主題一 主題一 主題一「 主題一 「 「 「氣球動力車 氣球動力車 氣球動力車 氣球動力車」 」 」 」教學與學習的歷程和省思 教學與學習的歷程和省思 教學與學習的歷程和省思 教學與學習的歷程和省思

第四章 第四章

第四章 研究歷程與討論 研究歷程與討論 研究歷程與討論 研究歷程與討論

本章先對研究所欲使用的專題內容進行描述，再依時間順序對研究發展和歷程做 詳實的介紹，最後針對研究過程中的發現作分析討論。本研究是以行動研究方式進行，

依專題活動的進行分為二個時期。第一時期進行四個活動的教學與反省、修正；第二 個時期針對研究過程中的發現加以分析討論。

第一節 第一節

第一節 第一節 主題一 主題一 主題一「 主題一 「 「 「氣球動力車 氣球動力車 氣球動力車 氣球動力車」 」 」 」教學與學習的歷程和省思 教學與學習的歷程和省思 教學與學習的歷程和省思 教學與學習的歷程和省思

本節將按照PBIL的四個教學與學習階段：準備階段、規劃階段、實作階段和評鑑 與回饋階段，分別敘述主題一「氣球動力車」的教學與學習情形，課程的PBIL學習流 程、活動內容和目標，詳見附錄二。

壹、PBIL的準備階段

在本階段，教學者提供課程相關資料和圖片，學生則進行觀察各項動力小玩具中 和閱讀資料後提出問題，並針對問題進行探究。

一、 教學與學習歷程 (一)教學活動

這是第一次活動，研究者為了展示各種交通工具的圖片和資料，除了準備掛圖和 展示圖片外，也從網路上搜尋了一些相關的資料和照片，盼望提供豐富的資料以利學 生初步的閱讀。由於教師休息室既無黑板，亦無電腦、單槍等教學設備，研究者雖提 前到教學場地預備卻只有白板可用。電腦和單槍受限於教室環境無法架設，研究者只 能呈現掛圖和照片。研究者在當日的教學日誌(TD)上也提到這樣的困擾。

從網路中搜尋了陸上交通工具的相關照片和資料，但教師休息室除了沒有黑板外，

也無電腦、單槍教學設備！雖提前到教室準備，仍只能借到白板！網路上的資料和 照片只好放棄播放！ (TD0301)

為增進學生探究交通工具的動力來源和運動情形的臨場感，研究者提供了磁力

車、橡皮筋車、氣球車等三種小玩具車，讓學生操作並觀察玩具車的動力來源。三年 級的學生童心未泯，玩得很高興！教學者看他們樂在其中，也就讓學生多玩十分鐘。

只是學生在玩樂之餘，卻未留下彼此討論的記錄。研究者特別在教學日誌中記錄了這 一點，以便提醒自己。

原本設計在探究問題時，讓小朋友操作過小玩具車後，進行分組討論並將結果紀 錄下來！但學生玩得太高興了，只顧玩卻沒有針對問題加以討論和記錄！

(TD0301) (二)學習情形

學生透過教師所提供的陸上交通工具相關資料能進行觀察、閱讀，並且都能熱烈 的討論和發表。下列根據學習單(PL)中所摘錄的，發現學生在PBIL的學習過程中，能 在短時間內提出七種不同的陸上交通工具和五種不同的動力來源，充分表現思考的流 暢性。有幾個學生則有獨到的看法，例如：G2S9提到走路也是一種交通工具，而動力 的來源是人本身，具有變通性；G2S10提出磁浮列車的動力來源是磁力，對三年級的學 生來說，顯得相當具有獨創性。

G1S4：汽車的動力來源是汽油。優點是出外時很方便，缺點是會造成空氣汙染。

(PL0301104) (學習單月日組編號)

G1S6：機車的動力來源是汽油。優點是不容易塞車，但缺點是太小不能載很多的東 西。(PL0301106)

