探究式教學理論

本研究以 5E 探究式教學理論設計課程，為了解探究式教學的發展脈絡與相 關研究，本節乃就探究式教學的發展與理論做相關文獻探討。

壹、 探究式教學的意涵與特色 一、學習模式的改變

所謂探究式教學是一種以學習者為中心，使用探究的方法，探索相關資訊 的過程。在此過程中，使學生化被動為主動的角色，以每個學生自身的學習狀 態為出發點，藉以理解知識和發展學生的探究能力。

在現今的教育思潮下，學生不再只是如過去一般，直觀的接受教師教授的 所有知識。倘若教師僅是使用傳統的講述教學法，學生所學習到內容的遠遠不 夠，除此之外，學生對於這樣的學習方式，往往無法深刻內化這些內容，可能 只是當下理解，但事後完全無法想通概念的關聯。所以，必需有一些不同的教 學模式作為輔助。例如可將遊戲融入教學，提升學生的參與度與動機，進而提 升學習效率。亦或讓學生藉由實際操作的方式，更能對學習內容加深印象。

因應社會的改變，資訊的取得越來越容易，學生在課堂中學習到的某些知 識早已不是新知，但對於知識的了解大多只在淺顯的層面，並沒有深入的探 討，所以探究式教學法對於學習的層面能夠有所提升，也能讓學生不再只是蒐 集與接受資訊，而能夠運用知識解決實際層面的問題。除此之外，依照上述研 究結果也可得知透過教學活動能增加學生的溝通互動等技巧，使之能夠更清楚

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的建立知識架構，也能夠在交流的過程中自我省思。再者，越來越多學生沉迷 在遊戲中，若能結合遊戲與課程，也能使學生更有學習興趣。

二、探究式教學以學生為主體

探究式教學以學生為中心，在學習過程中引導學生發現問題、確定問題，

並根據問題提出可行的解決方案、設計實驗、驗證假設獲得結論的教學方法，

其目的在培養「運用科技與資訊」、「主動探索與研究」、「獨立思考與解決問 題」等基本能力（張清濱，2000），並可幫助學生進一步發展現有的技能，例如 溝通能力，批判性和創造性思維能力等（Carin & Bass, 2001）。探究式教學法以 學習者為中心，老師扮演引導的角色，學生需透過自己的思考，將所獲得的知 識與他人做出適當的解釋，此種教學方法可促進學生提高批判性思考能力，並 可增強學習者學習興趣並養成積極的學習態度（Kitot, 2010）。

以學生為學習的主體，讓學生能夠主動思考並學習，也能在教學活動過程 中，透過教師的鷹架輔助，因材施教，並激發學生有別以往的思維，也能夠讓 學生具有良好的溝通能力，也在自主探索的過程中，養成正向的學習態度，更 能增加學習動機，使學生對於學習這件事情不再興致缺缺。而透過自己思考內 化的過程，知識的累積亦會更加完善且持續，對於學習將有莫大的幫助。

三、探究式教學的優勢

目前學界中許多研究都指出探究式教學的優點，探究式教學不僅可以協助 學生將以往著重事實記憶的學習轉為對科學知識與技能進行深層理解與應用的 學習（Hodson, 1990, 1992；Gibson & Chase, 2002），藉由理解的方式取代背誦與 記憶，更能讓學生畫為主動者，對於所學的知識產生認同感，進而擺脫從前被 動的角色，面對知識只能接受與被填鴨，甚至能夠藉此提升學生的學習意願與 興趣。Sandoval 與 Millwood（2003）的研究也顯示，科學探究教學能啟發學生 對科學本質的理解，提升學生科學學習成就，並增加學生的科學過程技能，進 而增進學生知識建構及溝通對話的能力。另外在蔡執仲、段曉林、勒知勤

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（2007）的研究也發現經過探究式的教學後，學生的科學學習動機顯著優於傳 統的科學教學，特別在於主動建構知識的認知策略上特別明顯。由此可見，探 究式教學以學生為學習的中心，透過不同的探究與教學方式引導學生去發現知 識，讓學生對原本的知識能從不同的角度來詮釋與認識。

探究式的教學可以提升學生學習成效、過程技能、知識建構、認知策略等 能力，因此在美國國家教育研究委員會（National Research Council）在 1996 年所 規劃的教育標準中也強調在學習方面，教師與學生互動時必需注重並支持探究 活動；在學習環境方面，應該安排可運用的時間使學生能夠從事深入的研究，

並且為學生開創一個有助於科學探究的活動；在學習社群方面，必需形成及建 立科學探究的技能、態度與價值。

而在十二年國教總綱中也明訂自然科學領域必修課程可研擬跨科之統整 型、探究型或實作型課程兩學分（教育部，2014）。因此，探究教學可幫助學習 者提升對科學的了解、科學成就及解決科學問題過程中的技巧，並可建立其科 學知識架構和促進學習者間的溝通技巧（Ryder, Leach, & Driver, 1999; Gibson &

