科學探究教學之理論

一、科學探究教學

由於科學哲學觀點的演變和認知心理學的發展，使得建構主義的理念在科 學教育日益受到重視，亦是近年來科學教育工作者探討的問題，隨著認知心理 學及建構主義的興起，教學策略慢慢轉變為以學生為中心的科學探究活動，教 師僅提供各種問題情境，不直接給予學生灌輸知識，讓學生主動進行觀察，進 而提出問題，深入和聚焦某個問題，有研究顯示透過主動學習、探究，問題解 決，合作學習的方式來學習數學和科學，能激勵孩子從事調查的兒童的調查性 質的科學 (張世忠，2001；顏弘志，2004；Fleer & Beasley, 1991, 2008；Karen，

2001)。因此，在探究教學的過程中，以教師和學生所扮演的角色又可分為指導 式探究與非指導試探究兩種（張世忠，2003）。

（一）非指導式探究

學生所扮演的角色為主動積極的學習者，在思考過程中主動觀察、建立假 設並且自行蒐集所需要的資料，從個別的觀察、推論以及與其他同儕的探究中 來建構知識與能力；而教師的角色在整個過程中，只是材料的提供者以及提出 問題刺激學生思考的引導者，非指導式探究類型的教師可以採用討論的方式鼓 勵學生與同儕分享自己的推論，使其他人獲益（。

教師如需採用非指導式探究的條件，必須是學生已有多次「指導式探究」

的經驗，具備了發現和解決科學問題的技能，以及充分的科學知識。

（二）指導式探究

指導式探究兼顧了教師與學習者之間的角色，此探究方式主要目的是指導 學生學習的方法，學生在教師的指導下探究事件原因與推理，教師可在學生進 行探究過程之前或是過程之中給予指示與引導，再讓學生實際進行探究；教師 在整個學習過程中扮演的角色是控制各種事件、資料、材料等的活動領導者，

以非指導式探究相同的是，教師也可以採用討論的方式鼓勵學生與同儕分享自 己的推論，使其他人獲益。此外，指導式探究的教師所扮演引導的角色多寡，

也會因學生的角色與年齡而有所不同。

由於幼稚園的幼兒年齡較低，以及受限於研究時間的關係，因此，本研究

將使用指導式探究教學，以節省教學的時間和增進學習效果。

二、科學探究教學之應用

整理近十年來科學探究教學的相關研究，發現研究對象多以國小、國中、

高中的學生居多，僅有一篇研究對象為幼兒（陳淑敏，2002），研究領域多為自 然科學與數學領域，如表 2-4 所列，也包涵了音樂領域（林格，2008）、語文領 域（黃秋燕，2004），而研究方法以行動研究、實驗研究法居多，雖然研究主題 與方法不同，都對學習成效有增進的效果，但是其中楊連智（2007）研究顯示 接受探究的組別與接受傳統教學的組別在力學單元的學習態度未達顯著，因 此，研究者認為只有單純接受探究教學的學生，在科學概念的建構上仍會有不 足。

表 2-4 探究教學之相關研究

研究者 研究方法 研究對象 研究結果 陸美靜

（2001）

行動研究 國小三年級四班 35-38 人

實施建構教學對於學生能主動建構知 識外，還能培養學生互相尊重、彼此 幫助的人際關係。

黃鳳琴 (2001)

準實驗設計 國小五年級兩個班 級

接受建構主義教學的學童在看星星單 元中的學習成效、星星概念優於接受 一般教學，且星星概念符合科學概念 者多於接受一般教學

陳淑敏

（2002）

質性分析 國小附幼一個班級 教師以鷹架的角色了解幼兒的認知水 準，進而引導幼兒去思考所操作的事 物，反省自己的觀點，思考他人的觀 點。使幼兒能夠積極參與討論，由此 建構科學知識。

陳丁瑜

（2003）

準實驗研究 法

國中兩個班級 透過建構主義取向教學的學生在學業 成就優於一般教學。特別是對學業成 就中及低等的學生有顯著且正向的影 響。

續表 2-4