（二）實施科學遊戲創造性問題解決教學活動的過程中，可能遭遇的問題與解決的方 法為何？
（三）研究者在設計與實施科學遊戲創造性問題解決教學活動的歷程中，教師專業成 長為何？
第三節 名詞釋義
一、 科學遊戲
各專家學者對「科學遊戲」一詞，有不同的見解及界定，研究者彙整專家學者（牟 中原，1999；陳忠照，2003；郭騰元，2000）對科學遊戲的說法，將本研究之科學遊 戲定義如下：
1. 科學遊戲包括科學原理或概念，教學設計之核心即以「化學」為主。
2. 科學遊戲的設計需包含讓學生動手操作的活動。
3. 科學遊戲所使用之器材皆容易於生活中取得。
4. 科學遊戲是能引起學生學習興趣。
上述2~4項經檢核小組檢核確認，詳述於第三章第二節。
二、 創造性問題解決（Creative Problem Solving，CPS）
本研究創造性問題解決採用 Isaksen 和 Treffinger 於 1987 年修正後為三成分六階 段之 CPS 模式，其三大成分與六大階段分別為：成分一：瞭解問題，包含三大步驟：
發現困惑(MF)、發現資料(DF)、發現問題(PF)；成分二：產出點子，包含一步驟：發 現點子(IF)；成份三：計畫行動，包含兩大步驟：發現解答(SF)、尋求接納(AF)；將前 述三成份六階段融入教學活動設計之基礎遊戲、動手玩一玩、原理探究、問題解決任 務、動一動腦、小組合作、小組競賽及綜合活動實施。
第四節 研究範圍與限制
一、 研究對象的限制
本研究係針對國小高年級所設計的教學。因此，研究結果僅對本研究的特定對象 下的解釋與結論，不宜在本研究對象教學場域外作概括性之推論。
二、 研究內容的限制
本研究以「化學」為主題之科學遊戲為研究範圍，因此研究結果、解釋不宜推論 至「化學」主題外之其他主題。
第貳章 文獻探討
第一節 科學遊戲
一、科學遊戲
兒童的生長過程離不開遊戲，經由遊戲可促進兒童的問題解決能力、創造力和保 留概念，藉由遊戲來釋放他們的精力，讓兒童體驗成人的生活，並協助兒童心智的發 展（郭靜晃譯，2000）。許良榮（2004）指出喜歡遊戲乃人類之天性，若可以運用簡易 又多樣性的科學遊戲，培養孩子成為既明理又知性的現代國民；而Piaget(1951)認為玩 遊戲的過程可以讓孩子熟悉他們的生活環境，造出他的想像世界。遊戲是兒童所喜愛 的，也是兒童的天性，對於兒童而言，遊戲是一種學習、活動、適應、生活或工作，
以遊戲為媒介，能享受與人、玩物之間的互動，其所帶來的樂趣，能促使兒童在各方 面有更正面及積極的發展（吳幸玲，2003）。Eisner（1982）認為遊戲是讓兒童去探索 會發生的經驗，是兒童用來理解世界的工具之一，是一項很自然的童年活動。Kafai(1996) 則認為遊戲可以讓學生在完成遊戲目標的歷程中也建構自己的概念或知識，因此，若 將遊戲放入教學過程中，會使學生有更強烈的動機去學習，更有助於學習表現。
國內專家學者對科學遊戲的看法不盡相同，許義宗（1981）指出科學遊戲是「依 物質的性質及法則，使之對科學關心，數字產生興趣的遊戲」；牟中原（2002）在「動 手玩科學」書中的推薦序指出，科學遊戲就是要把科學活動和遊戲結合，寓教於樂，
把趣味找回來，讓同學可以從遊戲中體會科學原理。而陳忠照（2003）在「科學遊戲 創意教學」一書中提出科學遊戲是利用周遭環境的生活素材，進行的科學性遊戲，並 提到科學遊戲具有下列四項特質：(1)趣味性：能玩得快樂、玩得自在；(2)規律性：遊 戲有遊戲規則，在遊戲過程中需要講道理、有禮貌；(3)創造性：在歡樂的遊戲過程中 創意的成長容易伴隨而生，可能隨時湧現更新的看法；(4)分享性：在團體互動中，能 學習心胸寬容與人同樂，並分享過程與結果。
