第四章 結果與討論
第一節 樂器玩具應用於聲音概念教學歷程
本研究之「聲音概念教學」主要以「敲擊樂器」、「撥彈樂器」、「吹管樂器」三 種不同類型樂器，教授「聲音的來源」、「聲音的大小」、「聲音的高低」、「聲音的 音色」的四個概念；在教學設計上，以「樂器玩具」為主軸，探討聲音概念，在 教學活動設計上，使用 BSCS(Biological Science Curriculum Study)美國生物 科學課程所發展的 5E 學習環為教學法，茲將本研究應用 5E 學習環各階段之教學 活動安排說明如下：
表 4-1 研究者安排 5E 學習環各教學階段之聲音概念教學活動 5E 教學階段 聲 音 教 學 活 動
1.投入 製作樂器玩具，引起學生之好奇與興趣；並藉由樂器製作歷程，引出 學生對於「聲音」的想法(撰寫學習單)。
2.探索 學生操作探索「樂器玩具」，觀察樂器玩具的發聲現象。
3.解釋 學生對於「樂器玩具」發聲現象進行解釋
4.精緻化 學生將「樂器玩具」所學習到的樂器發聲概念類推至其他樂器。
5.評量
學生書寫學習單，自我評量其學習前之聲音概念與學習後之聲音概念 想法。教師也藉由學生學習單評量學生在進行教學活動後學習到之聲 概念發展情形。
研究者先透過「樂器玩具」引起學生的學習興趣，讓學生在製作樂器玩具時，
積極投入本單元的學習活動。學生在製作樂器玩具的歷程中，由於需要測試與操 作樂器玩具，這樣的歷程可以引發學生許多對於「樂器發聲」現象的觀察與想法。
雖然 5E 學習環教學法將「探索」、「解釋」列為教學的第二、第三階段，但 研究者在實際的教學歷程中，對於學生尚未學習清楚的概念，可能需要運用多個 提問，讓學生能藉由這些提問反覆進行「探索」、「解釋」兩個階段，逐步進行概 念的學習與澄清，直到每一階段的教學核心概念為止，研究者對於單一樂器玩具 的 5E 學習環教學流程圖如圖 4-1 所示。
研究者進行「探索與解釋」階段的教學提問，會先由學生的初始概念了解學
E 學習環教學歷程分述如下：
一、敲擊樂器的教學
聲音的核心概念最重要的是探討「聲音的來源」，也就是「物體振動產生聲 音」的概念。而「物體振動產生聲音」此一個概念中，包含了兩個子概念需要釐 清，一為「物體振動現象」的觀察，另一為「是哪個物體振動」。研究者考量敲 擊樂器是三大類型樂器中，最容易製作、操作與觀察的樂器，所以本研究將敲擊 樂器做為第一項進行的樂器。在樂器玩具的使用上，研究者選擇「玩具鼓」及「吸 管木琴」作為教學素材；「玩具鼓」為概念建立的第一階段教學素材，「吸管木琴」
則為概念延續的第二階段素材。
（一）「玩具鼓」聲音概念教學
研究者展示玩具鼓成品，引導學生觀察，然後再發材料請學生製 作玩具鼓（製作方法請參考第三章第 65 頁）。由於玩具鼓製作方式並 不難，學生僅需要合作，將氣球拉開，放置於牛奶罐，套上橡皮筋就 可以完成玩具鼓的製作(如圖 4-2)。玩具鼓除了製作簡單外，其中還 有一個十分特殊的優勢，就是「學生可以改變鼓面的鬆緊」，觀察鼓面 不同鬆緊程度的聲音變化，這是在以往使用樂器鼓做為教學觀察工具 所做不到的。
