第二章 文獻探討
第一節 POE 教學策略
第二章 文獻探討
本研究旨在探討將 POE 教學與科學探究能力教學結合，形成 POE-Inquiry 教學策略 後，其對國中八年級學生科學探究能力的影響。故本章將針對 POE 教學策略、POE 教學 策略相關研究以及科學探究能力等相關文獻進行探討。
第一節 POE 教學策略
一、POE 的源起
POE 教學策略起源於 1980 年 Pittsburgh 大學，由 Champagne、Klopfer 與 Anderson 所發展的 DOE (Demonstration-Observation-Explanation)晤談策略(Champagne, Klopfer & Anderson,1980)。以紙筆測驗方式，透過教師示範實驗讓學生觀察，再請學 生回答測驗問題並提出說明，以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。其後，於 1981 年，Gunstone 與 White 在研究中發現，在活動前先讓學生進行預 測(Prediction)，不但能夠了解學生的原有概念，同時也能引起學生的學習興趣。於是 將 DOE 晤談策略，改良為預測-觀察-解釋(Predict-Observe-Explain)三步驟之 POE 教 學策略，期待能夠提升教學成效 (White & Gunstone, 1992)。
二、POE 的實施
White 與 Gunstone (1992)所發展之 POE 教學策略實施三步驟為：
(一)預測：要求學生了解他們接下來的問題情境，並請學生針對事件或現象提出他們 的預測及所持理由，藉以了解學生原本的認知概念，此步驟是 POE 實施的關鍵。
(二)觀察：進行觀察前，教師要確定每一位同學都已經完成預測步驟。隨即進行實驗 觀察活動，學生必須即時寫下他們所觀察到的現象與結果，不同學生會觀察到不 一樣的東西，即時記錄能避免學生事後因聽到別人有不一樣的答案而改變自己的 想法。
(三)解釋：當預測與觀察到的結果不一致時，學生要試著去協調觀察結果與預測結果 之間的差異。此步驟對學生來說是困難的，此時教師應扮演引導的角色，鼓勵學 生思考各種可能性並加以說明，透過此過程將能呈現學生的概念理解狀況。
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三、POE 的目的
White 與 Gunstone (1992)指出，教育的重要目的之一，是要學生學習如何應用所 學知識來解釋事件和生活經驗。教師在提問時常常在問題之中就有答案的提示，學生亦 經常未經思考便以課本內容來回答問題。進行 POE 教學策略的目的即在於瞭解學生在某 一情境下，如何應用相關知識去預測、描述並解釋所觀察到的現象。讓學生單獨進行「預 測」動作，相較傳統教學僅有少數人舉手回應，使教師更貼切的了解學生在真實情境中 運用知識的情形(邱彥文, 2001)。
Goldberg 與 McDermott (1986)認為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。而 POE 教學策略提供學生一個可預測的情境，
讓學生應用原有的知識去推論出一個答案，使 POE 教學策略成為名符其實的應用知識 (White & Gunstone, 1992)。
四、POE 的優點
POE 教學策略要求學生根據自己的原有知識，針對某一現象進行預測，再實際觀察 實驗結果，最後依據觀察到的結果提出解釋。在 POE 實施過程中，當學生遭遇到認知與 結果的不一致，則必須進行概念的調適與修正。因此，POE 教學策略具有下列優點 (White
& Gunstone, 1992)：
1. 針對特定的概念，適用於探究單一知識概念的本質。
2. 適合用於診斷性評量與形成性評量，有助於瞭解學生的學習困難。
3. 可以呈現學生本身既有的概念或信念。
4. 有助於瞭解學生對於現象與概念之間關係的認知。
5. 可以呈現學生面對認知衝突時，如何調適。
Bruce (2000)認為 POE 教學策略，從幼稚園(使用繪圖和談話)到大學年紀皆可適用，
並提出幾項優點：
1. 幫助學生慢下來並反思自己的想法。書寫、討論需要時間，正好提供學生機會 思考有趣的現象和可能的理論來加以解釋。
2. 進行預測可增進學生參與感，這讓學生更專注於課程參與，特別是當自己的預 測和大多數人預測不同時。
3. POE 提供一個很好的對話引導，不論是兩人討論、小組討論甚至全班討論。
4. 多樣的預測、觀察和解釋可成為更進一步探究的主題。例如：觀察到的現象有
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甚麼樣的差異？
5. POE 提供一個讓學生活動歷程記錄的好方法，可以當作進一步研究、改進寫作 能力，或做為評量的基礎。
五、POE 的注意事項
White 與 Gunstone(1992)認為，在使用 POE 教學策略時，要考慮到幾個不同的原則：
(一)事例選擇：POE 教學策略可以被用於不同學科教學，例如歷史、文學和數學。而事 例選擇上要考量下列原則：
1. 教師提供的情境要能夠是可預測的，能夠讓學生以個人的先備知識進行理解推論，
而非是無意義的猜測。
2. 活動設計應以學生觀點出發，提供與學生相關的真實性情境或生活化問題，以幫 助學生順利進行活動(Liew & Treagust, 1998)。
3. 事例選擇要是學生會遇到或想到的，倘若結果經常是學生所無法理解的，容易讓 學生產生挫折感或降低學習興趣(林嘉琦,2005；White & Gunstone,1992；Bruce, 2000)。
(二)實施過程
1. 事先設計好學習單，在預測方面可以用選擇或開放式問答的方式進行填寫。
2. 預測前，教師先展示實驗器材，並允許學生發問，可讓學生更精確寫出預測，以 免因不理解實驗操作而產生不合理或無關的預測。且在觀察之前一定要先完成預 測以及預測理由說明。
3. 要觀察的結果最好是具體的、有明顯差異的，可讓學生直接進行觀察，以避免觀 察錯誤而產生迷思概念(陳沛瑩, 2004；林嘉琦, 2005；White & Gunstone, 1992)。
4. 學生進行觀察前，教師應事先告知觀察重點所在，以免學生分心無法正確掌握概 念來源(陳沛瑩, 2004)。
5. 教師秉持支持及鼓勵的立場，讓學生從不同角度思考所有的可能性。
6. 每一個步驟都應預留充分時間讓學生確實完成。
(三)教師角色：White 與 Gunstone (1992)、張綾娟 (2011)針對實施 POE 教學策略時 的教師角色提出以下建議：
1. 事例敘述應具體明確：教師必須確認每位學生都瞭解他們所要預測的問題背景，
因此對於問題情境的敘述應該具體明確。
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2. 發揮發問技巧及適度的引導：教師在說明時避免過多的引導，以免限制學生的思 考方向。
3. 鼓勵學習者表達想法：由於 POE 以「預測」及「觀察」引發學習者的解釋與推論，
而非觀察現象的「正確性」，因此實施時以「每位學生均能表達想法」為原則，站 在支持的立場，鼓勵學生表達意見，達到提升參與度以及強調討論過程的目的。
綜合上述 POE 教學特色，教師利用讓學生進行預測-觀察-解釋等簡單的三步驟，即 可讓學生慢下來反思自己的想法，同時專注於課程參與；教師透過良好的教學設計，提 供學生真實性情境或生活化問題，即能夠診斷學生的迷思概念，並且達成概念改變，對 科學概念教學而言是一種簡單且明確的教學策略。
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