第貳章 文獻探討
本研究希望透過讓幼兒參與科學探究模組的方式，探討幼兒科學探究能力的 發展。故本章針對幼兒的科學教育、科學探究能力、教學模式和教師教學行為進行 文獻回顧。
第一節、幼兒的科學教育
以下針對幼兒的科學學習內涵和科學表現進行文獻回顧，以說明過去實徵研 究中，當幼兒在進行科學相關活動或是課程時，已表現出的能力。最後針對目前國 內針對幼兒科學表現的研究進行文獻回顧。
幼兒的科學學習
學習科學是一個主動的過程，科學課程或活動的設計必須讓學生親自參與任 何的探討活動中、與教師和同儕互動、組織原有的先備知識和新獲得的知識，再將 其應用於新問題、進行問題的解決、計劃和決策、以及小組討論(NRC, 1996)。而 科學學習的方法，應當從激發學生對科學的好奇心與主動學習的意願為起點，引導 學生從舊有的經驗開始進行探索、操作實驗與多元學習，使學生能具備科學核心知 識、探究與實務、以及科學論證的溝通能力(教育部, 2018)。雖然在幼兒階段，對科 學知識的概念理解上有限，但幼兒的好奇心和想像力，足以激發他們對學習的熱忱 和對許多事物的興趣，而科學學習可以滿足幼兒的好奇心和興趣(Lind, 1998)。
另外，幼兒科學學習的重點應著重於幫助幼兒了解如何獲取科學訊息，而不單 只是記憶科學事實。幼兒渴望直接參與科學內容，幼兒需要親身體驗，透過觀察、
發現問題、蒐集資料、組織、分析、討論和評估科學內容。教育工作者也應該給與 幼兒機會進行提問、回答問題和反思的機會，並進行探討活動，學會運用解決問題 的技巧。因此，幼兒將主導自己的學習，這也促進幼兒在科學上的自信心(徐敏琪、
李湘凌、吳淑美、魏淑君, 2012; Andersson & Gullberg, 2014; Broström, 2015; Feng, 1987; Lind, 1998)。所以，任何幼兒科學相關活動應以幼兒為中心，為幼兒提供各 種各樣的學習環境，讓幼兒可以依照自己的節奏和個人的認知能力進行探索。而在 幼兒積極探索的過程中，教師要鼓勵兒童仔細觀察、注意相似處和不同處、做出預
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測、進行測試、提出問題、以及與教師互動(Feng, 1987)。
對於小學生到高中生來說，學習科學的場域大部分是在教室或實驗室內，但對 幼兒來說，實驗室中複雜的化學器材或艱澀難懂的化學藥劑都是過於陌生和危險，
生活中隨處可見的事物反而更能吸引幼兒的興趣和注意力(Jirout & Zimmerman, 2015)。
幼兒的科學表現
幼兒在進入小學前，就已經主動開始探索周遭發生的事，這是應付周遭陌生環 境的第一步，而且，幼兒也開始應用基本概念，包含觀察、計數、紀錄等方式來蒐 集和組織資料以面對遇到的情況(Lind, 1998)。部分的 5 歲以上幼兒甚至能夠開始 使用標準測量工具，並且獨立操作和紀錄更多資訊，以及閱讀相關背景資料(Jirout
& Zimmerman, 2015; Lind, 1998)。
幼兒對於許多科學概念的理解和推理來自於自身經驗(吳淑美、魏淑君, 2012;
莊麗娟, 2008a, 2009)。幼兒會依據先前信念(prior belief)和生活經驗來做出判斷，考 慮現有證據對於先前信念的合理性來修改錯誤的先前信念，並且選擇在假設檢驗 中使用的方式(Croker & Buchanan, 2011; Koerber et al., 2005)。例如，在 Croker 和 Buchanan (2005)的研究中，訪談者提供的訊息與幼兒的先前信念不一致時（例如，
積極的口腔健康行為導致牙齒不健康），幼兒能夠對針對上述假設選擇科學上適當 的檢驗（即操縱一個變因）。
另外，過去有些研究探討幼兒園幼兒的科學表現，發現年齡越大的幼兒，越可 以解釋完整的共變量和非共變量證據(Croker & Buchanan, 2011; Piekny & Maehler, 2013)。幼兒也能夠針對假設進行的簡單實驗和對照實驗，並利用一系列的證據做 出正確的歸因或進行預測，或是了解證據和假設之間的關係，並利用證據做出解釋。
雖然在分析證據上，幼兒由一法則列出多種證據比從多種證據歸納出一個法則困 難，但幼兒已經能夠從證據中找到關鍵的一至兩個變因，做出至少一種正確的預測，
並想出多種可能的解釋以進行測試，並有效的判定關鍵性的驗證方式(Jirout &
Zimmerman, 2015; Lind, 1998; Piekny & Maehler, 2013; 莊麗娟, 2010a)。
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國內幼兒科學表現的相關研究
國內幼兒科學表現的相關研究主要以幼兒的科學知識為主，尤其是以物理領 域相關的知識，研究者統整於表2-1-1。從文獻中可以得知，幼兒可以判斷和描述 出簡單物體的結構（平面或立體）、輕重、方位以及滾動的速度(吳淑美、魏淑君, 2012; 洪文東, 2011; 洪文東等人, 2009; 莊麗娟, 2004, 2007, 2008a)；亦能夠描述出 溫度的冷熱變化(張琪等人, 2009)，以及辨識不同圖形(洪文東, 2011)。然而，幼兒 在某些科學概念的理解尚未成熟，例如與離地高度有關落體現象(莊麗娟, 2004, 2008b)、遠近概念(洪文東等人, 2009)。
科學的能力表現則主要以科學推理為主，莊麗娟(2004, 2008a)認為幼兒主要依 據動態的視覺訊息進行邏輯思考與推理。而在針對物體浮沉概念的科學評量中，幼 兒依成熟度低至高展現出四種推理機制(莊麗娟, 2007)：無關聯想、隨意線索、並 立法則和協調邏輯，而部分大班幼兒已經能達到協調邏輯的程度，也就是幼兒能夠 彈性調整線索的使用，也就失當一條線索不適用時，幼兒會改用其他線索進行推論。
(莊麗娟, 2008b)。
表2-1-1 國內幼兒科學表現的相關研究
研究者與題目 內容 研究結果
莊麗娟(2004) 三～六歲幼兒對 重 量 概 念 的 認 知：本質認知與 保留推理
-形式：科學評量 -對象：3~6 歲 -科學性知識：
重量（本質認知）
-科學能力表現：
保留推理
1.當物體的結構或材質較簡單時，幼兒能夠 辨識其組成物質。
2.六歲以上的幼兒能夠理解非物質不具重量 的概念。
3.幼兒常以視覺感官作為主要的推理依據。
4.幼兒無法有效推論離地高度和冷熱效應與 重量的關係，可能這超出三至六歲幼兒的認 知限制。
5.有保留推理的幼兒會有同一、補償和可逆 性思考，並關注動態轉換的過程和參考線索 幫助判斷。
(續下頁)
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