建構主義教學策略

建構主義主張知識是由學習者主動建構的（Driver & Bell, 1986; 郭重吉,1995; 張靜 嚳, 1996），符合九年一貫課程所欲達成的課程目標為「激發主動探索和研究的精神」（教 育部，2003），因此若能將建構的精神落實於教學中，將有助於九年一貫課程目標之達 成。

ㄧ、建構主義之心理學基礎與派別

建構主義非ㄧ家之言，許多研究者從哲學、心理學、神經生理學觀點探討其背景，

一般認為建構主義深受Piaget 和Vygostky 的理論影響，許多建構主義者根據Piaget或 Vygotsky的理論，分別從不同的的觀點提出他們的詮釋（吳穎沺、蔡今中，2004）。

（ㄧ）Piaget 認知發展論

皮亞傑認為，知識來自行動（Ginsburg & Opper, 1988； Wadsworth,1996），兒童一 出生便利用自身的認知結構和基模與環境互動，探索未知的世界，透過經驗和互動，主 動建立起意義系統與對現實之瞭解的歷程，藉由同化與調適來處理新事物（Devries, 1997）。同化是依據個體原有之基模來了解新事件的歷程；調適則是個體修正原有之基 模，以適應新事件。在同化與調適的過程中，個體不斷經歷失衡與恢復平衡的歷程，兒 童也獲得學習與成長的機會（張文哲譯，2005）。

皮亞傑將兒童認知發展分為四個時期：感覺動作期、前運思期、具體運思期及形式 運思期，每個時期都會有新的智能展現出來，而智能的展現有賴於基模的失衡，為了消 除不平衡，兒童必須發展出新的基模或修改原有基模，在這過程中，兒童便需不斷的同 化與調適新訊息，主動建構知識（Anderson, 1989）。

建構主義是一種知識的理論，甚至是獲知的理論，他從皮亞傑的觀點說明知識與外在世 界的關係，提出建構主義的四項基本主張：(1)知識並非被動地接受，而是認知個體所主 動建構出來的；(2)社會交互作用對認知個體知識的建構有重要的影響力；(3)認知的功 能在於能夠適應環境；(4)認知的目的是幫助個體將所經驗的世界加以組織，而不是去發 現客觀存在的現實世界（引自林曉雯，2001）。

（二）Vygotsky 社會觀認知發展

Vygotsky（1962）以社會認知心理學的角度，主張個人知識應包含自發的知識和正 式的知識，也就是人自己建構的知識和學校或團體介入建構的知識（引自顏弘志、段曉 林，2006）。根據 Vygotsky 社會觀認知發展觀點發展出的建構主義派別為社會建構主義

（social constructivism）。社會建構主義強調人們的知識建構是互為主觀的，並與他人進 行社會互動且經協商達成共識，社會互動及文化情境如價值觀、意識型態對人們知識建 構有決定性的影響（楊志隆，2005）。

建構主義應用在學習上，有三個受到大家共識的原理；第一個原理：知識是學習者 主動的建構，而不是被動的接受或吸收。第二個原理是認知的功能在適應，是用來組織 經驗的世界，不是發現本體的事實。第三個原理則是知識是個人與別人經由磋商與和解 的社會建構（張靜嚳，2000）。根本（個人）建構主義、社會建構主義（social constructivism）

便是依據第二與第三個原理而來，除了上述兩個廣為人知的建構主義派別，還有傳統建 構主義（trivial constructivism），此建構主義支持著第一個原理。傳統建構主義認為，

知識是認知個體主動建構，不是被動的接受（王雅玄，1998）。

二、建構主義教學策略

建構主義強調以學習者為中心，學生在進入學習情境前，已有所謂的「先備概念」，

這些先備概念會影響學習者學習，而非如同白紙一般，任由教師灌輸新的知識與概念（吳

穎沺、蔡今中，2005），當新概念與原有概念相衝突時，認知衝突隨之產生，為了協助 學生能順利轉換新概念，教師需要以一個諮商者與引導者的角色介入學生的學習。但必 須注意的是，教師非以強行灌注知識的方式強迫學習者「背誦」與「記憶」，而是以教 學環境設計者、教學氣氛維持者、教材提供者的角色來輔助學生自行建構知識（楊龍立，

1998）。九年一貫課程綱要（教育部，2003）也強調以「學生為中心」進行「主動建構 的學習」，因此教師若能利用建構主義的理念來教學與設計課程，九年一貫的精神就能 真正落實在課堂中。

國外學者Driver, Asoko, Leach, Mortimer, & Scoti（1994）認為「建構主義教學」

（constructivist teaching）一詞可以簡單的表示教師們以建構式的觀點營造學習的環境，

協助學生建立概念或概念改變的教學。為了使建構主義教學從口號轉化為實際行動，國 內外教育研究學者提出許多以建構主義觀點來進行教學課程設計，以促進學習者的科學 學習的教學策略，常見的建構主義教學策略有5E學習環、學習環、概念構圖教學、建構 主義五階段教學模式、POE教學策略、科學-科技-社會課程（STS）教學模式及概念改變 與類比教學模式……等（整理自何俊青，2003；吳穎沺、蔡今中，2005；林靜雯、邱美 虹，2005；黃松源、王美芬，2001），以下就這些教學策略做介紹：

