五 E 學習環

一、五 E 學習環基本理念與介紹

在幼兒主動建構知識的歷程中，教師扮演重要鷹架的角色(周淑惠，2002；陳淑 敏，2002)。NRC在1996年宣稱五E學習環使傳統以教師為中心的教學模式轉變成以 學生為本位的探究式學習模式（引自Orgill & Thomas ,2007)；因意識到建構主義重視 學生學習經驗的觀點，以提供充足的時間和活動促使學生改變想法和能力；幫助學 生探究科學概念，考驗學生既有迷思概念，協助教師鷹架學生(Duran, Duran, Haney&

Scheuermann,2011)。王美芬、熊召弟(1997)提到五E學習環是以皮亞傑的心理學理論 結合建構教學理念，是一種有效提升科學學習成效的模式(引自賴羿蓉、王為國，

2005）。

美國 BSCS（Biological Sciences Curriculum Study）課程研究計畫，於 1980 年 代提出探究式教學法的典型代表之一的五Ｅ教學模式（林曉雯，2000；張世忠，2003；

引自洪藝芬，2005）。Bybee et al.(2006)提出五 E 學習環作為研究型教學的工具，幫 助學生探究科學的概念，協助教師鷹架學生，很多經驗證明五 E 教學模式能具體掌 握主題的重點，在有計畫且有意義的幫助學生建立科學推理、訊息和科學態度的能 力(引自 Duran, Duran, Haney& Scheuermann,2011)。大量的證據支持五階段教育程序 對學生學習的幫助，包含：引發主動提問與思考、幫助學習經驗連結並建立知識、

探索概念、結合溝通與創造力的作用，幫助教師了解學生如何理解概念(Orgill&

Thomas,2007;Flannagan&Rockenbaugh,2010;Song&Schwenz,2013;Bybee,2014)。

Bybee(2014)探討五 E 教學模式對教學者與對當代教育的重要影響。五 E 學習環 在二十幾年前由 Bybee 學者所開發，一開始是為建立小學生科學基礎的科學程序，

很多證據支持五階段學習程序，能具體掌握主題重點，有計畫且有意義的幫助學生 建立科學推理、訊息和科學態度的能力；完整階段能使學習經驗連結並建立知識，

因此被廣為推廣。

二、不同模式的五 E 學習環

Duran, Duran, Haney& Scheuermann(2011)修正 Bybee et al.(2006)提出的五 E 學 習環教學的模式是提供教師一個參考，應有效適當調整的模式；提醒教師五 E 學習 環能適時地做修正，非固定不變的模式，這些年間模式不斷被修改。

如同 Duran, Duran, Haney& Scheuermann(2011)看見不同學生的個別差異性，改 變教學策略修正 5E 模式，在｢解釋｣與｢精緻化｣階段中間，加入新的形成性評量-｢

表達｣階段，目的是希望每位學生都有機會獲得科學能力，不受讀寫能力影響。強調 重視以學生為中心的方法的教學策略。符合個別差異，表達的歷程，學生表現出他 們目前的認知程度；藉此將學生分成三層次，分別選擇最優的學習方式，進入到精 緻化階段；教師也能做為自我教學成效的評估。

再者，Orgill&Thomas (2007)建議教師在 5E 模式的每一個階段運用｢類推｣，以 幫助學生連結日常經驗，將抽象的概念變得容易理解；運用｢類推｣來結合溝通與創 造力的作用。幫助了解學生如何理解概念，使教師更了解學生，成為有效的教學工 具。

然而，Bybee (2014)提出適當修改五 E 學習環的教學模式：建議良好的教學時 間是二~三週；每個階段需要有固定的序列以幫助學習者更有效的學習，原因是學 習者需要的時間和機會來重建概念和能力，且一個階段為另一階段的基礎。不要忽 略每一個階段，或改變程序；完整階段的總合能使學習經驗連結並建立知識，研究 顯示程序改變亦會降低學習效果。增加或減少階段時，總階段三到五之間是最佳的 數量；時間可視學生狀況調整，經驗探索是重複的；解釋階段有時在前或後是可彈 性調整的，因為學生透過解釋階段表達想法，可幫助教師判斷學生是否建立概念的

評量方式。

三、五 E 學習環在科學教學之運用

五E學習環強調先瞭解幼兒先備經驗或概念，引導幼兒主動探索，思考相關問題 後，接著發、澄清並建構新概念，最後運用所學運用到不同情境或日常生活中。教 師則以多元評量的方式，紀錄與分析幼兒學習情形，以規畫下一階段學習內容的參 考依據(賴羿蓉、王為國，2005）。

Song 和 Schwenz (2013)將五 E 學習環運用在一群職前教師使用全球定位系統，

探究地球形狀與大小的歷程，引導職前教師發現科學學習的本質；科學理論會隨時 間演變，應以培養科學家的方式，運用質疑、提問、多方面方式去收集資訊做實驗，

以更精準的工具推翻舊有科學理論的態度引導學生進行科學探究，不只是教簿本上 的理論。

近年來實證研究方面，洪藝芬(2005)透過沙、十、土科學圖畫書結合五 E 學習 環進行教學，幼兒在教學後對沙石土的相關概念皆有顯著成長。王秀雯(2010)將五 E 學習環運用在國小五年級地球運用課程內容中，並做為數位教材開發的研究，幫助 低成就之學童對日月運動的知識有效提升。黃育美(2011) 參考五 E 學習環教學模式 結合與烹飪科學圖畫書與體驗活動，提升幼兒科學探究的興趣與科學程序能力。周 麗莉(2012)以行動研究方式針對國小一年級學生進行光為主題的課程，運用五 E 學 習環的架構發展教學活動，研究結果顯示五 E 教學環有效提升一年級學生對自然課 程的參與度，投入階段有助學生體驗科學現象、小組成員互動有助探索階段的推動、

