第一章 緒論
本研究為探討幼兒於 KAPLA 積木建構的探究活動中，教師採用 STEM 教 育和5E 學習環教學，對於幼兒在科學態度與科學探究的影響。
本章共分五節，第一節為研究背景，第二節為研究動機，第三節為研究目的 與問題，第四節為研究範圍與限制，第五節為名詞解釋。
第一節 研究背景
由於近年來STEM 教育的盛行，讓學前教育的教育模式多了一種教學選擇，
期盼國家未來的主人翁能夠透過 STEM 教育模式進而增進學齡前的學習，使幼 兒在未來能跟上時代的進步，培養幼兒擁有解決問題、團隊合作的能力。
如果透過科學探究培養幼兒的科學興趣，幼兒則有了終身學習的動力，獲得 探究以及解決問題的方法，他就能不斷運用這些方法去獲得知識，解決各種問題 (幼兒教育百科網，2017)。
STEM 教育起源於 1986 年美國國家科學委員會提出，代表為 Science(科學)、
Technology(技術)、Engineering(工程)、Mathematics(數學)這四個領域架構，同 時也包含了七種核心精神分別為跨領域統整學習、動手做、生活探索、五感學習、
失敗再嘗試、解決問題、團隊合作(賓靜蓀、李京諭、程遠茜，2017)，透過 STEM 教育培養幼兒在團隊中一起動手建造及共同解決問題的能力，在這解決問題的過 程中，團隊必須對每一個問題提出假設的多重方案，去嘗試每一個問題所形成的 方案，並且在失敗的時候進行檢討與修正。
Bybee(2014)指出STEM教育之中需要一個完整的教學順序，採用美國生物 課程改進畫(Biological Sciences Curriculum Study；簡稱BSCS)的5E學習環會是最 適合的，而5E教學環的學習歷程依序為投入(Engagement)、探索(Exploration)、解 釋(Explanation)、精緻化(Elaboration)以及評鑑(Evaluation)。
據此，可以得知，幼兒科學探究能力對於幼兒的解決問題相當重要，並且透 過STEM教學培養幼兒團隊合作，以及完整的教學順序為5E學習環來進行教學。
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目前我國所使用的《幼兒園教保活動課程大綱》的宗旨以「仁」為主的教育 觀，含有六大領域分別為：身體動作與健康、認知、語文、社會、情緒、美感。
在這六大領域之中認知領域的學習指標包含：「認-大-1-1-1覺知物體的形狀會因 觀察角度的不同而不同」、「認-大-1-1-2以自己為定點，辨識物體與自己位置間的 上下、前後、左右的關係」、「認-大2-1-2覺知物件間排列的型式」、「認-大-3-1-1與 同伴討論解決問題的方法，並與他人合作實際執行」、「認-大-3-1-2與他人共同檢 視問題解決的過程」、「認-大-1-3-2以圖像或符號紀錄生活物件的多項訊息」、「認 -大-1-1-6運用數字符號寄活環境中的訊息」以及「認-大2-1-5運用圖/表整理生活 環境中的數量訊息」(教育部，2017)。
據此，可以得知STEM教育核心精神在我國的《幼兒園教保活動課程大綱》
的核心素養上，與動手作、生活探索、五感學習、解決問題、團隊合作有相似的 共通點，而跨領域統整的部分，對於幼兒園來說，課程較傾向統整活動，而不建 議採用分科教學活動(教育部，2017)。
美國國家科學研究院(NRC)發表了NGSS(Next Generation Science Standards) 八項實踐科學標準，即科學教育需具有數學與科學技能，並且以探究和工程設計 進行實踐，是一種跨領域的統整教學，因此STEM是值得幼兒探索的教育模式(周 淑惠，2017)。
聯合國教科文組織在2015年發佈《教育2030行動架構》(Education 2030 Framework for Action)，而目標三其內容就是鼓勵學生儘早接觸科學(S)、技術(T)、
