科學過程技能

科學過程技能可以說是科學家從事科學探究時，所使用的技能。進行科學 探究時，在特定的規範下進行觀測，來確保所獲得資訊與現象一致，以及以符 合科學思維的方式進行歸納或推理，讓得到的想法不被曲解，這些技術就是科 學過程技能（甘漢銧、陳文典，2006）。也可以說科學過程技能指得就是科學的 方法。

美國科學促進會提出的 SAPA 課程中，就指出科學過程技能和科學知識一 樣重要，並列出 13 項學童所應學習的科學過程技能，包括：觀察、分類、運用 時空關係、測量、預測、運用數字、控制變因，推理、形成假說、下操作型定 義、解釋資料、傳達、做實驗。其中八項基本過程技能中：

1. 觀察（observation）是指運用感官來辨識物象的特徵。

2. 分類（classifying）是利用屬性的差異及分類基準將事物編排，以表示 出相關性、相異性或彼此的關係。

3. 測量（measuring）是將觀察進行量化的技能。

4. 運用時空關係（using space/time relationship）包含辨別及描述方向、空

12

間排列、移動速度、變化率等的能力。

5. 使用數字（using number）是在進行測量、分類等活動時，使用數字的 能力。

6. 傳達（communication）是用口頭、文字、圖表…等方式進行溝通。

7. 預測（predicting）是根據已知或現有的資料，對未被觀察到或未發生的 事提出說明。

8. 推理（inferring）在國小階段較重要的是因果關係的推理，指的是由已 呈現的結果，去推想造成這種結果的原因。

而另外五項統整過程技能，則是：

1. 形成假說（formulating hypotheses）可以簡單解釋為根據觀察的結 果，先做推理，然後做暫時性的解釋。

2. 控制變因（controlling variables）是指在提出假說後，找出操縱變 因，維持不變變因，觀測應變變因的表現。

3. 下操作型定義（defining operationally）是對所欲探究的對象進行界 定，以幫助他人了解研究者是如何接觸所要研究的對象。

4. 解釋資料（interpreting data）是對觀察或實驗的結果給予合理解釋的 過程。

5. 做實驗（experimenting）指的是運用所有基本與統整過程技能的綜合 能力。

13

我國自然與生活領域的課綱裡也有列出過程技能的分段能力指標，包含：

觀察、比較與分類、組織與關連、歸納與推斷、傳達，五個項目（教育部，

2011）。其中觀察與傳達二項的內涵與 SAPA 所提相同。而比較與分類涵蓋了數 項基本過程技能，像是透過觀察指出事物的相異或相同處，描述改變的情形會 使用到量化的能力，或是運用自訂標準與工具來量化並分類。組織與關連包含 了從資料中整理出通則性或因果關係的歸納推理能力，以及提出假說、進行預 測，設計控制變因，對資料做出合理解釋等。歸納與推斷主要是由各種不同的 來源資料，整理出一整體性的看法，與因果關係的推理、預測、解釋資料、提 出假說都有雷同之處。

而過程技能並不只是一種技能（skill），而是包含思維運作的能力

（ability），我們在進行觀察時，不是單純用眼看，更要決定看什麼?如何看?由 課綱中所列的能力指標中，也可以看出，過程技能是包含思維能力和技術兩方 面。甘漢銧和陳文典（2006）認為，科學過程技能的培養不宜使用分項練習的 方式來學習，必須配合過程脈絡才有意義。學生在探究的過程中，不只是學習 技能本身，還要判斷何時該採用何種技能，在科學活動中，隨機應變以及綜合 判斷的能力更是重要。

由文獻探討中發現，過程技能的評量，有使用行為檢核表（陳金珠，

2007）、實作測驗（徐慶雲，2008）、認知測驗卷（陳博文，2007）、調查表（林 哲正，2006）或問卷（陳仁杰，2008；陳姿妙，2005）。我認為過程技能的評

14

量，無論是以哪一種方式進行，都要兼顧其外顯行為的表現，以及其採取行動 背後的思維，才能直正評估到學生的過程技能表現。

人類從幼兒時期就對週遭事物充滿疑問，所產生之問題與科學家無分軒 輊，從感覺動作期起，幼兒就會採取行動，運用感覺與肢體探索周遭環境，想 知道周遭的事物「是怎麼樣？」以及「會怎麼樣？」，其行為與科學家的探究行 為相似（周淑慧，1997）。由嬰幼兒的行為來看，從觀察的結果去推論，並測試 想法是否正確，是人類的本能，其與科學家的差別僅是方法的精確性而已。特 殊需求學生也同樣具有這些本能，若能透過教育的手段，提升這些能力，就可 增進他們學習科學的成效，故本研究以形成假設與控制變因做實驗這兩個過程

技能進行研究。