研究流程

本研究以研究者所帶領的國一新生班級為研究對象，探討學生在科學積木遊 戲教學中所遭遇的問題及解決辦法，並提升學生的科學問題解決能力，以作為未 來學校推廣科學積木遊戲教學之參考。

在確定研究主題後，就開始進行蒐集資料及找尋合作夥伴的準備階段，準備 正式教學需使用的教材及課程設計，接著是落實於教學活動中實施階段，最後是 將蒐集的資料進行整理分析的報告整理階段，研究時程表如下表 3-2-1 的說明。

表 3-2-1 研究時程

圖 3-2-1 研究流程圖

一、 確定研究主題：

面對目前科學學習的重要性，且因應即將實施的十二年國教，為了使社區內 莘莘學子可以多元學習，期望透過科學積木遊戲教學的課程讓學生在科學問題解 決能力上所有成長，以因應未來社所遭遇的科學問題。

二、 蒐集資料：

瀏覽科學積木相關網站，高中職均質化網站等，參考與本研究相關資料，與 教授、學長及同儕相互討論結果。

三、 確定問題：

研究者原本研究主題是以校園推廣科學積木的歷程，採用行動研究方法，但 計畫中所辦理的活動，每次參與的學生不一樣，研究者認為在行動研究的資料蒐 集上有困難，所以後來改採自己的班級做為研究對象，以科學積木遊戲教學對國 中生提升科學問題解決能力的主題。

四、 文獻探討：

蒐集樂高積木、問題解決、科學遊戲等相關期刊及論文，瀏覽「臺灣博碩士 論文知識加值系統」搜尋相關論文文獻、「Airiti Library 華藝線上」找尋期刊資料，

「大學圖書館館藏」的相關書籍，做為本研究的文獻參考資料。

五、 尋找合作夥伴：

本次的合作夥伴同時也是研究對象，共有三位，第一位是擔任行政工作的自 然科李老師，曾帶領學生參加科展有過得獎紀錄，同時也是計畫的執行者；第二 位是實習電腦科的熱心陳老師，畢業於師範大學資訊科學所，平時在研究者的電 腦課進行跟課時，勇於提出自己對教學現場的意見，使研究者獲益良多；第三位 是數學科陳老師，於師範體系畢業，陳老師教學經驗豐富，與學生互動熱絡，且 擅長於團康活動，喜愛嘗試不同的教學方法，已達較佳的學習效果。

六、 設計科學積木教學活動及教學評量 (一) 設計科學積木教學活動

本研究教學活動共設計三個單元，分別是「簡單機械動起來」、「能源動力大 作戰」、「全是全能機關王」，教材部分主要參考國立科學工藝博物館相關研習資料、

科學積木網站及相關影片，透過研究者設計的教學活動來探討科學積木遊戲教學 對國中生科學問題解決能力提升的影響及相關科學原理的了解。本研究教學活動 共分為三個單元「簡單機械動起來」、「能源動力大作戰」、「誰是全能機關王」，如 以下說明：

1、 簡單機械動起來

本單元首先以機關王相關影片來引起學生注意，接著引導學生認識科學積木 相關元件及如何組裝及拆卸，並透過科學積木的多變性組裝方式，搭配研究者事 先做好的示範作品，協助學生完成作品，進一步協助學生了解單擺的運動過程、

槓桿原理及高低位能的差異等。

2、 能源動力大作戰

以滑輪、鍊輪及齒輪積木為主要元件，搭配其他相關積木組裝成車子，在搭 配各式各樣馬達使車子驅動。課程一開始先為學生介紹滑輪、鍊輪及齒輪的特性，

並實際操作傳達給學生，接著請學生組裝電動車、太陽能車及氣壓水動車，透過 車子的運動了解鍊輪及齒輪運作，進一步熟悉其在日常生活中相關應用。

3、 誰是全能機關王

在學生具備相關的科學積木組裝及應用相關先備知識後，透過全能機關王的 活動進一步學習如何解決相關的科學問題。在本活動中結合前面兩階段課程內容，

在遊戲的規則及主題下進行，研究者鼓勵小組分工合作，小組經由討論協調後，

小組成員各自負責該關卡，再將所有關卡做結合使機關連動，過程中小組需不斷 修正其設計，來達成目標。

(二) 教學評量

本研究教學評量採用學習單了解學生在科學原理的學習狀況、科學積木作品 設計表是呈現學生心中的構想、科學積木問題解決表來探討學生在科學問題解決 上的歷程。

七、 進行教學活動

每一組 4 人，利用原有的物理實驗室進行教學，每次 2 堂課時間共 100 分鐘。

進行教學活動期間研究者以架設 DV 錄影、照相機拍照、本身和參與夥伴的觀察 及學生學習檔案等進行資料收集。

八、 學生學習成效評量教師教學反省

研究者依據學生在學習檔案的表現、本身和參與夥伴的觀察、錄影錄音資料 及研究日誌等相關檔案進行資料分析整理，探討科學積木遊戲教學對提升國中生 科學問題解決能力的影響及科學原理概念的理解程度。

九、 修正教學策略

研究者根據每次教學活動的分析資料，自我檢討及討論結果對下一次教學活

探討科學積木遊戲教學對國中生在提升科學問題解決能力及理解科學原理之有效 解決的教學策略。

十、 資料整理與分析

進行完三次教學活動後，研究者進行資料的整理與分析，包含文獻資料、學 生的學習檔案、錄音錄影、訪談內容、研究日誌、觀察紀錄及研究團隊的討論等 資料。

十一、撰寫研究報告

將整個研究的歷程、文獻探討、資料分析結果及討論建議等撰寫成論文，並 公開發表。