一、第一年初步成果（93 年 8 月~94 年 10 月）
本研究計畫為三年之整合型計畫，第一年之工作著重於設計與開發有關國小 學童科學探究能力之學生探究式教學活動設計、專題導向教學設計、及評量工 具，其研究過程與結果如下：
（一）教材分析
教材分析係依下列四個面向來進行分析：
1. 九年一貫「自然與生活科技」領域之課程綱要 2. 各版本國小教科書
3. 網路教材
4. 相關科學教育書籍
經由計畫主持人與在職國小教師之兼任助理共同進行九年一貫「自然與生活 科技」學習領域國小中、高年級之相關教材分析，以瞭解各主題、次主題間、教 材內容與教材知識結構。由各子計畫助理群收集相關教學資源，針對九年一貫課 程中「自然與生活科技」學習領域國小中高年級之相關教材，包括不同版本之教 學指引、教科書、習作、視聽多媒體教材、教學實驗器具，以及租借實驗室和相 關教學場地等。
（二）學習者與情境分析
本研究計畫本著「設計者即教學者」之理念，因此本研究所聘請之助理，皆 是國小資深之自然科教師，藉助其豐富之教學經驗來設計與發展教學模組與擔任 實驗教學之工作，在設計模組與預試班級時，均與研究助理群以及學校資深自然
科教師相互討論研究針對該校之師生特色、學校本位課程設計發展適合該實驗教 學班級學童之教學模組，以掌握學習者的學習特質與教室情境等因素。
（三）總計畫整合各子計畫編寫學習目標
總計畫與子計畫所有研究小組成員參考總計畫主持人於 2003 年所主持之 九年一貫「自然與生活科技」領域能力指標詮釋研究（林顯輝，2003）之研究報 告，經過相關文獻收集、及多次開會討論，並請教國內科學教育學者洪振方、王 靜如、林曉雯等三位教授後，制訂出五個能力面向來定義科學探究能力，作為科 學探究能力指標以及行為表徵之主軸。這五個能力面向包括：
1. 界定問題的能力(包含發現問題、提出問題、定義問題) 2. 設計規劃的能力(包含收集資料、設計實驗)
3. 實作驗證的能力(包含進行實驗、觀察、操作、記錄) 4. 分析解釋的能力(分析資料、歸納及解釋實驗結果) 5. 溝通辯證的能力(溝通、批判)。
將中、高年級之科學探究能力指標暨行為表徵之五個能力面向，依次陳述較 詳細之能力指標細項，經過各小組協商討論後，最後定稿如下：
高年級科學探究能力指標暨行為表徵
（1）界定問題（包含發現問題、提出問題）
1-3-1-2 觀察一個問題或事件，常可由不同的角度來觀察而看出不同的特 徵。
3-3-0-4 察覺在「以新觀點看舊資料」或「以新資料檢視舊理論」時，常可 發現出新問題。
8- 3b 能由生活中的種種，察覺問題，獲得知識。
9- 3a 針對環境中各種變化，能主動思考其可能原因。
※註 8、9 是十大基本能力的順位，3 是第三段，a、b 是項次
（2）設計規劃 （包含收集資料、設計實驗）
6-3-2-3 面對問題時，能做多方思考，提出解決方法。
6-3-3-1 能規畫、組織探討的活動。
6-3-3-2 體會在執行的環節中，有許多關鍵性的因素需要考量。
7-3-0-1 察覺運用實驗或或科學的知識，可推測可能發生的事。
（3）實做驗證（包含進行實驗、觀察、操作）
1-3-1-1 能依規劃的實驗步驟來執行操作。
1-3-3-1 實驗時確認相關變因，作操控運作。
1-3-4-1 能由一些不同來源的資料，整理出一個整體性看法。
3-3-0-1 能由科學性的探究活動中，瞭解科學知識是經過考驗的。
5-3-1-2 知道細心、切實的探討，獲得的資料才可信。
5-3-1-3 相信現象的變化有其原因，要獲得什麼結果，需營造什麼變因。
6-3-2-1 察覺不同的辦法，常也能做出相同的結果。
（4）分析解釋 （分析資料、歸納、解釋實驗結果）
1-3-4-4 由實驗的結果，獲得研判的論點。
1-3-4-2 辨識出資料的特徵及通則性並做詮釋。
1-3-4-3 由資料顯示的相關，推測其背後可能的因果關係。
3-3-0-3 發現運用科學知識來作推論，可推測一些事並獲得證實。
3-3-0-5 察覺有時實驗情況雖然相同，也可能因存在著未能控制的因素之影 響，使得產生的結果有差異。
（5）溝通辯証（溝通、批判）
1-3-5-2 能由適當的方式表述資料。
1-3-5-3 清楚的傳述科學探究的過程和結果。
1-3-5-4 願意和同儕相互溝通共享活動的樂趣。
1-3-5-5 傾聽別人的報告，並做適當的回應。
6-3-1-1 對他人的資訊或報告提出合理的求證和質疑。
中年級科學探究能力指標暨行為表徵
（1）界定問題的能力(包含發現問題、提出問題、定義問題)：
能 力 指 標 行 為 表 徵
觀察
1-2-1-1 察覺事物具有可辨識的特徵和屬性 比較與分類
1-2-2-3 了解即使情況一樣，所得的結果未必相 同，並察覺導致此種結果的原因
1-2-2-4 知道依目的(或屬性)不同，可做不同的 分類
組織與關連
1-2-3-2 能形成預測式的假設(例如這球一定跳得 高，因…)
過程技能
傳達
