(一)實施的歷程
1.研究設計
本研究以準實驗研究之方式，實驗變項為在教學活動中融入科學本質，並對活動中涉及 的科學本質內涵進行多元與嵌入式的評量。實驗對象為五年級學童，學校位於高雄縣美濃鄉，
個案教師之前並無接受過任何科學本質的教學與研究，唯在實驗期間與研究者共同設計教學 活動與評量方式。實驗期間為三個月，單元分別是酸與鹼、動物的生活與槓桿原理。
2.教學評量的設計方式
研究者參考嵌入式評量的教學設計模式（Gallagher，2000，引自吳鳳仙，2001），設計 科學本質融入的教學活動。在教學初，研究者檢視教材單元之重要科學概念、選擇可融入之 科學本質內涵，而設計教學活動。設計完成的教學計畫交與高慧蓮（2005）主持之國科會科 學本質研究小組進行討論與修正，同時也讓個案教師瞭解教學設計的意義與行動方式。教學 中，研究者與個案教師協同教學，一方面詮釋所設計之教學活動，一方面蒐集評量的回饋。
協同教學的目的除了可以讓研究者親自體驗教學而獲得反思外，也觀察個案教師教學而修正 教學設計，目的是使理論更切合實際。教學後，研究者與教師討論該教學活動與評量的優缺，
檢視學生的學習困難，再精緻而後的教學設計。
3.研究工具
本研究以高慧蓮主持之國科會科學本質研究小組所編製而成的科學本質火星探險情境問 卷為施測工具，問卷中之科學本質內涵包含三個範疇：(1)科學知識的本質；(2)科學探究的本 質；(3)科學事業的本質。問卷初稿完成後也經過專家審查與修改，在高雄縣、屏東縣市各小 學施測檢驗，有效回收樣本 203 份問卷，整體量表信度 Alpha=.8521。
4.實驗設計與資料蒐集 (1) 量的研究設計
本研究是採用準實驗設計法，選擇五年級實驗組一班，控制組一班，實驗處理是在教學 活動中融入科學本質的學習與評量。教師在活動中明示所涉及的科學本質內涵讓學生討論與 反思，並適時地以學習單、及時提問、習作等評量嵌入教學活動中，評量學生概念的學習與 科學本質的理解。
(2) 質的設計
本研究除了觀察個案教師的教學外，研究者也親自上台教學，一方面從旁觀者的角度去 檢視教學計畫的實際應用情形，一方面從教學者的立場去反思與體會理論與實際的差距。質 性的資料的蒐集有上課中錄影錄音、回收學生評量的資料、訪談教師等，而後由研究者分析，
遇困難處則隨時與指導老師討論。
(二)教學歷程反思與檢討
如何在科學活動中融入科學本質的嵌入式評量？研究者發現在教學活動中，學生在科學 探索或操作中不易直接理解科學本質，需要教師的引導或明示，而明示的活動即可嵌入多元 的評量，但要如何擬出合適的科學本質問題卻不容易，往往要花上大量時間在編擬討論，結 果卻不一定能應用實際。研究者在實驗教學後有以下心得與建議：
1. 教學前先檢視教材中涉及那些科學本質內涵，以及那些具體實例可以促進學生理解。
2. 在科學史或探究情境中，較易涉及科學本質的學習。教師可在學生經驗科學本質內涵後，
即時地嵌入科學本質問題，讓學生思考與討論方才所學。
3. 嵌入式評量需由簡而繁、循序漸進，慢慢地引導學生思考高層次的問題，並依學習情境、
教材、學生能力、動機等適時提問不同等級的問題，而且問題應簡潔，切重要點，不應問 太多問題（Less is more）。
以下舉出三個教學實例說明：
(1)活動目標：讓學生理解科學知識本質之累積性
情境：以資訊融入呈現酸鹼科學史故事，活動提及了三位科學家對酸鹼提出的學說，在 教師簡單介紹完故事後，嵌入科學史中涉及的科學本質累積性問題，讓學生思考 討論。
師：阿瑞尼士的酸鹼學說對後來的科學家有沒有貢獻？有什麼貢獻？
生 A：那個阿瑞尼士的學說對那個布忍司特有貢獻，阿布忍司特對那個路易士有貢獻，嘻嘻。
師：OK，還有沒有其他的？
生 E：讓我們更了解與鹼的常識。
師：還有呢？有沒有跟他不同的？
生 E：就是說，那個阿瑞尼氏提出酸鹼學說，還有布忍司特與羅瑞還有路易士提出酸鹼學說，我們才有對 酸鹼的常識。
師：對，所以，小朋友，酸鹼的科學知識是慢慢累積的吧！
生 C：一段接一段的..
師：一段接一段嘛！別人發現了一個東西，好！那如果你覺得他解釋的不夠好...