G1S7：腳踏車的動力來源是人力本身。優點是可以增加運動，缺點則是人會累不能 長途行動。(PL0301107)

G2S9：11 號公車(走路)的動力來源是腳力(人力)。可以散步是優點，腳會酸則是 缺點。(PL0301209)

G2S10：磁浮列車的動力來源是磁力。不用等紅燈且跑得很快是優點，但票價很貴 是缺點。(PL0301210)

G3S2：馬車的動力來源是獸力。優點是不浪費力氣，缺點是速度慢。(PL0301302) G3S3：汽車的動力來源是汽油。優點是速度快，缺點是車子很貴。(PL0301303) G3S5：火車(蒸氣火車)的動力來源是煤炭。優點是可以到很遠的地方，缺點是會汙

染。(PL0301308)

接著學生透過操作小玩具車，觀察玩具車的動力和運動情形。學生在這個活動裡

例如磁力車的運動是靠著磁鐵同極相斥的力量；橡皮筋車是靠著橡皮筋的彈力讓車子 G2S9：磁鐵動力車的動力來源是磁力。其運動方向是直行。 (PL0301209)

對橡皮筋動力車的觀察：

G1S6：橡皮筋動力車的動力來源是彈力。其運動方向會旋轉。(PL0301106) G2S10：橡皮筋動力車的動力來源是彈力。其運動方向會旋轉。(PL0301210) G3S5：橡皮筋動力車的動力來源是彈力。其運動方向會旋轉。(PL0301308) 對氣球動力車的觀察：

G1S7：氣球動力車的動力來源是氣球的反作用力。其運動方向是直行。(PL0301107) G3S2：氣球動力車的動力來源是氣球的反作用力。其運動方向會亂跑。(PL0301302) G3S3：氣球動力車的動力來源是氣球的反作用力。其運動方向會往前衝。(PL0301303)

二、 研究者的省思與改進策略 (一) 教學成效

教學者提供教學相關資料和讓學生動手操作小玩具車，使本階段的教學進行順 利。但仍有省思和改進的空間，條列如下：

優點：

1、提供豐富交通工具的圖片和資料，有助學生資料的閱讀和觀察。

2、提供小玩具車讓學生操作，增進學生對交通工具動力來源和運動情形的認識。

困難：

1、教室裡的教學硬體設備不足，教師無法多元地呈現相關教材，造成教學者的 困擾。

2、學生在觀察和操作玩具車時，表現濃厚的興趣並很熱烈的參與討論，但學生 討論時的對話不易加以蒐錄。

(二)改進策略

在向學校爭取教室的硬體設備，卻未能馬上獲得改善後，教學者在教學日誌中，

試著提出幾個改善的方法來。

如何改善網路上資料和照片的播放問題呢？應該可從二方面著手：首先在下次 上課時，先將學生帶到電腦教室，播放完資料再到教室上課；其次在上午利用沒課

問題。(TD0301)

G2S9 同意 不同意 非常同意

G2S10 非常同意 非常同意 非常同意

G3S2 非常同意 非常同意 同意

G3S3 非常同意 非常同意 同意

G3S5 非常同意 非常同意 非常同意

G3S8 非常同意 非常同意 同意

統計

8 人表示非常同意自己能瞭 解「氣球動力車」的設計原 理；2 人僅同意此看法。

8 人表示非常同意自己能提 出製作的材料；1 人同意此 看法；1 人不同意此看法。

7 人表示非常同意自己能畫 出「氣球動力車」的設計圖；

3 人僅同意此看法。

學生經過討論後，各組依照討論的結果，設計出各具特色的作品，並將設計圖畫 在學習單上。以下將分組一一加以介紹、說明。

第一組的作品名稱為「紅色屁屁號」。學生認為氣球排放出氣體好像在放屁；所 以取了這個名稱。學生在設計圖中清楚地標示了材料的名稱和用途，充分表現作品設 計的精密性；而該組選用了五種設計的材料，表現出作品設計的開放性。除了正面的 設計圖外，本組學生也將精心地側面圖清楚標示出來，如圖4-1-1。

