教師專業成長

研究者「以科學玩具設計科學探究式教學」，並經過兩階段的教學歷程，從 中獲得專業成長。本節就「獲得科學玩具及探究式教學的專業認識」、「教學活動 設計的能力之成長」、「探究式教學能力的提升」、「教師研究能力的增進」四方面 進行討論，說明研究者在研究歷程的專業成長。

一、獲得科學玩具及探究式教學的專業認識

研究者在進行本研究前，雖然會在課程中會帶領學生操作實驗，但大多都以 食譜式實驗為主，主要只是驗證課本上所教導的知識。而就讀研究所後，於修課 過程與從事研究活動中，對科學玩具有初步的認識，開始動手製作科學玩具，並 帶給學生進行操作。研究者觀察學生操作過程，發現科學玩具的趣味性能夠吸引 學生去探究科學原理；甚至平時對自然科沒有太大興趣的學生，也對科學玩具十 分感興趣；顯示科學玩具有獨特的魅力，也驅動研究者對科學玩具的研究興趣，

進而使研究者從中獲取科學玩具的專業知識。

研究者在研究之初進行文獻探討後，對於探究式教學有更深層的認識。探究 式教學為培養學生的科學能力，使學生從觀察中提出探究問題，再設計實驗蒐集 資料，經歷科學家研究的歷程並融入了科技與工程來解決問題；面向大致上包括 (1)觀察；(2)提出問題；(3)形成假說；(4)實驗設計；(5)解釋資料；(6)下結論 與溝通。探究式教學的教學策略皆重視：(1)以學習者為中心的學習歷程；(2) 以生活世界的現象、議題來形成問題；(3)強化學生的表達機會；(4)增加師生之 間與學生之間的意見溝通；(5)重視小組學習；研究者也歸納國內外學者研究成

果，顯示探究式教學對於學生「概念理解」、「學習動機」、「學習興趣」、「創造力」

等皆有正面影響；而在教師引導的探究式教學活動中，學生的學習有更好的成效。

在此歷程中，研究者不僅習得探究式教學的「各種面向」及「不同引導程度」的 探究式教學模式，也充分瞭解對於國小學童應採「明示的引導式教學」的教學策 略。

二、教學活動設計的能力之成長

研究者進行研究前未寫過完整的正式教案，而本研究的教案「以科學玩具設 計科學探究式教學」，目標為以引起學生的「學習動機」的「科學玩具」設計出 有順序的探究式教學，使學生充分投入探究的課程中，經歷科學家探究自然界以 形成科學知識的過程。以下分為「挑選適合國小學童的科學玩具之能力的增長」、

「培養教具的改良的能力」、「透過專家的指導獲得教案的製作的能力」三方面進 行說明。

1.挑選適合國小學童的科學玩具之能力的增長

指導教授許良榮老師的「科學遊戲實驗室」網站內容相當多樣，涵蓋主題共 分為泡泡世界、電與磁、空氣、光與視覺、聲音、力&運動、水、化學、熱、紙等 十大主題，共計超過 250 項科學玩具或遊戲。然而在這麼多的科學玩具中，研究 者必須從中選取適合國小學童進行探究式教學的科學玩具，在匯整遊戲實驗室網 站內容、參考文獻中，考量國小學童較不成熟、容易發生危險、課程時間有限、

能引起學習動機、蘊含多樣科學原理等因素後，研究者學會選取適合國小學童之

「以科學玩具設計科學探究式教學」的科學玩具原則，包含：(1)安全性；(2)經 濟性；(3)製作簡單；(4)原理易懂；(5)有趣；(6)節省時間；(7)可改變變因眾多，

最後挑選出「懸崖勒馬」及「石在神器(投石器)」(參考李戊益於 2014 年設計)，

兩樣科學玩具設計兩單元的教案。

2.培養教具的改良的能力

研究者挑選出「懸崖勒馬」及「石在神器(投石器)」兩樣科學玩具設計兩單 元的教案後，並考量：(1)每單元時間只有 3 節課，需要有效率地運用時間；(2)

