POE

2.4.1 POE 定義

POE 是 Prediction-Observation-Explanation（即預測－觀察－解釋）的 簡稱。White & Gunstone（1992）提出 POE 是設計某一情境讓學生預測將 會有何結果或現象，在學生寫下自己的預測和理由之後，再實際操作讓學

生觀察，觀察之後寫下觀察結果，如果與自己的預測不一致，請學生解釋

（explanation）原因或理由。此歷程具有認知衝突（cognitive conflict）的 特色，即設計的情境是學生常具有的迷思概念，發生的現象與學生的預測 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。

李光烈、劉嘉茹、江新合（2010）的研究以量化的資料指出 POE 模式 化教學可以提高學生的科學推理能力，能夠有效而深入探索學生的迷思概 念，另外，許多研究也顯示使用POE 策略可以協助教師能夠去了解學生的 先前概念（Searle & Gunstone，1990；White & Gunstone，1992；Palmer，

1995；Liew & Treagust，1995；Kearney, Treagust, Yeo & Zadnik，2001；

邱彥文， 2001；葉辰楨，2000）。

該策略通過以下三個步驟來診斷學生的迷思概念進而促成科學概念 的建構：

(1)在每個學生瞭解針對概念學習活動的情境或實驗的基礎上，對實驗 或事件中某些現象或結果做出預測，並闡述他們預測的理由；如下文的實 驗所述，六年級學童可以依據自己對光的鏡面反射的先前概念來推斷出各 種角度的鏡面下光線的路徑。

(2)讓每個學生觀察實驗或事件發生後的結果，並獨立記錄下他們所看 到的現象；學生可以在試驗時準確的記錄試驗結論，並加以分析。

(3)每個學生對預測和觀察之間的任何衝突作出解釋，思考並調和自己 的觀察與預測的不一致性（White & Gunstone，1992）。

在POE 活動中學生被告知將有實驗或示範被實施，但在實施之前，學 生必需以其既有的知識，來預測在實驗中何種現象將會發生，並且說明作 如此預測發生的理由，接下來實驗或示範於其後展開，學生才觀察到實驗 或示範時真正發生的現象。在預測與解釋的活動中，學生的推論需要運用 本身的概念與推理能力，才能回應問題，是以POE 策略不但可探測學生的 概念，也可瞭解其推理表現。

2.4.2 POE 的目的

POE 策略的目的就是在讓學生在瞭解某情境後，自己運用相關的知識 或概念來預測、描述和解釋所看到的現象。其關鍵之處是學生必須自己決 定採用何種理由來解釋他們對科學現象的理解，尤其是當所觀察到的現象 與自己的預測不一致的時候。

研究者發現學生經常是以日常生活經驗及信念去支持他們的理由，或 者應用跟科學知識相悖的觀念去解釋現象。因此POE 策略是探測學生概念 與推理的有效方法之一（White & Gunstone，1992）。

Bruce（2000）認為 POE 可以幫助學生思考以下問題：

(一)在過程裏，因為寫與討論要耗費時間，可讓學習者真正檢討 做的事以及應思考的問。

(二)寫下預測會讓學習者對於真實的事件有高度興趣，尤其是當 自己和別人的預測不同時，會提升其參與度。

(三) POE 在真實事件進行的過程中，可做為學生進一步探究的基 礎。

(四)學習者的紀錄可以做為進一步研究的參考資料，書寫資料也 能做為非正式評量。

2.4.3 POE 的優點

POE 策略體現出下列優點（White & Gunstone，1992）：

(1)學習活動可針對特定的概念來探究單一知識的本質；

(2)可以探測學生個體的「先備概念」或固有的信念；

(3)可以顯現學生在面對認知衝突時的調適過程，察覺學生迷思概念轉 變的傾向；

(4)可以提供學生更多的機會和同儕分享，協助他們對科學概念的建 構。

2.4.4 POE 實施過程

POE 的實施過程往往包含下列四個步驟：

(一)開始（beginning）：首先讓學生接觸需要預測的情景及事物，

並讓學生充分理解該情景的本質，學生瞭解後會有一定的問題，是以 准許學生對其發問。

本文在開始階段，教師將對學生介紹測試的情況，並拿出鏡子、

鐳射光設備、量角器進行逐個解釋，並將其擺正位置後解答學生的問 題。

(二)預測（predict）：學童通過自己的生活經歷對相關問題進行預 測並提出支持的理由，學童通過觀察情境並要決定自己的立場，判斷 何種知識適合應用。

在本研究中的預測階段，學童將對光的出射角度進行預測，在預 測中學生依據自己的先前概念和自己對情境的觀察後的個人理解進行 預測光線出射角度。

(三)觀察（observe）：當實驗或者行動發生時寫下自己觀察到的 結論，不同的學生會看到不同的東西。

在本研究觀察階段學童將依據自己的觀察進行記錄其在各種角度 光線入射後的出射情況，每個學童的觀察都是依據個人的感官所得到 的結論。

(四)解釋（explain）：使預測和觀察之間的差異能夠理論化、合 理化。鼓勵學生思考所有的可能性，並努力提出解釋，顯示出學生更 多的理解的表現。

本研究的該階段，鼓勵學生思考所有的可能性去解釋現象結論，

將其記錄在測試單上，以供教師分析問題並給予一定的講解。