訊 做 預 化 完 為 什 麼? 測 推 論 聽 過 本 組 或 其 它 組 的 報 告 從 第 9 題 的 表 格 中, 你 覺 得 他 運 用 紙 筆 書 寫 後, 請 分 別 記 錄 你 從 報 告 過 程 們 做 此 實 驗 時 是 否 已 經 考 慮 中 發 現 的 問 題 好 公 平 性? 該 怎 麼 做 才 能 讓 實 驗 進 行 得 更 公 平? 說 說 你 的 想 法 方 式 引 出 學 生 批 判 質 疑 的 能 力 (2) 評 分 判 準 的 精 緻 化 因 應 試 題 的 修 訂, 評 分 判 準 亦 需 作 調 整, 最 大 的 轉 變 是 把 原 本 冗 長 的 描 述 句 ( 描 述 情 境 的 狀 態 ) 改 為 一 般 性 的 描 述, 茲 列 舉 比 較 如 表 13: 探 究 能 力 界 定 問 題 的 能 力 察 覺 問 題 得 分 3 2 表 13: 評 分 判 準 之 精 緻 化 原 評 分 判 準 因 新 舊 經 驗 衝 突 而 提 出 的 問 題 或 問 題 中 能 結 合 熱 的 經 驗 ( 例 : 把 棉 被 蓋 在 冰 塊 上 不 是 會 很 熱, 應 該 比 較 快 融 化 嗎?) 修 訂 後 之 評 分 判 準 能 透 過 組 織 分 類 或 比 較, 提 出 可 探 討 性 的 延 伸 問 題 ( 能 將 現 象 加 以 組 織 分 類 或 比 較, 提 出 可 探 討 性 的 問 題 ) 能 觀 察 出 棉 被 與 冰 塊 之 間 的 相 互 作 用 透 過 所 觀 察 之 整 體 現 象 提 出 無 延 伸 關 係 進 而 提 出 問 題 如 懷 疑 棉 被 對 冰 塊 性 的 問 題 的 保 溫 效 果 所 提 出 的 問 題 ( 例 : 為 什 ( 透 過 所 觀 察 之 現 象 所 提 出 之 問 題 ) 麼 要 在 冰 塊 上 放 棉 被 呢?) 32

1 沒 有 經 過 詳 細 觀 察 而 提 出 的 問 題 或 提 到 情 境 中 沒 有 出 現 的 保 溫 裝 置 ( 例 : 為 什 麼, 小 明 的 爺 爺 不 把 冰 塊 放 在 保 麗 龍 盒 裡 呢?) 只 提 出 所 觀 察 之 片 段 現 象 或 物 體 的 構 造, 無 法 據 以 轉 換 成 可 探 討 的 問 題 0 沒 有 提 出 任 何 問 題 或 提 出 與 情 境 或 探 究 主 題 無 關 的 問 題 ( 例 : 怎 麼 會 沒 有 提 出 任 何 問 題 或 提 出 與 情 境 或 在 冰 塊 上 放 棉 被 呢? 夏 天 時 不 要 賣, 休 探 究 主 題 無 關 的 問 題 息 一 下! 冬 天 時 賺 的 錢 留 著 慢 慢 用 也 可 以 自 己 想 辦 法 ) 研 究 團 隊 經 討 論 後 發 現 這 樣 的 陳 述 不 僅 符 合 情 境 所 需, 更 期 望 能 應 用 於 不 同 的 情 境, 當 設 計 不 同 的 實 作 題 時 將 可 一 體 適 用, 故 將 五 個 探 究 能 力 之 評 分 判 準 都 作 一 般 性 的 敘 述, 如 表 14 所 示 : 表 14: 修 訂 後 之 評 分 判 準 界 定 問 題 設 探 究 能 力 察 覺 問 題 形 成 假 設 新 舊 經 驗 聯 結 蒐 集 得 分 3 2 1 修 訂 後 評 分 判 準 能 透 過 組 織 分 類 或 比 較, 提 出 可 探 討 性 的 延 伸 問 題 ( 能 將 現 象 加 以 組 織 分 類 或 比 較, 提 出 可 探 討 性 的 問 題 ) 透 過 所 觀 察 之 整 體 現 象 提 出 無 延 伸 性 的 問 題 ( 透 過 所 觀 察 之 現 象 所 提 出 之 問 題 ) 只 提 出 所 觀 察 之 片 段 現 象 或 物 體 的 構 造, 無 法 據 以 轉 換 成 可 探 討 的 問 題 0 沒 有 提 出 任 何 問 題 或 提 出 與 情 境 或 探 究 主 題 無 關 的 問 題 3 能 提 出 完 整 因 果 關 係 之 假 設 2 只 提 出 單 一 原 因 而 無 完 整 之 因 果 關 係 之 假 設 1 提 出 與 情 境 相 關 性 低 的 假 設 0 沒 有 提 出 任 何 假 設 或 提 出 與 情 境 或 探 究 主 題 無 關 之 陳 述 3 能 提 出 新 舊 經 驗 的 衝 突 2 能 提 出 與 實 驗 情 境 相 關 的 經 驗 1 提 出 與 情 境 相 關 性 低 的 經 驗 0 沒 有 提 出 或 提 出 與 情 境 無 相 關 的 經 驗 3 能 針 對 情 境 說 出 所 需 資 料 的 來 源 及 類 別 資 料 2 能 提 出 資 料 類 別, 唯 類 別 之 陳 述 有 暇 疵 或 與 情 境 的 相 關 性 低 33

計 規 畫 實 作 驗 證 解 釋 分 析 溝 通 辯 証 規 劃 實 驗 流 程 預 測 結 果 運 用 儀 器 ( 器 材 ) 運 用 圖 表 輔 助 紀 錄 比 較 解 釋 彙 整 資 料 做 推 論 的 能 力 溝 通 探 究 過 程 與 批 判 質 疑 的 能 力 1 只 提 出 蒐 集 資 料 來 源 而 無 資 料 類 別 0 沒 有 提 出 任 何 蒐 集 方 法 及 資 料 類 別 3 能 考 量 關 鍵 因 素, 至 少 能 掌 握 一 個 變 因, 進 而 提 出 其 實 驗 流 程 2 能 提 出 簡 單 之 實 驗 流 程, 唯 未 提 及 變 因 之 掌 控 或 有 流 程 有 暇 疵 1 只 提 出 簡 單 的 想 法 而 無 詳 細 說 明 0 沒 有 提 出 任 何 的 想 法 或 無 關 的 想 法 3 能 提 出 完 整 因 果 關 係 之 假 設 2 能 考 量 部 分 因 果 關 係 或 僅 依 單 一 之 舊 經 驗 而 提 出 之 假 設 1 只 提 出 預 測 結 果 而 無 原 因 說 明 0 未 提 出 任 何 預 測 式 之 假 設 或 提 出 與 情 境 無 關 之 假 設 3 操 作 正 確 紀 錄 詳 實 2 操 作 正 確 但 紀 錄 不 詳 實 1 操 作 不 正 確 0 不 知 如 何 操 作 3 會 依 照 不 同 的 自 變 項 ( 二 維 的 變 項 ) 繪 製 簡 易 的 表 格 2 能 繪 製 簡 易 的 表 格, 但 自 變 項 的 呈 現 仍 有 暇 疵 (ex 僅 呈 現 一 維 變 項 ) 1 以 圖 像 畫 出, 呈 現 出 不 同 情 境 間 的 比 較 空 白 繪 製 不 正 確 或 沒 有 編 製 表 格 只 以 圖 象 畫 出, 但 沒 有 呈 現 不 同 情 境 0 間 的 比 較 3 分 析 實 驗 數 據, 找 出 其 通 則 性 或 因 果 關 係, 歸 納 並 解 釋 實 驗 結 論 2 從 表 格 之 數 據 中 彙 整 部 分 結 果 或 引 用 不 完 整 的 數 據, 解 釋 實 驗 結 果 僅 寫 出 正 確 的 答 案, 並 未 從 數 據 上 說 明 原 因, 憑 自 己 的 印 象 或 僅 從 單 個 1 數 據 中 得 出 答 案 0 寫 出 不 正 確 的 答 案 或 其 它 不 相 關 的 答 案 3 寫 出 不 公 平, 並 能 正 確 的 說 出 至 少 一 種 應 考 慮 的 因 素 2 僅 寫 出 不 公 平, 但 未 做 說 明, 或 說 明 之 內 容 不 合 理 1 寫 出 公 平, 不 說 明 原 因 或 與 做 出 與 題 意 相 違 的 解 釋 0 寫 出 不 正 確 的 答 案 或 其 它 不 相 關 的 答 案 34

3. 正 式 施 測 施 測 分 為 前 測 ( 五 六 年 級 全 體 學 生 ) 與 後 測 ( 六 年 級 四 個 班 級 學 生 ), 從 前 測 的 結 果 得 知 學 生 普 遍 的 答 題 類 型 及 探 究 能 力 的 程 度, 學 期 末 再 針 對 六 年 級 的 四 個 班 級 作 後 測 以 檢 視 學 生 探 究 能 力 的 進 步 情 形, 前 後 測 期 間 教 學 者 於 所 教 學 單 元 中 儘 可 能 融 入 探 究 能 力 的 教 學, 並 於 每 次 學 生 作 答 所 發 現 之 迷 思 概 念 或 缺 乏 的 能 力 部 分 則 實 施 認 知 教 學, 以 提 升 學 生 的 學 習 概 念 或 探 究 能 力 每 次 施 測 時 間 為 二 節 課, 第 一 節 為 界 定 問 題 與 設 計 規 劃 能 力 的 測 驗, 第 二 節 為 實 作 與 解 釋 分 析 及 溝 通 辯 證 能 力 的 測 驗 ( 三 ) 研 究 結 果 與 討 論 1. 問 卷 答 題 分 析 學 生 填 答 類 型 分 析 有 助 於 研 究 者 了 解 試 題 的 難 易 度, 更 可 知 道 學 生 所 存 在 的 迷 思 概 念, 因 此 研 究 團 隊 針 對 五 六 年 級 學 生 的 填 答 情 形 彙 整 並 歸 納 學 生 可 能 的 填 答 類 型 ( 見 表 15) 從 學 生 的 回 饋 中 亦 可 修 進 一 步 做 試 題 的 精 緻 化, 使 題 幹 的 描 述 更 能 展 現 學 生 的 特 異 想 法, 今 分 析 如 下 : (1) 迷 思 概 念 的 呈 現 迷 思 概 念 的 產 生 多 與 其 成 長 學 習 背 景 相 關, 研 究 者 在 分 析 時 需 從 學 生 的 後 設 認 知 方 面 著 手 較 容 易 理 解 學 生 如 此 寫 的 原 因 本 試 題 的 主 要 概 念 是 熱 的 傳 播, 然 而 從 樣 本 中 發 現 學 生 普 遍 存 在 許 多 迷 思 概 念, 因 而 影 響 整 體 的 作 答 分 數 列 舉 如 下 : (2) 能 力 的 消 長 不 可 以, 棉 被 的 熱 度 讓 冰 塊 融 化 的 速 度 增 加 ( 學 生 填 答 ) 棉 被 會 隨 著 接 觸 的 物 品 改 變 自 己 的 溫 度, 因 此 有 保 溫 的 效 果 ( 學 生 填 答 ) 棉 被 可 以 阻 止 紫 外 線 的 照 射 ( 學 生 填 答 ) 鍋 子 著 火 時 將 蓋 子 蓋 上 可 以 隔 絕 空 氣 ( 學 生 填 答 ) 冰 箱 裡 的 食 物 拿 出 來 一 下 子 就 臭 掉 ( 學 生 填 答 ) 在 五 個 探 究 能 力 中, 學 生 對 於 不 同 能 力 會 有 不 同 的 表 現 ( 不 同 的 得 分 ), 從 文 字 描 述 即 可 看 出 不 同 在 界 定 問 題 的 能 力 方 面, 學 生 的 填 答 情 形 較 接 近 問 題 的 核 心, 所 得 的 分 數 也 較 高 ; 然 而 在 設 計 規 畫 的 能 力 與 實 作 驗 證 的 能 力 方 面 學 生 就 缺 乏 實 際 經 驗, 對 於 變 因 的 掌 控 亦 不 確 實 列 舉 如 下 : 用 各 種 材 料 覆 在 冰 塊 上 看 哪 個 材 料 可 以 使 冰 塊 比 較 慢 融 化 ( 設 計 實 驗 ) 首 先 拿 冰 塊 放 入 一 樣 大 的 盒 子 過 幾 分 鐘 看 冰 塊 融 化 的 程 度 ( 設 計 實 驗 ) 唯 在 表 格 設 計 上 的 表 現 尚 可, 學 生 多 能 以 二 維 表 格 型 式 表 現 出 來, 與 先 前 ( 計 畫 的 第 一 和 第 二 年 ) 對 鄉 下 學 校 學 生 的 施 測 有 天 壤 之 別 ; 在 解 釋 分 析 的 能 力 與 溝 通 辯 證 的 能 力 方 面 因 已 修 改 為 給 定 的 表 格, 故 學 生 只 需 從 表 格 裡 判 斷 彙 整 結 論 即 可, 能 力 上 亦 沒 有 太 大 的 起 伏 綜 觀 上 述, 學 生 對 於 設 計 與 操 弄 實 驗 的 能 力 仍 有 很 多 進 步 的 空 間, 尤 其 是 語 文 的 理 解 及 變 因 的 控 制 方 面 更 是 需 要 加 強 的 部 分 35

(3) 因 果 關 係 的 判 定 在 形 成 假 設 與 預 測 結 果 的 能 力 方 面 需 要 學 生 根 據 其 後 設 認 知 經 驗 來 下 結 論 作 判 斷, 也 就 是 前 因 來 形 成 後 果 ; 由 問 卷 中 發 現 學 生 的 前 因 有 根 據 理 論 而 來, 有 根 據 生 活 經 驗 而 來, 甚 至 只 有 前 因 而 無 後 果, 這 些 觀 點 就 容 易 形 成 迷 思 概 念, 影 響 其 得 分 列 舉 如 下 : 因 為 太 陽 不 會 晒 到 冰 塊 ( 有 前 因 無 後 果 )( 形 成 假 設 的 能 力 ) 棉 被 會 吸 收 熱 氣, 冰 塊 冒 的 白 煙 會 把 熱 氣 推 出 去 ( 迷 思 概 念 )( 形 成 假 設 的 能 力 ) 保 麗 龍, 因 為 保 麗 龍 都 是 不 透 氣 的 ( 有 前 因 無 後 果 )( 預 測 結 果 的 能 力 ) 表 15: 學 生 填 答 類 型 分 析 探 究 能 力 得 分 學 生 答 題 舉 例 歸 納 學 生 填 答 類 型 不 要 讓 冰 塊 這 麼 快 融 化 ( 減 緩 融 化 速 度 ) 3 不 要 讓 冰 塊 在 中 午 前 融 化 ( 減 緩 融 化 速 1. 減 緩 冰 塊 融 化 速 度 度 ) 2 冰 塊 不 要 融 化 1. 冰 塊 不 要 融 化 冰 塊 融 化 速 度 很 快 2. 保 溫 與 散 熱 的 概 念 要 解 決 保 溫 和 散 熱 的 問 題 界 定 問 題 察 覺 問 題 形 成 假 設 1 0 3 2 我 發 現 冰 塊 融 化 的 很 快 上 面 蓋 棉 被 用 保 麗 龍 把 冰 塊 包 住 棉 被 可 以 隔 熱 所 以 比 較 慢 溶 化 就 把 冰 塊 用 袋 子 裝 起 來 放 在 小 冰 箱 裡 教 大 家 來 吃 冰 減 少 太 陽 照 射 可 避 免 照 射 到 太 陽 可 以 保 溫 可 避 免 照 射 到 太 陽 可 減 緩 冰 塊 融 化 速 度 因 為 可 以 減 少 陽 光 也 可 以 減 少 熱 的 傳 播 棉 被 有 厚 度 所 以 可 以 隔 熱 因 布 和 棉 花 是 不 易 傳 熱 的 棉 被 有 保 溫 的 功 能 如 果 太 陽 一 直 照 射 棉 被 溫 度 就 會 升 高 那 冰 塊 就 融 化 了 如 果 是 深 色 的 被 子 不 但 不 能 保 溫 反 而 更 快 融 化 因 深 色 的 衣 服 被 子 易 吸 熱 減 少 被 太 陽 照 到 的 機 會 ( 只 有 因 沒 有 果 ) 減 少 熱 度 散 發 因 為 太 陽 不 會 晒 到 冰 塊 是, 減 少 輻 射 棉 被 會 隨 著 接 觸 的 物 品 改 變 自 己 的 溫 度, 因 此 有 保 溫 的 效 果 棉 被 會 吸 收 熱 氣, 冰 塊 冒 的 白 煙 會 把 熱 氣 推 出 去 是, 減 少 熱 氣 入 侵 不 可 以, 棉 被 的 熱 度 讓 冰 塊 融 化 的 速 度 增 加 1. 只 是 提 出 觀 察 到 的 現 象, 而 非 提 出 可 探 討 性 的 問 題 2. 相 關 性 低 的 陳 述 或 問 題 1. 題 出 與 情 境 不 相 關 的 陳 述 2. 空 白 1. 提 到 熱 傳 播 的 容 易 度 與 保 溫 的 概 念 2. 提 出 太 陽 輻 射 的 概 念 呈 現 因 果 關 係 1. 只 有 因 沒 有 果 的 陳 述 (ex: 因 為 太 陽 不 會 晒 到 冰 塊 ) 2. 棉 被 因 會 生 熱 而 讓 冰 塊 快 速 融 化 ( 迷 思 概 念 ) 3. 其 他 迷 思 概 念 36

界 定 問 題 設 計 規 畫 新 舊 經 驗 聯 結 蒐 集 資 料 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 規 劃 3 可 以 吧! 因 為 棉 被 可 以 防 止 太 陽 棉 被 可 以 反 射 陽 光 棉 被 會 吸 收 太 陽 的 輻 射 線 棉 被 可 以 阻 止 紫 外 線 的 照 射 可 以 降 低 溫 度 蓋 棉 被 會 增 加 熱 度 不 可 以, 棉 被 不 能 隔 熱 不 行 因 為 反 而 剪 少 對 流 讓 溫 度 升 高 不 能 因 為 棉 被 會 吹 熱 飯 放 到 電 鍋 裡 我 們 睡 覺 時 蓋 棉 被 可 以 維 持 體 溫 不 清 楚, 我 沒 有 辦 法 證 明, 我 也 沒 做 過 實 驗 請 客 時 用 保 麗 龍 或 報 紙 把 冰 塊 包 起 來 在 太 陽 下 吃 冰 很 快 融 化 熱 水 加 冰 塊, 冰 塊 快 速 融 化 飲 料 放 後 車 箱 因 很 悶 熱 就 融 掉 了 將 湯 倒 進 保 溫 鍋 包 子 放 在 竹 籠 裡 把 冰 水 裝 在 保 溫 瓶 裡 冰 箱 裡 吃 冰 時 不 要 吹 電 風 扇 不 然 很 快 融 化 有, 吹 冷 氣 時 會 想 蓋 被 子 戴 帽 子 比 較 不 會 被 太 陽 照 到 從 冷 凍 拿 出 的 飲 料 因 為 瓶 子 的 關 係 很 久 才 會 融 化 有, 吹 冷 氣 時 會 想 蓋 被 子 穿 深 色 的 外 套 會 吸 熱 比 較 暖 和 鍋 子 著 火 時 將 蓋 子 蓋 上 可 以 隔 絕 空 氣 冰 箱 裡 的 食 物 拿 出 來 一 下 子 就 臭 掉 沒 有 皮 膚 曬 太 陽 太 久 會 脫 皮 保 鮮 膜 可 以 隔 絕 食 物 的 味 道 隔 熱 如 何 讓 冰 塊 不 會 融 如 何 讓 冰 塊 維 持 低 溫 冰 塊 保 溫 冰 塊 融 化 保 溫 器 具 37 1. 輻 射 線 紫 外 線 來 傳 熱 等 迷 思 概 念 2. 與 情 境 無 關 的 陳 述 1. 提 出 與 情 境 不 相 關 的 陳 述 2. 空 白 未 呈 現 新 舊 經 驗 衝 突 的 描 述 1. 提 到 食 物 的 隔 熱 保 溫 等 概 念 之 實 際 經 驗 1. 隔 絕 空 氣 發 霉 等 體 驗 ( 迷 思 概 念 ) 2. 蓋 被 子 帽 子 等 保 暖 體 驗 ( 迷 思 概 念 ) 3. 與 情 境 無 關 的 陳 述 1. 提 出 與 情 境 不 相 關 的 陳 述 2. 空 白 1. 提 出 隔 熱 保 溫 ( 器 具 ) 冰 塊 等 相 關 之 關 鍵 字 來 源 勾 選 網 路, 唯 關 鍵 字 卻 打 成 吃 1. 類 別 選 擇 有 矛 盾 或 暇 疵 冰 或 冰 塊 問 媽 媽 1. 只 提 出 來 源 並 無 類 別 圖 書 館 網 路 不 知 道 1. 提 出 與 情 境 不 相 關 的 陳 述 有 用 的 資 料 2. 空 白 先 測 量 冰 塊 的 重 量 再 分 別 把 相 同 的 冰 塊 1. 接 受 直 述 法 或 條 列 式 算 式 放 到 保 麗 龍 盒 每 10 分 鐘 測 量 一 次 再 記 2. 能 掌 握 關 鍵 的 變 因 書 寫 出 來 到 表 格 上

設 計 規 畫 實 驗 流 程 預 測 結 果 2 1 0 3 2 1 0 用 各 種 材 料 覆 在 冰 塊 上 看 哪 個 材 料 可 以 使 冰 塊 比 較 慢 融 化 首 先 拿 冰 塊 放 入 一 樣 大 的 盒 子 過 幾 分 鐘 看 冰 塊 融 化 的 程 度 簡 單 的 想 法, 直 述 寫 出 去 買 冰 塊 再 買 保 麗 龍 箱 把 冰 塊 放 到 保 麗 龍 裡 就 可 以 了 1. 未 提 出 關 鍵 的 變 因 或 流 程 有 暇 疵 1. 簡 單 而 不 完 整 的 直 述 句 2. 沒 有 不 同 操 縱 變 因 的 單 一 實 驗 (ex: 去 買 冰 塊 再 買 保 麗 龍 箱 把 冰 塊 放 到 保 麗 龍 裡 就 可 以 了 ) 不 知 道 1. 提 出 與 情 境 不 相 關 的 陳 述 2. 空 白 保 麗 龍 的 保 溫 效 果 最 好, 因 為 家 裡 的 熱 水 用 鐵 鍋 裝 和 用 保 麗 龍 裝 時 的 溫 度 不 1. 具 有 適 當 的 因 果 關 係 陳 述 一 樣 2. 包 含 舊 經 驗 的 體 驗 或 理 論 的 解 有 蓋 蓋 子 的 最 慢 溶 化, 因 為 可 以 防 止 太 釋 陽 直 射, 所 以 不 太 容 易 融 化 傳 導 速 度 愈 快, 保 溫 效 果 愈 不 好 水 桶 裡 的 冰 不 容 易 融 化 因 為 我 看 過 百 科 全 書 我 覺 得 是 保 麗 龍, 因 為 請 客 的 冰 都 用 保 麗 龍 裝 保 麗 龍, 因 為 保 麗 龍 都 是 不 透 氣 的 塑 膠 袋 中 較 悶 熱, 會 使 冰 塊 較 快 融 化 塑 膠 袋, 因 為 它 可 以 隔 絕 熱 氣 保 麗 龍 因 為 可 以 使 空 氣 慢 一 點 接 觸 到 我 覺 得 是 保 麗 龍 因 為 它 可 以 保 冰 傳 熱 較 慢 隔 熱 較 不 好 的 物 品 比 較 快 融 化 比 單 一 保 麗 龍 的 融 化 速 度 慢 因 為 有 多 重 的 保 護 棉 被 容 易 吸 水 融 化 速 度 慢 不 容 易 讓 陽 光 跑 進 去 沒 寫 結 果 只 有 寫 原 因 ex 因 保 麗 龍 可 以 絕 熱 毛 毯 因 舊 報 紙 和 保 麗 龍 都 可 以 避 免 陽 光 照 到 冰 塊 冰 塊 會 化 一 些 應 該 ok 不 清 楚, 沒 做 過 實 驗 提 出 無 根 據 的 臆 測 隔 絕 太 陽, 所 以 不 會 融 化 保 麗 龍 可 以 隔 絕 太 陽 的 紫 外 線 1. 簡 單 的 舊 經 驗 陳 述 (ex: 我 有 看 過 ) 2. 簡 單 的 推 測 ( 只 有 因 沒 有 果 ) 3. 迷 思 概 念 1. 只 寫 出 結 果 無 原 因 說 明 2. 只 寫 出 原 因 無 結 果 呈 現 1. 提 出 與 情 境 不 相 關 的 陳 述 2. 空 白 38

實 作 驗 證 解 釋 分 析 溝 通 辯 証 會 依 照 不 同 的 自 變 項 ( 二 維 的 變 項 ) 繪 製 1. 會 依 照 不 同 的 自 變 項 ( 二 維 的 變 運 3 簡 易 的 表 格 項 ) 繪 製 簡 易 的 表 格 用 1. 能 繪 製 簡 易 的 表 格, 但 自 變 項 的 圖 能 繪 製 簡 易 的 表 格, 但 自 變 項 的 呈 現 仍 有 2 呈 現 仍 有 暇 疵 (ex 僅 呈 現 一 維 變 表 暇 疵 (ex 僅 呈 現 一 維 變 項 ) 項 ) 輔 1 以 圖 像 畫 出, 呈 現 出 不 同 情 境 間 的 比 較 1. 以 圖 像 畫 出, 呈 現 出 不 同 情 境 間 助 的 比 較 紀 空 白 繪 製 不 正 確 或 沒 有 編 製 表 格 只 以 圖 1. 提 出 與 情 境 不 相 關 的 陳 述 錄 0 象 畫 出, 但 沒 有 呈 現 不 同 情 境 間 的 比 較 2. 空 白 3 有 做 一 些 加 減 法 的 比 較 用 實 驗 前 後 冰 塊 的 重 量 比 較 1. 根 據 表 格 數 據 寫 出 並 呈 現 結 果 比 較 解 釋 彙 整 資 料 做 推 論 的 能 力 2 1 0 溝 通 探 究 3 過 程 與 批 2 鐵 盒 比 較 快, 因 20 分 時 剩 80g,40 分 時 剩 70g,60 分 時 剩 62g 鐵 盒, 因 不 管 過 幾 分 鐘 重 量 都 比 其 它 的 輕 鐵 盒, 減 重 速 度 快 紙 盒 剩 下 的 冰 塊 重 量 最 重 因 鐵 盒 比 較 悶 ; 因 紙 盒 較 通 風 ; 因 為 圖 表 這 樣 寫 只 呈 現 出 每 個 數 據 就 說 出 誰 最 好 鐵 盒, 因 鐵 盒 不 能 保 溫 紙 盒 會 散 熱 鐵 盒 會 散 熱 鐵 盒, 因 鐵 盒 很 透 風 因 紙 盒 在 每 段 時 間 都 剩 下 最 多 我 是 看 表 格 裡 的 重 量 來 判 斷 的 從 表 格 得 知 寫 出 錯 誤 答 案 鐵 盒 因 為 鐵 盒 無 空 氣 認 為 不 公 平, 而 且 正 確 寫 出 至 少 一 個 需 考 量 的 變 項 要 先 設 定 好 地 點 和 溫 度 要 看 盒 子 的 大 小 或 有 沒 有 一 起 放 冰 塊 要 相 同 時 間 開 始 要 同 時 放 是 否 加 蓋 認 為 不 公 平, 唯 其 寫 出 之 原 因 與 實 驗 公 平 性 問 題 相 關 低 1. 引 用 單 一 數 據 或 部 分 結 果 而 作 的 解 釋 推 論 1. 僅 靠 直 覺 的 判 斷 或 簡 單 的 文 字 描 述 1. 提 出 與 情 境 不 相 關 的 陳 述 2. 空 白 1. 寫 出 不 公 平 並 寫 出 至 少 一 種 需 考 量 的 變 項 1. 寫 出 不 公 平 寫 出 之 原 因 與 實 驗 公 平 性 問 題 相 關 低 39

