第四章 研究結果與討論
第一節 初探教學結果與討論
研究者初探教學行動對象為台中市天使國小（化名）五年十二班共 30 名學生。
研究者在教學活動中擔任教學者，且將教學活動中觀察、省思與心得感想以教學 札記的方式記錄下來，另外委請天使國小三名協同教師分別全程參與觀察三次的 教學活動，並依「協同教師觀察記錄檢核表」填寫建議給予回饋外，也進行課程 後的訪談，並結合學生學習單及學生訪談資料做綜合性的整理，提供研究者修正 教學活動設計及改進教學方法之方向。本節以教學成效、學生學習成效、學生對 CPS-SG 學習的看法、教學活動設計修正詳述之。
一、 教學成效
教學成效分「單元目標」、「九年一貫能力指標」兩部分說明之。
(一) 單元目標
協同教師觀察紀錄檢核表中，有關「單元目標」部分如表 4-1-1 所示，每個 項目的檢核等第有「優」、「良」、「可」、「差」、「劣」五個選項供評分。表 4-1-1 為三個教學單元，分別由三名協同教師於教學觀察記錄檢核表中，「單元目標」
項目的檢核結果。
表 4-1-1 單元目標檢核表-初探教學
單 元 一 : 燃 燒
檢核項目
檢核等第
優 良 可 差 劣
1.能瞭解影響燃燒時間的因素。 ★
需
表 4-1-2 各單元協同教師給予之正面教學回饋
教學流程
1. 請學生事先進行「小組分工」，使學生各有所掌，能全數參與實驗的進行，
是很好的教學策略。
2. 實驗進行時，能以適當的問題提示學生，使學生的思考及討論更有效率。
3. 教學進行中，能行間巡視，隨時了解學生的實驗進度及適時解決學生遭遇 的問題並提醒安全注意。
班級經營 1. 師生互動良好，足見教師平常班級經營的用心。
(1) 正面回饋:
綜合以上三位協同教師的觀察與回饋，歸納出以下四點:
1. 課程設計方面：學生可從生活中發現問題，解決問題，進而運用於生活中，
亦可使學生由系統性的實作中獲得知識。
實驗設計一脈相連，前後可以相互呼應，很有系統性，可以讓學生從實驗中得 到比較完整的知識內容。
(師訪談丙-990513) 2. 教材方面：教材取之於生活，用之於生活，讓學生可從生活中發現問題並
解決之。實驗前，教學者考量各項可能發生的事項，並適時提醒學生注意 安全。
用鋁罐來做實驗的點子很棒耶!很貼近孩子們的生活，他們在課程中顯得很有興 趣，後來還提到大樓樓頂的逃生門是否開啟的問題，學生結合鋁罐實驗就可以 知道答案，我覺得這樣的課程設計很好，可以和生活融合。
(師訪談甲-990430) 3. 教學流程方面：小組實驗前進行工作分配，使實驗進行更順暢，也讓每個
組員各司其職並互相合作。
以往的經驗中，實驗時，很多學生會搶著操作，就忽略記錄或量測，甚至會有 些學生趁著空檔在玩……。在實驗前進行小組分工，讓小組確實寫下工作分配，
是個不錯的方法!讓每個學生都有做好實驗的責任。
(師訪談丙-990513) 4. 班級經營方面：師生互動良好，學生均能認真聽老師的講解。教學者在學
生實驗操作時能巡視各小組，適時給予指導。
在小組操作時，巡視的工作做得很好，一方面掌握每組進行的進度，另一方面 也可以適時協助，這樣可以避免某些組別跟不上，或是實驗操作錯誤。
(師訪談乙-990510)
(2) 建議與改進
教學活動結束後立即與協同教師進行訪談，與協同教師訪談中得到建議與 改進的回饋如下:
第一單元:
1. 打火機的配置，若能一組一個，可節省較多時間，效率會更好。
2. 實驗結論及各組的時間數據可配合單槍或電子白板呈現。
(師訪談甲-990430) 第二單元:
1. 如果可以在自然教室進行實驗活動的話會較適當，因教室的課桌椅高低不同，
其它的雜物也較多。
(師訪談乙-990510) 第三單元:
1. 鋼絲絨可再事先分裝、裁切至所需形狀，教學流暢性會更加。
2. 「超級比一比」中的 B 裝置會成為第二項改變變因，應取消。
3. 本單元為「生鏽需要氧氣」，主要實驗為驗證消耗的氣體是氧氣，因此前項
「超級比一比」的實驗時間安排應縮短，以免擠壓到主要的驗證氧氣實驗時 間。
4. 紀錄及結論的歸納可花時間做更清楚的說明及討論，學生較易有完整的概 念。
(師訪談丙-990513) (二) 九年一貫能力指標
協同教師觀察紀錄檢核表中，有關「九年一貫能力指標」部分如表 4-1-3 所 示，每個項目的檢核等第有「優」、「良」、「可」、「差」、「劣」五個選項供評分。
表 4-1-3 為三個教學單元，分別由三名協同教師於教學觀察記錄檢核表中，「九年 一貫能力指標」項目的檢核結果。
表 4-1-3 九年一貫能力指標檢核表-初探教學
單
(師訪談甲-990430) 2. 檢核等第評「可」的只有在第二單元「過程技能」之「1-3-3-1 實驗時，確認
相關的變因，做操控運作」，「科學應用」之「7-3-0-2 把學習到的科學知識和 技能應用於生活中」及「7-3-0-4 察覺許多巧妙的工具常是簡單科學原理的應 用」，乙協同教師認為學生的表現仍有進步空間。
關於「1-3-3-1 實驗時，確認相關的變因，做操控運作」:
