自然科學的教學方法

科學知識累積之迅速，形成了教學的意義不只是知識的轉移，而是 如何去學習（learn how to learn），因此自然科學的教學必須要考慮有效 的教學方法，藉以能達成明確的教學目標。所以科學教師應具有多樣的 教學模式、方法與善用教學方法的技術，在不同的單元與學習環境下施 教。教學模式介紹如下：（摘自王美芬、熊召弟，1995）

一、 講述式教學模式

教師主要以口頭傳達的方式向學生進行教學，對全班學生的講述內 容一樣，沒有考慮多樣化教具的使用，因此在教學上有其優點如在時 間、人力與費用上較為經濟，教學空間與教具使用的方便，與適用於知 識結構嚴密、概念系統完備又繁多者等；但此教學法亦有其缺點：忽略 認知發展、造成學生缺少學習興趣、師生間缺乏互動與容易養成學生背 記知識的習慣等。Ausubel 於 1963 年提出「前置組織因子」應用在此教 學法上，特別著重於加強學生的認知結構，就是以兒童先備知識、經驗 為基礎而建構的「有意義的學習」（meaningful learning），組織因子教學 模式的三個教學階段為：

1、 提示組織因子：闡明學習目標、提示組織因子、換起舊經驗。

2、 學習活動：進行邏輯安排之學習活動、維持學習動機、運用組 織因子促進學習。

3、 加強認知結構：統整新知與舊經驗、評鑑新知。

二、 探究式教學模式

（一） 主動探究教學模式（Inquiry Training Model）

美國教育學家 Richard Suchmann 所提出，重點在協助學生認清事 實，建立科學概念，並解釋所見的現象以致達到概念的獲得。

Richard Suchmann 說明了六個教學原則：

1、 學生的問句必須能用「是」或「不是」來回答。

2、 學生應有機會發問一系列的連續問題。

3、 如果學生要求教師證實學說，教師不可用「是」或「不是」來 回答。

4、 任何學生都可隨時驗證任何學說。

5、 學生隨時都能互相交換意見或小組會議。

6、 盡量提供有關輔助器材與教學資源。

而主動探究教學模式的五個教學階段為：

1、 提示問題：說明探討步驟或方法、提示問題。

2、 收集數據（確認問題）：確認「問題」中的物質與情境、確認

「問題」的來源。

3、 收集數據（實驗驗證）：分辨可能變因、假設驗證 4、 解釋數據（建立理論）：根據數據提出說明

5、 檢討探討過程（評量）

（二） 過程探究教學模式（Process Inquiry Model）

此教學模式是由 Joseph J. Schwab 所提出，主要在訓練科學方法的應 用，教學活動是以學生為中心，學生在探討過程中可以發現新概念與新 原理，也學習到自我領導、負責任、傳達等科學態度，學生的參與越多，

學習效果就越好。

過程探究教學模式的五個教學階段為：

1、 提示問題（觀察現象）：提示研討範圍與方法 2、 組織問題：尋求數據、建立假設

3、 分組實驗或討論：分辨變因、試驗假設 4、 解釋數據：驗證操作

5、 推廣：檢討探討過程

三、 概念達成教學模式（Concept Attainment Model）

由 Bruner 所提出，他認為分類的概念對於整理自然萬象的知識有 極大的幫助，學習應該在實際的教學情境中，教師配合學生的經驗，將 教材做適當的組織，設計各種有利於於兒童發現各種結構的學習情境，

引導學生發現有意義的結構。只有經由學生主動的操作探究、對照比 較，運用策略， 發現教材所含的重要概念，才算是真正的學習。在歐 洲教育學者 Rillo 的教學目標裡寫著；「尋找與發現是教師教得少，而 學習者可獲得較多的教學方式」（周儒、黃淑芬譯，1994）。

概念達成教學模式的三個教學階段為：

1、 提示正例或負例的數據指認概念給學生：根據資料指出正例 的共同特徵。

2、 決定屬性的概念定抑或定理法則：概念名詞的引介。

3、 檢驗達成的目標是否正確。

四、角色扮演教學法（role playing）

當確定一個問題或主題後，學生把問題中心的各種角色「演」出來，

最後讓大家來討論的一種教學法，學生對於角色的功能、構造、能力與 思想觀念等均應有所瞭解，因此此學習方式的好處是能藉以探索人們的 感受，深入瞭解人們的態度、價值觀與知覺，發展解決問題的能力與態

