壹、科學遊戲設計素材來源
目前坊間與科學遊戲相關書籍琳瑯滿目，探討的科學概念相當多樣，
在主題的選擇上很難取捨，研究者在翻閱國小自然科與生活科技領域相關 教材後，發現「磁鐵」在國小教材中佔了有一定的篇幅，故研究者查閱相 關文獻並與指導教授討論後，選定「磁鐵」為本研究之設計主題。選定主 題後，研究者利用台中教育大學圖書館搜尋與科學遊戲相關書籍，其中有 23 本科學遊戲相關書籍內容包含「磁鐵」相關概念，共有 125 個活動。125 個活動中有很多是原理相似和操作步驟雷同，故先將原理相似或是操作步 驟雷同的科學遊戲歸納在同一類，再將與國小自然與生活科技領域操作課 程相同的，及超出國小自然與生活科技內容範圍的科學遊戲刪除，將 125 個科學活動聚焦至 9 個遊戲類別，並賦予名稱，分別為：吸引紙鈔、創意 繪圖、飛舞的蝴蝶、旋轉的蛇、帆船大集合、磁浮軌道、轉動的線圈、電 動鞦韆、鐵釘大變身（各遊戲操作方法敘述於第二章第三節）。科學遊戲 設計素材聚焦歷程如圖 3-5-1。
圖 3-5-1 科學遊戲設計素材聚焦歷程 確認主題（磁鐵）
搜尋科學遊戲書籍
（41 本）
含有與磁鐵相關 科學遊戲的書籍
（23 本）
磁鐵相關科學活動
（125 個）
9 個科學遊戲類別 取得書籍
貳、CPS 融入科學遊戲教學活動設計
本研究以 Isaksen 和 Treffinger（1987）所修正提出的三成分六階段的 第四期 CPS 模式融入科學遊戲來設計教學活動。CPS 的流程包含六大階 段：發現困惑、發現資料、發現問題、發現點子、發現解答、尋求接納。
以研究者自身的教學經驗來說，研究者認為在真實的教學情境中，以有限 的教學時間引導學生主動解決問題較為困難，因此，為了掌握有限的教學 時間及提高學生的解決問題的動機，研究者將由坊間的科學遊戲相關書籍 聚焦出的科學遊戲當作基本素材，將其作為教案中的「基礎遊戲」的部分，
並設計明確的「問題解決任務」，藉此提高學生解決問題的動機。CPS 具 有提昇學生創造力與問題解決能力之正面價值，本研究設計之問題解決任 務為開放性問題，使學生能以多方面且不同的角度思考解決問題的方法，
而非單一的解題方法。
首先，讓學生觀看研究者示範的基礎遊戲，並經由提問引導學生「發 現困惑」；再讓學生親自動手操作基礎遊戲，在操作的過程中發現可能的 科學原理，再由研究者協助學生歸納基礎遊戲所運用的科學原理，並從中
「發現資料」；問題解決任務則是「發現問題」的開端，教學者給學生一 個問題解決任務，先讓學生發現問題，並鼓勵全班集思廣益討論可能的解 決辦法，學生可在討論中「發現點子」，並經由小組合作做更進一步的討 論與動手操作試驗，評估解決問題的想法「發現解答」，最後以小組競賽 的方式完成挑戰任務，學生在競賽的過程中考量執行過程中可能的助力與 阻力，或是找到適當的構想加以執行，此為「尋求接納」。
研究者以上述的 CPS 六階段對應所設計的教學活動（詳見表 3-5-1），
除了教學活動流程設計對應 CPS 六大階段外，並配合九年一貫「自然與生 活科技」的分段能力指標，初步設計科學遊戲創造性問題解決教學活動，
並委請兩位專家協助教案審查，提供教學活動設計之修訂意見。
表 3-5-1 CPS 融入科學遊戲教學活動設計
CPS 六階段 科學遊戲教學活動
一、發現困惑 基礎遊戲
二、發現資料 動手玩遊戲
原理探究
三、發現問題 問題解決任務
四、發現點子 動動腦
五、發現解答 小組合作
六、尋求接納 競賽活動
第六節 資料整理與分析
壹、資料整理
一、資料類型
（一）教學錄影
每次進行教學，研究者皆架設錄影機進行教學現場的全程錄影，記錄 教學實際狀況，研究者將錄影內容轉成文字資料，並將文字資料內容進行 編碼，以利於呈現教師教學歷程、學生教學成效和研究歷程遭遇的問題。
（二）教學札記：
研究者將教學及整個研究歷程中的觀察、反思與心得感受等，利用文 字記錄下來，並時時審視與檢討，除了可當作教學設計與實施教學的改進 外，也可當作日後研究的參考依據。
（三）協同觀察記錄表
協同觀察教師全程參與研究者每一階段的試驗教學過程，並於每一單 元教學完畢後，書寫教學觀察記錄，就教學目標是否達成、學生教學成效 及觀察心得，三方面作詳細的說明，提供研究者修正教學活動與教學方法 改進的意見。
（四）學生文件
學生文件包含活動學習單和參與科學遊戲意見心得單。研究者配合單 元教學活動設計該單元活動學習單，讓學生在學習歷程中配合教學進行書 寫，除了留下學生的學習記錄外，還能提供教師評量的參考。在每次階段 教學完後，為了解學生對於科學遊戲活動的想法，設計參與科學遊戲意見 心得單，藉此瞭解學生對於科學遊戲的學習興趣及活動的難易度，做為研 究者修正活動設計及教學方法的參考依據之一。
（五）訪談記錄