1-2-5-3 能由電話、報紙、圖書、網路與媒體獲 得資訊
能觀察出不同事物間之差 異，依目的做不同的分 類，並能提出問題、形成 預測之假設。
能觀察出不同事物間之差 異，依目的做不同的分 類，並能主動蒐集資料以 提出問題、形成預測之假 設。
科學本質
科學本質
傳達
歸納與推斷
1-2-4-1 由實驗的資料中整理出規則，提出結果 1-2-4-2 運用實驗結果去解釋發生的現象或推測
可能發生的事 傳達
1-2-5-1 能運用表格、圖表(如解讀資料及登錄資 料)
1-2-5-2 能傾聽別人的報告，並能清楚的表達自 己的意思
（5）溝通辯證的能力(溝通、批判)：
能 力 指 標 行 為 表 徵
過程技能
傳達
1-2-5-1 能運用表格、圖表(如解讀資料及登錄資 料)
1-2-5-2 能傾聽別人的報告，並能清楚的表達自 己的意思
能將實驗結果向他人做有 系統的描述，並能傾聽別 人的報告而提出自己的看 法。
（四）設計初稿
1. 由總計畫委請子計畫一：「以探究教學活動設計提升科學探究能力」之團 隊先行設計出一套「植物的成長與繁殖」之科學探究教學模組，以供其 他子計畫參考，藉以拋磚引玉，以期能激發出更完整適切之教學模組。
2. 經由計畫主持人與在職國小教師之兼任助理共同進行九年一貫「自然與 生活科技」學習領域國小中、高年級之「植物的生長與繁殖」相關教材 分析，以瞭解各主題、次主題間、教材內容與教材知識結構，制訂出國 小植物課程概念圖。
（五）預試與評估修正
1. 總計畫與子計畫每個月定期舉行主持人會議、整合型研究計畫之工作坊 作為縱向之聯繫，以及各子計畫也每週定期召開小組會議討論未來之研 究方向
2. 九十三年十月及十二月聘請校內專家學者王靜如教授與林曉雯教授為團 隊之教授及研究助理講授「科學探究之教學與評量」，並且為本研究提供 寶貴之審查意見。
3. 九十四年一月六日再聘請高雄師大科學教育所洪振方教授以及高雄市教 育局「自然與生活科技」領域輔導團葉安琦老師蒞臨本校為研究團隊演 講相關議題以及提供寶貴之專家意見。
4. 根據「植物的成長與繁殖」教學模組原形圖，各子計畫設計發展出其教
（Engage）
評量
（Explore）
評量
（Explain）
評量
（Elaborate）
評量
（Evaluate）
評量
（一）科學探究式教學活動設計方面
1.有關國小高年級學童探究式教學活動設計之研究
本研究以屏東市某國小五年級兩班學童為研究對象，並以康軒版課本五年 級上學期之「太陽規則」、「植物世界面面觀」、「空氣與燃燒」、「力與運動」等四 個單元，設計成「食譜式探究」與「引導式探究」兩種 5E（投入、探索、解釋、
精緻、評鑑）科學探究式教學與評量活動設計，藉由「科學概念學習成就測驗」、
「科學探究能力自我評量問卷」、「科學探究能力實作評量」三種評量工具以及部 分學生的半結構式晤談結果，研究發現如下：
（1）學童在「科學概念學習成就測驗」的表現兩班均顯著提昇，但統計考驗 未達顯著差異。
（2）學童在「科學探究能力自我評量問卷」的表現上，亦未達顯著差異。
（3）學童在「科學探究能力實作評量」的表現上，兩班的表現則都有顯著的 進步。
（4）由質性的資料分析發現，學童的科學探究能力可藉由探究式活動設計而 有所提昇。
（5）晤談之結果發現五年級的學童在認知發展上已較成熟，且對科學實驗的 操作也較有經驗，隨著年級之增長，本身對於科學探究能力的自我要求認 為有再加強之空間，因而影響了學童對科學探究能力的自我評價，所以在 自我評量表現未有顯著的提昇。
2.有關國小中年級學童科學探究式教學活動設計之研究
本研究以屏東市某國小三年級兩班學童為研究對象，並以康軒版課本三年 級之「植物身體」、「磁力玩具」、「空氣和風」、「廚房裡的科學」、「水溶液」、「奇 妙的水」等六個單元，設計成「食譜式探究」與「引導式探究」兩種 5E 科學探 究式教學與評量活動設計，評量工具亦與高年級相同，研究發現如下：
（1）「學生科學探究能力自我評量」後測的成績在排除前測的影響後，會因教 學模式的不同而有顯著性的差異，且成績上，「引導式探究」顯著高於「食 譜式探究」。
（2）「科學探究能力實作評量」的設計，教學與精緻化的過程中，尚無法達到 預期的成效，追其原因，在於三年級的學童過去為有過科學實驗操作的經 驗，許多實驗操作的能力仍須培養。
（3）「學生科學概念學習成就測驗」結果顯示，「引導式探究」與「食譜式探究」
在學習成就測驗的表現均有顯著提昇。
（4）經由晤談資料之分析，學童的科學探究能力卻能透過探究式教學活動設計 的探究學習過程而有所提昇。
3.培養國小中年級學童科學探究能力之教學研究
本研究以「5E 探究教學法」及「評量融入式教學法」，於屏市某國小中年級 二班進行實驗教學，並對整個教學過程與結果進行分析與反思，重要結果如下：
本研究以「5E 探究教學法」及「評量融入式教學法」，於屏市某國小中年級 二班進行實驗教學，並對整個教學過程與結果進行分析與反思，重要結果如下：