遊戲，古時一般稱「戲」、「遊嬉」，也見「嬉」或「遊」之名。遊戲 的重要地位與作用很早就被古代教育家們注意到。崔學古《幼訓》文中寫 道：「優而遊之，使自得之，自然慧性日開，生機日活。」，即兒童在遊 戲中自主的活動，自得其樂，自然會生機勃發，智力悟性得到發展，此明 確的指出要教育兒童，必須順應兒童的自然發展規律，其遊戲是最主要的 方法。儘管我國古代已看到遊戲對兒童發展的作用，但也有「業精於勤，
荒於嬉」矛盾的傳統觀念，在實際教育中及人們的觀念裡並沒有把遊戲放 在應有的地位，始終沒有發揮遊戲應有的作用。
隨著兒童心理學和教育學的發展，人們對兒童的認識日趨科學化，在 理論和實踐方面借鑒與吸收古今中外遊戲研究成果，建立起較完善的兒童 遊戲科學體系。如 Wallach(1998)提到遊戲是成長的媒介，兒童透過遊戲 來增進認知的、身體的和社會的發展；要提供成長和學習的機會給兒童，
並透過挑戰和機會來完成，希望兒童能感受到自己的價值、滿足好奇、有 機會運用想像力，並促進創造力。而郭騰元（2000）也指出玩是兒童生活 的重心；兒童在玩之中調整情緒、認識世界、開啟智慧、鍛鍊想像力和創 造力。因此，如何培養學生在玩科學的遊戲中發揮創造力思考與問題解決 的能力，值得研究探討。
本章共分為四節，第一節為研究背景與動機，第二節為研究目的與待 答問題，第三節為名詞釋義，第四節為研究範圍與限制。
第一節 研究背景與動機
一、研究背景
我國科學教育課程改革受美國影響，其中美國科學促進協會（AAAS）
提出的「2061 計畫」強調以能力培養為導向的教育，並以「科學素養」之 培育為中心目標，強調科學教育活動重點並不在於教授已知的知識，而是
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讓學生從不同的問題情境中，運用自己的知識，仔細思考、蒐集資料、分 析資料、作邏輯判斷，並與同伴溝通合作，有效的解決問題。Yager（1996）
曾指出科學的核心在科學概念與科學過程，而學習者需透過科學過程理解 科學概念，才能發揮科學創造力，以能應用於日常生活問題之解決。顯見 科學創造力與科學過程及問題解決能力之關係至為密切。目前教育趨向於 學習者獨立思考與解決問題能力的啟發與培養，教育部（2003）國民中小 學九年一貫課程，其「自然與生活科技」學習領域課程目標將「增進自我 了解，發展個人潛能」「激發主動探索和研究的精神」、「培養獨立思考 與解決問題的能力」列為重要項目之一。為達成上述課程目標，國民教育 階段課程設計上強調以學生為主體，以其生活經驗為重心，在學習科學方 面，要讓學生學會如何去進行探究活動，學會觀察、假設、規劃、實驗、
歸納、判斷，及培養出批判、創造等各種能力，特別是以實驗或實地觀察 的方式去進行學習，使學生獲得處理事務、解決問題的能力。因此，訓練 學生善用頭腦，激發學生的學習興趣，運用頭腦發揮創造力，培養創造性 問題解決的能力是今日科學教育的趨勢。
因此，課程的實施推動者-教師的角色不再只是以前的課程執行者，
許良榮 （2004） 指出除了教科書，教師應廣泛應用各種資源設計科學教學，
以達成九年一貫課程彈性化、學校本位、教師發展課程的理想，充分發揮 主動學習與思考的精神，成為教學課程的設計與轉化者、潛在課程的發現 者及懸缺課程的彌補者。這種轉變勢必增加教師的教學負擔，但也可促進 教師專業知能的持續成長，教師需發展專業，由瞭解學生的需求與能力 中，主動去設計能引發學生能力的課程，將活動的省思想法化為實際的教 學行動。
二、研究動機
本研究的研究動機分述如下：
（一）科學革命的啟發
何耀坤（1985）指出一般人的意識構造有求安定和平衡的傾向，即在 人體生理上維持平衡作用的恆定性（Homeostasis），而此意識的平衡對創 造思考有妨礙，不僅無法讓問題意識產生，且習慣化的傳統思考方式容易 使人節約思考，在解決問題上便會形成公式化的方式去應付，結果對問題 的設定變怠懶，對變化和冒險有畏懼的心理及疲勞感，此為創造能力最大 的心理障礙。