Chase, 2002; Sandoval, 2003），而將探究式學習策略與數位遊戲式學習相結合，兩 學習策略效益交相乘下便可促使學習者達較佳的學習結果（趙靖怡，2013）。

由上述可知，探究式教學法有別於以往教師為主的教學方式，尤其對大多 數的學生來說，自己主動學習知識是很陌生的事情，而且主觀認定上會覺得困 難與不適應，所以在一開始教師可能需要花上比以往更多的時間引導學生探索 與思考，不過，一旦主動探究的習慣建立後，學生對於知識的理解與運用將更 為容易，也能夠培養學生發展自主學習的能力，不再如過往一般只了解知識的 表面，而更能夠深入探索知識的領域。而樊雪春（1998）針對兩種教學方式的 異同做出整理，如下表 2-1-1：

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表2-1-1

傳統教學與建構取向教學方式比較表

向度 傳統教學法 探究教學法

基本假設 教師主動把知識傳授給被動的學習者—學生。 學生是主動建構知識的學習者，教師是 協助者。

實施方式 單向講授、示範學習。 互動式小組討論。

教學基準 由教師的正確概念開始。 由學生的先備經驗概念開始。

教學重點 學生熟記正確的概念，熟練運算式。 著重學生內在經驗概念與正確觀念間的 差異與衝突，藉由學生間辯論、討論，

修改其概念。

教學實驗 強調驗證已知的自然定理或定律。 強調學生自己的先備經驗。學生認知與 實驗結果發生衝突時，教師要提供進一步

的資訊與協助。

教學關係 教師為教學主體，學生是次體。 教師與學生是平行的互動關係。

評量重點 以正確的運算科學問題為評量的標準。

全有或全無的分數評量。

以學生起始的先入概念為基準。

多元化的評量標準

資料來源：樊雪春（1998）。

透過以上的表格資料可知，不同於傳統教學，探究式教學著重在引導學生 建構知識，而不再是傳輸知識；促進學生學習的思考與理解，而不再是記憶與 知識的背誦。而在目前的教學浪潮中，學生也不同於以往只需理解課本上的知 識就足夠了，更加著重知識的活用以及思考的靈活度，在探究式教學的課程 中，教師便能夠引導學生形成自我的想法以及有更全面的思維，在面對到未來 的問題時，便能夠富有想法，更能夠將經驗內化與成長。

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貳、 探究式教學的理論基礎

探究教學可以追溯到杜威（John Dewey）的 1930 年代（引自 Crawford, 2000），杜威相信學生從活動中學習，透過在真實世界解決問題和與別人討論延 伸的經驗，並主張培養學生科學的探究（顏弘志，2004）。而探究式教學奠基於 認知學習理論，Piaget 認為兒童學習知識是透過同化與調適等心理歷程，個體的 認知結構或基模會因環境不同而有所變化，此一想法，是探究教學發展的理論 基礎之一（Metzler, 2011）。而探究式教學發展至今，雖已有許多不同的類型以 及教學法，但幾乎皆強調教學過程要以學生的探究活動為主，讓學生自己根據 現有的知識與資料，積極的從教學活動中去找尋問題，發現意義，並主動探求 答案。

而學者對於教學中探究活動的層次，有不同的定義。探究活動可以依照教 師在教學中所扮演的角色與學生自主學習能力高低作不同程度的劃分。舉例來 說，有由教師完全掌控整個學習活動的食譜式探究；也有教師作為引導者，提 供學生不同程度的自主性進行學習活動的結構式探究及引導式探究；還有教師 僅作為輔助角色讓學生自主進行學習活動的開放式探究（Bell, 2005; Buck, 2008;;

Pizzini, Shepardson, & Abell, 1991）。

Hammer（1997）指出探究式學習的形式有許多種類，像是以問題為主的學 習、發現式學習與案例為主的學習等。而除了上述探究教學法外，還有由 Karplus（1967）提出的學習環（Learning Cycle），運用皮亞傑（Piajet）認知發展 理論而設計出的教學法。以上這些形式共同強調在教學過程中，必須包含不同 的問題及任務，讓學生在解決問題或完成學習任務的過程中，將所學的課程概 念延伸應用。但是，多數以探究教學為焦點的研究僅著重於學習成就、認知及 技能的發展，對於影響學生學習的情意相關因素，並未加以闡述（蔡執仲、段 曉林、靳知勤，2007）。

另外，在學生探究的過程中，由教師提供部分的「鷹架」是必要的，過多的

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教師引導會使得學生的學習完全傾向教師，完全的開放則易流於學生自己茫然摸 索問題，學生反而無法有效學習到原先教師為學生預設的學習目標。教師在進行

教師引導會使得學生的學習完全傾向教師，完全的開放則易流於學生自己茫然摸 索問題，學生反而無法有效學習到原先教師為學生預設的學習目標。教師在進行