本階段之行動研究為試探期之後的第二階段循環教學，教學期間為 2013 年 4 月 20 日至 2013 年 5 月 28 日，將針對第一循環試探期教學的缺失與口委老師的建議進行改進 教學。本節將介紹第二循環的教學歷程，並根據教學所遭遇到的困難提出修正方法，其 內容共分為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、研究者的反 思、學生的學習成效評估等四部分來描述。
壹、教學前的準備與規畫
一、科學玩具設計與製作教學內容修正
在科學玩具競賽過程中，有些學生因為練習過程中，操作不當或製作品質不佳導致 玩具損壞，不時向研究者反應可否多給一些時間維修或重做，因而占用太多教學時間，
以致於研究者必須較原先規畫延長課程時間。因此除教學活動設計時間安排須要再做調 整外，科學玩具的選擇將以「取材容易、價格低廉、簡單易做、操作簡單」為原則。而 研究者自從論文計畫提出後，就不斷思索如何挑選符合上述原則的科學玩具。
快開學了，想趁開學前準備好科學玩具設計與製作的教案。今天到家裡附 近的市立圖書館，參閱了好幾本科學玩具的相關書籍。不過我細看書本內 容，覺得書本介紹的玩具製作所需要的材料及製作方式都不符合我的挑選 原則。（日誌-2013-0216）
已經開學一個多星期了，教案都還沒設計好，幾次在搜尋引擎鍵入「科學 玩具」等關鍵字，雖然搜尋出很多資料，不過有些是現成商品，而其餘的 大都不符合挑選原則，內心感到十分的焦慮。我記得投石器教學是參考黃 鴻博老師編製的《輕鬆教創意：兒童科學創意活動設計與實踐》，雖然這 份講義已看過好幾次，但今天決定再看一次，搞不好會有靈感出現。（日 誌-2013-0228）
研究者在《輕鬆教創意：兒童科學創意活動設計與實踐》這份講義中，初步認為
「風力車」是符合研究者科學玩具的挑選原則，「風力車」的製作步驟如圖 4-2-1。
圖 4-2-1 風力車製作步驟圖示
資料來源：引自黃鴻博、魏炎順（2009，頁 87）
風力車製作步驟簡介如下：
1. 將 A4 紙剪出一塊正方形。
2. 將此正方形紙張捲成圓筒型後，以膠帶黏貼固定。
3. 剪出兩個圓形紙片，紙片直徑要大於圓筒紙張的直徑。
4. 使用膠帶將兩張圓形紙片分別黏貼在圓筒紙張的兩端。
研究者為了瞭解學生製作風力車可能遇到的困難處，事先按照講義所指導的步驟實 作一台風力車，並帶至課堂上操作給學生看，介紹製作步驟及競賽規則，想藉由操作玩 具引起學生的學習興趣，但大部份的學生都對製作風力車不感興趣，跟研究者反應是否 能替換成其它玩具。事後研究者也反思風力車雖然符合「取材容易」、「簡單易作」、「操 作簡單」的原則，但玩具維護不易。
研：「看，這是老師做的風力車，這也可能是我們下一次要做的科學玩具，
它玩法很簡單，就是用電風扇吹它，看它能跑多遠？」
S403：「好無聊喔！」
S409：「要做這個喔？」
S405：「老師，你讓我們做其它比較好玩的玩具，拜託。」（錄影-2013-0325）
氣死人了，想不到學生對風力車的反應如此冷淡，不過也好，雖然手冊的
如：要將兩個圓形紙張貼在圓柱直筒兩側，由於沾黏的面積較小，很難用 膠水將圓形紙張固定在直筒兩側。試跑一小段距離，兩張圓形紙張即脫 落。我可不想再重蹈「投石器」覆轍了，我得再嘗試找其它玩具。(日誌 -2013-0325)
在風力車教案受阻後，研究者在網路上查詢到方金祥教授發表在科學教育月刊〈兒 童創意科學玩具之設計—安全塑膠吸管吹箭〉，詳細閱讀文章內容，研究者評估吸管吹 箭符合科學玩具的挑選原則，其延伸的教學活動符合研究的目的，下圖 4-2-2 是吸管吹 箭的造型圖，表 4-2-1 是研究者說明選擇吸管吹箭的理由。
圖 4-2-2 吸管吹箭造型圖
表 4-2-1 研究者選擇吸管吹箭的理由 檢核
指標 選擇「吸管吹箭」的理由
取材容易 價格低廉
材料選擇：塑膠吸管、量角器、縫衣線、迴紋針、吸盤球、保力龍球、
牙籤。
簡單易做 操作簡單
製作方法：
1.吹箭箭頭:牙籤直接穿刺在保力龍球上即可，如上圖 4-2-2 所示。
2.吹管之改良:
在量角器的圓心上穿刺出一小孔，在縫衣線一端綁迴紋針，另一端穿 入塑膠量角器圓心上的小孔，然後將其綁緊在塑膠量角器上，再利用 膠帶將量角器固定在吸管側面，成品如圖 4-2-2 所示。
符合研 究目的
延伸教學活動:
1.比較不同的吹箭頭在不同的仰角，吹箭飛行的距離。
2.比較不同之吹箭頭材質在相同的仰角，吹箭飛行的距離
研究者可指導學生進行「比較性」的實驗，指導學生在問題解決歷程 中善用「組織與關連」、「歸納與推斷」過程技能。
資料來源：方金祥、劉奕萱(2007)
二、問題解決歷程中要運用的過程技能
