第四章 研究結果與討論
第一節 幼兒積木建構分析
本研究為 5E 學習環教學模式於積木建構融入 STEM 教育的歷程，參考 Bybee(2019)指出 5E 學習環的教學模式，能提升科學的學習成效的學習模式，整 理出幼兒KAPLA 積木建構與 5E 學習環教學歷程架構表(見表 3-4-1)，以及 5E 學 習環與《幼兒園教保活動課程大綱》認知領域之學習指標(如表 3-5-3)，觀察和 分析幼兒在學習科學探究技能的過程。
一、5E 學習環教學模式於積木建構融入 STEM 教育之分析
此部分根據本研究之課程階段規劃，分為「個人建構活動」(為第二節至第 九節)，及「團體建構活動」(為第十節至第十六節)進行分析。
(一)個人建構活動
有 4 位幼兒參與研究，以下分析是以 4 位幼兒在不同日期的表現為 依據，總計 8 節，日期分別為 1090311、1090318、1090320、1090325、
1090327、1090401、1090408、1090410 紀錄進行 STEM 的分析結果，為 表4-1-1 以及圖 4-1-1。
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表4-1-1
STEM 教學歷程之個人建構分析表(N=4)
節數 S(科學) T(技術) E(工程) M(數學) 節數累計 第二節 0 次 4 次 3 次 0 次 7 次 第三節 1 次 2 次 2 次 0 次 5 次 第四節 1 次 3 次 3 次 2 次 9 次 第五節 2 次 3 次 3 次 2 次 10 次 第六節 0 次 14 次 8 次 7 次 29 次 第七節 2 次 10 次 11 次 9 次 32 次 第八節 1 次 1 次 1 次 1 次 4 次 第九節 1 次 2 次 2 次 1 次 6 次 課程累計 8 次 39 次 33 次 22 次 102 次
根據表4-1-1 為 5E 學習環教學模式於積木個人建構融入 STEM 教育歷程之 分析表，以幼兒言談紀錄分析STEM 各項目的次數累計，在 S(科學)的部分，為 8 次；在 T(技術)的部分，為 39 次；在 E(工程)的部分，為 33 次；在 M(數學)的 部分，為22 次。
各節課在 STEM 的節數累計，第二節為 7 次；第三節為 5 次；第四節為 9 次；第五節為10 次；第六節為 29 次；第七節為 32 次；第八節為 4 次；第九節 為6 次。
在第六節與第七節為次數較高，分別為29 次與 32 次，根據研究者觀察，幼 兒是根據建構物問題的產生以及建構物的數量，出現STEM 表現的次數較高。
圖 4-1-1 為「5E 學習環教學模式於積木個人建構融入 STEM 教育歷程之分 析圖」比例狀況。
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圖4-1-1 STEM 教學歷程之個人建構分析圖
根據上圖4-1-1，以幼兒言談紀錄綜合 STEM 各次數分析，比例的高低依序 為技術(T)、工程(E)、數學(M)、科學(S)，在科學(S)的部分為最少。
根據研究者觀察，在科學的部分起初較少到後續增多應與幼兒建構物的進度 有關，在第二節幼兒建構的部分為根據自己對於建築物的特徵建構出來，幼兒們 還處在於打基底的狀況，因此，較少運用到科學，而後續使用到了積木的切面進 行排列，並且建構到了一定的程度，以及隨著幼兒問題的發現(言談 1090320)，
才產生科學的表現，以下舉例為說明之：
C3：你看，你覺得我的牆壁還有辦法再疊高嗎？感覺再疊高上去它會倒 下來。
T：那如果換另外一種方式蓋牆壁呢？把牆壁想辦法弄穩一點。
C3：好吧，我想想。
C3：我想到了，用 3 塊立起來的積木跟 3 塊平躺的積木堆疊起來好像比 較穩。
T：那妳試試看吧！ (言談 1090320)
以上幼兒與老師的對話，顯示C3 幼兒在建構時，發現到科學中的物理中的 重量與高度關係。
0 2 4 6 8 10 12 14 16
5E學習環教學模式於積木個人建構融入STEM教育歷程
S(科學) T(技術) E(工程) M(數學)
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(二)團體建構活動
有4 位幼兒參與研究，以下分析是以 4 位幼兒在不同日期的表現為依 據，總計8 節，日期分別為 1090415、1090417、1090421、1090422、
1090429、1090501、1090506、1090513 進行 STEM 的分析，為表 4-1-2 以 及圖4-1-2。
表4-1-2
STEM 教學歷程之團體建構分析表(N=4)
