本節探討內容包含實驗教學的重要性、實驗教學的功能與目標、實驗教學的 類型、探究式實驗教學及練習教學法。
壹、實驗教學的重要性
實驗室教學的重要性，早在 1892 年Griffin 就提到：「實驗室教學活動在學校 教育中佔有一席之地，它被用以改革教育，學生將從我們的實驗室教學中獲得觀 察及操作的能力。」因此，實驗室教學活動對學生的助益就受到許多學者的重視
（引自蘇懿生和黃台珠，1999）
Tamir（1976）綜合學者意見提出支持實驗活動的四大要素：（引自許榮富、趙 金祁，1987）
一、科學概念包括高度抽象及複雜的主題，初級及一些未達形式操作期的中 學生，在沒有具體事物操作機會時會無法瞭解其含意。
二、實驗室的工作可以給予學生鑑賞科學之方法及精神。
三、實際之經驗增進技能的發展，連帶則有廣泛的類化效應。
四、學生一旦喜歡實驗活動，將更有興趣於科學的研習。
實驗活動能提供學生真正瞭解的學習方法，藉著做科學工作從事建構知識的 過程，透過實驗活動可以提供學生建構知識的機會，並且可幫助學生培養正確的 科學態度及科學過程技能（Tamir，1976；Tobin，1990）。實驗室提供學生進行彰 顯、演示與驗證已知概念與定律的場所，實驗室教學不但能發展科學實驗過程技 能，而且在實驗過程中，可以培養學生具備正確的科學態度、理解科學本質與發 展更高的認知能力（許榮富、趙金祁，1987）。Ausubel 於1968 年時指出實驗教學 提供學生機會接觸科學精神與方法，促進解決問題、分析與推演的能力，以及提 供學生了解科學本質的機會；老師也可藉此瞭解學生學習目標與成效之間的差 異，幫助學生構建其知識（蔡執仲、段曉林，2005）。
物理是一門重視實驗實證的科學，物理學本身及相關應用科學的發展和創新
富，1987）。
國內外科教學者多認為實驗活動是科學教育所不可或缺的一環。而普通物理 實驗除了可以幫助學生瞭解科學家探索和發現物理規律的過程外，還可以實際的 讓學生印證生活周遭的物理法則，結合生活經驗，讓學生在實驗過程中不斷激盪 出新的想法，發展並培養學生對於物理強烈的好奇心和邏輯思維，透過實驗還能 增強對科學本質的認識和科學概念的發展，並且培養科學態度、過程技能和解題 能力，因此「普通物理實驗」實為一門基礎且重要的入門學科（李銘崇，2007）。
綜合上述言論可知，實驗教學在科學教育上的重要性是無庸置疑的。實驗教 學能培養學生具備未來從事科學研究的能力，並對一般學習者在科學概念、態度、
方法、能力的學習及養成上扮演重要的角色。物理實驗教學與物理教育的關係就 如同實驗教學對於科學教育的關係。普通物理實驗教學更是各項物理實驗教學的 基礎。因此，如何改進普通物理實驗教學現況的缺失，更是刻不容緩。本研究擬 設計新的整合式實驗教學模式，並以RC/RL 基本交流電路實驗為主題進行研究，
期能改進一般普物實驗教學法的缺點與不足，以達成實驗教學目標。
貳、實驗教學的功能與目標
Simpson & Anderson（1981）曾將實驗室之功能綜合歸納如下：（引自洪姮娥，
1984）
一、教導認識科學和技術的本質—幫助學生瞭解科學與技術之不同及唇齒相 關之特性，以及科學內涵與本質。
二、學習解決問題的技巧—藉由學生對物質的處理，培養其解決問題及思考 技術等能力。
三、學習操作技巧—藉由實驗活動接觸處理真實材料的機會，正可訓練操作 技巧。
四、學習主要觀念和原理—幫助學生組織事實及現象，且經過實驗室踏實的 訓練和經驗，使學生較能掌握觀念、原理及原則之關係。
五、發展興趣、態度和價值觀—在實驗室充滿刺激與挑戰的環境中，可使學 生發展科學興趣，以及處理科學與人生的科學態度和人生觀。
許榮富和趙金祁（1987）整理國外學者的理論如下：
（一）發展技能：操作、探究、探討、組織及溝通等技能。
（二）灌輸概念：如假說、理論模型與分類等概念。
（三）培養認知能力：批判思考、解決問題、應用、分析、綜合、評鑑、決 策、創造力等。
（四）理解科學的本質：科學領域、科學家彼此間的工作、科學方法的多樣 性、各種學科中的科學及相關的技術。
（五）強化科學態度：好奇心、興趣、冒險性、客觀性、精確性、成就感、
負責、一致性、合作及喜愛科學等。
二、Klopfer（1971）認為實驗教學具有下列功能：
（一）傳播科學知識與理解科學。
（二）培養操作技能。
（三）發展科學探究技能：1、觀察與測量。2、解釋數據。3、辨認問題 4、尋求解決問題的方法。
（四）鑑賞科學方法。
（五）強化科學態度與興趣。
（六）應用科學知識及方法。
根據前述實驗室的各項功能，許榮富和趙金祁（1987）整理實驗教學的目標 有下列特點：
一、學習科學概念 二、發展認知能力 三、學習科學過程技能 四、理解科學本質
