教育部在「科學教育白皮書」中指出科學教育的目標在提升及運 用探究能力，以解決日常生活中的問題(教育部，2003)，科學課程強 調以探究為基礎，讓學生能進行學習及理解自然世界。課室中的探究
活動，雖然因為學生認知發展的限制，無法與科學家進行的科學活動 相比，但學生仍可經由類似科學家的思考過程，去經歷發現問題、提 出假設與設計實驗等一連串探究歷程，以學習科學並培養對科學概念 的理解(NRC, 2000)。
十二年國教在科學學習上是強調「探究與實作」(國家教育研究 院，2016)。小學階段的科學探究學習是以進行實驗活動為主 (王美 芬、熊召弟，1995)。實驗活動可以培養學生的科學推理技能、實務 技巧、合作能力及對科學本質的了解(NRC, 1996)。但是多數的中小 學生對探究學習相當陌生，如果缺少老師的協助，學生很難獨立進行 探究活動(Krajcik, Czerniak, & Berger, 2003)。許多研究指出學生進行 探究活動時，是需要老師的指導，學生並無法從體驗中直接學到探究 的思考方式，也無法有效的發展出科學探究能力(洪振方，2010; Clark, Clough, & Berg, 2000; Zimmerman, 2007)。教師考量學生對探究的不 熟悉，在實驗活動的教學現場中多採用驗證式或結構式的探究方式進 行。此類探究的實驗情境是由老師提供研究問題，學生依循老師所設 計的實驗步驟收集資料及數據，並進行解釋及討論。學生在此學習過 程中並不會去注意實驗活動的目的及設計，在學習時常只是動手而不 思考，並無法產生有意義的學習(郭文禎、張文華，2000)，對於學生 概念的改變並非是有效的方法(Domin, 1999)。為了提升學生的思考，
在進行實驗活動教學時，老師應尊重並給予學生展現其現存的知識，
在實驗活動過程中，鼓勵學生設計實驗及多提供學生協商、討論及建 構經驗證據意義的機會 (林陳涌，1995)。
開放式探究是由學生提出探究問題並進行問題解決的探究學習 模式，能培養學生的高階思考能力也能提升學生的興趣、責任感及科 學素養(Jordan, Ruibal-Villasenor, Hmelo-silver, & Etkina, 2011)。進行 開放式探究教學時老師要考慮學生的認知能力，並協助學生解決在探 究過程中所面臨的困難(Zion & Mendelovici, 2012)，否則學生會很容 易因為面臨無法解決的困難而感到挫折，並很快的耗損學習的熱情 (Berry, Mulhall, Gunstone, & Loughran, 1999 ; Trautmann, Makinster, &
Avery, 2004)。
Dembrow 與 Molldrem-shamel (1997)主張進行探究教學時，教師 要從學生的興趣出發並找出教學中最關鍵的項目去改變。在開放式探 究中，學生的提問是學生興趣所在也是探究的始點。但是因為學校的 自然科學教學是聚焦於科學事實的內容的傳授(McNeill, Lizotte,
Krajcik, & Marx, 2006)，對於學生的提問學習經常是被忽略的(van der Schee & Rijborz, 2003)。許多研究指出在開放式探究過程中要學生提 出科學探究問題是有困難的，學生的提問多為封閉性的問題，需要老 師的協助才能發展出具有探索性的問題 (李明昆、洪振方，2010；龍 鱗如、謝祥宏，2006；Apedoe, 2008; Chin & Chia, 2006; Zion &
Mendelovici, 2012)。林煥祥(2008a,b)也指出臺灣學生在辨識問題及形 成科學議題的能力是較不足的，因此我們應該要特別關注如何提升學 生的提問能力。
NRC(2012)指出提問是學生在探究學習上的要素，主張學生在科 學提問的能力上應該要能形成或修改問題，使其能成為用實徵性研究 回答的問題，並以此問題設計探究活動而尋找出答案。在開放式的實
驗探究活動中，學生所面臨的是複雜的問題情境，需要以自己的知識 為基礎，從情境中去尋找線索並形成界定清楚的問題，再以此問題進 行探究活動，才能對於複雜的問題情境有深入的了解。胡瑞萍與林陳 涌(2002)主張寫作可以讓學生將內在想法轉為具體的外在表徵，幫助 學生連結不同的概念，使學生的思慮能更清晰而促進高階思考的能力。
而國小學生在即時性的口語對話過程中很難形成個人的推理脈絡(林 雅慧、張文華、林陳涌，2003)。因此採用寫作作為學生的學習鷹架，
是符合國小學生的發展及教學所需。
在台灣有關於開放性探究的相關研究多是以專題研究或科展的 方式進行，以正式課程進行開放式探究的研究較少(白佩宜、許瑛玿，
2011；顏瓊芬、黃世傑，2003)。而以教科書課程內容進行開放式探 究學習之國小相關研究並沒有發現。此外，關於學生提問相關的研究 相關的文獻研究也不多(Song, 2016)。目前的學生的提問研究多半聚 焦在學生的問題數量、類型、層次(李明昆、洪振方，2011；連啟瑞、
盧玉玲，1997； Chin, 2002；Heinzen, 1989；Lee & Cho, 2007)、學習 環境對於學生提問情形的影響(Colbert, Olson, & Clough, 2007；
Kaberman & Dori, 2009)或以教學方式促使學生提出探究的問題(連啟 瑞和盧玉玲，2005；Chin & Brown, 2000)。對於引導學生形成科學探 究問題並運用於探究教學活動的相關研究並不多，且其研究對象多為 高中及大學生(Bielik & Yarden, 2016; Chin & Kayalvizhi, 2005;
Lombard & Schneider, 2013)，與研究者所欲探討的國小學生在身心發 展上差異甚大。當今的科學教育強調科學探究的學習是實務的學習 (NGSS Lead States, 2013)，主張學生學習科學的方法應該以學生的好
奇心與主動性為起點，從學生的經驗出發去進行探索、實驗操作與多 元學習(國家教育研究院，2016)。學生應該透過學習社群廣泛的參與 在探究活動中，而非僅專注於單一的科學技能中(Kuhn, Arvidsson, Lesperance, & Corprew, 2017)。因此，本研究除了探討在以寫作鷹架 協助學生提問實驗問題的成效外，也探討學生以此實驗問題進行探究 活動對其學習所產生的影響。
雖然許多研究指出探究學習可以提升學生的學習成就，但是研究 也指出除非學生已具備有較高的內化知識足以引導學生學習，否則在 學習過程中的引導太少對於學生的學習是不利的(Kirschner, Sweller
& Clark, 2006)。因此，本研究採用寫作鷹架來協助學生進行開放式探 究。而Yoon, Elinich, Wang, van Schooneveld與Anderson(2013)指出不 同的學習鷹架對於學生學習的影響是不相同的。而本研究寫作鷹架的 主要目標是要協助學生形成實驗探究問題並進行探究活動。因此研究 將探討學生形成實驗問題能力的情形。在十二年國民基本教育中的理 念是要能成就每一個孩子(教育部，2012)，希望能給予不同學習成就 的學生差異化的協助(吳清山，2012)。因此，本研究探討學生在探究 教學中的學習成就情況，也更進一步探討不同學習成就的學生在開放 式探究活動中的學習情形，以作為未來教學設計時的參考。研究指出 探究學習會影響學生的學習成就及探究能力，期盼研究結果能架起研 究理論與教學實務間的橋樑，以作為科學教育工作者的教學與研究之 參考。