度，探討所要學習之教材的內容等。

角色扮演教學法的三個教學階段為：

1、 提出問題的核心。

2、 選定扮演各角色的演員。

3、 準備演出。

4、 準備觀察員：未參與演出之學生進行觀察。

5、 演出。

6、 討論與評鑑。

7、 重演

五、流水學習法（Flow Learning）

美國約瑟夫柯內爾（Joseph Cornell）提倡流水學習法，此教學法 是以親身的自然體驗為主軸，引導學生能知、能感（心有所感）、能 樂（樂愛自然）、能愛自然，讓學生自己從和環境互動的經驗當中去 體會（方潔玫譯，1994）。

柯內爾在「共享自然的喜悅」中提及流水學習法有四個階段。

1、 喚醒熱忱。缺乏熱忱是絕對無法從大自然中獲得有益的體驗。

所謂熱誠，非指那種激動、毛燥的興奮，而是由個人興趣、敏 感度而來的一股寧靜而強勁的力量。

2、 集中注意力。學習有賴專心，必須將熱忱引導至一個安靜的焦 點上。

3、 直接體驗。透過感官敏銳，才能走入自然界的節奏與律動世界。

4、 分享啟示。體驗開啟學生內藏的意識力，經由分享的過程，個 人內心深刻的體會得以釐清和強化。

流水學習法的各個教學階段的教學精神與特點，如表2-6所示：

第一階段：喚醒熱忱 精 神：激發玩的興致和靈敏度

＊ 本於兒童好玩的本性

＊ 製造熱烈的學習氣氛

＊ 贏得大家齊聲叫「好！」的有力開端

＊ 培養高度靈敏度，克服消極被動

＊ 帶動參與感

＊ 引起注意力

＊ 對領隊產生信賴

＊ 創造團體良性互動

＊ 指示教學方向與因應對策

＊ 為稍後更加靈敏的活動預作準備 第二階段：集中注意力 精 神：引發求知慾

＊ 專心一致以求得更深刻的體認

＊ 引導第一階段所產生的高昂興緻到有益的方向

＊ 鍛鍊觀察力

＊ 使心靈平靜

＊ 培養隊員對高度敏感度自然體驗的接收能力

第三階段：直接體驗 精 神：吸收再吸收

＊ 直接體驗 吸收再吸收

＊ 自己探索得來的學習成效最高

＊ 提供直接、身體力行、直覺的認知

＊ 培養好奇、投入、愛

＊ 使人對生態保育的理念萌生使命感 第四階段：分享啟示 精 神：堅持理想

＊ 釐清並且加深個人自活動中得來的體驗

＊ 建立積極的信念

＊ 認識一些令人景仰、值得效法的人物

＊ 激發友誼

＊ 促進團隊的凝聚力

＊ 提供領隊一些回饋

＊ 讓領隊與充滿求知慾的隊員彼此交流心得，分享理念 表2-6 流水學習法的精神及特點（方潔玫譯，1994）

綜合以上文獻之探討，研究者為能符合在課程設計上，能將「生物 多樣性」相關內容的認識與自然環境特色融入鄉土教材或是學校本位課 程中，因此整體教學時間不宜過長（研究設計為12節課），所以本研究 並不採取探究式教學模式之教學設計（整體教學時間會較冗長），同時 又能讓學習者有親身的自然體驗，因此研究者以「流水學習法」的教學 模式來探討學生的學習情形，並與傳統之講述式教學法進行比較。

第三章 研究方法

為瞭解以土城彈藥庫為教學資源所設計的流水學習法生物多樣 性教學模組，對學生學習生物多樣性概念與環境生態保育態度之影響以 及學生對本研究實驗課程的看法，本研究兼採量性與質性的研究方法。

本章共分六節，第一節說明研究設計，第二節說明研究流程，第三節介 紹研究對象，第四節說明課程設計，第五節為研究工具，第六節說明資 料收集與分析的方法。茲將各節詳述如下。