5 *：命題知識陳述編號參照表 3-4-2 中的編號
第五節 第五節 第五節
第五節 研究流程 研究流程 研究流程 研究流程
根據研究構想，本研究之研究流程如圖 3-5-1 所示，主要分為三個階段，包 括準備階段、實驗處理階段、以及完成階段。研究程序第一步為文獻探討，接著 決定研究的問題、場域與參與者、選定主題與教材設計後緊接著發展研究工具，
以上為準備階段工作，準備工作完成即進行研究計劃的草擬。在實驗處理階段部 份，先施以寫作論證之線性推理能力及科學概念前測，然後進行單元教學活動，
每單元結束做科學概念後測與一個月後的延宕測驗，全部四個單元結束施行寫作 論證之線性推理能力後測。完成階段作資料蒐集與建檔和資料分析，最後做結
領域 題號
論、討論與建議，完成論文撰寫。在準備、實驗處理與完成三個階段的過程中，
不斷進行文獻探討與論文的撰寫修改，詳細內容如下。
一 一 一
一、 、 、準備階段 、 準備階段 準備階段 準備階段
（一）決定研究的問題、場域與參與者
閱讀文獻後，擬訂可行的研究問題。研究對象樣本選定為研究者所任教之台 中市某所國民小學六年級兩個班級的學生，一班為實驗組，一班為對照組。教學 者為研究者本身。
(二)選定主題與教材設計
本研究依據 2003 年教育部頒佈之「國民中小學九年一貫課程綱要」為課程 目標所編定之南一版國小六年級自然與生活科技課程，於每一單元選定一相關重 要科學概念做議題設計，共進行四大議題的論證教學，其中上學期兩個單元分別 為：防鏽與防腐、奇妙的電磁世界；下學期兩個單元為：巧妙的施力工具、熱和 我們的生活。
在四個單元中規劃出每單元的教學時間後選定論證主題，隨即著手進行各單 元的教材設計及議題的研發。此四單元皆設計為科學性議題(scientific issue)，見 表 3-5-1，挑選的主題分別為：導致食物腐敗的因素、增加電磁鐵磁性的方法、
變速腳踏車齒輪排列方式與施力大小及時間的關係，和應用熱的傳播原理製作良 好的保溫方法。而學生依論證的主題各組設計論證的議題，如「土司在潮溼（噴 水）和乾燥（未噴水）的環境下，哪個容易長黴菌？」及「土司放在陽光下或低 溫下哪一個比較容易發霉？」
接著以寫作論證的六大向度為主軸，設計論證教學活動的各項教材。在教材 設計的部份，包含四個單元的教學活動設計教案、科學論證指導範例、課室論證
表 3-5-1. 各單元論證主題、各組論證議題與評量概念
針對「防鏽與防腐」、「奇妙的電磁世界」、「巧妙的施力工具」與「熱和我們 的生活」四個單元設計教學活動。實驗組與對照組除了在論證教學活動的部份共 計 16 堂課程不同外，其餘課程內容與教學方式皆相同，如表 3-5-2。
在四個單元的論證教學活動課程設計，主要有四部份：課室論證、實驗探究、
寫作論證和寫作論證單元教學。但第一單元課程設計的「實驗探究」一項不在課 堂上完成，主要因為第一單元的實驗為觀察食物腐敗的情形，無法在一堂課 40 分鐘呈現出實驗結果，故給予一星期的彈性時間，由學生在課室論證活動時規劃 此一星期的進度，自行利用非課堂時間做實驗。另外，第四單元因為單元論證議 題為「如何使冰塊較不易融化」，在實驗探究時進行分組競賽，為避免各組想法 被抄襲，故課室論證省略「全班論證」一項。其他詳細課程內容請見「實驗處理 階段」。
2. 科學論證指導範例（如附錄四）
以「地球是圓的還是方的」為議題，設計出一份寫作論證指導範例當作學習 鷹架。指導範例有四部份，分為別資料的蒐集、如何進行推理、如何分辨證據，
以及如何進行寫作論證。
「資料的蒐集」部份，蒐集幾項生活中所觀察到的科學現象資料，其中部份 是支持「地球是圓的」、部份支持「地球是方的」，還有的資料是可能會誤導學生 判斷的。在「如何進行推理」的部份，將資料蒐集的各點逐一做解釋，示範如何 推理，讓學生除了將正確的證據整理出來下一結論，也能針對錯誤的證據提出反 駁。例如對於「到海邊時，遠遠的地方有船開過來，會先看到船頭，再看到船身，
最後才看到船尾」此項資料，我們可以做「如果地球是平的，眼睛會同時看到船 頭、船身、船尾。如果地球是圓的，就會先看到船頭，再看到船身，最後看到船
表 3-5-2. 論證教學活動與一般教學活動的課程對照表
尾」的解釋。「如何分辨證據」的部份，教導學生將證據分成三類─「支持地球 是圓的」、「支持地球是方的」、「兩者都不支持」，再來將證據再分成「正確的」
與「錯誤的」，並且舉出它對或錯的理由。「如何進行寫作論證」的部份，則按照 分段大綱，寫出一篇寫作論證文章供學生參考。分段大綱為：「寫出自己的看法」、