小朋友將氣球剪開拉緊 套上橡皮筋即可完成 圖 4-2 玩具鼓製作完成圖
在教學製作時，研究者讓小組同學共同合作，每組只做一個玩具 鼓，除了考量調整鼓面鬆緊與套橡皮筋可能需要學生共同完成的因素 外，在後續需要觀察鼓面鬆緊影響聲音高低的活動時，小組共同合作 的方式，可以讓觀察更容易進行。
1.【聲音的來源】
學生製作玩具鼓的過程中，他們會不斷地拍打鼓面，讓鼓發出聲音，
對於「為什麼打鼓，鼓就會發出聲音？」學生寫在學習單的初始概念大都 在「空氣」因素圍繞，僅有極少數的學生會提到「振動」的概念，當研究 者請學生再觀察「聽到鼓聲音之後還有什麼現象」時，學生才注意到鼓面 振動1。
T：你覺得為什麼敲打鼓就會發出聲音？
S06：因為敲打的時候鼓裡面的空氣振動所以會發出聲音。
S02：因為空氣在鼓裡面摩擦振動而產生聲音。
S03：因為鼓裡面的空氣會相撞在一起所以會有聲音。
T：現在請你去觀察，當你敲下去的時候，鼓除了有聲音，還會有什麼現象？
S25：氣球在振動。
S03：敲，然後看到及摸到振動。
（敲-教學觀察）
研究者發現，學生在此部分的觀察即使看到了「鼓面振動」的現象，
也不見得認為聲音是由鼓面振動而來。S20 同學還認為是鼓棒敲打來的
（980217 教學觀察），因此在指導此部份的教學時，研究者必須釐清「敲 擊」與「振動」間哪一個才是主要聲音的來源。
所以研究者試圖以「用鼓棒敲衣服」的方式讓學生理解：敲擊不一定 會有聲音，因為用力敲衣服，也不會有聲音，敲擊不一定會產生振動。但 在這個澄清活動中，研究者發現學生並沒有改變想法，反而會用各種不同 的理由說服自己，將空氣與聲音連結在一起（980217 省思）。
（教師拿出衣服）
T：如果我用力打衣服會有聲音嗎？
（大部分學生沒有表示意見，部份說可能有）
（教師用力敲鐵桌與衣服。）
（學生發現鐵桌聲音大，衣服聲音小）
S09：因為空氣比較少。
S02：因為空氣會跟著流下去，不會被物體阻礙。
（敲-教學觀察）
為使學生對於「聲音與振動」可以產生連結，研究者運用「玩具鼓有 聲音延續」的現象，敲打玩具鼓，讓學生聆聽聲音的延續現象，並且讓學
1 全文教學對話中之「T」表示教師的引導語；「S」表示全班或多數學生共同回答；S+編號表示該編號學生的回答，如
生觀察「研究者未持續敲打鼓(僅敲打一下鼓)，但鼓的聲音卻是持續發
2.【聲音的大小】
聲音的大小概念建立於物體振動現象的基礎上，學生必須先確認「產 生聲音的振動物體」，才能藉由觀察振動物體，理解「物體振動大小影響 聲音大小」的概念。這個階段的教學，以「如何控制聲音的大小聲」「影 響聲音大小的因素」為本階段教學的兩個重點。研究者發現，學生都能夠 闡述「敲擊力量可以控制聲音的大小聲」的概念（用力敲聲音比較大；輕 輕敲，聲音比較小），但學生並不會去觀察物體振動之情形。因此研究者 在教學歷程中，透過拋出「敲(鼓)很大力，什麼地方的振動比較大？」問 題引導學生探索後，學生確實能發現「聲音大小與振動大小」的關係。
T：怎樣才能讓鼓發出比較大的聲音？
S：用力敲 T：輕輕敲呢?