（一）5E學習環

美國生物課程計畫(Biological Sciences Curriculum Study，簡稱BSCS)小學課程根據 三階段學習環的理念，發展出合乎建構主義特性的5E學習環教學模式，其步驟為投入-探索-解釋-精緻化-評量。Duit等人（1998）指出5E學習環可以說是建構教學的一個典型 代表，且其各階段之內容較為詳盡與完整，因此，本研究將以5E學習環來檢視國小自然 與生活科技教科書之電磁學相關概念單元活動是否符合學習環五個階段的內容。

（二）學習環

（Exploration）、發明（Invention）、發現（Discovery），後來Karplus又將它修改為探索

（Exploration）、概念引介（Concept introduction）、概念應用（Concept application），此 三階段教學步驟常被應用於科學課程題材與教學策略。Karplus認為小學的自然科學學習 以學習者本身的經驗和觀察為基礎，學習者主動發現問題，並從解決過程中累積新訊息 於既有的知識系統中，並將新資訊與已建立的知識架構互相連結，而學習環的教學步驟 剛好合乎此ㄧ理念。

（三）概念構圖教學

概念圖（concept map）是美國科學教育學者 Novak 及 Gowin 發展出來的，概念圖 通常將某一主題的相關概念置於方框中（節點），並用連接線將兩個概念連接起來，連 接線上標上連接語，表示概念和概念間的關係，形成一幅網狀結構圖，而建構概念圖的 歷程即為「概念構圖」（concept mapping）（王美芬、熊召弟，2005）。從學習者所繪製 的概念圖可以了解學習者原有認知結構、教學後概念建構情形，也可藉由概念圖診斷學 生迷思概念及概念改變情形。

（四）建構主義五階段教學模式

建構主義五階段教學模式為Driver & Oldham（1986）於兒童學習科學課程發展計 畫（Children’s Learning in Science Project﹐簡稱CLIS）中提出，其五個階段分別為確定 探討的方向、引出學生的想法、學生概念的重組（澄清交換-衝突情境-建構新概念-評 鑑）、應用新概念、回顧概念的改變。

（五）POE教學策略

POE教學策略是改良「Demonstrate（示範操作）-Observe（觀察）-Explain（解釋）」

（簡稱DOE）策略而來的，White和Gunstone（1981）認為讓學生在觀察前先預測可能 的實驗結果，可以幫助教師了解其原本的認知結構，又能引發學生的學習興趣，因此預 測階段有助於教學成效的提升且能找出學生的另有概念及了解其概念改變，所以White

和Gunstone（1992）提出了「預測（predict）－觀察（observe）－解釋（explain）」（簡 稱POE）的教學程序。

1.預測：現象發生前請學生依其原有的認知來預測結果，並寫下預測的理由。

2.觀察：現象發生後後請學生將觀察結果（真正發生的現象）寫下。

3.解釋：請學生解釋預測與觀察之間的差異。這個階段是POE教學策略中最重要的 一個步驟，由於POE策略所選擇的事件通常是學生常出現的另有概念，因此當預 測與觀察結果不相同時，認之衝突隨之產生（許良榮、劉正華，2004），學生必 須在預測與觀察中不斷協調而達概念改變之目地。

（六）STS教學模式

STS（科學-技術-社會）教學模式的基本理念是在自然科教學中，融入社會議題（如 環保問題、能源問題）或是引起爭議的社會事件，透過討論、辯論、小組合作、價值澄 清等策略，尋求問題解決的最佳方式（鍾聖校，1998），其教學分為四個階段，分別為 邀請-探索、發現、創造-提出解釋和解決-採取行動（王美芬、熊召弟，1995）。Abruscato

（1992）、Penick（1994）認為STS課程強調學生的學習中，除了認知行為外，也應重視 情意的意義與價值，並主張科學學習主題應包含事實、概念與價值。若將STS的教育理 念和以培養學生科學概念及過程技能為主的傳統教育相比，STS教學模式更重視價值澄 清的討論。

（七）概念改變與類比教學策略

Posner, Strike, Hewson, & Gertzog（1982）主張要讓學習者產生概念改變需有四項 條件：（1）不滿足（Disatisfacation）-學習對現有概念不滿意；（2）可理解的（Intelligible）

-新概念對學習者而言是可理解的；（3）合理的（Plausible）-學習者認為此概念是可理 解的並相信它是真的；（4）Fruitful（豐富的）-指新概念不僅可解決現有問題，還可以

無法解決的問題，而新概念又符合後面三個條件的狀況下，概念改變才會發生。

類比教學法是概念改變教學策略中常見的方法，類比教學法的步驟為：介紹標的 物、辨識相似處、確認標的物與類比物之間特性的相關、標識相似處、對於標的物提出 理論及指出類比何時失效（引自王美芬、熊召弟，1995）。

由以上內容可以知道，有很多教學策略都能符合建構主義之理念，本研究之所以選 擇5E學習環來分析科書單元活動的編排，其主要原因為5E學習環教學模式有明確的教學 步驟，且各步驟之內容有詳盡的依循標準，適合用來檢視教科書單元活動內容之編排流 程是否符合建構主義之精神。