研究背景與動機

本研究旨在探討幼兒於遊戲中使用軌道積木的探究行動歷程，教師運用五 E 學 習環是否有助幼兒對科學之探究，同時觀察幼兒在積木建構歷程中如何提升基本科 學能力。本章共分為四節，分別以第一節研究背景與動機；第二節為研究目的與問 題；第三節為名詞釋義；第四節為研究範圍與限制說明之。

第一節 研究背景與動機

充滿歡笑聲的遊戲場，時常見幼兒們反覆費盡力氣，攀爬到遊樂器材上只為享 受從高處往下一溜的刺激感；或有融入扮家家酒情境，假裝鯊魚追了過來，趕緊從 滑梯上迅速溜下以逃脫；有時甚至讓塑膠小球順著溜滑梯坡道滾動，這樣的畫面時 時出現在幼兒的自主性遊戲中；憶起兒時的自己，也熱愛嘗試生活中有關力與運動 的現象，對於科學上的專有名詞雖是一竅不通，但卻因為喜愛探究生活中有趣的現 象，主動收集物理活動的一手經驗、接觸科學，產生對科學的興趣；成為教師後，

亦時常思考如何在生活情境中引導幼兒探究科學。

教育部科學教育白皮書提到科學教育是全民共同努力的發展目標，且重視｢科學 素養｣的養成；強調生活中藉由探究性科學活動，讓幼兒獲得相關知識、習慣性的科 學思考，提升探究、創造力、批判思考能力以解決問題，並養成好奇心與良好科學 態度(科學教育白皮書，2003)。NRC（1996）國家科學教育標準提出｢學校必須為所 有學生提供科學活動以獲得高層次的科學素養，不該有年齡、性別、文化或種族背 景…等差異｣(引自 Duran, Duran, Haney& Scheuermann,2011)。科學教育的意涵強調 首重素養而非知識內容的傳遞。

然而，NSTA(2014)中聲明許多大人甚至是教育工作者往往低估幼兒的學習能力，

甚至低估幼兒能專注探索科學的時間。台灣當前幼兒科學教育遇到的問題，包含教 師使用坊間教材教學，卻不知道幼兒學習的重點，使幼兒在被安排下吸收知識，且 教科書上的科學知識僅是幾經驗證的「符號」、「專有名詞」和「原理定律」；應當強 調科學探究重於科學知識的傳遞(黃意舒，2014)。上述的現況反應出幼兒園教學現 場雖能提供幼兒五感體驗、動手實驗或結合主題教學的引導探究科學，卻忽略給幼

兒足夠主動探索的時間；或教師即使意識到科學教育的重要性，但習慣以主導性高 的傳統科學教育方法進行教學；解釋太多的科學現象，灌輸較多片段性的社會性知 識，無法完整評估科學活動對幼兒心智或基本科學能力的具體幫助。

如同幸曼玲(2003)在科學教育的迷失一文中提到幼兒科學教育無法普及的原因，

僅著重幼兒動手操作，未以科學程序的方法引發幼兒思考，也很少運用各種方法檢 驗其想法的合理性；點出當今台灣科學教育現場出現的普遍問題，教師只重視｢眼見 為憑｣與｢示範實驗｣卻低估幼兒的思考能力，忽略幼兒具有探究與組織的能力，因此，

教師學習｢等待｣成為幼兒科學教育的另一個策略；且動手操作只是建構知識的必要 條件而非充分條件，值得進一步探究更適合幼兒科學學習的方法。相關文獻剖析教 育現況，提醒教學者重新檢視科學教育的目標與方式，應轉為關注幼兒如何探究、

組織及如何思考歷程。

然而， Flannagan & Rockenbaugh (2010)提醒幼兒雖時常思考很多問題，但卻缺 乏尋求答案和解決問題的策略。幼兒雖具主動思考的特性，但亦需要成人適時引導，

才能發展出基本科學能力。陳淑芳等(2004)依其科學教育目標，研究出我國幼兒基 本科學能力指標，成為有效評估幼兒科學學習能力的具體方向；主張倘若能在教師 有計畫的安排下，透過科學程序能力引導幼兒動發現問題、尋找答案及解決問題，

體驗科學是嚴謹、有系統解決問題及尋找答案的歷程，有助瞭解幼兒具體科學學習 能力之表現。

不僅如此，文獻指出探究性科學教育能有效提升幼兒認知能力的發展，不論國 內外教育政策，皆強調認知能力與學習的重要性；美國全國幼兒教育協會(National Association for Education Young Children; NAEYC) 在 1987 年將認知列入幼兒適性 發展教學(developmentally appropriate practice; DAP)的領域中；而我國教育部在 2012 年頒布幼兒園暫行大綱中也強調幼兒帶得走的能力，其中的｢認知｣領域就是希望可 以培養幼兒探究學習任何事物的能力(黃意舒，2014)。教育部國民及學前教育署(2015) 在幼兒園教保活動手冊中說明｢認知｣領域的內涵，強調幼兒從｢生活環境中的數學｣、

