行動研究的試探期是相當重要的關鍵階段，此階段教學成果的檢討可讓研究者改善 下一階段教學。本研究初探期自 2012 年 10 月 5 日至 2012 年 11 月 10 日，過程中進行
「投石器」製作教學，試探歷程的實務經驗已做詳實的記錄，以下將針對試探性教學所 獲資料進行處理與分析，以瞭解研究過程中教學方法的改進與教師的反思。研究者將試 探性教學成果整理成教學前的準備與規畫、教學歷程中遭遇到的困難與解決方式、試探 期的研究成果、研究者的省思與修正四部分來描述。
壹、教學前的準備與規畫
一、科學玩具的選擇
研究者在確定研究主題後，初步構想是利用「放聲思考」（Thinking Aloud）來評 量學生的「問題解決能力」，方法是研究者對學生提出問題，記錄學生在思索解決問題 過程中的任何想法。不過，研究者經與指導教授討論此構想後，覺察中年級學生的口語 表達能力不一，很難要求每一位學生都能確切表達出內心真正的想法，且根據教學經 驗，學生對「動手做」的興趣會遠大於「發表內心的想法」。因此研究者決定以科學玩
具的設計與製作做為媒介，來研究教師如何促進學生善用過程技能於問題解決的歷程 中。
……有些學生就是會解決問題，但他不懂得如何表達問題解決的歷程，所 以還是不要去研究腦袋中的東西，研究成果最好是有具體的成品。（日誌 -2011-0712）
研究者已擔任自然科專任教師四年，平時教學時為提昇學生學習興趣與動機，會另 外補充科學玩具製作活動，讓學生親自製作操作玩玩看，體驗科學原理真實運用。另外，
研究者在臺中教育大學科學應用與推廣所進修期間，曾修習「科學玩具製作專題研究」， 對科學玩具的製作充滿了興趣，也體會到操作科學玩具不但能讓學習者體會到科學原理 的運用，其製作、改良的過程也考驗學習者的問題解決能力。
坊間科學玩具目前的種類繁多，但為引起學生學習動機及考量中年級學生的製作能 力，經過一段時間的思索與請教研究所同儕意見後，決定以投石器做為試探教學的材料。
二、教學構想：
教學活動設計初步構想是以問題解決教學法進行「投石器製作」教學，期望學生能 動手做、動腦想科學，透過反覆的發現問題、解決問題、與再設計再製作的歷程中，培 養學生問題解決的能力，並利用學習單來記錄學生在問題解決歷程中運用科學過程技能 情形。教學流程規畫分為「問題輸入」、「問題解決」、「成果評鑑」，投石器問題解決教 學架構圖詳見圖 4-1-1。
圖 4-1-1 投石器問題解決教學架構圖
問題解決教學流程內涵詳述如下：
（一）問題輸入階段
搜尋資料在問題解決歷程中列為一重要技能(曾秋森，1995)，所以研究者將「投石 器的製作方法」設定為一待解決問題，讓學生利用電腦上網搜尋投石器製作所需要的材 料及其製作步驟，並將搜尋結果記錄在學習單。在進行網路搜尋活動前，研究者事先確 認關於投石器的網路資源豐富，才開放讓學生搜尋。
（二）問題解決階段
根據搜尋的資料，準備投石器製作的材料，並依製作步驟組裝投石器。
（三）成果評鑑階段
投石器製作完畢後，會先讓學生練習投射，接著公佈比賽規則進行第一階段投石器 擲遠比賽。參賽學生在學習單上記錄歷次投擲的距離，由比賽的成績及觀摩同儕的作 品，覺察自己製作的投石器的待改進之處，並提出可能的改善方法。
張玉山（2008）的研究指出目前國內外現行自然與生活科技教科書中，對問題解決 活動的安排上步驟明確，有利於教師在教學執行的掌握；但是缺點則是缺乏再設計再製 作的歷程，與科技問題解決的真實情況有所差距。因此在第一階段投石器擲遠比賽後，
研究者引導學生回至「問題處理階段」，讓學生根據自己的作品待改進之處，進行再設 計、再製作，接著再舉行投石器擲遠比賽，以驗證改良後的投石器是否能投擲更遠的距 離。
貳、教學歷程遭遇到的困難與解決方式
一、教學行動一：問題輸入階段-上網搜尋投石器相關資料
研究者利用資訊課讓學生上網找資料。在搜尋前，會跟學生討論在搜尋引擎（例如 Google、Yahoo……）宜鍵入的關鍵字，並適度教導電腦文書處理技巧，並要求將搜尋 結果利用「複製」、「貼上」的方式，貼在學習單上。
研究者原先預期經詳細解說、指導後，學生能順利找到投石器製作教學的相關資 料。不過研究者在觀察學生查資料的過程中，發現有學生並未詳細閱讀網頁資料，只將 任一搜尋結果複製、貼上學習單；而有部份學生受限資料解讀能力，無法從搜尋結果中，
判斷那一份網頁資料可以解答問題。
(研究者巡查學生查投石器資料情形時，見 S402 在上網偷玩電玩遊戲) 研：葉子，你查完了沒有？
S402：老師，我早就查完了＜一副胸有成竹的口氣＞。
老師：好，那我要檢查。
(研究者檢視 S402 的查詢到資料)
研：拜託，你查到的資料到底有沒有在看啊？你自己看，你這些資料都是 在講投石器的歷史。你其它網頁給我關閉，通通給我重查。(錄影-2012-1012) S412：(指著電腦螢幕畫面所呈現的搜尋結果)老師，我可以用這個嗎?