工程(E)和數學(M)領域，認為在幼兒STEM教育中有三個階段分別為：建立挑戰 性(Building Challenges）、具工程設計的挑戰性(Engineering Design Challenges)以 及具設計的競賽(Design Competition），使用的媒材可以是以單位積木或KAPLA 積木搭建高塔、彈珠軌道(林佩蓉，2017)。
近期美國表明，工程設計是可用於促進STEM整合和學習，研究顯示，當幼 兒體驗工程設計時，他們所表現的工程行為及完成活動的堅持度會明顯增加，以
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及當幼兒參與這些基於工程設計的STEM經驗時，他們更加了解對科學家和工程 師的理解，而教師參與STEM教育課程時，會對知識和自我效能感的提高(趙一侖，
2019)。
目前愈來愈多幼兒園有KAPLA積木這項教具，大多放置在學習區的積木角 中，幼兒在學習區時間會自行建構一些建築，或者與其他幼兒共同建構，KAPLA 積木屬於建構性玩具，每一塊積木的規格為1:3:15的長方形，由於切割非常精準，
每一片積木重量都相同，一箱中有1000片的積木，積木的材質每一片都是原木，
在幼兒操作時不論是摸、咬，對於身體較無害，在建構的過程中靠重力與角度堆 疊和平衡，因此，也考驗了幼兒的耐心、細心和專注，只要地面屬於平整，即使 是幼兒也能完成驚人的作品，並且提升幼兒的數學與科學能力(奧村和則，2008)。
吳美姬、周俊良(2017)也指出，積木遊戲的教育功能分別為肢體動作、語言、
社會性、自我情緒以及認知，而認知涵蓋了科學中的探索、觀察、問題解決、因 果關係，以及數學的數字、深度、寬度、高度。
因此，可以得知KAPLA 積木本身可以提供給幼兒的能力包含到的有「科學 中的探索」、「觀察」、「問題解決」、「因果關係」，使用在STEM 教學中，是成為 幼兒學習中一項很好的教學媒材。
臺灣最先使用在幼兒園實施統整不分科、探究取向的主題教學的大庄國小 附幼，嘗試最夯的STEM 教育，以「風的運動場」作為主題，由幼兒園的老師帶 領，讓幼兒經歷科學探究與實作後，以小組運作的模式，從繪製設計圖到蒐集素 材，全由幼兒親自操作，成功製作出吹泡泡的工具，而家長對於課程的實施也相 對認同，同時也獲得新竹市教學卓越獎(新聞雲，2018)。
第二節 研究動機
我國自108 年實施的 12 年國教課綱，最為重要的是核心素養，強調目前重 要價值在於知識、能力與態度以及使個體從重要價值中獲得全人的發展，培養終
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身學習的能力(國家教育研究院，2015)。
美國幼兒教育協會（NAEYC）在 2016 年，提倡 STEM 教育要從幼兒階段就 開始，希望幼兒透過心智和動手操作來學習，並主張這種幼兒時期進行的STEM 教育會形成幼兒的心智習慣，對孩子未來的成功至關重要(周育如，2018)。
由於STEM 的盛行，在坊間還有一種學習方式，則是使用 STEM 科學材料 包讓幼兒從材料包中所給予的素材進行組裝與操作，讓幼兒在過程中進行探究，
研究者曾在親子天下雜誌看到一個封面標題「STEAM 好玩具 100」，內容說明幼 兒自行建構KAPLA 積木能夠啟發幼兒對於 STEM 科學教育的概念，但研究者在 STEM 玩具特賣會發現，如果家長購買 KAPLA 積木放置在家中讓幼兒進行建構，
是比較無法達到STEM 核心素養中的團隊合作。