判 質 疑 的 能 力 1 認 為 公 平, 會 寫 出 其 迷 思 的 概 念 處 認 為 公 平, 因 放 在 常 溫 下 同 一 地 方 紀 錄 地 點, 盒 子 大 小 實 驗 應 同 時 開 始 進 行 要 用 三 個 秤 一 起 秤 不 要 中 途 測 量, 定 一 個 時 間 到 了 再 測 量 我 覺 得 要 用 鐵 盒 木 盒 保 麗 龍 盒 比 較 好 1. 寫 出 公 平 ( 或 未 寫 出 ) 迷 思 概 念 0 無 法 提 出 問 題 提 出 的 並 非 問 題 自 己 做 才 公 平 1. 提 出 與 情 境 不 相 關 的 陳 述 2. 空 白 2. 前 後 測 分 析 研 究 團 隊 特 別 選 取 六 年 級 的 四 個 班 級 學 生 進 行 前 後 測, 樣 本 數 130 人, 以 分 析 學 生 探 究 能 力 的 進 步 情 形 教 學 者 亦 是 本 團 隊 組 員, 在 教 學 過 程 中 融 入 探 究 式 能 力 的 培 養 在 預 測 結 果 ( 規 畫 實 驗 ) 與 運 用 圖 表 能 力 上 達 到 顯 著 性, 在 新 舊 經 驗 運 用 器 材 與 溝 通 辯 證 之 能 力 為 非 常 顯 著, 整 體 的 前 後 測 比 較 亦 呈 現 非 常 顯 著 ( 見 表 16) 由 此 可 見 經 過 教 學 後 學 生 的 部 分 探 究 能 力 已 能 提 升, 唯 學 生 的 察 覺 問 題 形 成 假 設 設 計 實 驗 與 解 釋 分 析 等 能 力 卻 未 能 如 預 期 的 達 到 顯 著 的 提 升, 研 究 團 隊 推 測 學 生 接 受 探 究 式 教 學 的 時 間 不 長, 需 經 過 長 期 的 累 積 才 有 成 效 表 16: 實 作 題 - 賣 冰 塊 的 爺 爺 前 後 測 分 析 統 計 表 項 目 前 測 後 測 M SD M SD T 顯 著 性 察 覺 問 題 2.697.781 2.672.755 -.300.764 形 成 假 設 1.762.996 1.853 1.001.821.413 新 舊 經 驗 1.754 1.262 2.164 1.101 2.877.005** 蒐 集 資 料 1.623.999 1.762.882 1.493.138 運 用 器 材 1.582.871 1.967.899 4.123.000** 規 畫 實 驗 1.123 1.175 1.303 1.198 1.581.116 預 測 結 果 1.041 1.301 1.344 1.377 2.211.029* 運 用 圖 表 2.451 1.045 2.713.828 2.571.011* 解 釋 資 料 2.172 1.162 2.254 1.132.572.568 預 測 結 果 2.377.903 2.525.741 1.627.106 溝 通 辯 證.500.774 1.221 1.110 6.452.000** 探 究 能 力 總 計 18.231 7.424 20.646 7.530 4.028.000** 註 :* 表 示 p<.05 ** 表 示 p<.01 樣 本 數 n=130 40

3. 教 學 省 思 a. 依 學 生 繪 製 表 格 的 經 驗, 學 生 在 二 維 表 格 的 繪 製 上 仍 有 困 擾 圖 像 的 呈 現 需 能 清 楚 表 現 出 不 同 情 境 間 的 相 異 處, 少 部 分 學 生 已 能 繪 製 二 維 的 實 驗 表 格, 只 是 變 項 的 呈 現 常 會 出 現 暇 疵, 如 圖 2~ 圖 4 所 示 圖 2: 無 法 繪 製 表 格 圖 3: 變 項 呈 現 有 暇 疵 圖 4: 變 項 呈 現 有 暇 疵 b. 學 生 在 國 小 階 段 對 於 變 因 的 控 制 仍 似 懂 非 懂, 更 別 提 能 完 整 的 掌 控 變 因, 故 求 其 實 驗 流 程 流 暢 即 可 小 學 的 自 然 教 科 書 是 以 要 改 變 的 因 素 及 保 持 不 變 的 因 素 來 取 代 控 制 變 因 及 操 縱 變 因, 在 規 畫 實 驗 流 程 中 學 生 既 要 寫 出 流 程, 又 要 控 制 好 變 因 實 屬 不 易 c. 溝 通 辯 證 的 能 力 可 針 對 各 組 學 生 上 台 報 告 時 的 缺 失 進 行 論 辯, 唯 時 間 的 掌 控 及 評 分 的 判 定 實 屬 不 易, 亦 可 由 老 師 提 出 與 探 究 情 境 相 關 的 小 故 事 情 境, 考 驗 學 生 批 判 質 疑 的 能 力 其 優 點 是 作 答 時 間 較 短, 可 測 出 學 生 的 思 考 辯 證 邏 輯, 但 是 卻 少 了 實 際 的 論 辯 機 會 ( 口 語 能 力 ), 殊 為 可 惜 ( 四 ) 建 議 1. 一 般 教 師 欲 培 養 學 生 的 探 究 能 力 需 於 課 堂 中 漸 進 式 進 行, 每 次 或 許 只 需 針 對 某 一 探 究 能 力 進 行 即 可, 否 則 誘 發 學 生 更 多 的 挫 折 感, 亦 浪 費 更 多 時 間 2. 各 版 本 自 然 科 教 科 書 可 以 配 合 在 習 作 裡 規 畫 引 導 式 之 設 計 規 畫 的 能 力 與 實 作 驗 證 的 能 力 的 填 答, 或 以 半 開 放 式 的 方 式 讓 學 生 自 我 設 計 甚 至 發 揮 創 造 力, 對 於 整 體 探 究 能 力 會 有 更 好 的 提 升 3. 若 是 因 為 教 學 時 間 不 充 足, 學 生 的 填 答 內 容 可 以 藉 以 發 展 成 為 選 擇 題 型, 相 互 檢 證 學 生 的 探 究 能 力 41

三 論 文 三 : 科 學 探 究 五 階 段 教 學 評 量 之 行 動 研 究 ( 一 ) 研 究 目 的 本 研 究 旨 在 了 解 一 位 研 究 教 師 於 實 際 教 學 情 境 中, 實 施 科 學 探 究 五 階 段 教 學 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 ( 二 ) 研 究 情 境 1. 釐 清 嵌 入 式 評 量 的 定 義 研 究 敎 師 為 屏 東 市 某 國 小 擔 任 中 年 級 自 然 與 生 活 科 技 的 教 學 第 一 年 研 究 剛 進 行 時, 研 究 敎 師 第 一 次 接 觸 嵌 入 式 評 量 這 個 名 詞, 了 解 嵌 入 式 評 量 不 同 於 以 往 傳 統 的 總 結 性 評 量, 嵌 入 式 評 量 是 要 教 師 一 邊 教 學, 一 邊 評 量 學 生 的 科 學 探 究 能 力 表 現, 並 進 行 補 救 教 學, 要 評 量 和 要 補 救 的 是 學 生 的 科 學 探 究 能 力, 並 非 學 生 的 科 學 知 識, 因 此 科 學 探 究 嵌 入 式 的 教 學 設 計 有 (1). 評 量 整 合 於 教 學 中 ;(2). 善 用 評 量 的 資 訊, 修 正 教 學 計 畫 ;(3). 實 施 多 元 評 量 ;(4). 動 態 的 評 量 時 機 ;(5). 使 用 開 放 性 的 問 題 等 五 種 特 點 了 解 了 嵌 入 式 評 量 的 定 義, 研 究 敎 師 就 著 手 進 行 科 學 探 究 教 案 的 編 寫 2. 嘗 試 將 教 學 法 改 變 成 科 學 探 究 五 階 段 教 學 研 究 敎 師 挑 選 特 定 單 元 嘗 試 設 計 科 學 探 究 五 階 段 教 學 教 案, 所 設 計 的 教 案 針 對 每 一 個 科 學 探 究 能 力 面 向 都 發 展 一 張 學 習 單, 並 進 行 試 教, 進 行 試 教 遭 遇 到 下 列 的 問 題 : 1. 學 習 單 太 多, 學 生 不 堪 負 荷 2. 教 師 無 法 立 即 評 量 出 學 生 的 科 學 探 究 能 力, 並 進 行 補 救 針 對 學 習 單 太 多, 研 究 者 研 究 教 師 與 研 究 小 組 商 討 出 來 的 策 略 是, 將 各 階 段 的 探 究 教 學 活 動 學 習 單 整 合 在 一 起, 或 是 採 用 教 學 觀 察 錄 影 教 師 日 誌 的 方 式 紀 錄 學 生 的 學 習 表 現, 但 是 教 師 無 法 立 即 評 量 出 學 生 的 科 學 探 究 能 力, 並 進 行 補 救, 這 個 困 境, 還 有 待 解 決 3. 全 面 實 施 科 學 探 究 五 階 段 教 學 活 動 研 究 敎 師 於 研 究 進 行 第 二 年 時, 擔 任 四 年 級 自 然 語 生 活 科 技 領 域 教 學, 在 這 一 學 年 的 教 學, 上 下 學 期 共 有 八 個 單 元, 除 了 月 亮 運 輸 工 具 與 能 源 和 昆 蟲 家 族 這 三 個 單 元 無 法 設 計 科 學 探 究 五 階 段 教 學 活 動, 其 他 五 個 單 元 全 部 實 施 科 學 探 究 五 階 段 教 學 活 動, 在 這 五 個 單 元 的 教 學 活 動, 除 了 讓 學 生 適 應 教 師 的 教 學 法, 更 進 一 步 收 集 學 生 的 科 學 探 究 能 力 表 現 (1) 學 生 的 先 備 知 識 影 響 學 生 的 科 學 探 究 能 力 表 現 研 究 教 師 任 教 的 班 級 學 生 所 從 事 的 第 一 個 科 學 探 究 活 動 是 水 生 家 族, 由 教 師 設 計 教 學 情 境, 讓 學 生 設 計 實 驗 流 程 找 出 布 袋 蓮 和 水 芙 蓉 能 適 應 水 中 生 活 的 秘 密 學 生 在 這 個 活 動 表 現 非 常 好, 都 能 針 對 教 學 情 境 提 出 可 探 討 性 的 問 題, 設 計 實 驗 並 歸 納 實 驗 結 果 上 台 報 告, 並 和 其 他 組 的 同 學 進 行 溝 通 辯 證, 這 樣 的 學 習 表 現 讓 研 究 教 師 非 常 有 信 心, 認 為 應 該 持 續 進 行 科 學 探 究 式 教 學, 培 養 學 生 的 科 學 探 究 能 力 42

奇 妙 的 光 是 學 生 進 行 的 第 二 個 科 學 探 究 活 動, 讓 學 生 進 行 光 的 行 進 路 線 和 美 麗 的 色 光 兩 個 主 題 活 動, 研 究 教 師 卻 發 現, 學 生 在 這 個 探 究 活 動 中, 科 學 探 究 能 力 表 現 卻 不 如 預 期, 同 樣 的 學 生 面 對 不 同 的 探 究 主 題, 卻 有 完 全 不 同 的 表 現, 因 此 研 究 者 與 研 究 教 師 分 析 教 材, 發 現 學 生 並 不 具 備 光 的 先 備 知 識, 對 光 的 主 題 並 不 像 植 物 的 主 題 一 樣 熟 悉, 因 此, 學 生 的 科 學 探 究 能 力 表 現, 會 受 先 備 知 識 影 響 (2) 補 強 學 生 先 備 知 識 和 提 升 科 學 探 究 能 力 的 二 階 段 教 學 評 量 設 計 在 三 年 級 下 學 期 通 電 的 玩 具 單 元 實 施 科 學 探 究 教 學, 由 於 學 生 在 學 習 本 單 元 之 前 對 於 交 互 作 用 這 個 主 題 中 的 次 主 題 電 磁 作 用 只 學 習 過 磁 鐵, 並 未 學 習 過 簡 單 電 路 的 相 關 知 識, 因 此 在 本 單 元 第 一 個 活 動 燈 泡 亮 了 中, 教 師 先 讓 學 生 觀 察 電 池 燈 泡 電 線 的 特 徵, 並 學 習 將 這 三 者 連 接 成 通 路, 接 著 讓 學 生 認 識 會 導 電 的 物 品, 和 學 習 設 計 簡 單 的 開 關, 補 強 學 生 的 先 備 知 識, 為 接 下 來 的 探 究 活 動 做 準 備 接 下 來, 分 別 設 計 燈 泡 的 串 聯 並 聯 與 電 池 的 串 聯 並 聯 兩 階 段 的 教 學 活 動, 在 這 兩 階 段 的 教 學 活 動 中, 教 師 都 只 提 出 問 題 情 境, 電 路 的 連 接 法 完 全 由 學 生 自 行 設 計, 並 實 際 動 手 實 驗 驗 證, 並 讓 學 生 由 發 表 討 論 活 動 中 發 現 電 路 並 聯 串 聯 的 不 同 最 後 最 亮? 最 暗? 活 動 是 屬 於 應 用 階 段, 學 生 必 須 應 用 之 前 所 學 有 關 燈 泡 與 電 池 的 串 聯 並 聯 的 知 識, 找 出 如 何 使 燈 泡 最 亮 和 最 暗 的 電 路 連 接 法 試 教 結 束 後, 對 於 教 學 歷 程 教 學 者 有 以 下 的 心 得 : a. 此 一 教 學 設 計 能 讓 學 生 依 自 己 的 想 法 設 計 實 驗 動 手 作 實 驗 完 成 實 驗 再 和 同 學 分 享, 是 一 種 以 學 生 為 主 的 教 學 設 計, 而 教 師 應 用 探 究 教 學 評 量, 除 了 能 掌 握 學 生 的 學 習 狀 況 了 解 學 生 的 能 力, 也 能 提 升 教 師 的 教 學 專 業 能 力 b. 通 電 的 玩 具 單 元, 教 師 讓 學 生 進 行 燈 泡 的 串 聯 並 聯 和 電 池 的 串 聯 並 聯 活 動, 進 行 電 池 的 串 聯 並 聯 活 動 時 由 於 學 生 已 經 有 了 燈 泡 的 串 聯 並 聯 活 動 的 經 驗, 因 此 在 設 計 規 劃 實 作 驗 證 解 釋 分 析 和 溝 通 辯 證 各 項 能 力 都 有 進 步, 因 此 針 對 不 同 單 元, 實 施 此 種 教 學 設 計 應 能 提 升 學 生 們 的 科 學 探 究 能 力, 培 養 學 生 帶 得 走 的 能 力 c. 學 生 日 常 生 活 中 雖 然 經 常 使 用 電 器 產 品, 但 是 對 於 電 路 的 連 接 方 式 卻 一 無 所 知, 因 此 在 進 行 探 究 活 動 之 前, 教 師 先 補 強 學 生 的 先 備 知 識, 以 利 學 生 探 究 活 動 的 進 行 ; 但 是 進 行 解 釋 分 析 階 段 和 溝 通 辯 證 階 段, 學 生 一 開 始 也 無 法 解 釋 分 析 自 己 實 驗 結 果 和 別 人 進 行 溝 通 辯 證, 經 過 教 師 的 指 導 學 生 才 學 會 解 釋 分 析 自 己 實 驗 結 果 和 別 人 進 行 溝 通 辯 證, 因 此 要 讓 學 生 進 行 探 究 活 動, 除 了 要 先 了 解 學 生 的 先 備 知 識, 在 探 究 的 過 程 中 教 師 也 要 適 時 為 學 生 搭 起 鷹 架, 協 助 學 生 走 過 最 佳 發 展 區 4. 確 定 各 階 段 教 學 學 生 科 學 探 究 能 力 評 分 判 準 經 過 兩 年 的 試 教 分 析, 研 究 者 與 研 究 教 師 擬 定 了 各 階 段 教 學 的 探 究 能 力 成 分 和 評 分 判 準, 分 述 如 下 : (1) 界 定 問 題 階 段 a. 察 覺 問 題 : ( 層 次 1) 沒 有 提 出 任 何 問 題 或 提 出 與 情 境 或 探 究 主 題 無 關 的 問 題 ( 層 次 2) 只 提 出 所 觀 察 之 片 段 現 象, 無 法 據 以 轉 換 成 問 題 43

( 層 次 3) 透 過 所 觀 察 之 現 象 所 提 出 之 問 題 ( 層 次 4) 能 將 現 象 加 以 組 織 分 類 或 比 較, 提 出 可 探 討 性 的 問 題 b. 形 成 假 設 : ( 層 次 1) 沒 有 提 出 任 何 假 設 或 提 出 與 情 境 或 探 究 主 題 無 關 之 陳 述 ( 層 次 2) 提 出 與 情 境 相 關 性 低 的 假 設 ( 層 次 3) 只 提 出 單 一 原 因 而 無 完 整 之 因 果 關 係 之 假 設 ( 層 次 4) 能 提 出 完 整 因 果 關 係 之 假 設 c. 新 舊 經 驗 聯 結 : ( 層 次 1) 沒 有 提 出 或 提 出 與 情 境 無 相 關 的 經 驗 ( 層 次 2) 提 出 與 情 境 相 關 性 低 的 經 驗 ( 層 次 3) 能 提 出 與 實 驗 情 境 相 關 的 經 驗 ( 層 次 4) 能 提 出 新 舊 經 驗 的 衝 突 (2) 設 計 規 劃 階 段 a. 蒐 集 資 料 : ( 層 次 1) 沒 有 提 出 任 何 蒐 集 方 法 及 資 料 類 別 ( 層 次 2) 只 提 出 蒐 集 資 料 來 源 而 無 資 料 類 別 ( 層 次 3) 能 提 出 資 料 類 別, 唯 類 別 之 陳 述 有 暇 疵 或 與 情 境 的 相 關 性 低 ( 層 次 4) 能 針 對 情 境 說 出 所 需 資 料 的 來 源 及 類 別 b. 規 劃 實 驗 流 程 : ( 層 次 1) 沒 有 提 出 任 何 的 想 法 或 無 關 的 想 法 ( 層 次 2) 只 提 出 簡 單 的 想 法 而 無 詳 細 說 明 ( 層 次 3) 能 提 出 簡 單 之 實 驗 流 程, 唯 未 提 及 變 因 之 掌 控 或 流 程 有 暇 疵 ( 層 次 4) 能 考 量 關 鍵 因 素, 至 少 能 掌 握 一 個 變 因, 進 而 提 出 完 整 實 驗 流 程 c. 預 測 結 果 : ( 層 次 1) 未 提 出 任 何 預 測 式 之 假 設 或 提 出 與 情 境 無 關 之 假 設 ( 層 次 2) 只 提 出 預 測 結 果 而 無 原 因 說 明 ( 層 次 3) 能 考 量 部 分 因 果 關 係 或 僅 依 單 一 舊 經 驗 而 提 出 之 假 設 ( 層 次 4) 能 提 出 完 整 因 果 關 係 之 假 設 (3) 實 作 驗 證 階 段 a. 多 元 思 考 解 決 探 究 過 程 所 發 生 之 問 題 : ( 層 次 1) 無 法 提 出 有 效 之 解 決 策 略 ( 層 次 2) 提 出 之 解 決 策 略 並 無 法 完 全 解 決 所 發 生 之 問 題 ( 層 次 3) 有 寫 出 一 個 有 效 的 解 決 策 略 ( 層 次 4) 能 提 出 兩 個 以 上 有 效 之 問 題 解 決 策 略 b. 運 用 儀 器 ( 器 材 ): ( 層 次 1) 不 知 如 何 操 作 ( 層 次 2) 操 作 不 正 確 ( 層 次 3) 操 作 正 確, 但 紀 錄 不 詳 實 44

( 層 次 4) 操 作 正 確, 且 紀 錄 詳 實 c. 運 用 圖 表 輔 助 紀 錄 ( 層 次 1) 空 白 繪 製 不 正 確 或 沒 有 編 製 表 格 只 以 圖 象 畫 出, 但 沒 有 呈 現 不 同 情 境 間 的 比 較 ( 層 次 2) 以 圖 像 畫 出, 呈 現 出 不 同 情 境 間 的 比 較 ( 層 次 3) 能 繪 製 簡 易 的 表 格, 但 自 變 項 的 呈 現 仍 有 暇 疵 (ex 僅 呈 現 一 維 變 項 ) ( 層 次 4) 會 依 照 不 同 的 自 變 項 ( 二 維 的 變 項 ) 繪 製 簡 易 的 表 格 (4) 解 釋 分 析 階 段 a. 比 較 解 釋 彙 整 資 料 做 推 論 的 能 力 : ( 層 次 1) 寫 出 不 正 確 的 答 案 或 其 它 不 相 關 的 答 案 ( 層 次 2) 僅 寫 出 正 確 的 答 案, 並 未 從 數 據 上 說 明 原 因, 憑 自 己 的 印 象 或 僅 從 單 一 數 據 中 得 出 答 案 ( 層 次 3) 從 表 格 之 數 據 中 彙 整 部 分 結 果 或 引 用 不 完 整 的 數 據, 解 釋 實 驗 結 果 ( 層 次 4) 分 析 實 驗 數 據, 找 出 其 通 則 性 或 因 果 關 係, 歸 納 並 解 釋 實 驗 結 論 (5) 溝 通 辯 證 階 段 a. 溝 通 探 究 過 程 與 批 判 質 疑 的 能 力 : ( 層 次 1) 無 法 提 出 本 組 或 它 組 報 告 時 所 產 生 的 問 題 ( 層 次 2) 提 出 本 組 或 它 組 報 告 時 無 關 之 問 題 ( 層 次 3) 能 提 出 本 組 或 它 組 報 告 時 所 產 生 的 問 題, 唯 問 題 與 實 際 報 告 內 容 相 關 性 低 ( 層 次 4) 提 出 的 問 題 結 構 完 整, 與 報 告 內 容 相 關 ( 三 ) 探 究 教 學 評 量 之 設 計 了 解 了 學 生 在 各 個 階 段 的 科 學 探 究 能 力 表 現 之 後, 研 究 者 與 教 學 者 思 考 要 如 何 確 實 的 提 升 學 生 的 科 學 探 究 能 力, 閱 讀 文 獻 之 後, 決 定 採 用 外 國 學 者 Phillips & Germann 所 發 展 的 PTEMA 策 略, 作 為 科 學 探 究 五 階 段 教 學 中 的 引 導 策 略 PTEMA 策 略 就 是 在 每 一 個 教 學 流 程 都 分 別 融 入 Prepare Trial Evaluate Model 和 Apply 五 個 策 略 1.Prepare 策 略 : 就 是 準 備 階 段, 教 師 設 計 好 讓 學 生 投 入 科 學 探 究 的 情 境 2. Trial 策 略 : 就 是 讓 學 生 投 入 嘗 試 探 究 3. Evaluate 策 略 : 就 是 教 師 評 價 學 生 的 科 學 探 究 方 案 4. Model 策 略 : 就 是 學 生 和 教 師 共 同 建 構 一 個 科 學 探 究 行 動 模 範 5. Apply 策 略 : 就 是 準 備 進 入 下 一 個 探 究 階 段 教 學 者 依 照 透 過 國 小 中 年 級 自 然 與 生 活 科 技 領 域 奇 妙 的 水 單 元 來 設 計 一 科 學 探 究 教 學 活 動 ( 見 附 錄 三 ), 藉 由 這 五 項 科 學 探 究 能 力 面 向 來 評 量 學 生 之 科 學 探 究 能 力, 並 嘗 試 融 入 引 導 與 補 救 策 略, 提 升 學 生 的 科 學 探 究 能 力 45

