研究背景與動機

第一章 緒論

本章主要針對研究者的研究動機與研究目的，提出研究問題，並對本研究相關的名 詞作解釋與界定，再提出研究範圍與限制。本章共分為四節，第一節研究背景與動機、

第二節為研究目的與問題、第三節為重要名詞解釋、第四節為研究範圍與限制。

第一節 研究背景與動機

近年來，我國的科學教育目標已逐漸由過去培育科學專才，重視科學知識的教導、

灌輸，轉變成為培養主動探索、發現問題、探索問題、自行解決問題的國民，也呼應美 國科學教育 STS 教育理念：科學教育是希望利用科學知能改善人類生活，解決社會議 題、當作未來職業選擇與學術研究的準備（黃秋敏，2005）。九年一貫課程中，強調學 習科學能讓我們學會如何進行探究活動，學會觀察、詢問、規劃、實驗、歸納、研判……

等各種能力，特別是以實驗或實地觀察的方式去進行學習，強調手腦並用，使我們獲得 處理事務、解決問題的能力，也瞭解到探究過程中，細心、耐心與確實的重要性。在「自 然與生活科技」課程綱要中指出，課程的目標乃在於「培養探索科學的興趣與熱忱，並 養成主動學習的習慣」、「培養與人溝通表達、團隊合作及和諧相處的能力」、「培養 獨立思考、解決問題的能力，並激發開展潛能」（教育部，2008）。教育學家杜威也提 出，教育是透過兒童的活動去經驗事物和獲得直接經驗的過程，因此提出「從做中學」

的原則，認為一切經驗只有經由個人直接「做」，才能發展思想與智慧，並使經驗不斷 的重組和改造（吳木崑，2009）。李賢哲（2001）的研究也指出，能夠透過學童動手做 的興趣來培養增進其科學創造力，應有長遠的影響。由此可知，目前國內外的教育趨勢 希望能造就會主動探究、解決問題的人才。

人的創造力起初被認為是天生的，直到 1950 年代開始才覺得是可以被訓練與培養 的。具體作法如心智圖法（mind map），是一種刺激擴散性思考以及幫助整合思想與訊

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息的方法（孫易新、陳資璧，2005）；以及檢核表技術（check-list technique）則是從一 張與問題或題旨有關的列表上來推敲，以尋找線索、獲得觀念（郭有遹，1973）；一家 美國廣告公司的創始人 Alex Faickney Osborn 在 1938 年所提出的腦力激盪法

（Brainstorming, BS），BS 法強調利用集體擴散性思考的方式，產生大量的想法，再經 由思考的相互激發，引導出更新穎且特別的構思（潘裕豐，2006）。這樣培養創造力的 集體探究活動提供了機會讓學生學習與他人合作、分享不同想法，並學習到科學社群中 合作及實踐（劉宏文、張惠博，2001）。同時，小組成員的互動不但可以腦力激盪、凝 聚共識增加默契之外，學生也能增進自己對知識的整合能力（楊秀停、王國華，2007）。

在眾多的創造力培養方法中，由 Osborn 和 Parnes 在 1950 或 1960 年代所發展出來 的「創造性問題解決」（Creative problem solving [CPS]），是一種值得作為創造力培育 的努力方向。由於創造性問題解決教學中的實施步驟，與科學探究能力的培養方式是有 所重疊的，利用創造性問題解決的模式融入教學，應可提昇學生的探究能力。CPS 模式 是一種分階段的解題模式，學生透過逐步漸進的思考與討論，不僅從中獲取科學知識，

對於課程也抱持正面的感受。Puccio, Firestien, Coyle 和 Masucci (2006)的研究結果亦發 現，CPS 模式設計能提升學生的認知能力，且有效提升擴散性思考、聚斂性思考以及問 題解決的能力，且如果以 CPS 模式加上教師引導學習的學生，學生的創造思考能力最佳 (Reese ＆ Parnes, 1970)。教師在這樣的教學中應扮演積極提出問題的角色，並且可從這 種教學模式中提昇自身的教學能力，有助於促進教師的專業成長。

CPS 模式是有階段性的思考方式，將其運用在教學時，該如何激發學生學習的興 趣，促使其使用 CPS 進行思考探究呢？以「遊戲」作為引導，是激發孩子主動思考很好 的觸媒。教育學家福祿貝爾曾經詳述遊戲對兒童發展的貢獻，他在 1826 年的著作中，

對遊戲有如下的敘述：「遊戲是兒童時期最純潔的心靈性活動，是人類和所有生物內在 生命的典型活動。他給人們喜樂、自由、滿足以及內外在的平安。」（江麗莉譯，1997）。

陳忠照（2000）也指出喜歡遊戲是人類的天性，而「科學」可以啟發兒童的智慧，「遊 戲」帶來心靈的歡樂。進一步來說，透過成人指導遊戲，可增進兒童的學習動機，也能

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增加兒童的知識和技能（李宛玲，2010），而科學遊戲是引領學童學習科學的一個有效 工具，它能提高學童的學習興趣，有利於學童建構科學概念（林瓊音，2006）。許良榮

（2004、2009）認為科學遊戲一方面能引起學童的學習興趣，一方面可以培養學童科學 實驗、實作技能與解決問題的能力。不過，過程中需避免只是單純引起學童興趣卻缺乏 學習內涵，應該設計讓學生有探究的機會。因此應該利用孩子喜歡遊戲的天性，將科學 遊戲設計成教學活動，讓孩子動手操作，以 CPS 模式思考探究，鼓勵他們發揮創意，找 尋答案，進而學會解決問題的能力。

在日常生活中，我們常說物體無法平衡和「重心」有很重要的關係，但卻因為肉眼 無法可見，因此較難理解與學習，但這個主題對高年級的學生而言，心理上不會有學習 新事物的壓力，因此研究者希望設計適合學生學習重心概念的課程，以協助學生對重心 的瞭解。再者，本系列的科學遊戲容易操作，材料也容易取得。基於以上立場，研究者 以創造性問題解決策略的融入，設計三個與重心相關的科學遊戲教學活動，探討教師在 指導學生動手做的過程前後對教師教學專業成長的影響。

此外，研究者在大學就讀自然科學教育學系，常在寒暑假參與營隊活動，引導孩子 進行科學遊戲教學，深刻體會科學遊戲為孩子帶來的樂趣。再者，擔任自然科代課教師 期間，研究者發現學生對科學遊戲十分喜愛，原本排斥自然課或在學習成就較低落的學 生都能有濃厚的興趣，家長也相當樂意帶孩子參與課外的科學活動，從學生的學習成果 及家長的反應，都讓研究者對科學遊戲帶來的效應感到興趣。

綜合以上所述，既然創造力、問題解決能力的培育是現今的教學重點，那麼在課程 設計時可以學生喜愛的科學遊戲為主體，配合日常生活中常談論到的「重心」為主題，

希望學生從中得到解決問題能力以及對科學的興趣。

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