｢自然現象｣、｢文化產物｣中，藉著觀察、分類、蒐集資料、整理資料、解決問題等 進行｢訊息處理的思考歷程｣，並非只有知識性的學習。領域目標是為培養幼兒習慣 性主動探索、有系統化的思考方式、喜愛和他人溝通且能合作解決問題的能力。再 再驗證科學性探究活動對幼兒思考能力與認知發展有極大的幫助；而且，幼兒科學

基本能力與幼兒園教保活動課程暫行大綱皆重視幼兒在學習歷程中培養探究能力的 共通性，因此，有其推廣的必要性。

NSTA(2014)提到科學教育可以幫助幼兒在一個有意義、安全、豐富且積極的生 活情境中，運用探究方法來實踐科學；雖然生活與科學密不可分，但強調以科學程 序的方式應用科學，才是真正將科學與生活結合(黃意舒，2014)。科學與生活看似 距離遙遠卻有很大的關聯，杜威｢生活即教育｣的理念，加上過去曾參與幼兒科學相 關活動的經驗，影響我帶領幼兒透過動手操作的方式來接觸生活中與科學相關的議 題(好玩的風、和光影玩遊戲…等)，雖能透過科學融入主題課程、學習區設置探索 區等方式引導幼兒接觸科學，但對於科學活動的教學策略是否能幫助幼兒學習，一 直存在著不確定性。

因此，教學者應積極尋找有效引導幼兒科學探究的教學方法，來鷹架幼兒科學 探究歷程，並瞭解幼兒展現那些基本科學能力。閱讀文獻後，發現五 E 學習環是適 合幼兒探究科學的有效的策略。不論國內外的研究，皆支持五階段教育程序對學生 學習的幫助，包含：引發主動提問與思考、幫助學習經驗連結並建立知識、探索概 念、結合溝通與創造力的作用，幫助教師了解學生如何理解概念等(王美芬、熊召弟，

1997；洪藝芬，2005；Orgill& Thomas,2007;Flannagan&Rockenbaugh,2010; 王秀雯，

2010；黃育美，2011；Song&Schwenz,2013;Bybee,2014)。五 E 學習環能將科學與生 活連結進行課程，提供幼兒科學探究之有效教學策略，因此想進一步了運用在幼兒 科學教育上。

著名科學家伽利略以斜面實驗提出力與運動的發現，為著名慣性定律；教育學 家Piaget卻觀察到幼兒將彈珠放在斜面上滾動，就能從經驗建構出物理知識的因果關 係。驗證幼兒擁有運作的心智能力，能運用與生俱來的好奇心，像科學家或工程師 般，進行自主的科學探索與知識建構。Seeds et al.(2015)提出幼兒最喜歡可以體驗的 課程，若將動手操作與身體動作活動結合，不僅能保持幼兒的參與度，還能使操作 的經驗形成概念。

班級中的幼兒時常喜歡在積木區中運用軌道積木，時想各種方式讓球可以滾動，

但這之前卻沒認真思考幼兒建構遊戲對概念發展與科學能力的幫助。因此，物理知 識的學習觀點，提醒教學者應重視幼兒探究軌道積木遊戲的歷程，透過觀察與引導 來發現對幼兒基本科學能力的幫助為何。近年來與軌道積木遊戲相關之研究，發現

積木遊戲能引導幼兒透過簡單的零件變化，發現力與運動的關係，幫助幼兒發展思 考與探究等能力(莊月泙，2010；黃文昌，2012；陳苡任、謝明德，2012；馬祖琳，

2014)。顯示創意軌道積木為引導幼兒展現基本科學能力之媒材。

此外，目前研究少見運用五 E 學習環於學習區教學中，周淑惠(2003)提出幼兒 科學概念及思維方面的研究太少，應擴增相關研究。唯有積極推動幼兒科學教育的 研究，才能將具體成果運用幼兒園現場，以改善幼兒科學教育無法有效推動的狀況。

所以，改變當前多以社會知識傳授科學內容的學習方式；順應幼兒學習特徵，透過 創意軌道積木引發幼兒探究科學現象之興趣並建構知識，以瞭解幼兒如何展現基本 科學能力乃是本研究想探究之動機。期能藉此探討教師如何以五 E 學習環之引導策 略運用於學習區，觀察幼兒參與創意軌道積木的遊戲，對基本科學能力之影響，以 提供教育工作者在幼教現場進行科學教育等方面的參考。