本研究旨在探討國中科學教師實施探究教學展現的實務知識之內涵與認知結 構、影響因素與形成機制。本章第一節說明個案教師的教學設計與實施，第二節說 明個案教師實務知識的內涵與認知結構，第三節說明個案教師實務知識的影響因素 與形成機制。
第一節 個案教師的教學設計與實施
本節依據蒐集的資料，主要針對兩位個案教師的科學探究教學信念、科學探究 學習情境營造、自然科學領域學科（理化科／生物科）教學計畫、課堂教學實施，
以及教學省思等層面，進行描述與分析。
壹、 A 師的教學設計與實施
一、 科學探究教學信念
A 師從小熱愛科學，但在國中教育階段曾經遭遇填鴨教育的負向學習經驗：
…老師整堂課都在填鴨，不是抄筆記、背公式、做題目，尌是要我們畫課本重 點，很無聊又聽不懂，更不用說讓我們動手做實驗啦，我原本最喜歡的自然科 幾乎要放棄了，…幸好高中的時候，遇到了一位很好的物理老師，我才沒有放 棄自然科…（訪談_A 師_20181023_2）
教師的教學信念是長時間累積而成的一種價值觀，許多過去經驗都可能是教師 教學信念的源頭，包括職前的師培教育，甚至更早之前的家庭教育、學校教育、個 人經驗等（李麗君，2005；Stuart & Thurlow, 2000）。這些來自過去的負面學習經驗，
時時提醒著 A 師：
- 136 -
不能再用國中時的老師那種填鴨教學方式，要學生死背公式是沒辦法學好理化 的。…應該要做到以學生的學習為主體，要讓學生親自動手去做每一個實驗，
但並不是按照課本步驟的食譜式操作，而是要讓學生像科學家一樣的研究精神 和態度來啟發學生的科學興趣，建立札確的科學觀念…（訪談_A_20181023_2-3）
A 師反思學生時代所受教育的影響，重新審視自我的教學信念，經由理論與實 務的辯證，進而影響其科學探究教學信念與教學行動，所有的教學活動設計都指向 探究的核心，揚棄緊握知識傳輸的導管（conduit metaphor），56 轉向引導學生的心智 探究與知識的主動建構，開啟教與學的新視野：
…我發現探究教學可以讓學生變得更主動、更積極的來學習科學。透過教學 設計讓學生經歷整個探究的過程，學生可以學到如何觀察和歸納出科學的定 理，而且在探究的過程中，學生還可以學習到科學方法和科學態度。以我的經 驗我覺得探究教學實際上不是如此的困難，我站在引導協助的立場，然後隨著 學生的能力進步之後，引導尌可以慢慢減少，尌讓學生去主動探索學習。…探 究教學已經變成我的主要教學方法，我希望可以讓學生更喜歡理化。（訪談_A 師_20181023_4）
二、 科學探究情境的營造
A 師的教室位於自然科教室，空間寬敞，採光良好。教室放置七張大桌子，
提供學生進行小組學習使用，教室中央架設一部投影機，黑板前方懸掛一塊銀幕，
左側角落有一個機櫃，裡面有電腦、網路等視聽器材設備，方便教師進行 E 化教學。
教室左側靠窗有一排長約二公尺的置物櫃，可以配合教學主題／單元佈置探究情境，
後面牆壁有一面長約三公尺的公告欄，可以展示學生的探究學習作品。教室陳設與 學生座位安排如圖 4-1。
56 Clandinin 與 Connelly（1992）主張教師不應只是傳遞既定課程目標的導管（conduit），希望提升 教師參與課程實踐的主體性。
- 137 -
圖 4-1. A 師教室陳設與學生座位安排圖
資料來源：研究者自行整理
(三) 建立教室學習常規