( 四 ) 研 究 結 果 試 教 成 果 與 檢 討 研 究 者 分 析 如 下 : 1. 界 定 問 題 階 段 (1) 學 生 科 學 探 究 能 力 表 現 讓 學 生 試 驗 哪 些 物 品 會 浮 或 會 沉 實 驗 之 後, 學 生 觀 察 到 大 部 分 的 金 屬 都 會 沉 入 水 中, 例 如 : 迴 紋 針 硬 幣 ; 接 著 老 師 示 範 實 驗 讓 學 生 觀 察 不 鏽 鋼 的 筷 子 湯 匙 會 沉 入 水 中, 不 鏽 鋼 碗 和 便 當 盒 反 而 會 浮 在 水 面 上, 讓 學 生 觀 察 這 一 矛 盾 的 現 象 之 後 提 出 問 題, 學 生 提 出 的 問 題 可 以 分 為 下 列 四 個 層 次 : 層 次 1: 無 法 提 出 問 題 或 提 出 與 情 境 無 關 的 問 題 例 如 : 沒 有 什 麼 問 題 為 什 麼 自 動 筆 有 時 候 會 浮 有 時 會 沉 層 次 2: 只 根 據 觀 察 到 的 片 段 情 境 提 出 問 題 例 如 : 為 什 麼 湯 匙 會 沉 為 什 麼 便 當 盒 碗 會 浮 起 來 層 次 3: 依 照 教 學 者 設 計 的 情 境 提 出 問 題 例 如 : 為 什 麼 有 些 不 鏽 鋼 餐 具 有 的 會 浮 有 的 會 沉 層 次 4: 進 一 步 提 出 可 探 究 性 的 問 題 例 如 : 重 量 和 會 沉 會 浮 有 沒 有 關 係? 各 層 次 學 生 表 現 比 例 如 下 表 : 表 17: 界 定 問 題 階 段 各 層 次 學 生 表 現 比 例 學 生 表 現 層 次 1 層 次 2 層 次 3 層 次 4 學 生 比 例 11% 39% 46% 4% (2) 實 施 引 導 策 略 學 生 學 習 表 現 老 師 挑 選 這 四 個 層 次 的 問 題 各 幾 份 學 習 單, 用 教 學 提 示 機 依 序 向 學 生 分 析 這 四 種 問 題 的 優 缺 點, 並 在 學 生 的 學 習 單 上 評 上 1 分 2 分 3 分 4 分, 學 生 都 很 有 興 趣 想 知 道 自 己 得 到 幾 分, 而 且 學 生 寫 完 立 即 給 學 生 回 饋, 學 生 很 專 注 在 聽 老 師 講 評, 學 生 能 夠 感 受 到 這 四 種 問 題 層 次 間 的 不 同, 收 到 很 好 的 教 學 效 果 一 般 傳 統 的 教 學, 當 老 師 問 學 生 : 有 沒 有 問 題! 學 生 通 常 都 回 答 : 沒 有 問 題!, 因 此 在 這 一 階 段 的 教 學, 教 師 要 學 生 提 出 問 題, 有 一 些 班 上 一 些 成 績 比 較 好 的 同 學 不 加 思 索, 就 回 答 : 沒 有 問 題! 而 這 些 同 學 看 到 自 己 的 學 習 單 上 得 到 最 低 等 級 的 1 分, 反 而 能 夠 刺 激 這 些 同 學 加 以 反 省! 在 日 後 的 科 學 探 究 活 動, 多 動 動 腦, 思 考 問 題 的 所 在 2. 設 計 規 劃 階 段 (1) 學 生 科 學 探 究 能 力 表 現 在 第 一 階 段 學 生 觀 察 到 同 樣 是 不 鏽 鋼 材 質, 作 成 不 同 的 形 狀 後, 會 因 為 形 狀 不 同, 而 影 響 物 體 的 浮 或 沉, 因 此 教 師 將 一 塊 膠 泥 沉 入 水 中, 讓 學 生 思 考 要 怎 麼 做 才 能 讓 膠 泥 浮 在 水 面 上, 學 生 想 到 的 做 法 有 些 正 確 有 些 錯 誤 包 括 下 列 幾 種 情 形 : 46

a. 學 生 所 寫 出 錯 誤 的 答 案 有 下 列 幾 種 : (a) 不 知 道 (b) 利 用 其 他 輔 助 的 東 西 (c) 減 少 膠 泥 或 膠 泥 减 半 (d) 增 加 水 量 b. 學 生 所 寫 出 正 確 的 答 案 有 下 列 幾 種 : (a) 變 更 形 狀 (b) 在 膠 泥 中 間 戳 一 個 洞 (c) 先 把 它 壓 平 看 看 會 不 會 浮 起 來 (d) 把 膠 泥 搓 成 像 船 的 形 狀 ( 想 法 和 生 活 經 驗 連 結 ) (e) 把 膠 泥 搓 成 碗 的 形 狀 ( 想 法 和 老 師 示 範 的 情 境 連 結 ) (f) 把 膠 泥 做 成 空 心 的 東 西 接 著 老 師 出 題 : 老 師 給 每 一 位 學 生 一 塊 膠 泥, 要 比 賽 看 看 誰 的 膠 泥 可 以 在 水 面 上 載 比 較 多 硬 幣, 想 一 想 要 控 制 哪 些 因 素, 比 賽 才 公 平 是 要 測 驗 學 生 是 否 有 控 制 變 因 的 概 念, 結 果 學 生 的 反 應 如 下 : (a) 有 27% 的 學 生 無 法 寫 出 任 一 項 正 確 的 控 制 變 因 (b) 有 25% 的 學 生 寫 出 一 項 正 確 的 控 制 變 因 (c) 有 29% 的 學 生 能 寫 出 二 項 正 確 的 控 制 變 因 (d) 有 17% 的 學 生 能 寫 出 三 項 正 確 的 控 制 變 因 (e) 只 有 1% 的 學 生 能 寫 出 四 項 正 確 的 控 制 變 因 寫 出 正 確 的 控 制 變 因 項 目 有 : 膠 泥 的 大 小 重 量 要 一 樣 硬 幣 大 小 要 一 樣 水 量 要 一 樣 多 不 可 以 在 水 裡 加 東 西 ( 鹽 ) 容 器 要 一 樣 而 寫 出 錯 誤 的 項 目 有 : (a) 空 白 未 作 答 (b) 寫 出 實 驗 時 要 注 意 的 事 項 例 如 : 把 膠 泥 搓 成 船 形 小 心 的 把 錢 放 在 膠 泥 上, 把 膠 泥 捏 成 更 大 的 形 狀 錢 要 一 個 一 個 放 (c) 寫 出 比 賽 時 的 規 則 ( 但 不 一 定 正 確 ) 例 如 : 要 遵 守 規 則 要 一 起 放 硬 幣 不 可 以 作 弊 要 給 每 個 人 的 硬 幣 數 量 要 一 樣 方 法 不 能 學 別 人 手 不 可 以 扶 不 可 以 推 別 人 的 水 (d) 寫 出 應 變 變 因 例 如 : 每 個 人 都 捏 成 船 形 才 公 平 一 樣 的 形 狀 教 師 先 講 解 完 需 要 掌 控 哪 些 控 制 變 因 之 後, 接 著 出 題 : 老 師 給 你 一 塊 膠 泥, 讓 你 捏 出 不 同 的 形 狀, 看 看 各 種 形 狀 的 膠 泥 各 可 以 載 多 少 一 元 硬 幣, 浮 在 水 面 上, 你 要 怎 麼 做 呢? 把 你 的 實 驗 步 驟 寫 下 來! 讓 學 生 寫 出 實 驗 步 驟, 完 整 的 實 驗 步 驟 應 該 包 括 下 列 各 項 步 驟 : (a) 將 膠 泥 捏 出 一 種 形 狀 (b) 把 膠 泥 放 在 水 上 (c) 放 入 硬 幣 (d) 紀 錄 實 驗 結 果 47

(e) 換 另 一 種 形 狀 再 做 實 驗 而 有 的 學 生 不 會 寫 出 任 何 步 驟 或 寫 錯 (6%), 或 是 寫 出 的 步 驟 不 完 整 (94%), 沒 有 學 生 能 寫 出 完 整 的 步 驟 寫 完 實 驗 步 驟, 接 著 要 學 生 設 計 一 個 表 格, 來 紀 錄 各 種 形 狀 的 硬 幣 各 載 了 幾 個 硬 幣 學 生 設 計 出 來 的 表 格 包 括 下 列 幾 種 情 形 : (a) 不 會 設 計 (b) 設 計 的 格 子 不 能 紀 錄 (c) 設 計 的 紀 錄 表 並 非 表 格 (d) 只 畫 出 空 白 的 格 子 (e) 表 格 並 未 標 示 縱 軸 橫 軸 的 項 目 (f) 設 計 出 完 整 可 紀 錄 的 表 格 (2) 實 施 補 救 策 略 學 生 學 習 表 現 教 師 用 學 生 所 寫 的 實 驗 步 驟 當 例 子, 糾 正 同 學 疏 漏 的 部 分, 讓 學 生 自 我 修 正, 修 正 後 有 63% 的 學 生 能 寫 出 完 整 的 實 驗 步 驟, 有 27% 的 學 生 會 漏 寫 一 個 步 驟, 只 有 10% 的 學 生 會 漏 寫 2 步 驟 或 2 步 驟 以 上 老 師 用 設 計 出 完 整 可 紀 錄 的 表 格 的 同 學 當 例 子, 告 訴 同 學 適 當 的 表 格 需 要 具 備 的 要 素 實 施 補 救 策 略 並 讓 修 正 自 己 所 設 計 表 格 來 紀 錄 實 驗 結 果, 只 有 3% 的 學 生 設 計 出 完 整 且 標 示 縱 軸 橫 軸 項 目 的 表 格, 其 餘 93% 的 學 生 也 能 設 計 出 可 以 紀 錄 的 表 格, 雖 然 有 些 表 格 的 形 式 尚 不 嚴 謹 3. 實 作 驗 證 階 段 (1) 學 生 科 學 探 究 能 力 表 現 教 師 為 每 位 學 生 準 備 一 塊 相 同 大 小 的 膠 泥, 並 請 每 位 學 生 自 備 數 個 一 元 硬 幣, 學 生 在 動 手 作 實 驗 時 會 遇 到 的 困 難 是 膠 泥 無 法 順 利 浮 在 水 面 上, 原 因 可 能 是 膠 泥 會 有 縫 細 漏 水 而 沉 下 去 原 本 設 計 的 膠 泥 形 狀 都 無 法 浮 在 水 面 上 或 是 無 法 作 出 原 本 設 計 的 膠 泥 形 狀 ; 學 生 解 決 的 方 法 是 一 直 嘗 試 作 各 種 形 狀 的 膠 泥, 看 哪 些 形 狀 可 以 浮 在 水 面 上 (2) 實 施 補 救 策 略 學 生 學 習 表 現 教 師 隨 時 組 間 巡 視, 了 解 學 生 操 作 實 驗 時 的 困 難 之 處, 並 隨 時 分 享 學 生 的 創 意 做 法, 提 醒 學 生 各 種 解 決 問 題 的 方 法, 則 每 位 學 生 皆 能 順 利 完 成 實 驗 4. 解 釋 分 析 階 段 (1) 學 生 科 學 探 究 能 力 表 現 讓 學 生 自 行 歸 納 實 驗 結 果, 則 能 依 照 實 驗 結 果 歸 納 出 載 比 較 多 一 元 硬 幣 的 膠 泥 形 狀 的 學 生 有 93%, 只 有 7% 的 學 生 無 法 精 準 的 歸 納 出 能 載 比 較 多 一 元 硬 幣 的 膠 泥 形 狀 是 哪 一 種 學 生 在 紀 錄 實 驗 結 果 時 會 遇 到 的 困 難 是 原 本 設 計 膠 泥 形 狀 無 法 浮 在 水 面 上, 只 好 將 數 量 都 寫 0, 再 記 錄 實 際 作 實 驗 時 能 浮 在 水 面 上 的 膠 泥 形 狀 和 數 量 48

(2) 實 施 補 救 策 略 學 生 學 習 表 現 大 部 分 的 學 生 都 能 正 確 歸 納 出 能 載 比 較 多 一 元 硬 幣 的 膠 泥 形 狀 是 哪 一 種, 班 上 只 有 幾 位 學 生 無 法 正 確 的 歸 納 出 膠 泥 的 形 狀, 原 因 是 對 活 動 單 的 題 目 無 法 正 確 理 解, 經 過 教 師 的 提 醒, 全 部 的 學 生 則 都 能 了 解 題 目 的 意 思, 正 確 寫 出 膠 泥 的 膠 泥 形 狀 5. 溝 通 辯 證 階 段 (1) 學 生 科 學 探 究 能 力 表 現 讓 學 生 上 台 報 告, 台 下 的 學 生 提 出 各 式 各 樣 天 馬 行 空 的 問 題, 無 法 聚 焦 在 活 動 的 主 題, 因 此 教 師 必 須 適 時 引 導 學 生 關 注 的 重 點 (2) 實 施 補 救 策 略 學 生 學 習 表 現 這 個 教 學 活 動 的 重 點 是 希 望 學 生 了 解 物 體 的 形 狀 會 影 響 物 體 的 浮 或 沉, 因 此 教 師 提 示 學 生 : 要 注 意 聽 分 享 者 實 驗 結 果 中 載 最 多 硬 幣 的 膠 泥 形 狀, 找 出 載 最 多 硬 幣 的 膠 泥 形 狀 有 什 麼 秘 訣, 和 你 的 實 驗 結 果 有 什 麼 不 一 樣, 經 過 事 先 的 引 導, 學 生 比 較 知 道 發 問 問 題 的 方 向, 所 問 的 問 題 內 容 也 比 較 有 深 度 由 學 生 的 報 告 和 發 問 歸 納 出 : 能 載 最 多 硬 幣 的 膠 泥 是 周 圍 要 高 起 來, 不 能 完 全 扁 平 學 生 報 告 : 只 有 杯 子 形 能 承 載 硬 幣 學 生 發 問 : 為 什 麼 只 有 杯 子 形 能 承 載 硬 幣? 學 生 回 答 : 因 為 我 的 杯 子 行 是 先 搓 成 圓 球, 中 間 再 讓 它 凹 下 去, 旁 邊 都 高 高 的 ( 五 ) 教 學 省 思 (960504 學 生 上 課 問 答 紀 錄 ) 學 生 報 告 : 我 的 扁 形 在 最 多 硬 幣 學 生 發 問 : 為 什 麼 你 的 扁 形 能 載 最 多 硬 幣 學 生 回 答 : 因 為 我 的 扁 形 旁 邊 有 高 起 來 一 點 點 (960504 學 生 上 課 問 答 紀 錄 ) 研 究 者 針 對 融 入 評 量 與 補 救 策 略 的 科 學 探 究 式 教 學 的 省 思 如 下 : 1. 教 材 的 編 寫 結 合 理 論 與 實 務 教 材 的 編 寫 採 用 研 究 者 前 兩 年 的 研 究 所 提 出 的 科 學 探 究 能 力 的 五 個 面 向 為 主, 能 夠 將 理 論 與 實 務 結 合, 在 教 學 的 過 程 中 也 能 同 時 評 量 學 生 的 學 習 表 現, 了 解 學 生 的 學 習 表 現, 研 究 教 師 也 能 在 平 時 的 教 學 活 動 中 融 入 補 救 策 略, 提 升 學 生 的 科 學 探 究 能 力 2. 學 生 是 教 室 的 主 人 教 學 活 動 的 設 計 是 以 學 生 為 主, 教 師 的 教 學 重 點 是 一 開 始 的 教 學 情 境 設 計, 教 師 先 佈 置 一 個 能 引 發 學 生 學 習 動 機 的 探 究 情 境, 教 師 將 學 生 引 入 學 習 情 境 之 後, 就 讓 學 生 自 行 探 究, 探 究 流 程 的 進 行 就 是 以 科 學 探 究 能 力 的 五 個 面 向 來 設 計, 研 究 教 師 扮 演 協 助 者 的 角 色, 充 分 了 解 學 生 的 探 究 能 力 表 現, 適 時 融 入 引 導 策 略 與 補 救 策 略, 提 升 學 生 的 科 學 探 究 能 力 3. 教 學 活 動 注 重 能 力 的 評 量 與 補 救 整 個 教 學 活 動 強 調 培 養 學 生 的 科 學 探 究 能 力, 教 師 需 要 了 解 教 學 成 效 到 底 如 何, 因 此 一 邊 教 學 一 邊 評 量 學 生 的 科 學 探 究 能 力 表 現, 了 解 學 生 的 能 力 表 現 之 後, 運 用 同 儕 學 習 的 方 式, 49

展 示 分 享 學 生 的 優 良 表 現, 讓 其 他 同 學 模 仿 學 習, 同 時 能 力 高 的 學 生 也 得 到 讚 賞 鼓 勵, 全 班 同 學 都 能 提 升 各 自 的 科 學 探 究 能 力 50

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 ( 一 ) 研 究 目 的 國 科 會 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 領 域 科 學 探 究 能 力 之 培 養 : 科 學 探 究 能 力 之 評 量 為 三 年 的 研 究 計 畫, 第 三 年 的 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 自 然 科 教 師, 參 與 第 三 年 的 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 本 研 究 推 動 小 組, 原 想 參 與 高 雄 縣 閱 讀 列 車 活 動, 在 其 中 設 計 科 學 遊 戲 站, 讓 參 與 活 動 的 同 學 來 玩 科 學 遊 戲 小 組 工 作 討 論 時, 有 不 同 的 新 思 維 產 出, 通 常 所 見 的 園 遊 會 形 式 的 科 學 遊 戲, 是 否 能 檢 視 或 提 升 學 生 科 學 探 究 能 力? 在 熱 鬧 之 餘, 對 學 生 探 究 能 力 實 質 幫 助 又 有 多 少 呢? 經 討 論 後, 除 了 原 先 計 畫 參 與 高 雄 縣 閱 讀 列 車 活 動 外, 另 外 再 於 屏 東 市 某 國 小 辦 理 科 學 探 究 學 習 營, 活 動 目 的 如 下 : 1. 科 學 教 育 推 廣 2. 探 究 式 教 學 評 量 之 教 學 績 效 檢 視 3. 增 進 教 師 活 動 設 計 能 力 4. 提 升 學 生 科 學 學 習 興 趣 5. 檢 視 與 提 高 學 生 科 學 探 究 能 力 ( 二 ) 設 計 理 念 1. 不 採 科 學 園 遊 會 形 式 : 園 遊 會 通 常 不 明 確 分 齡 個 別 化 不 分 程 度 沒 有 時 間 限 制 以 指 導 或 仿 作 為 學 習 主 軸 以 宣 傳 或 行 銷 活 動 為 主, 較 不 注 重 活 動 的 內 涵, 較 少 有 課 程 架 構 2. 以 小 組 進 行, 取 代 個 人 : 考 量 時 間 因 素 及 活 動 的 深 度, 小 組 共 同 參 與, 發 揮 群 策 群 力, 取 代 個 人 單 打 獨 鬥, 建 立 團 體 運 作 的 優 良 典 範 3. 以 檢 視 學 生 探 究 能 力 為 主 : 希 望 透 過 活 動 來 了 解 學 生 探 究 能 力 的 建 立 情 形 如 何? 是 否 達 成 探 究 教 學 的 目 標? 所 以 活 動 設 計 以 能 讓 學 生 展 現 探 究 能 力 或 創 造 力 為 主 的 活 動 為 主 題 4. 以 競 賽 提 升 學 習 專 注 力 : 透 過 分 站 評 分, 學 生 有 較 好 的 專 注 力 及 使 命 感, 能 較 積 極 的 參 與 達 成 團 隊 目 標 以 爭 取 團 隊 榮 譽, 同 時 也 能 維 持 較 好 的 活 動 秩 序 5. 內 容 設 計 要 能 檢 視 出 學 生 科 學 探 究 能 力 五 個 能 力 面 向 :(1). 界 定 問 題 能 力 (2). 設 計 規 劃 能 力 (3). 實 做 驗 證 能 力 (4). 解 釋 分 析 能 力 (5). 溝 通 辯 証 能 力 6. 活 動 內 容 以 生 活 應 用 為 主 : 希 望 透 過 活 動 來 驗 證 學 生 國 小 自 然 科 學 學 習 能 力 建 立 與 及 在 生 活 上 應 用 的 成 效 7. 活 動 除 了 檢 視 學 生 能 力 外, 還 希 望 透 過 活 動 讓 學 生 建 構 面 對 問 題 的 正 確 態 度, 形 成 符 合 科 學 探 究 精 神 的 解 決 問 題 模 式 ( 三 ) 活 動 方 式 1. 學 生 組 隊 報 名 : 學 生 五 人 一 隊 共 12 隊, 每 一 隊 取 一 隊 名 ( 自 行 命 名 ) 增 加 學 生 參 與 感, 並 方 便 對 於 隊 伍 的 稱 呼 51

2. 利 用 活 動 中 心 寬 敞 空 間, 配 置 出 上 課 空 間 ( 教 學 活 動 ) 以 及 四 個 關 的 活 動 位 置, 在 同 一 空 間 進 行 活 動, 可 以 一 目 了 然 全 程 掌 控 學 生 活 動, 有 助 於 學 生 秩 序 維 持, 並 節 省 活 動 的 換 站 時 間 3. 每 一 關 同 時 有 三 個 隊 伍 進 行 闖 關, 可 以 相 互 激 勵, 促 使 學 生 認 真 進 行 活 動, 以 便 爭 取 榮 譽 ( 四 ) 活 動 規 劃 與 設 計 理 念 1. 教 學 活 動 :< 平 衡 玩 具 製 作 > 以 探 究 式 的 教 學 活 動 引 發 學 生 對 於 探 究 歷 程 的 思 考 與 回 顧, 作 為 闖 關 活 動 的 暖 身 2. 闖 關 活 動 設 計 (1) < 第 一 關 > 科 學 想 一 想 : 這 一 關 設 計 有 三 個 活 動, 目 的 是 要 評 量 學 生 的 界 定 問 題 能 力 第 一 個 活 動 是 吹 不 熄 的 火, 第 二 個 活 動 是 剪 刀 的 魔 力, 這 兩 個 活 動 是 要 學 生 透 過 現 象 的 觀 察, 提 出 延 伸 性 的 探 討 問 題 第 三 個 活 動 是 科 學 萬 花 筒, 這 個 活 動 是 讓 學 生 藉 由 閱 讀 一 篇 報 章 雜 誌 中 節 錄 關 於 地 球 暖 化 的 文 章, 讓 學 生 藉 由 閱 讀 與 察 覺 這 篇 文 章 所 要 表 達 的 重 點, 並 能 將 它 一 一 陳 列 出 來, 更 希 望 學 生 在 閱 讀 完 這 些 資 料 後 會 將 心 中 產 生 的 疑 問 提 出 來 與 人 討 論 分 享 (2) < 第 二 關 > 企 劃 高 手 : 這 一 關 設 計 二 個 活 動, 目 的 是 要 學 生 利 用 以 前 的 學 習 中 所 獲 的 知 識, 來 思 考 問 題 的 關 鍵, 並 規 劃 出 可 行 的 實 驗 步 驟 來 進 行 科 學 驗 證 第 一 個 活 動 是 螞 蟻 上 樹, 玩 具 的 設 計 第 二 個 活 動 是 清 涼 一 夏, 利 用 不 同 的 顏 色, 來 進 行 熱 量 吸 收 程 度 的 探 討 (3) < 第 三 關 > 動 手 不 動 口 : 這 一 關 只 進 行 一 個 主 題 亮 不 亮 有 關 係, 讓 學 生 回 顧 以 前 學 過 的 電 池 及 燈 泡 的 串 聯 與 並 聯, 設 計 紀 錄 表 來 紀 錄 不 同 的 連 接 方 式 的 燈 泡 亮 度, 並 實 際 操 作 找 出 最 亮 的 連 接 方 式 (4) < 第 四 關 > 辯 論 高 手 : 這 一 關 設 計 了 兩 個 情 境, 一 個 是 我 的 光 線 會 轉 彎 ( 光 的 折 射 ), 另 一 個 是 變 辨 辯 ( 熱 的 傳 導 ), 目 的 是 要 學 生 透 過 現 象 的 觀 察, 思 索 出 正 確 的 概 念, 並 且 與 小 組 人 員 進 行 討 論, 當 小 組 人 員 產 生 不 同 看 法 時 就 進 行 溝 通 辯 証 的 過 程, 直 到 達 成 共 識 才 在 學 習 單 上 做 明 確 的 表 述 3. 活 動 回 饋 單 填 寫 活 動 結 束 後, 請 學 生 填 寫 活 動 回 饋 單, 可 以 讓 我 們 了 解 學 生 對 與 這 次 活 動 的 看 法, 與 了 解 是 否 提 高 學 生 的 科 學 學 習 興 趣, 以 便 作 為 將 來 活 動 設 計 的 改 進 參 考 ( 五 ) 活 動 過 程 與 內 容 以 下 針 對 這 四 項 的 活 動 過 程 與 內 容 利 用 表 格 一 一 詳 細 說 明 關 名 < 第 一 關 > 科 學 想 一 想 經 一 段 時 間 蒐 集 資 料 與 討 論 後, 本 小 組 決 定 選 擇 能 造 成 學 童 經 驗 衝 突 之 科 學 活 動, 從 經 驗 衝 突 中 引 發 學 童 進 一 步 探 究 問 題 的 動 機 根 設 計 理 念 據 探 究 實 驗 教 學 中 發 現 生 活 經 驗 中 的 衝 突 較 容 易 吸 引 學 童 注 意 問 題, 並 進 一 步 誘 發 探 究 的 動 機, 且 考 量 科 學 營 活 動 設 計 應 以 趣 味 為 主 活 動 內 容 A. 兩 個 寶 特 瓶 中 間 有 縫 隙, 且 縫 隙 又 正 對 著 燭 火, 對 於 學 生 而 言, 52

操 作 步 驟 活 動 器 材 評 分 判 准 只 要 對 著 縫 隙 吹 氣, 應 該 很 容 易 能 將 燭 火 吹 熄, 但 是 如 此 吹 法 反 而 會 讓 空 氣 沿 著 兩 邊 的 寶 特 瓶 分 開, 反 倒 無 法 將 燭 火 吹 熄 活 動 進 行 時 可 藉 由 這 樣 的 實 際 操 作 讓 學 童 造 成 認 知 經 驗 衝 突, 並 進 一 步 嘗 試 該 如 何 吹 才 能 讓 燭 火 熄 滅 B. 準 備 一 個 長 紙 箱 用 細 線 將 迴 紋 針 綁 住, 並 固 定 在 紙 箱 的 一 端 在 紙 箱 的 另 一 端 貼 上 強 力 磁 鐵, 控 制 線 的 長 度, 讓 迴 紋 針 不 接 觸 到 磁 鐵 且 能 吸 引 迴 紋 針 使 迴 紋 針 騰 空 準 備 一 把 剪 刀, 在 迴 紋 針 上 端 作 勢 剪 一 下, 迴 紋 針 將 會 掉 下 來 請 學 生 觀 察 並 提 出 問 題 C. 閱 讀 一 篇 關 於 全 球 暖 化 的 文 章 A-1. 準 備 兩 個 寶 特 瓶 置 於 桌 面 上, 間 隔 距 離 約 0.5 公 分 A-2. 在 兩 個 寶 特 瓶 前 10 公 分 處 再 放 一 根 蠟 燭 A-3. 點 燃 蠟 燭, 請 學 生 從 兩 個 寶 特 瓶 的 中 間 吹 熄 蠟 燭 A-4. 各 組 操 作 並 觀 察 後 請 思 考 並 討 論 可 探 討 之 問 題, 將 問 題 寫 在 活 動 單 中 B-1. 關 主 說 明 並 觀 察 情 境 B-2. 準 備 一 把 剪 刀, 在 迴 紋 針 上 端 作 勢 剪 一 下, 迴 紋 針 將 會 掉 下 來 請 學 生 觀 察 後 並 提 出 問 題 C-1. 詳 讀 文 章 C-2. 小 組 討 論 並 提 出 問 題 C-3. 書 寫 學 習 單 A. 600 cc 保 特 瓶 2 瓶 3=6 瓶 蠟 燭 一 盒 說 明 看 板 1 B. 紙 箱 3 棉 線 迴 紋 針 1 盒 強 力 磁 鐵 3 剪 刀 3 說 明 看 板 1 C. 一 篇 文 章 說 明 看 板 1 0 分 : 沒 有 提 出 任 何 問 題 或 提 出 與 情 境 或 探 究 主 題 無 關 的 問 題 只 提 出 所 觀 察 之 現 象 而 無 法 根 據 現 象 轉 換 成 可 探 討 性 問 題 1 分 : 透 過 所 觀 察 的 現 象 而 提 出 無 延 伸 性 的 問 題 2 分 : 能 詳 細 觀 察 現 象 並 進 一 步 組 織 分 類 或 比 較, 最 後 提 出 延 伸 性 可 探 討 性 問 題 共 25 分 關 名 設 計 理 念 活 動 內 容 < 第 二 關 > 企 劃 高 手 在 科 學 探 究 學 習 過 程 中, 設 計 規 劃 是 重 要 的 一 個 環 節 設 計 規 劃 承 接 學 生 對 問 題 的 思 考 與 界 定, 規 劃 實 驗 與 驗 證 程 序, 對 於 結 果 的 驗 證 具 有 重 要 地 位, 關 係 著 驗 證 的 成 敗 這 一 關 設 計 二 個 活 動, 目 的 是 要 學 生 利 用 以 前 的 學 習 中 所 獲 的 知 識, 來 思 考 問 題 的 關 鍵, 並 規 劃 出 可 行 的 實 驗 步 驟 來 進 行 科 學 驗 證 A. 第 一 個 活 動 是 螞 蟻 上 樹, 玩 具 的 設 計 玩 具 設 計 活 動, 希 望 學 生 利 用 磁 性 的 相 吸 原 理, 來 設 計 玩 具, 以 一 個 磁 鐵 來 吸 引 另 一 個 磁 53

