幼兒科學教學與科學創造力

一、 幼兒科學教育的目標與內容

科學教育日益受到重視，教育部在 2003 年提出的「科學教育白皮書」中，明 確指出我國科學教育的目標為「使每位國民能夠樂於學習科學並了解科學之用、

喜歡科學之奇、欣賞科學之美」，其中指出幼兒階段的科學教育應為「提升每位學 生的探究能力、創造力及批判思考能力，並培養具好奇心與科學倫理道德之良好 科學態度」。基於以上目標，盧美貴（2003）匯整出五歲幼兒科學學習領域的目的，

如下述五點：

（一）培養探究科學的興趣與熱忱，並養成主動學習的習慣。

（二）學習科學探究的方法及基本知能，並能運用所學於生活中。

（三）培養愛護環境、珍惜資源及尊重生命的態度。

（四）培養與人溝通表達及合諧相處的能力。

（五）培養獨立思考、解決問題的能力，並激發創造潛能。

對幼兒來說，科學知識的學習並不是唯一，重要的是生活經驗的獲得，由生 活脈絡中，觀察、探索並熟悉物理與自然現象，進而發展出解釋複雜抽象現象的 能力，才能建立正確的科學世界觀（陳淑芳等，2002；黃意舒，1995）。周淑惠（1997）

提出幼兒科學教育三大目標為獲致科學知識與概念、培養科學探究的方法與技巧、

養成科學態度與愛護自然的情操。賴羿容（2008）提出，幼兒階段的科學教育應 以啟發幼兒的好奇心、訓練探索與思考的技能、培養良好態度為原則。

綜上所述，相較於科學知識的學習，幼兒科學教育必須涵蓋多面向的，即包 含科學概念的養成、科學方法的培養以及養成良好的科學態度為原則，而幼兒教 育的目標，首重科學態度的培養。然而，我國的科學教育常以高年級以上學生為 對象，較不重視低年級階段，更忽略幼稚園階段，錯失培養科學興趣與態度的重 要時期，實為可惜。換言之，若能在幼稚園階段，豐富幼兒探索事實或現象的經 驗，滿足小小科學家的探究精神，養成正向的科學態度，將是形成未來科學學習 的重要基礎。再從幼兒本質來看，幼兒是天生的科學家，他們對週遭事物充滿好 奇心及敏銳的觀察力，針對幼兒這樣的特質，在學前階段藉由教師或教學的引導，

相信是一個培養科學態度的最佳契機。

科學態度的產生必須是孩子與環境互動間，孩子覺察及反應中慢慢發現或被 增強而形成的，這樣的態度可能會跟隨著他直到長大都不會改變。科學態度的內 涵包含廣泛，可能因為不同的定義而有不同見解，以下整理出國內常見的科學態 度內涵。莊嘉坤（1995）提出科學態度的共同成分有：小心謹慎、好奇、客觀、

求證據、具有開朗的心胸、批判的精神、誠實、常具有信心及懷疑、尊重他意見、

願意改變自己的意見。賴羿蓉（2008）提出的幼兒園階段的科學態度內含有：好 奇心、喜歡探討、發現的樂趣、細心觀察、尊重證據、求真求實、客觀且開放的

心胸、正向且樂觀的態度。

本研究的科學態度指的是陳淑芳等人（2002）綜合文獻，訂出以下的九大項 目：好奇、懷疑的態度、求證的精神、堅持、耐心、開放的心胸、接納不同的觀 點、勇於嘗試、勇於面對失敗。

二、 國內飛行主題之相關研究

就國內來說，過去較少探究飛行主題的相關研究，但在日前科技進步迅速的 時代，生活與科技日趨重要的同時，近幾年的研究有日益增多的趨勢，以下將各 學者進行飛行主題之相關研究列表整理如表 2-3 所示：

李彥斌（2002）研究對象為國小四年級學童，透過自行研發之飛行創作活動 學習單元與科學過程技能測驗，將自然與美勞課程相結合，來評量學童的科學過 程技能。其研究發現實驗組學童在科學創造潛力方面，開放性、獨創性、精密性、

流暢性與標題，後測時高於對照組；但在精密性方面，對照組平均分數也有明顯 的進步，因此不能確定受到科學過程技能之促進；變通性方面，實驗組的進步分 數未達到顯著的差異。

李錦煌（2004）由兩位國中教師發展出一套自然與生活科技學習領域的教學 模組，以「創意飛行」為主題，描述設計教學的歷程，並針對國中二年級學生進 行教學，教學後顯示探究學生在認知面、態度面及社會面的學習皆有進步。

