發現與結論

本節根據第四章的研究結果，分述「科學探究能力的變化情形」、「地球科學 教室學習環境量表的變化情形」、「學生對探究課程的觀感」三個方面的重要研究 發現，並依序回答本研究待答問題。

一、科學探究能力的變化情形

(一)不同氣象概念程度對科學探究能力成長的影響

本研究的探究課程是以「校園氣象觀測」為探究主題。在進行探究之前，學 生已經學習相關的氣象知識，包含氣象觀測儀器原理與操作步驟、氣象因子的意 義與其分布、雲與降水等。在探究課程前進行氣象概念測驗，將學生們依氣象概 念測驗所得分數分為高分組、中分組、低分組，共變數分析結果顯示，氣象概念 不同程度的學生，在科學探究的成長上未達顯著差異。

(二)學生在探究課程前後平均科學探究能力成長的影響

全體平均而言，起始科學探究能力低分組學生在科學探究能力的增長優於 中、高分組，達到中度效應(ES=0.51)。但中、高分組各組平均的科學探究能力則 未呈現增長，僅有中分組在「提出問題與假說」向度成長中達到中度效應。

(三)學生在「結構式」探究歷程中，科學探究能力各向度的成長情形

1. 「提出問題與假說」向度：整體而言，進行結構式探究的學生，其「提出問 題與假說」前後測能力成長效應ES 值達0.8 以上(達高度效應)。其中，以起 始科學探究能力中分組的成長最為明顯(ES=1.62)，低分組的後測成長效應也 達到中度效應(ES=0.60)。

2.「計畫」向度：起始科學探究能力高分組、中分組的後測皆呈現負成長。低分 組前後測成長效應ES 值達到0.45(達輕度效應)。整體而言，後測能力呈現負 成長。

3.「實驗與資料蒐集分析」向度：起始科學探究能力高分組、中分組的後測呈現 負成長。但低分組成長效應ES 值達到1.05(達高度效應)，整體而言，前後測 成長效應ES 值達到0.2(達輕度效應)。

4.「詮釋與結論」向度：起始科學探究能力高分組、中分組、低分組之後測皆呈 現負成長。

5. 「總分」：起始科學探究能力高分組的後測呈現負成長。但中分組及低分組皆 有成長，ES 值分別為0.41(達輕度效應)、0.67(達中度效應)。

(四)學生在「引導式」探究歷程中，科學探究能力各向度的成長情形

1.「提出問題與假說」向度：整體而言，前後測能力成長效應 ES 值達到 0.48 以 上，其中以起始科學探究能力中分組的成長最為明顯(ES=1.09，達高度效應)。

2.「計畫」向度：中分組成長達輕度效應(ES=0.20)，但整體而言，後測能力成長 未達顯著。

3.「實驗與資料蒐集分析」向度：整體而言，後測能力成長未達顯著。

4.「詮釋與結論」向度：僅在起始科學探究能力低分組之後測成長達輕度效應 (ES=0.29)，其餘皆呈現負成長或效應不顯著。

5. 「總分」：起始科學探究能力高分組的後測呈現負成長。中分組成長未達顯著，

低分組成長達輕度效應(ES=0.35)。

(五)學生在「開放式」探究歷程中，科學探究能力各向度的成長情形

1.「提出問題與假說」向度：科學探究能力高分組呈現負成長，其餘達輕度效應。

2.「計畫」向度：整體平均的後測能力呈現負成長，但高分組的成長達到中度效 應(ES=0.61)。

3.「實驗與資料蒐集分析」向度：整體而言，後測能力成長未達顯著，但低分組 成長達顯著(ES=0.81，高度效應)。

4.「詮釋與結論」向度：僅在起始科學探究能力低分組之後測成長達輕度效應，

其餘皆呈現負成長。

5. 「總分」：僅有起始科學探究能力低分組成長達中度效應(ES=0.50)，其餘則呈 現負成長。

結論：

探究教學對於原先探究能力為低分組的同學有明顯的助益，可幫助其各向度 能力的提升。但不同探究教學法(結構式探究、引導式探究、開放式探究)對學生 科學探究能力的影響有所不同：(1)結構式探究對於「提出問題與假說」的能力 增長最有幫助，對探究能力低分組的學生，可明顯增長其「實驗與資料蒐集分析」

及「計畫」的能力，但在「詮釋與結論」向度無明顯助益。(2)引導式探究可幫 助探究能力中、低分組的學生增長其「提出問題與假說」的能力，也對低分組學 生在「詮釋與結論」向度有所助益，但對「計畫」及「實驗與資料蒐集分析」沒 有明顯幫助。中分組學生歷經引導式探究後，「計畫」能力也有所提升。(3)開放 式探究可幫助探究能力高分組的學生增長其「計畫」能力，但對低分組的幫助不 顯著，中分組的「計畫」能力甚至呈現負成長。低分組在「實驗與資料蒐集分析」

達到高度效應，在「詮釋與結論」及「提出問題與假說」也達到輕度效應。但進 行開放式探究的探究中分組僅有「提出問題與假說」顯現成長(輕度效應)，其餘

皆呈現負成長。依向度分項來看，成效最佳與不利於各種能力成長的探究類型整 理如表5-1.1。

表5-1.1 成效最佳與不利於各種能力成長的探究類型

探究向度 成效最佳的探究類型 不利成長

Q 提出問題與假說 結構式探究 -

P 計畫 引導式探究

結構式探究 (有利低分組成長 但不利高分組成長) A 實驗與資料蒐集分析 結構式探究 引導式探究

(不利高分組成長)

I 詮釋與結論

-

(引導式及開放式探究 有利低分組成長)

結構式探究

二、地球科學教室學習環境量表的變化情形

在進行探究課程之前，學生經歷的地球科學教室學習環境，是較偏向「教 師中心」的，然而，學生理想中的地球科學教室學習環境是兼具「教師中心」與

「學生中心」的。

在本次探究課程設計中，安排50%以上的時間進行以學生為中心的活動，

其中開放式探究活動佔79%，引導式探究活動佔 75%，結構式探究最少，但也 佔50%。教師給予的引導與協助以開放式探究最少，引導式次之，結構式最多。

進行了探究課程之後，學生認為在探究活動中學習環境較為貼近理想值，

分析改變幅度平均達59%，其中，以開放式探究改變的幅度最大(64%)，引導式 次之(58%)，結構式再次之(54%)。

三、學生對探究課程的觀感

學生分別接受三種不同類型的探究活動後，填答開放式問卷表示看法。進行 結構式探究的學生對於教師的題示與協助程度最感滿意，也最喜歡本次的小組合 作機會，但也有少部分學生覺得實驗很麻煩、很辛苦(13%)。

進行引導式探究的學生各有接近 15%的學生希望教師能增加或減少提示及 協助，感到提示協助不足的學生會覺得不知所措，覺得自己無法完成研究，需要 老師更多的指導。認為提示協助過多的學生想練習獨立思考，想要自己完成研 究，不希望過於依賴教師。進行引導式探究的學生對此類型的實驗活動感到喜歡 (92%)，可實際操作以加深印象(42%)、驗證及應用所學，加深理解(42%)。

雖然教師在開放式探究中給予的提示與協助為三者最少的，有 24%的學生希 望教師增加提示與協助，但仍有70%的學生感到滿意，並且有 35%的同學覺得 教師的引導及學習單已經夠詳盡了，並且有42%的學生主動提及「自己主導研究 很有成就感」，少部分學生覺得實驗很麻煩，很辛苦(11%)。