操 作 步 驟 活 動 器 材 評 分 判 准 鐵 隔 著 板 子 水 管 引 導 上 升 的 動 作 B. 第 二 個 活 動 是 清 涼 一 夏, 利 用 不 同 的 顏 色, 來 進 行 熱 量 吸 收 程 度 的 探 討 不 同 顏 色 布 料, 對 於 熱 傳 導 的 速 度 吸 熱 量 會 產 生 不 同, 希 望 學 生 透 過 實 驗 了 解 到 夏 天 穿 著 淡 色 衣 物 是 較 涼 爽 的 1. 關 主 示 範 與 說 明 情 境 2. 小 組 討 論 3. 小 組 設 計 說 明 看 板 2 個 1. 器 材 準 備 是 否 充 分 (5 分 ) 2 題 2. 步 驟 是 否 明 確 可 行 (5 分 ) 2 題 3. 團 隊 表 現 予 1~5 分, 共 25 分 關 名 設 計 理 念 活 動 內 容 操 作 步 驟 活 動 器 材 評 分 判 准 < 第 三 關 > 動 手 不 動 口 讓 學 生 回 顧 以 前 學 過 的 電 池 及 燈 泡 的 串 聯 與 並 聯, 設 計 紀 錄 表 來 紀 錄 不 同 的 連 接 方 式 的 燈 泡 亮 度, 並 實 際 操 作 找 出 最 亮 的 連 接 方 式 忍 術 學 園 給 小 忍 者 上 了 一 堂 關 於 燈 泡 的 亮 度 測 驗, 老 師 限 定 在 20 分 鐘 之 內 運 用 電 池 串 聯 電 池 並 聯 燈 泡 串 聯 燈 泡 並 聯 等 方 法 組 合 出 最 亮 與 最 暗 的 燈 泡 1. 關 主 情 境 說 明 2. 學 生 實 作 3. 討 論 4. 學 習 單 書 寫 情 境 看 板 一 組 電 池 30 顆 ( 全 新 ) 電 池 座 30 組 燈 泡 30 顆 電 線 30 條 ( 約 20cm/ 條 ) 關 主 2 人 助 理 6 人 0 分 : 空 白 繪 製 不 正 確 或 沒 有 編 製 表 格 只 以 圖 象 畫 出, 未 呈 現 不 同 情 境 間 比 較 1 分 : 以 圖 像 畫 出, 呈 現 出 不 同 情 境 間 的 比 較 2 分 : 能 繪 製 簡 易 的 表 格, 但 自 變 項 的 呈 現 仍 有 暇 疵 (ex 僅 呈 現 一 維 變 項 ) 3 分 : 會 依 照 不 同 的 自 變 項 ( 二 維 的 變 項 ) 繪 製 簡 易 的 表 格 0 分 : 寫 出 不 正 確 的 答 案 或 其 它 不 相 關 的 答 案 1 分 : 僅 寫 出 正 確 的 答 案, 並 未 從 數 據 上 說 明 原 因, 憑 自 己 的 印 象 或 僅 從 單 個 數 據 中 得 出 答 案 2 分 : 從 表 格 之 數 據 中 彙 整 部 分 結 果 或 引 用 不 完 整 的 數 據, 解 釋 實 驗 結 果 3 分 : 分 析 實 驗 數 據, 找 出 其 通 則 性 或 因 果 關 係, 歸 納 並 解 釋 實 驗 結 論 3 顆 星 得 10 分 2 顆 星 得 6 分 1 顆 星 得 2 分 團 隊 默 契 最 高 5 分 共 25 分 54

關 名 設 計 理 念 活 動 內 容 操 作 步 驟 活 動 器 材 評 分 判 准 < 第 四 關 > 辯 論 高 手 溝 通 辨 證 的 能 力 在 實 作 評 量 或 是 在 科 學 營 中 是 一 種 不 容 易 評 量 的 能 力, 但 是 他 也 是 目 前 要 培 養 學 生 的 重 要 能 力, 因 為 在 未 來 社 會 上, 你 必 須 與 人 競 爭, 你 必 須 將 你 的 想 法 理 念 與 人 表 達 和 溝 通, 得 到 大 家 的 認 同, 所 以 我 們 除 了 讓 學 生 培 養 一 些 專 業 的 知 識, 也 要 培 養 溝 通 辯 證 的 能 力 由 於 無 法 在 現 場 實 際 進 行 與 實 驗 相 關 的 溝 通 辯 證 能 力 的 測 試, 所 以 設 計 者 設 計 一 個 與 學 生 日 常 生 活 相 關 的 實 驗 情 境, 而 且 在 學 生 進 行 這 項 活 動 時, 設 計 者 會 做 一 個 簡 單 的 示 範 與 說 明, 讓 學 生 了 解 並 利 用 這 個 情 境, 搭 配 實 際 操 作 藉 由 與 同 組 的 學 生 進 行 討 論 溝 通 辯 論 以 及 寫 下 最 後 的 討 論 結 果 來 達 到 設 計 者 的 目 標 A. 我 的 光 線 會 轉 彎 : 讓 學 生 藉 由 觀 察 雷 射 筆 所 發 射 出 的 光 線 經 由 不 同 的 介 質 時 會 產 生 折 射 的 現 象, 藉 由 小 組 實 作 與 討 論 後, 寫 出 此 實 驗 的 概 念 與 理 由 B. 變! 辨! 辯! 熱 從 哪 裡 來? 讓 學 生 藉 由 觀 察 二 個 溫 度 上 升 的 情 境, 學 生 藉 由 小 組 操 作 與 討 論 而 寫 出 熱 從 哪 裡 來 的 理 由 1. 關 主 情 境 示 範 2. 小 組 討 論 3. 學 習 單 書 寫 A. 說 明 看 板 杯 子 三 個 筷 子 三 根 雷 射 筆 1 支 紙 箱 一 個 B. 說 明 看 板 檯 燈 一 個 溫 度 計 四 個 保 溫 瓶 杯 子 3 個 1. 說 出 正 確 概 念 (5 分 ) 2 題 2. 理 由 說 明 清 楚 (5 分 ) 2 題 3. 團 隊 合 作 與 態 度 (5 分 ) 共 25 分 ( 六 ) 研 究 結 果 整 個 活 動 設 計, 有 其 目 標 性, 是 通 過 預 先 建 構 的 概 念 所 設 計 的 活 動 如 此 一 來 可 預 見 活 動 在 井 然 有 序 中 進 行, 學 生 進 退 有 序, 專 注 於 闖 關 活 動 1. < 第 一 關 > 科 學 想 一 想 :( 界 定 問 題 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 我 們 以 吹 不 熄 的 火 這 項 活 動 為 例, 研 究 者 將 這 項 能 力 分 成 四 種 層 次 : (1) 能 組 織 分 類 或 比 較 等 觀 察 現 象, 並 提 出 可 探 討 性 的 延 伸 問 題 (3 分 ) 例 如 : 為 何 就 算 有 空 隙 還 沒 法 吹 襲? 為 何 從 兩 側 吹 能 比 較 輕 鬆 吹 襲?(G5 隊 ) (2) 透 過 所 觀 察 的 整 體 現 提 出 無 延 伸 性 的 問 題 (2 分 ) 例 如 : 為 什 麼 吹 不 熄 蠟 燭? 是 不 是 洞 太 小? 跟 以 往 經 驗 不 相 同!( 無 名 小 卒 隊 ) (3) 只 提 出 所 觀 察 之 片 段 現 象 或 物 體 的 構 造 而 無 法 根 據 現 象 轉 換 成 可 探 討 性 問 題 (1 55

分 ) 例 如 : 為 什 麼 把 水 瓶 放 在 蠟 燭 前 面, 我 們 就 不 能 把 蠟 燭 吹 熄 呢? ( 北 極 熊 ) (4) 沒 有 提 出 任 何 問 題 或 提 出 與 情 境 或 探 究 主 題 無 關 的 問 題 (0 分 ): 無 研 究 者 發 現 在 閱 讀 文 章 的 部 分, 學 生 提 出 的 問 題 可 以 分 為 四 個 層 次, 依 序 分 述 如 下, 並 以 一 個 例 子 來 說 明 : 學 生 所 提 出 的 問 題 可 以 分 為 四 個 層 次, 依 序 分 述 如 下 : (1) 根 據 文 章 主 旨 提 出 進 一 步 可 探 究 的 問 題 (4 分 ) 學 生 回 答 1: 要 如 何 改 善 全 球 暖 化 的 問 題? 學 生 回 答 2: 除 了 二 氧 化 碳 增 加, 還 有 哪 些 因 素 讓 冰 層 暖 化? 學 生 回 答 3: 有 什 麼 最 好 的 方 法 來 解 決 全 球 暖 化 的 問 題? 學 生 回 答 4: 有 沒 有 辦 法 減 緩 永 久 海 冰 層 融 化 的 速 度? (2) 根 據 文 章 主 旨 提 出 問 題 (3 分 ) 學 生 回 答 1: 為 何 全 球 暖 化 的 速 度 會 這 麼 快? 學 生 回 答 2: 還 有 哪 些 原 因 會 造 成 全 球 暖 化? (3) 根 據 文 章 內 容 中 的 片 段 提 出 問 題 (2 分 ) 學 生 回 答 1: 為 什 麼 全 球 暖 化 是 因 為 那 些 因 素 產 生 的? 學 生 回 答 2: 為 什 麼 二 氧 化 碳 有 保 溫 作 用, 有 國 家 完 全 被 淹 沒 了 嗎? 學 生 回 答 3: 南 北 極 的 冰 山 在 幾 年 之 後 才 會 完 全 融 化? 學 生 回 答 4: 那 些 動 物 要 怎 麼 生 存 下 去? 學 生 回 答 5: 大 自 然 什 麼 時 候 會 恢 復 原 來 的 樣 子? 學 生 回 答 6: 北 極 的 生 物 該 如 何 在 人 類 的 破 壞 下 繼 續 生 存? (4) 提 出 與 文 章 完 全 無 關 的 問 題 (1 分 ) 無 2. < 第 二 關 > 企 劃 高 手 :( 設 計 規 劃 的 能 力 ) 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 我 們 以 螞 蟻 上 樹 這 項 活 動 為 例, 研 究 者 將 這 項 能 力 分 成 四 種 層 次 : (1) 能 考 量 關 鍵 因 素, 掌 握 相 關 變 因, 進 而 提 出 能 提 出 完 整 的 實 驗 方 法 (3 分 ) 例 如 : 利 用 兩 個 磁 鐵 一 個 放 在 水 管 內 一 個 放 在 水 管 外, 利 用 磁 性 相 吸 的 原 理 移 動 螞 蟻 ( 水 分 子 隊 ) (2) 能 提 出 不 完 整 的 實 驗 方 法 (2 分 ) 例 如 : 注 射 筒 一 對 以 水 管 連 通 利 用 水 壓, 將 另 一 端 黏 有 螞 蟻 紙 偶 的 針 筒 推 上 升 (G5) (3) 只 提 出 簡 單 的 想 法 而 無 詳 細 說 明 (1 分 ) 例 如 : 利 用 扯 鈴 表 演 螞 蟻 上 樹 ( 海 綿 寶 寶 ) (4) 沒 有 提 出 任 何 證 明 想 法 及 無 關 之 證 明 想 法 (0 分 ): 有 一 組 未 完 成 ( 無 名 隊 ) 56

以 下 是 學 生 書 寫 出 來 的 內 容 : A. 螞 蟻 上 樹 : (1) 利 用 兩 個 磁 鐵 黏 在 滑 輪 上 裝 上 軌 道, 利 用 磁 性 的 相 吸 原 理, 來 設 計 (GS7) (2) 利 用 鍊 條 帶 動 將 紙 螞 蟻 拉 上 來 ( 極 限 隊 ) (3) 利 用 扯 鈴 表 演 螞 蟻 上 樹 ( 海 綿 寶 寶 ) (4) 組 合 一 個 皮 帶 輪 組, 將 上 螞 蟻 圖 貼 於 皮 帶 上, 轉 動 皮 帶 輪, 利 用 皮 帶 的 帶 動, 製 作 螞 蟻 上 樹 ( 叮 噹 隊 ) (5) 利 用 兩 個 磁 鐵 一 個 放 在 水 管 內 一 個 放 在 水 管 外, 利 用 磁 性 相 吸 的 原 理 移 動 螞 蟻 ( 水 分 子 隊 ) (6) 利 用 兩 個 磁 鐵 一 個 放 在 紙 板 內 一 個 放 在 紙 板 外, 利 用 磁 性 相 吸 的 原 理 移 動 螞 蟻 ( 北 極 熊 隊 )( 世 紀 隊 ) (7) 利 用 定 滑 輪 拉 動 螞 蟻 上 升 ( 世 紀 隊 )(DX) (8) 注 射 筒 一 對 以 水 管 聯 通 ] 利 用 水 壓, 將 另 一 端 黏 有 螞 蟻 紙 偶 的 針 筒 推 上 升 (G5) (9) 利 用 定 滑 輪 加 電 動 馬 達 將 螞 蟻 拉 上 來 ( 智 者 百 步 蛇 ) (10) 製 作 車 子 將 磁 鐵 貼 在 車 子 後 面 裝 在 軌 道 上, 利 用 磁 性 的 相 吸 原 理, 來 移 動 螞 蟻 ( 非 常 隊 ) (11) 未 完 成 ( 無 名 隊 ) B. 清 涼 一 夏 : (1) 以 四 個 人 分 別 穿 著 白 色 黑 色 淺 藍 色 咖 啡 色 衣 服 中 午 時 站 在 太 陽 下 一 小 時, 再 來 量 溫 度 ( 極 限 隊 ) (2) 五 個 人 穿 不 同 顏 色 的 衣 服, 拿 日 光 燈 來 照, 最 後 量 每 個 人 的 溫 度 ( 叮 噹 隊 ) (3) 分 別 將 白 色 黑 色 的 濕 衣 服 掛 在 衣 架 上, 比 較 乾 的 速 度 (G5) (4) 分 別 將 白 色 黑 色 的 衣 服 掛 在 衣 架 上, 曬 太 陽 一 段 時 間, 再 用 溫 度 計 測 量 溫 度 (G5) (5) 分 別 將 白 色 黑 色 的 衣 服, 拿 日 光 燈 來 照,10 分 鐘 後 量 溫 度 ( 北 極 熊 隊 ) (6) 將 火 材 棒 用 蠟 分 別 固 定 在 白 色 黑 色 的 鐵 板 上, 在 兩 個 鐵 板 中 間, 放 置 點 燃 的 蠟 燭, 看 哪 顏 色 鐵 板 上 的 火 材 棒 先 掉 下 來 ( 世 紀 隊 ) (7) 分 別 用 白 色 黑 色 的 布 包 冰 塊, 放 在 太 陽 下 看 哪 一 個 先 融 化 ( 無 名 隊 ) (8) 將 同 溫 度 的 水 分 別 蓋 上 白 色 黑 色 的 布, 放 在 太 陽 下 20 分 鐘, 再 用 溫 度 計 測 量 溫 度 (GS7) (9) 將 同 樣 100cc 的 水 分 別 蓋 上 五 種 顏 色 的 布, 放 在 太 陽 下 每 一 小 時, 用 溫 度 計 測 量 溫 度, 並 紀 錄 在 記 錄 表 上 ( 智 者 百 步 蛇 ) (10) 將 幾 個 箱 子, 塗 上 不 同 顏 色 有 深 色 淺 色 放 在 太 陽 下, 用 溫 度 計 測 量 溫 度 上 升 的 快 慢 ( 水 分 子 隊 ) (11) 準 備 橘 色 黑 色 水 藍 色 三 個 容 器, 裝 入 同 水 溫 的 水, 一 小 時 後 測 量 水 溫 ( 非 常 隊 ) (12) 將 水 分 別 倒 入 白 色 黑 色 的 瓶 子, 兩 個 瓶 子 放 在 太 陽 下 一 小 時 後, 再 用 溫 度 計 測 量 溫 度 (DX) 57

小 結 : (1) 學 生 解 題 的 創 意 無 限, 並 未 侷 限 於 設 計 者 原 先 的 設 計 閱 讀 學 生 的 解 題 內 容, 不 時 讓 人 有 驚 艷 之 作, 學 生 的 創 意 呼 應 出 活 動 的 價 值 (2) 學 生 運 用 課 堂 教 學 所 培 養 的 出 的 知 識 及 能 力 解 決 問 題, 反 映 出 課 堂 教 學 的 成 效 (3) 學 生 對 於 量 的 概 念, 沒 有 表 達 清 楚, 例 如 同 樣 大 小 同 樣 時 間 同 樣 重 量 等 量 控 制 變 因 沒 有 交 代 清 楚 (4) 活 動 設 計 與 學 生 完 成 時 間 配 合 得 很 好, 學 生 秩 序 良 好 3. < 第 三 關 > 動 手 不 動 口 :( 實 作 驗 證 的 能 力 & 解 釋 分 析 能 力 ) 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 以 及 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 其 中 這 項 能 力 中 的 成 分 我 們 以 亮 不 亮 有 關 係 這 項 活 動 為, 研 究 者 將 這 項 能 力 分 成 四 種 層 次 : (1) 分 析 實 驗 數 據, 找 出 其 通 則 性 或 因 果 關 係, 歸 納 並 解 釋 實 驗 結 論 (3 分 ) 例 如 : 串 聯 燈 泡 會 讓 亮 度 減 半, 並 聯 電 池 並 不 會 增 減 燈 泡 的 亮 度, 所 以 是 最 暗 的 ( 智 者 百 步 蛇 隊 ) 電 池 並 聯 暗, 串 聯 則 亮 ; 燈 泡 並 聯 亮, 串 聯 則 暗 ( 世 紀 隊 ) (2) 從 表 格 之 數 據 中 彙 整 部 分 結 果 或 引 用 不 完 整 的 數 據, 解 釋 實 驗 結 果 (2 分 ) 例 如 : 利 用 串 聯 的 連 接 方 式, 會 比 並 聯 的 連 接 方 式 來 得 亮 ( 北 極 熊 隊 ) 電 池 串 聯 使 燈 泡 變 得 更 亮, 電 池 並 聯 使 燈 泡 變 得 更 暗 ( 海 綿 寶 寶 隊 ) (3) 僅 寫 出 正 確 的 答 案, 並 未 從 數 據 上 說 明 原 因, 憑 自 己 的 印 象 或 僅 從 單 個 數 據 中 得 出 答 案 (1 分 ) (4) 寫 出 不 正 確 的 答 案 或 其 它 不 相 關 的 答 案 (0 分 ): 無 以 下 是 研 究 者 針 對 實 作 驗 證 的 能 力 這 部 分 學 生 的 狀 況 做 一 些 彙 整 與 說 明 : A-1 學 生 在 分 組 設 計 燈 泡 組 時, 多 以 操 弄 儀 器 ( 燈 泡 ) 為 主, 對 於 表 格 的 引 入 仍 未 多 加 聯 想, 在 第 一 時 間 對 表 格 的 設 計 仍 是 不 清 楚 A-2 有 10 組 的 學 生 能 運 用 二 維 的 方 式 設 計 表 格, 另 2 組 ( 海 綿 寶 寶 隊 極 限 隊 ) 以 圖 示 或 一 維 的 方 式 設 計, 顯 見 其 思 慮 仍 有 許 多 不 成 熟 或 未 欠 周 到 之 處 A-3 研 究 者 期 望 學 生 能 將 表 格 分 成 電 池 連 接 方 式 ( 串 聯 並 聯 ) 及 燈 泡 連 接 方 式 ( 串 聯 並 聯 ) 等 二 維 表 格 呈 現 四 種 探 索 問 題 ; 唯 僅 有 3 組 ( 北 極 熊 隊 無 名 隊 及 GS7 隊 ) 畫 出 來 得 到 滿 分 (3 分 ) A-4 另 有 兩 組 ( 世 紀 隊 智 者 百 步 蛇 隊 ) 把 電 池 燈 組 的 串 並 聯 方 式 設 為 一 維, 把 亮 度 分 等 級 設 為 一 維, 以 觀 察 勾 選 其 亮 度 做 為 選 項 此 種 表 現 方 式 雖 不 同 於 上 述, 但 亦 是 一 種 成 功 的 表 格 設 計 以 下 是 研 究 者 針 對 解 釋 與 分 析 的 能 力 這 部 分 學 生 的 狀 況 做 一 些 彙 整 與 說 明 : B-1 學 生 答 題 的 判 準 以 其 是 否 依 其 表 格 設 計 來 做 解 釋 或 推 論, 研 究 者 發 現 有 兩 組 ( 世 紀 隊 智 者 百 步 蛇 隊 ) 在 表 格 設 計 與 解 釋 分 析 部 分 都 得 到 3 分 ( 滿 分 ), 考 慮 周 到, 58

可 看 出 其 對 串 聯 並 聯 的 概 念 串 聯 燈 泡 會 讓 亮 度 減 半, 並 聯 電 池 並 不 會 增 減 燈 泡 的 亮 度, 所 以 是 最 暗 的 ( 智 者 百 步 蛇 隊 ) 電 池 並 聯 暗, 串 聯 則 亮 ; 燈 泡 並 聯 亮, 串 聯 則 暗 ( 世 紀 隊 ) B-2. 多 數 學 生 對 於 電 池 串 並 聯 與 燈 泡 串 並 聯 常 會 混 為 一 談, 實 際 的 觀 察 經 驗 發 現 電 池 串 聯 越 多 時 燈 泡 就 會 越 亮, 此 種 迷 思 概 念 實 在 值 得 進 一 步 探 討 利 用 串 聯 的 連 接 方 式, 會 比 並 聯 的 連 接 方 式 來 得 亮 ( 北 極 熊 隊 ) 電 池 串 聯 使 燈 泡 變 得 更 亮, 電 池 並 聯 使 燈 泡 變 得 更 暗 ( 海 綿 寶 寶 隊 ) 4. < 第 四 關 > 辯 論 高 手 :( 溝 通 辯 證 的 能 力 ) 我 們 以 熱 的 傳 導 這 項 活 動 為 例, 研 究 者 將 這 項 能 力 分 成 四 種 層 次 : (1) 提 出 的 問 題 結 構 完 整, 且 與 報 告 內 容 相 關 (3 分 ) 例 如 : 熱 有 分 三 種 現 象, 分 別 是 1. 傳 導 2. 對 流 3. 輻 射 接 觸 到 水 的 溫 度 計 溫 度 會 上 升, 是 因 為 水 溫 的 傳 導 ; 而 檯 燈 下 的 溫 度 計 溫 度 會 上 升, 則 是 因 為 受 到 檯 燈 的 輻 射 熱 傳 導 是 指 兩 種 溫 度 不 同 的 物 品 碰 觸 在 一 起, 溫 度 互 相 受 到 影 響 輻 射 是 指 2 種 溫 度 不 同 的 物 品, 雖 沒 有 接 觸, 溫 度 依 然 受 到 另 一 方 的 影 響 ( 北 極 熊 ) (2) 能 寫 出 本 組 或 它 組 報 告 時 所 產 生 的 問 題, 唯 問 題 與 實 際 報 告 內 容 相 關 性 低 (2 分 ) 例 如 : 放 在 枱 燈 下 的 溫 度 計 因 枱 燈 會 散 熱 使 溫 度 計 的 溫 度 會 上 升 放 在 溫 水 中, 因 為 水 溫 的 關 係 所 以 溫 度 計 也 會 開 始 上 升 以 上 兩 個 實 驗 中 可 發 現 溫 度 計 的 溫 度 會 隨 著 水 溫 和 冷 熱, 上 升 或 下 降 ( 海 綿 寶 寶 ) (3) 提 出 本 組 或 它 組 報 告 時 無 關 之 問 題 (1 分 ): 無 (4) 無 法 提 出 本 組 或 它 組 報 告 時 所 產 生 的 問 題 (0 分 ): 無 第 一 題 : 設 計 者 發 現 學 生 從 課 本 中 所 學 到 的 知 識, 只 是 一 個 折 射 的 概 念, 但 是 學 生 無 法 真 正 了 解 為 什 麼 會 產 生 這 樣 的 現 象, 所 以 無 法 藉 由 討 論 將 正 確 的 原 因 與 理 由 說 明 清 楚, 各 組 平 均 得 分 平 均 為 七 分 以 下 是 學 生 討 論 出 來 的 結 果 : G5: 折 射 現 象 當 光 折 射 到 水 面 上 時, 光 的 密 度 會 變 小, 會 造 成 視 覺 的 誤 差 水 本 來 就 會 使 物 體 看 起 來 變 大, 如 上 玻 璃 杯 也 會 使 物 體 來 變 大, 浸 在 水 中 的 物 體 就 會 像 在 放 大 鏡 下 一 樣 放 大 在 水 外 的 物 體 相 較 在 下 會 較 小 DX: 因 為 光 線 透 過 水 會 產 生 折 射 的 現 象 G57:1. 折 射 現 象 2. 水 會 波 動, 使 影 像 有 折 斷 的 感 覺 3. 光 在 照 到 水 面 的 時 後, 會 折 過 去 4. 東 西 在 水 中 從 不 同 角 度 看, 有 不 同 的 視 覺 改 變 非 常 隊 :1. 折 射 現 象 ( 將 筷 子 插 入 茶 杯 中 時 ), 正 常 反 應 都 以 為 光 經 過 液 體 會 直 線 通 過, 結 果 是 像 N 字 型 一 樣, 才 通 過 2. 反 射 現 象 ( 雷 射 筆 照 射 茶 杯 內 的 水 時 ), 光 碰 到 障 礙 物 會 反 彈 回 來, 呈 打 勾 的 形 狀 叮 噹 隊 :1. 折 射 2. 因 為 燈 光 折 射 而 使 水 像 鏡 子 一 樣 可 以 反 射 光 線 3. 杯 子 有 兩 片 玻 璃 會 使 一 些 燈 光 折 射, 有 一 些 光 線 透 過 玻 璃 59

