結論

一、 以簡易的樂器玩具製作結合 5E 學習環教學策略進行聲音概念的教學：

（一）運用 5E 學習環教學策略可達到概念改變的目的

研究者將 5E 學習環視為不斷評量的歷程，在使用「樂器玩具」進行「投入 Æ探索Æ解釋」階段後，研究者會進行評量，以評估學生是否準備好進入「精緻 化」(真實樂器)學習階段；在學生進行「精緻化」(真實樂器)階段時，也會評量 學生是否已達到「精緻化」階段的要求。在完成「投入Æ探索Æ解釋Æ精緻化」

四階段後，研究者會再度應用問題，進行本項教學的「總評量」，評估學生是否 已達本階段的學習目標。(圖 5-1)。

圖 5-1 研究者視 5E 學習環為不斷評量歷程的教學流程

在研究者的教學中，由於每一個樂器玩具教學，都需要經歷 5E 學習環的學 習階段，因此透過每一個「投入Æ探索Æ解釋」階段，可以評估學生是否確實由 操弄「樂器玩具」中，學習到「聲音的來源、大小、高低」概念，在「精緻化」

階段時，透過「真實樂器」讓學生能將「樂器玩具」與「真實樂器」進行連結。

由學生的後測結果可以看出，研究者依循 5E 學習環理論中每個階段的教學活動 投入

（引出學生的想法）

探索

（學生驗證自己的想法）

解釋

（學生闡述探索的結果並加以解釋）

精緻化

（學生應用概念於別的情境）

評量

（教師評量學生想法）

進行概念澄清

（再佈題，再投入）

規劃，設計聲音概念的教學活動，確實有助於提升學生在聲音概念上的學習。

（二）善用圖形與流程圖有助於聚焦學生的觀察

由於學生對於聲音的初始概念大多固著在「施力於物體，然後聽到聲音」、「施 力大，所以聲音大」的現象，忽略了「物體的振動」的觀察。在黑板上應用如圖 4-18～4-20 的流程圖形，有助於學生聚焦在「物體振動」的觀察上。

（三）將每個樂器都進行「聲音概念」的探討，可讓學生概念更清楚

研究者在本研究中，將「敲擊、撥彈、吹管」三種類型樂器，各製作 2 種樂 器玩具，重複進行「聲音的來源、大小、高低」概念的教學，這樣的教學規劃看 似繁複，但透過這樣的教學設計，讓學生有機會能針對每一種樂器都去探討聲音 的三個概念，在學生重覆地學習「聲音概念」的歷程中，當學生的概念類推能力 逐漸建立時，教學的時間則會逐漸縮短，因為學生已逐漸加深各概念的印象，並 且學習運用已學過的概念，穩固新概念。

（四） 「樂器玩具」在本研究中所呈現的優點

1.製作「樂器玩具」，讓每位學生都有操作樂器的機會

樂器玩具是以簡單、容易製作、材料易尋為原則，因此，每位學生都能 夠製作出屬於自己的樂器玩具，在進行聲音概念的教學時，每位學生都有一 份操作的教具，也解決了以真實樂器教學，不易準備、數量稀少、價格昂貴、

學生難以重複操弄的缺點。

2.「樂器玩具」容易觀察，減少學生產生其他的迷思概念

從研究中我們可以發現，真實樂器複雜的構造，常會影響學生的思考而 產生其他的迷思概念。「樂器玩具」以最簡單的發聲方式製作，讓學生在單純 的操弄環境下，學習聲音概念，有效讓學生快速聚焦在「聲音概念」的實驗 觀察與學習上，也讓教師能有效應用時間在課程主要概念的教學與指導上，

減少解釋其他複雜因子所需的時間。

3.「樂器玩具」解決真實樂器在觀察過程中無法拆解的困擾

在國小自然與生活科技領域的教學，讓學生能親自動手操作，有助於建 立相關的科學概念。雖然目前許多教材都設計使用「真實樂器」進行「聲音 概念」的教學，但是「真實樂器」昂貴的價格，難以有足夠的設備讓學生有 機會接觸並嘗試；複雜的構造讓學生容易在學習上因樂器的結構，進行額外 的推論。「樂器玩具」的應用解決了上述「真實樂器」的困擾，除了能做到讓

每位學生都親手操弄的目的外，學生在操弄的過程，甚至可以嘗試改變樂器 的構造進行觀察，有助於學生科學概念的學習。

在「樂器玩具」的教學中，學生能夠直接以拉緊放鬆氣球，來改變「玩 具鼓」鼓面的鬆緊；能透過「吸管木琴」、「吸管排笛」的製作過程，嘗試改 變吸管長度以控制音階；「單弦琴」與「玩具古箏」的製作，學生可以設計改 變聲音高低的結構，這都是在目前使用「真實樂器」的教學難以做到的教學 歷程；「樂器玩具」容易組合、拆解、及調整組構的優勢，滿足了學生在學習 時觀察的需求。

