臺灣前一階段的「99 普通高中暫行綱要」中多數的自然科必選修課程，學生的探 究活動主要在示範實驗及實驗活動。實驗目的主要在配合課程的主題，提供學生觀察 現象及操作的機會，藉以培養定量和定性的分析能力與安排與執行實驗的能力。以高 中基礎物理的示範實驗活動(表 2-7-1)為例，課程中的實驗問題、實驗步驟與正確解答 皆由教師或教材來提供。
表 2-7-1 99 普通高中暫行綱要高中基礎物理一示範實驗活動 高中基礎物理一示範實驗活動
項目 示範實驗名稱 配合主題
一 摩擦力的觀察 主題三：「物體的運動」中日常生活中的力。
二 載流導線的磁效應 主題五：「電與磁的統一」中電流的磁效應 三 電磁感應 主題五：「電與磁的統一」中的法拉第電磁感應 四 楊氏雙狹縫干涉 主題六：「波」中的光的干涉
為配合世界各國自然科學課程發展趨勢及改善現行綱要問題，在即將實施的「十 二年國民教育課程綱要」中，針對自然科學的課程綱要修改。在普通高中階段之必修 課程除以「科學核心概念」呈現具體的科學「學習內容」外，同時以「探究能力」及
「科學的態度與本質」兩個向度描述預期各階段學習者的「學習表現」。將學生在面對 科學議題時，應展現的科學探究能力及科學態度的預期達成目標具體陳述。從學習表 現的架構表(如表 2-7-2 )可看出學習表現在問題解決的項目包含「觀察與定題」、「計 劃與執行」、「分析與發現」及「討論與傳達」等子項目，與 Pedaste 等人(2015)所整理 之以探究為基礎的教學核心階段：定向、概念化、調查、結論與討論等五個主要階段 十分接近。在此精神下，學生探究活動的層次也可望超越確認層次或驗證式層次，經 由教師課程的設計達到高學生導向程度的探究活動。
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表 2-7-2 學習表現架構表(國家教育研究院,2018)
學習表現 項目 子項
探究能力 思考智能 想像創造
推理論證 批判思辨 建立模型
問題解決 觀察與定題
計劃與執行 分析與發現 討論與傳達
科學的態度與本質 培養科學探究的興趣
養成應用科學思考與探究的習慣 認識科學本質
另外在課程綱要中首次出現的探究與實作的課程，綱要中將學習分為「探究學習 內容」和「實作學習內容」兩部分。依據綱要規劃，「探究學習內容」著重於科學探究 歷程，分為發現問題、規劃與研究、論證與建模、表達與分享等四個主要項目；「實作 學習內容」為可實際進行操作的科學活動，搭配探究的學習進行。例如：觀察、測 量、資料蒐集與分析、歸納與解釋、論證與作結論等(國家教育研究院,2018) ，各項目 可依需要採取循環或遞迴等方式進行，並無固定的步驟順序。
表2-7-3 領綱探究學習內容架構表(國家教育研究院,2018) 探究學習內容
項目 子項
發現問題 觀察現象、蒐集資訊、形成或訂定問題、提出可驗證的觀點 規畫與研究 尋找變因或條件、擬定研究計畫、收集資料數據
論證與建模 分析資料和呈現證據、解釋和推理、提出結論或解決方案、建立模型 表達分享 表達與溝通、合作與討論、評價與省思
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此次課綱所規劃的學生探究活動從傳統探究的必要步驟包含提問、預測、實驗、
分析資料等步驟外，更包含建立模型以協助解釋或應用，或是展現成果以交流分享，
顯示探究與實作課程更重視學生科學學習的活動，與美國 NRC 及 NGSS 的標準一 致，符合科教領域對於探究式教學的新潮流。
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本研究之研究架構如圖 3-1-1 所示，以下各節將針對研究對象、研究工具、教學活 動設計、研究流程及資料分析的方法加以說明。