教學方法

探究與實作課程可以區分成探究、實作兩個面向。探究即科學的一種思考方法。教 師在學生的學習過程中引導學生提出問題，且設立假說。學生擬定實驗設法驗證自己的 假說並獲得結論(張清濱，2002)。實作是學生學習的過程。Dewey 提出 learning by doing，

即作中學的教學方式(Dewey，1910)。換言之，動腦(mind on)與動手(hands-on)皆為探究 與實作教學的重要環節(NRC，1996；陳毓凱、洪振方，2007)。

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一、 探究式教學的內涵

探究式教學主要內容為科學探究活動(Abd-El-Khalick et al，2004；Keys&Bryan，

2001)。科學探究於美國國家研究委員會定義為研究自然世界，並以研究中獲得的證據 進行解釋之過程(NRC，1996)。即讓學生學習科學家是如何進行實驗，並親身體驗類似 的科學活動(Sandoval，2005)。依照 Tamir(1991)、Colburn(2000)的論點，可將科學探究 分為四個等級。依序為(一)、食譜式實驗；(二)、結構式實驗；(三)、引導式實驗；(四)、

開放式實驗。

探究教學活動不應僅止於按照既定流程操作，必須讓學生有自行設計研究方法進行 探討(Edwards，1997)但考量當今尚有過半數的學生未曾體驗探究歷程且無實作經驗，開 放式探究時學生擬定的實作主題會過於簡單(白佩宜，2009)。並且課程中希望透過學生 的課堂報告進行組間的成果交流，研究者不考慮以開放式實驗進行探究。綜合上述研究 者提供學生研究問題以及器材，讓學生自行設計實驗、發展解決問題的方法，以引導式 實驗層級的內涵讓學生進行科學探究。

學生於此種教學方式中易將過去成長經驗、既有知識，甚至是衝突帶入新的課程內 容，設法解釋課堂中接觸的新資訊(Linn、Clark、Slotta，2013；簡頌沛、許瑛玿，2015) ， 因此在教學中需包含四個過程：(一)、引出學生既有想法，使學習者有機會重反思原有 的想法。(二)、教師提供新想法，以便學生認識特定主題。(三)、師生共同建立判斷標 準，幫助學生能使用證據區辨各個想法的可信度。(四)、區辨想法，建立標準以辨別不 同想法中的異、同之處 (Slotta、Linn，2009；簡頌沛、許瑛玿，2015)。

二、 授課方式

本研究使用之教學結合現行課程以及科學探究並輔以網路科技進行探究教學。以學 生的探究活動為重心，利用現行課程安排合宜的情境，仿專題式課程並輔以網路科技進

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行。如下2-3-1 示意圖呈現。

圖 2-3-1 教學方法示意圖

科學探究教學與現行課程的結合為 Project Based Learning(Gwen Solomon， 2003)，

中文稱為專題式課程或科學專題課程(簡頌沛、許瑛玿，2015)。課程按照專題導向探究 (Project Based Inquiry)方式進行，並建立在科學家的探究過程以及課綱內容的教學基礎 兩個面向(洪振方，2003)。透過課程活動的經驗與練習，讓學生增進探究所需的能力 (Basaga、Geban、Tekkaya，1994)。學生學習流程依序為：(一)、找出主題，也就是讓 學生從真實情境中觀察現象，找出問題，並從問題中引導學生訂定研究主題。(二)、設 計題目，依照確立的主題方向，制定研究題目。本次課程為讓全班學生能於報告中進行 各組間的研究成果檢核交流，於研究主題部分已制定一全班共同的主題。因此，課堂中 如何激發學生對影響繞射圖型方法之興趣是一重要的課題。(三)、規劃行動方案，讓學 生設計自己的實驗裝置，並且辨明出該紀錄有哪些重要數據。(四)、透過實驗進行資料 數據收集。(五)、執行問題解決。(六)、建立決策行動。(七)、完成探究歷程。(八)、提 供學習方式。在這個過程中學生是主體，教師是鷹架，協助學生統整每節課所學的內容，

並且在學生遇到挫折時鼓勵他們繼續探究，強調以同儕合作的方式學習知識和技能的建 現行課程

(波的特性)

科技融入教學 (網路教室) (資料搜尋)

科學探究教學 輔 助

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構(徐新逸，2001)。課程實施於台北某市立高中的物理實驗教室，讓學生有足夠的機會 去使用實驗器材，以建構知識與相關概念(Kipnis、Hofstein，2008)。

現行課程與網路科技的結合是翻轉教室的一種教學方法，而科學探究教學與科技融 入教學的結合為網路專題式教學。本次教學中並無大規模將科技融入教學，卻大量使用 科技輔助課程進行。透過科技的輔助幫助學生利用多元的管道取得相關資訊，獲得更多 面的學習(岳修平、 鐘婉莉，2005)。學生於課堂時間充分進行實驗與分析討論，並獲得 更多師生間的互動，解決個別問題(黃國禎，2016) 。課堂外的時間則利用網路資源搜尋 資料，完成自己的實驗學習單以繳交作業，老師每週會公布各組成果，提供學生進行同 儕間相互參考、討論、學習的管道。國外目前常用的教學平台為Google Classroom (Logofatu、Visan、Ungureanu，2015) ，因此本次課程選擇此平台嘗試簡易的課程資訊 發布、作業繳交以及同儕討論與回饋。考慮到學生不同的經濟狀況，教師會於課堂中提 供筆電給無法準備電腦的學生，課後亦可利用學校圖書館設備登入該平台。

三、 探究式教學與傳統教學比較

探究式教學相比傳統教學，探究式教學讓學生在學習過程中參與分析並善用各科所 學訊息、資料與知識，在實作體驗中有更深度學習(國家教育研究院電子報第 134 期，

2016 )。但在課程中會消耗數倍的課程時間。除此之外，探究式教學和傳統教學的差異 不僅教師的角色不同，學生的角色也有所不同。

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表 2-3-1

探究式教學與傳統教學的比較(Aerson，2002) 教

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指導者。傳統教學中教師的角色較為單一，僅以傳授知識為主。然而探究式教學中，教 師的角色則多元許多，除引導者外亦是學習者(鄒佳芬，2007)。