明代學者王陽明在「訓蒙大意」文章中，揭示孩童喜愛遊戲的天性：
「大抵童子之情，樂嬉遊而憚拘檢，如草木之始萌芽，舒暢之則條達，摧 撓之則衰痿。今教童子，必使其趨向鼓舞，中心喜悅，則其進自不能已…」； 西方教育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。它帶給人們喜樂、自由、滿足以及內 外在的平安」（江麗莉譯，民86）。
陳忠照（民89）認為「科學」可以啟發兒童的智慧，「遊戲」則帶來 心靈的歡樂。牟中原（民88）進一步指出由科學活動與遊戲結合的「科學 遊戲」，寓教於樂，讓學生可以從遊戲中體會科學原理。因此，如何配合 學生喜愛遊戲的天性，將「科學遊戲」設計融入教學，增進學生學習動機 與探索科學的興趣，使其在生動活潑的氛圍培養創造性思考與問題解決能 力，實值得研究探討。
本章共分四節述之，第一節為研究背景與動機，第二節為研究目的與 問題，第三節為名詞釋義，第四節為研究限制。
第一節 研究背景與動機
一、研究背景
我國學生在2003年國際教育成就調查委員會（The International Association for the Evaluation of Educational Achievement，簡稱 IEA）主辦的「國際數學與科學教育成就趨勢調查」（Trends in Mathematics and Science Study 2003 ，簡稱 TIMSS 2003）結果中，無論13歲級（國 二）或9歲級（小四）學生的科學總平均成績在四十九個參與調查的國家
中均排名第二，分別列為最優等級與表現優異的國家（張秋男，民93）。
整體成績表現雖居於世界領先群，但學生在學習興趣與自信指標上卻顯示 低於國際平均百分比，由此可見，如何提昇學生的學習意願及興趣仍是我 國教育改革上的重要課題。教育部（民92）自九十學年度開始實施的國民 中小學九年一貫課程，其「自然與生活科技」學習領域即以「培養探索科 學的興趣與熱忱，並養成主動學習的習慣」為課程首要目標。
現行九年一貫課程綱要所強調的取向是學生基本能力的培養，有別於 過去課程標準所偏重的學科知識取向，在課程設計上強調以學生為主體，
以其生活經驗為重心（教育部，民92）。尤其在學習科學方面，要讓學生 學會如何去進行探究活動，學會觀察、詢問、規劃、實驗、歸納、研判，
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，以活動導向訓練學 生善用頭腦，發揮創造力，培養創造性問題解決的能力是社會中極為重要 的需求。
九年一貫課程中教師的角色不同於以往課程中的定位。游家政(民88) 指出九年一貫課程對中小學教師的衝擊包括教育觀念的改變、教師角色的 調適以及課程與教學專業素養的提昇。饒見維（民88）分析教師的角色在 此波教育改革中，其專業發展有四大轉變：從固定課程的執行者轉變成適 性課程的設計者，從被動的吸收者轉變成主動的研究者，從教師進修中心 研習轉變成教師專業發展，從課本知識的傳授者轉變成生活能力的引發 者。由以上四點可知，教師不再只是被動傳授既定課程，而是必須發揮專 業，主動設計能引發學生各種能力的課程，安排適當的問題解決情境，讓 學生在解題的歷程中，激發創造思考及解決問題的能力。「學校本位課程」
的發展及「彈性學習節數」的設置，即是為呼應並實踐教育改革之課程鬆
綁理念所賦予學校與教師主動發展課程、自編教材的機會，因此教師參與 課程發展及設計課程的能力亦日趨受到重視。許良榮（民93）由新課程理 念分析中呼籲教師應從行動中發展課程設計的專業能力，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。
二、研究動機
研究者於教學現場上有感於學生對「自然與生活科技」領域的學習興 趣低落。「興趣」是學習的重要驅動力之一，缺乏興趣的被動學習，可能 變成只為爭逐「分數」高低，未能領略學習樂趣，容易視科學為與生活無 直接關係之一門背誦學問，而無法將課堂所學延伸到日常生活之中，此與 九年一貫的基本理念背道而馳。教育部（民 92）在九年一貫課程綱要中之 基本能力強調「主動探索與研究」以及「獨立思考與解決問題」。在這兩 個基本能力中分別明白地指出：「希望學生能夠激發好奇心及觀察力，主 動探索和發現問題，並積極運用所學的知能於生活中」、「養成獨立思考及 反省的能力與習慣，有系統研判問題，並有效解決問題和衝突」。從這兩 個基本能力的敘述中，即可清楚瞭解到，提昇學生的學習興趣及培養解決 問題能力為近年來國內教育改革的重點項目。
隨著人類活動的日趨複雜，生活上所產生的問題也更多元化，必須教 導學生發揮創造的潛能，才足以產生解決問題的能力，以應付不同生活面 向所面臨的各式問題。研究指出創造力可透過教育訓練方式加以提昇(毛 連塭等，民89；Selby, Treffinger, Isaksen, & Lauer, 2004)，而創造 性問題解決（CPS）模式正是一套有效提升創造潛能與問題解決的方法
（Christie & Kaminski, 2002；Schack, 1993）。分析國內有關創造性問 題解決（CPS）教學的相關研究，有些研究顯示CPS教學有助提昇學生的創
造力與問題解決能力（呂素雯，民91；李金樹，民95；洪文東，民92a；
洪文東，民92ｂ；洪川富，民94；張振松，民90；陳威龍，民94），且以 CPS教學模式來設計自然與生活科技領域的教學單元是實際可行。
研究者於研究所進修期間，初接觸「科學遊戲」的實驗課程，對此將 遊戲融入科學學習的活動所帶來的歡樂及教學效果為之驚奇。科學遊戲正 如牟中原（民88）在「動手玩科學」一書的推薦序所述，把科學活動與遊 戲結合，寓教於樂，同學可以從遊戲中體會科學原理。國內學者亦發現，
科學遊戲應用於國小「自然與生活科技」教學上能提昇學童的學習興趣、
成就、問題解決能力、科學態度及科學過程技能等（蘇秀玲、謝秀月，民 95；張淑慧，民92；王錦銘，民94；林義修，民95）。
科學遊戲隨著教育部「創造力教育」政策的提倡，及多位知名學者的 帶動，廣泛運用於教學，推出各項競賽活動以激發學生的創造力發展，其 中為人所熟知的是由遠哲科學教育基金會舉辦之「科學趣味競賽」，此外 各縣市教育局也不定期以科學遊戲園遊會方式，進行創造力教育活動，例 如桃園縣所舉辦的「創造力教育嘉年華」、新竹縣所舉辦的「國中奧林匹 亞科學遊戲競賽」，更有學校以科學遊戲為學校本位課程，每年定期舉辦 全校性的科學遊戲競賽。科學遊戲活動類型眾多，無形中活化了國內的科 學教育，啟發了學生對科學學習的興趣；但有些活動只提供少數菁英學生 參與，參與對象也未包含國小學生，可能無法真正落實提昇全民科學素養 及讓科學教育向下紮根的教育目標；有些嘉年華式的活動，學生在歡樂之 餘，並未受到進一步的教學引導而獲致各種能力，讓活動容易流於形式。
研究者思索若能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（act on problems），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。