本研究參考 NRC (2011)的八項科學教育要點以及 Krajcik and Sutherland (2010)的五項科學探究原則，整理為本研究使用的五項探究原則，分別為提出問 題、設計實驗、資料收集與分析、反思與評估、溝通，並且提供此五項原則給本 研究之個案高中教師，做為課程設計的參考準則。本研究所使用之探究原則分述
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如下：
1. 提出問題：從自然世界中的現象、課程教材、或日常生活現象的觀察中，學 習者提出一個可回答的科學問題或假說，可以透過科學活動來進行探索。問 題應該涉及科學概念，與學習者的日常生活相關，使其能與學習者的先前經 驗產生聯結，引發其學習興趣與探究的意願。
2. 設計實驗：設計一個科學調查活動來回答問題或測詴假說。假說是可經實驗 驗證的敘述，應說明自變項與依變項等實驗變因的關係，並據於此變因之間 的關係來設計實驗，尋找合適的實驗工具，觀察現象或操弄實驗以獲得實驗 數據。
3. 資料收集與分析：學習者應詳實且精確的紀錄實驗數據，可使用不同表徵如 圖、表、數學公式或科技工具等幫助資料整理，將觀察、蒐集、或實驗所得 的數據進行分析與統整。在此階段，學生頇判斷資料的有效性以及何者足以 構成解釋的證據，爾後找出變因之間的因果關係，用以解釋數據所呈現的普 遍性規則。
4. 反思與評估：探究流程中本身即是評鑑的過程，學習者於各步驟中，如如何 提出一個好的問題，所設計的調查實驗是否足以解釋變項的關係，實驗操作 的適切性，工具是否能收集到有效的數據，對於證據的解釋是否恰當等，於 此過程中，學習者需要找到支持論點的證據，並排除另有解釋或修札解釋都 屬反思與評估範圍內。
5. 溝通：於實驗調查結束後，利用調查結果與解釋進行公開發表，除可展示對 於研究內容的理解，仍可接受他人之評論，做為評估整體實驗流程的依據，
以進行下一階段的探究活動或是修札先前的實驗步驟。
在此探究過程中，步驟與步驟間並非單純的線性關係，其之間存在著緊密聯 繫，可能從問題發展實驗設計，再從實驗設計發展資料收集的方法與工具，也可
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能從發展實驗的過程中回頭反思問題的適切性，或者從別人的建議中反思自己的 研究，最後，研究的成果又可做為新問題的根基，彼此循環漸進，精益求精。
圖 2-4-1 本研究所整理並提供給課程開發教師的探究原則
本研究將此五項原則提供給個案高中教師作為課程設計的參考準則，其在教 師教材設計與內容分析時亦可見此五項原則如何融入科學課程的設計中。
在探究式的學習環境中，學習者可以實際進行觀測活動，使得學習活動融入 於真實情境之中，可以如科學家一般的進行科學探究活動，學習者身體力行、親 身經歷，將使學習更有成效。此外，整個探究過程中不僅有助於提高學習成就（楊 秀停和王國華, 2007），更能夠過探究過程的觀測、資料收集、分析數據等，能增 進學習者對科學的學習動機（蔡執仲和段曉林, 2005；Kempa & Diaz, 1990）、札 陎學習態度（Gibson, & Chase,2002； Shrigley, 1990）、思考推理與對資料的解釋
（毛松霖和張菊秀，1997；謝州恩和吳心楷, 2005；Tamir,Stavy, & Ratner, 1998 ; Zuckerman, Kieffer,& Knee, 1998）、以及問題解決技能的精進。
提出問題
設計實驗
資料收集與分 反思與評估 析
溝通
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