研究者進行初探教學的時間在民國 99 年 4 月 1 日～5 月 31 日，教學研究對 象為哈哈國小六年級的某一班，共有 28 位學生。採異質分組，每組中有高、中、
低學習成就的學生。學生在 4 月 1 日先進行概念認知和探究能力測驗的前測，接 下來的四個星期中進行了三個教學活動，共計 7 節課，每個教學活動結束後會立 即發下該概念認知測驗後測；全部教學活動結束後兩三天，進行探究能力測驗後 測，再隔兩個禮拜進行延宕測。
教學活動（一）進行的時間為星期五下午第一、二節，教學活動場地為原班 教室，此間教室的設備有電視、電腦、螢幕、麥克風、櫃子、黑板、一座洗手台，
教室配置圖如圖 4-1-1：
圖 4-1-1 教室配置圖
教學活動（一）結束後，研究者發現學生在做實驗及上台發表的行動路線空 間不足，活動進行期間學生均感不適，研究者希望能夠換個場所，這時協同教師 建議研究者可將活動場域移至自然科專任教室，亦即協同教師使用的教室，因此 教學活動（二）、（三）就在自然科專任教室進行。此教室的設備有電視、電腦、
螢幕、投影機、麥克風、櫃子、黑板、六張實驗桌、四座洗手台，教室的配置圖 如圖 4-1-2。
圖 4-1-2 自然科專任教室配置圖
研究者在本次的教學行動中擔任教學工作，並將自己在上課前的準備工作、
教學觀察心得以日誌方式記錄下來，並蒐集協同教師的教學觀察記錄、學生文件
（含活動學習單、概念認知測驗前後延宕測、探究能力測驗前後延宕測）與晤談 紀錄，作為三角校正之依據，以供教學活動修正及教學方法改進之用。
一、教學成效評估
2. 瞭解物體移動的方向和羽狀物的方向有關。 V
人知道，可能是因為對自己的歸納沒有信心，怕說出來後會跟別人不一樣、別人
科學
在九年一貫能力指標檢核等第中，大多評為「優」，顯示三個教學活動大部 分都能使學生的能力符合九年一貫能力指標。
協同教師提到在教學活動（一）中，學生沒有機會發現許多巧妙的工具是簡 單科學原理的應用，亦即此教學的教學重點：「能瞭解物體的重心越低，越容易 保持平衡」並未應用在哪個工具上，因此研究者決定在正式施測時將此項能力指 標刪除。
在教學活動（二）──動力橡皮筋裡，協同教師和研究者皆發現，學生能夠 清楚的敘述他們所發現的結果，但是對於探究的過程較無法詳述，因此協同教師 建議研究者要換個方式協助學生。
協：我是覺得他們應該幾乎都可以達到，對他們來說比較困難的應該是第二個這個
──清楚的傳述科學探究的過程和結果，他們的結果都講得非常好，但是如
果要清楚的講述過程的話，對他們來說可能還是有一點需要你的幫助。
（訪 990414-2）
二、學生學習成效
（一）科學探究能力測驗 1.學生反應
在進行三個教學活動之前，研究者先發下探究能力測驗前測，花了將近四十 分鐘，學生才作答完畢，甚至還有一兩個學生還沒有完成，大約過了五到十分鐘 才寫完。
教學活動完成之後，研究者再發下和前測一模一樣的試題作為後測，這次學 生作答的速度很明顯的快多了，不到四十分鐘就有許多人交卷，四十分鐘一到，
全班都交卷了。
2.資料分析
此部分的資料利用電腦統計軟體 SPSS12.0 進行分析。三次測驗的滿分皆為 26 分。三次測驗的人數、平均數及標準差等資料呈現於表 4-1-3。前測的平均得
分為 14.10，後測的平均得分為 16.92，延宕測的平均得分為 18.13。我們可以發 現延宕測的平均高於前後測，後測的平均又高於前測。接著以成對樣本 T 檢定看 看前後測是否達顯著差異，由於延宕測與前後測的試題不同，進行 T 檢定的分析 可能有失客觀，因此不進行比較。檢定結果如表 4-1-4，結果顯示後測顯著高於 前測（P<.05），且效果量達 0.92>0.8，實際顯著效果為高。
表 4-1-3 探究能力測驗之前測、後測及延宕測的描述性資料（初探教學）
平均數 個數 標準差
前測 14.10 28 3.26 後測 16.92 28 2.84 延宕測 18.13 28 2.69
