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本研究探討大班幼兒的科學探究能力在參與科學探究模組後的改變情形,並 透過兩項資料來回答研究問題:第一,幼兒的探究能力測驗前後測資料;第二,課 室活動紀錄。前者用以說明幼兒在探究課程模組實施前和實施後,科學探究能力的 表現與改變情形;後者則來探討教師在探究課程模組中,採用那些教學策略有助於 發展幼兒的科學探究能力。以下就這兩種資料的蒐集和後續分析方式做詳細說明。

幼兒的探究能力測驗前後測資料

為了瞭解幼兒的探究能力改變情形,科學幼教團隊於探究模組實施一週前,至 幼兒園進行探究能力測驗的前測,再於模組結束一週後,以同樣的訪談形式與測驗 內容進行後測,蒐集28 位幼兒,共 56 筆訪談資料。

整份測驗共分為三個部分,分別由三位訪談者進行,由訪談者口述題目內容,

幼兒在依題目內容進行口頭回答或是動手操作。訪談過程中,幼兒完成一個訪談者 的測驗後,才會至另一個訪談者進行新的測驗,為了考量到幼兒的專注力,故每一 次測驗約 10 分鐘,每位幼兒完成一輪三次測驗約 30 分鐘。因題目內容多涉及實 作測驗,故訪談者除了書面紀錄幼兒的回答之外,亦同步錄影與錄音幼兒的回答內 容與行為表現。前後測結束時,再將訪談資料進行轉譯,使每位幼兒的回答與表現 行為以文字形式呈現,以進行後續編碼。

(一)科學探究能力測驗

探究能力測驗是用來測驗幼兒在各項探究能力的表現,本研究所採用的研究 試題摘取自幼教科學團隊所設計的探究能力測驗,該團隊從ERIC 資料庫中使用三 組 關 鍵 字 分 別 是 ①”young children”/preschool/ kindergarten 、 ② Science 和 ③ competence/inquiry/ ability/reasoning/ skill/thinking/ process,並採取組內聯集、組間 交集的方式獲取384 篇期刊文章,再參考這些文章,依據 17 項科學探究能力設計 測驗題目。本研究利用科學探究能力測驗來評估幼兒的探究能力表現,但有些探究 能力在測驗的設計上有一定的困難性,例如:資料蒐集和討論;另一方面,本研究 會提供一個科學模組讓幼兒參與,並從中探討幼兒在課堂中的探究表現,因應課程

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的設計,幼兒表現某些能力(像是:初步觀察、初步嘗試和資料蒐集等)的機會較 少。因此,為了有效的評估和觀察幼兒的探究能力表現,固本研究僅探討系統性觀 察(make systematic observation)、規劃(make a plan)、實驗(experiment)、操作(employ equipment and tools)、測量(measure)與分享(share)這六項能力,故僅從題庫中選取 包含此六項探究能力的測驗題目,再加以修改。

規劃是做探討活動中需要的材料、設備與人力的配置與安排;系統性觀察有別 於一般觀察,幼兒必須依照特定目的,有計畫性的去注意事物或現象的變化;操作 不僅要會正確使用器材與工具,還要能夠依照特定情境選取合適的器材與工具;測 量就是利用設備與工具了解物品的體積大小、長度和重量,在此引入標準化測量單 位,希望幼兒能夠正確判讀測量到的數字,了解數字的意義;實驗則是注重幼兒能 夠透過控制與操作不同變因,來了解變因與結果的關係;最後是分享,只得是單方 面的傳達自己的想法或是問題的答案,在科學探究中,更希望幼兒分享的話語中,

包含科學名詞,並利用課程中所學習到的科學概念去解釋自己的想法,而在幼兒階 段,分享的方式可以非常多元,不局限於口說,可以畫圖、具體操作等等。

探究能力測驗的發展歷程如圖3-4-1,首先,統整含有六項探究能力的試題,

與團隊討論後,刪減與修改不合適的題目,並將題目敘述改為更符合幼兒認知和更 口語化。完成初步探究測驗後,研究者至台北市某一間公立國小附幼進行預試,共 有11 名中大班幼兒參與,測驗方式是將所有題目分成三部分,由三位訪談者(分 別為研究者、一位科學教育博士和一位碩士級研究助理)依題目內容進行訪談,經 預試與和專家討論後,試題做最後的修改與調整,形成最終探究能力測驗。

最終,前測的測驗題目共39 題,包含 11 題「系統性觀察」、6 題「規劃」、7 題「實驗」、4 題「操作」、6 題「測量」和 5 題「分享」。後測共有 44 題的測驗題 目,除了原先的39 題以外,還增加了 5 題,包含 2 題規劃和 3 題實驗,主要在原 本的題目後追問幼兒該題回答的原因。而測驗題目從一開始的整理到最後完成都 必須依循著本研究所使用的探究能力,才能使測驗題目確實且有效的測驗幼兒的 探究能力,另外,測驗題目的發展過程中,訪談者也必須不斷與團隊進行討論、修 改與審核,以建立專家效度。

