第二章 文獻探討
第一節 科學遊戲與教學
(一) 遊戲的內涵
Sutton-Smith（1979）指出遊戲可以分為兩大類：（1）理性的遊戲：透過遊 戲場的活動與遊戲心理學的配合，在保育學校、實驗室、或受到監控的遊樂場，
探究遊戲和問題解決、遊戲和創造力、遊戲和認知發展等主題的遊戲稱之。（2）
非理性的遊戲：主要是指激烈的運動、賭博、打仗的遊戲等等。
瑞士教育心理學家皮亞傑（Piaget）認為遊戲對兒童的認知與腦力發展具有重 要意義，在具體操作的同時不僅學得經驗，並能加速刺激腦部各個區塊；另外，
研究認知心理學的哈佛大學教授布魯納（J.Bruner）也同意皮亞傑的遊戲理論，
並認為以學習者為中心的「發現式學習」，可透過引起好奇心的教學模式來提高 知識獲取的成效，其中以「遊戲方式」來學習又最為推崇。首先藉由情境模擬，
使學習者自行發想、實驗，藉由執行過程中來完成目標，進而對知識的理解更具 體（王擎天、武瑛娟，2009）。
吳幸玲（2003）在《兒童遊戲與發展》一書中，綜合各種心理學的文獻，對 於遊戲行為特徵，可以定義為七項:
1. 遊戲是一種不經言傳（nonliteral）的行為，無固定模式，亦不能由外在行 為或定義來區分。
2. 遊戲出自內在動機（intrinsic motivation）。
3. 遊戲重過程、方式而輕目的和結果。
4. 遊戲是自由選擇的（free choices），而不是被分派或指定的。
5. 遊戲具有正向的情感（positive affects）。
6. 遊戲是主動的參與而且是動態的（active and dynamic participation）。
7. 遊戲著重自我，目的在創造刺激（stimulus creation），而不同於探索行為 的目的在獲得訊息。
國內學者詹棟樑參照人類學家 Martinus Jan Langeveld 的論述提出:兒童的世 界就是學習的世界，兒童的學習具有三種含義﹕（1）開放的意義：公開的共同 生活、工作（2）無拘無束的意義：兒童在遊戲，不受限制地嘗試其心中所嚮往 的想法（3）創造的意義：兒童如同藝術家，透過遊戲來創造遊戲。（引自郭靜 晃譯 Fergus P.Hughes 著）
綜合以上，遊戲強調內在動機、自發性、自由選擇、具有正向的情感、能創 造刺激、主動參與，同時屬於內人格特質的向度。而喜愛遊戲是兒童的天性，對 兒童來說，遊戲是一種學習、活動、生活，基於內在動機的選擇，是兒童主動參 與，沒有固定模式的外顯行為。因此，孩子在玩遊戲時總是充滿了笑聲，歡欣溢 於言表，更是百玩不厭。
(二) 遊戲的理論與功能
傳統兒童遊戲理論皆強調遊戲對兒童的重要性，早期的教育學者如柯美紐斯
（John Amos Comenius, 1592-1670）、盧梭（Jeam-Jacques Rousseau, 712-1778）、
佩斯達洛斯（Johann Pestaloi, 1782-1827）、福祿貝爾（Friedrich Frobel, 1782-1752）
皆反對用嚴格的紀律訓練或背誦方法來教育兒童，反之，他們皆強調遊戲對兒童 的重要性，並視遊戲為兒童的工作，是學習的樞紐；福祿貝爾更直接把遊戲視為 一種兒童的學習工具（吳幸玲，2003）。
國內學者郭靜晃在《兒童遊戲》一書中整理現代遊戲理論，內容表 2-1-1:
表 2-1-1 現代遊戲理論
