研究背景與動機

第一節 研究背景與動機

根據張靜儀與劉蕙鈺（2003）指出過去科學教育深受行為主義理論的影響，

重視考試結果而不重視學習過程，老師大多採用講述式教學法，較少考慮用任何 的動機理論來引起學生的學習興趣。這樣的教學法在研究者所任教的「國中」這 個學習階段更為明顯，雖然這和長期以來的考試文化所形成的社會價值有關，但 有許多專家學者指出其弊端和原因，例如楊榮祥（1994）指出我們的學生似乎只 重視知識的記憶，雖然參與國際數理教育評鑑科學 IAEP 成績名列前茅，但觀察 能力顯然缺乏訓練，自創方法以實作方式解決問題的能力最差，除了低分群的成 績幾乎是墊底外，對科學表示有興趣的學生也不如其他國家的多，原因為考試文 化造成的影響。周麗玉（1994）也提出迷戀考試文化阻礙了學生對科學觀念的真 正學習與認知。

學生並不是天生就對科學的學習沒有興趣的，張靜儀等人（2003）指出自然 科學在國小教育中，算是一個令小朋友喜愛的科目，喜歡自然科的原因是可以作 實驗。Hodson(1993)指出我們理想的實驗室活動應該是探索式的，但實際的實驗 室活動是以食譜式的方式來強調技巧的發展和對已知理論的證明。Milne, Taylor (1998)也提出學校科學實驗室是一個真正從事探索活動的地方的假設是一個迷 失概念，大部分真正發生的是例行的動作以及技巧和專注於收集數據，而不是討 論。

當實驗只專注在實驗技巧、驗證理論、及收集數據，少了對於實驗前的預測、

實驗後的探究、解釋及討論結果，學生沒有經歷過一個真正實驗室會發生的情境，

不算有在培養全面的科學能力。許多學者也提出他們的看法和隱憂，張俊彥（2010）

指出下一輪經濟盛世競爭的趨勢是創意和創新能力，需要的不只是科學知識，更 是問問題、解決問題的科學探究能力，這剛好是台灣科學教育最弱的一環。鄒玉 鈿與張景媛（2012）指出若是要求學生跟隨教師的指示進行實驗，依循步驟執行，

所謂食譜式的科學實驗並無法引起學生學習的動機。在缺乏主動檢驗及探索機會 的實驗過程中，學生們充其量不過是個模仿者而已。

近年來，建構主義盛行，強調讓學生回歸為建構知識的主體，教師身為啟發 者、鼓勵者和協助者，為了讓學生主動探索，主要要先引起他們的興趣和好奇心，

才有近一步探索的欲望。中央研究院李遠哲院長曾說:「科學對小朋友而言，好 不好玩是第一個重點，因此科學教育一定要讓小朋友覺得好玩。然後才教小朋友 科學原理。」

楊曉林（2006）認為：遊戲是兒童的天堂。顯示可以利用遊戲來引起學生的

興趣。對於遊戲的定義，學者各有不同的見解如下，引自許良榮（2004）認為遊 戲的特性是好玩的、無外在目標的、自願參加的。而皮亞傑 Piaget(1962)認為遊 戲是一種行為，該行為的目的是在獲得快樂，一種無組織性的行為。 孩童的最愛，童玩對孩童提供親自把玩的機會。（蕭次融，1999；方金祥，2007）

指出科學遊戲就是把童玩、科學玩具或科學活動與遊戲相結合，達到寓教於樂的

雖然許多學者高度肯定了科學遊戲和科學魔術在學習中的正面效果，但在 操作時牽扯到器材的準備，若自己準備器材不一定適合，而且一定不方便，如果 是老師要在課堂上使用，會有更多需要克服，謝永祥（2001）指出在科學探究中 常見的六項困難中，前二項為:

1.實驗用品的搜集，這項是備課時最大的困難。

2.時間上的緊迫；備課由資料搜集、找尋實驗用品、教學及實驗設計、事前 測試等都要教師一手包辦，所以要教師在小學科學教學運用科學探究技巧，

便倍加吃力。

由以上可知老師在進行像科學魔術或遊戲時，感到最困擾的就是因為時間緊 迫下，造成自行準備材料不方便，如果可以事先把整套的材料準備好，相信會減 輕老師的負擔，更願意帶學生做科學的探究。

基於以上原因，如果可以發展出整套的科學魔術套件，相信可以增進老師和 學生使用的意願。而目前市面上已有相關的科學魔術書籍，雖然材料簡單，但是 需要花時間購買，因此如果能將整組的材料準備好，會讓使用者更方便。考量一 般民眾想知道原理，卻希望科學原理不要過於艱深讓他們可以懂的，而任教科學 相關的老師希望有更深入的原理介紹，所以編寫說明書也是必要的，除了有適合 一般民眾閱讀的簡單易懂的科學原理介紹，還要有適合教學者所需的深入原理的 介紹。

本研究由行動研究的精神，組織研究小組，設計科學魔術套件，經由小組腦 力激盪、專家檢核、學生實作、饋修訂等等歷程，避免直覺式的設計，發展並推 廣包含材料與說明書的「水的科學魔術套件」，期望提供教師的教學素材或一般 大眾購買，以利於推廣學校與大眾科學教育，並在科學魔術套件發展完畢後，收 集老師和學生的想法，以完成本研究。