第二節 第二節
第二節 科學玩具 科學玩具 科學玩具 科學玩具
一、科學玩具的意涵
關於科學玩具的意涵，許多專家學者雖有不同的見解，然大致上都從製作原 理與其教育功能這二個面向來說明，茲將這些不同的見解分述如下：
從製作原理這個面向來看，所謂的科學玩具，是指以兒童身邊容易取得的素
材為製作材料（紀肇聲，1887；楊忠樵，2001；李戊益， 2002；楊蕎安， 2007），
並利用科學原理來製造或操作（余岳川，2001；許順欽， 2003；柯虹如，2006；
楊蕎安，2007），具有趣味性（楊蕎安，2007）的玩具。
再從教育功能這個面向來看，所謂的科學玩具，是指能讓兒童透過簡易的操 作以及現象的觀察，以啟發其認知、推理與思考等能力的玩具（信誼基金會，
1987；許順欽，2003；王錦銘，2005；柯虹如，2006；楊蕎安，2007）。成映鴻
（1998）認為，只要兒童能利用事物去做有意義的活動和遊戲者，則一草一木都 可稱為玩具。而這些玩具，具有科學教育意義，或利用其活動時具有科學精神，
都可以稱之為科學玩具。余岳川（2001）認為有不少的科學玩具本來就是科學家 為了教導科學原理而發明的，基於此，科學玩具非常適合來當自然或物理、化學 的教具，可以研究它的操作原理，也可以用它來研究基本科學定律。張淑慧（2003）
則認為科學玩具結合玩具與教具的功能，能夠做為兒童學習科學的材料和學習工 具。
綜觀以上學者看法，不論學者們從哪個面向來說明科學玩具的意涵，都強調 科學玩具必須具有科學原理以及教育上的意義。由此可知，所謂科學玩具並不只 是玩具，它取材方便，製作簡易，而且可以作為課堂上的教學輔助工具，幫助兒 童在科學課程上的學習活動，並增進其對科學原理的認知，也可以培養兒童對大 自然的情感，並啟發其認知、思考、推理等能力。
二、選擇優良科學玩具的原則
在科學玩具的選擇方面，許多專家學者有不同的見解，然大致上都強調操作 簡單、具有教育功能以及安全性等原則，茲將這些不同的見解分述如下：
鄭守道（1974）認為優良的科學玩具應具備以下的條件：
（一）「構想好」，並利用科學原理製作的玩具。
（二）玩具的造型新穎、高尚而富有藝術性，能陶冶兒童的情緒，藉以訓練審美 能力。
（三）色彩調和不刺目，並合乎兒童的心理。
（四）能啟發兒童的科學思考和幻想，並能培養創造力。
（五）玩具的結構堅準、耐用，易於收拾沒有危險性。
（六）尺寸大小是否考慮使用者的性別、年齡及行動的可能性。
（七）可玩性大，兒童是否喜歡玩、玩得久。
（八）是否可以做多種玩法。
（九）富有教育性。
（十）價格大眾化，人人買得起。
在九年一貫自然與生活科技領域的綱要中指出，科學玩具的設計必須掌握下 列原則（教育部，2003）：
（一）具有安全性。
（二）具有趣味性、啟發性。
（三）能引起科學辯論。
（四）器材簡單易得。
（五）操作簡單易學。
王錦銘（2004）提出科學玩具遊戲教學之材料選擇及製作科學玩具可依循下 列原則：
（一）安全性，活動的首要考量即是安全性。
（二）材料可替代性高，若能提供兒童思考是否有替代材料的機會則更佳。
（三）價格低廉，易於取得，組合多變化，可激發兒童的想像力與創造力。
（四）製作方法簡單且毋需使用太複雜的工具便能製作。
（五）教學者於教學前應事先試做，了解材料的適切與否。
（六）遵循資源再利用的原則。
王錦銘（2005）認為優良的科學玩具應具備以下的條件：
（一）材料取得容易。
（二）製作簡易。
（三）富教育性。
（四）安全性高。
（五）易於操作。
（六）效果神奇。
（七）價格低廉。
（八）可玩性高。
綜合上述專家學者的見解，教師在選擇科學玩具來進行教學時應考量安全 性、材料易得、易於製作、可啟發兒童思考、激發兒童的創造力與想像力、可玩 性高、價格大眾化、能用科學原理解釋等原則。
三、科學玩具與學習
1971年，教育廳為了加強自然科教學，在板橋的台灣省國民學校教師研習會 創設「科學玩具組」，遴選具有專長的國小教師兩百人，前後分批調訓四期，結 業後，在各縣市擔任輔導推展國民小學科學玩具製作工作。其主旨就是在利用製 作科學玩具的過程中，來培養兒童的創造力，從科學玩具製作的過程中，所得的 經驗與探究的結果，就可以建構科學概念與瞭解基本原理。所以製作科學玩具就 是科學的萌芽，對於加強科學教育來講是非常的重要（張淑慧，2003）。
鄭守道（1974）認為透過科學玩具，一方面可以培養兒童的創造力，啟發兒 童的科學思考，也可以奠定兒童的科學基礎；另一方面可以從遊戲中培養兒童合 群、合作的德行，提倡正當的娛樂，使兒童累積豐富的經驗來改善人類的生活，
以達到科學教育最終的目的。
