研究背景與動機

第一章 緒論

本章首先描述研究背景與動機，之後說明研究目的與問題，接著呈現本研

究的重要名詞釋義，以引領讀者對整個研究有初步了解。

第一節 研究背景與動機

科學是人類賴以適應環境、改善生活、解決問題的知識與技術。學習科學 的過程中，學生可以習得各種能力，以進行探究；透過實驗及實地觀察，而增 進解決問題的能力，並且培養正確的態度（教育部，2011）。自然與生活科技領 域的課程，不只是充實學生的科學知識，還要提升學生思考智能，以及科學應 用的能力，是相當有教育價值且實用的教學目標。不僅對於一般學生如此，對 於特殊需求學生更是重要，習得科學的方法及知識有助於他們自行解決問題、

改善生活，減少依賴他人的情況，促進自我決策的實現。

其中講述式的教學配合食譜式的實驗操作，是一般教師指導自然科學習的 主要方式；透過教師的講述，可以將科學知識傳遞給學生，再配合食譜式的實 驗，學生可以實際操作科學技能，並觀察到科學現象，也可利用教學媒體補充 科學現象在生活中的應用實例。講述式教學法有利於教師掌握學習進度，提示 重點，累積學生的科學知識，學生也能夠配合教科書上的實驗進行操作，學習 科學技能。

然而，何華國（1990）指出，特殊需求學生有智能發展遲滯、注意廣度狹 隘、歸納、推理與概念化能力的短拙，及不善於利用思考策略等學習特質。而

2

這些特質，常導致特殊需求學生在學習自然與生活科技領域的課程時，難以從 講述式教學或自然領域的文本中獲取科學知識；於一般課堂中分組進行實驗操 作時，也因為無法獨自按照指示依序執行實驗步驟，若沒有人給予協助，往往 淪為旁觀者的角色；又或者雖然能從看到實驗的變化或結果中得到一些樂趣，

但卻很難在科學過程技能或應用科學知識方面有較佳的學習成效。科學知識對 於特殊需求學生而言，只是應付考試的內容，而實驗只是依照指示將科學現象 做出來，並未與日常生活中的應用進行聯結，難以產生有意義的學習，不利於 維持學習動機；再加上評量又著重科學知識的記憶，學生常因此遭遇失敗與挫 折，而因為害怕遭遇失敗的痛苦，學習動機變得更低，形成惡性循環（吳秉 叡、易世為，2004）。這些因素會對特殊需求學生在自然科的學習產生不利的影 響。

而特教班的教學輔導多著重在語文、數學方面，或是一些欠缺組織系統的 社會技巧課程（盧台華，2011），對於自然與生活領域的學習較少以有系統的方 式來進行教學。就自然與生活科技領域的認知層面而言，其中所包含的專有名 詞、科學知識、技能，以及相關的生活應用，對特殊需求學生都需要進行調 整。所以在閱讀自然與生活科技領域的文本或聽取老師講述科學知識時，就算 特殊需求學生具備識字或句型結構…等基礎的語文能力，還是需要視個別差異 給予指導（例如：解釋語詞的意思、以動作示範…等），他們才能理解其中的內 容。而技能方面，進行實驗時所需使用到的器材、操作方式，以及實驗流程，

3

也考驗到特殊需求學生的記憶以及動作協調能力；在進行小組合作時，更是需 要他們發揮團隊合作的人際互動技能。就情意而言，一般班級最常使用的紙筆 評量方式，在自然領域中同樣佔重要的地位；然而，對於科學專有名詞的記憶 困難，科學概念的理解不佳，再加上應付紙筆評量時的技巧不足，這樣的評量 方式成了打擊學習熱情的頭號殺手。老師和學生雖然在上課時不覺得有困難

（也可能是並未察覺到困難），可是評量的結果常讓他們感到學習表現不如預 期。

其實在科學教育的領域中，探究式教學一直受到重視。教育部（2011）在

《高中職以下階段之認知功能輕微缺損學生實施普通教育課程領域之調整應用 手冊》中指出，自然與生活科技之學習應以學生為本體，以探究和實作的方式 來進行，強調手腦並用，以及活動導向。探究式教學是一種以學生的探究活動 為中心，引導學生發現及解決問題的教學方法，經由問題解決的過程，可以充 實科學探究的經驗，並學習到科學的過程與技能（張清濱，2000；劉宏文和張 惠博，2001 ）。

楊秀停和王國華（2007）的研究發現，探究式教學可以提升學生在認知、

能力與態度的學習成效。其強調動手做的特性，更可引起身心障礙學生在學習 科學的興趣（黃玉枝，2013）。由學生親身動手進行探究活動，也符合 Piaget 的 心智發展理論，國小階段的學生正處於具體運思期，實際操作有助於達到概念 的理解，進而提升學習的成效（張春興，1996）。

