科學展覽對學生科學探究的影響

在參與科學展覽對學生學習影響的研究中，以探討學生科學本質的了解與科 學態度為最多，進行科學展覽與學生科學探究能力相關的研究甚少。尤其學生參 與科學展覽是一個讓學生經歷「做科學」(doing science)的過程，不同於教室內學 生都是由教師身上獲得到的多是第二手知識，科學展覽給予學生的探究經驗在學 生包含：設計研究問題、概念化一個適當的實驗計畫、連結資料、組織資料使其 有意義、對他人報告結果等歷程。比起傳統的教學，科學展覽的參與可以使學生 得到更多問題解決的學習機會，並且從這些機會獲得科學探究技能 (McComas, 2011)。

Akinoglu (2008)調查土耳其 100 位六年級到八年級有過科展專題研究相關經 驗的學生進行調查，發現學生仍相當依賴老師，有 36%的學生認為在如何準備研 究主題上教師並不顯得非常有知識，佔分析專題研究不足之處項目中最高比例，

研究過程遭遇困難中的比例最高的是「不知如何與老師溝通」，佔 35%。僅有 17%

的學生在調查中表示在科學專題活動後學習到如何完成一項科學性任務，27%的 學生認為他的探究技能在活動後有所提升。Akinoglu 的研究可以發現學生在開放 性的科學探究活動過程中仍過度依賴教師，而在學生能力不足的狀況下，透過指 導發展學生科學知識與研究相關技能是教師不可迴避的問題。

Kyriazi 與 Constantinou (2004)針對學生參與科展前後繪製圖表能力的改變進 行研究，研究對象為 35 位塞爾維亞 5 年級的學生，設計四個繪製圖表的問題並在 學生參與科展前後進行前測與後測。研究結果發現學生在繪製直方圖與折線圖的 能力皆有顯著提升，Kyriazi 與 Constantino 也提出他們的研究可以與其他科學探究 技能的關聯度做連結上的研究，例如解釋圖表。

彭天音(2010)利用 2006-2009 年參與台北市氣象探究網路競賽共 169 組學生，

探討網路科展競賽中學生科學探究能力的表現情形，以及對學生科學探究的信心 和學習態度對探究能力表現的影響、教師對科學探究教學的看法對學習科學探究 能力表現的影響等問題。彭天音的研究建議在類似於科展活動進行前，可先利用 一段時間讓學生了解探究歷程所需運用到的相關能力，才能針對不同學生成熟度 與預備度的差異部份事先準備。這與本研究的研究動機相契合，由於科展活動中 每組學生的研究問題不同、所需相關科學知識與實驗技能也不同，因此活動前的

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適當教學有助於減少學生在進行專題研究時遇到過多或不必要的困難與挫折，而 無法從研究中獲得學習。

嚴婉尹(2008)以基隆市國中生為母群，隨機取樣法抽取六所國中，再以叢集取 樣法抽取 633 位學生為樣本，進行「科學過程技能」及「科學探究歷程」測驗。

結果發現：有科展經驗學生多數的過程技能優於無科展經驗學生，有科展經驗學 生在「觀察」、「應用時間空間之關係」、「應用數字」、「測量」、「控制變因」、「解 釋資料」、「下操作型定義」、「形成假說」與無科展經驗學生有顯著差異。此外，

無科展經驗學生較容易有迷思的科學探究歷程，嚴婉尹的研究並發現無科展經驗 學生較容易有錯誤的科學探究流程認知，上述研究討論可以作為本研究在觀察學 生科展活動時，應該注意學生活動面向的討論，並作為本研究研究結論的理論支 持。

綜合上述國內外學者針對科學展覽對於學生科學探究影響研究的比較，以及 與本研究的關聯性以表 2-3-1 呈現。這些研究可以分為兩大類：一為對學生科學態 度的影響，一些研究透過問卷與半結構式晤談探討學生在參與科學展覽對於學生 科學態度的影響；二為對學生科學探究能力的影響，探討參與科學展覽前後學生 科學探究能力的改變。本研究研究問題較偏向後者，著重在學生接受科展培訓教 學模組與參與科展前後科學探究能力的改變。

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表 2-3-1：國內外學者針對科學展覽對於學生科學探究影響研究比較

研究面向 科學探究能力 科學學習態度

研究者 Akinoglu(2008) Kyriazi &

Constantinou (2004)

彭天音(2010) 嚴婉尹(2008)

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第四節 科學探究能力的評量

美國奧勒岡州教育部門提出的科學探究能力評分標準(Oregon Department of Education, 2002)，將科學探究的四個「形成問題或假說」、「設計研究」、「蒐集並 呈現數據」、「分析並解釋結果」等四個能力向度，每個面向分為 4 個等級(0~3 分)，

並建立評分準則。以「分析並解釋結果」為例，3 級分代表學生達到：(一)能用科 學概念、模型以及術語來呈現報告結果、討論；(二)明確地確定變量因，並知道實 驗的邊界條件與誤差來源；(三)提供一個可以蒐集出色質與量資料的科學研究設計，

並用以解決問題或假設。1 級分則代表學生：(一)提出不合邏輯或有重大科學錯誤 的科學程序；(二)變數和變因控制可能呈現出，但未進行定義；(三)設計一缺乏必 要資源與技術的科學研究設計。

誠如本章第一節文獻評析可見科學探究涵蓋面向相當廣泛，科學探究過程也 包含「觀察」、「發現問題」、「提出假設」、「提出可能預期結果」、「設計實驗」、「結 果分析」、「發展理論」等步驟(樊琳、李賢哲，2002)，因此使用傳統的紙筆測驗無 法適切地配合本研究欲探討的學生科學探究能力。實作評量也稱為真實評量，實 作評量可以讓教師瞭解學生對問題理解程度、投入程度、解決問題技能和自我表 達能力，能夠較完整的反映出學生的學習結果(盧雪梅，1998)。因此本研究採用實 作評量做為測詴學生科學探究能力的主要研究工具。但實作評量所帶來的成效並 不是自動發生，必頇經過嚴謹的計畫、實施和運用，才會達到實作評量使用的目 的(盧雪梅，1998)。

徐怡詵與王國華(2003)以國小五年級學生為研究對象，進行「校園植物檢索表」、

「光的反射與帄面鏡」與「探索花的構造」三個主題的實作評量，並且捨棄評分 表改用每單元有各自適用的檢核表作為評分依據。高慧蓮(2006)將探究能力分為界 定問題的能力、設計規劃的能力、分析解釋的能力、實作驗證的能力、溝通辯證 的能力等五種能力，評量方式以透過學生學習單回答問題為依據，並以 Schwab (1962)的科學實驗活動的層次為依據，依學生回答問題狀況給予 0 分~3 分四個等 第，以界定問題的能力為例：0 分代表沒有提出任何問題或提出與情境或探究主 題無關的問題；1 分代表只提出所觀察之現象而無法根據現象轉換成可探討性問 題；2 分代表透過所觀察的現象而提出無延伸性的問題；3 分代表能觀察現象並能

「組織」、「分類」或「比較」等，進而提出延伸性可探討性問題。宋雅鈴(2009)

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將科學探究能力分為「觀察」、「假設」、「實驗」、「資料搜索」四個面向，設計生 物科遊戲實驗模型，讓學生藉由操作實驗的歷程記錄，每一面向有三等第的分數 區別。Kyriazi 與 Constantinou (2004)選用實作評量作為研究工具，但只著重在學 生將數據繪製成圖表能力的探討；嚴婉尹(2008)以紙筆測驗為研究工具，與多數受

Kyriazi &

Constantinou (2004)

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