第四章 研究結果與討論
第一節 初探教學結果與討論
初探的 CPS-SG 教學活動，以大大國小(化名)五年某班為教學對象，該班男 生 15 人，女生 13 人，全班共 28 位學生，但其中一位是特殊生，一位有缺席紀 錄，因此初探教學活動是以男生 14 人，女生 12 人，共 26 人進行樣本分析。活 動進行時採隨機分組，將學生分為六組，三次教學活動進行前都會重新分組。
教學活動進行前一週，先進行概念認知和科學探究能力測驗的前測，之後每星 期進行兩堂(共 80 分鐘)教學活動，共計六節課。教學日期分別為 99 年 4 月 1、
8、22 日，歷時三週。每次教學活動後會立刻進行該單元的概念認知測驗作為 後測，三次教學活動全部結束後第二天進行科學探究能力測驗作為後測，兩週 後同時進行概念認知與科學探究能力測驗以收集延宕測成績。
研究者除擔任教學工作外，並將教學歷程中的觀察、反思與心得以教學札 記的方式記錄下來，同時邀請協同教師針對活動設計是否符合「單元學習目標」
與「九年一貫能力指標」進行教學活動設計的評估，並依據協同教師的課室觀 察紀錄、學生學習活動單、課後訪談紀錄、學生認知能力測驗及科學探究能力 測驗結果，作為三角校正之依據，以修正並完成『以創造性問題解決融入與「光」
相關之科學遊戲』的活動設計及試題編製，並提供下一階段正式教學之用。本 節將就 CPS-SG 教學活動設計評估、學生學習成效與學生對於 CPS-SG 教學活 動的看法三方面做更詳細的分析與檢討。
一、CPS-SG 教學活動設計評估
CPS-SG 教學活動設計評估將分為『單元學習目標』、『九年一貫能力指標』
兩部份做說明。
(一)單元學習目標
彙整協同教師在初探教學階段所填寫『協同教師觀察紀錄檢核表』中「單 元學習目標」的檢核項目，結果如表 4-1-1。
表 4-1-1 初試教學階段單元學習目標檢核表
第
一
單
單 元 目 標 檢 核 項 目
檢 核 等 第 優 良 可 差 劣
1. 學生能了解光進行的方向。 V 2. 學生能了解光在任何表面發生反射
時，均遵守反射定律。
V
3. 學生能了解人之所以可以看見物體的 原理。
V
4. 學生能了解鏡子成像的原理。 V 5. 學生能根據鏡子成像的原理，推測鏡子
的角度與物體成像數間的關係。
V
6. 學生能藉由團體討論、提出假設、實際 動手驗證的過程，養成科學探究的態 度。
V
7. 學生能發揮小組合作的精神，集思廣益 以增進問題解決能力與創造力的提升。
V
元
顯示協同教師肯定 CPS-SG 教學活動可幫助學生檢視並修正其原有的迷 思觀念。
學生經由創造性科學遊戲實際體驗、操作、觀察，進而衝擊其原有 迷思概念。
(觀察990401-1) 3. 在「發揮小組合作的精神，集思廣益以增進問題解決能力與創造力的提
升」此項單元學習目標上，協同教師在三次活動中皆以「優」等評定，
顯示協同教師肯定 CPS-SG 教學活動可激發小組合作的效果。
學生對科學遊戲充滿好奇，熱烈參與討論與觀察，小組成員能互相 討論。 (觀察990401-1) 活動熱烈，各組均能全體參與。
(觀察990422-3) 4. 研究者透過協同教師的觀察紀錄發現，在第一單元『1+1≠2』的活動中，
對於「學生能根據鏡子成像的原理，推測鏡子的角度與物體成像數間的 關係」的單元學習目標，多數組別無法按照老師規定的要求找出關係 式。研究者的教學札記也記錄著教學時觀察到學生討論時遇到相同問題 的狀況，同時與學生訪談時，學生也提出類似的意見。
五年級的學生對於正反比的概念比較容易接受，但對於自己要從實 驗數據中歸納出關係式，你可能需要給一點提示。
(師訪談990401-1) 大部分的組別很快就找出兩面鏡子的夾角和小熊的個數成反比的 關係，但是對於要整理出關係式，則出現不知從何下手的樣子。
(札記99040-11) 硏：哪一個活動是你覺得最困難的？為什麼?