五、培養正面的科學態度 六、發展良好社會態度 七、引起對科學的興趣 八、學習如何應用科學原理
學的態度、探究的精神與方法，利用儀器及既有知能，思考及解決各項實際問題，
建構科學概念，引起學習興趣。為達成如此目標，教學設計決定教學的成效。欠 缺教學設計或設計不佳的教學活動不但無法達成教學目標，更會製造相反的效 果，例如：降低學生學習興趣。
各個實驗教學目標包含不同的面向，各個目標達成與否，又存在有關連性，
例如：學生對儀器操作不熟練，會影響實驗進行，對學習成效及態度方面就有連 帶影響。因此，實驗教學設計需以整體實驗教學目標為依據，並瞭解各個目標的 本質，針對教學目標進行完整且有效的教學設計。
參、實驗教學的類型
綜合Simpson & Anderson（1981）、洪姮娥（1984）、許榮富、趙金祁（1988）、
張惠博（1993）及 Roth（1994）之分類方式，將實驗室教學類型分成下列七種（引 自林秀蓁，1995）：
一、驗證式實驗—驗證式實驗大部分安排在教學課程之後，主要目的在驗證 課程中的原理原則，使學生獲得實際之體驗，使課程與實驗進行相配合。
二、歸納式實驗—學生由實驗觀察及數據綜合歸納自然現象的規律。
三、演繹式實驗—由已知科學定律引導實驗活動，將一般化的原理原則，應 用至特殊的問題或事件上。
四、科學過程技能式實驗—培養學生具備科學家從事科學研究中所需的思考 過程之方法能力。
五、精熟技術式實驗—幫助學生學習一些儀器之基本技術，而達到精確熟練 的程度。
六、探究式實驗—要求學生必須經歷發現問題、指出變因、形成假設，並根 據控制變因的原則自行設計實驗、執行實驗以驗證假設，猶如科學家探 討過程。
七、建構式實驗—以小組共同進行實驗，藉由討論、協商與詮釋而完成實驗。
從上述分類中可以知道不同的實驗教學會有不一樣的學習成果，亦跟實驗教 學的目標有相對應關係。。整合式實驗教學即是將實驗活動重新規劃，在架構上 融入各種實驗類型，發展一套新的教學模式，達成實驗教學的目標。因此，在訓
上則採取驗證式實驗及探究式實驗。
肆、探究式實驗教學
一、探究式實驗教學的內涵與功能
Gibson 和 Chase（2002）與 Hodson（1990）指出科學教育在教學上的改變，
是將以往在一般上著重事實記憶的學習，轉為以探究為主的學習，學生能在此過 程中尋求問題的解答，以探究為主的學習是更有效的科學學習方式。NRC（1996, 2000）和 AAAS（1993）亦提出科學是一種探究的過程，探究必須成為課程內容 中的中心元素（element），經由教學的方法及學生參與課室內的探究任務，發展 出一系列的相關技能。
探究式教學是根據建構主義理論發展出的教學方法，探究式實驗教學將探究 式教學的精神融入實驗教學中。Resnick（1989）提出探究式教學具備三項原則：(一) 學習是知識主動建構的過程，不是吸收與記憶片段資訊；(二)學習必須基於先前 知識做為新知識產生的主要工具及基礎；(三)學習與所處的情境有密切的關係。
許多關於中學與探究相關的科學活動研究指出，探究式實驗教學對學生在科 學成就、認知發展、實驗技巧、科學過程技能以及對於科學知識的整體性理解，
遠較一般上著重於記憶的教學為佳（蔡執仲、段曉林、靳知勤，2006）。
二、探究式實驗教學的階段與分類
美國國家研究委員會（NRC）出版之《探究與國家科學教育標準》（2000）提 出探究式教學的五個共同階段如表2.2.1所示。
表 2.2.1 探究式教學的共同階段
階段一 使學生接觸科學問題、事件或現象，連結到他們的先備知識，藉機製 造與他們想法的衝突，促使他們學習。
階段二 學生經由動手做的經驗探究他們的想法，形成並測試假說，解決問 題，對觀察結果提出解釋。
階段三 學生分析及詮釋實驗數據，綜合他們的想法，建立模型，與他們的教 師及其他科學知識來源澄清他們的概念與解釋。
探究式實驗活動分類依據內容開放的程度而分，開放性層次的界定是依據研究問 題、使用器材、研究過程及答案等四個項目是由教師給予或者開放由學生自己決 定。Hegarty-Hazel（1986）根據文獻及其研究，將探究實驗層次區別如表 2.2.2（引 自楊鍾鳴，2006）。應該讓學生進行哪一個層次的探究實驗，則必須依學生平時學 習的狀況來決定。如果學生的先備知能不足，在一開始就實施高層次的探究實驗，
探究式實驗活動分類依據內容開放的程度而分，開放性層次的界定是依據研究問 題、使用器材、研究過程及答案等四個項目是由教師給予或者開放由學生自己決 定。Hegarty-Hazel（1986）根據文獻及其研究，將探究實驗層次區別如表 2.2.2（引 自楊鍾鳴，2006）。應該讓學生進行哪一個層次的探究實驗，則必須依學生平時學 習的狀況來決定。如果學生的先備知能不足，在一開始就實施高層次的探究實驗，