而在科學遊戲教學設計方面，郭騰元（2000）則進一步指出小朋友對於科學遊戲 的玩法和科學家不一樣。他根據下列原則，設計出符合學童學習的科學遊戲：(1)能讓 小朋友喜歡與驚訝；(2)可以用簡單的科學原理加以解釋；(3)製作的方法簡單；(4)材料 容易取得；(5)容易改變或改進。反觀對於科學遊戲的說法，David, Lustick(2001)就認 為科學遊戲的教學必須符合簡單化（simplicity）、可參與(participation)、有目標(goals)、
懸疑、不確定性(suspense)等四個簡單原則。
研究者綜合上述各學者之說法，認為科學遊戲必須具備趣味性、具有科學原理、
有創造性及可動手操作。再根據認知、情意及技能三種能力，將歸納後的科學遊戲的 定義，將其分至各能力中(見圖 2-1-1)，來說明科學遊戲各特性與認知、情意、技能三 方面之關係。
二、科學遊戲在教學上的應用
2000 年教育部訂定之國民中小學九年一貫課程暫行綱要，自然與生活科技學習領 域的課程目標中述及（教育部，2003）：1.培養探索科學的興趣與熱忱，並養成主動 學習的習慣；2.學習科學與技術的探究方式及其基本能力，並能應用所學於當前和未 來的生活；3.培養與人溝通表達、團隊合作以及和諧相處的能力；4.培養獨立思考、解 決問題的能力，並激發創造潛能。除此之外，陳忠照（2003）指出有意義的科學教學 活動，整個流程應策重在操作、思考、解題、創造，以及尊重等知能與態度的養成，
並歸納出七項科學教學的特色：1.學生為中心─學生是教學活動的主體，教師扮演觀 認知
科學 情意 遊戲
具趣味性
具科學原理
動手操作 簡單化
技能
圖 2-1-1 科學遊戲定義彙整圖(研究者歸納)
察者、輔導者，或催化者的輔助配角；2.活動為導向─整個教學以學生探究活動為主 軸，從探索發現中，培養創造思考、解決問題的能力；3.目標為基準─以單元目標、
能力指標為教學活動之依歸；4.教材生活化─從生活面、鄉土面做為取材的起點，使 教材內容和生活環節相互呼應；5.教具環境化─教具宜易取易得，盡量利用環境器物，
並具環保的教育意義；6.教法趣味化─教學固需教材「有料」，也需教法「有味」。營 造快樂情境，採用生動教法，激發學習的動機與志趣；7.教學個別化─智慧有多元，
智商有高低。個別化教學，就是因材施教，適性發展，把每個孩子都「帶」起來。可 見教學上應採取引發學生興趣、培養學生問題解決能力及與人溝通的技巧…等，而這 些要點與本研究所採取之教學內容一致。
研究者從全國碩博士論文網搜尋科學遊戲教學的相關研究，發現科學遊戲在教學 上的應用大多是以融入自然與生活科技領域教學的方式進行；研究對象則以國小中高 年級為主；不同的研究者對科學遊戲的教育性有不同的探討目的，研究者從19 篇相關 研究中整理歸納出科學遊戲應用於教學。茲將各研究的主題及研究結果與發現列表如 下(見表 2-1-1)：
表2-1-1 遊戲應用於教學之相關研究
對象 研究者 年代 研究主題 研究結果與發現
黃冠毓 2007 國小教師進行科學遊戲 融入生活課程之行動研 究
1.科學遊戲設計融入生活課程的要素：課程與科學原理 結合；符合學生能力；動手做活動；遊戲材料生活化；
遊戲環境佈置符合活動需求…等八項。2.科學遊戲教學 中面臨的問題及解決辦法。3. 研究者的專業成長。
低年級
李靜慧 2006 以趣味科學遊戲融入人 本建構取向的教學策略 探究國小一年級學童的 概念學習特色：以「磁鐵」
單元為例
1.磁鐵概念主題上，大部分與國內外相關研究結果一 致。2.趣味科學遊戲與POE教學策略確實可以達成主動、
建構、合作及真實的有意義學習。3.透過趣味學習屬性 分析，可促進學童的概念學習。
李戊益 2001 九年一貫生活課程教學
洪正龍 2007 科學遊戲對國小五年級
2007；黃玉斯，2009；黃冠毓，2007；陳淑娟，2007；趙育琳，2007；蔡宗信，2007）。
3.科學遊戲教學可提升學生創造力及問題解決能力（陳淑娟，2007；徐麗雪，2001；
楊蕎安，2006；楊訪屏，2004；蔡宗信，2007）。
4.科學遊戲教學能提升學生興趣（洪美嬌，2008；李靜慧，2006；蘇秀玲，2004；