節數 S(科學) T(技術) E(工程) M(數學) 節數累計 第十節 1 次 4 次 2 次 1 次 8 次 第十一節 0 次 4 次 2 次 2 次 8 次 第十二節 0 次 3 次 4 次 1 次 8 次 第十三節 0 次 3 次 2 次 1 次 6 次 第十四節 0 次 4 次 4 次 2 次 10 次 第十五節 1 次 4 次 4 次 2 次 11 次 第十六節 1 次 5 次 5 次 2 次 13 次 課程累計 3 次 27 次 23 次 11 次 54 次
根據表4-1-2 為 5E 學習環教學模式於積木個人建構融入 STEM 教育歷程之 分析表，以幼兒言談紀錄分析STEM 各項目的次數累計，在 S(科學)的部分，為 3 次；在 T(技術)的部分，為 27 次；在 E(工程)的部分，為 23 次；在 M(數學)的 部分，為11 次。
各節課在 STEM 的節數累計，第十節為 8 次；第十一節為 8 次；第十二節 為8 次；第十三節為 6 次；第十四節為 10 次；第十五節為 11 次；第十六節為 13 次。
在第十六節課次數為13 次最高，根據研究者觀察，幼兒的建構物越來越多，
因此運用到的STEM 較高。
下圖4-1-2 為「5E 學習環教學模式於積木團體建構融入 STEM 教育歷程 之分析圖」比例狀況。
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圖4-1-2 STEM 教學歷程之團體建構分析圖
根據上圖4-1-2，以幼兒言談紀錄綜合 STEM 各次數分析，比例的高低依序 為技術(T)、工程(E)、數學(M)、科學(S)，在科學(S)。
在活動過程中，幼兒運用到科學(S)的部分，較不穩定，根據研究者觀察，幼 兒應是根據建構物的難易度有相關，有些建構物需要用到科學(S)，有些則無。
根據表4-1-1、圖 4-1-1、表 4-1-2、圖 4-1-2 的觀察發現，幼兒運用的 STEM 次數高低同樣都是依序為技術(T)、工程(E)、數學(M)、科學(S)，在科學(S)，在 個人階段時，幼兒運用到的科學(S)在於隨著幼兒問題的發現，才逐漸產生科學的 表現，在團體階段時，幼兒運用到的科學(S)在於建構物的建構是否有運用到科學 (言談 1090506)，以下舉例說之：
T：你們有沒有發現，我們上次蓋的火車那麼大，而且看起來感覺一碰 就倒
了，那為什麼它沒有倒？
C5：因為它(火車)太大了，這個人太小了。
T：太大的話它的重量會越輕還越重呢？
C1、C3、C4、C5：越重。
T：所以你蓋的越重，積木越不容易倒。
(言談 1090506)
0 1 2 3 4 5 6
第十節 第十一節 第十二節 第十三節 第十四節 第十五節 第十六節 第十七節
5E學習環教學模式於積木團體建構融入STEM教育歷程
S(科學) T(技術) E(工程) M(數學)
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以上幼兒與老師的對話，藉由研究者引導，幼兒發現到科學中的物理中的重 量。
周淑惠(2018)指出，幼兒 STEM 教育的特徵為「解決問題」、「探究取向」、
「工程活動」、「統整課程」，在研究過程中，研究者發現T(技術)和 E(工程)佔為 最多數，在「解決問題」的過程為，幼兒藉由積木的探索與實驗，進行問題的解 決，在「探究取向」的過程為，幼兒運用科學探究能力中的「觀察」、「探索」、
「實驗或預測」、「溝通」進行探究的過程，在「工程活動」，幼兒還必須考慮到 KAPLA 積木的大小，進行問題解決，在「統整課程」的過程為，除了運用到科 學探究能力以外，還會運用到數學，像是積木建構間的距離、空間和切面的推理，
此外，周桓奇(2015)、鄭雯文(2017)、蕭佳宜(2011)、鐘緯姍(2018)研究結果指出，
採用STEM 教學，問題解決能力皆為提升。
Dixon(2012)指出，兒童的工程與技術教育，是提供各種類型的問題，讓兒童 進行體驗與操作，進而真正參與到問題解決方案，與STEM 中的 T(技術)與 E(工 程)相關。
二、5E 學習環教學模式結合《幼兒園教保活動課程大綱》之分析
資料分析依據5E 學習環與《幼兒園教保活動課程大綱》之認知領域評量表，
分為三個部分進行整理，第一部分為投入階段(E1)與探索階段(E2)，第二部分為 解釋階段(E3)與精緻化階段(E4)，第三部分為評量階段(E5)。
(一) 投入階段(E1)與探索階段(E2)
在投入階段的部分，引導重點為將幼兒形成一個研究團體，並且透過討 論主題內容，達到建構的共識，在探索階段部分的引導重點為，在鼓勵幼兒 分享，以及引導相關想法與新發現，新、舊經驗能結合。
投入階段(E1)與探索階段(E2)，以《幼兒園教保活動課程大綱》之認知 領域的「認-大-1-1-1
覺知物體的形狀會因觀察的角度不同而不同」、「認-大-67
1-1-2 以自己為定點，辨識物體與自己位置間的上下、前後、左右的關係」及
「認-大-2-1-2 覺知物件間排列的型式」為學習指標(評量表 1090311、
