科學遊戲與教學

本研究的主要目的即在於將「遊戲」與「科學學習」結合，設計「科 學遊戲」教學活動，以作為提升學生對科學的學習興趣及培養問題解決相 關能力之參考。本節將就相關文獻的整理分析，對兒童與遊戲、科學遊戲 及科學遊戲應用於教學的相關研究加以論述、探討。

一、兒童與遊戲

遊戲活動是兒童生活經驗中的重要部份，在遊戲過程中，兒童的內在 動機被引發，樂於主動參與。對於兒童而言，遊戲是兒童所喜愛的，也是 兒童的天性，透過遊戲過程，兒童享受到與人、玩物之間的互動，及其所 帶來的樂趣，並能促使兒童在各方面有更正面及積極的發展。此外，遊戲 更是兒童發揮想像力和練習問題解決的途徑，若能以創意遊戲的形式呈現 學習與練習的內容，不但可使學習者愉快地學習，又容易感受到成就感，

且能維持學習動機與專注力。

回 顧 相 關 文 獻 發 現 ， 早 期 知 名 教 育 學 者 如 柯 美 紐 斯 （Comenius, 1592-1670 ） 、 盧 梭 （ Rousseau, 1712-1778 ） 、 斐 斯 塔 洛 齊 （ Pestalozzi, 1782-1827）、福祿貝爾（Froebel, 1782-1852）等人，都反對用嚴格的紀律 訓練或背誦方式來教育兒童，而強調遊戲對兒童的重要性，認為遊戲就是

兒童的工作，也是學習的樞紐（吳幸玲，2003）。其中，福祿貝爾更直接 將遊戲視為一種兒童的學習工具，他是教育史上第一位承認並強調遊戲具 教育價值，並有系統的把遊戲活動列入教育歷程中的教育學者（引自湯志 民，2002），他認為遊戲乃是兒童自我活動的表現，它除開對於兒童身體 健康有關係外，並具有真正社會的、道德的和教育的目的。時至今日，遊 戲的價值已為全世界教育家所公認，並已列為學校的正規課程。

遊戲教育的創始者Froebel 將遊戲定義為一種「自發性的自我教育」，

說明了遊戲在兒童發展過程中扮演了相當重要的角色。由於他的提倡出現 了各種遊戲理論，遊戲對兒童教育發展的價值與功能：一、遊戲可增進感 覺運動的能力與發展。二、增進兒童的想像力。三、遊戲做為未來成年生 活的準備。四、促進幼兒社會化的行為。至於遊戲類別的分類，後來有學 者Rubin, Wastson & Jambor（1978）將幼兒遊戲結合了 Parten（1932）的社 會遊戲三個類型（單獨、平行和團體遊戲）及Smilansky（1968）的認知遊 戲的四個類型（功能、建構、戲劇和規則）交互結合而成為十二個「社會

－認知」的遊戲類別，與非遊戲行為（無所事事及旁觀行為）將幼兒的遊 戲行為作最完整的統合。

對兒童而言，遊戲是教育，遊戲是學習，遊戲是生活，兒童在遊戲中 學習和生活，也在生活和學習中遊戲。然而目前台灣教育過於注重成人權 威及考試取向，升學主義掛帥下，填鴨式的教學，影響學生的學習興趣與 好奇心。

有鑑於遊戲在教育上的功能與價值不容忽視，是故研究者希望透過遊 戲的方式，讓學生產生自發性的學習動機，設計小組合作的規則遊戲，提 供學生發揮團隊合作精神，讓學生在完成學習任務的歷程中可以發揮創 意、統整所學，並增進全人的發展。

二、科學遊戲

李秉彝（1972）指出科學遊戲是一種利用科學原理，有教育意義，具

次融等（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。張淑慧（2003）認為科學遊戲是一種利 用科學原理，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。陳忠照（2003）認為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，並認為科學遊戲需具有趣味性、規 律性、創造性及分享性四項特質。

科學世界裡蘊藏許多既有趣且微妙的道理，往往一個很複雜的過程用 一個小原理便可解釋，科學遊戲的精神所在便是將一些小理論轉化成一些 有趣的裝置，小朋友們能藉著製作或操作這些玩具之餘，也能了解一些簡 單的科學概念，故製作有趣的科學遊戲不失為推廣科學教育上的良方。

科學遊戲之設計目的在於：1.鼓勵學生動手玩科學。2.激發學生的創 意。3.培養同學之間合作解決問題的精神。4.提供學生趣味生動學習的機 會。5.藉由廢物利用提高學生的環保意識。而科學遊戲的設計原則必須掌握 五項重點「具安全性、富趣味性、啟發、能引導科學論辯、器材簡單易得、

