科學玩具在教學上之應用

一、 科學玩具的定義

以兒童來說，廣義的玩具是遊戲時所使用的物體，狹義指的是市面上所販售 的遊戲商品（賀慧玲，1990），玩具沒有特定的形式，只要能讓孩子嬉戲都是玩 具（王美蘭，1994）。玩具從嬰幼兒時期，便是協助人類發展的重要工具，因為 玩具是讓嬰幼兒認是外在世界的媒介物，能讓嬰幼兒表達心靈與情感（葉紹國，

1978）。到了孩童時期，還能啟發智力、訓練各個感官的發展，是一個學習的工 具（溫明麗，1988），「孩童必須藉著玩具等刺激長大」，這概念已經成為幼教 專家學者的認知（楊忠樵，2000）。

「科學玩具」本身具有科學的意義，或是利用其來進行科學的相關教學活 動（成映鴻，1997）；紀肇聲（1887）認為玩具就是以兒童身邊容易取得的素材 利用聲、光、電磁、彈性、慣性等科學原理製成的玩具；楊忠樵（2000）也定義 科學玩具為以兒童身邊容易取得的素材，利用科學原理製成的玩具，但他加上「以 其進行學習、遊戲活動的器具」稱為科學玩具;余岳川則認為，科學玩具就是科 學家為了傳達科學原理而發明的；O'Brien (1993)認為科學玩具是具有科學理論 的玩具，可以讓學生和生活上的科學理論相互印證，使深奧的科學觀念更具體。

許順欽（2002）認為利用科學原理來製造或是操作的玩具，使兒童透過觀察現象，

以及簡易的操作，培養對大自然的情感、學習細心的觀察，進而啟發學童認知推 理、思考等能力。王錦銘（2005）則認為科學玩具是利用科學原理製成，讓兒童 經由觀察現象以及簡易的操作，啟發其認知、推理、思考等能力的器具。另外江 雅惠（2002）提到「應用美術、勞作的材料（包括工業產物、自然資源、生活廢 棄物）與技術，依據科學原理－如浮力、流力、電力、彈力、磁性、慣性、重力、

摩擦力、振動…等或機械裝置－如曲柄、滑輪、馬達、傳動桿…等所設計、製作 出來，能產生運動、轉動、發光、發聲…等功能，可以提供給兒童學習、遊玩的 玩具，即稱為科學童玩。

綜合以上所述，我們可以得知科學玩具具有以下二個特點：

1.科學玩具是利用科學原理製成或操作的玩具，而且具有教育功能。

2.科學玩具可以協助兒童學習科學及培養科學相關能力。

二、 科學玩具的功能

玩具的價值為快樂、陪伴及自主（賀慧玲，1992），「科學玩具」屬於玩具，

含有玩具的特性，必須兼具遊戲與學習的功能。傳統的教學方法常造成學生不喜 歡科學（王澄霞，1996），Angier（1981）卻指出科學玩具可促進學生快樂的學 習。江雅惠（2002)也提到，可藉由製作與玩玩具的經驗，引發兒童的潛能、好 奇心與興趣，透過製作過程及遊戲學習一些簡單的科學知能，能增廣認知領域，

並啟發創造力、探索、批判及解決問題的能力。Stein 與 Miller（1997）的研究

指出，利用科學玩具來進行科學教學可以得到以下效果：玩具可以建構概念 (model concepts)、可以作為實物示範（demonstrations）、有助於記憶

（memonic）、可以說明科學和技學的整合（illustrating science and technology integration）。楊忠樵（2000）提到：「兒童對於玩具的喜好是天 性，有鑑於玩具在學習活動中扮演著重要的角色，因此希望在教學活動中，輔導 兒童製作科學玩具，結合兒童對玩具的喜好、興趣，讓兒童自行建構出該相關概 念，並促使兒童對科學態度改變，減少對於學習科學的恐懼，並做為自然科學活 動的實施方式。」

教育部九年一貫課程「自然與生活科技學習領域」課程目標第一條即指出：

「培養探索科學的興趣與熱忱，並養成主動學習的習慣」。而對於國小的學生來 說，要讓學生在探索科學的歷程中保持興趣與熱忱，在教學歷程中，適度的使用 科學玩具似乎是一個不錯的方法。因為科學玩具有遊戲的特性，能夠引起學生的 注意及好奇心，進而提起學習的興趣。自然科的教學如果可以運用科學玩具的製 作的方式，讓學生在遊戲中學習科學的原理、建構科學的概念，不但能保持學生 的學習興致，又能增近教學成效，因此近來在「自然與生活科技領域」的教學中，

使用科學玩具進行教學，已獲得許多人的喜愛。

三、 科學玩具在教學上的應用

在教育現場，科學玩具的角色可當作教師操弄的教具，或是學生操作的素 材，科學玩具與教具最大的不同，在於科學玩具能夠「簡易製作」並可以做為學 習的教材和當作遊玩的器具（楊忠樵，2000）。科學玩具應用在自然與生活科技 學習領域教學時，除了具有教具的功能，更包含了「製作與設計」的概念，而「製 作與設計」是九年一貫課程自然與生活科技領域中所要求的八大素養之一，在自 然科的教學歷程中，如果能適度地配合教材，指導學生進行科學玩具的製作，讓 學生從製作與改良科學玩具的過程中，學習相關的科學知識及培養主動學習的科 學態度。

綜上所述，科學玩具能引起學生注意、提高學生學習興趣、啟發其認知、推 理、思考等能力。研究者於本研究之教學活動中引入「樂器玩具」，讓學生能透 過樂器玩具的製作學習聲音概念，即是希望學生在製作聲音玩具的歷程中，逐步 建構出「聲音概念」；藉由製作樂器玩具的歷程，激發學生主動學習的意願；讓 學生能透過樂器玩具的製作與操弄，學習到科學的原理(聲音概念)。

為使科學玩具於教學的應用能有效提升學生的學習成效，研究者運用「樂 器玩具」於本教學研究時，將於下列四種情境中進行運用：

1.以樂器玩具引起學生學習動機，做為引入相關聲音概念的活動。

2.教師引導學生製作樂器玩具，由操作中學習相關科學概念(聲音概念)。

3.教師以樂器玩具演示解說相關科學概念。

4.教師以樂器玩具類推至真實樂器，引導學生建立真實樂器的聲音概念。