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圖3-4-1「科學探究能力測驗」之發展歷程

(二)測驗題目的內容與對應的探究能力

測驗題目大多採題組式,以訪談搭配實作評量的方式進行,訪談者於過程中記 錄幼兒的作答狀況。訪談者會敘述一個情境或提供實際物品讓幼兒回答或實作,幼 兒依照測試者的問題依序回答,或是操作器材或工具以完成指定問題,就像是幼兒 正在經歷探究活動。而為了更瞭解幼兒的想法,訪談者亦適時詢問幼兒回答或做出 行為的原因。表3-4-1 為測驗題目範例,以下就各項探究能力的題目類型作介紹。

「系統性觀察」的題目是讓幼兒去觀察測試者提供的物品,說出觀察到的現 象、物品間的異同,或是做出分類和排序等,並且適時詢問做出該回答的原因,例 如:提供蘋果和芭樂各一顆,請幼兒說出兩者間的異同;或是提供數顆不同種類的 豆子,請幼兒做出分類,並詢問分類依據。

而「規劃」的題目提供幼兒一個實驗情境,例如:先跟幼兒說明要進行有關「玩 具汽車在哪一種表面的軌道溜得比較快」的實驗,再提供兩款不同表面的軌道各兩 個、兩款不同玩具汽車各兩個和計時器,請幼兒選擇實驗所需的器材或工具,並詢 問原因。接著,會進行到「實驗」的階段,請幼兒利用所選擇的器材或工具進行實 驗,之後再詢問幼兒實驗中改變和未改變的變因為何與原因,故「實驗」的題目會 有兩類型,第一類是實作題目,請幼兒使用器材做出實驗,訪談者會從旁觀察幼兒

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的進行順序與方式,藉此判斷幼兒對實驗內容的瞭解程度,另一類則是在測驗幼兒 是否可以辨識控制變因、操作變因與應變變因,但這些名詞對幼兒來說太艱澀難 懂,所以題目內容會是測驗幼兒是否可以說出實驗中「一樣」或是「不一樣」的地 方,並詢問原因。

「操作」的題目會是請幼兒選取適用問題所需的工具,而訪談者會提供實際器 材讓幼兒挑選,例如:訪談者提供哨子、計時器和電子秤,請幼兒挑選可以得知水 果的重量的工具。另外,「測量」的題目則是請幼兒利用訪談者提供的工具進行測 量,並說出測量結果,例如:使用計時器測量玩具汽車溜下軌道的時間;或是用溫 度計測量自己的體溫;亦或是用尺測量玩具汽車的長度。而在測驗過程中,因溫度 計和計時器普遍為幼兒未使用過或不熟悉之工具,故訪談者會教導幼兒使用方式,

至多三次。最後是「分享」的題目,主要是詢問幼兒要怎麼向其他人說出實驗結果 和過程,或是測量的結果,例如:做完實驗後,詢問幼兒實驗過程。

表3-4-1 科學探究能力測驗題目範例

探究能力 測驗題目範例

系統性 觀察

16.這裡有兩種水果,請問它們哪裡不一樣?(訪談者提供芭樂和蘋果各 1 顆讓學童觀察。)如果學童只說出形狀、顏色其中一種特徵,則追問:還有 哪裡不一樣?

26.(訪談者提供將玉米和綠豆各三顆、花豆和花生各兩顆混合在一起的豆 子) 請你觀察一下這些豆子,(1)請你將它們作分類,(待幼兒分類完)

為什麼這樣分?(2)有其他分類方式嗎?(待幼兒說完)那你分給我看。

規劃

8.我們現在要做一個實驗,看看小汽車在滑滑的溜滑梯溜比較快,還是粗 粗的溜滑梯溜比較快,你會選這裡的哪些東西做實驗?(訪談者提供光滑 滑梯與粗糙滑梯各2 個、不同款式的小汽車各 2 個和計時器讓學童選擇)

實驗

9.[實作]你選了這些東西,那請你做一次實驗給我看。(允許幼兒中途增加 器材)

24.等一下我會給你看一個影片,有個人想知道冷水和熱水哪個可以溶(掉) 比較多的糖,他做了一個實驗,請你注意看影片再回答一些問題。(訪談者 播放冷熱水燒杯融化糖的影片),(影片放完後再問) 請你告訴我,哪一杯 可以溶解比較多的糖?

24-c 在這個實驗當中,這兩杯水有什麼地方是不一樣的?

(續下頁)

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探究能力 測驗題目範例

操作 17.如果你想知道哪個水果比較重,應該要用這邊的什麼工具?

(訪談者提供哨子、計時器和電子秤讓學童選擇)

測量

10.(訪談者需先介紹計時器的使用:這是一個計算時間的工具,按這裡是 開始,按這裡是結束。)請你用計時器測量小汽車滑下去的時間。等你說開 始,我就會讓小汽車滑下去,你說開始的時候就要按計時器,車子停了你 就要按結束。(學童若聲稱測錯了可重測,但若失誤三次則跳到下一題。訪 談者須配合學生的信號開始讓汽車下滑)請你告訴我小汽車滑下去的時間 是多少。(若幼兒一開始不知道要判讀計時器上的數字,則訪談者再進一 步說明:(指著計時器螢幕)時間就是看這裡,那你看到什麼?)

分享 25.如果你要跟別的小朋友講怎麼做這個實驗的話,你會怎麼說?

註:此範例中,第8、9、10 題為同一題組;第 16、17 題為同一題組;第 24、25 題為同

註:此範例中,第8、9、10 題為同一題組;第 16、17 題為同一題組;第 24、25 題為同