4

然而，有些教師則認為探究教學僅適用於心智成熟、智能優異的學生

（Patatay-Ching & Roberson, 2002）。而 Byers 與 Fitzgeral（2002）提到，多數教 師在實施探究教學時，經常因為學生缺乏足夠的背景知識、相關的探究技能，

在不熟悉科學探究的情況下，需要較多時間才能達到教學目標，以致於影響探 究教學的成效。有學者則認為當學生對探究的進行流程較為陌生時，若欠缺教 師適當的指導，學生會落入漫無目標的自由探索活動，且教師在指導開放性探 究時，採被動消極的態度或是捨棄身為專家角色的方式並不符合 Vygotsky 所提 潛在發展區的理論（許素，2002；Rogoff, 1994）。

Herron 認為探究式教學可以分為四個層次，除了前述所言，探究過程全由 學生自行主導的開放式探究外；還包括由教師提供問題、研究方法和答案，學 生只需通過此過程去驗證答案的驗證式探究；以及教師提供問題與探究方法，

而學生自行去回答問題的結構式探究；另外就是教師只提供問題，但由學生去 發展研究方法並找出答案的引導式探究（引自黃玉枝，2016，65 頁）。而開放 式探究對於特殊需求學生的挑戰較高，需要較長的時間才能獲得教學成效；但 驗證式探究以及結構式探究，在實驗設計方面所能提供的思考訓練較為不足；

因此，針對特殊需求學生實施探究教學時採用引導式探究教學的模式，不但可 以學習科學過程技能，也可增進思考的能力。然而，針對特殊需求學生執行引 導式探究教學的過程中，他們的學習表現會如何？在設計探究活動時，要如何 因應學生的學習特質、背景知識與技能，提供合適的教學活動與內容？而以引

5

導式探究教學進行自然與生活科技領域的過程技能學習時，能達成怎樣的學習 成效？我期望能透過對此主題的研究，改進學生的科學過程技能的學習成效，

教導學生以科學的方式學習，提升他們適應未來的能力，並促進個人的專業成 長。

目前研究者所面臨的困境主要有四：第一、目前我所服務的特殊需求學 生，雖然在自然科學領域的學習上需要輔導，但受限於以往資源班授課內容多 以語文及數學領域為主，學生對於自然科學探究的經驗，較為缺乏。第二、觀 察學生的學習態度時，感覺到學生對於問題解決的主動性表現不佳、視問題的 答案只有唯一的標準，害怕失敗或是犯錯，面對問題時沒有追根究底，積極解 決問題的態度，常依賴教師給予提示或答案，只想快速得到解答。如此一來，

我不禁擔心，未來學生能否有足夠的信心與能力進行自主學習或解決問題，以 達成終身學習以適應社會變化的教育目的。第三、在進行教學輔導時，發覺學 生在面對部分文本內容時，常因欠缺相關的經驗，造成理解困難，或是因不了 解這些知識與生活的具體關聯，而難以對學習產生意義；學生多視這些學科知 識，只是為了應付考試，沒有其它的價值。學科知識若無法對學生產生意義，

將不利於學習成效的保留效果。第四、在進行發表及討論時，學生常常出現有 口難言，不知如何傳達他們的想法或問題，或是表達的內容無法讓人理解，影 響到與人溝通合作，共同解決問題的表現。

以上所述的困難，若能以引導式探究教學的模式，依學生不同的起點能

6

力，視學習者個別的需求及課程需要，提供適合的鷹架，就可以讓每一位學生 的能力得以向上提升，達成教學目標；不但符合個別化、適性教育的目標，也 容易與個別化教育計畫結合，幫助特殊需求學生學習。此外，相較於講述式教 學在引起學習動機方面的弱點，若能採用動手做的學習活動，透過教學者的引 導進行探究，或許能藉由新奇的科學現象，引起學習興趣，並從中培養科學探 究技能。而特殊需求學生在講述式的教學活動中，因缺乏真實經驗，而對文本 內容出現理解困難的問題，也能透過實驗的過程中，獲得實際的經驗，有益於 學生學習相關的文本知識，增進科學過程技能，並將科學知識加以應用，解決 問題，發掘事件與現象的關係。此外講述式教學大多以教學者為主，引導式探 究可以透過討論及發表的活動，使學生可以有更多的機會學習表達，與人溝 通。在進行研究的同時，也能增進學生的學習效果。

人類天生就有針對未知的世界去進行試探，驗證想法是否正確的本能；而 科學家最常進行的工作就是去做實驗以驗證假說是否正確，形成知識；兩者間

人類天生就有針對未知的世界去進行試探，驗證想法是否正確的本能；而 科學家最常進行的工作就是去做實驗以驗證假說是否正確，形成知識；兩者間