操作簡單易學」（教育部九年一貫課程「自然與生活科技」綱要，2003）。

另外，郭騰元（2000a）在其所著的一系列科學遊戲叢書中亦強調科學遊戲

「好玩」的特性，並認為設計科學遊戲應掌握以下五大原則：1.能讓小朋友 喜歡與驚訝。2.能用簡單的科學原理解釋。3.製作的方法簡單。4.所用的材 料很容易從家裡、超市、文具店或五金行中取得。5.容易改變或改進。

綜觀學者專家對科學遊戲的觀點，雖不盡相同，但均認同科學遊戲是 有趣的、好玩的、能引起兒童興趣的，並以教材生活化、教法趣味化及能 讓學習者主動動手操作為要素。因此，研究者統合學者專家對科學遊戲的 觀點，並考量有效的教學方法，將本研究所指的科學遊戲界定如下：

科學遊戲的原理需包含科學概念，本研究即以「蠟燭」為科學遊戲教 學設計的概念核心。

(一) 科學遊戲包含科學概念，本研究以蠟燭為素材之科學遊戲的概 念，概念包含：燃燒需達燃點、燃燒需要空氣、蠟燭性質。

(二) 科學遊戲的設計需包含讓學生動手操作的程序。

(三) 科學遊戲需要的操作素材是要容易從生活周遭中取得的。

(四) 科學遊戲能提高學生學習科學的興趣。

(五) 本研究之科學遊戲是以小組合作方式進行。

上述的（二）（三）（四）是依據親子科學遊戲的檢核結果（表3-2-1）

發展的。

三、科學遊戲在教學上的發展與演進

早期遊戲理論除了肯定遊戲對兒童發展的重要性外，同時也認為遊戲 是學習的方法之一。近代的遊戲理論開始思考將遊戲與教育相結合，主張 兒童遊戲既是學習的活動，也是教育的活動，比較容易引起兒童的學習興 趣。Trollinger（1977）曾針對遊戲應用於教學上的方式，強調學生可以從 遊戲中遇見真實生活的模型，並從參與的過程中去學會使用技巧的能力，

如善用自己已知的知識，同時對於學生的批判思考與做決策的能力也有所 助益。另一方面老師的角色也需要從一般知識的模仿者轉變成知識的推動 者、資源者（resource）。而 Aufshnaiter 等人（1984）則提出以開發有趣的 單元活動教材來改善教學與學習的情境。認為影響學生認知推理過程中最 重要的因素是：學生不斷的透過發展成長中的實際行動與感覺，把事務、

行動和實體各方面建立成一個客觀化系統，進而形成概念結構，並增進其 解決問題的能力。

有鑑於科學遊戲教育對於學生的科學學習有所助益，因此國內若干學 者針對科學遊戲教育進行相關的研究，李戊益（2000）提出將科學遊戲融 入教學活動中有許多方式：融入正式教材中在正常課堂中進行、社團時間 實施科學遊戲教學、假期中進行科學遊戲活動。李戊益也指出如將科展改 採自由參賽制，節省部份人力、財力資源來發展全國性或校際性的科學遊 戲活動，如此科學遊戲將可取代科展部份功能。李秉彝（1972）則提出進 行科學遊戲教學時，需注意若干指導方法：在進行遊戲前，教師應先做好

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。此外老師的指導示範還應注意：說明解答要力求簡單明瞭，

同時鼓勵兒童去自行發現原理，老師只做歸納補充的工作，另外，遊戲所 應重視的重點則是安全教育的實施。

以推廣科學普及教育為宗旨的「遠哲科學教育基金會」，便主張引導 青少年從生活的周遭環境去發現科學問題，以日常的生活素材，用生動有 趣的方法去「動手玩科學」，體驗科學可親的面貌，學習科學的知識，建 立正確的科學態度與精神，並於每年舉辦「科學趣味競賽」。此外各縣市 教育局也不定期以科學遊戲園遊會方式，進行創造力教育活動，例如桃園 縣所舉辦的「創造力教育嘉年華」、新竹縣所舉辦的「國中奧林匹亞科學 遊戲競賽」，更有學校以科學遊戲為學校本位課程，每年定期舉辦全校性 的科學遊戲競賽。科學遊戲活動類型眾多，無形中活化了國內的科學教育，

啟發了學生對科學學習的興趣。

在科學遊戲廣為運用於教學之際，研究者認為應更進一步思考活動本 身之於教育的成效與價值。因有些科學遊戲活動只提供少數菁英學生參 與，參與對象也未包含國小學生，可能無法真正落實提昇全民科學素養及 讓科學教育向下紮根的教育目標；有些嘉年華式的活動，學生在歡樂之餘，

並未受到進一步的教學引導而獲致各種能力，讓活動容易流於形式。陳忠 照（2003）指出有意義的科學教學活動，整個流程應策重在操作、思考、

解題、創造，以及尊重等知能與態度的養成，並歸納出七項科學教學的特 色：

(一) 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，

或催化者的輔助配角。

(二) 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。

(三) 目標為基準─以單元目標、能力指標為教學活動之依歸。

(四) 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