第四章 結果與討論
第三節 教師專業成長
研究者將科學遊戲融入創造性問題解決，經歷兩階段的教學歷程，綜合教學札記、
上課錄影記錄、協同教師及學生訪談等相關研究資料，針對二次教學活動，提出教師專業成 長的歷程。本節就教學活動設計能力、實務教學能力與教師研究能力三方面進行討論，
說明研究者在研究歷程中的教師專業成長。
壹、教學活動設計能力之成長
研究者根據「重心」主題，以科學遊戲融入創造性問題解決，在活動設計上獲得以 下的專業成長。
俯視圖 側視圖
A
B
B A
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一、能將「重心」的生活事例設計到課程中
在國小自然與生活科技課程中，雖然沒有重心單元，但物體重心卻是生活中常遇到 的課題，因此研究者將生活事例設計到課程中，希望能讓學生多觀察日常生活中有關「重 心」的現象與應用。首先研究者必須廣泛蒐集生活案例，理解各案例的概念與原理後，
將其適切安排在課程中，這對研究者來說需要多花心力練習。
以主題二「百變平衡鳥」為例，以馬戲團或劇團表演人員在身上吊鋼絲的位置，討 論人身體的重心，瞭解身體重心的位置後，再引「女兒牆」的高度建置，說明其高度限 制也是考量人體重心，以免人們在高樓發生意外，參見圖 4-16。在此過程中，研究者不 但對於重心相關議題有更深刻的認知，提升了研究者教學設計的能力，也使課程更貼近 學生生活。
圖 4-16 研究者在課堂中融入「重心」生活事例
二、能將 CPS 理論與教學實務結合
研究者根據 Isaksen & Treffinger (1987) 所提出 CPS 三成分六階段，配合科學遊戲 素材，設計成教學活動。為了讓學生「發現困惑」，研究者製造認知衝突的情境，使學 生產生困惑，例如主題三「雙錐體爬呀爬」單元中，研究者示範先以衛生紙捲筒從木棍 高處滾向低處，接著再將雙錐體擺放在低處，卻看見雙錐體由低往高處滾動，學生皆感 到相當驚奇，思考「為什麼會這樣？」，增加了學生探究原因的動機，例如訪談協同教 師時談到：
我覺得一開始你用紙軸滾，告訴學生哪邊高？哪邊低？，證明一端是低的以後，你把雙錐 體從低的地方放，小孩很驚訝，它竟然往高處滾！產生認知衝突後，學生就開始慢慢想，
跟什麼有關，他最後發現跟開口大小、高低差別等等有關係。（T2-IT-T3）
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另外在教學情境上的引導也符合理論基礎，兼具擴散面和聚斂面指導，例如主題一
「平衡一線間」，針對「改造中空的墊片」問題，學生先進行小組討論，集思廣義組內 可能的想法，如圖 4-17 所示記錄在小白板上，再評估選擇一個方法，動手操作，嘗試 是否能成功。研究者將 CPS 理論與教學實務結合
，
透過理論轉化而成的遊戲教學讓學生 產生更多學習興趣。圖 4-17 學生先寫出可能作法（擴散思考）再擇一方法操作（聚斂思考）
三、能精進教具設計能力
研究者從訪談學生及協同教師的意見中學到教具設計，讓學生進行動手操作任務時 應考量的地方，例如「百變平衡鳥」的鋁線材料較容易斷裂或分解，影響學生的觀察。
因此，研究者根據訪談學生的回饋而改良，使用較粗的鋁線材料，經修正後的教具確實 更易操作，也讓「重心在支點下方」的現象更利於觀察，使教學活動更易達成教學目標，
例如第一次教學學生訪談回饋如下：
因為那個鋁線太軟，所以我想掛墊片但是鋁線都會分開，所以我沒有操作到平衡的樣 子。（TB1-IS-S1-17）
由上述顯示，研究者因學生的回饋而將實驗教具改良後，學生在操作上更易操作，
使得研究者在教學時更能達成教學目標。
貳、實務教學能力之成長
研究者實際進入教學現場後，透過反思與他人回饋，在實務教學能力得到以下的專 業成長。
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一、說明原理時能配合示範講解，幫助學生理解
研究者發現教學中進行「原理說明」時，以操作搭配講解，能幫助學生瞭解原理，
例如第二次教學主題二「我有一隻平衡鳥」，研究者以「花生號」自編故事，如圖 4-18，
在船（鐵鉛筆盒）下方未加重時，船長登上瞭望台船會翻覆，但若船下方加重（吸四個 圓形磁鐵），因重心降低，船長即能安穩站在瞭望台上，之後學生操作平衡鳥時，知道 如果要使平衡鳥平衡，應將兩端（A 與 B）下壓，將重心降低，較容易平衡，如圖 4-19。
圖 4-18 鐵船下方吸磁鐵使船體重心降低
圖 4-19 學生操作平衡鳥使其平衡（將 A 與 B 下壓）
研究者體會到對學生說明原理時，除了口述之外，搭配具體的操作示範能幫助學生 理解，後來學生操作平衡鳥時，也會類推到之後的實驗。
二、使用學生可理解的語詞教學