S412：不是，我不知道這個是不是類似投石器
研：所以妳要點進去看啊，我不要幫妳看，是妳要找資料，不是我要找資 料，妳要自己進去看。(錄影-2012-1012）
研究者見大部份的學生無法順利完成網路資料搜尋，當下改變教學策略，研究者列 出幾個網站讓學生參考，並概略解說網站的內容，請學生從中挑一個網站，利用「複製」、
「貼上」的方式，將擷取到的內容整理至學習單上，如此學生才順利完成「投石器製作 教學」的網路資料搜尋活動。課後，研究者檢視學習單的內容及反思最初的教學構想，
發現「問題解決理論」在教學實務上有一執行上的難度。在文獻探討時，生活科技領域 的問題解決理論，提到問題解決驟大抵依循「確認問題-查詢資料-尋求不同解決法-執 行最佳解決-評鑑解法。」以「查詢資料」而論，如果五位學生查到五種製作方式，且 每種製作方式所需要的材料皆不同的話，那研究者是否也要準備五種材料嗎?若是製作 方面有問題，查資料有辦法解決嗎?現場同學間分享製作心得不是更有效率?為縮短「理 論」與「實務」的落差，研究者更改教學策略，捨棄「查詢資料」步驟，改由研究者根 據範本指導學生製作投石器。
我想我還是捨棄讓學生上網找投石器製作的步驟好了。暑碩三時修習「科 學玩具製作專題研究」，葉老師或示範的同學也是先將材料備齊，然後再 一個一個步驟解釋說明科學玩具的製作步驟及運作的原理，並沒有讓我們 事前上網找資料。 (日誌-2013-1012)
二、教學行動二：問題解決階段-指導投石器製作教學
研究者根據黃鴻博與魏炎順編寫《輕鬆教創意～兒童科學創意活動設計與實踐》為 範本，編寫投石器製作教學的簡報檔，用口頭講解的方式依序親身示範投石器製作步 驟，並提醒學生製作過程中應注意的細節。投石器製作教學步驟如下圖 4-1-2。
圖 4-1-2 投石器製作教學步驟圖 資料來源：黃鴻博，魏炎順(2009，頁 150)
為確認所有學生都牢記投石器的製作步驟，在實作前，還抽問幾位學生投石器的製 作順序。待確認無誤後，研究者才發下材料讓學生製作。研究者原先預期學生由觀看簡 報及親身示範，應可獨立完成作品，但實際發現有些學生實作能力較不足。為了能讓學 生儘快完成投石器作品，研究者利用任務指派的方式，讓已完成投石器製作的學生負責 指導未完成的學生，以便進行下一個教學活動。
S401：老師，我釘起來了，我釘起來了，然後呢?
研：然後，這個還要黏夾子呀。
S401：還要黏~~~(拉長音)。（錄影-2012-1019）
S412:老師，這個要黏在那邊?
研：都可以呀(指著曬衣夾的兩面)，我覺得沒差呀，記得這個(曬衣夾)開口 是向下的。
S412：那這個(壓舌板)要黏？
研：這個要黏這樣(研究者示範)，你可以去看 S403 的。
研：來(研究者示意 S403)，你的給她看，你的給她看。S403，來，教她怎 麼做（錄影-2012-1019）
三、教學行動三：問題解決階段-投石器擲遠比賽
投石器製作完畢後，立即進行投石器擲遠比賽，比賽的方式是參賽者站在定點投擲
成績，以並分析影響投石器擲遠距離的原因。下圖 4-1-3 是學生登錄歷次擲遠距離的方 式，除 S402、S407、S408 以「麻煩」為理由，只在學習單上註記投擲三次成績外，其 餘學生皆能設計表格登錄成績，如圖 4-1-3。
圖 4-1-3 學生能設計表格登錄投石器擲遠距離 研：妳有沒有想過要用畫表格的方式記錄成績
S408：有喔，我有想過要畫表格，不過我覺得這樣畫比較快，畫表格還要 用尺太慢了。
研：你為什麼不用表格記錄成績？
S402：不想。嗯…太麻煩了。(訪談-2013-1019)
學生分析影響投石器擲遠距離的原因主要跟投石器的製作品質相關，如圖 4-1-4 所 示。
圖 4-1-4 學生分析影響投石器擲遠距離的原因
由課後訪談得知，投石器品質的優劣與研究者提供的材料相關。
S405：(指著損壞的夾子)老師你看嘛。
研：好，好，好，我知道了。
S405：老師，你的夾子太爛了。(錄影-2012-1019)
研：妳學習單寫「不夠牢固是什麼意思？」
S412：就是那裡，就是那個牛奶盒不是都壓下去嗎？就是…不是那個前幾 個禮拜說牛奶喝完要壓扁嗎，然後它就會越凸越下去，所以我就用 釘書機把它釘住。
研：那除了這個還有沒有遇到什麼因難？
S412：有呀，第一次就是那個泡棉膠太弱了啊。（訪談012-1107）
complain。
S403：什麼是 complain？
研：complain 就是抱怨。（錄影-2012-1026）
改良版投石製作完畢後，舉行「挑戰更強的投石器」擲遠比賽，學生在學習單上 記錄三次投擲距離，並與前次成績比較，判斷改良後的投石器有無投擲更遠的距離。並 寫下整個教學活動中，曾經遭遇到的問題及其解決方法。分析學習單填寫結果，發現製
改良版投石製作完畢後，舉行「挑戰更強的投石器」擲遠比賽，學生在學習單上 記錄三次投擲距離，並與前次成績比較，判斷改良後的投石器有無投擲更遠的距離。並 寫下整個教學活動中，曾經遭遇到的問題及其解決方法。分析學習單填寫結果，發現製