本研究根據上述所提STEM 科學材料包的學習方式，及幼兒自行 KAPLA 積 木，建構操作的方式，探討幼兒的 STEM 學習。目前我國對於 STEM 教育的相 關研究，幼兒教育較少，在博碩士論文中只搜尋到兩篇，大多都是以國小高年級 以上為研究對象較多，本研究選擇台東市某間國小附設幼兒園進行，幼兒的年齡 層為5-6 歲，以質性研究的個案研究法，進行 STEM 教育以及採用 5E 學習環教 學，帶入KAPLA 積木教學之中的歷程，提供未來想研究有關於 STEM 教育的學 者一個參考。
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第三節 研究目的與問題
綜合以上所述，擬定研究目的如下：
一、運用5E 學習環教學於 KAPLA 積木探究活動，達成幼兒 STEM 課程的目 標。
二、運用STEM 課程與 5E 學習環於 KAPLA 積木教學發展探究活動，提升幼 兒科學態度以及科學探究能力。
基於上述研究目的，本研究的研究問題如下：
一、運用5E 學習環教學模式，幼兒積木建構使用 STEM 的情形為何？
二、運用5E 學習環教學模式於積木建構融入 STEM 教育對於提升幼兒科學態 度成效為何？
三、運用5E 學習環教學模式於積木建構融入 STEM 教育對於提升幼兒科學探 究能力成效為何？
第四節 研究範圍與限制
一、 研究範圍 (一) 研究區域
研究區域為臺東市某間國小附設幼兒園中大班。
(二) 研究對象
本研究對象以年齡介於5-6 歲的 4 位幼兒為研究對象。
(三) 研究內容
第一階段的課程進行方式，是以5E 學習環的教學模式帶入研究中，先 進行投入階段(E1)，讓幼兒們討論所要建構的物體與主題內容，進而達成共 識，接著探索階段(E2)讓幼兒個人建構主題所需的建築物，並且藉由 KAPLA 積木工具書輔助幼兒將所想建構的建築物更具體化，再進行解釋階段(E3)，
幼兒在探索階段一定會遇到建構積木的狀況，因此幼兒須將遇到的問題提出
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解決策略與想法，進而到了精緻化階段(E4)幼兒將建構的建築物，建構的更 穩固和完整，而最後評量活動(E5)為幼兒以繪圖的方式記錄，分享從建構活 動中所獲得的問題是如何解決而形成概念，成為在團隊中各幼兒的學習歷程。
第二階段的課程進行方式為，幼兒成為一個團隊模式，將已經個人建構 好的建築物，再進行周圍的細節建構，作為建構的統整以達到 STEM 核心 精神中的「跨領域學習」、「動手做」、「失敗再嘗試」、「解決問題」、「五感學 習」、「生活探索」、「團隊合作」。
(四) 研究時間
將資料整理、分析後，並與指導老師討論，於109 年 2 月至 109 年 5 月 進行16 次上課，每次 50 分鐘之課程時間。
二、 研究限制 (一) 研究區域
因研究者所就讀的碩士班在台東地區，並且因研究所需，找尋的園所需 要有KAPLA 積木並且場地大小適合，讓幼兒進行 KAPLA 積木建構。
(二) 研究人數
因班級教室的教學模式為學習區萌發，每個學習區以4 人為限，因此選 定幼兒人之教學。
(三) 研究對象
根據本研究的研究題目為「運用STEM 教育與積木建構提升幼兒科學探 究能力之歷程」搭配幼兒發展，以及《幼兒園教保活動課程設計大綱》中的 學習指標，認為5-6 歲的幼兒適合成為本研究的研究對象。
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第五節 名詞解釋 一、 幼兒園
我國過去幼兒教育機構可分為幼稚園及托兒所，惟因應幼托整合政策及幼兒 教育及照顧法公布，自101 年 1 月起幼稚園及托兒所陸續改制為「幼兒園」，其 英譯為「Preschool」(教育部，2016)。
二、 幼兒
我國對於幼兒的定義則在2015 年發布的「幼兒教育及照顧法」中則明確定
我國對於幼兒的定義則在2015 年發布的「幼兒教育及照顧法」中則明確定