S16：『1+1≠2』，因為找不出他的關係式，只知道鏡子的角度越大，
他的小熊數就越少。
(生訪談990513-1-16) 因此，研究者採取協同教師的建議，對五年級生只要能歸納出正反 比的關係即可，至於少數能歸納出正確關係式的組別再予以加分。
5. 研究者透過協同教師的觀察紀錄發現，在第二單元『害羞的星星』的活 動中，「能了解白天的天空也一樣有星星，只是不容易被察覺的原因」
的單元目標，因為研究者的情境模擬不夠逼真，而使效果不明顯。
白天與黑夜的模擬可以控制更逼真一點，效果會更好些。
(觀察990408-2) 你所使用用來模擬白天星空的紙張太薄，以至透光太多，反而讓學 生看起來星星更亮，如果用厚一點的白紙，效果應該會比較好。
(師訪談990408-2) 6. 研究者透過協同教師的觀察紀錄發現，在第三單元『硬幣不見了』的活
動中，「能理解當反射角度過大時會發生『全反射』的現象」的單元目 標，對學生而言是較難理解的觀念。
『全反射』的觀念在小學階段還沒有出現，而且『全反射』其實是 一種折射，但是名稱卻和反射連在一起，很容易使學生誤解為這是 一種反射的現象，你要多花點功夫跟學生澄清。
(師訪談990422-3)
(二)九年一貫能力指標
彙整協同教師在初試教學階段所填寫『協同教師觀察紀錄檢核表』中「九 年一貫能力指標」的檢核項目，結果如表 4-1-2。
表 4-1-2 初試教學階段九年一貫能力檢核表
九
根據本表顯示，在「九年一貫能力指標」的檢核項目中，協同教師大多以
「優」或「良」來評定，只有在第一單元的「用適當的方式表述資料(例如數線、
表格、曲線圖)」項目，協同教師給予「可」的評分。
這個地方你在活動單上已經畫了表格請他們填數據進去，所以根本看不出
他們有沒有用適當的方式表述資料的能力，所以你要不是拿掉這個指標，
要不就是把表格去掉，讓學生自行紀錄再觀看他們會不會紀錄。
(師訪談990401-1) 根據九年一貫能力指標(2000)的編碼，第一個數字代表課程核心能力序 號，第二個數字代表學習階段序號，第三個數字代表能力指標之流水號。第一 學習階段為一、二年級，第二學習階段為三、四年級，第三學習階段為五、六 年級，第四學習階段為七至九年級。該能力指標的編碼為 1-3-5-2，第二碼為 3，
亦即代表該項目是第三學習階段(五、六年級)學生所應具備的能力，因此，研 究者決定將該能力指標保留，採取協同教師的建議，將學生活動單上已繪製好 的表格去除，改為藉著活動進行，引導學生自行製作表格紀錄。
另外，在教學活動中所對應的能力指標 6-3-2-2、6-3-2-3 為九年一貫能力思 考智能中有關創造性思考的項目，協同教師在三個單元活動中對能力指標 6-3-2-3 的表現均給予「優」的肯定，顯示協同教師可以觀察到學生在從事 CPS-SG 教學活動中有表現出「面對問題時，能做多方思考，提出解決方法」的能力。
7-3-1 7-3-2 7-3-3
三 V 7-3-0-4 察覺許多巧妙的工具嘗試
簡單科學原理的應用
一
二 V 三
在第一單元及第二單元中，協同教師對能力指標 6-3-2-2 給予「良」的評分，顯 示學生在「相信自己常能想出好主意來完成一件事」的能力，似乎仍有進步的 空間。同時，研究者也從學生的訪談中發現，學生在從事觀察的時候，經常會 不自覺的和他組作比較，因而影響到對自己觀察結果的自信心，所以教學時，
應該要提醒學生對自己的觀察負責，並提醒音量過高的組別，不要干擾到別人。
硏：哪一個活動是你覺得最困難的？為什麼?
S28：我覺得最困難的是『1+1≠2』，因為我ㄧ邊數小熊一邊聽到別組的答
案，我覺得我的答案跟別人不一樣，就很懷疑自己。
研：那你最後怎麼得到答案的？
S28：我就跟別組對答案，然後改成跟他們一樣。
(生訪談990513-1-28) 以上的發現也可對應到協同教師在「對他人的資訊或報告提出合理的求證 和質疑」這項能力指標的觀察上，協同教師在第二、單元分別給予「良」的評 分，顯示學生在面對自己的答案或作法與別人不同時，較不會去作批判思考。
二、 學生學習成效
初探教學分別使用活動單元一概念認知試卷、活動單元二概念認知試卷、
活動單元三概念認知試卷、科學探究能力試卷『賣冰塊的老爺爺』及科學探究 能力試卷『凸透鏡與凹透鏡』等五種試卷，來檢視學生在經過 CPS-SG 教學活 動後，在概念認知及科學探究能力二方面的改變。本小節並將測試後依學生概 念認知、學生科學探究能力及學生對於 CPS-SG 教學活動的看法三方面的結果 作一番分析檢討，修正試卷以供正式教學階段之用，修改後的概念認知試題見 附件八，科學探究能力前、後測試題見附件九，科學探究能力延宕測試題見附 件十。
(一)學生的概念認知表現
初探教學測量認知概念的試卷共有三份，每份皆根據三次活動單元內容設 計，旨在研究經過教學活動後學生在認知概念方面的改變。試卷分別有前測、
後測與延宕測的結果。
(1)第一單元概念認知測驗之結果分析
教學活動第一單元「1+1≠2」概念認知試卷選答情形的答對人數百分比如表 4-1-3，因題目中有一題(第 13 題)複選題，一題(第 16 題)問答題，故此兩題與其 他題目分開統計。根據表 4-1-3 比照前、後測的答對人數百分比，第 1、4、5、
7、14、15、18 這七題答對人數的百分比，後測成績與前測成績相比是下降的，
但在延宕測驗時，第 1、15、18 三題的答對人數百分比卻又高於前測及後測，
有研究者預期的正確概念保留傾向。研究者認為，可能是因為在後測實施時，
適逢活動結束的下課時間，學生急著趕快結束活動，再加上題目較多，以致於 在學生在答題時顯得較為急躁，甚至有小組成員間互相觀看答案的情形，因此 後測的施測結果無法客觀顯示學生的學習成效，所以決定以延宕測的結果來作 為修正試題的參考。
適逢活動結束的下課時間，學生急著趕快結束活動，再加上題目較多，以致於 在學生在答題時顯得較為急躁，甚至有小組成員間互相觀看答案的情形，因此 後測的施測結果無法客觀顯示學生的學習成效，所以決定以延宕測的結果來作 為修正試題的參考。