王保堤（2006）帶領九年級的學童，讓學生運用所學原理知識與操作技能，

製作出一架真正能夠發射升空，並能夠利用降落傘緩緩降落的小火箭，藉此提高 學生對火箭相關知識的瞭解，以及對於太空科技的興趣。

吳敏華（2008）研究對象為國小四年級學童，研究結果為學生對於「造飛機」

單元教學課程，表現出積極的學習態度，並以分工合作的方式成功製造飛機；對 於不同意見會以投票表決的方式做決定；學生們能自行思索出解決問題的方法。

鄭宏吏（2008）研究對象為學校高年級的社團，研究者採用電動搖控飛機設 計飛行科技課程，利用社團活動時間進行。研究結果為飛行科技課程對於學生科 技概念的學習有顯著成效，可培養學生解決問題的能力、科技興趣與創新等現代

科技素養，激發學生未來科技潛能，並可透過此課程習得基本科技知能與學習方

利用降落傘緩緩降落的小火箭；吳敏華（2008）讓學童利用珍珠板製作飛機；鄭 宏吏（2008）讓學童組裝電動遙控飛機。而研究方式大多採準實驗研究法或行動 研究的方式進行。

由上可見，飛行主題加入動手操作的課程，能有效引發學童的興趣與提高科 學學習的成效。但對於學前階段幼兒，受限於先天發展的限制，動手操作的活動 也會有所受限，因此可以選擇幼兒生活中較熟悉的活動或物品進行。故，本研究 在進行教學時除了會提供飛行相關的操作活動或實驗（製作神奇飛行器、組裝飛 機模型、紙蜻蜓實驗……）外，為觀察幼兒在科學創造力的表現，在前後測部分 也提供幼兒實作的機會，藉此觀察幼兒在創造及改造作品歷程的變化。

另外，研究者發現有些幼稚園雖有飛機主題的課程，然而僅限於片面知識的 獲得，較少有深入的探究研究。原因可能在於擔心「飛機課程」似乎很艱深難懂，

教師本身在科學專業領域上知識不足；且幼兒年紀尚小，該如何將抽象的飛行相 關科學概念，轉化讓幼兒瞭解。因此，本研究嘗試以科學史融入主題教學，以科 學史的重大事件，以及與發明飛機相關的科學家故事蘊含其中，亦加入許多操作 實驗，體驗飛行相關的科學原理，以多元化的科學史融入主題教學，提升幼兒飛 行概念，相信必可減輕幼教老師對飛行主題的害怕。

三、 科學創造力的內涵

傳統的創造力理論，主要以 Guildford 的「擴散性思考」理論，去探討個人流 暢力、獨創力、變通力、精進力等擴散性思考能力的研究所建立的。這些研究大 多以個體為焦點而忽略其他的因素。近年來創造力的研究取向，已從過去的只討 論創造力的單一或部分向度轉變成兼顧個人、環境與文化等各種因素的匯合取向

（杜明城譯，1998；張世彗，2007；葉玉珠，2006）。

一般人談到科學的創造力，總以為那是少數科學家所擁有的能力，其實，它 就像每個人的智力一樣，為大家所共有的。只是由於個人的科學知識之涵養基礎 不同，再加上思考方式、人格特質、身心背景、知識與經驗等因素的影響，而有 層次上的個別差異（洪文東，1999）。因此，由於不同的知識背景，便會發展出不

同領域的創造力，科學創造力便是在既有科學知識基礎上發揮出來的。

多位學者分別對於科學創造力與科技創造力下了許多定義，研究者整理幾個 特點說明如下：

（一）科學創造力是在科學領域下的創造力

科學上的創造力必須植基於既有的科學知識上，有創新、獨特的想法，產生 新奇的事物，才是有獨創性、價值的、有意義的創造力（洪文東，2000）。

Csikszentmihalyi（1996）的系統理論亦認為，個人創意是在領域範圍內形成的，

具備領域相關知識才能成為創造力產出的基礎。在多數的創造力中，創造力泛指 一般創造力，少有進行特定領域的創造力研究，事實上創造力是會依領域不同而 有所差異的（引自陳振明，2004）。

（二）透過思考後進行產品的產出

科技創造力，不只是意念的提出，還要加上工具的操作與材料的處理，再加 上最後的產品的展現（李大偉、張玉山，2000）。葉玉珠、彭月茵、林志哲、蔡維 欣和鐘素香（2008）則以產品取向定義科學創造力，認為科學創造力乃以既有的 科學知識與技能為基礎，透過一番巧思後加以創新，並進一步導出新穎的科學知 識或科技產品的能力。

（三）科學創造力需透由複雜的程序而產生

陳振明（2004）則將科學創造力視為是領域知識、創意問題解決的過程與創 意產品產出的組合。

Hu 和 Adey（2002）綜合文獻後，認為科學創造力依賴科學知識和技能，是 一種靜態結構和發展結構的組合，科學創造力的產生更源自於分析性智力和心智 能力兩種不同的因素，更進一步提出三向度的「科學創造力結構模式」，該模式 包含「科學產品」、「科學特質」、「科學過程」三向度，用來測量科學創造力、

研究科學創造力及培養科學創造力的基礎(Hu & Adey, 2002)。

（四）科學創造力是問題解決的歷程

葉玉珠等人（2008）認為中小學生的科學創造力是一種創造性問題解決過程，