「寫出支持自己想法的證據」、「說明這些證據為什麼支持你的想法」、「說明哪些 證據不支持你的論點，它有哪裡是錯誤的？」以及「綜合上面四段，下一個結論」。
3. 課室論證活動引導
課室論證活動引導目的在於引導學生進行論證與實驗探究，內容依各單元不 同而做不同的引導，詳細內容如表 3-5-3。
對照組的討論內容則為實驗報告，包含實驗目的、實驗問題、實驗器材、實 驗步驟、實驗紀錄和回答問題六項。實驗組的課室論證活動引導與對照組的實驗 報告的主要差異在於實驗設計及原因與反駁的探討，實驗組得自行設計實驗問題 與步驟。論證活動引導的設計使學生除了觀察外，還需思考產生此結果的原因，
若實驗結果與原先假設不符，仍需對此情形進行探討與說明。
4. 寫作論證練習大綱
在 Kelly 等人(2007)的論證活動中，規範學生（大學生）兩篇寫作論證字數 需達 1800 字，考量研究對象寫作能力與知識背景等各項程度的不同，本研究給 予學生（小學生）鷹架以幫助學生寫作。因此，寫作論證練習大綱旨在引導學生 將自己的主張及資料證據詳細描述出，說明證據如何支持主張，並能提出反駁，
進而訓練其推理思考的能力。
寫作論證練習大綱的內容設計即在給予學生寫作的段落大綱，四個單元皆以 五大向度為分段基準分為五段，第一段要提出欲解決的問題，第二段寫出可以解 決問題的證據，接著在第三段說明為什麼那些證據可以解決問題，且於第四段提
表 3-5-3. 課室論證活動引導內容
出反駁指出哪些證據為何無法解決該問題或有哪些錯誤，最後一段則為該篇寫作 論證做一總結。
與寫作論證評量相比，寫作論證練習大綱在「寫作大綱」的部份大致相同，
而不同的地方在於少了第一部份的「議題資料」。由於在評量的過程中無法讓學 生實際動手操作，故寫作論證評量在議題資料的部份假想一科學實驗情境，並描 述實驗過程及實驗結果，讓學生進行推論。反之，在每個單元的教學活動中都會 進行探究實驗，學生能親自經歷實驗的過程並獲得實驗的結果，因此寫作論證練 習大綱省略「議題資料」的陳述。
(三)發展研究工具
編製本研究所需的研究工具，包括：寫作論證評量、科學概念評量，研究工 具編制完成後進行修訂與信效度的考驗。
二 二 二
二、 、 、實驗處理階段 、 實驗處理階段 實驗處理階段 實驗處理階段
實驗處理階段分為前測、實驗處理、後測與延宕測驗，圖 3-5-2 為實驗組的 實驗處理流程。
(一)前測
在整個論證活動開始前進行寫作論證之線性推理能力前測，並分別在四個單 元進行教學前施以科學概念前測。寫作論證評量利用班級早自修及自然與生活科 技課程的時間，測驗時間共計 80 分鐘。評量當天發下稿紙，讓學生在規定時間 內按引導單上的指引，完成一篇寫作論證。科學概念評量則利用班級自然課時間 10 分鐘，了解學生之初始概念及論證活動學習後的概念。
圖 3-5-2. 實驗組實驗處理流程圖 (二)實驗處理
寫作論證之線性推理能力前測完畢後，在各單元論證教學前，實驗組先進行 一堂寫作論證教學，說明論證是什麼、論證的要素有哪些，並且以「地球是圓的
寫作論證之線性推理能力前測（兩節）
寫作論證教學（一節）
科學概念前測（10分）
課室論證
寫作論證練習（回家功課）
寫作論證單元教學（一節）
科學概念後測（10分）
論證活動
科學概念延宕測驗
進行四個單元的循環
寫作論證之線性推理能力後測（兩節）
動手操作
（間隔一個月）
誤的證據加以反駁，以及如何下結論。對照組則進行一堂傳統的實驗教學。內容 如表 3-5-4。
接著配合課程進度進行四個單元的教學活動，實驗組的論證教學活動分為四 部份：課室論證（表 3-5-5）、實驗探究（表 3-5-6）、寫作論證和寫作論證單元教 學（表 3-5-7）。課室論證包含論證注意事項說明、小組及全班論證，接著實際動 手進行探究、分組上台報告，隨後讓學生回家練習寫作論證，最後針對學生寫作 論證練習的優缺點進行一堂寫作論證單元教學。對照組則進行四個單元的一般教 學活動。
在教學活動部份，每單元選取一重要科學概念當做議題進行課室論證，實驗 組班級要求各組學生針對該概念自行設計一題目並做實驗驗證假設，對照組班級 則全班按照老師事先擬訂的實驗步驟操作。在論證的過程，實驗組依各單元所設 計的課室論證活動引導逐步討論，對照組則按傳統實驗步驟進行討論。
課室論證時間為一節課，開始的前十分鐘講解論證進行方式、注意事項與論
課室論證時間為一節課，開始的前十分鐘講解論證進行方式、注意事項與論