表4-1-4 探究能力測驗之前後測成對樣本T檢定（初探教學）
接著分析各分項能力的成長狀況，本研究所界定之科學探究能力共有五項，
在探究能力測驗中，測量「界定問題的能力」的題目為第一、二題，兩題的滿分 共 8 分；測量「設計規劃的能力」的題目為第三題，滿分為 3 分；測量「實作驗 證的能力」的題目為第四、五題，兩題的滿分共 8 分；測量「分析解釋的能力」
的題目為第六題，滿分為 4 分；測量「溝通辯證的能力」的題目為第七題，滿分 為 3 分。由於各分項的滿分並不相同，因此以平均數除以各分項滿分求得平均得 分率，以此做為比較的基準。各分項能力測驗的描述性資料呈現於表 4-1-5。
平均數差異 t 顯著性 （雙尾） Cohen’s d
後測－前測 2.82 4.57 .00 .92
表 4-1-5 探究能力測驗之前、後及延宕測中各分項測驗的 描述性資料（初探教學）
五大探究能力 測驗題目 平均數 分項能力的平均得分率 個數 處理後的標準差
前測第一、二題 4.86 60.75％ 28 .18
後測第一、二題 5.27 65.88％ 28 .18
界定問題的能力
延宕測第一、二題 6.55 81.88％ 28 .21
前測第三題 1.20 40.00％ 28 .06
後測第三題 1.70 56.67％ 28 .09
設計規劃的能力
延宕測第三題 1.39 46.33％ 28 .07
前測第四、五題 3.95 49.38％ 28 .17
後測第四、五題 5.61 70.13％ 28 .17
實作驗證的能力
延宕測第四、五題 5.52 69.00％ 28 .14
前測第六題 1.89 47.25％ 28 .12
後測第六題 1.96 49.00％ 28 .12
分析解釋的能力
延宕測第六題 2.75 68.75％ 28 .06
前測第七題 2.00 66.67％ 28 .11
後測第七題 2.38 79.33％ 28 .09
溝通辯證的能力
延宕測第七題 1.63 54.33％ 28 .08
從表 4-1-5 中可發現，前測的得分率都不超過 70.00％，顯示學生原本的探究 能力有加強的空間。經過教學後，平均得分率提昇較多的是「實作驗證的能力」，
得分率由前測的 49.38％提昇至後測的 70.13％，延宕測則是 69.00％，顯示學生 在動手做的課程當中，實作能力進步不少，兩星期後的保留的程度亦不低；提昇 最少的則是「分析解釋的能力」，而「界定問題的能力」在教學結束時也只有進 步 5.13％，顯見 7 節課的科學遊戲教學在這兩個能力的表現上未達理想，仍有相 當大的進步空間。
另一個需要注意的是「設計規劃的能力」，雖然後測比起前測成長了 16.67
％，但三次測驗的得分率皆未超過 60.00％，顯見本教學在短期內對此能力的成 長幫助有限，若能讓學生持續且長時間接受科學遊戲教學，應有更好的影響。
（二）概念認知測驗
每個教學活動的概念認知測驗都有十題，分別進行前、後及延宕測。
1.答對率及題目修正
教學活動（二）的第八題，第一個選項和第三個選項的方法都可以讓毛根往 反方向跑，因此學生若寫 1 或 3 都給分；教學活動（三）的第六題，第四個選項 為石頭，原先研究者做實驗時無法成功，但學生自己實驗時將石頭壓得很緊，加 上筷子插入後被石頭卡住，因此這一題在初探教學時不計分，亦即沒有正確答 案，正式教學時，將石塊這個選項改為彈珠。
研究者分析前、後及延宕測的答對率，結果列於表 4-1-6 中。
表 4-1-6 概念認知測驗各題的答對率
教學活動（一）：平衡鳥 教學活動（二）：動力橡皮筋 教學活動（三）：一柱擎天
測驗
題號 前測 後測 延宕測 前測 後測 延宕測 前測 後測 延宕測
1 89.29% 96.43% 89.29% 60.71% 71.43% 75.00% 92.86% 100.00% 100.00%
