建議

本節依據研究結果與討論提出對於未來研究以及教學上的建議，並提出未來 研究方向：

一、對於未來研究的建議

(一) 教學模組設計與研究對象方面

本研究設計之科展培訓教學模組實施於研究者任教之七年級社團課程，每週 只有 45 分鐘(一堂課)的時間，且授課學生是經由入社測驗所篩選，入社學生具有 一定的學生動機。因此本研究方法之研究結果，可能會受到科展培訓教學模組實 施於正式課程或是非正式課程，以及學生來源是高動機學生或是一般學生而有所 不同。未來研究方向，可朝由設計之科展培訓教學模組對一般學生的適用性以及 影響進行進一步的研究。

(二) 科學探究能力實作評量

本研究第二章文獻探討即提及在科學探究能力的評量上，實作評量優於傳統 紙筆測驗的論點。藉由本研究採用之科學探究能力實作評量進行編碼與質性資料 分析可以發現，實作評量除了由教師觀察檢核與學生完成作品評分外，針對學生 在科學探究能力實作評量操作的行為特徵進行進一步分析，必要時針對學生操作 狀況進行錄影與事後訪談，有助於學生針對實驗操作行為其背後的認知與思考做 進一步的深入瞭解。

操作真實實驗的實作評量雖優於傳統紙筆測驗，但也有費時以及評分者信度 不易建立等問題(盧雪梅，1998)，若能發展出數位實作評量，藉由預設好的編碼 方式將學生操作虛擬實驗的歷程與答案進行半自動評分，便可大量減少評分時間 並增加評分者信度。例如，張俊彥(2012)等人利用人工智慧中自然語言處理等技 術，開發出開放式科學學習測驗自動評分技術，並驗證其評分者信度相當接近於 人工閱卷水準。

(三) 學生在實驗中控制誤差技能發展的研究

過往對學生科學探究能力發展與科學探究能力相關研究中，較容易忽略去探 討學生在科學實驗中如何控制誤差，以及學生對於實驗中誤差存在認知的相關概

73

念。然而，分析本國全國國中小科學展覽競賽作品可以發現，常出現重複、相關 性高的研究問題與實驗內容，而得獎關鍵往往是設計的實驗方法、實驗裝置能否 有效地控制誤差、提升實驗的精準度。本研究僅對學生控制誤差策略以及對誤差 概念的發展進行初探，並藉由科學探究能力實作評量可以發現學生對於實驗誤差 仍存在著許多迷思概念，例如：實驗作得好就不用多次測量，便是將系統誤差與 隨機誤差混為一談；或是實驗結果不符合預期便歸咎於因為有實驗誤差的存在，

而非進一步用科學概念去解釋結果。因此，探討如何提升學生在學習中獲得控制 誤差相關技能，以及在科學展覽過程中學生控制誤差相關概念的發展，是未來科 學探究能力相關研究可以努力的方向之一。

二、對於教學的建議

本研究設計之科展培訓教學模組在實際執行上遵循「明示教學」的原則，不 論是實驗操作或者是給予學生資料要求進行分析詮釋的活動，皆在活動進行尾聲 帶領學生進行該節課的回顧與反思，告知學生這堂課主要希望學生學到哪一項科 學探究能力相關概念。例如，在「數據分析與誤差探討」課程，讓學生操作單擺 實驗，進行各組實驗結果與比較，引導學生進行討論為何實驗結果可以得到什麼 結論，以及探討各組實驗結果差異甚大，學生在討論過程中可以得到「實驗操作 不熟悉會造成誤差過大」、「測量多次取帄均可以使結果接近理論值」等概念。因 此本研究建議，教師在進行科學探究教學活動，以明示教學作為教學原則，在實 驗活動結束後引導學生如何下結論與反思。

邱韻如(2002)曾將認知衝突策略引進大一普通物理「單擺實驗」教學當中，發 現學生常將實驗數據上的誤差歸咎於空氣阻力或人為誤差，與本研究結果相似。

然而，邱韻如指出問題常常是出在學生儀器操作錯誤或是測量方法錯誤上，因教 師在實驗前帶領學生進行誤差來源分析、實驗後引導學生檢查數據的教學過程是 必要的。多數學生也容易將誤差相關概念(error)、準確度(accuracy) 、精確度 (precision)等名詞混淆，因此在實驗操作中對於誤差的控制也常犯錯 (Menditto, 2007)。誤差的分類有兩種：一種是分為絕對誤差(absolute error)與相對誤差(relative error)，絕對誤差指的是測量值與真值的差異，相對誤差指的是絕對誤差與真質的 比值；另一種分法是將誤差分為系統誤差（systematic error）與隨機誤差（random

74

error），系統誤差是指因操作方法、測量儀器本身、實驗環境影響等因素造成的 誤差，隨機誤差則是指不可預測且不可控制的微小因素，造成測量值呈現常態分 布的誤差。準確度是指測量值與真值間的接近程度，取決於使用的測量儀器、實 驗方法，意即正確仔細地的操作方法與提升對變因的控制標準可提高實驗的準確 度；精確度則是指進行重複測量時，測量值間的差異程度，越好的測量儀器可以 題詵實驗精確度(Menditto, 2007；Korsunsky, 2010；黃福坤，2004)。如何將誤差相 關概念帶入到科學探究教學可以是未來教師們可以探討的地方。例如，Siegel (2007) 讓學生藉由預估糖果袋中巧克力數量來讓學生了解準確度與誤差間的關係，