楊忠樵(2001)曾提出教師在自然科教學時可指導學生製作科學玩具，並研究如何使 玩具與科學實驗相互配合，進而指導兒童從事各項科學活動；科學與工程實踐中的「規 畫與執行實驗」也提及學生應學習能使用適當的方法或工具收集、記錄數據以作為調查 結果的證據。而小學生做的科學實驗均屬於「比較性」的實驗，例如:坡度愈高，是否 下滑的速度愈快。而「比較性」的實驗，要學習設定不同的「操縱變因」，在小學自然 課必須訓練兒童設計變因的科學方法（王美芬、熊召弟，2005）。研究者在論文計畫審 查時，口委老師曾建議研究者，九年一貫五項過程技能中，每個階段教學只要挑選一至 二樣技能運用問題解決歷程中即可。故研究者在吸管吹箭單元，決定先選擇「組織與關 連」、「歸納與推斷」運用於教學活動中，而「組織與關連」、「歸納與推斷」的能力指標 依研究者在文獻 2-2 節的分析，與 SAPA 過程技能的「解釋資料」、「假設」、「控制變因」
有極大的關聯性。在教學上為口語表達的方便，研究者在教學活動的歷程中，會以「假 設」、「控制變因」、「操縱變因」等術語來代替「組織與關連」或「歸納與推斷」。
三、吸管吹箭教學活動設計
研究者為了引導學生在吸管吹箭活動運用「解釋資料」、「假設」、「控制變因」等技 能，在問題解決階段參考楊文金、熊召立(1996)問題解決環的模式，設計吸管吹箭問題
圖 4-2-3 吸管吹箭問題解決環
資料來源：修改自 Holley & Huntley(1996)
吸管吹箭問題解決環會運用到下列過程技能，各技能的說明如下：
(一)觀察：指導學生觀察現象，提出問題。
(二)假設：提出假設，假設只是針對提出問題的暫時性解答。
(三)設計變因：教師說明變因的分類，包括操縱變因與控制變因。
(四)實驗：決定探究的變因，規畫實驗流程。
(五)下結論：根據實驗所收集到的資料，提出結論，檢驗假設是否成立。
吸管吹箭教學架構圖，詳見圖 4-2-4
圖 4-2-4 吸管吹箭教學架構圖
貳、 教學歷程中遭遇到的困難與解決方式
(日誌-2013-0414)
有鑑於投石器教學，研究者僅在簡報後，利用口頭詢問方式確認學生是否熟悉製作
研：好，手放下。<示意 S403>你去幫他綁。（錄影-2013-0419）
由於研究教學原因，吸管吹箭要使用二至三週，而以往都會發生學生將已完成的作 品遺失的情況，為了避免此一現象再度發生，研究者引用該班導師班級獎勵方式，對於 能妥善保管科學玩具的學生予以獎勵，而此方法獲得學生的認同。
研：我們做的這個吸管吹箭會用很久，希望你要好好保管，不要跟之前一 樣，等到要比賽了還來跟我說「老師，我的說不見了。」
SS：喔~~~。
研：這樣好了，如果你們有保管好的話，那我每人加一兆。
S402、S412：老師，現在沒有「兆」了，現在只有「萬」了。
S405：老師，加一百萬，加一百萬。
S402：(反駁 S405 的提議)沒有、沒有啦，沒有一百萬那麼多啦，最多十萬 而已。
S405：那加一百萬也可以啦。
S403、S409、S410：最多十萬就好了。
研：好，那老師統一規定，我們加五十萬，好不好?
AS：好好好，YA！YA！YA！（錄影-2013-0419）
待全班完成吸管吹箭製作，研究者讓學生練習試射，不記錄成績，研究者提醒學生
S402、S405：對啊。
研：好，那我問你們喔，那如果吹箭沒放放量角器的話，你們會考慮到是 角度的關係嗎？
S402：不會。
S405：不會。（訪談-2013-0523）
為讓學生學會運用「觀察現象→提出假設→設計變因→選用實驗器材→操作實驗，
記錄結果，檢視假設是否成立」的思考模式。研究者跟學生解釋吹力的大小很難客觀量
研：我之前講過力的大小我們很難去量測。像體重可以用體重計量，
S404：瞭解。(錄影-2013-0426)
研究者解釋完原因後，讓學生自行提出假設，在實驗前猜測是角度越大，吹箭距離 由大到小，不然就是由小到大。(錄影-2013-0426)
由於「吹力的大小」無法具體掌握，所以我要求學生將「角度」當作操縱
度，並要求學生將手壓在棉線上。
研：S401，你第三次施測的角度是幾度？
S401：嗯!我知道
研：「你要不要再去黑板看一下，確定一下。
S401：喔!我第三次是 30 度。
研：好!那 30 度的話，的棉線要壓在那個角度?
S401：嗯…嗯…。
研：90 度減幾度會等於 30 度？
S401：嗯…嗯…，我想一下。
(停頓幾秒後)
S401：呀!我知道了，60 度。
研：聰明！<研究者輕敲一下學生頭，表示贊許>(錄影-2014-0503)
圖 4-2-5 學生射擊吸管吹箭
不過在試射的過程中，該班導師向研究者反應「像 S412 在吹的時候，角度都會偏 掉，這樣做出來的結果會不準喔！」研究者對此質疑則回應「誤差也是實驗的一部份，
我事後會跟學生討論，若他們能察覺誤差的原因，下次就再做類似的實驗就能避免犯相 同的錯誤，這也算問題解決能力的提升。」
待學生三種試驗角度皆試射完畢後，研究者要求將相關數據填入學習單中，並計算 吹箭在每個角度飛行距離的平均值，並由分析數據來判斷試驗的結果是否支持提出的假 設。學生填寫結果詳見下表。學生的結論主要分為三類，一是吹箭距離跟角度兩者呈線