極 限 隊 :1. 折 射 現 象 2. 因 為 眼 睛 的 錯 覺, 讓 我 們 看 到 表 面 上 竹 筷 在 水 面 的 影 子 3. 筷 子 是 固 體 有 觸 碰 到 水 輻 射 是 光 源 沒 觸 碰 到 水, 所 以 水 裡 不 會 呈 現 輻 射 光 的 影 子 4. 雷 射 是 光 體, 所 以 會 因 為 照 到 水 面 不 產 生 折 射 世 紀 隊 : 折 射 現 象, 因 為 水 會 使 光 線 折 射 因 為 水 的 密 度 比 空 氣 高 因 為 光 照 射 到 水 裡 時, 水 會 使 光 的 角 度 改 變 北 極 熊 : 這 是 折 射 現 象 因 為 眼 睛 的 錯 覺 會 讓 我 們 認 為 光 線 和 物 體 置 入 水 中 後 會 像 斷 成 2 半 似 的 海 綿 寶 寶 : 光 的 折 射 是 使 光 線 不 會 集 中 在 同 一 個 地 方 而 是 分 散 在 個 個 地 方. 就 像 人 下 法 泳 池 下 一 樣 的 道 理, 人 下 去 腿 會 變 短, 所 以 小 明 以 雷 射 筆 照 射 茶 杯 內 的 水, 就 太 陽 照 到 鏡 子 會 反 光 一 樣 的 道 理 由 此 可 見 水 也 有 折 射 的 現 象, 由 此 可 見 會 反 光 的 東 西 都 可 能 使 光 有 折 射 現 象 無 名 小 卒 : 折 射 現 象, 因 為 燈 光 碰 到 水 會 產 生 折 射 現 象 燈 光 是 很 多 分 子 變 成 的 ; 因 為 水 是 液 態, 所 以 光 照 下 去 會 有 折 射. 水 分 子 隊 : 光 的 折 射 現 象 所 以 水 會 把 光 分 散 掉, 使 得 筷 子 看 起 來 像 是 斷 掉 的 光 看 起 來 會 轉 彎 是 因 為 眼 睛 的 錯 覺 智 者 百 步 蛇 : 折 射 現 象, 光 穿 透 後, 但 因 光 的 反 射, 看 起 來 歪 歪 的 第 二 題 : 設 計 者 發 現 學 生 對 於 課 本 所 提 到 的 熱 的 傳 導 方 式 有 三 種 背 的 非 常 熟 練, 因 為 學 校 考 試 應 該 都 會 有 出 這 樣 的 題 型, 所 以 學 生 對 於 記 憶 類 的 科 學 知 識 表 達 的 比 較 清 楚, 因 此 在 分 數 上 的 得 分 較 高, 各 組 平 均 得 分 平 均 為 九 分 每 一 組 的 學 生 在 團 體 合 作 表 現 皆 不 錯, 只 有 少 數 幾 人 未 能 參 與 討 論, 所 以 在 團 體 合 作 與 態 度 的 成 績 平 均 為 4 分 以 下 是 學 生 討 論 出 來 的 結 果 : G5:1. 溫 度 計 接 觸 溫 水, 是 利 用 水 來 傳 遞 熱 能 2. 溫 度 計 在 燈 光 下, 是 利 用 空 氣 來 傳 遞 熱 能 DX: 熱 可 透 過 任 何 物 質, 只 是 速 度 的 快 慢 熱 與 物 體 接 觸 可 傳 熱, 與 物 體 不 直 接 接 觸 也 可 用 幅 射 來 傳 熱 G57:1. 有 接 觸 水 的 : 利 用 溫 度 在 水 中 的 傳 導 功 能 使 溫 度 上 升 2. 在 檯 橙 下 : 利 用 燈 光 熱 的 輻 射 功 能 使 溫 度 上 升 非 常 隊 : 在 檯 橙 下 : 因 為 有 電 能 變 成 熱 能, 就 產 生 熱, 所 以 溫 度 計 會 上 升 與 水 接 觸 : 水 會 導 熱, 所 以 水 也 會 變 熱, 相 對 的, 溫 度 計 放 下 去 後, 溫 度 也 會 上 升 極 限 隊 :1. 透 過 水 溫 傳 到 有 和 水 接 解 的 溫 度 計 2. 燈 泡 利 用 輻 射 將 燈 泡 發 出 來 的 熱, 傳 到 溫 度 計 上 北 極 熊 : 熱 有 分 三 種 現 象, 分 別 是 1. 傳 導 2. 對 流 3. 輻 射 接 觸 到 水 的 溫 度 計 溫 度 會 上 升, 是 因 為 水 溫 的 傳 導 ; 而 檯 燈 下 的 溫 度 計 溫 度 會 上 升, 則 是 因 為 受 到 檯 燈 的 輻 射 熱 傳 導 是 指 兩 種 溫 度 不 同 的 物 品 碰 觸 在 一 起, 溫 度 互 相 受 到 影 響 輻 射 是 指 2 種 溫 度 不 同 的 物 品, 雖 沒 有 接 觸, 溫 度 依 然 受 到 另 一 方 的 影 響 水 分 子 隊 : 溫 水 中 的 溫 度 傳 導 方 式 為 對 流, 所 以 它 把 溫 度 高 的 擴 敟 到 溫 度 的 檯 燈 的 溫 度 傳 導 方 式 為 輻 射, 藉 由 光 線 從 溫 度 高 的 傳 到 溫 度 低 的 叮 噹 隊 :1. 因 為 水 有 經 過 加 熱 會 使 水 溫 上 升 成 為 熱 水 ( 液 體 傳 遞 熱 ) 2. 因 為 電 讓 燈 炮 一 直 發 光 造 成 許 多 熱 氣 ( 氣 體 傳 遞 熱 ) 世 紀 隊 : 光 利 用 空 氣 傳 送 熱 鴻, 或 者 利 用 觸 碰 到 物 體 傳 送 熱 源, 也 可 以 用 可 導 熱 的 物 體 來 傳 熱 所 以 : 熱 的 傳 送 方 式 可 分 為 下 列 幾 種 :1. 傳 導 : 在 氣 體 內, 液 體 內 傳 熱 2. 幅 射 : 無 媒 介 傳 熱 海 綿 寶 寶 : 放 在 枱 燈 下 的 溫 度 計 因 枱 燈 會 散 熱 使 溫 度 計 的 溫 度 會 上 升 放 在 溫 水 中, 因 為 水 溫 的 關 係 所 以 溫 度 計 也 會 開 始 上 升 以 上 兩 個 實 驗 中 可 發 現 溫 度 計 的 溫 度 會 隨 著 水 溫 和 冷 熱, 上 升 或 下 60

降 無 名 小 卒 : 熱 水 ; 水 經 過 加 熱, 變 成 熱 水, 但 接 觸 到 冷 空 氣 而 溫 度 下 降 ( 對 流 ) 檯 燈 ; 燈 泡 照 出 來 的 光 有 幅 射 使 周 圍 的 空 氣 上 升, 溫 度 也 跟 著 升 高 ( 幅 射 ) 智 者 百 步 蛇 : 放 在 水 中 的 溫 度 計 因 為 跟 溫 水 有 接 觸, 熱 是 以 傳 導 的 方 式 來 傳 熱 但 在 檯 燈 下 的 溫 度 計 雖 然 沒 和 物 體 接 觸, 但 是 熱 有 一 種 叫 輻 射 的 方 法, 太 陽 光 也 是 用 這 種 方 法 傳 熱 ( 七 ) 省 思 與 建 議 1. < 第 一 關 > 科 學 想 一 想 : A-1. 兩 個 寶 特 瓶 應 盡 量 靠 近, 並 規 定 學 童 在 一 定 的 距 離 後 吹, 如 此 才 容 易 達 成 效 果 A-2. 寶 特 瓶 內 應 裝 少 量 的 水, 避 免 被 學 童 吹 倒 A-3. 學 童 第 一 次 吹 時 容 易 盡 全 力 吹, 且 如 此 也 可 能 將 燭 火 吹 熄, 因 此 關 主 可 引 導 學 童 思 考 如 何 以 輕 鬆 的 方 式 將 燭 火 吹 熄 A-4. 可 引 導 學 童 探 討 對 著 寶 特 瓶 吹 氣 時 氣 流 將 如 何 移 動 B-1. 由 於 迴 紋 針 與 多 啦 ㄟ 夢 的 重 量 較 重, 因 此 要 讓 其 騰 空, 磁 鐵 要 用 強 力 磁 鐵 才 容 易 成 功 B-2. 在 多 啦 ㄟ 夢 頭 部 剪 一 刀 時, 剪 刀 容 易 被 上 方 的 強 力 磁 鐵 吸 住, 因 此 剪 刀 應 沿 著 紙 箱 上 緣 操 作 B-3. 由 於 磁 鐵 需 隔 空 吸 住 迴 紋 針, 迴 紋 針 與 磁 鐵 的 距 離 過 長 造 成 吸 不 住 迴 紋 針, 因 此 紙 箱 的 選 擇 亦 應 以 較 硬 的 紙 箱 為 主, 避 免 因 紙 箱 的 晃 動 而 導 致 迴 紋 針 與 磁 鐵 距 離 過 長 2. < 第 二 關 > 企 劃 高 手 : (1) 學 生 活 動 只 限 於 只 是 談 兵, 雖 然 從 紙 本 紀 錄 上 可 預 期 學 生 實 驗 設 計 的 可 行 性, 但 未 見 學 生 實 際 將 作 品 或 實 驗 完 成, 不 知 在 實 際 操 作 過 程 中, 是 否 將 因 某 些 變 因 控 制 不 當, 造 成 實 驗 結 果 不 如 預 期 (2) 下 次 如 再 辦 理 類 似 活 動, 應 給 於 學 生 準 備 器 材 及 完 成 實 驗 設 計 並 加 以 發 表 的 時 間 3. < 第 三 關 > 動 手 不 動 口 : 時 間 可 以 再 加 長 一 點, 讓 學 生 有 充 分 的 時 間 去 思 考 與 操 作 4. < 第 四 關 > 辯 論 高 手 : A-1. 雷 射 筆 與 專 用 電 池 要 多 準 備 一 些, 因 為 學 生 喜 歡 操 作, 以 免 活 動 尚 未 結 束, 電 力 就 不 足 了 A-2. 設 計 為 了 讓 學 生 能 夠 看 清 楚 光 線 行 徑 的 方 向, 但 是 學 生 在 操 作 的 角 度 有 些 偏 差 時, 不 易 看 清 楚 路 徑, 有 老 師 建 議 加 入 少 許 牛 奶 或 是 放 入 一 些 小 顆 粒, 學 生 會 看 得 較 清 楚, 後 來 我 們 也 斜 放 一 個 名 牌 夾, 讓 學 生 容 易 感 受 到 光 的 路 徑 變 化 B-1. 器 材 的 準 備 可 以 多 一 些, 例 如 : 溫 度 計 和 檯 燈 等, 以 免 使 用 過 程 中 有 損 壞 61

5. 回 饋 單 : 從 學 生 的 回 饋 單 中 看 出 100% 的 學 生 認 為 這 次 舉 辦 的 科 學 營 活 動 對 自 然 與 生 活 科 技 這 門 課 程 有 幫 助, 甚 至 有 三 位 學 生 認 為 非 常 有 幫 助, 以 下 是 節 錄 部 分 學 生 的 回 饋 單 的 資 料 : G5 隊 : 這 次 的 活 動 不 僅 讓 我 知 道 有 些 日 常 生 活 中 的 事 物 背 後 有 著 很 大 的 奧 秘,.., 這 次 的 活 動 讓 我 複 習 以 前 的 課 程, 也 學 到 新 的 東 西 與 原 理, 在 實 驗 裡 增 加 了 我 的 知 識 GS7 隊 : 因 為 這 些 科 學 知 識 是 學 校 學 不 到 的, 要 靠 學 生 自 己 探 究 和 摸 索, 而 且 學 校 不 可 能 每 一 項 實 驗 都 是 由 學 生 自 己 操 作, 也 藉 著 這 一 次 的 活 動, 才 能 讓 我 們 發 揮 創 意, 每 個 人 都 親 自 做 實 驗, 也 對 這 些 實 驗 有 更 進 一 步 的 了 解, 順 便 複 習 三 到 六 年 級 的 自 然 科 學 知 識, 讓 我 們 的 印 象 加 深 非 常 隊 : 這 一 次 的 活 動 雖 然 是 以 前 教 過 的 東 西, 但 是 卻 需 要 自 己 動 手 操 作, 而 且 是 屬 於 更 深 入 的 題 目, 這 樣 會 讓 我 們 去 思 考, 團 隊 合 作, 一 起 找 答 案 極 限 隊 : 這 些 闖 關 活 動 雖 然 常 常 遇 到, 和 大 自 然 有 極 大 的 關 係, 例 如 光 的 折 射, 也 讓 我 們 認 真 思 考 與 學 習 科 學 知 識, 複 習 中 高 年 級 的 自 然, 萬 一 考 試 考 到 這 一 類 的 問 題, 一 下 子 就 可 以 解 決 了 每 一 關 都 有 我 不 會 的 原 理, 所 以 讓 我 學 到 很 多 東 西 叮 噹 隊 : 這 些 不 僅 有 以 前 學 過 的, 還 有 未 教 的 世 紀 隊 : 可 以 操 作 和 實 驗 不 僅 讓 我 學 會, 也 可 以 讓 我 們 實 際 操 作, 是 非 常 棒 的 活 動 水 分 子 隊 : 可 以 親 自 操 作, 又 會 產 生 意 想 不 到 的 結 果, 也 可 以 複 習 及 學 習 科 學 知 識 北 極 熊 隊 : 我 們 平 常 都 是 死 記 課 本 內 記 載 的, 效 果 也 不 好, 但 是 這 次 的 活 動 讓 我 們 能 夠 親 自 動 手 做 實 驗, 領 悟 其 中 的 道 理, 並 不 是 填 鴨 式 的 記 憶 背 誦 而 已, 而 有 更 深 的 了 解 能 把 三 年 學 過 的 自 然 在 想 起 來, 真 是 非 常 好 智 者 百 步 蛇 隊 : 讓 我 們 學 到 了 許 多 科 學 知 識, 也 讓 我 們 學 到 對 於 科 學 有 問 題 要 發 問, 是 這 一 次 的 主 題, 並 找 出 答 案, 這 種 方 法 讓 我 對 於 科 學 又 踏 出 一 大 步 這 次 的 活 動 應 用 到 很 多 以 前 學 過 的 自 然 與 生 活 科 技 領 域 的 課 程, 讓 我 們 把 忘 掉 得 東 西 又 記 起 來 ( 八 ) 總 結 我 們 從 學 生 提 出 來 的 想 法 中 發 現, 雖 然 以 前 已 經 有 教 過 的 科 學 知 識, 但 是 因 為 學 生 未 能 實 際 操 作 而 造 成 學 習 成 效 不 夠 顯 著, 以 致 於 經 過 一 段 時 間, 就 會 淡 忘 掉, 所 以 這 次 的 科 學 探 究 營 的 目 的 就 是 希 望 孩 子 利 用 自 己 所 學 的 舊 知 識 與 舊 經 驗, 能 夠 與 同 組 的 同 學 進 行 探 究 討 論 溝 通 與 驗 證 等 動 作 學 習 到 科 學 知 識, 而 且 藉 由 學 生 親 自 操 作 應 用 在 新 的 情 境, 學 生 的 學 習 動 機 非 常 高, 而 且 對 於 學 到 這 類 的 科 學 知 識 比 較 不 會 忘 記, 也 提 升 了 學 生 學 習 自 然 與 生 活 科 技 這 門 課 程 的 興 趣 在 這 次 的 活 動 中 學 生 所 喜 歡 的 項 目 當 然 不 盡 相 同, 但 是 大 部 分 學 生 最 喜 歡 的 是 設 計 高 手 這 個 關 卡, 因 為 學 生 認 為 自 己 動 手 做, 自 己 創 作 可 以 發 揮 自 己 的 想 像 力, 不 管 實 驗 是 否 成 功, 但 是 大 家 一 起 研 究 討 論 與 設 計 非 常 有 成 就 感 然 而 在 這 個 活 動 中, 學 生 深 感 困 難 的 部 分 也 是 會 有 類 似 的 狀 況, 其 中 最 感 到 困 難 的 是 關 於 電 池 燈 泡 串 聯 或 並 聯 等 方 式, 哪 一 個 會 讓 燈 泡 最 亮 或 是 最 暗? 也 讓 研 究 小 組 發 現 學 校 雖 然 在 這 個 部 分 有 讓 學 生 做 簡 易 的 實 驗, 但 是 學 生 對 於 同 樣 的 概 念 延 伸 出 來 的 題 目 卻 無 法 順 利 完 成, 所 以 設 計 者 認 為, 平 日 學 生 在 學 校 學 到 的 科 學 知 識 比 較 表 面 比 較 膚 淺, 沒 有 讓 學 生 有 機 會 多 討 論 或 是 丟 一 些 可 探 討 性 的 題 目 讓 學 生 找 資 料 或 是 討 論 或 是 實 際 操 作 在 最 感 到 困 難 的 關 卡 中 也 有 學 生 提 到 關 於 提 出 問 題 這 個 部 分, 62

學 生 說 以 前 在 學 校 都 是 問 結 果, 沒 有 問 問 題, 所 以 不 知 該 如 何 思 考? 所 以 針 對 這 個 學 生 的 想 法, 讓 設 計 者 了 解, 平 日 我 們 也 需 要 設 計 一 些 活 動 讓 學 生 發 現 問 題, 並 讓 學 生 針 對 這 問 題 進 行 討 論, 這 樣 學 生 才 能 集 思 廣 益, 觸 類 旁 通, 所 學 到 的 知 識 不 在 是 一 個 專 有 名 詞 的 概 念, 而 是 完 整 的 科 學 知 識, 將 來 我 們 的 國 家 也 會 更 有 希 望 了, 所 以 探 究 式 教 學 法 是 一 個 可 行 教 學 法 在 學 生 的 建 議 中, 大 家 百 分 之 百 支 持 這 次 的 科 學 探 究 營 的 活 動, 讓 他 們 在 畢 業 前 可 以 參 加 到 這 類 型 的 活 動, 也 希 望 學 校 能 再 辦 這 樣 的 活 動 讓 學 弟 學 妹 們 也 可 以 參 加 這 樣 的 活 動, 因 為 大 家 覺 得 受 益 很 多 不 過 學 生 也 是 有 提 到 是 否 可 以 再 增 加 關 卡 以 及 增 加 操 作 的 時 間, 不 過 這 次 的 活 動 因 為 針 對 科 學 探 究 能 力 設 計 的, 而 且 當 時 也 考 慮 人 手 的 部 分 以 及 考 量 評 分 方 式, 所 以 設 計 這 樣 的 活 動 對 於 時 間 這 個 問 題, 設 計 團 隊 也 發 現 學 生 真 的 需 要 比 較 的 思 考 時 間, 才 能 有 更 完 善 的 實 驗, 所 以 下 次 我 們 可 以 考 慮 延 長 的 時 間, 好 讓 學 生 更 容 易 發 揮 更 容 易 63

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陸 計 畫 成 果 自 評 部 分 研 究 內 容 與 原 計 畫 大 部 分 一 致, 並 順 利 達 成 預 期 之 目 標 然 而 科 學 探 究 能 力 之 評 量 工 具 的 開 發 是 件 不 容 易 的 事, 需 要 團 隊 有 系 統 不 斷 的 努 力 才 能 有 所 成 所 以, 本 研 究 工 具 的 研 發, 猶 需 後 續 的 努 力, 才 能 使 評 量 工 具 更 臻 於 完 善 計 畫 部 分 成 果 已 發 表 於 中 華 民 國 第 二 十 一 二 十 二 二 十 三 屆 科 學 教 育 學 術 研 討 會 全 論 文 正 準 備 投 稿 到 國 立 台 灣 師 範 大 學 師 大 學 報 ( 科 學 教 育 類 ) 科 學 教 育 學 刊 或 國 外 知 名 期 刊 另 外, 本 研 究 計 劃 助 理 之 一 : 方 郁 斌 係 為 國 立 屏 東 教 育 大 學 數 理 教 育 研 究 所 碩 士 班 學 生, 本 計 畫 請 該 生 執 行 嵌 入 式 評 量 工 具 的 開 發, 亦 授 與 他 做 為 碩 士 論 文 柒 論 文 發 表 情 形 1. 高 慧 蓮 和 魯 慧 敏 (2005): 一 位 國 小 老 師 實 施 科 學 探 究 之 嵌 入 式 評 量 的 策 略 與 反 思 論 文 發 表 於 第 二 十 一 屆 中 華 民 國 科 學 教 育 學 術 研 討 會, 國 立 彰 化 師 範 大 學 (NSC 93-2511-S-153-006- NSC 94-2511-S-153-009-) 2. 高 慧 蓮 吳 淑 珍 和 蘇 明 洲 (2005): 中 年 級 科 學 探 究 嵌 入 式 評 量 的 教 學 設 計 論 文 發 表 於 第 二 十 一 屆 中 華 民 國 科 學 教 育 學 術 研 討 會, 國 立 彰 化 師 範 大 學 (NSC 93-2511-S-153-006- NSC 94-2511-S-153-009-) 3. 高 慧 蓮 王 智 勇 和 馮 益 宏 (2005): 科 學 探 究 實 作 評 量 之 開 發 論 文 發 表 於 第 二 十 一 屆 中 華 民 國 科 學 教 育 學 術 研 討 會, 國 立 彰 化 師 範 大 學 (NSC 93-2511-S-153-006- NSC 94-2511-S-153-009-) 4. 高 慧 蓮 方 郁 斌 和 黃 子 瑜 (2005): 後 設 認 知 之 嵌 入 式 評 量 融 入 科 學 探 究 的 策 略 與 反 思 論 文 發 表 於 第 二 十 一 屆 中 華 民 國 科 學 教 育 學 術 研 討 會, 國 立 彰 化 師 範 大 學 (NSC 93-2511-S-153-006- NSC 94-2511-S-153-009-) 5. 高 慧 蓮 林 顯 輝 蘇 明 洲 和 黃 子 瑜 (2006): 科 學 探 究 多 元 評 量 工 具 之 開 發 研 究 論 文 發 表 於 第 二 十 二 屆 中 華 民 國 科 學 教 育 學 術 研 討 會, 國 立 台 灣 師 範 大 學 (NSC 95-2511-S-153-006) 6. 魯 慧 敏 和 高 慧 蓮 (2006): 國 小 中 年 級 學 童 科 學 探 究 實 作 評 量 之 發 展 與 效 化 論 文 發 表 於 第 二 十 二 屆 中 華 民 國 科 學 教 育 學 術 研 討 會, 國 立 台 灣 師 範 大 學 (NSC 95-2511-S-153-006) 7. 吳 淑 珍 和 高 慧 蓮 (2006): 提 升 國 小 中 年 級 學 童 科 學 探 究 能 力 之 教 學 評 量 設 計 論 文 發 表 於 第 二 十 二 屆 中 華 民 國 科 學 教 育 學 術 研 討 會, 國 立 台 灣 師 範 大 學 (NSC 95-2511-S-153-006) 8. 方 郁 斌 和 高 慧 蓮 (2006): 嵌 入 式 評 量 融 入 中 年 級 探 究 教 學 之 研 究 論 文 發 表 於 第 二 十 二 屆 中 華 民 國 科 學 教 育 學 術 研 討 會, 國 立 台 灣 師 範 大 學 (NSC 95-2511-S-153-006) 9. 王 智 勇 和 高 慧 蓮 (2006): 實 作 評 量 融 入 教 學 以 提 升 學 生 科 學 探 究 能 力 之 研 究 論 文 發 表 於 第 二 十 二 屆 中 華 民 國 科 學 教 育 學 術 研 討 會, 國 立 台 灣 師 範 大 學 (NSC 95-2511-S-153-006) 10. 吳 淑 珍 蘇 明 洲 和 高 慧 蓮 (2007): 在 科 學 探 究 活 動 中 融 入 評 量 與 補 救 策 略 之 教 學 設 計 論 文 發 表 於 第 二 十 三 屆 中 華 民 國 科 學 教 育 學 術 研 討 會, 國 立 高 雄 師 範 大 學 (NSC 95-2511-S-153-006) 73

11. 魯 慧 敏 蘇 明 洲 和 高 慧 蓮 (2007): 培 養 科 學 探 究 能 力 之 闖 關 遊 戲 活 動 設 計 論 文 發 表 於 第 二 十 三 屆 中 華 民 國 科 學 教 育 學 術 研 討 會, 國 立 高 雄 師 範 大 學 (NSC 95-2511-S-153-006) 12. Su, M. C., Kao, H. L., Wang, J. R., & Lin, S. W. (2008). A study of developing two performance assessments of scientific inquiry for primary schools. Paper will be presented to Conference of Asian Science Education Case 2008 in Kaohsiung, Taiwan, February 20-23. 74

附 錄 一 : 國 小 中 年 級 科 學 探 究 能 力 實 作 評 量 國 小 中 年 級 科 學 探 究 能 力 實 作 評 量 影 子 之 謎 學 校 : 班 級 :( ) 年 級 ( ) 班 座 號 ( ) 姓 名 :( ) 情 境 大 雄 和 哆 啦 A 夢 來 到 影 子 國, 但 是 他 發 現 一 些 奇 怪 的 事, 請 你 仔 細 觀 察 並 將 察 覺 出 與 日 常 生 活 中 所 看 見 的 現 象 特 別 不 一 樣 的 地 方 圈 起 來? 上 面 的 情 境 故 事 讓 你 的 心 裡 產 生 什 麼 想 法? 讓 我 們 一 起 探 索 吧! 75

1. 在 這 個 影 子 國 的 圖 像 裡, 你 覺 得 哪 裡 出 現 問 題? 請 提 問! 2. 以 前 有 沒 有 觀 察 過 影 子 的 現 象? 並 舉 例 說 明 3. 在 古 代 沒 有 發 明 時 鐘 的 時 候, 聰 明 的 人 類 利 用 竿 影 來 紀 錄 時 間, 現 在 就 讓 我 們 來 設 計 一 個 實 驗, 可 以 清 楚 的 觀 察 出 影 子 從 早 上 8 點 到 下 午 4 點 的 變 化 請 你 清 楚 的 以 條 列 方 式 一 一 描 述 或 畫 出 你 拿 什 麼 器 材 如 何 擺 放 等 實 驗 步 驟 76

4. 大 雄 觀 察 影 子 的 結 果 如 下 : 請 你 幫 他 把 結 果 填 入 表 格 中! 早 上 8 點 時 測 出 的 竿 影 18 公 分, 中 午 12 點 時 是 2 公 分, 下 午 4 點 是 10 公 分 ( ) ( ) 點 ( ) 點 ( ) 點 5. 在 一 個 晴 朗 的 好 天 氣, 以 下 是 小 香 實 驗 的 結 果, 你 發 現 了 哪 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 從 上 面 表 格 中 發 現 ( 太 陽 是 從 東 方 升 起, 西 方 落 下 ) 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 影 子 的 位 置 大 約 西 方 正 下 方 大 約 東 方 2 我 從 上 面 表 格 中 發 現 ( ) 時 間 早 上 八 點 中 午 十 二 點 下 午 二 點 影 子 的 長 度 18 公 分 1 公 分 9 公 分 3 我 從 上 面 表 格 中 發 現 ( ) 77

6. 觀 察 影 子 活 動 後, 以 下 是 二 組 報 告 的 內 容! 第 一 組 : 小 叮 噹 組 第 二 組 : 網 球 王 子 在 陰 天 觀 察 影 子 最 清 楚, 天 氣 也 不 熱, 是 個 觀 察 影 子 的 好 時 機! 我 們 發 現 一 天 當 中, 中 午 時, 大 樹 的 影 子 會 最 長 我 對 第 一 組 的 看 法 : 1. 同 意 2. 不 同 意 請 寫 出 理 由 我 對 第 二 組 的 看 法 : 1. 同 意 2. 不 同 意 請 寫 出 理 由 78

附 錄 二 : 國 小 中 年 級 科 學 探 究 能 力 實 作 評 量 學 生 作 品 說 明 第 一 題 : 學 生 提 到 有 很 多 動 物 的 影 子 不 太 一 樣, 第 四 題 : 因 變 項 的 名 稱 應 該 寫 影 子 的 長 度, 還 有 一 些 影 子 的 方 向 不 一 樣 但 是 學 生 缺 少 形 狀 但 是 學 生 寫 公 分 不 夠 完 整, 所 以 得 二 分 上 的 不 一 樣, 所 以 得 到 二 分 (3101) (3101) 第 二 題 : 未 書 寫, 所 以 0 分 計 算 (3101) 第 五 之 一 題 : 學 生 有 歸 納 出 太 陽 的 位 置 與 影 子 的 位 置 是 相 反 的 (3101) 第 三 題 : 學 生 的 文 字 表 達 較 差, 所 以 選 用 圖 形 說 第 五 之 二 題 : 學 生 寫 的 內 容 偏 離 了 主 題, 所 明, 因 為 有 陽 光 有 材 料 但 是 缺 少 每 一 個 固 定 的 以 0 分 計 算 (3101) 時 間 進 行 觀 察 與 紀 錄, 所 以 得 二 分 (3101) 79