張東瑋，2007；趙育琳，2007；洪正龍，2007；楊蕎安，2006；林瓊音，2005；）。
第二節 創造性問題解決(Creative Problem Solving，CPS)
創造性問題解決（Creative problem solving，CPS）自 Osborn 於 1953 年提出後，
歷經約50 年的研究與發展，已對創造力的培育產生了重大的貢獻（引自 Isaksen &
Treffinger, 2004）。本節將介紹 CPS 的發展與內涵及國內外將 CPS 應用於教學的相關 研究。
一、 CPS的發展與內涵
CPS模式的演進，大致可區分為六個時期，每一個時期皆有其主要的發展重心、
成果與內涵，分別說明如下（引自Isaksen & Treffinger, 2004）：
1. 第一時期（1942~1967年）：
此階段發展的重心是希望給創造歷程一個明確的定義，因此1953年時，Osborn在 的「應用想像力（Applied Imagination）」一書中，提出CPS七個階段的歷程，分別為：
(1)定位（Orientation）；(2)準備（Preparation）；(3)分析（Analysis）；(4)假設（Hypothesis）；
(5)醞釀（Incubation）；(6)綜合（Synthesis）；(7)驗證（Verification）。經過十年的努 力，Osborn將七階段濃縮成三階段，分別為：發現事實（Face-Finding）、發現點子
（Idea-Finding）、發現解答（Solution-Finding）
2. 第二時期（1963~1988年）：
此階段發展的重心主要在開發促進創造力的教學方案，結果產生許多創造性問題 解決教學方案。尤其在Parnes 等人提出五階段的CPS(見下頁圖2-2-1)歷程：(1)發現事 實（Fact-Finding）：問題解決者可使用5W1H(who、what、where、when、why、how) 的策略，取得有用的訊息並蒐集相關的資料，並於解決問題之前，檢視所有可用的資
困
圖 2-2-1 Osborn-Parnes 五階段 CPS 模式。(取自鄭英耀、劉昆夏、張川木，2007)
料，並進行整理與分析；(2)發現問題（Problem-Finding）：當資料已全部蒐集好，且 的創造性研究計畫（Creative Studies Project）成效顯著，說明五階段的CPS能有效提升 創造思考能力。
3. 第三時期（1981~1986年）：
此階段模式發展的重心為呈現個人與情境對學習與運用CPS的影響。1985年 Isaksen 和Treffinger 將五階段修改成六階段的CPS模式(見下頁圖2-2-2)，在問題解決 的第一個步驟增加發現困惑（Mess-Finding），並根據每個人面對問題時，對問題的定 位（Orientation）、情境的認知（Outlook）、成果的產出（Outcome）、歷程的阻礙（Obstacles）
及解決問題自主權（Ownership）上的差異，產生不同的問題解決。另一方面，此階段 的CPS也強調擴散思考與聚斂思考在問題解決時的均衡運用。
4. 第四時期（1987~1992年）： New Challenges
整理、分析與歸納重要 Convergent Phase 擴散面
Divergent Phase
問題敏感性 Problem Sensitivity
發現困惑(MF)
圖2-2-2 Isaksen 和Treffinger 六階段CPS模式。(取自鄭英耀、劉昆夏、張川木，2007)
情境下；(2)針對特定任務需求，可更方便的運用；(3)符合使用者的需求。此階 段的CPS模式與一般人解決問題的解題模式相近，因此本研究以Isaksen和
情境下；(2)針對特定任務需求，可更方便的運用；(3)符合使用者的需求。此階 段的CPS模式與一般人解決問題的解題模式相近，因此本研究以Isaksen和