POE 教學的相關理論

「我聽過，我忘記；我看過，我記得；我做過，我瞭解」，這種 Dewey

「做中學」（learning by doing）的理念促使我們從事第一線的基礎 科學教學的老師深深的認為和感受：讓學生自己來操作實驗與細心觀 察現象如此一來可以從中得到較具體且直接的感受，所以希望以融合 實驗操作與現象觀察的 POE 教學活動來強化成就學生的科學學習

POE最初是由美國Pittsburgh大學的Champagne，Klopfer和 Anderson於1980年發展的DOE（Demonstrate-Observe-Explain）概念 晤談教學策略改良而來的，Gunstone & White (1981) 認為預測的理 由能呈現學生原本的認知架構，又能引發學生的學習興趣，而預測階 段對於了解學生概念及提升教學成效具有重要性，因此將DOE策略設 計改良成POE教學策略，以期待有更好更棒的教學成效。

POE基本的思考程序是先設計某一個教學情境讓學生先進行「預 測」看看會有何結果或現象發生（例如最常看到的經典例子:預測輕

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重不同的物體，何者先著地？），要求學生寫下自己的預測以及理由 之後，接著進行實際操作，讓學生用心去「觀察」有何現象發生？觀 察之後寫下自己的觀察結果，如果在操作完畢後發現與預測的不一樣，

那就請學生試著「說明」原因或理由。如此的歷程中會具有認知衝突 (cognitive conflict)的特色，而所謂認知衝突的特色就是設計的情 境是學生常具有的迷思概念（觀察到的現象與預測的不一樣），進而 探索學生如何解釋自己的觀點與現象之間的差異，POE是以建構主義 為基礎所發展而得的教學策略（Searle與Gunstone,1990；引自邱彦 文,2000)。傳統的教學法以教師為中心，強調記憶與反覆的練習，知 識是由教師直接傳送給學生，學生是被動的接受者。課程的內容絕大 部份是由教科書及考試題目所決定。教學的重點則偏重學生對於事實 及運算規則機械化的學習，至於學生概念理解的程度並未受到重視

（郭重吉,2002），因此，老師的功能成為知識的灌輸者，然而建構 主義強調的是:人才是知識結構的建構者，學生要自己主動地建構知 識而非被動的吸收。此外，建構主義也強調學習者概念和探究方法之 間的互動。

建構主義對於數理教學主要的影響在於強調學生在學習的過程 中，對於知識的宣稱、探究的方法與目的做不斷的重組、修正與調適

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（郭重吉,1992）。建構論的三大原則如下(詹志禹,2002)：

第一原則：主動原則

「知識並非由認知主體被動的接受而來，而是由認知主體主動建 造而成。」(von Glasersfeld,1989,p.182)

第二原則：適應原則

「認知的功能是適應性的，是用來組織經驗的世界，不是用來發 現本體的現實。」(von Glasersfeld,1989,p.182)

第三原則：發展原則

知識的成長是透過同化、調適及反思性抽取等歷程逐漸發展而成，

後續知識必須植基於先備知識且受限於先備知識。學生在認知發展過 程中所建構的知識，有很大比例是與專家、教師和課本是不同。科學 教育學者將這些學生所持有不同於專家知識的概念稱為迷失概念 (misconception) 。學生是持著個人對世界的先期概念

(preconception) 進入學習環境。 這些概念可能不是課程編者和教 師所認為的科學家可接受的「正確」概 念，而學生持著錯誤的世界 觀，有可能直至成人時期仍然一樣。有關於學生持有迷思概念或質樸 概念的可能來源根據許多研究結果歸納列述下: (引自官翰德，

1999)

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1.來自教科書的內容。

2.來自教師教學的過程。

3.由日常生活經驗而來。

4.由同儕的影響而來。

5.來自一些與生俱來的觀念。

6.由通常的隱喻或用語而來。

7.由直接觀察而來。

8.從類比、字義的聯想、混淆衝突而來。

9.由知識的缺乏而來。

10.日常用語不同於科學用語。

11.以自我為中心的觀點去看事情。

12.兒童比較有興趣的事件有特別的解釋

學生知識的建立是透過與環境、人群互動而建構出來的，因此不 同的環境會導致不同的學習結果，而所謂環境即學習的過程中與學習 者產生交互作用的外在影響（楊秀霞，民88）。此外，再加上學習者 的自身經驗及家庭背景不同，所以每個人的想法或多或少會有差異。

由於建構主義強調學生在學習過程中真正所產生的，而非只是被 動的吸收，因此基於建構主義的理念所提出的教學設計，不同於傳統

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針對建構式教學的教學設計，學者提出的概念改變教學模式常見的有 Osborne and Freyberg(1985)的準備-聚焦-挑戰-應用四階段教學流 程和 Driver 等人（1986）所發展的建構主義教學模式，如下表 2－2 和 2－3(建構論：理論基礎與教育應用(頁 238、240)，詹志禹（2002）。

臺北市：正中)。在課程設計的觀點上，除考慮到學理上的依據、國 情的需要、教師的教學經驗等，對於國內學生學習特性，如已有知識、

學習風格、學習動機和社會壓力等，需進行相關實徵性研究。對於新 個案的評鑑也應考慮到學生認知結構的改變及認知能力的增進，非僅 止於計算能力、學科知識、過程技能能力及態度等方面的成果。（郭 重吉,1992）

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