本章共分成四節，第一節說明本研究之背景與動機， 第二節針對本研究之研 究目的與待答問題做一簡要說明，第三節為本研究之名詞釋義，將本研究的重要 名詞，做一範圍與內容上的界定。第四節則說明研究範圍與限制，茲將各節內容 詳述如下：
第一節 研究背景與研究動機
隨著二十一世紀到來，因國與國之間交流頻繁而產生的「全球化現象」，使 的社會環境的劇烈變遷、資訊傳播媒體的氾濫、及各項知識內容急速增加，迫使 當今教師教學方法及學生學習方式需要進行變革，且傳統式的講述教學及以知識 為主要內容的學習目標已逐漸無法符合時代的需求（周祝瑛，2009）。於是世界 各國根據各自的國情及環境，希冀透過教育改革提升國家競爭力，吹起了教育改 革的世界浪潮，我國在這一波教育改革浪潮中則是以推動「九年一貫」教育為主 要代表。「九年一貫」教育的精神乃期望改變過去以知識學科為重心及教師為中 心的教育方式，轉變為以學生主動探索及培養基本能力為主的教育方式。
九年一貫的綱要強調學校教育「以學生為學習主體」，並根據能力指標建構 教學核心目標（任慶儀，2010）。故其所需的學習方式不同以往，教學者在教學 現場的定位也產生轉變。也就是教師除了教授教科書上的知識外，更應根據學生 能力搭配有效的教學法，方可將概念以清晰易懂的方式傳遞給學生（Shulman, 1986）。因此，教師除了解釋知識性的內容外，更要運用恰當的教學策略編寫教 學流程，此種結合教育學方法與學科知識的教育學知識稱之為「學科教學知識」
（PCK）。而教學者在學科教學知識調整下，才能與九年一貫教學的改革浪潮相 接軌，達到其應有的專業水準。
從科學教育觀點而言，學科教學知識是以培養學生具備科學探究能力為主
（Shulman, 1986）。惟教學方法應透過教學者對學生進行觀察後，根據學生的能
力與行為進行明確的描述（謝甫佩，2004），此種方法需因應學習者的特質及教 學環境進行適當地規劃與設計，所以教學設計的編寫為教學前的一項重要準備。
教學設計是教學者應具備的基本能力。其編輯工作，是由選定教學主題、確 立教學目標，並填入對應的能 力指標，而後勾勒出教學活動內涵，包括活動目標、
教學時間、活動內容，以及使用的教材、評 量方法等。吳明德與黃喻淳 （2005）
便依據思摩特和北市教學資源中心等網路資料庫中的教學設計格式進行比較依 據，整理出教學設計基本要項如下：
名稱（教案名稱、教學活動名稱）
適用年級
教學總時間
設計者及設計者資訊
學習領域
能力指標、教學目標
教學步驟、時間分配
教學相關資源：教材、素材等，或資源來源
學習成果評量：學習單、課後評量
由於現今教學設計的格式缺乏明確界定，經常造成教學者在利用網路資料庫 等資源參考相關教案時使用上的不便，進而影響互通性（吳明德、黃喻淳，2005）。 教師需要花費時間進行評估修改，對於在教學現場疲於奔命且經常超時工作的教 師來說，反倒是加重其早已過重的負擔（李宜蓁，2003）。任慶儀（2010）認為 新課程需要一個將能力、概念和知識等因素一同考慮清楚的設計歷程。教學設計 需要以理論為依據下建立明確的編寫流程與格式，
系統化教學設計是一種「目標導向」及「解決教學問題」為思考架構的鉅觀 教學（macro teaching）設計模式。其運用問題解決過程，針對學習者訂立學習 目標、以系統方法規劃課程、進行教學、評鑑與課程修正。主要分為「分析 (Analysis)、設計(Design)、發展(Development)、實施(Implementation)、評 鑑(Evaluation)」五個基本步驟，每一步驟都是教學設計過程中不可或缺的考 量。系統化教學設計常運用於講求精簡高效率的教育訓練課程與多媒體教學。其
系統架構能將教學理論的理念轉換為教學目標、內容、方法與策略及教學評價等 具體設計環節，讓理論能夠具體地運用與實踐。
本研究構想以系統化教學設計模式作為教學設計格式之架構參考，並搭配 5E 學習環之教學策略於課程設計方面。研究者將以「簡單機械」槓桿原理單元 進行教學內容與格式的製作，期待能夠設計出能夠符合理論與實用的教學設計模 式 - 5E 系統化教學設計模式。
研究中嘗試將 5E 系統化教學設計運用於國小自然與生活科技「簡單機械」
單元中。並依據教學設計進行教學時，由國小教師在現場的教學情況及學生在學 習環境下的回饋，修正 5E 系統化教學設計。以期能對教學者在科學領域方面教 導與學習上有所助益，並能對科學教育的推展有所貢獻。
第二節 研究目的和待答問題
一.研究目的
本研究運用系統化教學設計 ADDIE 模式建立具備理論性與普遍適用的教案 架構，以及符合九年一貫新課程構想之 5E 學習環理論中『投入(E1)→探索(E2)
→解釋(E3)→精緻化(E4)→評鑑(E5)』，為中心理念來設計相關教學設計之課 程。並在實際課程活動中，依據學童在過程中對教師、課程的回饋及教師使用 5E 系統化教學設計後的建議進行修正與調整。使教學設計除了符合理論架構，