研究者進行重心的科學遊戲教學時，對於科學原理的說明與講解，應讓學生瞭解到 怎樣的深度，對研究者而言是重要的課題，例如「討厭重力的鐵鎚」中，鐵鎚與尺因為 受棉線綁住而結合成為一個系統，系統的重心較為抽象難以理解，而學生討論時會提到
A B
A
B
船（鐵鉛筆盒）
四個圓形磁鐵
瞭望台
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鐵鎚的重心、尺的重心等，研究者因為上課時間有限，無法將抽象的系統重心之概念呈 現給學生，只能點到為止，協同教師建議研究者依照目前學生能理解的科學概念程度，
著重在學生能觀察、可理解的現象，呈現並解釋給學生，因此，研究者在教學時，將「系 統重心」簡化解釋為「鐵鎚重心」，幫助學生觀察實驗的現象。例如訪談協同老師時談 到：
鐵鎚相對有點難，因為像鐵鎚跟尺變成一個系統，重心有點轉移了，比較難理解，中上程 度的學生我發現可以瞭解，但其他很多孩子還是比較難懂。（T2-IT-T3）
研究者體會到課程的設計，除了應在教學前評估學生目前的先備經驗，也應考量他 們能負荷的知識量，在教學實施時選擇使用學生能理解的語詞進行教學。
參、教師研究能力之成長
研究者在教學過程中，透過反思與他人回饋，在教師研究能力方面得到以下的成長。
一、增進資料蒐集與分析整理的能力
研究者在整個研究計畫中，擬定幾種蒐集資料的方式，讓教學行動更完善，資料蒐 集包含專家教案檢核表、教學錄影、教學札記、協同教師觀察紀錄檢核表、單元學習態 度問卷、整體意見心得單、各主題學習單、協同研究教師訪談記錄、學生訪談記錄等。
每次教學結束後分析上述資料，透過討論、訪談與自省，找出哪些需改進的教學內容。
研究者也在進行不同資料的整理時，發現共同的問題需改進。以主題二第一次教學「我 有一隻平衡鳥」為例，研究者在教學札記中提及教學時，每人都有一組平衡鳥，易使他 們各自操作自己的，討論與合作的時間減少，同時協同教師在訪談時也談到這個問題：
「學生在這邊少了討論交流，給他們共同想完成的目標，多讓他們討論互動。（T1-IT-S4）」。
所以此問題在第一次教學後即被重視而修正。
研究者體會到透過分析與比對多種資料，能發現共同的教學問題，例如訪談資料蒐 集與分析能幫助研究者得到許多重要的資訊，做為修改教學的參考依據。
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二、提升察覺學生學習困難之能力
在本研究教學過程中，研究者以教學單元目標為指標，能督促自己掌握教學流程的 走向，並檢視進度的達成，同時也提高察覺學生問題的敏銳度，每次教學後與協同教師 的討論，更能幫助自身察覺學生學習困難之處，並自我提醒需多觀察、多與學生對話，
以掌握學生學習困難的根源，研究者每次教學結束後，即觀看教學錄影紀錄反思問題，
並與協同教師與學生訪談，從不同角度瞭解學生學習可能出現的難點。
以第二次教學主題二「我有一隻平衡鳥」為例，研究者在教學錄影記錄中發現，請 學生上台標記鐵鎚重心與支撐重物的點時，學生思量許久才作答；同時，學生在訪談時 也提出「鐵鎚很難耶！我知道是尺撐起重物，但是尺的哪裡，我就亂猜了（T2-IS-S2-24）」。
研究者由錄影記錄與學生訪談同時發現，從鐵鎚實驗中找出「支撐重物的點」對學生而 言是困難的，研究者察覺此點能立即針對學生難點給予回應與講解。
研究者瞭解到與協同教師討論、上課錄影記錄及與學生對話等方式，能幫助研究者 提升察覺學生學習困難之處。
三、提升尋找問題解決管道之能力
研究者在設計物體重心的科學遊戲教學時，為了使教學能達到預期成效，針對主題 蒐集相關資料，充實學科相關知識，並成為學習者，從網路、書籍及研習講座中汲取相 關知識與經驗傳承，以設計延伸補充教材或回應學生可能產生的迷思概念。例如研究者 在進行研究時，參與由新北市立圖書館土城分館所舉辦的「馬戲團-重心與平衡」親子 假日科學講座，從中獲得以「花生號」實驗來說明「重心越低越容易平衡」概念之靈感。
又如研究者從網路影片「生活裡的科學-穩如泰山的重心」獲得資訊，將生活中運用到 的「包包掛勾」與「物體重心在支點正下方則可平衡」概念互相連結，強化學生對概念 的理解，參見圖 4-20，包包掛勾其實與平衡鳥的原理相同。
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圖 4-20 包包掛勾運用「物體重心在支點正下方」原理
研究者體會到，準備教學過程中也應成為學科相關知識的學習者，不斷從網路、書 籍及研習講座中汲取相關知識與經驗傳承，從中獲得某些概念的教學靈感。
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