POE之理論基礎和國內外相關實徵研究

一、POE（Prediction-Observation-Explanation）之意義

POE （ Prediction-Observation-Explanation ） 是 一 種 藉 由 教 學 者 設 計 預 測

（Prediction） -觀察（Observation）-解釋（Explanation）三步驟之任務，以探究 學生認知理解情形的教學策略。POE源自於Pittsburgh大學，由Champagne、

Klopfer及Anderson所發展出來，目的用來探討大一新生學習古典力學時有別於正 統牛頓力學的想法，當初所設計的工具名為DOE（Demonstration , Observation, and Explanation）晤談策略，其過程是先對學生進行紙筆測驗，接著教師示範實驗讓 學生觀察，觀察後學生回答測驗裡的問題並針對回答提出說明（Champagne, Klofer

& Anderson, 1980）。而後White與Gunstone（1981）發現學生在晤談過程中，學生 對於「預測」比起老師直接講述更能引起學習的興趣，所以White與Gunstone將DOE 晤談策略重新設計並改良此晤談策略，最後設計成POE教學策略。

Bruce (2000)認為，從幼稚園（利用繪畫與交談）到大學畢業生，POE 都可 以很成功地進行，它幫助我們思考幾個方向：

1.因為寫字、討論都需要時間，所以它促使學生慢下腳步去反省他們正在做 什麼？想什麼？

2.寫下預測這個動作增加了參與的感受，這讓大部分的人更對真實事件有興 趣，特別是自己的預測與多數人不一致時。

式評量的基礎。

因此POE策略可以提高學生的學習興趣，也可以增進學生的概念理解，不管 當成教學工具或晤談工具，都可以應用於改進教學效果及提升學生學習成效的方 法。

二、POE（Prediction-Observation-Explanation）之目的

POE 策略的目的就是要瞭解學童在某一情境下，如何使用相關的知識 來做預測、描述和解釋所看到的現象。這個策略主要是在激發受試者面對個人既 有知識架構與科學活動出現不一致時，重新調整與組織，以形成新的知識體系達 到概念改變的目的（邱美虹，2000）。

POE 策略強調學生對事件或現象的預測及其預測理由，除了較少著重在正 確答案與評分的問題外，還鼓勵學生運用自己的原有想法進行推論或解釋，以及 為自己的想法實施辯證過程，如此一來，教師較能探測出學生在某一情境中的認 知結構與解釋事件或現象的經驗、信念，並且，若是POE 策略的觀察步驟與學 生原先的預測發生矛盾時，學生可能會將原本的想法進行再建構與修正，而造成 概念的改變（Searle & Gunstone,1990）。

教師在提問時，常常在問題之中就有答案的暗示，或是學生未經思考便以課 文中的概念來回答，這時候學生僅是重複的解釋現象，並沒有應用到思考，要真 正了解學生的理解狀況，應是評量學生是否能應用概念於簡單可觀察的物理現象 中（Goldberg & McDermott, 1987）。

White與Gunstone（1992）指出教育的重要目的之一在於學生能運用所學到的 概念詮釋事件與問題，在課堂中提問是一種常見的策略，其目的就是要檢視學生 概念了解的程度，而POE教學策略則是另一種對概念了解程度的測量。

由上述研究可以發現，POE 策略的其中之一個重要目的即是讓個人去協調 認知衝突，對原本的想法進行重新建構的動作，達到概念改變的目標；同時POE 策略也可以當成評量工具，用以檢視、測量學生概念瞭解的程度。

三、POE（Prediction-Observation-Explanation）之實施步驟

POE 教學活動開始前，需讓學生明確的了解自己所要預測的事件，此時可 允許學生提出各種相關疑問，讓他們在預測前能充分了解狀況。POE策略在實施 上，主要由學生用自己決定的理由來解釋他們所認知的科學概念，以表達對該科 學概念的理解，教學者可以利用設計好的活動單配合活動來進行，同時也可以使 用開放式的晤談，讓學生能確實陳述自己的想法，POE策略步驟如下：

一、首先由教學者提供一個情境給學生，要求學生去預測其結果，並用解釋 或書寫的方式表明預測的理由。

二、由教學者進行實驗操作，讓學生觀察並詳實紀錄所觀察到的現象。

三、最後要求學生解釋預測和觀察之間的不一致，目的讓學生協調預測與觀 察間的一些認知衝突。（White & Gunstone, 1992）

在POE策略中，在進行觀察前為什麼都要先進行預測的步驟，White 和 Gunstone（1992）對此做出解釋，指出在進行觀察前，須讓學生先完成預測工作，

其理由有兩個，茲述如下：

（一）每個學生都要表明自己所採用的知識立場，如何運用，並讓教師了解 學生原有的知識、概念。

（二）讓學生不會錯失對事件的觀察，因為此時若學生仍在進行思考或是書 寫的活動，將會影響學生進行觀察活動。

而且根據經驗，進行觀察活動時，學生即使是觀察相同事件，但他們寫下的 觀察結果卻不一定相同，若沒有及時請學生寫下或說出觀察到的現象，學生很可 能會因為受到別人說法的影響而改變自己的看法（White & Gunstone,1992）。

最後的步驟是學生必須協調自己在觀察與預測之間的矛盾，對於大部分學生 來說，協調認知衝突比較困難，此時教學者必須鼓勵學生多方向思考，而學生提

四、POE策略之國內外相關實徵研究

黃雪錚 2004

表2-5-2 國外POE 之實徵研究

研究者 年代 研究對象 研究目的

Searle &

Gunstone

Fekete &

Walker

Kearney et al.

釋融貫性上，（5）改善科學教育的教學成效上，都富含許多的教育意義，可供 教學研究多面向的參考及精進。

從前述的研究中可知，POE策略常當成教學工具以改善學習成效，鮮少被用 來觀察學生的科學解釋類型及評估學生的科學解釋融貫性，這方面的研究文獻目 前相當少，因此研究者藉由POE策略在評估學生的概念理解架構的優勢上，考量 物理的主題較適合POE策略的實施，所以研究者以POE策略作為蒐集學生的概念 理解的途徑，進行國中二年級學生關於電流磁效應的自然現象的科學解釋能力之 研究，並瞭解學生的科學解釋能力及類型以及嘗試去分析、歸納學生的科學解釋 融貫性的特徵。