本模組以「陀螺」為主題，包含四個單元共18 堂課，課堂內容主要為幼教科 學團隊中的四位在職幼兒園教師以科學教育的概念所設計與撰寫，以下詳述此模 組的設計理念與內容。
設計理念
《幼兒園教保活動課程大綱》(2017)中提到幼兒園的課程應以幼兒為主體，規 劃應具有統整性，整合各領域的學習經驗，掌握「有系統且有目的」的規劃原則，
而且幼兒的學習過程不是外在「灌輸」的內容，因此，本模組目的在培養幼兒的科 學探究能力，在設計上避免涵蓋過多的新知識，以免造成幼兒的認知負荷過大。另 外，模組也會設計許多活動，讓幼兒有機會以個人或小組的方式進行觀察、探索、
實驗和分享等等，以符合該課綱中認知領域的目標：（1）擁有主動探索的習慣、（2）
展現有系統思考的能力和（3）樂於與他人溝通並共同合作解決問題。
為了使模組內容符合幼兒認知發展程度，本模組的設計團隊結合具經驗的幼 兒教育與科學教育專家及在職的幼教師資。專家提出科學探究能力的定義與架構，
在職教師則依照實際授課情形設計模組內容。因在幼兒階段，幼兒的先備知識有 限，能夠操作的工具亦有所限制，本模組期望授課教師能夠適時運用教學策略，引 導幼兒學習與探索，所以由在職教師作為主要設計者的話，便能夠更明確知道幼兒 在哪些部分是需要授課教師的協助，也更清楚瞭解目前幼兒園的課堂進行方式。
另外，本模組亦採取探究取向的教學模式，研究者於第二章中整合專題導向、
方案取向和探究環的五項共同特徵，以下說明本模組如何因應這五項特徵：
1. 以學生/幼兒為中心：雖然模組的主題非由授課教師與幼兒決定，但為了結合 幼兒的興趣，並引發主動學習的動機，以時下流行的戰鬥陀螺為契機，設計出 以「陀螺」為主題的一系列的活動。
2. 進行探討活動：在模組中，提供幼兒進行探討的機會，讓幼兒學習科學知識和 培養探究能力，包含專家入園、體驗活動、進行實驗…等。
3. 與他人合作：在模組的18 堂課中，有一半以上的課堂是以小組方式進行，小 組要互相合作，以完成課堂中要求的實驗和作品。
4. 作品集：在模組的最後一個單元會請幼兒分別以個人和小組為單位，依照前幾
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堂課所學到的科學知識製作陀螺。而在模組進行的過程中，教師會提供學習單 讓幼兒記錄實驗和活動結果。
5. 進行溝通：模組設計中，會提供機會讓幼兒討論想法，或是分享實驗和活動結 果，幼兒也可以藉此聆聽同儕提出的不同想法和意見。另外，在專家入園中，
幼兒會跟專家交流，向專家提出科學問題以此蒐集相關的訊息。
模組架構與內容
圖3-3-1 為模組架構圖，以「陀螺」為主題，依序延伸出四個主要單元，每個 單元都包含 2 至 6 堂課，每堂課約 60 分鐘。第一單元是「陀螺的構造與動力來 源」，共7 堂課，課堂內容主要是先讓幼兒觀察各種不同動力來源的陀螺，例如：
木製陀螺、鉉鈕陀螺、手捻陀螺和戰鬥陀螺…等，並瞭解陀螺的三個基本構造─陀 螺體、轉軸、力臂，進而瞭解陀螺重心的高度和力臂的長度會影響陀螺旋轉，在這 單元的最後階段也安排專家入園，提供機會讓幼兒向專家提出和陀螺相關的科學 問題。
圖3-3-1 模組架構圖
（整理自臺師大科學教育研究所幼兒科學教育模組團隊編撰的〈幼兒科學教育模組─陀螺 模組手冊〉(民 108，頁 1~2)）
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瞭解基本構造後，就要進入「怎麼玩」的階段，也就是第二單元「陀螺的玩法」， 共 2 堂課，主要是讓學生操作陀螺進行兩種玩法─最強壯和轉得久。最強壯指的 是當陀螺在旋轉的狀態與其他陀螺碰撞時，是否堅固到足以抵擋撞擊的力量，不但 能持續的旋轉，並能夠導致其他的陀螺被撞飛或是停止旋轉；而轉得久即指陀螺的 持久性。最強壯的陀螺和轉最久的陀螺在本單元中為獨立兩個玩法，為避免幼兒認 知負荷過量，並不強調兩者之間的相關性，故分為兩堂課獨立進行。
如何讓陀螺最強壯或是可以轉得久呢？這就是第三單元的重點，也就是「影響 陀螺旋轉的因素」，分為四堂獨立的課，分別引導幼兒進行四項實驗，瞭解地面材 質、重心的高度、力臂的長度和陀螺體的重量會影響陀螺的旋轉時間。這部分的模 組對於幼兒來說比較困難，因為涉及變因的改變與控制，除此之外，因為採小組進 行實驗，成員間的合作與互動都會影響實驗的進行和結果的呈現。