亦能夠運用於實際教學環境。
具體而言，本研究目的如下:
（一） 以5E學習環與系統化教學設計模式發展出符合九年一貫理念之教學設 計內容。
（二） 探討教師對於5E系統化教學設計模式運用於實際教學現場教學之評價 與建議，並依此修正教學設計。
（三） 研究者依據學童對於5E系統化教學設計下的教學情境感受修正教學設 計。
二.研究問題
本研究旨於發展 5E 系統化教學設計並依據實際教學時教師與學生的回饋進行修 正。基於上述研究目的，本研究之研究問題為：
（一） 設計5E系統化教學設計格式內容為何？需要注意到哪些環節？
（二） 協同教師在運用5E系統化教學設計時，對於教學設計的意見與回饋為 何？教學設計可以再進一步改善的項目為何？
（三） 由協同教師評估5E系統化教學設計在課程的實施情形為何？對學生在 課堂中及學習情形感受與建議為何？
第三節 名詞解釋
本節旨在針對本研究中關鍵名詞加以澄清，避免意義上的混淆紛亂，以求研 究中所提及概念能夠前後一致。茲將本研究所使用的專有名詞定義如下
一.ADDIE 系統化教學模式
系統化教學設計的理念與發展自二十世紀初期，是一種「目標導向」及以「解 決教學問題」為思考架構的教學設計模式。係針對學習者訂立學習目標，運用系 統方法規劃、進行教學，並進行評鑑與修正；每一環節都需要相互關連，力求達 到佳教學方法與學習效果。系統化教學設計至今已衍生百餘種模式，各種模式都 有適用的情境。
ADDIE 系統化教學模式是系統化教學設計其中一種整體性的教學模式，主 架構分為「分析(Analysis)、設計(Design)、發展(Development)、建置
(Implementation)、評鑑(Evaluation)」五個基本步驟與九項要素，簡潔明確卻也是 教學設計過程中不可或缺的考量。該模式常用於講求效率的企業教育訓練課程與 多媒體教學，至今已衍生百餘種系統化教學模式，皆為依循 ADDIE 系統法則而 來。故本研究將運用 ADDIE 系統化教學模式的步驟與要素，作為 5E 系統化教 學設計在格式上的參考。
二.九年一貫能力指標
本研究所指之「九年一貫能力指標」，是教育部為符合二十一世紀國家發展 需求與世界各國教育改革的脈動，於民國九十二年制定頒布的「國民中小學九 年 一貫課程綱要」中，列出十大基本能力做為其課程目標。能力指標是由這十項基 本能力為架構下明確說明各階段學習領域所要達成之目標(教育部，2003)。各學 習領域階段能力指標可作為編輯教材、設計教學、擬定評 量及實施測驗的參照依 據（李坤崇、林堂馨，2003）。而本研究將採用自然與生活科技學習領域中第三 階段的分段能力指標做為教學設計之依據。
三.5E 學習環教學模式
5E 學習環(Learning Cycle)一詞首次出現於 1970 年美國加州大學科學課程改 進計劃（Science Curriculum Improvement Study, SCIS）之教師手冊內，是一種採 取探究取向教學法的典型代表（Duit & Treagust, 1998）。
5E 學習環依序為『投入(Engagement) → 探索 (Exploration) → 解釋 (Explanation) → 精緻(Elaboration or Extension) → 評鑑 (Evaluation)』五階段之 教學步驟。其特點在於以學生為主體並考量學童心理認知能力，藉由情境活動帶 動學習，先由學童自行建構、解釋概 念，爾後教師引進新名詞或做概念澄清。最 後評鑑部分則為涵蓋整個教學活動歷程的多元性評量
而本研究所運用5E學習環作為教學策略，並搭配教學設計中的教學目標、課 程活動與形成性評量，來編寫5E系統化教學設計。
四.簡單機械
在日常生活與工作中，常利用一些工具以完成目的。這些能使我們省力或 得到方便的工具，都可稱為「機械」。不論如何複雜的機械，都是由若干組零件 所構成，分析各組零件的構造或原理，不外乎槓桿、輪軸、滑輪、齒輪、斜面、
螺旋以及劈等幾種基本機械組合而成的。上述的幾種元件皆十分簡單，故稱之為
「簡單機械(Simple machine) 」。本研究所編寫 5E 系統化教學設計，將以簡單 機械之槓桿原理，作為教學設計中課程活動的實驗內容。
第四節 研究範圍與限制
本節主要分兩部分說明，其一為研究範圍，另一部份則為研究限制。分別論 述如下：
一.研究範圍
本研究對象選擇為國小六年級的學生，以中部一所鄰近海邊小學 - 健康國 小（化名） 的一個班級學生為研究對象。研究者將以 5E 學習環融入 ADDIE 系 統化教學設計模式，進行自然與生活科技的教學教材設計及實施，依據學生對於
本研究對象選擇為國小六年級的學生，以中部一所鄰近海邊小學 - 健康國 小（化名） 的一個班級學生為研究對象。研究者將以 5E 學習環融入 ADDIE 系 統化教學設計模式，進行自然與生活科技的教學教材設計及實施，依據學生對於