因本研究探討幼兒園的大班幼兒的探究能力表現，故主要針對符合該年紀的 探究能力做文獻回顧。
科學過程技能(Science process skills)
科學過程被認為是科學家探索自然世界和發展科學解釋時遵循的過程，而科 學過程技能是指學生在模擬科學家進行科學過程時所使用的技能(Millar, 2015)。美 國科學促進會(American Association for the Advancement of Science, AAAS, 1967)發 展一套教授科學的方式，學生將使用各種工具和進行各種過程去更好地理解自然 世界，並廣泛應用於SAPA(Science - A Process Approach)課程計畫中。而 AAAS 提 出12 項過程技能(Idiege et al., 2017; McComas, 2014; Ongowo & Indoshi, 2013; Padilla, 1990)，詳見表 2-2-1。其中前六項為基本(basic)的過程技能，後六項為統整(integrated) 的過程技能，統整過程技能的表現比基本的過程技能更複雜，更具統整性。
表2-2-1 科學過程技能
科學過程技能 敘述
1. 觀察(Observing) 使用感官（五感）蒐集研究對象（物體、生物和事件）的 特徵和訊息。
2. 推論(Inferring) 從觀察結果，或是過去經驗蒐集到的訊息，得出解釋，也 就是進行「有根據的猜測(educated guess)」。
3. 測量(Measuring) 使用標準或非標準度量或描述研究對象的尺寸（包含大小、
長度、距離、重量…等）。
4. 溝通
(Communicating)
使用任何符號、文字或圖像表徵描述研究對象，並與他人 分享觀察結果和解釋。
5. 分類(Classifying) 依據研究對象的屬性和特徵進行整理、分組或排序。
6. 預測(Predicting) 依據證據，對未來可能發生的結果進行猜測和說明。
7. 控制變因
(Controlling variable)
識別可能影響實驗結果的變因，並正確控制變因和操作變 因。
8. 下操作型定義 (Defining operationally)
在未有先前定義情況下，說明如何在實驗中測量變因。
（續下頁）
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科學過程技能 敘述
9. 形成假設 (Formulating hypotheses)
說明實驗的預期結果（與預測不同，預測是依據更多確定 性的證據）。
10. 詮釋資料 (Interpreting data)
組織和理解獲取到的資料，表達其中的涵義，得出結論。
11. 實驗 (Experimenting)
透過科學方法進行科學探討（包含提出適當的問題、陳述 假設、辨識和控制變因…等），以產生可驗證的結果。
12. 建模
(Formulating models)
創造解釋的心智模型或物理表徵，該解釋說明之前觀察的 過程或事件
Charlton (2003)提出最適合幼兒學習科學的過程技能是觀察(observation)、比較 (comparison)、測量(measurement)、分類(classification)和溝通(communication)。這些 技能能夠讓幼兒透過親自體驗，以實際的經驗累積出來，而教師應該鼓勵兒童質疑 和探討活動周遭的現象，讓幼兒在蒐集，組織和記錄資料的時候能夠使用更高級的 過程技能，例如：推斷關係、預測結果、做出假設、辨識和控制變因。陳淑芳等人 (2004)認為在幼兒科學教育中，科學過程能力的培養更重於科學事實認知。所以在 教師的引導下，幼兒應該要有自行發現問題、探索答案和解決問題的機會，因此提 出幼兒階段應培養且具備的科學過程技能為觀察、比較、分類、記錄、測量、實驗、
溝通、預測、表達和探索。
科學探究能力(Scientific inquiry abilities)
科學探究是指科學家研究自然世界，並依據研究結果提出解釋的多種方式。探 究亦可指學生發展對科學知識和科學理解，以及了解科學家如何研究自然世界 (NRC, 1996)。科學探究是一個多方面的活動，包含觀察、提出問題、設計探索活 動、檢驗訊息和證據、以及傳達結果，並使用批判性思維和邏輯思考。科學探究能 力是學生在進行科學探究時，所展現的一系列能力，探究能力亦顯示學生在運用科 學推理和批判性思維理解科學時，要將理解的過程與科學知識結合(NRC, 2000)。
在科學探究能力的內容標準中，強調學生應該要發展：
1. 進行科學探究所需要的能力：表 2-2-2 列出幼兒園到四年級(K-4)的學生在進 行探究活動會有的基本能力。
15 事件的問題(Ask a question about objects , organisms, and events in the environment)
學生可以結合自身的觀察，提出問題，並透 過科學知識（包含可靠的科學訊息、自身的 觀察和探討）回答問題。
2. 計畫和進行簡單的探討活動 (Plan and conduct a simple investigation)
隨著學生年紀的發展，探討可以從基於系統 的觀察至自行設計和進行簡單的實驗來回答 問題。
3. 使用簡單的設備和工具來蒐集資 料，並理解其意義(Employ simple equipment and tools to gather data and extend the senses)
學生使用簡單的工具進行測量，例如：使用 尺測量物體的長度、使用溫度計測量溫度、
使用放大鏡觀察物體和生物…等等。
4. 使用獲得的資料建構一個合理的 解釋(Use data to construct a reasonable explanation)
學生要判斷數據和訊息的優劣，並以此做為 證據進行解釋。而學生亦應該依據科學知識、
經驗和他人的觀察來檢查提出的解釋。
5. 溝通探討的過程、結果和解釋 (Communicate investigations and explanations)
學生要針對自己或他人的成果進行溝通、評 判和分析，溝通的模式可以是口語、書寫或 繪畫。
科學實務(Scientific practices)
NRC(2012)發表的《下一代科學標準(Next Generation Science Standard [NGSS])》
