美國科學促進會(American Association for the Advancement of Science, AAAS)自 1961 年接受美國國家科學基金會 (NSF)的資助，經九年的研究、實驗 教學及修訂，提出一套稱之為 SAPA（Science-A Process Approach）課程，這課 程強調「做中學」，並以教學科學方法的連貫性訓練為主。此一課程的學活動是 仿照科學家在實驗室中的研究工作的情況，期望學生在處理事情及解決問題 時，能夠像科學家一般地思考。
(一) 科學過程技能的分類
科學家探究科學的行為十分繁複，於是美國科學促進協會將所訂定的科學 過程技能分成兩大類，分別是八種基本科學過程技能( basic science process skills )，以及五種統整科學過程技能(integrated science process skills)。
基本科學過程技能如下：
1. 觀察(Observing)：運用單一或多種感官直接或間接利用儀器、辨識一種 或多種表徵。郭姿君與陳均伊（2009）將學生帶到榕樹下進行植物觀察教 學，並請學生畫出來它的莖部，學生普遍都能畫出莖的大概形狀及顏色，
但是並不會進一步繪出紋路等細微處。晤談學生時，多數學生回答觀察就 是用眼睛看。但是，當老師給予實物請他們做觀察時，學生卻會運用其他 感官。老師進一步提問，用手摸是否屬於觀察，多數學生皆表示認同。 劉
7
銀姬（2002）對國二學生進行觀察技能之測驗，學生需觀察三個階段的蠟 燭，分別是：未燃燒前的蠟燭、燃燒中的蠟燭及燃燒完的蠟燭，學生需觀 察並記錄蠟燭有何變化。
2. 分類(Classifying)：運用多種的屬性來區辨事物或現象，比較出其共通點 及特殊處。姚宗威與顏瓊芬（2007）挑選出 56 種學生所熟悉或是在高中生 物教科書中常出現的生物，讓學生進行物種分類並寫下分類依據。
3. 測量(Measuring)：利用制定的或自定的標準來進行測量或估算，藉以描 述一個物體或事件的度量,而瞭解事物現象之間的關係。邱鴻麟、連坤德與 邱芳傑（1997）探討學生是否知道如何操作電表進行測量，讓學生嘗試歸 零、儀表操控等測量行為。
4. 溝通(Communicating)：能正確運用科學用語、文字、圖表、數學式來表 達，以精確、清楚的方式表述資料，並作合理、公正的解釋，溝通彼此的 科學認知。吳怡靜與林素華（2010）指出學生經過合作學習活動後，低成 就學生在基本過程技能中的溝通技能顯著提升。
5. 推理(Inferring)：利用蒐集到的資料，對物體或事件做有根據的猜測、解 釋、思考、邏輯分析。例如：預測雙珠競走實驗結果。
6. 預測(Predicting)：能依據自己篤信的知識或理論作邏輯性的推論，以預報 可能即將發生的事。劉銀姬（2002）對國二學生進行預測技能之測驗，提 供某地每個月一號的日出時間紀錄，並請學生以現有資料預測月中的日出 時間。
7. 應用時空關係(Recognizing space / time relations )：從觀測量之間的時空變 化情形，常可發現其因果關係或規則性。例如：觀察單擺擺動情形，並分 析不同時間單擺位置
8. 應用數字(Recognizing number relations)：瞭解屬性、單位、量值的意義，
並用以表示觀測量的大小。例如：測量物體質量與體積，並推估出物體密 度。
統整科學過程技能如下：
1. 形成假設(Formulating hypotheses)：能將觀測所得資料做一概括性的整 理，提出看法或想法來解釋資料。翁秀玉與段曉林（1998）在自然科單元
「重量與體積」、「硫酸銅的沉澱」中，讓學生在實驗活動前以小組討論的 方式提出假設，除了提升學生形成假設的能力之外，更可讓學生瞭解科學 本質。
2. 下操作型定義(Making operational definitions)：經由如何做或觀察的程 序，描述在實驗中如何測量某項變因。許榮富（1987）研究學生具有設計 實驗技能與否，在進行實驗操作之前，能否針對其所提出的實驗假說，對 變因下操作型定義、描述如何處理變因、預測實驗可能遭遇到的困難，並 且描述如何解決困難，其為心智能力的統合表現。