生 C：下一個發現的人之後就不用去找，去看他的東西就好了。
師：你們說的很好，把它紀錄在學習單吧（2005/5/12 教室觀察）。
雖然在活動中提問科學本質不難，但要引起師生的廣泛與深入討論卻不易，研究者思考，
在此教師是否應多提供一些實例，以引導學生明白科學本質累積性的內涵。如此而言，教師 需先熟悉科學本質、教材內涵甚至是相關連的科學史，如此對教師而言是一項挑戰。
(2)活動目標：理解科學探究本質之科學方法多元化
情境：在「水溶液的性質」活動中，師生討論除了用嘴巴來辨別酸鹼外，還有那些方式 可以辨識酸鹼。
生（大家）：用試紙、BTB 指示劑、做高麗菜汁的實驗！。
生 D：溴瑞香草藍液！（該生發覺課本上有寫）
師：我們可以用好幾種方法，所以說呢，科學方法是不是只有一種而已？
生（大家）：不是阿。
師：誰可以舉例？
生 A：（思考）..給一點提示。
師：比如測星星，怎麼測？
生（大家）：星座盤、指南針、指北針、手電筒（師生討論上一單元測星星的多元方法有那些）。
師：假設我們現在要到觀測火星，有什麼方法？
生 A：坐火箭、坐飛機。
生 B：火箭飛上去會爆炸啦！坐太空梭！
生 C：用望遠鏡！
師：好，剛剛有人說用望遠鏡，沒錯...我們剛剛說我們要觀測火星有坐太空船、用望遠鏡、發射探測車、
發射人造衛星，有這麼多種方法，如果要做一件事情，只有一種方法去證明對嗎？...所以科學方法往 往不只一種？...（師生討論科學方法多元化）（2005/5/16 教室觀察）
上例中也發現學生不易舉出科學方法多元化的實例，教師在此可以提供一些鷹架或提 示，例如教師首先以「測水溶液酸鹼性的方式」為先備知識，再提供「測量星星的方式」、「觀 測火星的方式」讓學生理解這些方式均是多元化的，再提問「還有那些科學方法也是多元化 的呢？」引導學生討論。如此的建構方式是將科學本質內涵推廣與深入探討的良方之一。
(3)活動目標：科學探究本質理論蘊含
情境：在動物的分類單元，讓學生依自己的方法將動物圖卡分類，把結果紀錄至學習單。
師：好，你們把圖卡拿出來，依自己的方式去分，愛怎麼分就愛怎麼分，盡量別跟別人一樣，一個動物是 十分，一個階層是五分，所以你們把全部圖卡分完，就可以超過一百分了...（10 分鐘後，師生檢視每 位學生的分類方式，發現每位學生分類的方式不盡相同。）
師：我們分類的時候，是不是每一個人都不太相同，那科學家在做分類的時候，是不是每一個人都會一樣？
生（大家）：不會。
師：那這邊也是一樣喔！你們剛剛不是依照自己的意思來分，所以難免有些不一樣喔...（師生討論科學家
在面臨無固定答案的問題的時候，在做決定時往往帶有主觀的色彩）...好，那我們來看，為什麼我們 每一個人的分類方式都不太一樣？
生 A：因為我們的想法不太一樣，思考邏輯都不太一樣所以想到的東西都不太一樣。
生 B：每一個人都是獨一無二的。
生 D：每一個人都有自己的意見...（學生把想法寫入學習單....）（2005/6/2 教室觀察）
研究者檢視之下，發現學生的分類方式太單純，大部分的學生只分道兩到三階層，只有 少數同學有三階層以上，原因可能是缺乏分類方式的引導。因此在提供開放性問題的時候，
不妨給予學生一些鷹架的支持，當學生熟悉後，再提供自由空間讓學生發揮自己的想法。此 活動中，發現學生可以理解每一個人都難免有自己的主觀意見。
(三)教學實施成果分析
1.實驗組學童成對樣本 T 檢定
實驗班學童科學本質量表成長情形呈現於表 29，發現實驗班經過三個單元的實驗教學 後，成對樣本 T 考驗總分差異達.003 的顯著水準。就細部得分情形，探究本質差異達.000 的 顯著水準，知識本質則是.049，事業本質為.056。再檢視實驗設計之教案，發現在三個單元的 教材中，涉及明示探究本質的活動次數為 12 次，知識本質的次數為 8 次，事業本質的次數為 9 次，故認為教學活動乃探究本質與事業本質分數達顯著差異之因。
表 29：五年級實驗組學童成對樣本 T 檢定（N＝20）
前測 後測
科學本質觀
M SD M SD T P
知識本質 37.89 5.86 40.75 3.97 -2.03 .056 探究本質 39.42 4.43 46.15 4.85 -4.33 .000*
事業本質 31.52 4.62 33.90 3.89 -2.09 .049*
量表總分 108.40 12.36 120.80 11.57 -3.40 .003*
*P＜.05
2.實驗組與控制組獨立樣本 T 檢定
兩班後測進行獨立樣本 T 檢定時（表 30），發現實驗班級平均得分 120 分，標準差 11.57，
控制班平均 103.68 分，標準差 14.13，無論是總分、知識本質、探究本質、事業本質均達顯 著差異，而知識本質方面最為顯著。檢視實驗設計之教案，發現知識本質的內涵在實驗組教 學活動中出現的次數為 8 次，其中創造性、公開性與可預測性分別出現 2 次之多，故研究者 認為實驗教學為實驗組之科學本質觀成長主要因素。
表 30：五年級後測實驗組與控制組獨立樣本 T 檢定 實驗組（N=20） 控制組（N=19）
科學本質觀
M SD M SD T P
知識本質 40.75 3.89 34.68 5.96 -4.14 .000*
探究本質 46.15 4.85 39.73 5.86 -3.78 .001*
事業本質 33.90 3.97 29.26 4.53 -3.72 .001*
量表總分 120.80 11.57 103.68 14.13 -3.40 .002*
*P＜.05
(四)結論與建議
在統計的資料上，本研究進行了獨立樣本 T 檢定與成對樣本 T 檢定，發現學生在實驗教 學後科學本質量表得分的情形有顯著的成長，意味者融入科學本質嵌入式評量有助於學生的
在統計的資料上，本研究進行了獨立樣本 T 檢定與成對樣本 T 檢定，發現學生在實驗教 學後科學本質量表得分的情形有顯著的成長，意味者融入科學本質嵌入式評量有助於學生的