2 57.14% 82.14% 89.29% 53.57% 89.29% 78.57% 75.00% 96.43% 82.14%
3 75.00% 78.57% 67.86% 25.00% 57.14% 28.57% 64.29% 50.00% 89.29%
4 78.57% 89.29% 82.14% 39.29% 96.43% 92.86% 89.29% 100.00% 96.43%
5 78.57% 100.00% 89.29% 75.00% 92.86% 85.71% 89.29% 100.00% 96.43%
6 53.57% 96.43% 82.14% 67.86% 100.00% 92.86% * * *
7 35.71% 85.71% 53.57% 32.14% 89.29% 92.86% 50.00% 82.14% 89.29%
8 17.86% 75.00% 67.86% 96.43% 100.00% 96.43% 46.43% 67.86% 75.00%
9 53.57% 85.71% 75.00% 46.43% 57.14% 50.00% 35.71% 67.86% 75.00%
10 35.71% 78.57% 71.43% 46.43% 78.57% 78.57% 67.86% 60.71% 50.00%
研究者分析後測答對率低於 80.00%的題目，整理出題目修訂以及教學活動 修正的方向：
（1） 教學時間不足：
教學活動（一）的第十題答對率為 78.57％，這題需利用上課所學推論到其 他情境，與課程中的竹筷人較為相似，但由於研究者與學生皆為第一次接觸 CPS 融入科學遊戲的教學活動，課程進行的流暢度不足，以至於壓縮到最後竹筷人的 實驗，學生將器材帶回家製作，但由於材料只有一份，只能交由一位同學帶走，
隔天再由研究者示範並解說，效果不如同儕之間的集思廣益和親自動手來得好，
因此這題的答對率不到 80.00％。在正式施測時，研究者將更注意時間的控制與 班級秩序的掌控，讓第一次接受教學的學生能更快進入這樣的學習情境。
教學活動（二）的第三題「物體會在橡皮筋上移動，最主要是因為摩擦鐵釘 很多次。」三次施測的答對率都不高，最高的後測尚不及 60%，研究者發現在教 學活動及活動學習單中，雖然都有提及物體移動的原因，但是教學時所費的時間 不多，在原來的教學設計中只有 8 分鐘，之後的實驗和物體移動的原因亦無關連，
因此導致學生對於這題的印象不夠深刻。而教學活動（二）的第一題「在較粗、
較鬆的橡皮筋上，毛根會跑得比較快。」第九題「以下哪一種方式，毛根移動的 速度最快？」亦然，在原本的教案中，探討毛根在不同粗細、鬆緊的橡皮筋上移 動的速度的實驗時間有 15 分鐘，但是在真實情境中，學生實驗得並不順利，尤 其在試驗橡皮筋繞兩圈時，毛根不斷掉落，加上前面的活動耽擱了些時間，導致 這部份的實驗時間大約只有 10 分鐘，有些學生尚未得到結論課程就結束了。研 究者在教學活動（二）結束後，發現原先設計的教學時間 80 分鐘不足以讓學生 完成這個實驗，因此即修正教案中學生討論及教師講解的時間，讓學生可以更從 容的進行探究。針對第一題和第九題，多設計了一個毛毛蟲賽跑的活動，讓學生 動手設計出跑得最快的毛毛蟲，加深對此概念的印象。
（2） 題意不清：
教學活動（一）的第三題和第八題答對率將近八成，透過與答錯的學生之非 正式晤談中，得知他們認為只要重心往下（懸掛螺帽的翅膀向下），無論翅膀是 直的還是彎的，都可以讓平衡鳥保持平衡，這與研究者的原意──無論翅膀往 上、往旁邊或往下彎，都可以保持平衡──有所出入：而第八題的選項 4──彎
教學活動（一）的第三題和第八題答對率將近八成，透過與答錯的學生之非 正式晤談中，得知他們認為只要重心往下（懸掛螺帽的翅膀向下），無論翅膀是 直的還是彎的，都可以讓平衡鳥保持平衡，這與研究者的原意──無論翅膀往 上、往旁邊或往下彎，都可以保持平衡──有所出入：而第八題的選項 4──彎