第二組的作品名稱是「小便一號」，因為學生認為氣球排放出的氣體像是小便。

此組設計圖畫得非常詳盡，從設計圖的內容可看出學生當時的討論是深入的，且設計 也很用心又十分具有創意。在材料方面，該組選用了七種素材來設計，顯示學生對問 題解決的開放性。另外他們獨特地使用了六個瓶蓋當車輪，這點和各組明顯的不同。

學生也將作品的鳥瞰圖和仰視圖都畫出來，能精密地從各個角度描述問題，如圖4-1-2。

圖4-1-2 第二組的「氣球動力車」設計圖

第三組的作品名稱叫「夜空號」。由於學生對時間控制不當，下課時只呈現了簡 單的設計圖(如圖4-1-3)。

圖4-1-3 第三組的「氣球動力車」設計圖

依陳龍安（1998）、林幸台、王木榮(1994)等學者對科學創造力特性的認定和分 析，認為：開放性是指對問題使用多種材料來解答；變通性是指對問題產生不同類別 的解答；獨創性是指對問題產生獨特、新穎的解答；流暢性是指對問題產生多種解答；

精密性則是指對問題提出周詳、細密的解答。研究者針對各組的設計內容，分析比較 出各組作品的特色以及所展現的創造力指標，如表 4-1-3。

表4-1-3 各組的「氣球動力車」設計分析比較表

創造力指標 組別 設計圖 設計內容 開放性 變通性 獨創性 流暢性 精密性

1、材料有氣球、膠帶、吸管、竹筷子及瓶蓋五樣。 ˇ

2、畫出正面、側面圖。 ˇ

第一組 圖 4-1-1

3、用竹筷子將吸管墊高，以利吹氣。 ˇ 1、材料有氣球、粗吸管、細吸管、竹筷子、瓶蓋、ˇ

2、畫出作品的鳥瞰圖和仰視圖。 ˇ ˇ

3、清楚畫出材料的使用位置和簡單用途。 ˇ

第二組 圖 4-1-2

4、設計了六個輪子。 ˇ

第一組學生利用了五種材料進行設計，對問題的解決具有開放性，另外精密地畫 出設計的正面和側面圖及變通地將吸管墊高以利吹氣均具創意。

第二組學生也開放地採用七樣材料來設計，其中能畫出作品的仰視圖和運用六個 瓶蓋當輪子，在三組當中是非常獨特的。又在設計圖中清楚畫出材料的使用位置和簡 單用途，具有流暢性的特質。

二、研究者的省思與改進策略 (一)教學成效

優點：

1、教學者提供好玩的玩具車讓學生操作，學生在操作玩具的過程中，能容易找出 改變交通工具運動的變因。

2、引導學生提出假設並設計實驗，學生經過了操作玩具車的經驗和觀察後，能用 心學習，並能提出「氣球動力車」的設計圖。

困難：

1、課程中，為了激發學生的「假設」和「預測」能力，花太多時間讓學生玩小玩 具，以至於學生疏忽了主題的設計和討論。

2、教學者在這階段的課程時間掌握不佳，以至學生未能充分進行實驗設計。

(二) 改進策略

1、充分的討論時間應更能激發學生的創意和思考。研究者將在進行下個主題時，

更精確的掌握規劃階段課程的活動和時間。

2、小組進行設計實驗活動的時間要加長，以讓各組成員能充分的討論和記錄。

參、 PBIL的實作階段

本階段主要是讓學生依設計圖來製作完成「氣球動力車」作品，這期間內學生進

行了作品的製作、測試、觀察和修正，並記錄所得數據。

一、 教學與學習歷程

一、 教學與學習歷程