最後一單元是「陀螺的設計」，共5 堂課，單元內容主要是讓幼兒利用前幾堂 課學習到的科學概念製作出最強壯或是轉得最久的陀螺，希望幼兒能夠考量到重 心的高度、力臂的長度和陀螺體的重量來製作陀螺，並且能夠用科學名詞和科學概 念向他人說明和解釋陀螺強壯或是轉得久的原因，最後並進行陀螺比賽，分別找出 班上最強壯和轉得最久的陀螺。因為單元間的概念是連貫性，故不建議授課教師更 動順序。各單元的教學目標請參閱表3-3-1。
探究模組的特徵
近年來隨著卡通的崛起，戰鬥陀螺在小學以下的兒童間再次掀起討論和遊玩 的熱潮，眾多商家也舉辦許多相關的比賽，若是戰鬥陀螺要贏，就必須思考如何讓 戰鬥陀螺轉得又久，又可以將別人的戰鬥陀螺撞飛，此模組正是以此為契機，提出 科學問題：是什麼樣的因素會影響陀螺旋轉的持久度和堅固性，但影響的因素眾 多，依照幼兒的認知和實際實驗的可行性，選擇了四項因素（摩擦力、重心、力臂 和整體重量）來設計實驗，以此讓幼兒從實驗結果發現原因。另外，此模組亦要求 幼兒必須利用數據分析來說明研究問題(Bell et al., 2005)，舉例來說，在Ⅲ-3.陀螺 手臂的秘密(力臂的長度)的課堂中，是要探討力臂的長度如何影響陀螺旋轉的持久 性，再實驗過程中，幼兒必須記錄不同力臂長度的陀螺旋轉的時間，分組進行實驗 後，各組幼兒必須向全班分享該組實驗結果，以此說明力臂的長度和陀螺旋轉的持 久性間的關係。
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此模組對應美國《國家科學教育標準》(NRC, 2000)中提到探究模組有五項基 本特徵如下：（1）科學性問題的來源：有關影響陀螺旋轉的因素之科學問題是教案 本身設計，並非來自幼兒主動的發想。（2）證據蒐集的內容與方式：幼兒在教師的 指導下操作不同的變因進行實驗，並將實驗數據紀錄於指定的學習單中。（3）從證 據形成解釋的方式：幼兒在教師的提示引導中，敘述實驗數據，並與研究問題呼應，
解釋實驗結果。（4）連結解釋於科學知識的方面：教師會以科學專有名詞進行模組
（例如：摩擦力、力臂、重心…等），為了因應幼兒的科學認知，故模組重點著重 於那些名詞的認識，以及與陀螺旋轉的連結，並未針對更深入的科學知識內容做解 釋，例如：教師會以光滑程度說明桌上的摩擦力小於抹布的摩擦力，而經過摩擦力 實驗後，幼兒會發現陀螺在桌上的時間較在抹布上旋轉的時間久，進一步發現陀螺 在摩擦力小的地方轉比較久，但是他們並不會知道為什麼，教師亦不會針對此多做 解釋。（5）表達與說明解釋的方式：幼兒難以回答開放性問題，故教師多引導幼兒 針對特定問題，以特定形式回答。從上述可知，此模組多以教師（或教案）為導向。
涉及之科學探究能力
依照每堂課的設計，幼兒也被期許發展特定的科學探究能力，如表 3-3-1。而 每項探究能力之間並沒有存在一定順序，故第一堂課和最後一堂課可能會包含相 同的探究能力，因此，研究者在此不以逐堂的方式闡述涉及之探究能力，而以各個 探究能力為出發點來講述在模組中所涵蓋的探究能力為何。
「系統性觀察」在這個模組中主要集中在第一單元中，期望幼兒能夠在操作之 前先系統性觀察各種陀螺的異同，包含外型、組成材質和動力來源等等，並會將這 些陀螺做分類；而在之後的課堂中亦會期望幼兒透過系統性觀察找出最強壯的陀 螺或是最持久的陀螺異於其他陀螺的地方，也就是為什麼那顆陀螺會成為最強壯 或是最持久的陀螺的原因。
第三單元主要是在進行四項實驗，看不同的變因對陀螺旋轉的影響，重視幼兒 的「實驗」能力。在此單元中，以小組形式進行，故「規劃」能力格外重要。雖然 實驗所涉及的控制變因、操作變因與應變變因對幼兒來說是陌生的，但期望幼兒可 以透過模組和教師引導下，不僅可以辨識不同的變因，以正確的流程和步驟，順利 完成實驗，也可以在實驗前就做好小組成員的工作與任務分配。而在第四單元中，
也要求幼兒必須針對要比賽的陀螺進行測試，測試的步驟就是仿效第三單元的實
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驗方式，所以再次培養幼兒的規劃與實驗能力。
整個模組會需要用到計時器去測量陀螺旋轉的時間，從第一單元第五堂課就 開始進行計時器的操作與測量，第三單元的實驗更是如此，這就是在培養幼兒的
「操作」能力，幼兒必須學會計時器的使用，包含開始、暫停和歸零，會操作計時 器之後，還必須正確的判讀螢幕上的數字和單位，這樣才有意義，幼兒才能正確的
「操作」能力，幼兒必須學會計時器的使用，包含開始、暫停和歸零，會操作計時 器之後，還必須正確的判讀螢幕上的數字和單位，這樣才有意義，幼兒才能正確的