Kuhn（1962）在《科學革命的結構》提及「異例」 （anomaly）是導致 舊典範的危機，進而建構新理論，推翻舊典範而形成典範變遷的「科學革 命」 ，且並引用撲克牌的心理學實驗說明科學家察覺有某事不對勁，若沒 有持續進行實驗，調整觀念來解釋異象的過程，就不能做出新的發現來。
換言之，異常現象與科學發現之產生到新理論的先決條件是科學家對科學 危機的反應處理。由哥白尼的日心說對托勒密的地心說，拉瓦錫提出燃燒 學說終結燃素說，伽利略對亞里斯多德定律的挑戰，這些科學革命，成為 科學上的轉捩點，其科學家對問題的察覺、危機的反應處理，不僅打破慣 性的思考模式，突破傳統的舊思想舊方法的束縛，由不同的觀點發展新的 思想和新方法，並以思想實驗與類比方法在科學研究中進行創造性思考，
呈現出科學家對創造力的體現方式，此充分顯現出創造性問題解決能力的 重要性。
（二）科學展覽的省思
國立台灣科學教育館舉辦「全國中小學科學展覽」以層級性的競賽活 動，讓來自全國各級中小學經地方展覽後，選拔出優秀作品推薦至全國參 展，目的是培養學生對科學事務之基本態度、方法、觀念，提升學生對科
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學研究之興趣。雖然立意佳，但大多屬外加式活動，不僅孤立於教學之外，
也容易增加教師和少數菁英學生的負擔，且由於過度重視名次和績效的結 果，易使其徒具形式，淪為教師代替學生捉刀和思考的競賽活動 （林萬來，
1997；白清華，1999；吳綿，1995；引自許良榮，2004） 。相對而言，科 學遊戲不重視「競賽」比較不會產生上述的弊病，但無論科學遊戲或科學 展覽競賽，如果沒有和教學、學習活動相互連結，無法鼓勵學生從事科學 探究的本意（許良榮，2004） 。李戊益（2000）提到如能將科展改採自由 參賽制，節省部分人力、財力資源來發展全國性或校際性的科學遊戲活 動，將是國內科學教育的一項突破。綜合上述藉由科學遊戲的實施，期望 能引發更多學童對探究科學學習的興趣，也可以培養學童科學實驗、解決 問題的能力。
（三）遊戲的重要性
國 際 兒 童 教 育 協 會 （ The Association for Childhood Education International）在 2002 年發表「遊戲是所有孩子必要的」立場聲明中指出，
「沒有任何成人教導的計畫可以取代孩子自己的觀察、活動以及第一手知 識」，並呼籲各國教育工作者，「要讓遊戲成為每一所學校課程重要的、
根本的部分。」學校應該設計以遊戲為主的學習活動，提供孩子多元的途 徑學習不同的技能和觀念。如何讓孩子從遊戲中學習，成為現在教育工作 者必修、必備的素養。
（四）國小光學課程的重要性
九年一貫自然與生活科技的課程綱要中，將光的概念統合在「聲音、
光與波動」的次主題，納入在「改變與平衡」的主題，最後包含在「自然 界的作用」的課題中。國小階段低年級以「光的傳播與影像」、「色光與顏 色」，中年級以「光的折射」，高年級以「影像與視覺」分別進行學習，其 中高年級「影像與視覺」的細目是「觀察照光與成像」（例如光滑平面反 射、聚光及透鏡放大效果等）。國內以國小學生為研究對象的光學研究主
題包含學生在學習光學的迷思概念（張靜儀，2001；郭金美，2002），會 影響學生對光學概念的學習，如何協助學生修正改變迷思概念，是值得關 注與研究的重點。九年一貫課程綱要中「自然與生活科技」學習領域之教 材 內 容 要 項 後 ， 註 明 在 選 編 教 材 時 ， 教 師 可 自 行 重 新 安 排 組 合 。 Trollinger(1977)認為適當結合各種遊戲，可以滿足不同課程的需求。研 究者欲藉由光的科學遊戲實施於高年級，冀希此教學活動稍能加強學生光 學的概念，也引導學生於國小階段所學到的光學知識與技能作一統整與應 用。
由以上綜合，研究者擬以利用科學遊戲符合學生喜愛遊戲的特性，結 合創造性問題解決（CPS）模式的教學理念，設計問題解決任務，給予學 生解決問題的實際經驗，讓學生在動手操作中激發科學思考、發揮創造 力，以提昇科學學習興趣，及培養問題解決能力，以落實「自然與生活科 技」領域的課程目標。