第 六 之 一 題 : 因 為 學 生 知 道 觀 察 影 子 的 好 時 第 一 題 : 學 生 將 影 子 會 出 現 的 形 狀 位 置 機 是 有 陽 光 的 日 子, 所 以 得 3 分 (4133) 甚 至 大 小 等 概 念 都 描 述 出 來, 眞 棒! 若 能 夠 用 疑 問 句 呈 現 會 更 棒 (4427) 第 六 之 二 題 : 因 為 學 生 了 解 並 觀 察 到 中 午 第 二 題 : 學 生 會 將 觀 察 到 的 結 果 寫 出 來 時, 不 只 樹 的 影 子 會 最 短 (4133) (4427) 第 三 題 : 有 器 材 有 步 驟 描 述 的 很 清 楚 (4427) 80

第 六 之 一 題 : 因 為 學 生 知 道 陰 天 陽 光 少, 所 學 生 利 用 提 問 的 方 式 來 回 答 問 題, 很 棒, 但 以 影 子 看 不 清 楚, 得 3 分 (4427) 是 只 有 提 到 形 狀 方 面 的 問 題, 缺 少 位 置 方 面 的 疑 問, 所 以 得 二 分 (3223) 整 體 而 言, 有 提 問 的 學 生 並 不 多 第 六 之 二 : 因 為 學 生 了 解 並 觀 察 到 中 午 時, 學 生 用 筆 記 本 紀 錄 起 來, 有 影 子 在 哪 裡 就 把 太 陽 在 正 上 方, 所 以 影 子 會 最 短 (4427) 他 記 起 來, 學 生 有 想 法, 但 是 無 法 正 確 的 清 楚 描 述, 很 可 惜, 所 以 沒 有 得 到 分 數 (3223) 81

一 目 標 與 策 略 附 錄 三 : 奇 妙 的 水 單 元 學 習 活 動 與 評 量 實 務 目 標 策 略 A 培 養 學 生 界 定 問 題 的 能 力 並 評 量 引 導 提 升 學 生 界 定 問 題 的 能 力 B 培 養 學 生 設 計 規 劃 的 能 力 並 評 量 引 導 提 升 學 生 設 計 規 劃 的 能 力 C 培 養 學 生 實 作 驗 證 的 能 力 並 評 量 引 導 提 升 學 生 實 作 驗 證 的 能 力 D 培 養 學 生 解 釋 分 析 的 能 力 並 評 量 引 導 提 升 學 生 解 釋 分 析 的 能 力 E 培 養 學 生 溝 通 辯 證 的 能 力 並 評 量 引 導 提 升 學 生 溝 通 辯 證 的 能 力 讓 學 生 依 據 教 師 設 計 的 教 學 情 境 和 自 己 的 先 備 知 識, 提 出 問 題 教 師 依 序 展 示 學 生 各 不 同 層 次 的 問 題, 讓 學 生 感 受 各 類 型 問 題 間 得 差 異 藉 由 觀 摩 同 儕 的 問 題 提 升 學 生 提 出 問 題 的 層 次 教 師 設 計 情 境 讓 學 生 設 計 實 驗 流 程 和 紀 錄 表 教 師 用 比 賽 的 公 平 性 來 舉 例, 讓 學 生 思 考 控 制 變 因 教 師 分 享 學 生 所 設 計 的 實 驗 流 程 和 紀 錄 表, 讓 學 生 觀 摩 和 修 正 自 己 的 設 計 讓 學 生 根 據 自 己 設 計 的 實 驗 流 程 設 計 動 手 作 實 驗 讓 學 生 紀 錄 實 驗 時 所 遭 遇 的 困 難 和 解 決 方 法 教 師 巡 視 組 間, 隨 時 指 導 學 生 的 困 難 讓 學 生 分 享 操 作 實 驗 時 所 遭 遇 的 困 難 和 解 決 方 法 讓 學 生 自 行 將 實 驗 結 果 紀 錄 到 表 格 中, 並 歸 納 實 驗 結 論 讓 學 生 寫 下 紀 錄 實 驗 結 果 所 遭 遇 的 困 難 讓 學 生 分 享 解 決 紀 錄 實 驗 結 果 時 所 遭 遇 的 困 難 和 解 決 方 法 讓 學 生 上 台 發 表 實 驗 結 果, 並 解 答 台 下 的 同 學 所 提 出 的 問 題 教 師 針 對 學 生 的 報 告 內 容 提 問 和 回 答 作 講 評 教 師 讚 許 學 生 所 提 出 最 優 的 問 題 和 回 答 82

二 教 學 活 動 活 動 剪 影 提 問 任 務 ( 時 間 ) 學 生 反 應 與 困 難 評 量 素 材 A 培 養 學 生 界 定 問 題 的 能 力 並 評 量 引 導 提 升 學 生 界 定 問 題 的 能 力 圖 片 引 起 動 機 1. 教 師 展 示 : 有 些 東 西 放 入 水 中 會 沉 下 去, 有 些 東 西 則 是 浮 起 來 (1) 讓 學 生 自 行 試 驗 看 哪 些 東 西 會 浮 起 來? 哪 些 東 西 會 沉 下 去? (2) 請 學 生 發 表 哪 些 東 西 會 沉 下 去? 這 些 東 西 有 什 麼 特 徵? (3) 請 學 生 發 表 哪 些 東 西 會 浮 起 來? 這 些 東 西 有 什 麼 特 徵? (4) 教 師 提 問 : 所 有 實 心 的 東 西 都 會 沉 下 去 嗎? 2. 教 師 提 問 : 金 屬 的 東 西 會 浮 起 來 還 是 會 沉 下 去? 界 定 問 題 階 段 3. 教 師 展 示 情 境 : Prepare (1) 分 別 將 不 鏽 鋼 的 筷 子 湯 匙 碗 便 當 盒 放 入 水 中 (2) 讓 學 生 寫 出 觀 察 到 的 現 象 (3) 讓 學 生 想 一 想 以 前 有 沒 有 觀 察 過 類 似 的 現 象 Trial (4) 請 學 生 提 出 想 到 的 問 題 Evaluate (5) 教 師 展 示 學 生 不 同 類 型 的 問 題 (6) 教 師 學 生 共 同 討 論 這 些 問 題 的 優 缺 點 Model 83 1. 學 生 自 備 十 種 物 品 來 作 實 驗 學 生 操 作 實 驗 並 無 困 難 2. 讓 學 生 自 行 發 表 3. 讓 學 生 自 行 發 表 4. 讓 學 生 歸 納 : 實 心 的 東 西 有 的 會 浮 有 的 會 沉! 5. 學 生 大 多 數 回 答 : 金 屬 的 東 西 會 沉 下 去 6. 讓 學 生 在 學 習 單 上 回 答 7. 由 最 低 層 次 的 問 題 到 最 高 層 次 的 問 題, 讓 學 生 感 受 問 題 的 層 次 不 同 8. 學 生 無 法 說 出 優 缺 點 時, 教 師 可 以 加 以 提 示 操 作 實 驗 新 舊 經 驗 聯 結 察 覺 問 題 會 浮 還 是 會 沉 學 習 單 浮 浮 沉 沉 學 習 單

活 動 剪 影 提 問 任 務 ( 時 間 ) 學 生 反 應 與 困 難 評 量 素 材 (7) 教 師 學 生 共 同 選 出 一 些 最 優 的 問 題 9. 選 出 的 問 題 必 須 是 層 次 最 高 的 問 題 Apply 4. 教 師 歸 納 : 這 些 餐 具 都 是 不 鏽 鋼 做 的, 所 以 我 們 要 思 考 哪 些 因 素 會 影 響 物 體 沉 或 浮 第 一 節 結 束 B 培 養 學 生 設 計 規 劃 的 能 力 並 評 量 引 導 提 升 學 生 設 計 規 劃 的 能 力 圖 片 設 計 規 劃 階 段 Prepare 1. 教 師 將 一 塊 膠 泥 沉 入 水 中 1. 學 生 可 以 想 到 改 變 2. 讓 學 生 思 考 要 怎 樣 才 能 讓 這 一 膠 泥 的 形 狀, 若 學 生 塊 膠 泥 浮 在 水 面 上? 提 出 其 他 的 方 法, 則 予 以 讚 許, 但 暫 不 採 用 3. 若 老 師 現 在 要 給 每 個 人 一 塊 膠 2. 學 生 可 能 回 答 : 膠 泥, 讓 你 捏 出 各 種 形 狀, 來 比 泥 的 重 量 一 樣 的 硬 賽 看 看 哪 一 種 形 狀 的 膠 泥 可 以 幣 在 水 面 上 承 載 最 多 的 硬 幣, 想 一 想 要 控 制 哪 些 因 素, 比 賽 才 公 平? 4. 老 師 現 在 就 給 每 位 同 學 一 塊 膠 泥, 讓 你 捏 出 不 同 的 形 狀, 看 看 各 種 不 同 形 狀 的 膠 泥 各 可 以 承 載 幾 個 一 元 硬 幣 Trial 5. 你 要 怎 麼 做 呢? 請 將 你 的 實 驗 3. 讓 學 生 自 行 設 計 實 步 驟 寫 下 來 驗 流 程 6. 請 你 設 計 一 個 表 格, 紀 錄 不 同 4. 讓 學 生 自 行 設 計 形 狀 的 膠 泥, 所 承 載 的 硬 幣 數 表 格 量 7. 請 你 先 猜 一 猜 哪 一 種 形 狀 的 膠 5. 學 生 會 有 各 式 各 樣 泥 會 承 載 最 多 硬 幣 的 答 案, 教 師 都 先 予 Evaluate 以 肯 定 8. 教 師 挑 選 出 幾 位 設 計 得 較 完 整 6. 教 師 可 以 針 對 學 生 和 較 不 完 整 的 實 驗 流 程 來 展 漏 掉 的 步 驟 加 以 說 示, 說 明 優 缺 點 明 84 變 因 的 掌 控 規 劃 實 驗 流 程 運 用 圖 表 輔 助 紀 錄 預 測 結 果 浮 浮 沉 沉 學 習 單 誰 可 以 載 得 最 多 實 驗 單

活 動 剪 影 提 問 任 務 ( 時 間 ) 學 生 反 應 與 困 難 評 量 素 材 9. 教 師 挑 選 出 幾 位 設 計 得 較 完 整 和 較 不 完 整 的 表 格 來 展 示, 說 明 優 缺 點 Model 10. 教 師 讚 許 實 驗 流 程 和 表 格 都 7. 要 讓 學 生 了 解, 完 整 的 表 格 要 包 括 哪 些 要 素 膠 泥 載 硬 幣 實 驗 單 設 計 得 很 好 的 小 組 Apply 11. 讓 學 生 修 正 自 己 的 實 驗 步 驟 和 表 格 12. 開 始 準 備 動 手 作 實 驗 第 二 節 結 束 C 培 養 學 生 實 作 驗 證 的 能 力 並 評 量 引 導 提 升 學 生 實 作 驗 證 的 能 力 實 作 驗 證 階 段 Prepare 1. 學 生 根 據 自 己 所 設 計 的 實 驗 步 驟 進 行 實 驗 2. 教 師 巡 視 組 間, 隨 時 指 導 學 生 的 困 難 Trial 3. 讓 學 生 寫 下 實 作 時 遇 到 的 問 題 和 克 服 的 方 法 Evaluate 4. 教 師 依 上 課 實 際 情 況, 挑 選 幾 1. 學 生 能 依 自 己 的 實 驗 步 驟 進 行 實 驗, 在 實 驗 的 過 程 中 會 發 現 原 本 設 計 的 膠 泥 形 狀 需 要 修 改 2. 學 生 最 常 遇 到 的 問 題 是 所 作 的 膠 泥 常 常 會 漏 水 而 下 沉, 需 要 填 補 好 縫 細 運 用 器 材 多 元 思 考 解 決 探 究 過 程 所 發 生 之 問 題 個 學 生 分 享 自 己 的 困 境 和 解 決 方 法 Model 5. 教 師 讚 許 學 生 具 有 創 意 的 做 法 Apply 6. 準 備 進 入 解 釋 分 析 階 段 D 培 養 學 生 解 釋 分 析 的 能 力 並 評 量 引 導 提 升 學 生 解 釋 分 析 的 能 力 解 釋 分 析 階 段 Prepare 1. 學 生 將 實 驗 結 果 紀 錄 到 自 己 設 計 的 表 格 裡 2. 教 師 巡 視 組 間, 隨 時 指 導 學 生 的 困 難 1. 學 生 將 膠 泥 的 形 狀 和 硬 幣 的 數 量 填 到 表 格 裡, 並 無 困 難 2. 學 生 在 填 寫 表 格 比 較 解 釋 與 彙 整 資 料 的 能 力 85

活 動 剪 影 提 問 任 務 ( 時 間 ) 學 生 反 應 與 困 難 評 量 素 材 3. 讓 學 生 歸 納 自 己 的 實 驗 結 果 Trial 時, 最 怕 忘 記 硬 幣 的 數 量 4. 讓 學 生 寫 出 紀 錄 和 歸 納 實 驗 結 果 遇 到 的 困 難 和 解 決 的 方 法 Evaluate 5. 教 師 依 上 課 實 際 情 況, 讓 幾 個 對 探 究 結 果 做 推 論 的 能 力 學 生 分 享 自 己 的 困 境 和 解 決 方 法 Model 6. 教 師 讚 許 學 生 具 有 創 意 的 做 法 Apply 7. 讓 學 生 準 備 上 台 報 告 第 三 節 結 束 E 培 養 學 生 溝 通 辯 證 的 能 力 並 評 量 引 導 學 生 溝 通 辯 證 的 能 力 溝 通 辯 証 階 段 Prepare 1. 請 班 上 每 組 一 名 自 願 的 同 學 上 台 報 告 實 驗 結 果 Trial 2. 請 台 下 同 學 針 對 所 報 告 內 容 提 出 自 己 的 看 法 3. 台 上 的 同 學 回 答 台 下 同 學 所 提 出 的 疑 問 Evaluate 4. 教 師 針 對 學 生 的 報 告 內 容 作 講 評 5. 教 師 針 對 學 生 所 提 出 的 問 題 和 回 答 作 講 評 Model 6. 教 師 讚 許 學 生 所 提 出 最 優 的 問 題 和 回 答 Apply 7. 教 師 針 對 這 次 的 實 驗 作 總 結 1. 學 生 能 明 確 報 告 各 種 形 狀 的 膠 泥 所 承 載 的 硬 幣 數 量 2. 當 學 生 不 能 掌 握 發 問 的 重 點 時, 老 師 可 以 提 示 學 生 : 找 出 能 承 載 最 多 硬 幣 數 量 的 膠 泥 的 秘 密 溝 通 探 究 過 程 與 批 判 質 疑 的 能 力 第 四 節 結 束 86

附 錄 出 席 國 際 會 議 研 究 心 得 報 告 及 發 表 論 文 行 政 院 國 家 科 學 委 員 會 補 助 國 內 專 家 學 者 出 席 國 際 學 術 會 議 報 告 96 年 10 月 30 日 報 告 人 姓 名 高 慧 蓮 服 務 機 構 及 職 稱 國 立 屏 東 教 育 大 學 應 用 化 學 暨 生 命 科 學 系 教 授 November 28 30, 會 議 時 間 與 地 點 2006, The Hong Kong Institute of 本 會 核 定 補 助 編 號 NSC 95-2511-S-153-006- Education, HKSAR ( 中 文 ) 亞 太 教 育 研 究 學 會 國 際 研 討 會 2006 會 議 名 稱 ( 英 文 ) Asia-Pacific Educational Research Association International Conference 2006 發 表 論 文 題 目 ( 中 文 ) 從 多 元 文 化 教 育 的 觀 點 探 討 影 響 原 住 民 對 科 學 概 念 學 習 的 因 素 - 以 國 中 呼 吸 作 用 為 例 ( 英 文 ) An Exploration of Factors for Influencing Science Concept Learning of Aboriginal Students from Standpoints of Multicultural Education: Taking Respiration for Junior High School as an Example

報 告 內 容 應 包 括 下 列 各 項 : 一 參 加 會 議 經 過 Asia-Pacific Educational Research Association International Conference 2006 (AERA 2006) 於 November 28 30 在 香 港 教 育 學 院 (The Hong Kong Institute of Education) 舉 行 參 與 此 次 研 討 會 的 學 者 與 教 師 大 部 分 來 自 亞 太 地 區, 然 而 亦 有 來 自 世 界 各 國 的 學 者 與 教 師 參 與 AERA 2006 研 討 會 的 主 要 目 的 是 希 望 從 亞 太 地 區 以 及 以 外 地 區 的 觀 點 探 討 全 球 化 的 教 育 研 究 政 策 與 實 踐 因 為 研 究 者 的 研 究 方 向 契 合 研 討 會 的 主 題, 所 以 研 究 者 極 有 興 趣 參 予 AERA 2006 研 討 會 從 屏 東 到 高 雄 搭 機 直 飛 到 香 港, 已 是 傍 晚 了 在 旅 館 睡 了 一 覺 後, 清 晨 即 直 接 到 會 場 報 到, 並 聽 了 幾 場 亞 太 地 區 傑 出 學 者 有 關 全 球 化 的 教 育 研 究 政 策 與 實 踐 的 演 講, 隨 後 研 究 者 發 表 自 己 的 論 文, 題 目 為 An Exploration of Factors for Influencing Science Concept Learning of Aboriginal Students from Standpoints of Multicultural Education: Taking Respiration for Junior High School as an Example, 受 到 關 心 多 元 文 化 教 育 的 學 者 及 教 師 熱 烈 的 討 論 與 給 研 究 者 寶 貴 的 意 見 接 下 來 幾 天 就 不 斷 的 聽 報 告, 並 找 一 些 有 興 趣 議 題 的 作 者 交 換 研 究 心 得 二 與 會 心 得 由 於 此 次 參 與 研 討 會 的 學 者 很 多 會 講 中 文, 所 以 研 究 者 可 以 很 深 入 的 與 這 些 學 者 就 全 球 化 的 教 育 研 究 政 策 與 實 踐 方 面 交 換 意 見, 讓 我 獲 益 良 多 這 次 會 議 主 題 有 關 於 Access and Equity in Education 部 份, 發 表 的 學 者 一 致 認 為 我 們 應 該 為 來 自 不 同 族 群 的 以 及 弱 勢 族 群 的 學 生 爭 取 平 等 的 教 育 機 會, 而 且 應 該 幫 助 所 有 的 學 生 啟 發 適 當 的 知 識 技 能 和 態 度, 使 之 在 社 會 中 有 競 爭 力 所 以, 研 究 者 從 此 次 的 研 討 會 之 行, 深 深 的 感 覺 我 們 在 國 內 設 計 科 學 的 學 習 材 料 時, 應 注 意 個 別 差 異, 讓 所 有 的 學 生 均 能 有 一 定 程 度 的 科 學 素 養 三 考 察 參 觀 活 動 ( 無 是 項 活 動 者 省 略 ) 無 四 建 議 建 議 有 更 多 的 學 者 參 與 多 元 文 化 的 研 究, 並 設 計 相 關 科 學 學 習 教 材 讓 弱 勢 族 群 的 學 生 能 提 昇 其 科 學 素 養 五 攜 回 資 料 名 稱 及 內 容 大 會 所 提 供 之 論 文 集 光 碟 片, 內 容 包 括 2006 年 AERA 會 議 的 所 有 論 文 六 其 他 感 謝 國 科 會 的 補 助, 使 我 有 機 會 到 香 港 教 育 學 院 參 加 國 際 AERA 2006 的 研 討 會

從 多 元 文 化 教 育 的 觀 點 探 討 影 響 原 住 民 對 科 學 概 念 學 習 的 因 素 - 以 國 中 呼 吸 作 用 為 例 蘇 明 洲 大 仁 科 技 大 學 環 境 資 源 管 理 學 系, 台 灣 高 慧 蓮 國 立 屏 東 教 育 大 學 應 用 化 學 暨 生 命 科 學 系, 台 灣 摘 要 : 本 研 究 採 取 詮 釋 性 研 究 法, 從 多 元 文 化 教 育 的 觀 點, 探 討 屏 東 縣 排 灣 族 部 落 的 家 庭 學 校 學 童 本 身 和 文 化 環 境 等 因 素, 是 否 會 影 響 學 生 對 科 學 概 念 的 學 習 研 究 者 進 入 排 灣 族 部 落 社 區 和 學 校 教 室 進 行 3 年 的 長 期 深 入 的 田 野 觀 察, 並 與 學 生 的 父 母 親 學 校 教 師 和 傳 教 士 進 行 訪 談 除 此 之 外, 在 呼 吸 作 用 這 一 單 元 教 學 前 後, 研 究 者 用 二 階 段 測 驗 診 斷 工 具 對 學 生 加 以 施 測 和 晤 談, 並 做 課 室 觀 察 根 據 上 述 多 元 資 料, 研 究 者 詮 釋 學 生 呼 吸 作 用 概 念 的 學 習 情 況 以 及 影 響 因 素 本 研 究 發 現 家 庭 學 校 學 童 本 身 和 文 化 環 境 等 因 素, 均 會 影 響 學 生 對 科 學 概 念 的 學 習 關 鍵 字 多 元 文 化 教 育 排 灣 族 科 學 概 念 An Exploration of Factors for Influencing Science Concept Learning of Aboriginal Students from Standpoints of Multicultural Education: Taking Respiration for Junior High School as an Example Ming-Chou Su Department of Environmental Resource Management, Tajen University, Taiwan Huey-Lien Kao Department of Applied Chemistry and Life Science, National Pingtung University of Education, Taiwan Abstract: This study adopted interpretive research to explore whether factors such as family, school, cultural environment, and students themselves would affect students science concept learning for the Paiwan tribe in Pingtung County from standpoints of multicultural education. The researcher entered the community of the Paiwan tribe and school classrooms to carry on the three year long-term and thorough field observations. In addition, the research interviewed parents, teachers of the students, and the preacher. Furthermore, the researcher administered two tier diagnosis instrument of respiration tests to students before and after the teaching unit of respiration, interviewed students and did classroom observation. According to the above multiple data, the researcher interpreted the students learning condition of respiration and factors for influencing learning. This study found that factors as as family, school, cultural environment, and students themselves would afect students science concept learning.

Keywords: multicultural education, Paiwan tribe, science concept. 緒 論 一 前 言 近 年 來, 各 國 受 多 元 文 化 教 育 (Multicultural Education) 觀 點 的 影 響, 對 於 原 住 民 的 教 育 極 為 關 心 與 重 視 多 元 文 化 教 育 的 目 標 很 多, 其 中 之 一 是 要 為 來 自 不 同 族 群 的 學 生 爭 取 平 等 的 教 育 機 會 ; 另 一 個 重 要 的 目 標 在 於 幫 助 所 有 的 學 生 啟 發 適 當 的 知 識 技 能 和 態 度, 使 之 在 未 來 的 社 會 中 得 以 生 存 ( 李 苹 綺,1998) 台 灣 的 多 元 文 化 教 育 中, 原 住 民 的 教 育 是 當 前 教 育 工 作 中 極 為 重 要 的 一 項 因 此, 政 府 大 力 輔 助 偏 遠 地 區 教 育, 雖 然 在 硬 體 建 設 已 有 大 致 達 到 全 國 一 般 的 水 準, 然 而 原 住 民 的 教 育 仍 面 臨 許 多 困 難, 例 如 : 學 生 適 應 不 良 ; 師 資 流 動 率 高 ; 知 識 精 英 離 鄉 求 學 的 不 良 效 應 等 ( 原 住 民 教 育 改 革 報 告 書,1996) 在 跨 文 化 的 比 較 研 究 上 發 現 來 自 不 同 文 化 背 景 的 學 童 會 產 生 不 同 的 科 學 概 念 的 理 解 (Billeh, 1969; Chao, 1975; 汪 光 懿,1999) 而 且 原 住 民 中 小 學 生 數 理 成 就 與 平 地 學 生 存 有 顯 著 差 異 ( 蔡 中 涵 和 林 天 生,1992), 所 以 我 們 需 正 視 原 住 民 對 科 學 概 念 學 習 產 生 困 難 的 現 象 過 去 主 流 的 課 程 忽 略 了 原 住 民 的 認 知 型 態 及 其 生 活 經 驗, 此 種 對 原 住 民 文 化 背 景 的 漠 視 或 許 正 是 造 成 原 住 民 學 生 對 科 學 概 念 學 習 產 生 困 難 的 原 因 之 一 方 吉 雄 (2001) 的 研 究 發 現 對 於 原 住 民 學 生 的 文 化 背 景 和 原 有 概 念 的 了 解, 在 教 學 上 是 必 須 的, 因 此 教 師 對 於 課 程 的 安 排, 應 能 考 慮 種 族 背 景 的 不 同, 而 避 免 傳 統 地 用 統 一 的 教 本 或 標 準 來 教 育 基 礎 不 一 樣 的 學 生 若 想 研 擬 出 一 套 適 合 原 住 民 學 習 的 課 程, 實 必 須 從 多 元 文 化 教 育 的 觀 點 探 討 影 響 原 住 民 對 科 學 概 念 學 習 的 因 素 概 念 為 學 習 的 基 本 單 位, 是 人 類 思 考 和 瞭 解 的 工 具 ( 黃 台 珠,1984) 學 生 在 接 受 自 然 科 教 學 之 前, 就 常 會 有 一 些 所 謂 的 先 存 概 念 學 生 的 先 存 概 念 係 經 由 學 童 自 己 原 來 的 認 知 架 構 所 習 得, 這 些 先 存 概 念 常 和 科 學 家 認 同 的 想 法 不 同, 甚 至 會 與 科 學 的 理 論 模 式 衝 突, 所 以 也 稱 為 另 有 概 念 (alternative conception) 這 些 另 有 概 念 往 往 根 深 蒂 固 的 存 在 於 學 童 的 概 念 架 構 中, 除 非 面 臨 認 知 衝 突, 否 則 學 童 的 這 些 另 有 概 念 不 會 輕 易 改 變, 而 且 學 生 的 另 有 概 念 有 些 上 過 課 後, 可 能 還 存 在 ; 有 些 則 上 完 課 後 數 星 期, 還 會 再 出 現 由 此 可 見, 學 童 所 具 有 的 另 有 概 念 會 直 接 影 響 到 其 科 學 的 學 習, 導 致 其 所 建 構 的 科 學 概 念 與 科 學 社 群 所 認 同 的 科 學 概 念, 有 很 大 的 出 入 並 進 而 阻 礙 學 生 科 學 概 念 的 學 習 由 於 受 到 個 人 經 驗 的 影 響, 或 是 概 念 本 身 是 抽 象 的 複 雜 的 微 觀 的, 學 生 容 易 對 於 概 念 的 學 習 產 生 困 難 不 同 年 齡 不 同 文 化 的 學 生 在 科 學 概 念 的 學 習 上 常 易 持 有 與 科 學 家 不 同 的 另 有 概 念 (Pfundt & Duit, 1991) 所 以, 自 然 科 學 教 師 了 解 學 生 的 另 有 概 念 和 其 形 成 的 成 因 就 格 外 的 重 要 由 於 在 每 一 個 文 化 體 系 中, 皆 有 一 套 看 待 事 物 的 方 式, 是 個 體 在 其 與 所 接 觸 所 生 活 的 社 會 文 化 及 外 在 環 境 的 互 動 下, 對 其 周 遭 的 事 物 及 自 然 現