Korsunsky(2010)將錯誤的實驗範例帶入教學中讓學生了解誤差的種類與來源，並 讓學生去討論如何控制誤差。

研究在學生科學展覽活動結束後，利用社團課時間帶領學生進行一年半的社 團課程以及科學展覽活動回顧，多數學生皆能在回饋單與課堂回饋意見提到本研 究設計之科展培訓教學模組對於他們日後從事科展專題研究時的幫助。但當授課 教師提出為何科展作品最終呈現不甚滿意的疑問時，學生表示課程讓他們練習到 的機會不夠多，因此在科展進行中常出現第一時間不知如何解決問題的困難。從

「表 3-3-1：科展培訓教學模組課程設計」中可以看出，研究所設計的教學模組的 確包含了與科學展覽活動相符的發現問題、實驗設計、操作實驗、分析數據、獲 得推論等一系列的科學探究活動歷程，但可說一學期用不同的主題只讓學生體驗 了一次完整的歷程。建議日後教師們在進行科展培訓教學時，可以設計一堂課或 是兩、三堂課就讓學生經歷發現問題、實驗設計、操作實驗、分析數據、獲得推 論等歷程，在一學期的課程中讓學生有多次的完整學探究活動歷程，意即 Lawson (1988)所提出的學習環式(Learning Cycle)的科學探究教學，或許能更加提升學生科 學探究能力。而本章第二節討論中指出，學生在針對實驗結果進行下結論的能力 較弱，這也是教師們在進行科展培訓教學時可以加強的部分。

75 三、未來研究方向：

仍有許多有關科學探究能力教學與科學展覽活動相關的研究議題，值得未來 研究探索：

1. 研究發展的科展培訓教學模組對於一般學生的科學探究能力發展之影響為 何？

2. 不同學習成就學生在接受科展培訓教學模組後學探究能力發展有何差異？

3. 學生在科學展覽活動中，不同面向的科學探究能力發展機制為何？

4. 學生進行科學展覽活動時，科學探究相關的後設認知扮演的角色為何？

5. 學生在科學展覽活動時，後設認知如何幫助學生察覺實驗誤差和誤差來源為 何？

76

參考文獻

一、中文部分

丁亞雯(2012)。以 「課程與教學」為十二年國教推動核心─ 臺北市推動的策略與 行動。中等教育，63(1)，183-187。

王保進(2006)。中文視窗版 SPSS 與行為科學研究。臺北市:心理出版社。

王晶瑩(2008)。科學本質觀與科學探究的意義及實踐：美國 Norman g. Lederman 教授訪談錄。全國教育展望，37(2)，3-6。

江良捷(2010)。資深科學展覽指導教師如何指導學生做科展。國立臺北教育大學自 然科學教育學系碩士論文，未出版，臺北市。

李中一(2004)。測量工量的效度與信度。臺灣公共衛生雜誌，23(4)，272-281。

李明昆、洪振方(2011)。九年級學生探究性科學問題提問與問題發展型態之個案研 究。科學教育研究與發展季刊，61，51-80。

宋雅鈴(2009)。應用歷程分析於生物科學探究評量之研究。國立交通大學理學院網 路學習學程碩士論文，未出版，新竹市。

余尚芸(2003)。國二學生實施「專題導向式合作解題活動」之歷程分析。國立高雄 師範大學數學系碩士論文，未出版，高雄市。

林建志(2008)。運用不同教學策略於不同回饋之實驗模擬對國中學生實驗技能與實 驗態度的影響。臺灣師範大學資訊教育學系學位論文，未出版，臺北市。

邱韻如(2002)。以認知衝突的教學策略營造問答互動的討論情境: 大一普物「單擺 實驗」的教學實務探討。第十八屆科學教育學術研討會。彰化市：國立彰 化師範大學。

洪振方(2010)。思考導向的探究式學習對國二學生科學探究能力的影響。科學教育 學刊，18(5)，389-415。

徐佳璋(2007)。臺灣中小學科展活動之實務探究。科學教育，297，2-15。

徐國士(2001)。中華民國國中小科學展覽會實施要點。臺北市，國立台灣科學教育 館。

高慧蓮(2005)。九年一貫課程「自然與生活科技領域」科學探究能力之培養研究-科學探究能力之評量(Ⅱ)( NSC 94-2511-S-153-00)。臺北市：行政院國家科

77 學委員會。

高慧蓮(2006)。九年一貫課程「自然與生活科技領域」科學探究能力之培養研究-子計畫二: 科學探究能力之評量(Ш)(NSC 95-2511-S-153-006)。臺北市：行 政院國家科學委員會。

許瑛玿(2008)。探討數位學習環境中學生科學探究歷程和學習策略－總計畫

許瑛玿(2008)。探討數位學習環境中學生科學探究歷程和學習策略－總計畫