動手做教學

本節首先從「動手做的相關理論」開始探討，主要理論為實驗主義與建構主 義，再接著探討「動手做的學習意涵」，以了解動手做的學習歷程與本研究有何關 聯性的存在。

壹、 動手做的相關理論:

實驗主義就是杜威的實用主義，在教育維基百科（「教育維基百科」，2010）

指出實驗主義重視經驗是透過個體和環境交互作用而來的，經驗會產生知識，知 識又可以改造經驗或產生新的經驗，然後新經驗又產生新知識，所以杜威認為學 習應該要從「做中學」的方式來獲得知識。杜威主張知識是有行動性的，所以強 調做中學，意即教師需設計具有教育意義而且又適應學生興趣及需要的學習環境，

讓學生可以從生活中解決問題來獲得知識（周甘逢、周新富、吳明隆，2001），而 且杜威受到實驗主義和進步主義的影響，提出兩個經驗學習的原則 (Dewey, 1938)：

一、經驗必須是連續性的：經驗不會是單一獨立的事件，學習者必須連結過 去所學的經驗到現在的經驗，並對外來的學習有影響。

二、經驗必須具有互動性：經驗會如何呈現，通常和它所發生的情境有關，

總之經驗是和環境互動所產生的。

二十世紀中葉以後，以學生為中心的科學教育的教學理念抬頭，美國提出一 項名為「動手做」的科學教育改革計畫，各國開始紛紛提倡實驗教學、探究教學 等，期望以學生為中心的科學教學，可以帶給學生在科學方法、科學概念及科學 態度上的均衡發展（周傳宏，2006；魏明通，1997）。

周傳宏（2006）也提出做中學的定義是基於動手做的探究式學習方法在幼兒 園、小學中的應用。並有三種動手做科學的含義：

一、「做中學」基於動手做，所以讓學生手腦並用學科學，並強調學生的學習 主動性。

二、「做中學」是探究式的，讓學生有特定的目標進行學習，不是盲目的。

三、「做中學」的目標之一就是讓學生掌握及學習科學的方法。

在培養問題解決能力方面，曾瑞蓮（2008）指出透過「動手做」活動讓學生 藉由科技的操作歷程培養問題解決能力與過程中的技能。

強調以學生為主體的理論還有建構主義，建構主義學者認為知識是人類經驗 的累積，是為了適應周遭環境所創造出的產物，所以認知就是學習者對環境的經 驗再加以組織，讓其更具意義化，且可以自圓其說，進而知識就變成認知主義的 一種建構（林生傳，1998）。

建構主義學者提出一些教學的模式，如江新合（1992）提出三階式學習環的 應用，初期有探究、發明、發現，到後來由 Driver and Oldham (1986) 提出的五階 段教學，包括確定探討的方向、引出學生的想法、學生想法的重組、應用新的想 法、回顧想法的改變等教學流程，另外 Wheatley (1991)提出問題解決的教學模式，

其精神是從學生的合作中，來找出問題解決方法，讓大家一起分享問題及解決問 題，它的過程和結果包括三個程序：工作、協同合作群分享。

周崇儒（2000）針對 Driver and Oldham (1986) 提出的五階段建構教學模式來 說明其教學過程：

一、確定探討的方向：教師可運用各種實際的活動、待解決的問題及相關教 學媒體來激發學生的興趣。

二、引出學生的想法：透過小組討論讓教師及學生可以注意到原先的想法。

三、學生想法的重組：讓學生察覺到自己原先的觀念與科學上的不同，再以 科學的觀念來修正或者取代原先的想法，最後驗證新建構出來的想法之正確性。

四、應用新的想法：教師運用實際活動或解決問題的情境等，讓學生利用新 奇或熟悉的情境來增強學生新建構的想法。

五、回顧想法的改變：利用教學活動讓學生注意到想法的改變且對學習歷程 的熟悉，使學生省思想法改變的程度（江新合，1992）。

在建構主義取向的教學上，周崇儒（2000）也整理出以下的注意事項：

一、重視學習情境的設計

教師要安排一些適合的學習情境，適時給予學生關懷及鼓勵，讓學生可以主 動建構知識，並協助學生能夠自我學習及成長。張玉燕（1996）認為教師要能提

供學習的真實或模擬範例，促使學生主動探究及思考問題解決的情境，並進行討 論溝通和彈性學習的動態情境。

二、調整教學中師生的角色

教學成敗不再教師一人身上，因為建構主義強調的是主動參與或探究取向的 教學。在教學活動中，教師必須負責引導學習，學生則需積極參與學習並且要自 行建構知識，體驗學習的歷程（張玉燕，1996）。所以教師的角色會隨活動的性質 而不同，可能是引導者、指導者、學習促進者、輔導者或顧問的角色。

三、強調探究學習

建構主義認為知識是個體主動參與建構的結果，所以探究學習的過程就是建 構主義的教學。教師是教學的探究者，學生是學習的探究者，依據學生的先備知 識，在教師的引導下，讓學生進行探究，藉由探究學習的歷程，形成自己的概念

