本 研 究 將 國 小 六 年 級 自 然 與 生 活 科 技 課 程 以 探 究 教 學 為 主 軸 ， 以 鷹 架 作 用
（scaffolding）的形成科學性議題教學法和非鷹架作用（Non-scaffolding）的形成科學性 議題教學法，結合多媒體的數位化學習環境，建構形成科學議題的網路學習課程，期望 學生經過約四個月時間的教學訓練（coaching）後，能協助學生形成科學議題能力之培 養，並提升科學探究能力與科學概念的建構。
第一節 研究對象
本研究是以新竹市某國小六年級的四個班學生為研究對象，以便利抽樣的方式，採 用四個常態編班的班級，學生人數共123人。將學生分為二組，實驗組與對照組各二個 班級，實驗組與對照組學生未接觸形成科學議題教學。課程由研究者擔任教學者。
在教學模式方面，實驗組為網路鷹架學習課程，在電腦教室利用網路進行鷹架學習 課程，於實驗室中分組進行科學探究，共63人；控制組為網路非鷹架學習課程，在電腦 教室利用網路進行非鷹架學習課程，於實驗室中分組進行科學探究，共60人，如表3-1-1 所示。
表 3-1-1 教學模式與人數整理表
組 別 項 目
實驗組 對照組
電腦教室 鷹架式網路形成科學議題課程 非鷹架式網路形成科學議題課 程
教 學 模
式 實驗室 分組進行科學探究 分組進行科學探究
人數 63人 60人
本研究於九十八學年度進行研究，為了確保實驗組與對照組的學生，在國小自然與 生活科技學業成績上無顯著差異，研究者在研究前，先蒐集這二組學生在自然與生活科 技學業成績（包含五年級上下學期共四次段考成績），科學概念建構測驗前測成績、形
成科學議題測驗前測成績、科學推理前測成績，進行單因子變異數分析（ANOVA）檢 定的統計分析，分析結果皆未達顯著差異。
第二節 研究設計
本研究採用準實驗設計法（quasi-experimental design），將國小六年級四個班級的 學生為樣本，分別以兩個班為實驗組（N＝63），兩個班為對照組（N＝60），作為研 究對象。研究的自變項為教學模式分組，依變項為科學概念建構測驗（前測、後測、追 蹤測）、形成科學議題測驗（前測、後測、追蹤測）、科學推理測驗（前測、後測、追 蹤測）。以及網路化學習歷程中，形成科學議題、形成假設、找出變因、科學解釋及四 項加總的科學探究能力。
圖3-2-1 研究架構圖
量化測驗
科學概念建構測驗 形成科學議題測驗 科學推理測驗 網路化學習歷程 形成科學議題能力 形成假設能力 找出變因能力 科學解釋能力 四項總和 教
學 模 式 分 組
非鷹架式網路形成科學議題課程
（對照組）
透過學習活動 鷹架式網路形成科學議題課程
（實驗組）
研究中採用的自變項與依變項說明如下：
一、自變項
本研究自變項為「教學模式分組」，實驗組採用「鷹架式網路形成科學議題課程」，對 照組「採用非鷹架式網路形成科學議題課程」。
二、依變項
依變項為「科學概念建構測驗」、「形成科學議題測驗」、「科學推理測驗」。在 單元主題的網路學習歷程方面，針對兩組學生形成科學議題能力與科學探究能力（形成 科學議題、形成假設、找出變數、科學解釋能力及四項總和）等進行質化分析。
第三節 研究流程
本研究流程分為三階段，依序為「研究準備」、「形成科學議題網路教學」、「資料分 析」研究流程如圖3-3-1
第一階段：研究準備。確定研究目的與問題，進行文獻探討分析。設計測驗工具並 請專家審核。確立信效度，重點在以網路形成科學議題教材的設計，並與專家討論形成 科學議題的教學模式，以進行修正。並結合多媒體的方式來呈現內容，包含文字、圖片、
影片等。程。
第二階段：形成科學議題教學。教學時間約為四個月，學生在學校每週授與自然與 生活科技的課程共三節，由研究者自行授課。研究進行前一週先對學生進行數位形成科 學議題基礎訓練，並針對不同教學模式前、後進行各項測驗。教學過程中，實驗組與對 照組學生實際進入電腦教室，分別接受鷹架與非鷹架網路課程之形成科學議題與探究設 計，再進入實驗室進行科學探究，最後再到電腦教室完成結論與線上學習。
三、資料分析：研究期間所蒐集到的所有資料進行分析與撰寫報告。
研究流程如圖3-3-1 階段流程 工作細項
研究準備 1.確定研究目的與問題 2.進行文獻探討分析。
3.確定研究設計 4.教學內容設計 5.研究工具設計
形成科學議 題教學
教學前置訓練
1.形成科學議題的基本訓練和網路環境操作訓練。（約一節課）
2.教學前測（科學概念建構測驗、形成科學議題測驗、科學推理測驗）。
正式課程（約四個月）
3.實際教學（實驗組：鷹架式網路形成科學議題課程；對照組：非鷹架式 網路形成科學議題課程，兩者進行科學探究活動，蒐集學習歷程分析資 料）。