理論 遊戲在兒童發展的角色
心理分析論
佛洛依德（Freud）
調節受挫經驗
接觸內在的自我，以發展自我能力
艾蕾克遜（Erikson）
認知論
皮亞傑（Piaget）
維加斯基（Vygotsky）
布魯納及桑頓-史密斯
（Brunner/Sutton-Smith）
熟練並鞏固所學的技巧
由區別意義與實物來提增想像思考 在思考及行為上產生變通能力
其他特定理論
柏藍（Berlyne）的警覺理論 貝蒂生（Bateson）的系統理論
增加刺激使個體保持最佳警覺程度 提升了解各層面意義的溝通能力
摘自郭靜晃譯（民 82）《兒童遊戲》頁 8，台北:楊智出版社。
此外，遊戲的功能有四個:實驗（研究或探索）、治療、生活技能的演練及休 閒。其中實驗的功能內涵為:兒童遊戲代表觀察、發現、探究、探索、研究等。當 兒童專注於某個遊戲時，他是全神貫注的。因此，兒童的遊戲是一種專精的遊戲，
兒童必須要用遊戲的方法去了解周遭的環境。如此，任何物品都可能是兒童用來 探索、觀察、實驗及掌握的對象，所以任何玩物最好都能帶給兒童正面的幫助，
尤其是具有教育性的功能（吳幸玲，2003）。
二、 科學遊戲與教學
(一) 科學遊戲內涵李秉彝（1972）認為科學遊戲是一種利用科學原理，有具有教育意義而具有 好玩、神奇的趣味，且能訓練科學思想、態度，啟發創造發明的活動。蕭次融（1999）
認為科學遊戲就是把科學活動和遊戲結合，寓教於樂，讓同學可以從遊戲中體會 科學原理。牟中原（1999）在《動手玩科學》書中推薦序指出，科學遊戲是科學 活動與遊戲的結合，寓教於樂，將趣味找回來，同學可以從遊戲中，體會科學原 理。許良榮（2004）認為遊戲就是醞含了科學原理或科學概念的活動，能提供學 生「玩科學」的機會，而此活動的必要條件就是參與的兒童會認為「好玩」，並 且有高度的意願參與。
陳忠照（2003）提出科學遊戲是指利用周遭環境的生活素材，進行的科學性遊 戲，並認為科學遊戲具有四項特質:
1. 趣味性—能玩得快樂，玩得自在，是充滿喜悅的時光。
2. 規律性—遊戲有遊戲規則，遵守規則來玩，也能玩出一些規則；遊戲過 程中，需是講道理、有禮貌的。
3. 創造性—在歡樂的科學遊戲中，創意的成長容易伴隨而生，隨時湧現更 新的看法、更有意義的創意方向。
4. 分享性—大夥兒一起遊戲，同步探索。在團體互動中，心胸寬容、與人 同樂，分享過程、分享結果。
(二) 科學遊戲的設計原則
杜威說:「做中學」，從操作中，經由實際親身體驗而學得知識是最自然而可 貴的記憶。林懿偉（2003）在其所著的書籍中提出科學遊戲設計的最高指導原則，
包括以下三點:
1. 創意性及娛樂性高，並且沒有危險性。
2. 遊戲彈性大，靈活度高，可以單獨或整體應用。
3. 以最低的單位成本，可以得到最強烈的效果。
郭騰元（2000）也在一系列的《科學遊戲叢書》中提到科學遊戲是非常好玩 的，只是需要配合小朋友做適度的設計與調整，這樣才能讓小朋友玩得盡興。並 提出五個符合學童學習的科學遊戲設計原則：
1. 能讓小朋友喜歡與驚訝。
2. 能運用簡單的科學原理解釋。
3. 製作的方法簡單。
4. 所用的材料很容易從家裏、超市、文具店或五金行中取得。
5. 容易改變或改進。
莊毓文和洪美慧（1978）認為指導學生科學遊戲的方法，應注意以下的步驟：
1. 在一週前先預告遊戲名稱， 應準備的材料， 使兒童一開始就參與蒐集材