O'Brien (1993)指出使用科學玩具教學，有下的功能：
（一）增進學童課外的經驗。
（二）使深奧的科學觀念更具體。
（三）讓學生和生活上的科學理論相互印證。
（四）在教師的教學活動中，解決問題時能更積極、更深入的投注注意力。
（五）在操作過一些比較商業化的玩具後，學童也能自己製作玩具。
Stein and Miller (1997)的研究也指出，利用玩具來教學，可以有以下的結果：
（一）玩具可以建構概念。
（二）玩具可以作為實物示範。
（三）玩具有助於記憶的
（四）玩具可以幫助說明科學與技學的整合。
楊忠樵（2001）指出教師如果能配合經過設計的科學玩具進行教學，使科學 原理應用在科學實驗和自然科學習上，有助於兒童建構科學概念，將科學玩具與 教學活動結合，教師除了可以在學生操作的過程中探究其原理外，還可以在兒童 操作的過程中，進行觀察、測量、控制變因等科學方法進行科學實驗，而達到寓 教於樂的效果，不但可以滿足兒童學習與娛樂的慾望，對於培養兒童學習自然科 學的興趣也是非常有益的。
江雅慧（2002）認為科學玩具的設計與目的，主要在藉製作及玩玩具的經驗，
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、美勞知能與體能訓練，俾能增廣認知領域，並能啟發創造力、探索、批判及 解決問題的能力。
綜合以上所述可知，透過科學玩具的學習活動，除了可以讓學童在快樂而具 趣味的氛圍下展開學習（Angier，1981；楊忠樵，2001）之外，還能夠培養兒童 的創造力，啟發兒童的科學思考（鄭守道，1974），也可以提供學童一些基本的 問題充滿趣味性的解釋，並進一步幫助學童瞭解科學玩具背後隱藏的科學概念，
促進兒童建構科學概念（Thomas，1993；Stein & Miller，1997；楊忠樵，2001），
同時在觀察與操弄的過程中，增進學童科學的過程技能（陳義勳，2001），培養 兒童學習自然科學的興趣（楊忠樵，2001）。因此，科學玩具非常適合用來當自 然或物理、化學的教具，可以研究它的操作原理，也可以用它來研究基本科學定 律（余岳川，2001），在自然科教學活動上，具有它非常重要的教育功能。
三、科學玩具的相關研究
近年來，在科學課堂上使用科學玩具作為教學輔助的研究逐漸受到重視，茲
整理摘錄國內、外與科學玩具相關的研究數篇，列舉說明如下：
在國內相關的實徵研究方面，楊忠樵（2001）將「製作科學玩具」的方式，
應用到教學活動中，藉此來輔助國小學童進行自然科學的學習，其研究結果顯 示，學童認為這樣有別於以往的教學方式非常具有挑戰性，而且科學玩具的製作 過程很有趣，在完成作品時會有成就感，因此相當喜歡這樣的教學活動。張淑慧
（2002）以科學玩具遊戲融入自然科課程中進行教學研究，目的在探討這樣的教 學方式對小六學生科學態度學習、科學過程技能學習的影響，其研究結果顯示，
在科學態度「客觀性」、「因果關係」、「批判精神」、「科學認知」、「科學行為」這 幾個分項上，接受科學玩具遊戲教學的實驗組學生皆顯著優於控制組；在統整科 學過程技能「控制變因」、「下操作型定義」、「解釋資料」、「形成假說」、「實驗」
這幾個分項上，實驗組學生亦顯著優於控制組。
許順欽（2003）以「創造性問題解決教學活動」結合「喝水鳥科學玩具」學 習環，融入國小自然科的教學活動進行研究，其研究結果顯示，學童認為這樣的 學習活動能夠增長科學知識，促進創造性問題解決能力，提高學習興趣與自信心。
王錦銘（2004）將科學玩具遊戲融入自然科課程中進行教學研究，目的在探 討這樣的教學方式對小五學生科學學習成就、過程技能、科學態度的影響，其研 究結果發現，實驗組在科學學習成就、過程技能、科學態度方面皆顯著優於控制 組。柯虹如（2005）將科學玩具遊戲融入自然科課程中進行教學研究，目的在探 討這樣的教學方式對小五學生「科學相關態度」的影響，其研究結果顯示，實驗 組學生的科學相關態度皆顯著優於對照組學生，但在不同態度傾向、不同自然學 業成就、不同推理能力及性別等面向，並沒有顯著差異。
李祉頡（2006）以「創造性問題解決法(CPS)五階段教學模式」結合「不沉 的鐵達尼號」科學玩具製作，融入國小自然科的教學活動進行研究，其結果顯示，
這樣的教學模式確實對提昇學童的創造力是有幫助的。
在國外相關的實徵研究方面，Taylor (1998) 在探討動力學能量轉換的科學課 程中，以玩具車作為教學輔助進行教學研究，目的在探討利用科學玩具對學生學
習成效的影響，其研究結果發現，透過推動玩具車的學習過程，確實能對學生在
習成效的影響，其研究結果發現，透過推動玩具車的學習過程，確實能對學生在