二、透過簡易聲音樂器玩具的操作，學生聲音概念學習的成效：

（一）「樂器玩具」易於觀察，有助於學生學習「聲音概念」

1.敲擊樂器－製作簡單，概念容易建立

由於敲擊樂器的振動現象不明顯，因此學生常認為敲擊樂器能夠產生聲 音是因為「敲擊」的關係，但是經過教學後，學生都能夠透過觀察「玩具鼓」、

「吸管木琴」發現物體振動的現象。

敲擊樂器可分為兩種，無音階的節奏樂器，如鼓；有音階的敲擊樂器，

如木琴與鐵琴。由於這兩種樂器調整聲音高低的方法不同，因此研究者將兩 種樂器都設計成「樂器玩具」讓學生探索。「玩具鼓」的設計，讓學生能透過 改變鼓面鬆緊來調整聲音高低；「吸管木琴」則以長短不同的吸管明顯呈現高 低不同聲音。學生在操弄「樂器玩具」後都能明確表示兩種樂器調整聲音高 低的方式，同時也初步建立「物體長短與聲音高低的關聯」，作為後面其他種 類樂器學習的基礎。

2.撥彈樂器－製作困難，振動現象最明顯

撥彈樂器以弦為振動的主體，是振動現象最明顯的樂器，也是最不容易 設計與製作的樂器。從聲音概念的操作學習需求來說，撥彈樂器在「聲音的 高低」概念中，由於包含了弦的粗細、長短、鬆緊三個可控制聲音高低的變 因，為了觀察「弦的粗細與聲音高低的關係」，在樂器的設計上，至少需要兩 條弦，以讓學生比較粗細不同的弦所發出聲音的高低；但觀察「弦的長短與 聲音高低的關係」、「弦的鬆緊與聲音高低的關係」時，其實僅需透過「單弦」

的操作即可。本研究中，研究者先採用「單弦琴」讓學生觀察「弦的長短、

鬆緊與聲音高低的關係」後，再引入「玩具古箏」讓學生比較「弦的粗細與 聲音高低的關係」。研究者發現，如此教學程序的安排有助於學生的學習。

在研究者以往以「吉他」進行教學時，由於吉他弦很多，樂器結構較為 複雜，因此學生常常在操弄與觀察時，可能與老師教學時所希望學生觀察的 目標不同，因此在觀察與學習時不容易聚焦，但透過先觀察「單弦琴」，再進 行「玩具古箏」的教學後，學生不但能清楚學習到控制弦樂器聲音高低的三 個方法，也清楚的看到學生能將「單弦琴」所學到的概念應用在「玩具古箏」

與「吉他」上。

在樂器玩具的製作上，雖然研究者所設計的「玩具古箏」在設計上已十 分簡單，但「綁弦」對學生來說卻是一項困難的步驟，會花費學生較多的時 間，因此老師可以將方法告訴學生後請學生在課餘時間完成。

在撥彈樂器的教學上，研究者發現，由於弦的振動明顯，因此學生容易 建立「聲音的來源」及「聲音的大小」兩個概念。在「聲音高低與弦的鬆緊 關係」教學中，研究者發現學生對於「弦的長短」與「弦的鬆緊」常會混淆，

因為他們在進行單弦琴的實驗時，會認為「把橡皮筋拉緊，弦變長了」，因此 在教學時，需要使用橡皮擦「卡」住橡皮筋的方式進行，以免學生產生另一 個迷思概念。

3.吹管樂器－不易觀察，概念不易建立

吹管樂器的振動體為「空氣」，不容易觀察，在「吸管伸縮笛」與「吸管 排笛」的操弄過程，學生只能透過吸管管壁的振動來推論空氣的振動，不過 如果在真實樂器「直笛」的操弄上，就不容易觀察「空氣振動」的現象。

在研究者的教學中，為了讓學生理解「吹管樂器空氣柱長短影響聲音高 低」的概念，研究者透過讓學生觀察「吸管長短」推想「空氣柱長短」的方 式，建立學生「空氣柱長短影響聲音高低」的概念。不過，當研究者在精緻 化階段使用「高音直笛」時，由於學生會因為直笛的外觀長度固定，不易觀 察、體會直笛的空氣柱長短概念，加上直笛「氣窗」的構造，因而較難達到

「推論」精緻化概念的目的，由後測的紙筆測驗中可以明顯看出，學生不容 易建立高音直笛的聲音來源概念（表 4-15）。但「樂器玩具」簡單的結構，

是有助於學生觀察與學習。

4.真實樂器複雜的結構容易讓學生產生迷思概念

真實樂器的「小鼓」與「吉他」是有音箱的樂器，學生在建立聲音概念 時，明顯會因為「音箱」構造讓學生產生混淆，認為聲音是由音箱裡的空氣 而來。透過「玩具鼓」的操作，學生因可以拆解樂器操弄、調整鼓面，因此 減少了此類概念的產生。在進行「單弦琴」、「玩具古箏」的教學時，由於研 究者設計的都是沒有音箱的弦樂器，學生也比較不容易將概念轉移至「音箱 空氣振動」的思考上，有助於學生進行「物體振動產生聲音」的教學。

真實樂器的「直笛」，也是由於「氣窗」的設計，讓學生容易將發生連結 到「空氣經由氣窗跑出來，產生摩擦所以有聲音」的概念上（吳能州，2003），

在教學過程中，研究者也發現，學生無法體認「按住直笛洞口就是調整空氣 柱長短」的概念，因為學生認為：「直笛的長度是固定的，裡面都充滿空氣，

所以空氣柱長度應該是一樣的」。

在「聲音概念」的教學上，目前教科書皆使用「真實樂器」來進行聲音 概念的教學，但真實樂器的結構畢竟較為複雜，學生在觀察時容易受到其他

在「聲音概念」的教學上，目前教科書皆使用「真實樂器」來進行聲音 概念的教學，但真實樂器的結構畢竟較為複雜，學生在觀察時容易受到其他