研究者於教學後，研究者在教學活動後進行學生訪談，以更進一步瞭 解學習情況。本研究採立意取樣，選擇在活動中較為主動參與和較為被動 的學生當作訪談對象，且挑選語言表達能力較佳的學生，以求更深入瞭解 科學遊戲創造性問題解決教學對學生的影響。而研究者也在教學後與協同 觀察教師進一步討論教學，並針對教學的內容進行訪談。研究者將所有訪 談記錄錄音下來，並轉成文字資料（見附錄五），方便於研究者日後要做 更進一步的文字資料比對。
二、資料代碼
為了方便研究者分析資料，將資料依據收集的時間和類別編上代碼，
代碼方式如表 3-6-1。
表 3-6-1 資料代碼說明
資料類型 類別代碼 資料代碼舉例 代碼說明 教 學 錄 影 錄影 錄影 970314-1-2 民國 97 年 3 月 14 日第
一階段第二單元的教 學錄影。
教 學 札 記 札記 札記 970314 民國 97 年 3 月 14 日的 教學札記。
協同觀察記錄表 觀察 觀察 970314-1-2-乙 民國 97 年 3 月 14 日第 一階段第二單元乙教 師的觀察記錄。
學 生 文 件
學習單 學習 學習 970314-1-3-26 民國 97 年 3 月 14 日第 一階段第三單元編號 26 號學生的學習單。
參與科學遊戲意 見心得單
心得 心得 970314-1-26 民國 97 年 3 月 14 日第 一階段編號 26 號學生 的參與科學遊戲意見 心得單。
訪 談 記 錄
學生訪談記錄 生訪談 生訪談 970317-1-3-26 民國 97 年 3 月 17 日第 一階段第三單元編號 26 號學生的訪談記 錄。
協同觀察教師 訪談記錄
師訪談 師訪談 970314-甲 民國 97 年 3 月 14 日甲 教師的訪談記錄。
貳、資料分析
研究者在研究歷程中，持續收集多樣的資料並進行分析，形成初步的 結論，並修正教學活動設計及教學方法，再繼續蒐集資料、進行分析比對，
形成更進一步的結論。本研究使用了持續比較及三角校正來分析資料。
研究者在不同階段不同面向，有不同的資料，均按照資料的屬性分 類，資料來源包含了「教學錄影」、「教學札記」、「協同教師觀察記錄表」、
「學生文件」、「訪談記錄」共五種類型，其中學生文件又分為「學習單」
及「參與科學遊戲意見心得單」，訪談記錄則又分為「學生訪談記錄」及
「協同觀察教師訪談記錄」，研究者將所收集到的資料分類完後，再依照 時間先後順序排列編上代碼，每一筆資料都是下一次行動的參考依據，在 如此的持續比較的過程中，瞭解研究者在設計創造性問題解決融入科學遊 戲之教學活動與教學上面臨的問題及解決問題的方法。
三角校正則是用於比較資料以決定是否有證據存在，亦即是在共同的 發現或概念上找尋資訊的交集，廣泛的說，三角校正法便是在評估所收集 的資料是否充分（王文科，1995）。研究者在研究的歷程中用不同的方法 收集不同種類的資料，有教學錄影、教學札記、協同觀察記錄表、學生文 件、訪談記錄等，利用多種不同類型的的資料來分析相互驗證，以提高本 研究的信度。
第肆章 研究結果與討論
本章共分為五節，第一節為行動研究前期，第二節為第一階段教學行 動，第三節為第二階段教學行動，第四節為第三階段教學行動，第五節為 教師專業成長。
第一節 行動研究前期
科學遊戲活動及創造性問題解決教學模式為本研究教學活動設計之 兩大主軸，而科學遊戲的種類繁多，要如何選擇是研究者面臨到的第一個 挑戰。在教學活動設計後，仍需請相關領域的專家協助檢核提供研究者修 正之意見，以建立教學活動設計之專家效度，是研究者的第二個挑戰。修 正教學活動設計後，尋求合適的協同觀察教師，請協同觀察教師在空堂時 能參與研究者之行動研究，觀察研究者及學生在教學活動中的表現，並提 供研究者修正教學之意見，是研究者的第三個挑戰。研究者在本節將對這 三個挑戰做更詳盡的說明。
壹、選擇合適的科學遊戲活動
研究者與指導教授討論，指導教授建議翻閱國小自然與生活科技領域 相關教材，採用國小教材中既有的主題來當作本研究之科學遊戲主題。研 究者發現與「磁鐵」主題相關之教學活動在國小自然與生活科技領域佔有 一定的篇幅，在牛頓版有二個單元與磁鐵相關、南一版有三個單元、翰林 版有二個單元、康軒版有三個單元，所以研究者以「磁鐵」當作本研究科 學遊戲活動之主題，蒐集坊間與科學遊戲相關之書籍，共有 125 個相關活 動。而在蒐集的 125 個活動中，有許多是操作方式雷同或是原理相同，所
研究者與指導教授討論，指導教授建議翻閱國小自然與生活科技領域 相關教材，採用國小教材中既有的主題來當作本研究之科學遊戲主題。研 究者發現與「磁鐵」主題相關之教學活動在國小自然與生活科技領域佔有 一定的篇幅，在牛頓版有二個單元與磁鐵相關、南一版有三個單元、翰林 版有二個單元、康軒版有三個單元，所以研究者以「磁鐵」當作本研究科 學遊戲活動之主題，蒐集坊間與科學遊戲相關之書籍，共有 125 個相關活 動。而在蒐集的 125 個活動中，有許多是操作方式雷同或是原理相同，所