國小學童較不成熟容易在實驗過程中發生意外；(3)研究經費有限。因此研究者除

探究式教學中較難掌控的步驟為：(1)引導學生「提出問題」及「形成假說」； (2)實驗設計及操作實驗時的「團隊合作」；(3)活動過程中的秩序問題。鑑於這 些問題，研究者希望本研究的教學過程能順利進行(鼓勵學生踴躍發言、提出想 法及上台發表)及秩序能夠有效控管；研究者於協同教師的課堂中進行教室觀察 及與協同教師討論意見後，建立適用於「以科學玩具設計科學探究式教學」的獎 勵制度。利用此制度應用在二階段的教學上，有促進教學流程順暢及秩序控管的 助益；在此歷程中研究者更能掌握探究式教學的要點，教學能力獲得專業成長。

B:因為探究比較那個…以前我們來講，可能學生的秩序管控會比較難以 掌控 但加入你這個制度後兩個磨合之後(…略)，他們的參與度就還蠻 不錯的！ (T-20150414(2)-B 01:07-01:28)

四、教師研究能力的增進

1.獲得分析、歸納、討論資料的能力

研究者在教學歷程中為呈現多面向的訊息而蒐集多類型的資料，包括

「教學錄影」、「教學札記」、「協同教師教學觀察紀錄檢核表」、「學生文件」、

「訪談記錄」。研究者以前從未處理過如此龐大的資料，因此開始學習編碼 以方便統整資料，並持續比較、分析多樣資料。在分析資料時，利用三角校 正法的原則確認證據的存在，並形成初步的結論，再與指導教授及協同教師 進行討論後，思考解決方案，擬定教學策略運用至下一階段的教學。研究過 程中，研究者統整資料後，在不斷的進行分析、歸納與討論資料之過程中，

持續改善及提升研究的能力。

2.經由協同教師與的回饋，促進教學省思及成長

在平常的教學中，研究者很少有機會蒐集到專業的教學回饋資料。而本研究 蒐集的「協同教師教學觀察紀錄檢核表」及協同教師訪談，是研究者能精進教學 的重要資料來源。

本研究的兩位協同教師皆為年資 20 年以上的資深國小自然科學教師，且在 科展及科學社團方面的經驗豐富，能夠給予研究者相當寶貴的意見。且協同教師

除了觀察研究者教學，也隨時檢視學生的學習成效，使研究者對本身教學的認知 能夠有更多元的視角。研究者於教學後訪談協同教師，針對檢核表各項內容進行 討論，在訪談過程中協同教師能夠以觀察者及資深教師的角度，提供研究者不同 面向的思考及指出教學上的缺失，同時提供教學上的技巧與改善方案，使得研究 者的教學能力有所提升。例如 A 教師就在第一階段指出以下缺點:

學寫操作變因控制變因時不太會寫。老師雖有舉例，但仍不夠詳 細，或舉例次數不夠多。(儘管這又要多花時間)。講解操作變因 控制變因時，建議以 PPT 的方式來呈現指導內容。會比寫黑板省 很多時間。 (T-20150310(1)-A)

因為上課時間不足，所以建議學習單的作答要有多一些的引導敘 述，例如讓學生勾選項、寫填充、或接著寫、或舉例式的寫法，

而不要完全開放式的。 (T-20150310(1)-A)

而研究者也根據此兩項建議，在第二階段製作了三大變因的教學 PPT，並將開放 式的學習單修改為引導式的填空題，而使下一階段的教學能夠更加順暢。A 教師 在第二階段教學結束後指出：

學習單的設計能依據學生的程度，設計具有引導或提醒的作答方式，

很棒。 (O-20150414(2)-A)

老師能引用自然課本實驗的幾個例子來說明三種變因的類型，很棒。

建議可保留一個例子讓學生來練習分辨三種變因。(O-20150414(2)-A) 在此歷程中研究者學會從學生的學習單、學習問卷、訪談及協同教師的回饋 中省思及修正教學，並運用在下一階段。