教室管理旨在建立良好的教室學習常規以維持高品質的學習。A 師認為理想的 科學課堂是一個：「具有探究情境，可以讓學生像科學家一樣從事探究活動，老師和 學生都能享受探究的樂趣。」因此，「每學期開學的第一堂課，都要先用一些時間和 學生一起制訂上課的班級常規」。（訪談_A 師_20190304_2）A 師和學生共同建立的 教室學習常規，冀求營造一個師生共同擁有的科學探究課堂，可以共用探究的樂趣 與成就感：
第一組
銀幕 教師講桌
黑板
探究學習成果展示區 第二組 第三組
第四組 第五組 第六組
後門
第七組
研究者 錄影機
探 究 情 境 佈 置 區
- 138 -
1. 課堂秩序：學生備妥課本、筆記本、文具用品，準時進入教室。課堂上不
出現隨意講話聊天的干擾行為。分組討論時注意控制音量，以不影響小組 學習為原則。2. 師生互動：師生相互理解，相互依存，彼此投入。學生積極參與討論，勇
於發表意見；老師尊重學生的想法，鼓勵、肯定、讚美，建立學生的自信。3. 學習態度：學生像科學家一樣的在小組學習中從事科學探究活動，透過同
儕之間的合作學習（cooperative learning）完成學習任務。(四) 建立小組學習常規
A 師認為小組學習可以維持學生學習的專注力，因此經常運用小組學習的方 式來引導學生進行科學探究活動。小組學習採異質性分組，每組 4 人，原則上每次 定期評量後調整小組組員，組員角色與任務分工如表 4-1。A 師通常在第一次上課 時和學生共同建立小組學習的常規：
1. 學習任務：組長一人，其餘成員依問題學習內容分派不同的學習任務。
2. 表現機會：隨機抽選組員上臺發表，其他成員補充分享自己的表現。
3. 相互依賴：小組成員積極參與，專注傾聽，主動分享。並適時尋求協助，
互相幫助，彼此激勵。
- 139 -
表 4-1
學習小組的角色與任務分工表
學習角色 主要任務
大寶組長
･ 主持小組討論、維持小組秩序。
･ 掌握討論流程或實驗進度。
･ 協助組員。
･ 實驗操作。
二寶組員
･ 協助組長。
･ 檢查小組學習單及實驗紀錄。
･ 實驗操作。
三寶組員
･ 領取小組學習媒材。
･ 紀錄討論結果。
･ 實驗操作。
四寶組員
･ 領取實驗器材。
･ 協調小組的發表分享。
･ 實驗操作。
資料來源：研究者自行整理
三、理化科教學計畫
傳統以學科知識內容為主的教學最被詬病的問題，在於學生所學知識脫離了 其所處的實際生活情境，使得學生空有知識卻不知如何應用與實踐。因此，A 師強 調透過與生活情境的連結來建立學習的意義：
自然科學應該是與真實生活情境結合，而不是灌輸艱澀難懂的科學知識。我通 常會鋪陳一個生活情境，讓學生知道在什麼樣的情況下會用得到這個科學概 念，或冺用這個概念可以解決什麼問題。比如學過「氧化還原」的概念之後，
尌讓學生探討日常生活中常見的蘋果褐變的問題。（訪談_A 師_20190304_1）
- 140 - tch?v=X3HldIVIITA
引起動機。
- 141 - www.fsjh.kh.edu.tw › 教材網
› 領域網頁›人體重要的電 cle/wjos3g5hxi5.html 九 4/8~4/12 atch?v=jbtG0gJH24A
引起動機。
概念教學。
表徵教學：肥皂去汙。
- 142 - atch?v=oifuHnk3wzg
POE 教學：實驗 5-1、實驗 le/article.action?id=5097704
十 atch?v=5E8Y3i_AiE0
影片教學：紙張之間神奇的 摩擦力。
https://www.youtube.com/w atch?v=EPGBk2M6gno
影片教學：觀察大氣壓力的 作用（鋁罐被壓扁）。
https://www.youtube.com/w atch?v=Ss8ue7jkXq4