料的活動。
2. 指導操作方法時要詳盡，但不急於說出原理，待兒童自己去發現，如兒童 一時不能發現，應多加啟發，鼓勵再探索。
3. 初次做示範，老師操作的動作要慢，讓兒童看得仔細，而且老師只做一次，
其餘皆由兒童仿作，多給兒童操作的機會。
4. 如果兒童操作失敗，要他們探究失敗的原因，絕不指責兒童的失敗。
5. 指導科學遊戲，要掌握目標，要認清培養兒童正確的科學方法，遠比知識 的獲得更為重要。
6. 同組兒童共同合作，應培養互助合作的精神，不宜有彼此排斥的心理。
7. 遊戲時老師應參與活動，並且隨時注意兒童的安全。
8. 評量時應以兒童收集材料，操作實驗、發明、發現、仿作、創新等作為評 分參考。
(三) 科學遊戲的教學內涵
李秉彝（1972）提出進行科學遊戲教學時，需注意以下指導方法:在進行遊戲 前，教師應做好遊戲的相關準備；在遊戲進行時，以先「靜」後「動」的遊戲類 型為佳，藉以訓練兒童有條不紊，動而不亂的習慣；遊戲結束後，則應培養學生 物歸原處的習慣。此外，老師在指導示範時，應注意說明解答力求簡單明瞭，同 時鼓勵兒童自行發現原理，老師只做歸納補充的動作，另外，也要注意安全教育 的措施。
在科學遊戲教學步驟方面，陳忠照（2000）將科學遊戲的教學依循著「情境 觀察」-「探索發現」-「創造省思」的軸線運行，分成「看一看」、「想一想」、「做 一做」、「寫一寫」、「說一說」及「創造思考」等六個交織型的的步驟:
1. 看一看（情境）：呈現一個情境，試著讓孩子從情境中尋找問題。
2. 想一想（器材）：遊戲怎樣進行?需要什麼器材?
3. 做一做（流程）：在遊戲活動的流程中，多給予孩子鼓勵及適時提醒。
4. 寫一寫（結果）：讓孩子把看到的結果記錄下來。
5. 說一說（說明）：讓孩子試著描述現象。
6. 創造思考（發展）：討論一些相關的科學概念與認知，藉以發展兒童創造 思考、解決問題的能力。
陳忠照（2003）認為有意義的科學教學活動過程，需跟著生活走，跟著孩子 走，整個流程策重在操作、思考、解題、創造，以及尊重等知能與態度的養成，
並歸納科學教學的七項特色:
1. 學生為中心—學生是教學活動的主體，教師扮演觀察者、輔導者，或是催 化者的輔助配角。
2. 活動為導向—整個教學以學生探究活動為主軸，從探索發現中，培養創造 思考、解決問題的能力。
3. 目標為基準—以單元目標、能力指標為教學活動之依歸。
4. 教材生活化—從生活面、鄉土面做為取材的起點，使教材內容和生活環節 相互呼應。
5. 教具環境化—教具宜易取易得，盡量利用環境器物，並具環保的教育意 義。
6. 教法趣味化—教學固需教材「有料」，也需教法「有味」。營造快樂情境，
採用生動教法，激發學習的動機與志趣。
7. 教學個別化—智慧有多元，智商有高低。個別化教學，就是因材施教，適 性發展，把每個孩子都「帶」起來。
國外學者也做過類似的研究，David, Lusyick（2001）認為科學遊戲的教學必 須符合簡單化（simplicity）、可參與（participation）、有目標（goals）、懸疑、不 確定性（suspense）等四個原則。
綜合以上所述，進行科學遊戲教學時，教師已不再只是單純教學者，應該是 設計、引導與協助等多元角色。
(四) 科學遊戲在教學上的相關應用
國外與科學有關研究指出：遊戲可以用來補充科學課程，而且可以很有趣的