象 的 詮 釋 看 法 與 反 應 所 形 成 的 一 套 自 成 邏 輯 的 心 智 架 構 (Cobern, 1996; 鍾 孟 蓉, 2002) 因 此, 若 用 一 慣 的 思 考 模 式 來 詮 釋 原 住 民 學 生 的 另 有 概 念 及 其 影 響 因 素, 則 無 法 了 解 原 住 民 學 生 其 另 有 概 念 形 成 的 途 徑, 所 以 研 究 者 嘗 試 從 多 元 文 化 教 育 的 觀 點 詮 釋 原 住 民 的 科 學 概 念 學 習 及 其 影 響 的 因 素 二 研 究 目 的 綜 合 上 文 所 述, 研 究 者 以 屏 東 縣 排 灣 族 部 落 國 中 學 生 為 對 象, 以 二 階 段 紙 筆 測 驗 和 晤 談 方 式, 瞭 解 原 住 民 對 於 呼 吸 作 用 概 念 的 學 習 情 況, 並 晤 談 學 生 的 父 母 親 學 校 教 師 和 傳 教 士, 探 討 在 排 灣 族 部 落 獨 特 的 社 會 文 化 情 境 是 否 對 學 生 的 呼 吸 作 用 概 念 的 學 習 造 成 影 響, 以 做 為 未 來 編 輯 原 住 民 相 關 教 材 及 原 住 民 學 校 教 師 教 學 上 的 基 礎 參 考 資 料 理 論 基 礎 與 文 獻 探 討 一 文 化 對 概 念 學 習 的 影 響 ( 一 ) 概 念 的 意 義 與 在 學 習 上 的 重 要 性 概 念 (concept) 是 一 個 抽 象 的 名 詞, 它 是 人 類 思 考 與 了 解 的 工 具 沒 有 一 件 事 物 是 獨 一 無 二 的, 或 是 與 其 他 事 物 是 不 相 關 聯 的 ; 因 此 任 何 一 件 事 物 都 可 以 找 到 一 個 歸 屬 的 類 別, 而 成 為 此 一 類 別 中 的 一 個 正 例 (Bruner, et al., 1956) 也 就 是 依 據 個 體 經 驗 和 名 稱 符 號 做 事 物 的 區 辨, 亦 即 概 念 是 在 事 件 或 物 體 中 尋 出 規 則 後 的 標 籤 ( 熊 召 弟,1996) Gilbert 和 Watts(1983) 從 知 識 論 的 觀 點, 將 學 者 對 於 概 念 的 定 義 加 以 分 析, 分 為 下 述 三 類 : 1. 古 典 的 觀 點 : 古 典 的 觀 點 認 為 知 識 在 心 中 以 階 層 的 方 式 存 在, 可 以 分 成 小 部 份 來 研 究 以 一 些 基 本 的 步 驟 來 達 到 知 識 的 獲 得, 因 此 知 識 的 進 步 必 須 有 賴 於 前 一 步 驟 的 精 熟, 概 念 則 是 存 在 記 憶 之 中, 是 知 識 的 簡 單 型 架 構 2. 行 動 的 觀 點 : 行 動 的 觀 點 認 為 概 念 並 非 靜 態, 而 是 能 穩 定 的 成 長, 概 念 的 形 成 是 主 動 的 建 構 的 和 有 意 圖 的 3. 相 關 的 觀 點 : 介 於 古 典 觀 點 和 行 動 觀 點 之 間, 強 調 概 念 有 機 率 和 典 範 二 種 成 分 此 觀 點 認 為 概 念 的 相 互 關 聯 性, 在 相 互 的 關 聯 中, 才 能 顯 現 出 概 念 的 意 義 概 念 雖 然 是 一 個 籠 統 的 抽 象 名 詞, 但 是 卻 是 人 類 認 知 外 在 世 界 的 基 本 單 位, 在 不 斷 將 事 物 概 念 化 的 過 程 中, 不 但 可 將 經 驗 簡 化, 並 且 提 供 瞭 解 新 知 識 的 基 礎 概 念 也 是 理 智 的 工 具, 運 用 它 可 以 把 感 覺 回 憶 的 材 料 集 中 起 來, 以 便 澄 清 含 糊 的 事 實, 使 看 起 來 似 乎 混 亂 的 東 西 變 得 有 秩 序, 使 不 連 貫 的 東 西 統 一 起 來 概 念 在 學 習 上 是 很 重 要 的, 藉 著 概 念 的 學 習, 我 們 可 以 將 訊 息 按 概 念 分 類 來 處 理, 並 且 可 以 據 以 進 行 推 理 批 判 問 題 解 決 等 思 考 活 動 另 外, 若 從 功 能 來 看, 學 習 概 念 能 幫 助 我 們 簡 化 分 類 聯 合 各 種 不 同 的 事 與 物, 使 我 們 能 更 加 方 便 更 有 效 的 處 理 週

遭 的 事 物 ( 二 ) 文 化 與 科 學 概 念 的 學 習 人 類 學 家 Clifford 及 Greetz 說 的 好 : 人 是 一 種 懸 掛 在 自 己 編 織 的 意 義 之 網 內 的 動 物, 文 化 即 是 這 張 網, 人 掛 在 網 上 不 是 如 實 驗 科 學 般 去 尋 找 規 則, 而 是 一 個 尋 找 意 義 的 解 釋 者, (Greetz,1973; 引 自 : 劉 宏 文,1996) 文 化 對 學 生 科 學 概 念 的 學 習 有 重 大 的 意 義, 學 生 在 進 入 教 室 學 習 之 前, 會 因 為 生 活 經 驗 文 化 或 者 是 過 去 學 習 經 驗 的 影 響, 帶 有 許 多 與 科 學 概 念 不 一 致 的 先 存 概 念 這 些 先 存 概 念 是 每 一 個 人 在 日 常 生 活 中 對 於 發 生 在 生 活 周 邊 的 事 物 所 賦 與 意 義 的 一 部 份, 因 此 在 學 習 歷 程 上, 既 有 的 概 念, 便 成 為 學 習 的 基 礎 而 此 學 習 的 基 礎, 最 早 先 的 建 構 地 方 便 是 文 化 環 境 學 生 學 習 科 學 概 念 與 其 文 化 背 景 及 地 域 有 相 當 重 要 的 關 係 例 如 :Braund(1991) 曾 就 兒 童 對 生 物 分 類 概 念 的 認 識 進 行 研 究, 發 現 十 二 歲 的 學 生 會 把 生 物 分 類 與 人 及 家 居 物 品 如 食 物 消 費 品 等 拉 上 關 係 其 研 究 的 啟 示 部 分 清 楚 指 出, 文 化 和 課 室 以 外 的 生 活 環 境 均 與 學 生 形 成 另 類 概 念 有 關 ( 引 自 鄭 美 紅 孫 愛 玲,2003) 個 人 社 會 文 化 和 生 活 經 驗 是 個 人 詮 釋 意 義 進 而 建 構 知 識 的 基 礎, 科 學 知 識 的 建 構 也 是 以 個 人 社 會 文 化 和 生 活 經 驗 為 基 礎 來 自 不 同 族 群 不 同 環 境 不 同 文 化 背 景 的 學 生, 其 科 學 概 念 的 學 習 會 受 到 其 社 會 文 化 和 生 活 經 驗 的 影 響 所 以, 科 學 的 學 習 應 是 從 個 體 生 活 世 界 的 經 驗 開 始, 從 個 體 所 關 切 的 事 物 開 始 (Ogborn et al, 1996) 三 原 住 民 的 教 育 概 況 ( 一 ) 原 住 民 的 科 學 教 育 原 住 民 族 群 因 長 年 居 住 台 灣 的 山 區, 其 生 活 的 環 境 背 景 傳 統 風 俗 語 言 等, 皆 與 主 流 文 化 有 所 差 異 而 學 校 教 育 的 傳 授, 不 論 是 語 言 或 是 授 課 內 容 皆 是 以 主 流 文 化 來 傳 遞, 更 導 致 原 住 民 學 生 在 學 習 上 遭 遇 較 多 的 困 難 ( 李 亦 園 和 歐 用 生,1992) 李 建 興 和 簡 茂 發 (1992) 抽 取 全 省 山 地 平 地 的 國 中 及 國 小 共 26 所 學 校 為 研 究 對 象, 探 討 國 中 國 小 學 生 在 語 文 及 數 理 學 科 方 面 之 差 異 情 形, 結 果 發 現 山 地 學 生 不 論 在 語 文 學 科 或 數 理 學 科 的 學 業 成 就 皆 遠 低 於 平 地 學 校 學 生 雖 然 政 府 於 民 國 八 十 七 年 公 佈 實 施 原 住 民 族 教 育 法 的 原 住 民 專 屬 法 條, 頒 發 此 法 的 目 的 是 企 圖 建 立 原 住 民 族 教 育 體 制, 開 創 原 住 民 族 教 育 特 色 提 昇 原 住 民 教 育 品 質, 塑 造 原 住 民 新 形 象, 并 提 高 競 爭 力, 然 証 諸 原 住 民 族 教 育 法 實 施 近 五 年 以 來, 原 住 民 學 子 的 學 習 成 就 依 然 低 落 ( 馬 賴 古 麥,2002) 有 關 於 原 住 民 對 科 學 概 念 學 習 的 研 究 漸 漸 受 到 重 視 盛 承 堯 (1995) 以 國 小 三 到 六 年 級 原 住 民 學 童 為 樣 本, 探 究 原 住 民 學 童 對 於 基 本 的 能 量 與 能 源 概 念 的 特 質 理 解 和 另 有 概 念 研 究 結 果 發 現, 原 住 民 學 童 的 能 量 概 念, 與 平 地 兒 童 並 無 多 大 差 異, 對 於 具 體 的 感 官 概 念 較 佳, 較 無 法 應 用 抽 象 概 念 陳 枝 烈 (2000) 也 指 出 原 住 民 學 童 在 自 然 科 學 習 上, 具 體 和 形 象 的 概 念 比 較 多, 抽 象 的 概 念 比 較 少, 所 以 原 住 民 學 童 對 於 科 學 學 習 中 有 關 的

抽 象 概 念 較 難 以 理 解 而 陳 世 輝 (1995) 的 生 物 概 念 研 究, 發 現 原 住 民 學 童 錯 誤 概 念 的 來 源 是 學 習 的 誤 解 認 知 發 展 的 落 後 及 實 物 形 態 的 缺 乏 ( 二 ) 影 響 原 住 民 學 業 成 就 之 因 素 1. 學 童 學 習 風 格 高 淑 芳 和 何 秀 珠 (1997) 針 對 桃 竹 苗 地 區 四 個 原 住 民 鄉 的 2097 位 國 小 學 童, 施 以 學 習 概 況 調 查 量 表 接 著, 再 選 取 28 位 該 地 區 資 深 國 小 教 師 進 行 深 度 訪 談, 企 圖 瞭 解 原 住 民 學 童 對 於 自 身 學 習 概 況 的 認 知 情 形, 研 究 結 果 顯 示, 在 學 習 習 慣 與 自 我 態 度 的 認 知 方 面, 超 過 一 半 (54%) 的 學 生 表 示, 必 須 在 旁 人 督 促 下, 或 者 臨 到 考 試 才 會 唸 書 蘇 輝 明 (n.d.) 綜 合 文 獻 提 出 國 內 原 住 民 學 童 學 習 風 格 頃 向 :(1) 動 機 : 學 習 動 機 上, 原 住 民 學 童 對 於 具 體 型 的 教 具 會 有 興 趣, 另 外 與 學 生 討 論 也 會 促 進 學 童 的 學 習 動 機 ;(2) 行 為 模 式 : 原 住 民 學 生 的 學 習 及 思 考 方 式 主 要 都 為 統 整 型 歸 納 的 方 式 對 於 符 號 性 及 抽 象 性 的 教 材 會 有 排 斥 的 現 象 另 外 在 學 習 上 是 偏 向 同 儕 非 正 式 視 覺 影 像 的 學 習 風 格, 學 習 行 為 上 呈 現 比 較 依 賴 的 傾 向 ;(3) 學 習 情 境 : 偏 好 輕 鬆 幽 默 無 競 爭 無 壓 力 的 氣 氛 學 習 比 較 喜 歡 自 由 無 拘 無 束 的 學 習 氣 氛 ; 偏 好 動 態 遊 戲 的 方 式 2. 文 化 環 境 從 學 習 的 角 度 來 看, 社 會 建 構 主 義 認 為 知 識 是 個 人 與 別 人 互 動 與 磋 商 而 形 成 共 識 的, 強 調 知 識 的 建 構 是 由 個 人 所 處 的 社 會 文 化 脈 絡 所 建 構 的 所 以, 文 化 背 景 的 差 異 及 社 會 環 境 的 資 源 會 影 響 兒 童 的 認 知 發 展 也 就 是 說 學 生 獲 取 和 展 現 知 識 的 方 式, 是 深 深 受 到 文 化 規 準 和 社 會 化 經 驗 的 影 響 近 年 來, 相 關 研 究 均 指 出, 若 是 排 除 智 力 測 驗 中 的 文 化 偏 見, 原 住 民 的 智 力 和 漢 人 並 沒 有 顯 著 的 差 異 這 一 派 的 研 究, 傾 向 於 將 原 住 民 低 學 業 成 就 的 原 因 歸 因 於 社 會 文 化 的 差 異 ( 郭 玉 婷,2001) 文 化 因 素 也 會 對 注 意 力 的 發 展 有 很 大 的 影 響, 甚 至 比 教 育 因 素 重 要 例 如, 郭 玉 婷 (2001) 的 研 究 發 現 泰 雅 族 青 少 年 因 為 家 庭 功 能 不 彰, 無 法 培 養 良 好 的 學 習 習 慣, 因 此 出 現 漫 不 經 心 注 意 力 不 集 中 的 學 習 現 象 黃 森 泉 (1995) 認 為 原 住 民 的 工 作 態 度 是 工 作 和 玩 樂 沒 有 明 顯 劃 分, 一 面 工 作 一 面 嬉 戲, 養 成 他 們 不 受 拘 束 沒 有 嚴 格 的 時 間 觀 念, 這 種 習 性 表 現 在 學 習 上, 與 學 校 講 求 嚴 格 的 時 間 觀 念 和 規 律 的 運 作 大 不 相 同 另 外, 文 化 因 素 也 會 影 響 原 住 民 對 概 念 的 學 習 劉 錫 麒 (1977) 的 研 究 發 現 泰 雅 族 對 神 靈 相 當 虔 誠 與 服 從, 因 此 在 分 辨 生 物 與 非 生 物 時, 泰 雅 族 兒 童 生 命 概 念 的 發 展 較 平 地 兒 童 遲 緩 布 農 族 兒 童 因 缺 乏 文 化 刺 激, 所 以 布 農 族 兒 童 夢 概 念 的 發 展 有 比 較 遲 緩 的 現 象 ( 劉 錫 麒,1979) 劉 錫 麒 (1982) 及 王 龍 錫 (1985) 對 泰 雅 族 兒 童 及 排 灣 族 兒 童 所 作 的 研 究 也 都 得 到 相 同 的 結 果 傅 麗 玉 (1999) 也 指 出, 原 住 民 的 生 活 世 界 和 大 自 然 生 態 環 境 之 間, 有 著 密 不 可 分 的 關 係 同 樣 的, 原 住 民 的 學 習 方 式 也 和 其 與 生 活 環 境 之 間 的 互 動 息 息 相 關 因 此 可 以 推 知, 學 校 內 的 課 程 與 教 學, 若 能 配 合 其 社 會 文 化 與 自 然 環 境, 不 失 為 改 善 原 住 民 學 習 的 可 行 方 案

綜 合 上 述 文 獻 可 知 由 於 原 住 民 在 政 治 經 濟 社 會 的 表 現 呈 現 弱 勢 的 狀 態, 加 上 學 校 教 育 的 傳 授 都 是 以 主 流 文 化 來 傳 遞, 使 得 家 庭 學 校 和 文 化 環 境 等 因 素 造 成 原 住 民 學 生 的 學 業 成 就 低 落 因 此 本 研 究 從 多 元 文 化 教 育 的 觀 點, 探 討 家 庭 學 校 文 化 環 境 和 學 童 本 身 等 因 素, 是 否 會 影 響 原 住 民 對 科 學 概 念 的 學 習 研 究 方 法 一 研 究 設 計 與 流 程 本 研 究 採 取 以 情 境 取 向 為 主 的 詮 釋 性 研 究 法 (Interpretive Research) 的 研 究 理 念 及 做 法, 探 討 排 灣 族 部 落 獨 特 的 社 會 文 化 情 境 是 否 會 對 學 生 的 呼 吸 作 用 概 念 的 學 習 造 成 影 響 研 究 者 進 入 排 灣 族 部 落 社 區 和 學 校 教 室 進 行 長 期 深 入 的 田 野 觀 察, 並 與 學 生 的 父 母 親 學 校 教 師 和 傳 教 士 進 行 訪 談 除 此 之 外, 在 九 年 一 貫 課 程 自 然 與 生 活 科 技 領 域 呼 吸 作 用 這 一 單 元 教 學 前 後 用 呼 吸 作 用 二 階 段 測 驗 診 斷 工 具, 測 得 教 學 前 後 排 灣 族 學 生 呼 吸 作 用 概 念 的 量 化 資 料, 找 出 學 童 在 呼 吸 作 用 概 念 比 較 常 見 的 想 法, 然 後 再 用 晤 談 工 具 深 入 晤 談 學 生, 找 出 學 生 在 呼 吸 作 用 的 另 有 概 念 和 成 因 並 在 呼 吸 作 用 這 一 單 元 教 學 時, 研 究 者 進 行 課 室 觀 察 根 據 上 述 多 元 資 料, 研 究 者 以 詮 釋 現 象 的 方 式 加 以 分 析 學 生 呼 吸 作 用 概 念 的 學 習 情 況 以 及 影 響 因 素 二 研 究 場 域 本 研 究 選 定 的 祥 祥 中 學 ( 化 名 ) 位 於 屏 東 排 灣 族 青 青 ( 化 名 ) 部 落 中, 該 校 是 所 有 原 住 民 國 中 升 學 率 最 高 的 學 校 該 校 落 實 高 中 社 區 化, 設 有 高 中 部, 而 且 高 中 部 只 招 收 原 住 民 學 生, 希 望 留 住 程 度 較 好 的 原 住 民 學 生, 不 用 再 受 舟 車 勞 頓 之 苦, 到 外 鄉 求 學 國 中 部 全 部 是 排 灣 族 原 住 民 學 生, 每 年 級 有 四 班, 一 共 十 二 班 校 內 的 原 住 民 教 師 佔 百 分 之 五 十, 利 用 假 日 實 施 補 救 教 學, 學 生 可 自 由 繳 費 參 加, 並 善 用 原 住 民 獎 學 金, 減 輕 家 長 的 負 擔 二 研 究 參 予 者 本 研 究 歷 經 3 年, 研 究 對 象 分 別 為 祥 祥 中 學 國 中 部 三 屆 的 一 班 國 一 學 生, 每 屆 的 學 生 數 約 37 人 本 研 究 的 參 予 者 除 了 學 生 之 外, 尚 包 括 學 生 的 家 長 生 物 老 師, 和 排 灣 族 部 落 中 和 居 民 關 係 深 厚 的 P 傳 教 士 三 研 究 工 具 本 研 究 所 使 用 的 研 究 工 具 有 : 二 階 層 式 的 呼 吸 作 用 概 念 診 斷 工 具 晤 談 工 具 本 研 究 所 使 用 之 研 究 工 具 均 以 呼 吸 作 用 相 關 概 念 為 依 歸 ( 一 ) 呼 吸 作 用 的 命 題 陳 述 本 研 究 發 展 之 命 題 陳 述 ( 見 表 一 ), 乃 是 參 酌 國 內 外 相 關 文 獻 分 析 中 學 相 關 課 程 並 經 國 科 會 呼 吸 作 用 概 念 研 究 群 與 國 中 教 師, 在 經 過 多 次 的 共 同 討 論 修 正 後, 發 展 出 適 合 國 內 中 學 學 生 之 呼 吸 作 用 概 念 命 題 陳 述 最 後 將 此 份 資 料 與 研 究 群 平 日 討 論 與 修 正 的

所 有 疑 問, 送 請 植 物 生 理 學 專 家 與 動 物 生 理 學 專 家 共 同 審 核 後, 並 且 擇 期 與 專 家 學 者 進 行 面 對 面 的 討 論, 確 定 無 誤 後 修 訂 而 成 主 題 1. 呼 吸 作 用 的 定 義 ( 目 的 與 必 要 性 持 續 性 ) 2. 氣 體 的 交 換 3. 呼 吸 運 動 4. 與 光 合 作 用 的 關 係 表 一 : 國 中 呼 吸 作 用 概 念 命 題 敘 述 命 題 陳 述 1-1. 生 物 體 都 必 須 持 續 呼 吸, 以 維 持 生 命 1-2. 動 植 物 在 呼 吸 時, 會 吸 入 氧 氣, 呼 出 二 氧 化 碳 1-3. 呼 吸 作 用 是 細 胞 利 用 酵 素 催 化, 把 養 分 氧 化 分 解 成 二 氧 化 碳 水 和 產 生 能 量 的 反 應 過 程 2-1. 植 物 的 根 莖 和 葉 均 有 利 於 氣 體 交 換 的 構 造 2-2. 人 體 中 氧 氣 和 身 體 產 生 二 氧 化 碳, 在 肺 泡 中 進 行 交 換 2-3. 氣 體 的 交 換 靠 擴 散 作 用, 擴 散 的 快 慢 受 濃 度 差 及 表 面 積 的 影 響 3-1. 人 類 呼 吸 是 利 用 胸 腔 擴 張, 將 空 氣 吸 入 肺 臟 ; 慢 慢 吐 氣 時, 胸 腔 漸 漸 恢 復 原 狀 3-2. 呼 吸 運 動 由 延 腦 的 呼 吸 中 樞 所 控 制, 可 受 血 液 中 二 氧 化 碳 濃 度 的 影 響 4-1. 綠 色 植 物 有 光 時 行 光 合 作 用, 呼 吸 作 用 隨 時 進 行 4-2. 綠 色 植 物 光 合 作 用 所 產 生 的 氧 氣, 排 到 大 氣 中, 可 供 動 物 ( 直 接 或 間 接 ) 使 用 ( 二 ) 二 階 層 式 的 呼 吸 作 用 概 念 診 斷 工 具 二 階 層 式 的 呼 吸 作 用 概 念 診 斷 工 具 係 由 研 究 者 與 2 位 國 中 生 物 教 師 共 同 開 發 完 成 的, 以 供 大 規 模 全 面 性 系 統 性 評 測 學 生 之 呼 吸 作 用 另 有 概 念 之 用 初 步 工 具 發 展 出 來 之 後, 即 商 請 十 位 學 科 專 家 進 行 ( 內 容 ) 效 度 檢 驗, 並 進 行 小 規 模 預 試, 再 作 試 題 修 正 國 中 二 階 段 呼 吸 作 用 概 念 診 斷 研 究 工 具 之 信 度 為.784(n=365), 重 測 信 度 (Pearson 相 關 係 數 / 顯 著 性 ) 為.853**/.000(n=184) 二 階 層 式 的 呼 吸 作 用 概 念 診 斷 工 具 試 題 每 題 皆 分 為 答 案 和 理 由 兩 部 分, 為 雙 層 選 擇 題, 每 層 並 保 留 最 後 一 個 選 項 為 其 他, 並 畫 線 讓 反 應 者 自 行 填 寫 所 以 學 生 可 能 有 數 種 反 應, 從 二 階 層 紙 筆 測 驗 中 可 以 將 學 生 選 答 結 果 歸 類 為 具 正 確 科 學 概 念 具 另 有 概 念 邏 輯 思 考 錯 誤 及 無 法 測 出 概 念 四 大 類 ( 三 ) 晤 談 工 具 晤 談 的 目 的 是 為 了 更 深 入 探 討 樣 本 對 呼 吸 作 用 概 念 及 另 有 概 念 的 來 源 和 性 質, 採 用 放 聲 思 考 法 的 理 念 為 達 此 目 的, 所 需 的 晤 談 工 具 包 括 : 晤 談 綱 要 ( 重 新 排 列 二 階 層 紙 筆 測 驗 之 晤 談 順 序 並 逐 題 晤 談 其 選 答 之 概 念 來 源 ) 教 科 書 等 利 用 語 言 溝 通 的 方 式, 引 出 學 生 心 中 真 正 的 想 法, 請 學 生 對 紙 筆 測 驗 試 題 的 答 案 提 出 解 釋 補 充 說 明 或 修 正, 在 晤 談 過 程 中 視 樣 本 之 臨 場 想 法, 對 樣 本 特 別 想 法 的 回 答 再 深 入 探 討, 若 發 現 其 回

