綜合討論

一、 POE-Inquiry 教學策略對國中八年級學生科學探究能力的影響

國內學者針對提升科學探究能力的研究多指出，開放式探究教學能夠增進學生 的科學探究能力(丁素雯，2008；張秀鈴，2013；黃瑟芸，2008)，而不同的探究教 學活動設計，能夠提升學生不同的科學探究能力。根據本研究對學生施予科學探究 能力數位評量結果可知：講述式教學法能夠提升學生的「變因控制」及「產生推理」

等兩項探究能力，顯示出當教師以講述的方式讓學生知悉探究能力的操作定義後，

該能力就能有所提升。但在其他探究能力上，除了教授操作定義外，更需要由學生 自行思考與練習才能夠有所成長。本研究設計之 POE-Inquiry 教學策略，在教授學 生各探究能力的操作定義後，以開放性探究的方式，要求學生自行設計實驗，從提 出科學問題、選擇變因、規劃流程，到運用表格方式記錄、解釋結果等，每一個步 驟都需要學生自己思考，從錯誤中找方法修正，親自體驗科學探究的流程。這樣以 學生為主體的教學，每一個活動過程都是以讓學生主動思考來進行。經過兩個月的 教學，對學生的「提出問題」、「變因控制」、「流程規劃」、「資料轉化」以及

「產生推理」等五項科學探究能力的提升有顯著成效。

本研究以科學探究能力數位評量，測量學生的 11 項科學探究能力，實驗組學 生以 POE-Inquiry 教學策略進行其中 8 項探究能力的教學訓練，其中有 5 項能力有 達到顯著提升，其他 3 項未訓練的項目亦都未有顯著提升，顯示出透過教師妥善的 教學設計，達到教學目標時能夠確實提升學生的科學探究能力；反之，若未進行教 學訓練，要讓學生自主提升該項能力，則較不易達成。Tjosovold 與 Marino (1997) 及 Gibson 與 Chase (2002)皆認為，以探究活動為主的學習，除了能夠幫助學生獲 得科學知識外，更能學習到獲得科學知識的方法與策略，是有效的科學學習方法。

本研究之 POE-Inquiry 教學策略，在教師以 POE 教學完成後，讓學生自行探究的 POEI 實驗設計活動，即是以學生為主體出發的開放式探究，透過讓學生參與探究的過程，

主動思考並熟悉各種探究技巧的使用，對學生學得科學知識以及獲取知識的方法，

有很大的幫助。

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二、 不同分數組別學生對 POE-Inquiry 教學策略的學習感受與科學探究能力表現情形 本研究所設計之 POE-Inquiry 教學策略，對提升不同分數組別學生之科學探 究能力未有顯著差異，而高分組學生對 POE-Inquiry 教學策略的學習感受最好。

深入分析，高分組學生的認知發展較趨完整，其邏輯思考能力佳，在開放性探究 的學習活動中，能夠依照自己的想法進行實驗設計、操作與觀察，藉以驗證自己 的假設，對學生來說是一種具有挑戰性及成就感的活動。研究者在活動過程中亦 觀察到高分組學生在設計活動時有很高的興致與行動力，當遇到問題時亦會嘗試 用不同方法去克服，或是和老師討論他們所使用方法的好壞，就像是科學家在進 行探究活動。因此，高分組學生對開放性的 POE-Inquiry 教學策略的學習感受是 最好的。

而在科學探究能力數位評量的表現上，高、中、低分組學生在數位評量[後測-前測]平均分數上皆為正值，呈現進步趨勢；統計分析結果發現，不同分數組別學 生之科學探究能力提升未有顯著差異，表示 POE-Inquiry 教學策略並未對哪個組 別學生的科學探究能力提升有特別成效；亦即高、中、低分組學生，都能藉由 POE -Inquiry 教學策略的不同活動，學習各項探究技巧，進而提升科學探究能力。

三、 POE-Inquiry 教學策略對理化科教學的意義

Norris 與 Phillips (1994)曾指出對許多學生來說，在實驗室的情境僅能培養 出科學過程技能，並無法讓其歷經科學知識建構的完整歷程。White (1996)亦曾批 評學生，在做實驗的時候常只動手而不動腦。而一般教科書中所介紹的食譜式實驗，

在 Staer、Goodrum 與 Hacking (1998)的探究實驗層次分類中為最低的確認層次，

僅能養成較低層次的基本過程技能，對高層次的統整過程技能提升，探究式教學的 幫助較大，同時亦有助於提升學生的科學探究能力 (楊鐘鳴, 2005)。本研究之研 究結果發現，將探究教學與課程教材內容結合，同時建構學生的科學知識並提升科 學探究能力，是可行的。本研究設計之 POE-Inquiry 教學策略，以學生正在學習的 理化課程內容為主題進行教學，再讓學生藉由開放性探究活動，自主探究並建構科 學知識；從晤談紀錄與研究者觀察中亦證實，學生在活動過程中，從設計、操作到 解釋實驗，都需要自主思考，學生不僅動手更加動腦，進而提升科學探究能力。學

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生對於這樣的學習方式，覺得很有參與感與挑戰性，上課的態度也更加積極。

楊鐘鳴(2005)認為，探究式實驗教學在教學應用上並不會影響教學進度。雖然 在操作實驗確實比較耗時，但因過程中是由學生自行建構知識，親自操作實驗觀察 結果亦加深了印象，使教師在闡述新知識或概念時，學生能夠很快速的瞭解，節省 了不少時間。此觀點亦與本研究的結果相符，學生會認為操作實驗書寫學習單需要 時間，但從過程中學生藉由思考與書寫提升了各種探究能力，讓教師在引介新的科 學觀念時，學生吸收的速度亦快很多。

在實驗活動設計的流程上，若直接要求學生進行最高層次的開放性探究活動，

因需要牽涉到的能力太高，學生恐怕不知從何著手，容易導致學生感到挫折(劉宏 文、張惠博, 2001)。楊鐘鳴亦指出，漸進性、階段性、模式化的安排實驗教學，

對學生的學習及教師的授課幫助很大。此論點亦和本研究設計之 POE-Inquiry 教學 策略相符，從以教師為主的 POE 實驗活動引入探究教學，讓學生熟悉探究技巧，到 以學生為主的開放性探究 POEI 實驗設計活動，逐步漸進培養了學生的科學探究能 力。是以，教師若能善用各種教學模式，結合理化課程教學，在傳授科學知識的同 時培養學生各種科學探究能力，讓學生能將這些帶著走的能力，發揮應用在生活中 的各個角落。

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