（張玉燕，1996）。

四、運用同儕力量，進行合作學習

教師可以透過合作學習的方式，讓學生透過同儕的力量進行討論，並且發表 意見及互相檢證自己的觀點，在合理的溝通下建構自己知識。

五、採用多元評量

建構主義在乎的是學習的過程，所以對於過程中的問題情境及如何建構知識 等都是評量的方向，所以除了紙筆測驗外，教師對於學生的日誌、觀察、討論、

紀錄、檔案、實作及晤談等都是評量的方式。

貳、 動手做的學習意涵

朱耀明（2011）根據杜威的學習觀點與實際觀察學生的學習紀錄加以分析整 理，提出「動手做」的學習意涵與準則可包涵五點，說明如下（朱耀明，2011）：

一、經驗取得-初級與次級經驗

Dewey (1938) 認為「經驗」是所有教育的基礎，所有的教育都是由經驗中產 生，因此「經驗」的取得在是一個很重要的過程，而 Dewey (1934) 也提出經驗是 所有生物在存活的過程和環境不斷的交互作用中自然產生的，所以杜威強調「做

（doing）」的策略來學習經驗。因此朱耀明（2011）認為「動手做」的教學活動最 直接的意涵就是感官器官感受操作過程中與環境事物的直觀經驗。

在本研究中，學生透過科學積木的實作經驗中，就會獲得許多的初級經驗，

如學生要如何將積木做結合，如何使用工具來拆卸積木或認識積木的名稱等，也 就是尚未經過系統化的省思分析的整理經驗（朱耀明，2011）。

杜威的另一種次級經驗（secondary experience）又稱為省思性經驗或純化經驗

以分析歸類來形成抽象的概念或理論。例如研究者在製作電動車時，發現小齒輪 帶動大齒輪轉得慢卻可以動，大齒輪帶動小齒輪轉得快卻不會動，會去反思扭力 大小與齒輪比之間的關係。

二、經驗間的連接與統整—連續性

不是所有的動手做經驗都具有教育意義，Dewey (1938) 指出所有的經驗並非 全是有教育價值的，某些經驗會導致經驗成長的阻礙或扭曲後續的成長，所以經 驗之間的互相連結才是學習的重點，強調經驗的連結與統整。如研究者製作的電 動車時會考量各種影響車子速度的因素，如車子的重量等。

三、內在需求與外在環境的互動歷程—互動性

Dewey (1938) 認為經驗是人與環境互動的產品，互動讓經驗產生的改變，互 動的結果影響經驗的品質。而 Dewey 的互動就是經驗涉及了個體的內在需求與外 在環境間的適應與調整過程，個體在外在環境的規範下，經過內在需求與既有的 知識經驗能力的考量下，思維著如何解決問題，產生新的經驗。例如研究者在製 作電動車時，要如何用現有零件的外在環境下，以及心中想解決問題的內在需求 條件下，決定最佳的策略來製作電動車。

四、問題的分析與判斷—邏輯思考的訓練與反思

朱耀明（2011）當外在環境無法滿足內在需求時，問題就產生了，就要開始 思量著如何解決問題，而問題解決的過程需要分析、比較、創新、判斷及評量等，

這些歷程都是邏輯思考的訓練。因此 Dewey (1977) 提倡「做中學」的教學法，主 要的目的是藉由實作的經驗來提供學生探索和反思的機會。例如研究者發現做好 的電動車放在地上時有時可以跑有時跑不動，這時就會觀察分析各種可能的原因，

是不是哪邊摩擦力太大，車子的重量是不是需要再減輕等問題，甚至透過上網蒐 集相關資料來協助解決問題。

五、明確的動手做目的—學習的動力

衝動就是本能的活動，是生命的原動力，因為環境的交互作用而有各種的行 為傾向 (Dewey, 1983)，有明確的或具體的目的，動手做的學習才會有動力。例如 研究者因為教學前的準備及內在渴望解決問題的情況下，就會讓學習更有動力，

相對於學生知道要比賽車子競速時，也會使學習更有動力。

而對於動手做科學的意涵，鐘建坪（2010）認為動手做學習是一種思維的模 式，強調科學的學習必須經由親自動手做才能了解及熟悉其中相關的概念及技能，

並且針對動手做科學的學習意涵做了以下的整理：

一、動手做的學習強調做中學，要從生活經驗中來學習科學概念 (Rutherford, 1993)。

二、動手做學習強調過程中的技能能 (Lumpe & Oliver, 1991)。

三、動手做學習泛指著課堂上透過教材來動手操作的總稱 (Lumpe & Oliver, 1991) 。

四、動手做學習強調批判性的思考 (Demetry, Nicoletti, Mix, O’Connor, &

Martin, 2002) 。

五、動手做學習中學生是主要的學習參與者 (Flick, 1993)。

六、透過動手做學習可以讓學習者了解經驗的世界 (Shaply & Luttrell, 1993)。