4.教學後測（每單元教學完一週內進行科學概念建構測驗、形成科學議題 測驗。科學推理測驗於全部課程結束後進行後測）。
5.追蹤測（每單元教學完十週後進行科學概念建構測驗、形成科學議題測 驗）。
資料分析 1.研究資料彙整與分析。
2.研究結果討論 3.撰寫研究報告
圖3-3-1 研究流程圖
第四節 研究工具
本研究運用的教學工具有「網路形成科學議題學習網」、「科學概念建構二階測驗」、
「形成科學議題測驗」、「科學推理測驗」。分別詳細說明如下：
一、網路形成科學議題學習網：
（一）網路學習環境
形成科學議題網路學習課程是建製於「形成科學性議題之網路學習研究（Research on identifying scientific issues based digital learning）」的伺服器下，Web Server 使用 Apache Serv，其主要程式是使用PHP 語言所撰寫的，再搭配MySQL資料庫作為資料儲 存系統。網頁內容的動畫及互動模擬道具等功能是以Flash MX 2004及MAYA 程式所製 作而成的。網站內容建置完成後，先進行「水的三態」網路課程的教學測試，做為網路 學習環境與形成科學議題簡介，並測試系統速度、穩定性、課程內容動畫圖片是否正常 呈現，並找出相關缺失進行修正。形成科學性議題學習網的功能皆紹如下：
1、申請帳號：學習者第一次登入「形成科學性議題學習網」網站時，須登入帳號、密 碼，如圖3-4-1。帳號、密碼的建立由研究者事先幫學生完成，登入後點選課程即可 開始進行學習活動。
2、學習事件：學生登入後，即可點「課程學習」進入形成科學性議題學習環境，開始 進行一連串的學習事件。學習者依照網頁畫面所呈現的學習步驟，逐頁的進行形成 科學議題與探究學習活動。課程學習的內容，由靜態與動態的文字敘述與圖片、表 格、動畫、實際拍攝的影片等多媒體組成。
二、課程設計
此學習網是以科學探究為主軸，著重於形成科學議題能力訓練的網路學習課程，融 入國小六年級自然與生活科技課程內容中，共五個單元十六個主題活動。本研究粹取 PISA測驗中「形成科學議題能力」的內涵，應用「辨識關鍵特徵」、「在特定情境中，透 過科學化研究辨識可能的議題」，修正成為「鷹架式網路形成科學議題課程」教學設計。
並經由兩位資深的自然與生活科技教師及一位科學教育專家進行校對並給予建議，確保
表 3-4-2 鷹架式與非鷹架式網路形成科學議題課程步驟與網頁說明 實驗組：鷹架式網路形成科學
議題課程
對照組：非鷹架式網路形成科 學議題課程
步驟一：
一、單元核心概念：
以多種選擇的題型讓 學生勾選單元的核心 概念。
步驟二：
鷹架活動：「實驗組」
1.實驗組學生在第一 步驟後，有一或兩個鷹 架辨識核心概念的關 鍵特徵單選題及其理 由說明。
對照組：無
3.接下來會有再出現 答案比較頁，與學生作 答陳列比較。
對照組：無 兩組相同頁面
組 內 別
容 流
程
4.教學頁提供問題答 案與說明，讓學生理解 正確概念。
對照組：無
步驟三-1：
「形成科學研究的議 題」：
列出學生勾選「核心概 念」的答案，提供相關 實驗器材，讓學生依核 心概念的關鍵特徵，設 計一個可以透過實驗 驗證科學議題。
步驟三-2：
「形成科學研究的議 題」:
列出學生沒有選擇「核 心概念」的答案，提供 相關實驗器材，讓學生 依核心概念的關鍵特 徵，設計一個可以透過 實驗驗證科學議題。
步驟四：
「進行科學探究」
學生根據自己所形成 的科學問題，進行以下 科學探究活動
1. 形 成 假 設 ： 形 成
「若…，則…」的假設
2.找出操縱變因、應變 變因、保持不變的變因
教師檢視學生提出的 科學問題分組，並將學 生實驗設計列印下來
（ 含 提 出 的 科 學 問 題、假設、變因等），
每個活動提供相同實 驗器材，學生進實驗室 進行實驗的探究，並指 導將實驗結果記錄下 來。
步驟五：
「實驗結果與結論」
學生根據自己實驗結 果，回到電腦教室輸入 實驗的結果，檢視結果 與其假設是否相同，相 同或不相同的原因為 何。
網路學習課程會呈現 教學頁，將此單元的概 念做整理呈現。
二、科學概念建構測驗
由研究者依據課程內容編製相關的概念測驗，概念內容為形成科學議題教學活動包 含之科學概念。內容採二階層單一選擇題型式，測驗分為四個測驗（燃燒、鐵生鏽、發 黴、熱與我們的生活「含物質受熱、熱的傳播」），每個主題各包含八題，共計32題。
每個題目包含一個概念的問題和三個另有概念的選項。第一階層是詢問學生對概念問題 的答案，第二階層則進一步詢問學生，選擇第一層答案的理由為何。兩個階層皆包含四
每個題目包含一個概念的問題和三個另有概念的選項。第一階層是詢問學生對概念問題 的答案，第二階層則進一步詢問學生，選擇第一層答案的理由為何。兩個階層皆包含四