S：比較小聲。
T：現在請大家再仔細觀察，輕輕敲與用力敲時，除了大小聲之外，你還看到什麼 不同的現象？
T：你輕輕敲與用力敲有什麼不一樣？
S12：敲很大力振動比較大，敲小力振動比較小。
T：敲大力什麼地方振動比較大？
S：鼓面
S02：用力打鼓面的時候，鼓面的振動會很大，聲音會很大。
T：如果輕輕敲，振動比較小，聲音也比較小。
T：所以振動大…
S：聲音大。
T：振動小…
S：聲音小。
（敲-教學觀察）
由以上師生對話可以發現，學生已經連結【力量→振動→聲音】三者 之間的關係：「力量大(小)，使物體振動大(小)；物體振動大(小)，會使 聲音大(小)」。雖然在上述教學歷程中，看似學生的連結概念十分正確，
但仍需要帶領學生釐清「聲音大小主要取決於振動的大小，力量大不一定 能夠產生較大的聲音」此一概念。為釐清此一概念，研究者在教學歷程中 會引用第一階段「用力敲擊衣服，衣服發出的聲音比鼓還小」、「觸摸鼓面 用力敲鼓，鼓發出的聲音比未觸摸時小」兩個簡單的探索實驗，避免學生 僅連結「力量大(小)、聲音大(小)」概念，而忽略了「振動大小」影響「聲 音大小」的論點。（980217 教學省思）
3.【聲音的高低】
在教學的歷程中，研究者發現，當討論到「鼓是否可以改變聲音高低」
的議題時，大部分的學生都認為「鼓不能夠改變聲音的高低」，因為「都 是同一面鼓，只有大小聲的差別，沒有高低音」。有部分學生，會拿玩具 鼓不斷敲擊，認為「不同的敲擊方式，或者敲擊的位置不同會影響鼓聲音 的高低」。但沒有任何學生想到拆卸玩具鼓，改變氣球面的鬆緊度觀察聲 音高低的方法。（980217 教學觀察）
研究者在教學中引導學生改變鼓面(氣球)的鬆緊度，讓學生觀察鼓面 鬆緊與聲音高低的關係，學生都能發現「拉緊→聲音高、放鬆→聲音低」
現象。但學生的概念也只進行到「調整鼓面鬆緊可改變鼓的聲音高低」， 大部分學生無法類推「打同一個鼓時，敲鼓的中央比鼓的邊緣聲音要低，
是因為鼓面中央比較鬆」概念。此部分的觀察，研究者同樣地使用提問的 方式引導學生進行觀察與學習。
研究者思考：有關「鼓的聲音高低」探索的變因除了「鼓面大小」的 因素外，在精緻化概念時，應該將「鼓面鬆緊」的概念結合進去。因為唯 有透過「鼓面鬆緊」概念的討論，才能讓學生釐清「同一個鼓，鬆緊程度 不同時，聲音高低也不同(鼓面鬆，聲音低；鼓面緊，聲音高)概念」與「敲 擊同一個鼓，敲中間與敲旁邊聲音不同(中間鬆，聲音低；旁邊緊，聲音 高)概念」。（980217 省思）
研究者也發現，透過玩具鼓可以自行製作與拆解的特性，「鼓的聲音 高低」議題，還可以讓學生嘗試「不同厚薄鼓面，影響鼓的發聲高低」， 不過研究者考量目前尚未有任何教材提及此一概念，以及教學時間之限制 因素，此部份並未和學生探討。不過，這也凸顯出藉由學生動手製作樂器 玩具，可應用許多操控特性，進行多樣化的觀察。（敲-省思）
（二）精緻化-真實鼓的觀察
在真實鼓的觀察上，研究者使用本校樂隊的大鼓，在教學歷程中同樣 引入幾個聲音的概念，讓學生們回答，透過學生回答的正確概況，評量學 生是否可以將他在操作玩具鼓時所學習的聲音概念類推至真實樂器。
在真實鼓的觀察上，研究者使用本校樂隊的大鼓，在教學歷程中同樣 引入幾個聲音的概念，讓學生們回答，透過學生回答的正確概況，評量學 生是否可以將他在操作玩具鼓時所學習的聲音概念類推至真實樂器。