1090318、1090320、1090325、1090327、1090401、1090408、1090410)，以 下為投入階段(E1)與探索階段(E2)之分析表，如表 4-1-3、4-1-4。
表4-1-3
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「認-大-1-1-2 以自己為定點，辨識物體與自己位置間上下、前後、左右的 關係」所述。
圖4-1-3 幼兒觀察不同方向角度 1(活 動照片1090201)
圖4-1-4 幼兒觀察不同方向角度 2(活 動照片1090201)
有幼兒會特定對於自己的建構物進行有形式的排列方式(如圖 4-1-5、
4-1-6)，此表現符合「認-大-2-1-2 覺知物件間排列的型式」所述。
圖4-1-5 幼兒有排列的型式 1(活動照片 1090201)
圖4-1-6 幼兒有排列的型式 2(活動照片 1090201)
表4-1-4
5E 學習環教學歷程分析表-團體投入與探索階段(N=4) 認-大-1-1-1 覺知物
體的形狀會因觀察 角度的不同而不同
認-大-1-1-2 以自己 為定點，辨識物體 與自己位置間上 下、前後、左右的 關係
認-大-2-1-2 覺知物 件間排列的型式
第十節 1 次 1 次 1 次
第十一節 0 次 1 次 1 次
(續下頁)
69 馬路不同走向(言談 1090422)的觀看角度很像數字 9、6、16、19(如圖 4-1-7)，此表現符合指標「認-大-1-1-1 覺知物體的形狀會因觀察角度的不同而
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圖4-1-7 數字 6、9、16、19(活動照片 1090422)
幼兒雖然瞭解自己與建構物的位置間的關係，但並沒有明確說出是 哪個方位，大多以手指指示以及言談上的「這邊」或「那邊」，而能夠判斷 幼兒是真的瞭解建構物的方向，已符合指標「認-大-1-1-2 以自己為定點，
辨識物體與自己位置間上下、前後、左右的關係」，在第十二節課發現到，
C5 幼兒能夠明確的說出左、右邊，並且其他幼兒們也了解 C5 幼兒所說出 的方向(言談 10900422)，以下舉例說明之：
C5：問題是我們的馬路，要怎麼接在一起？
T ：你可以想想看呀！你可以跟你的夥伴討論。
C5：我不知道要怎麼接在一起。
T ：C4，C5 說他不知道馬路怎麼接在一起，你可以給他個建 議或討論嗎？
C5：要接左邊還是接右邊的？
T ：哪一邊是右邊，哪一邊是左邊？
T ：右邊是那一邊喔？還是這一邊是右邊？
C5：靠近溜滑梯的是右邊。
C1：可是如果你要接過來，你的馬路必須要有 3 塊積木。
C5：可以當作小路 2 塊積木就好了。
C3：這樣 C5 的馬路就會卡到鐵軌了。
C5：你可以把鐵軌再架高就可以了，馬路就可以通過了。
C1：好吧。
(言談 10900422) 以上幼兒對話顯示他們已經具有方向概念能說出左、右及上、下位置。
幼兒在第十節與第十一節表現出了指標「認-大-2-1-2 覺知物件間排列
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的型式」所述，幼兒探討(言談 1090415、1090417)鐵軌的排列型式以及鐵 軌高架橋上積木的序列(圖-4-1-8)，以下舉例說明之：
C3：我可以把橫的積木放下面，上面放直的積木嗎？
T ：可以呀，你們討論，也可以跟照片上不一樣。
C3：老師，你看！我跟 C1 蓋的鐵軌跟照片上不一樣。
(言談 1090415) C3：老師，我跟 C1 討論說，到後面這個架高的鐵軌，可以由 低排到高，再排到低，可以從 1 塊積木排到 10 塊積木，
再從 10 塊積木排到 1 塊積木。
T ：可以呀！
(言談 1090417) 前述幼兒與老師的對話，可以得知C3 已經具有比較和排列的概念。
圖-4-1-8 鐵軌高架橋上積木的序列(活動照片 1090417)
根據表4-1-3 以及表 4-1-4 可以發現，「認-大-1-1-1 覺知物體的形狀 會因觀察角度的不同而不同」個人活動的累積次數為24 次，團體活動的 累積次數為7 次，研究者觀察與推測，幼兒可能在一開始對於 KAPLA 積 木還不夠熟悉，因此在個人活動所呈現的累積次數較多，以及個人建構的 建構物比團體建構的建構物較為困難，幼兒在個人建構的過程中學習到較
根據表4-1-3 以及表 4-1-4 可以發現，「認-大-1-1-1 覺知物體的形狀 會因觀察角度的不同而不同」個人活動的累積次數為24 次，團體活動的 累積次數為7 次，研究者觀察與推測，幼兒可能在一開始對於 KAPLA 積 木還不夠熟悉，因此在個人活動所呈現的累積次數較多，以及個人建構的 建構物比團體建構的建構物較為困難，幼兒在個人建構的過程中學習到較