答 前 後 矛 盾 時, 做 進 一 步 釐 清, 直 到 清 楚 瞭 解 學 生 的 用 語 或 解 說 清 楚 為 止 四 資 料 分 析 將 各 個 學 童 在 呼 吸 作 用 二 階 段 測 驗 診 斷 紙 筆 測 驗 的 結 果 加 以 分 析, 將 具 有 同 一 類 型 另 有 概 念 的 學 童 做 出 分 析 歸 類, 選 擇 另 有 概 念 類 型 代 表 學 童, 作 為 個 別 晤 談 之 參 考 個 別 晤 談 後, 將 晤 談 錄 音 內 容 逐 字 轉 錄 ( 個 別 晤 談 的 原 始 資 料 為 全 程 錄 音 的 錄 音 帶 ), 並 把 轉 錄 資 料 加 以 編 碼, 逐 條 列 出 學 童 的 另 有 概 念 與 類 型 此 外, 研 究 者 亦 將 學 生 的 父 母 親 學 校 教 師 和 傳 教 士 的 訪 談 錄 音 以 及 教 室 觀 察 錄 影 帶 內 容 逐 字 轉 錄 根 據 上 述 多 元 資 料, 研 究 者 詮 釋 學 生 呼 吸 作 用 概 念 的 學 習 情 況 以 及 影 響 因 素 茲 將 資 料 分 析 的 歷 程 說 明 如 下 : 1. 將 接 受 個 別 晤 談 的 學 童 加 以 編 號, 並 將 個 別 晤 談 錄 音 內 容 逐 字 轉 錄, 謄 寫 為 逐 字 稿, 逐 字 稿 開 端 並 附 上 學 生 姓 名 個 案 編 號 性 別 晤 談 時 間 等 2. 將 學 童 晤 談 轉 錄 的 資 料, 逐 條 列 出 另 有 概 念, 形 成 概 念 細 目 表 3. 將 所 有 受 試 者 的 資 料, 全 部 整 理 分 析 後, 歸 類 出 學 童 的 另 有 概 念 類 型 與 成 因 4. 將 學 生 的 父 母 親 學 校 教 師 和 傳 教 士 的 訪 談 錄 音 以 及 教 室 觀 察 錄 影 帶 內 容 逐 字 轉 錄 5. 根 據 上 述 多 元 資 料, 研 究 者 詮 釋 在 排 灣 族 部 落 獨 特 的 社 會 文 化 情 境 下 是 否 對 學 生 的 呼 吸 作 用 概 念 的 學 習 造 成 影 響 結 果 與 分 析 一 家 庭 環 境 因 素 1. 家 長 不 知 如 何 指 導 學 生 的 課 業, 學 生 缺 乏 閱 讀 課 外 讀 物 的 習 慣, 學 生 對 於 呼 吸 作 用 的 正 確 概 念 全 由 課 本 而 來 由 學 生 家 長 們 和 P 傳 教 士 共 同 指 出, 家 長 不 知 如 何 指 導 學 生 的 課 業, 學 生 也 不 會 向 家 長 請 教 課 業, 學 生 更 是 缺 乏 閱 讀 課 外 讀 物 的 習 慣, 因 此 學 生 對 於 呼 吸 作 用 的 正 確 概 念 全 由 課 本 而 來 二 階 層 問 卷 答 的 題 目 中, 後 測 答 對 率 接 近 六 成 的 題 目 都 是 在 學 生 所 使 用 的 課 本 中 有 出 現 的 概 念, 而 二 階 層 問 卷 答 的 題 目 中, 後 測 答 對 率 低 於 三 成 的 題 目 則 是 在 課 文 中 完 全 沒 有 提 及 的, 都 是 由 課 本 中 的 的 相 關 概 念 的 變 化 題 2. 家 人 關 係 家 人 關 係 的 因 素 是 因 家 人 的 職 業 管 教 方 式 等, 讓 學 生 產 生 深 根 蒂 固 的 另 有 概 念 例 如 家 人 說 過 : 晚 上 最 好 不 要 外 出, 因 為 植 物 會 和 人 類 搶 氧 氣, 隔 天 行 光 合 作 用 時 再 排 出 氧 氣 所 以 學 生 會 認 為 植 物 前 一 晚 吸 入 的 氧 氣, 等 隔 天 白 天 植 物 行 光 合 作 用 時 再 排 出 去 又 如 擔 任 護 士 的 姊 姊 說 打 點 滴 時, 管 內 的 水 流 動 產 生 吸 力, 把 點 滴 內 的 物 質 和 空 氣 吸 進 來 點 滴 內 冒 泡 泡, 就 是 空 氣 被 吸 進 管 子 了 所 以 學 生 認 為 肺 臟 內 的 氧 氣 會 到 微 血 管 內 是 因 為 血 管 內 血 液 流 動 產 生 吸 力 的 緣 故

二 學 校 環 境 因 素 1. 中 小 學 老 師 中 小 學 老 師 的 因 素 是 中 小 學 教 師 在 教 導 學 童 相 關 概 念 時, 讓 學 生 產 生 深 根 蒂 固 的 另 有 概 念 例 如 :(1) 學 生 回 憶 小 學 老 師 教 他 們 植 物 白 天 光 合 作 用, 是 製 造 養 分 到 了 晚 上, 就 改 以 呼 吸 作 用 來 製 造 養 分, 所 以 學 生 認 為 植 物 晚 上 需 要 氧 氣 製 造 養 分 ;(2) 學 生 在 國 小 學 過 植 物 白 天 光 合 作 用, 晚 上 呼 吸 作 用 國 中 卻 學 到 植 物 白 天 有 光 行 光 合 作 用, 呼 吸 作 用 隨 時 在 進 行 於 是 學 生 認 為 植 物 白 天 的 光 合 作 用, 也 就 是 一 種 呼 吸 作 用 ;(3) 學 生 在 小 學 的 時 候 老 師 敎 他 們 植 物 的 莖 會 運 輸 水 分 與 養 分 概 念, 於 是 學 生 就 認 為 植 物 的 莖 是 用 來 運 送 的, 所 以 不 會 進 行 呼 吸 作 用 ;(4) 學 生 認 為 植 物 白 天 行 光 合 作 用, 晚 上 行 呼 吸 作 用, 學 生 都 說 是 小 學 老 師 教 他 們 的 2. 敎 科 書 的 誤 解 教 科 書 上 的 圖 片 或 文 字, 有 時 會 讓 學 生 誤 解 其 真 正 的 科 學 概 念 例 如 :(1) 敎 科 書 上 人 類 的 血 液 循 環 模 式 圖 的 圖 片, 將 人 體 血 液 循 環 的 血 液 著 色 為 紅 色 與 藍 色, 並 說 明 紅 色 血 管 中 的 血 液 含 氧 量 較 高, 藍 色 血 管 中 的 血 液 含 氧 量 較 低, 所 以 學 生 認 為 紅 色 代 表 需 要 氧 氣 的 血 液, 於 是 認 為 只 有 血 液 才 需 要 氧 氣 ;(2) 因 為 敎 科 書 有 介 紹 血 液 和 氧 氣, 所 以 學 生 印 象 深 刻 地 認 為 氧 氣 是 製 造 血 液 的 原 料 ;(3) 敎 科 書 有 提 到 蚯 蚓 會 利 用 潮 濕 的 皮 膚 呼 吸, 所 以 學 生 誤 以 為 人 體 也 可 以 利 用 皮 膚 呼 吸, 讓 氧 氣 和 二 氧 化 碳 從 皮 膚 進 出 ;(4) 教 科 書 的 圖 片 顯 示 植 物 的 莖 有 水 分 及 養 分 通 過, 是 運 送 物 質 用 的, 所 以 學 生 認 為 植 物 的 莖 不 會 和 外 界 進 行 氣 體 交 換 ;(5) 教 科 書 的 實 驗 用 氣 球 代 替 肺 臟 模 型, 所 以 學 生 認 為 肺 臟 應 該 像 氣 球 是 中 空 具 有 彈 性, 可 將 空 氣 擠 壓 出 去 ;(6) 課 本 圖 片 讓 學 生 看 似 肺 臟 有 肌 肉, 可 以 撑 大 胸 腔 使 空 氣 進 來 ;(6) 學 生 由 教 科 書 圖 片, 以 為 為 肋 骨 與 橫 膈 膜 連 在 一 起 所 以 學 生 認 為 吸 氣 時, 肋 骨 上 升, 橫 膈 膜 也 跟 著 上 升 三 學 童 自 身 因 素 1. 推 測 臆 想 學 生 對 概 念 本 身 不 了 解, 而 會 自 行 推 測 猜 想 形 成 另 有 概 念 例 如 :(1) 學 生 對 於 氧 氣 養 分 和 能 量 這 三 者 之 間 的 關 聯 性 的 概 念 不 清 楚, 因 此 學 生 才 會 認 為 氧 氣 是 人 體 的 養 分, 人 體 能 利 用 氧 氣 製 造 養 分 和 能 量, 得 到 氧 氣 就 能 得 到 養 分 ;(2) 學 生 認 為 植 物 白 天 行 光 合 作 用 會 吸 入 二 氧 化 碳 吐 出 氧 氣 ; 晚 上 植 物 才 會 進 行 呼 吸 作 用, 吸 入 氧 氣 排 出 二 氧 化 碳, 所 以 學 生 猜 想 氧 氣 在 植 物 體 內 的 功 能 是 促 進 植 物 呼 吸 2. 推 理 錯 誤 學 生 將 舊 有 的 正 確 概 念 解 釋 新 的 概 念 時, 因 推 理 不 當 而 產 生 另 有 概 念 例 如 :(1) 學 生 認 為 人 體 吸 入 的 氧 氣 會 到 達 肺 臟, 而 心 臟 是 讓 身 體 的 器 官 能 活 動, 所 以 人 體 只 有 肺 臟 和 心 臟 會 使 用 氧 氣 ;(2) 學 生 以 植 物 體 內 會 儲 存 養 分 來 維 持 生 命 這 樣 的 片 段 知 識 來 推 論 認 為 植 物 葉 子 掉 光 了, 就 不 會 進 行 呼 吸 作 用

3. 擬 人 ( 動 物 ) 化 擬 人 ( 動 物 ) 化 是 將 自 然 概 念 用 擬 人 ( 動 物 ) 法 來 加 以 解 釋 或 敘 述 例 如 :(1) 學 生 認 為 只 要 在 葉 子 掉 光 前 儲 存 養 分, 不 行 呼 吸 作 用 也 可 以 度 過 冬 天, 好 像 冬 眠 的 動 物 一 般 ;(2) 原 住 民 學 生 家 住 山 區, 與 森 林 為 伍 常 會 用 擬 人 化 來 解 釋 植 物 的 問 題, 所 以 認 為 森 林 裡 的 植 物 太 擠 了, 需 要 對 流 的 空 氣 ( 氧 氣 ) 4. 類 比 類 比 是 用 一 相 關 的 自 然 現 象 來 與 新 的 自 然 現 象 做 一 個 對 稱 性 的 比 較 或 記 憶 例 如 : (1) 學 生 會 把 肺 臟 類 比 成 冷 氣 機, 吸 進 來 是 冷 空 氣, 呼 出 熱 空 氣 ( 二 氧 化 碳 ), 好 像 冷 氣 機 一 般, 可 以 過 濾 空 氣, 讓 熱 空 氣 從 後 面 排 出 去 一 般 ;(2) 學 生 也 會 把 肺 臟 類 比 成 樹 木 可 以 過 濾 空 氣, 將 不 好 的 空 氣 趕 走 ;(3) 學 生 類 比 植 物 的 莖 為 水 管, 所 以 莖 不 能 有 洞, 否 則 裡 面 經 過 的 水 分 養 分, 會 漏 出 來, 如 水 管 破 洞 會 漏 水 ;(4) 學 生 認 為 葉 脈 像 流 通 空 氣 的 管 子, 通 到 葉 表 面 的 氣 孔 就 像 動 物 的 血 管 一 般, 裡 面 可 以 運 輸 水 份 氧 氣 和 養 分 ;(5) 原 住 民 社 區 常 用 水 管 連 接 家 庭 或 果 園 的 用 水, 因 此 用 水 管 來 類 比 葉 脈 因 水 管 內 的 水 含 有 空 氣, 所 以 學 生 認 為 葉 脈 可 讓 空 氣 進 出 ;(6) 就 像 植 物 進 行 蒸 散 作 用, 水 離 開 氣 孔 時 會 形 成 拉 力, 所 以 學 生 認 為 根 ( 肺 臟 ) 將 水 空 氣 ( 氧 氣 ) 拉 進 植 物 體 ( 微 血 管 ) 內 5. 直 覺 直 覺 是 學 生 學 習 自 然 現 象 時, 會 用 他 自 己 的 感 覺 或 第 一 印 象 來 解 釋 此 一 自 然 現 象 例 如 :(1) 學 生 認 為 大 型 生 物 有 呼 吸 器 官, 所 以 會 進 行 呼 吸 作 用 然 而 微 小 生 物, 沒 有 呼 吸 器 官, 所 以 不 用 呼 吸 作 用 ;(2) 學 生 直 覺 認 為 氧 氣 可 促 進 呼 吸 排 出 二 氧 化 碳 他 們 都 認 為 氧 氣 是 乾 淨 的, 可 將 髒 的 二 氧 化 碳 排 出 另 外 一 種 更 直 覺 的 反 應 就 是 說 到 氧 氣, 就 想 到 呼 吸 ;(3) 學 生 總 是 直 覺 的 認 為 是 先 吸 氣, 然 後 因 為 空 氣 進 入, 所 以 胸 腔 才 變 大 ;(4) 學 生 直 覺 認 為 光 合 呼 吸 作 用 都 可 產 生 能 量 ( 熱 能 ), 其 中 以 有 太 陽 時 最 強, 所 以 白 天 有 光 合 作 用 就 足 夠 了 6. 直 觀 學 生 在 學 習 新 的 自 然 現 象 時, 會 用 他 平 時 所 觀 察 到 的 相 關 現 象 來 解 釋 例 如 :(1) 學 生 認 為 空 氣 在 植 物 體 內 靠 水 運 送, 水 有 牽 引 力 帶 動 空 氣 移 動 產 生 這 樣 另 有 概 念 的 原 因 是 因 為 學 生 觀 察 到 水 族 箱 中 有 泡 泡 就 是 氧 氣, 魚 才 能 生 存 因 此 認 定 氣 體 會 隨 著 水 來 運 輸 ;(2) 學 生 深 呼 吸 時, 發 現 胸 腔 上 升, 橫 膈 膜 也 跟 著 上 升, 所 以 他 們 認 為 吸 氣 時, 肋 骨 上 升, 橫 膈 膜 也 被 往 上 提 7. 生 活 經 驗 生 活 經 驗 是 學 生 用 身 歷 其 境 生 活 經 驗 或 社 會 事 件 來 幫 助 他 的 學 習 或 記 憶 例 如 :(1) 學 生 會 因 為 跑 步 的 生 活 經 驗, 覺 得 氧 氣 不 夠, 頭 部 會 感 到 昏 昏 的 而 且 站 久 了 也 會 頭 暈, 因 為 缺 氧 的 關 係, 所 以 腦 部 最 需 要 氧 氣 ;(2) 學 生 平 常 有 皮 膚 流 汗 的 經 驗, 又 看 見 皮 膚

有 毛 細 孔, 所 讓 學 生 認 為 皮 膚 會 呼 吸, 讓 氧 氣 和 二 氧 化 碳 進 出 ;(3) 當 學 生 吸 一 口 氣 時, 感 覺 胸 腔 變 大 ; 吐 一 口 氣 時, 感 覺 胸 腔 變 小, 所 以 學 生 認 為 鼻 子 用 力 將 空 氣 吸 到 肺, 使 胸 腔 變 大 四 文 化 環 境 因 素 ( 一 ) 學 生 會 用 住 在 山 上 的 生 活 經 驗 來 學 習 科 學 學 生 會 用 住 在 山 上 的 生 活 經 驗 來 學 習 科 學, 他 們 的 另 有 概 念 有 些 是 來 自 個 別 特 殊 文 化 的 生 活 背 景 例 如 :(1) 原 住 民 學 生 的 家 在 山 區, 我 們 都 知 道 山 區 天 氣 不 穩 定, 常 下 雨, 學 生 深 怕 會 影 響 植 物 第 二 天 沒 有 陽 光 行 光 合 作 用, 所 以 前 一 天 晚 上 植 物 會 先 儲 存 足 夠 的 氧 氣 ( 為 了 人 類 );(2) 另 一 個 因 為 生 活 經 驗 而 產 生 聯 結 錯 誤 的 例 子, 是 學 生 都 知 道 山 上 的 空 氣 稀 薄, 所 以 大 氣 壓 力 少 ; 山 下 的 空 氣 多, 大 氣 壓 力 大 所 以 認 為 空 氣 都 是 由 高 空 往 低 處 移 動 因 此 類 推 植 物 體 內 的 氣 體 也 會 往 低 處 移 動 ;(3) 學 生 看 奶 奶 生 火 煮 飯, 都 是 用 竹 子 吹 氣 吹 得 氣 多, 火 愈 旺 竹 子 不 能 有 洞, 否 則 會 漏 氣 所 以 莖 不 能 有 小 孔, 所 以 不 會 有 氣 體 進 出 ;(4) 原 住 民 社 區 地 下 水 用 戶 都 會 使 用 水 塔 來 儲 水 當 水 塔 裡 的 水 面 低 到 某 一 限 度 時, 馬 達 就 會 自 動 抽 水 而 進 水 因 此 學 生 會 以 氧 氣 下 降 到 某 一 程 度 來 作 答, 認 為 運 動 後, 血 液 中 氧 氣 的 濃 度 下 降, 刺 激 腦 幹 ;(5) 原 住 民 學 生 認 為 大 腦 是 人 體 的 控 制 所 在, 好 像 總 司 令 一 樣 也 就 好 像 原 住 民 有 其 所 謂 的 大 頭 目, 大 家 都 要 尊 重 他 的 意 見 與 命 令 ( 二 ) 學 生 喜 愛 運 動, 認 為 呼 吸 運 動 的 控 制 中 樞 在 心 臟, 先 吸 入 空 氣 胸 腔 才 變 大 學 生 所 使 用 的 自 然 與 生 活 科 技 課 本 的 課 文 中 寫 道 : 肺 本 身 沒 有 肌 肉, 無 法 自 行 收 縮 讓 空 氣 進 出, 必 須 隨 著 胸 腔 大 小 改 變 而 縮 脹 劇 烈 運 動 時, 血 液 中 的 二 氧 化 碳 增 加, 便 會 刺 激 腦 幹, 促 使 呼 吸 加 快, 藉 以 排 除 過 多 的 二 氧 化 碳 但 是 在 二 階 層 問 卷 的 題 目 中, 第 十 六 題 在 呼 吸 時 身 體 的 變 化 與 空 氣 的 進 出 有 什 麼 關 係 和 十 八 題 我 們 激 烈 運 動 時, 使 呼 吸 速 率 加 快 的 控 制 中 樞 在 何 處, 這 兩 題 後 測 答 對 率 都 低 於 三 成, 而 且 後 測 晤 談 時, 僅 有 一 兩 位 學 生 在 教 學 之 後 修 正 其 另 有 概 念, 學 生 的 另 有 概 念 和 成 因 類 型 在 教 學 前 後 都 不 變, 而 且 第 十 七 題 班 上 有 七 成 以 上 學 生 在 教 學 後 都 知 道 人 體 吸 氣 時 橫 隔 膜 會 下 降, 使 胸 腔 擴 大, 外 界 的 空 氣 就 進 到 肺 臟, 但 是 二 階 層 問 卷 後 測 卻 有 六 成 以 上 的 學 生 都 選 答 肺 先 吸 入 空 氣, 所 以 胸 腔 變 大, 學 生 的 概 念 明 顯 有 衝 突 由 於 排 灣 族 學 生 喜 歡 運 動, 學 生 都 是 以 平 日 運 動 的 經 驗, 認 為 運 動 之 後 心 跳 加 速, 因 此 呼 吸 運 動 的 控 制 中 樞 在 心 臟 ; 學 生 肺 活 量 大, 深 呼 吸 時, 胸 腔 就 擴 大, 因 此 認 為 人 體 是 先 吸 入 空 氣 胸 腔 才 變 大 丁 : 在 這 裡 的 小 孩 子 對 體 育 音 樂 很 有 天 份 的! 原 住 民 是 很 愛 運 動, 很 愛 打 球 的 ( 三 ) 學 生 生 活 環 境 接 近 大 自 然, 認 為 人 類 和 大 自 然 互 相 依 賴, 彼 此 互 換 氧 氣 和 二 氧 化 碳 排 灣 族 部 落 轄 內 高 山 居 多, 大 部 份 均 為 造 林 地, 居 民 終 日 與 大 自 然 為 伍, 舉 目 所 見

都 是 高 山 和 植 物, 因 此 居 民 們 大 多 認 為 人 類 和 大 自 然 互 相 依 賴, 共 生 共 榮 P: 這 當 然 我 們 原 住 民 跟 大 自 然 是 共 生 的! 我 就 保 護 這 個 山, 我 們 是 跟 大 自 然 一 起 生 活 的 嘛! 山 給 我 所 需 要 的 物 資! 那 我 也 給 山 保 護, 即 使 是 一 顆 樹, 也 要 給 它 保 護, 以 前 啊! 這 個 原 住 民 對 山 林 是 有 生 活 智 慧! 我 們 是 把 山 林 保 育 的 非 常 好, 我 們 不 是 隨 隨 便 便 就 亂 砍 划! 我 們 砍 划 除 非 是 說 這 棵 樹 長 到 某 一 個 程 度 了, 擋 到 旁 邊 的 樹, 才 可 以 砍 划! 也 不 是 說 隨 隨 便 便 亂 砍, 畢 竟 我 們 是 山 上 的 小 孩 子 嘛! 這 個 還 是 有 差 的 啦! 住 在 山 上 和 住 在 平 地 的 是 完 全 不 一 樣 的, 有 時 候 跟 父 母 親 去 山 上, 還 是 會 看, 還 是 會 做 呀! 當 然 那 是 不 一 樣 的, 心 裡 面 是 不 一 樣 的 研 究 者 晤 談 學 生 時 更 是 發 現 : 二 氧 化 碳 是 人 類 所 不 需 要 的 因 此 排 放 出 來 給 植 物 吸 收, 而 氧 氣 植 物 所 不 需 要 的 因 此 排 放 出 來 給 人 類 吸 收 這 樣 的 另 有 概 念 深 深 影 響 學 生 學 習 植 物 的 呼 吸 作 用 植 物 的 莖 部 會 儲 存 氧 氣 植 物 在 晚 上 會 需 要 二 氧 化 碳 植 物 在 晚 上 會 儲 存 氧 氣 氧 氣 在 植 物 體 內 沒 有 功 能 植 物 行 呼 吸 作 用 時 會 吸 入 二 氧 化 碳 排 出 氧 氣 植 物 行 光 合 作 用 時 會 排 出 氧 氣 是 因 為 植 物 不 需 要 氧 氣 這 些 另 有 概 念 都 是 學 生 認 為 人 類 和 大 自 然 互 相 依 賴, 彼 此 互 換 氧 氣 和 二 氧 化 碳 結 論 與 建 議 一 結 論 本 研 究 從 多 元 文 化 教 育 的 觀 點, 探 討 家 庭 學 校 文 化 環 境 和 學 童 本 身 等 因 素, 是 否 會 影 響 原 住 民 對 科 學 概 念 的 學 習 在 家 庭 環 境 方 面, 家 長 不 知 如 何 指 導 學 生 的 課 業, 學 生 文 化 刺 激 少 缺 乏 閱 讀 課 外 讀 物 的 習 慣, 因 此 學 生 對 於 呼 吸 作 用 的 正 確 概 念 全 由 課 本 而 來 另 外 也 有 因 為 家 人 職 業 的 關 係, 讓 學 生 產 生 深 根 蒂 固 的 另 有 概 念 在 學 校 環 境 方 面, 小 學 老 師 在 教 導 學 童 相 關 概 念 時, 會 讓 學 生 產 生 深 根 蒂 固 的 另 有 概 念 學 生 也 會 對 教 科 書 上 的 圖 片 或 文 字 的 描 述, 誤 解 了 科 學 概 念 在 學 童 自 身 因 素 方 面, 學 生 會 用 推 測 臆 想 推 理 錯 誤 擬 人 ( 動 物 ) 化 類 比 直 覺 直 觀 與 親 身 經 驗 等 認 知 策 略 學 習 科 學 最 後, 本 研 究 發 現 排 灣 族 部 落 獨 特 的 社 會 文 化 情 境 會 對 學 生 的 呼 吸 作 用 概 念 的 學 習 造 成 影 響 二 建 議 本 研 究 發 現 排 灣 族 學 生 在 教 師 教 學 前 即 對 呼 吸 作 用 的 概 念 存 在 有 很 多 另 有 概 念, 而 且 很 多 的 另 有 概 念 是 與 排 灣 族 部 落 獨 特 的 社 會 文 化 情 境 有 關, 而 有 些 另 有 概 念 即 使 在 教 學 後 也 沒 有 修 正, 因 此 教 師 應 多 了 解 學 生 的 想 法, 期 待 在 教 學 過 程 中 能 及 時 修 正 學 生 的 另 有 概 念 致 謝 本 研 究 承 蒙 行 政 院 國 家 科 學 委 員 會 專 題 研 究 計 劃 補 助 經 費 ( 計 畫 編 號 NSC

89-2511-S-153-020 NSC 90-2511-S-153-021 NSC 91-2511-S-153-006 NSC 92-2522-S-153-016), 概 念 整 合 型 計 劃 各 科 總 主 持 人 郭 重 吉 教 授 鄭 湧 涇 教 授 張 惠 博 教 授 邱 美 虹 教 授 尤 其 是 生 物 概 念 研 究 總 計 劃 主 持 人 黃 台 珠 教 授 林 陳 涌 教 授, 與 生 物 小 組 研 究 群 - 熊 召 弟 教 授 盧 秀 琴 教 授 游 淑 媚 教 授 顏 瓊 芬 教 授 廖 麗 貞 教 授 林 曉 雯 教 授 王 靜 如 教 授, 所 有 先 進 大 力 協 助, 特 此 致 謝! 參 考 文 獻 Billeh, V. Y. I. (1969). Cultural bias in the attainment of concepts. The biological cell by elementary school children. (Doctoral Dissertation, University of Wisconsin), University Microfilms. A Xerox Company, Ann Arber, Michigan. Bruner, J. S., Goodnow, J. J, & Austin, G. A. (1956). A Study of thinking. (Eds.), New york: Wiley Chao, C. C. (1975). A study of conceptual elements involved in two physics terms for students of different cultural backgrounds. Dissertation Abstracts, 35(8), 5146A. Cobern, W. W. (1996). Worldview theory and conceptual change in science education. Science Education, 80, 597-610. Gilbert, J. K., & Watts, M. (1983). Concepts, misconceptions and alternative conception: Changing perspectives in science education. Studies in Science Education, 10, 61-98. Ogborn, J., Kress, G., Martins. I., & McGillicuddy, K. (1996). Explaining science in the classroom. Buckingham, Philadelphia: Open University Press. Pfundt, H. & Duit, R. (1991). Bibliography: Students, alternative frameworks and science education. (3 rd ed.). Keil, West Germany: IPN. 王 龍 錫 (1985) 屏 東 排 灣 族 兒 童 速 率 概 念 之 發 展 屏 東 師 專 學 報,3,43-59 方 吉 雄 (2001) 原 住 民 國 中 學 生 的 文 字 符 號 概 念 與 代 數 文 字 題 的 解 題 研 究 國 立 高 雄 師 範 大 學 數 學 系 碩 士 論 文, 未 出 版 汪 光 懿 (1999) 原 住 民 國 小 學 童 動 物 分 類 概 念 發 展 之 詮 釋 性 研 究 國 立 花 蓮 師 範 學 院 碩 士 論 文, 未 出 版 李 亦 園 歐 用 生 (1992) 我 國 山 胞 教 育 之 方 向 定 位 與 課 程 內 容 設 計 研 究 台 北 : 教 育 部 教 育 研 究 委 員 會 李 建 興 簡 茂 發 (1992) 縮 短 山 地 學 校 與 平 地 學 校 教 學 效 果 差 距 之 改 進 方 案 研 究 山 胞 教 育 研 究 叢 書 之 五 台 北 : 教 育 部 教 育 研 究 委 員 會 李 苹 綺 譯 (James A. Banks 著 )(1998): 多 元 文 化 教 育 概 述 台 北 : 心 理 出 版 社 馬 賴 古 麥 (2002) 原 住 民 族 教 育 法 之 回 顧 與 展 望 國 改 研 究 報 告, 內 政 ( 研 )091-092 號, 中 華 民 國 九 十 一 年 十 二 月 二 十 五 日 原 住 民 教 育 改 革 報 告 書 (1996) 國 小 原 住 民 課 程 與 教 材 規 劃 研 究 台 北 : 行 政 院 教 育 改 革 審 議 委 員 會 高 淑 芳 何 秀 珠 (1997) 桃 竹 苗 地 區 山 地 國 小 學 童 之 家 庭 環 境 學 習 概 況 行 為 困 擾 調 查 研 究 訪 視 當 地 資 深 教 師 原 住 民 教 育 季 刊,5,17-38

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