本章共分四節，第一節為研究背景與動機，第二節為研究目的與研究問題，
第三節為名詞釋義，第四節為研究範圍與限制。
第一節 研究背景與動機
教育部（2002）頒布《創造力教育白皮書》，以打造創造力國度為願景，全面 推動各級教育之創造力培育工作；於 2004 年更是以「創意台灣、全球布局」作 為 2005-2008 年的教育施政主軸，可見，創造力已成為當前台灣教育的核心價值。
九年一貫「自然與生活科技」的課程綱要指出，課程的目標乃在於「培養探索科 學的興趣與熱忱，並養成主動學習的習慣」、「培養與人溝通表達、團隊合作及和 諧相處的能力」、「培養獨立思考、解決問題的能力，並激發開展潛能」（教育部，
2003）。
從課綱中可發現，九年一貫的課程鼓勵學生主動學習，重視學習興趣與學習 熱忱。教育學家杜威亦認為教育就是通過兒童的主動活動去經驗事物和獲得直接 經驗的過程，基於此，杜威提出「從做中學」的原則，認為一切經驗只有通過兒 童的實踐才能獲得，只有通過個人直接的「做」才能發展兒童的思想與智慧，並 使經驗得到不斷的改組和改造。李賢哲（2001）研究也指出，能夠透過國小學童 動手做的興趣培養來增進學童的科學創造力，應有長遠的影響。
此外，九年一貫並於基本理念中強調學習科學，讓我們學會如何去進行探究 活動，特別是以實驗或實地觀察的方式去進行學習，強調手腦並用，使我們獲得 處理事務、解決問題的能力，也瞭解到探究過程中，細心、耐心與切實的重要性。
而探究活動提供了機會讓學生學習與他人合作、分享不同想法，並學習到科學社 群中合作及實踐（劉宏文、張惠博，2001）。小組內的互動不但可以腦力激盪、
集思廣義、凝聚共識、及增加默契之外，小組之間的互動，包括交換意見、討論、
及批判，讓學生更能深入增加自己的整合能力（楊秀停、王國華，2007）。陳美
如（2001）亦指出，合作探究式的教學，將是實施多元文化課程與教學的最佳取 向。因此九年一貫課程鼓勵學生探究，也鼓勵教師採用合作學習方式進行教學，
有別於以往傳統課室學習。
科學的教育目的為何？邱美虹（2005）指出，雖然並非每個學生都要成為從 事研究的科學家，但科學教育的根本目的是希望全民都有科學素養，也就是能用 科學的思考方式與態度去面對日常生活的現象、解決問題、能欣賞科學的奧秘，
並認識科學的價值與科學倫理。洪文東（2003）指出，科學教育的目的走向培養 解決問題的人，即強調教育的目的主要在訓練學生如何思考問題，運用所學得知 識以解決問題，學生的學習過程其實可說是一種解決問題的思考歷程。
綜合以上所述可見，創造力、問題解決能力將成為現今的教學重點，課程設 計應以學生為主體，希望學生得到帶著走的能力，教學不再只是知識的灌輸。
Reese 和 Parnes（1970）研究指出，接受 CPS 模式加上教師引導學習的學生，創 造思考能力最佳。Schack（1993）的研究發現，實施創造性問題解決模式教學的 實驗組其問題解決能力優於控制組。Puccio, Firestien, Coyle & Masucci（2006）的 研究結果亦發現，創造性問題解決（Creative problem solving，CPS）模式設計能 提升學生的認知能力，且有效提升擴散性思考、聚歛性思考以及問題解決的能 力。
另一方面，遊戲是兒童的天性，西方教育家福祿貝爾說：「遊戲是幼兒時期中 最純淨也是最具心靈的活動」（林玉体，2003），福祿貝爾更直接把遊戲視為一種 兒童的學習工具（吳幸玲，2003）。牟中原（1999）於《動手玩科學》一書推薦 序中提出，科學遊戲即是把科學活動和遊戲結合在一起，寓教於樂，讓學生在遊 戲中體會科學原理。因此於學習興趣方面，研究者認為教師設計課程時可融入吸 引學生的遊戲，在科學學習裡，將遊戲與科學結合，配合動手做，提升學習興趣 進行主動學習。
研究者大學就讀自然科學教育學系，在大學期間社團常安排暑假至鄰近國小 帶領夏令營活動，因研究者本身對科學遊戲十分有興趣，所以擔任科學遊戲營的
負責老師。也因如此，讓研究者更能熟悉科學遊戲內容與擁有更多機會帶領學生 從事科學遊戲活動。在此期間，研究者發現學生對科學遊戲十分喜愛，甚至原本 排斥自然課或在自然領域學習成就較低落的學生也能愛上它，並表示出濃厚的興 趣，許多家長也十分贊同這具有教育意涵的科學活動，使研究者對於科學遊戲所 能帶來的效應深感興趣。
許良榮（2009）提出，坊間有關科學遊戲的參考書籍或網路資料雖然不少，
但是要融入教學需要經過教學者的過濾與組織，避免只是單純的引起學童興趣，
而缺乏學習的內涵，建議必須把握的重要原則之一是：必須讓學生有「動腦筋」