解釋與評量階段需特別注意專有名詞表達的部分，以免阻礙學童回應影響學習成效。

從研究結果顯示，五 E 學習環教學法對幼兒學習科學概念有顯著的成效，唯較少以 建構遊戲進行研究。

強調以學生為主體，從生活中的物品中取材，透過五個步驟，引導學生思考、

合作、提問等展開科學探究的歷程，且能有效評估學生學習成效的教學模式。茲將 不同學者提出的五E學習環之學習階段整理，如表2-6：

表 2-6

不同學者提出的五 E 學習環之學習階段

E1：投入 Engage

學者(年份) 引導重點

Flannagan &

Rockenbaugh (2010)

選擇貼近幼兒生活經驗的物品為觀察對象。引發學生舊經 驗，鼓勵提出看法。

Duran, Duran, Haney&

Scheuermann(2011)

透過訪問學生了解先備知識。提供小活動激發好奇心幫助連 結新舊經驗，以建立新概念。

Orgill &

Thomas(2007)

用新穎的方式(如：兒歌、故事)、視覺化或與學生日常經驗

E2：探索 Explore Flannagan &

Rockenbaugh (2010)

以學生分組引導合作觀察。要求學生透過口語表達描述觀察 的對象。教師為聆聽者。

Duran, Duran, Haney&

Scheuermann(2011)

先備知識為基礎，發現過程中產生的迷思概念。

提供實驗活動，使學生用先備知識產生新的想法，設計並進 行初步調查。

Orgill &

Thomas(2007)

運用辯論的方式幫助學生澄清想法，也確認學生的迷思概念。

E3：解釋 Explain Flannagan &

Rockenbaugh (2010)

鼓勵學生提問，發表想法；不立即告知答案，引導學生提出 行動策略。使用圖表並釐清主要探究問題，整理學生想法、

概念。

Duran, Duran, 使學生有機會表達的想法或概念，彙整學生體驗中重點探究

Haney&

Scheuermann(2011)

的問題，透過科學的解釋，介紹重要的詞彙，或討論澄清誤 解。

Orgill &

Thomas(2007)

類推的教學技巧讓學生更直觀的表達新概念亦幫助記憶。教 師向學生介紹科學語言，引導做正確的推論，學生用寫作幫 助教師觀察學生理解狀況。

Bybee(2014) 學生能解釋所理解的科學現象時；教師介紹與科學概念相關

詞彙；網路也可提供很好的解釋。 Duran,E., Duran,L.,

Haney,J.&

Scheuermann,A.

(2011).

積極性的學習評估，引導更多在精緻化階段的差異化教學。

E4：精緻化 Elaborate Flannagan &

Rockenbaugh (2010)

討論如何再改變策略。

請學生合作用句子來描繪觀察對象如何改變。

尋找機會教育的時機(如：運用嗅覺觀察的方法) Duran, Duran,

Haney&

Scheuermann(2011)

將學生分成三層進行差異化教學模式，幫助深入探究、更廣 泛的理解，並用詳細訊息及足夠的技能來學習。

Orgill &

Thomas(2007)

要求學生運用比喻的方式來說明自己獲得的概念；提供教師 大量的資訊，了解學生對目標概念的理解。

Bybee(2014) 學生將學習經驗延伸，教師鼓勵學生之間互動，產出新的作

品。 Flannagan &

Rockenbaugh (2010)

不急著在的第一個單元就花大量時間評估學生的學習；到下 一個單元，尋找學生下一個尋求解決問題歷程才做學習評量。

Duran, Duran, Haney&

Scheuermann(2011)

評估學生理解能力，並為教師評量學生的進步，以實現教育 目標。

Orgill & 可以出現在五 E 的每一個階段中，或在一個單元結束時。

Thomas(2007) 可用簡單的問題來做進行總結性的評量。

Bybee(2014) 以非正式且持續的形成性評量為主，將最初的狀況到最後的

階段做總結性的報告，評估學生是否解決了問題。

Bybee &

Landes(1988)引自賴 羿蓉、王為國(2005)

以用多元評量的方式瞭解學生學習情形

林曉雯，2000；張世 忠，2003，引自洪藝 芬，2005

鼓勵學生分享學到的概念或能力，同時提供老師評鑑學生進 步情形的機會。

茲將整理不同學者提出的五E學習環之五階段歷程。｢投入｣階段強調教師如何引 發學生學習興趣並喚起舊經驗、｢探索｣階段以先備經驗為基礎，提供材料引導學生 觀察與探究、｢解釋｣階段鼓勵學生提出想法以澄清概念、｢精緻化｣階段強調如何運 用習得概念或技巧，思考如何再改變策略以發展更高層次的學習、｢評量｣階段為完 整性的評量，透過簡單的提問或發表評估學生是否解決問題的形成性評量。