因為影響這個實驗結果的變因很多，小朋友的想法有很大的差異，老師可以先利 用討論，縮小範圍，引導學生集中焦點。
關於「7-3-0-2 把學習到的科學知識和技能應用於生活中」:
因為時間的限制，對於實驗結果應用於生活中的例子討論較少，可在下一節課時 繼續加強，發揮較大的學習效果。
關於「7-3-0-4 察覺許多巧妙的工具常是簡單科學原理的應用」:
同樣是時間的限制，部分學生還無法將實驗結果轉化為簡單原理，教師可以多舉 實例說明。
(師訪談乙-990510)
二、 學生學習成效
(一) 科學探究能力表現 1. 學生學習反應學生在學習活動前進行科學探究能力前測時，普遍遇到不知如何下筆的困擾，
研究者鼓勵學生盡量表達自己想法即可，強調並無所謂正確答案，也不需參考其 他同學作答的結果，也同時強調這份測驗不會影響到平時學習的成績，希望同學 將想法寫下即可。作答時，難免許多學生會問這樣寫對不對等問題，研究者不予 評價，仍然以鼓勵作答為主。由於學生平時未接觸科學探究問題的測驗，因此前 測所需時間較多，為避免學生過多挫折感，若用心作答且全部填答完畢即可得到 小獎品鼓勵。
教學結束後進行科學探究能力後測時，普遍學生感到較為得心應手，題目與 前測相同，但研究者發現學生所填答的內容卻不盡相同，許多學生融合教學活動 中所學來回答，例如:設計實驗時會思考到控制變因，也會注意到一個實驗只能改 變一個變因，甚至實驗組與控制組的比較觀念也會一併納入，這些實驗設計的能 力是前測時所未具備的。
兩週後的科學探究能力延宕測驗題目與前、後測不同，也就是所遇到的問題 情境不同了，內容牽涉到凹凸透鏡的觀念，雖然概念知識方面許多學生還未具備，
但研究者發現他們能盡量利用目前擁有的先備知識來作答，相較於前測，他們更 能獨立思考並解決問題。
2. 科學探究能力前測、後測及延宕測驗之資料分析
此部分資料使用 SPSS 12.0 軟體進行統計分析。三次測驗的滿分皆為 26 分。
科學探究能力之前測、後測與延宕測驗總分的平均數、標準差等資料於表 4-1-4 中呈現，從分析結果可得後測的平均數高於前測，延宕測驗的平均數又高 於後測。
再以兩兩成對樣本 T 檢定，檢視前測、後測與延宕測驗兩兩總分平均數之間 是否達到顯著差異，從表 4-1-5 分析結果得知後測總分平均數顯著高於前測總分 平均數（P<.05），而延宕測驗的總分平均亦分別顯著高於後測與前測的總分平均 數（P<.05）。顯示經過 CPS-SG 三個教學單元活動後，學生的科學探究能力明顯 提升，且經過一段時間之後，學生仍會繼續以主動探索的態度與習得的科學探究 能力解決科學問題。
表 4-1-4 科學探究能力之前、後及延宕測驗的描述性資料（初探教學）
平均數 個數 標準差
前測平均 17.10 30 2.94
後測平均 18.83 30 2.37
延宕測驗平均 22.10 30 3.18
表 4-1-5 科學探究能力之前、後及延宕測驗兩兩成對樣本 T 檢定（初探教學）
接著討論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，
在科學探究能力測驗中，第一、二題為測量「界定問題的能力」，兩題的滿分共 8 分；第三題為測量「設計規劃的能力」，滿分共 3 分；第四、五題為測量「實 作驗證的能力」，兩題的滿分共 8 分；第六題為測量「分析解釋的能力」，滿分 共 4 分；第七題為測量「溝通辯證的能力」，滿分共 3 分。由於各分項的滿分並
平均數 t 顯著性 (雙尾)
前測總分－後測總分 -1.73 -2.96 .006
後測總分－延宕測驗總分 -3.27 -5.72 .000
前測總分－延宕測驗總分 -5.00 -9.08 .000
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。
前測雖然僅提升了 2.13%，但延宕測驗的得分率則提高了 22.5%，顯示 CPS-SG
由以上的統計結果，發現後測部分，單元一：題目 4、9、11，單元二：題目 5、12，單元三：題目 2、9 的答對率較不理想。延宕測驗部分，單元一：題目 8、
9，單元二：題目 4、11，單元三：題目 3、5、7、8 的答對率較不理想，分析其 原因為以下幾種類型:
(1) 題意敘述較不清楚
○1 否定字或特殊強調字眼無加底線提示:
例:「下列哪一種保存鐵器的方式，最不容易讓鐵器生鏽呢？①放進乾燥箱 裡②泡過醋後再拿出來③放在空氣中④放在浴室中。」（單元三：7）此題答對率 後測為 80.00%，延宕測驗為 33.33%，和學生訪談發現，學生錯誤的原因為題目 沒看清楚，因此應修正題目敘述，將題幹中”最不容易”畫上底線提示。
這一題我看得太快了，之前我都有答對，這次我沒有注意看清楚題目要我選的是最 不容易讓鐵生鏽，阿……
(生訪談 1-990531-7)
○2 使用含糊不確定的用語:
例:「同一支蠟燭在同一瓶子裡連續做蠟燭燃燒的試驗，每一次燃燒的時間，
例:「同一支蠟燭在同一瓶子裡連續做蠟燭燃燒的試驗，每一次燃燒的時間，