中表示希望學生透過科學與工程實務(science and engineering practices)、跨科概念 (crosscutting concepts)和領域核心概念(disciplinary core ideas)三個層面學習科學。科 學實務代表了科學家和工程師探索和理解自然與被設計的世界的多種方式(Krajcik
& Czerniak, 2018)，實務強調從事科學探討不僅需要技能，而且還需要每種實務所
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特有的知識，更說明什麼是科學探究的意涵，以及進行科學探究所要求的認知、社 會和實體實踐的範圍。
Osborne (2014)認為科學活動存有某種結構，表明科學推理具有三個不同的活 動階段：實驗（探討物質世界）、建立假設（發展對觀察和發現的事物的解釋和解 決方法）和評估證據（評估數據以及作為解釋提供的理論和模型），此結構的示意 圖如圖2-2-1，這與 NRC(2012)認為科學家和工程師進行探究和設計的三個活動領 域是一樣的。圖的左側是針對真實世界進行實證研究與探討相關的活動；圖的右側 則是發展解釋和解決方法有關的活動；中間以評估連接左右兩個領域，這是一個迭 代過程，無論是在進行探討活動或是發展解釋，都要不斷的進行論證和分析。而且，
在這三個活動領域中，科學家和工程師都試圖使用最好的工具來支持當前的任務，
這表示現代計算技術是科學家和工程式進行探究和設計很重要的一部份。
圖2-2-1 科學家和工程師進行探究和設計的三個活動領域（譯自 NRC, 2012, 頁 45）
實際上，科學家和工程師會在這三個活動領域之間來回運作，NRC(2012)以此 結構提出從幼兒園到 12 年級(K-12)所應具備的八種科學與工程實務，而全美科學 教師協會（National Science Teachers Association, NSTA, 2013）更針對這八項實務做 更詳細的分年敘述，表2-2-1 呈現幼兒園至二年級(K-2)階段的能力敘述。
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表2-2-3 NSTA 八項科學實務 K-2 能力敘述（譯自 NRC, 2012; NSTA, 2013）
科學實務 說明 K-2 能力敘述
1. 提出問題和 定義問題 (Asking questions and defining problems)
學生能夠依
(Developing and using (Planning and carrying out investigations)
學生能夠與
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實務 說明 K-2 能力敘述
4. 分析和詮釋 資料
(Analyzing and
interpreting data) mathematics and
computational thinking)
學生使用數 (Constructing explanations and designing solutions) (Engaging in argument from evidence)
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實務 說明 K-2 能力敘述
8. 獲取、評估 和溝通訊息 (Obtaining, evaluating, and
communicating information)
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異同，以提高結果的可信度，並察覺探究的限制。包含「分析資料和呈現證據」、
「解釋和推理」、「提出結論或解決方案」和「建立模型」。
4. 表達與分享：運用適當的溝通工具呈現重要發現，與他人分享科學新知與想法，
推廣個人或團隊的研究成果。包含「表達與溝通」、「合作與討論」和「評價與 省思」。
雖然在《幼兒園教保活動課程綱要》(教育部, 2017)中未針對幼兒的科學學習 或科學探究有明確的界定與說明，但在其認知領域中，強調幼兒應以「擁有主動探 索的習慣」、「展現有系統思考的能力」和「樂於與他人溝通並共同合作解決問題」
為目標。認知是指處理訊息的思考歷程，強調問題解決思考歷程能力的培養，包含
「蒐集訊息」、「整理訊息」及「解決問題」三項認知能力的運用。蒐集訊息是指透 過感官、工具測量及紀錄的活動，有系統、有條理的觀察和蒐集訊息。整理訊息則 是將蒐集到的訊息利用歸納、分類、比較、找出關係、排序或圖表的形式加以組織 和整理，並釐清訊息間的關係。解決問題是指在發現探究性的問題後，與他人討論 出可能的解決辦法和其可行性，並經過實作與驗證、檢查結果，進而解決問題。
小結
科學過程技能、科學探究能力和科學實務都可以泛指科學家研究自然世界（科 學實務還涉及被設計的世界），並依據研究結果提出解釋的過程或方法。1996 年之 前，美國課綱強調學生要使用過程技能學習科學知識；1996 年時，NRC 提出新課 綱，以「科學探究能力」取代科學過程技能，但這並不是代表課綱完全捨棄過程技 能，而是將它融入在科學探究中，因為科學探究能力不只強調進行科學探究並學習 科學知識的方式，還注重將這些方法和科學知識做結合，也就是知道如何使用這些 方法，以及理解科學知識如何以及為什麼隨著新證據、或是新的邏輯分析方式而修 正(NRC, 2000; Osborne,2014)。而隨著 NGSS 課綱(NRC, 2012)的提出，將科學和工 程結合，希望學生透過餐與科學和工程實務了解科學家和工程師進行探究或設計 的歷程。NRC(2012)認為唯有讓學生實際參與實務，學生才能認識科學知識的發展，
了解用於探討、建模和解釋式解的多種方法，以及激發學生的好奇心和興趣，讓學 生更投入學習。
科學過程技能強調學生要知道使用哪些(what)技能學習科學知識；而科學探究 能力除了要使用這些能力學習科學知識之外，還要知道如何(how)使用這些能力；
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科學實務除了將科學領域和工程領域結合，亦延續科學探究能力的意涵，但更強調 學生的親自參與和使用這些實務的目的(why)以及在科學活動上的意義。本研究希 望幼兒在進行科學探究時，除了學習科學知識之外，更要知道如何去學習，但未強 調實務的部分，所以本研究以「探究能力」表示幼兒在進行科學探究時所使用方式。
而研究者亦參考過程技能、探究能力與實務制定出六項探究能力，表2-2-4，並與
而研究者亦參考過程技能、探究能力與實務制定出六項探究能力，表2-2-4，並與