3. 操縱變因(Controlling and manipulating variables)：確認能影響實驗結果的 變因時，操作單一變因、控制其他變因，才能觀測出此變因對變量的影 響。White (1996)批判學生作實驗的時候，常常只用手不用大腦，其原因正 是學生尚未掌握操縱變因的精隨。
4. 實驗(Experimenting)：執行一個完整的實驗，包括發現問題、提出假說、
確認並控制變因、對變因下操作型定義、執行實驗及解釋實驗結果等；因 此，它是包含所有基本與統整過程的綜合能力。
5. 解釋資料(Interpreting data)：從觀察或實驗過程中所蒐集到的資料，進一 步將資料製成的圖表或目錄表做推論或假設，以說明觀察或實驗的結論。
許瑛玿與吳慧珍（2002）研究發現學生經過網路教材的學習，在潮汐概念
9
和科學過程技能上有顯著進步，進一步分析發現學生在溝通、解釋資料和 形成假設三項技能皆有顯著進步。
(二) 實驗
實驗可說探究科學不可或缺的一環，然而教學現場上，學生對於科學的學 習大多著墨在於計算、記憶破碎的科學知識，以及為數不多的食譜式實驗，但 是食譜式實驗真的有助於學生探究科學嗎？美國科學促進協會(AAAS)認為學生 的實驗應該設計成能幫助學生了解科學探究的本質，並建議首先要減少許多機 械式和食譜式的實驗，以節省時間來提供學生做更深入的探索(AAAS, 1989)。
江世賓（1998）發現學生在進行實驗時，常隨己意地把玩實驗器材，且習 慣於單純的現象觀察，不能掌握實驗中變項之間的關係，對學生來說要在實驗 中設計並探討變項之間的關係也是困難的，大多數學生只能憑藉自己所能理解 的步驟來進行實驗。食譜式實驗所培養出的學生只能依著學習單驗證實驗，一 旦少了實驗學習單或式老師的引導，學生便失去了方向，學生並不會自主的探 究摸索實驗，更遑論學習到操縱變因等統整技能。
盧泰元（2014）指出多變因以不同的模型存在於各情境，但人們常將多變 因事件盲目地訴諸單一理由，縱使多變因問題看似理所當然，但卻沒那麼容 易，且更重要的是國內的研究，缺少讓學生自由操控變因，看學生在多變因問 題探究表現的研究。探究實驗是讓學生學習操縱變因的一種方式，本研究試著 開發實驗型桌遊，預期學生在玩桌遊的過程中，同時也在探究科學、操縱桌遊 中各個變因。研究者查找文獻將近年教學現場常使用的三種實驗進行介紹：
1. 傳統研究：指在實驗室中使用實體的器材及儀器操作實驗(Zacharia et al., 2008)，因應教學現場所需又可分為食譜式實驗和探究式實驗。
2. 微型實驗：將原傳統實驗裝置如玻璃材質之容器、試管、燒杯…等加以微小 化而成，也有將原傳統實驗裝置加以改良成不易破損的塑膠材
質、體積小、易攜帶的微型實驗裝置（方金祥，2014）。因實驗設 備輕量化且危險性降低，便於理化老師於課堂上進行演示，亦可 於實驗室讓學生個別操作微型實驗。
3. 虛擬實驗：指在電腦上使用與實體器材相對應的虛擬工具來操作實驗 (Zacharia et al., 2008)，學生可於課堂或課後透過電腦操作虛擬實 驗。 念的教學方式(Ausubel,1968)。
2. 實驗教學有助於培養學生研究科學的 誠實性格、發展批判性的思考、訓練觀察 的技能、培養操作技能以及解決問題的 能力(Hofstein&Lunetta,1982)
1. 老師須將大部分的時間花 在實驗的準備，而學生則花大 部 份 的 時 間 在 指 定 的 活 動 (Lehman,1989)
2. 儀器架設較麻煩，學生操作
11 的競爭與衝突之遊戲活動(Rieber, 1996 )。桌遊獨特的地方是利用結構化的規則 訂定出一個可以刺激思考或做選擇的環境，在遊戲中玩家遵循規則彼此競爭或 合作以爭取勝利（陳介宇，2010）。桌上遊戲與電腦遊戲和手機遊戲最大區別在 於是否使用電，故桌遊也常被稱為不插電遊戲。然而，隨著時代的進步，這個 界線漸趨模糊，現在已經有需多桌遊使用手機 APP、AR、VR…等電子設備輔 助遊戲進行，陳文烽（2013）認為桌遊的數位化將是未來桌上遊戲發展的新趨