的機會，亦即掌握主動探究或解決問題的原則。研究者也發現坊間許多科學遊戲 書籍及網站所提供的資訊，多為操作步驟及科學原理，較少有進一步引導學生進 行探究活動和問題解決的機會。
有鑑於此，本研究希望藉由科學遊戲好玩、有趣的特質，基於兒童喜歡遊戲 的天性，蒐集與「氧化與燃燒」有關的書籍和網路資源為科學遊戲素材，從中挑 選出適合研究對象年齡層的科學遊戲。訂定教學目標，結合創造性問題解決（CPS）
模式的教學理念來來設計問題，並以小組合作方式讓學生在動手操作中發揮創造 力，在日常生活中學習科學知識，且能應用解決生活中所遭遇的問題，藉以提升 科學學習興趣，及培養問題解決能力。
第二節 研究目的與研究問題 一、 研究目的
由於科學遊戲能吸引學童的興趣，並且有其潛在的教學價值。近年來坊間有 不少有關科學遊戲的書籍，介紹了科學遊戲的操作方法和原理，許多縣市也舉辦
「科學園遊會」等大型科學遊戲活動。然而，這些豐富的資源鮮少有引導學生進 行探究及解決問題的機會。因此，本研究將探討如何透過以「氧化與燃燒」為核 心概念，將「創造性問題解決融入科學遊戲（簡稱：CPS-SG）」的活動設計融入 教學，並探討 CPS-SG 教學活動對於學生科學探究能力與概念認知的影響，同時
觀察學生對於 CPS-SG 教學活動的看法，以提供給日後自然與生活科技領域教師 作為參考。
二、研究問題
基於上述研究目的，本研究欲探討的問題如下：
(一) 如何將創造性問題解決（CPS）教學模式融入「氧化與燃燒」相關之 科學遊戲，設計教學活動？
(二) 實施創造性問題解決融入之科學遊戲（CPS-SG）教學活動後，學生的
「科學探究能力」及「概念認知」表現為何？
(三) 學生對創造性問題解決融入之科學遊戲（CPS-SG）學習活動的看法為 何？
第三節 名詞釋義 一、 創造性問題解決
本研究所指的創造性問題解決模式（Creative Problem Solving，CPS）是以 Treffinger 和 Isaksen 於 2004 年提出之三成分六階段 CPS 模式，其三成分六階段 分別為：瞭解問題（發現困惑、發現資料、發現問題）、產出點子（發現點子）
與計劃行動（發現解答、尋求接納）。
二、 科學遊戲
研究者綜合專家學者對科學遊戲的定義（詳見第二章第一節），將本研究所指 之科學遊戲界定如下：
(一) 科學遊戲的設計，包含讓學生動手操作的程序。
(二) 科學遊戲所使用的素材是容易從生活周遭中取得，並且沒有危險性。
(三) 科學遊戲屬理性遊戲，包含科學概念，探究遊戲和問題解決。
(四) 科學遊戲之設計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分組合作方式進行。
三、 科學探究能力
本研究所指的科學探究能力，是以高慧蓮（2005）國科會研究計畫「九年一 貫課程自然與生活科技領域科學探究能力之培養研究」對探究能力制定出來的五 個面向，分別為：界定問題的能力（包含發現問題、提出問題）、設計規劃的能 力（包含收集資料、設計實驗）、實作驗證的能力（包含進行實驗、觀察、操作、
記錄）、分析解釋的能力（分析資料、歸納及解釋實驗結果）、溝通辯證的能力（溝 通、批判）。
四、 概念認知
本研究所指之概念認知為經過 CPS-SG 學習後，學生在概念認知測驗所得分 數。本研究使用的概念認知測驗，為以雙向細目表檢核教學目標與教學內容所自 編的測驗題目。此題目與指導教授討論並另請自然科協同教師審查修訂。
五、 學習成效
本研究所指的學習成效，為經過 CPS-SG 學習後，學生於科學探究能力及概 念認知的改變，及對 CPS-SG 學習的看法。。
第四節 研究範圍與限制
本研究蒐集科學遊戲書籍及檢索網路資料，從中取得科學遊戲素材，融入創 造性問題解決的教學理念發展出的教學活動，目的在瞭解此教學活動對五年級學 生科學探究能力與概念認知的影響，針對本研究歷程，以下分別說明研究範圍、
研究對象與研究方法的限制：
一、 研究範圍
本研究之概念範圍僅限於三個教學活動中的概念，分別為達到燃點才能燃燒、
燃燒需要氧氣、生鏽需要氧氣，而學生的科學探究能力之界定以高慧蓮於 2005 年的研究界定為準。本研究所獲得的結論僅適用於探討國小五年級學生在此教學
活動下的學習情況。
二、 研究對象的限制
本研究對象僅限於台中市天使國小及高雄市快樂國小（化名）五年級的兩個 班級之學生，研究成果不宜推論到其他年段。
三、 研究方法的限制
本研究採用準實驗研究法中的單組前後測設計以及不等組前後測設計，在有 限的測試工具內進行分析探討，研究所發現之結果僅適用於特定的情境，至於是否適用 於其他教學情境、是否能適合教學場域之外，則不宜過度推論。