研究流程與設計

四、地型會影響生長嗎？

以本研究所建構之虛擬植物種植歷程平台為例(圖3-1)，遊戲之操作方式為：每點選一次 種植按鈕為一回合。當操作者選擇種植地點(如：山地或平地)後，可拖曳植物至不同高度之種 植地點，並透過選擇天氣與季節改變種植環境，操作者可藉由觀察植物生長變化與溫度、濕 度、地形之關係，來找出該植物之生長規則(遊戲規則)。其中，在觀察能力部份，依據植物根 莖葉、地形資訊的瀏覽次數多寡，配合觀察植物生長變化進行判斷。在假設能力部分，操作 者依據每回合種植地點、氣候、季節的改變進行植物類別的判斷。實驗能力部分，操作者可 以藉由多回合的種植、多種生長的結果，以及控制變數的能力間之比對，作為變數控制能力 之判斷。在資料搜尋能力部分，將紀錄操作者利用網路進行關鍵字搜尋與探究主題間之關聯 性，以作為能力判斷指標。

本研究所建構之遊戲式科學探究評量模型與傳統科學探究活動相較，相同與相異處為：

相同處：

一、 所提出之問題，皆為學生自行操作即可得到答案。

二、 針對所提出之問題，學生所做預設的解釋，可以透過實驗實際驗證正確與否。

相異處：

一、傳統科學探究地點為開放性空間，而本研究之科學探究實驗地點，則為自行建構之科 學探究遊戲評量平台。

二、傳統科學探究活動為完全開放性探究，而本研究為已經決定主題、較小範圍之探究。

圖 3-1 虛擬植物種植歷程評量操作畫面

本研究期望利用圖 3-1 之虛擬植物種植歷程評量平台來評量國中生物科學探究相關能力 指標(表 3-1)。

表格 3-1 虛擬植物種植歷程評量使用之能力指標 科 學 探 究

由探究的活動，嫻熟科學探討的方法，並經由實作過程獲得科學知識和技能。

由情境中，引導學生發現問題、提出解決問題的策略、規劃及設計解決問題的流程，經 由觀察、實驗，或種植、搜尋等科學探討的過程獲得資料，做變量與應變量之間相應關 係的研判，並對自己的研究成果，做科學性的描述。

體會「科學」是經由探究、驗證獲得的知識。察覺科學探究的活動並不一定要遵循固定 的程序，但其中通常包括蒐集相關證據、邏輯推論、及運用想像來構思假說和解釋數據。

植 物 背 景 知 識

察覺植物根、莖、葉、花、果、種子各具功能。照光、溫度、溼度、土壤影響植物的生 活，不同棲息地適應下來的植物也各不相同。發現植物繁殖的方法有許多種。

然而，為了將敘述性之能力指標轉為具體的操作性量化數值，以提供科學探究虛擬遊戲 平台評量探究能力之實作依據。因此，本研究參考 GQM 方法(Hewijin Christine Jiau, Jinghong Cox Chen,& Kuo-Feng Ssu：2009)，進一步擴展並提出科學探究遊戲歷程評量之設計方法 (GQSM) (圖 3-2)。

圖 3-2 科學探究遊戲歷程評量之設計流程(GQSM) 科學探究遊戲歷程評量之設計流程(GQSM)：

1. Goal(目標)：選定能力指標作為評量目標。

2. Question(問題)：使用概念圖描述科學探究之能力指標欲評量主題為何。

3. Simulator (模擬)：在虛擬植物種植平台上如何紀錄有意義之歷程操作。

4. Metrics (操作性量化數值)：以行為歷程評量表格分類並解釋探究行為模式。

5. 此評量過程可以依照選定評量之主題不同(能力指標)重複進行。

本研究將科學探究能力概分為：「觀察」、「假設」、「實驗」、「資料搜尋」等四個 面向，再將遊戲操作過程、所使用之工具等，依照這幾個面向做歸類。並讓學生使用網路搜 尋，以作為「資料搜尋」能力之判斷，再輔以填寫學習單彌補虛擬平台「觀察」面向不足處，

統整作為判斷學生評量結果之紀錄。另外，為了能夠在探究後對學生之科學探究行為模式做 適當的解釋，而將「觀察」、「假設」、「實驗」、「資料搜尋」這四個面向依據學生操作 表現區分為三個部份後歸納出科學探究行為歷程評量表格。最後，再將實測資料作量化處理，

以驗證科學探究評量模型與行為歷程評量表格之實用性，並以滿意度問卷作後續平台與研究 方向之修正。

本研究將科學探究遊戲歷程評量之設計流程細分為幾個步驟(圖 3-2)：首先選定與國中生 物科學探究相關，以及與植物生長條件相關之能力指標作為評量目標(表 3-1)。其次，以概念 圖分析科學探究遊戲歷程評量需包含哪些科學探究操作面向，其中必須將知識透過操作或規

各個面向之判斷標準，並利用行為歷程表格為科學探究行為模式進行分類，進一步解釋科學 探究行為。