引起動機。
- 143 -
- 144 -
教學主題 教學單元 科學探究教學模式
六、力與壓力 6-1 力
6-2 力的測量與合成 6-3 摩擦力
6-4 壓力 6-5 浮力
影片教學。
POE 教學：實驗 6-1、實 驗 6-2、實驗 6-3。
資料來源：研究者自行整理
(二) 教學活動設計與教學流程安排
A 師在構思教學活動時，審慎思考教學目標及對學生的學習期望：
…為了幫助學生學會重要的概念，依據教學目標設計有學習任務的探究教學活 動是必要的，不只可以引起學習興趣，有時候也能統整不同教學單元的內容，
這樣一來，那學生獲得的概念尌會更清楚、更完整。如果能再設計一些有關生 活的科學問題，讓學生去應用學過的科學知識概念來解決，那麼從這些延伸活 動中將會學到更多的科學新知。尌拿「氧化還原應用」這個單元來說，學生尌 可以用氧化還原的概念去探索許多自然現象或解決日常生活的問題。不過教科 書很少有這個部分的內容，所以我通常都會設計一個學生經常碰到的問題，那 尌是切開後的蘋果曝露在空氣中尌會變得好像生鏽一樣，其實這尌是蘋果氧化 產生的褐變現象。這個問題從小學到國中的科展一直都很熱門，不過能參加科 展的學生畢竟是有限，我希望在我的課能夠讓每一個學生都有機會來探索這個 屬於他們自己生活經驗的問題。（訪談_A 師_20190304_2-3）
此外，A 師強調探究對於學生學習的意義與重要性，因為課堂中的探究活動，
師生才得以掙脫來自教科書的束縛：
…通常老師要學生做實驗，往往是依照課本的實驗步驟按順序去操作，尌像「看 食譜做菜」一樣，學生不但興趣缺缺，對於了解整個實驗或科學原理幫助有限。
食譜式的實驗操作，無法讓學生像科學家一樣的體會發現科學知識的樂趣。所
- 145 -
以，我的實驗課或討論問題時，尌常用 POE（預測－觀察－解釋）的方式來引 導學生思考。我發現，POE 可以讓學生手、腦、口並用，由於學生做預測時可 以不受標準答案的影響，可以鼓勵平常不善表達或討論的學生也能勇敢地說出 個人的看法，也可以改善食譜式實驗的缺點，增加實驗的挑戰性，學生也覺得 實驗課上起來有趣許多。（訪談_A 師_20190304_3）
綜觀 A 師的理化課堂，基本上是圍繞在一個有教學目標和學習任務的教學活 動設計與教學流程安排中進行。教學過程中，運用多樣化的探究教學策略，包括 POE 教學、實驗設計教學、影片教學、表徵教學、科普閱讀教學等引導式探究教學模式
（guided inquiry）（參見表 4-2）。以下分析說明。
1. POE 教學：教學主題二「氧化還原反應」教學案例
(1) 教材分析：
57 A 師認為教學活動設計前進行教材分析，可以有效掌握教學 主題的知識性結構，以及教學內容的核心概念（core concept），58 有助於提 升教學品質：…通常我會先對教材內容做出理性的選擇，哪些才是要多花時間的重點，
也尌是必頇掌握的單元核心概念，核心概念可以將零散的小概念串起來，
可以了解學生的學習情況。比如說「氧化還原反應」這個主題一共有 3 個 教學單元，參照課綱去分析，尌可以抓到整個主題的知識性結構，還有「氧 化反應和還原反應」這個最核心的概念，也尌是說，在教學中要能夠讓學 生都能清楚什麼是氧化反應，什麼又是還原反應的概念。（訪談_A
_20190326_2-3）
57 教材分析指涉的意義是教師針對原型教材（例如教科書）轉化為教學教材的析理，析理出原型教
57 教材分析指涉的意義是教師針對原型教材（例如教科書）轉化為教學教材的析理，析理出原型教