POE 策略

第二章 文獻探討

本章節為針對與本研究相關之文獻討論與分析，以下分為四個章節討論：

第一節探討 POE 策略；第二節探討概念與另有概念；第三節為成影概念研究；

第四節則是討論推理。

第一節 POE 策略 一、POE策略的起源

1980 年美國 Pittsburgh 大學 Champagne、Klopfer 和 Anderson 設計了

「DOE」(Demonstrate-Observe-Explain)，DOE 的主要目的是希望藉由此一晤談 策略來探討學生的相關概念。這策略分為幾個部分，先對學生實施紙筆測驗，

接著由教師示範實驗活動讓學生進行實際觀察，最後則由學生回答測驗上的問 題並提出說明（Champagne,Klofer & Anderson,1980），當時有些 DOE 的測驗 會要求學生於觀察之前先對實驗的結果進行預測。

王淑琴（1993）將 Champagne、Gunstone 和 Klopfer(1985)等人發展的 DOE 概念晤談教學策略的實施方法整理如下：

（一）裝置好一系列的示範實驗儀器，並說明所用到儀器之操作方法。

（二）請學生預測示範實驗可能發生的現象，並且說明他們之所以如此預測的 理由。

（三）在未觀察實驗示範前，讓學生看其他同學所作的預測及解釋，並請學生 指出他人的答案中是使用到哪些概念。

（四）請學生比較自己的想法和其他同學想法異同之處。

（五）施測者進行示範實驗，要求學生仔細觀察，並將他們的觀察描述出

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（六）請學生討論他們所作的預測和觀察到的現象有何不同之處。

（七）進一步也可讓學生親自操作實驗，描述他們所觀察到的現象，並請他們 再次提出解釋。

Gunstone 和 White(1981)發現讓學生進行「預測」的活動，除了能提高學 生的學習動機；其預測的理由也反映出學生原本的認知結構。所以他們認為

「預測」對於瞭解學生概念及提升教學成效十分重要，基於上述理由，便將 DOE 策略改良為 POE 教學策略，期望能提昇教學效益。

White 和 Gunstone(1992)提出了 POE 策略運用於探究學生概念之改變，其 策略的主要步驟有三：

（一）預測：學生運用其原有的知識去預測一個事件的結果，其預測必須要有 其支持的理由，才能提出。

（二）觀察：在事件完成之後，學生去描述觀察到的結果。

（三）解釋：由學生解釋他的預測和觀察結果之間的矛盾，通常他會遇到困難，

教學者要鼓勵學生去考慮所有的可能因素；此時鼓勵重要的，因為學生 在這個步驟中會展現出他們對於事件的理解。

因此，DOE 教學策略雖然與 POE 教學策略相當類似，但也不全然相同，最主 要的差異點在於 POE 教學策略較為強調預測這一階段的重要性，但 DOE 教學策略 則否。

二、POE策略的目的

運用 POE 策略的目的就是要瞭解學生在某一情境下，如何應用相關的知識 來預測、描述和解釋所看到的現象。由於 POE 策略強調學生對真實事件的預測 及預測的理由，與一般測驗相較，較少強調正確答案及評分的問題這部份。POE 是一種對應用知識能力的測量(White & Gunstone,1992)。因此 POE 比「問問題」

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更為直接，當我們在提問問題時，很可能我們的問題之中就會含有對答案的暗 示。對學生來說，他的學習也只是重複操作某一概念來對教師所提的問題做出 解釋，這樣的情境學生根本不需思考。但 POE 所強調的「預測」的部份，與問 問題相比，更能讓學生運用知識去做推理，使用推理去做出解釋，也經由推理 讓我們更能了解到學生所學的知識是如何被運用在真實的情境之中。葉辰楨 (2000)認為，運用 POE 模式，由於學生「預測」時較沒有受到「什麼是正確答 案？」的想法侷限，運用此一策略，可使得低成就以及不善表達的學習者較能 在教師與同儕鼓勵下發言；而在實驗活動中使用 POE 模式，學習者參與課程和 投入的程度亦有所提昇。例如「在同樣高度下鉛球和棒球，哪一個先落下？」

這種一般性的問題，在 POE 的過程中，學生也較有可能以實際觀察到的現象，

去整合或判斷所學的物理知識運用到真實的情境中(White & Gunstone,1992)。

李家銘（2001）也發現低成就學生在進行實驗時，由於過去的學習經驗及 本身學習態度的影響，通常只是動手操作而沒有進一步的動腦思考。但若使用 POE 策略來進行教學活動，他們的科學概念會有明顯進步，其中最有意義的是

「預測後的解釋」和「觀察後的解釋」，也因為這樣的解釋行為讓學生動腦思 考問題的答案並審視自己的概念，進而增進學習的成效。

POE 最重要的關鍵是讓學生自己決定推理、預測、解釋所抱持的理由，在 許多活動的經驗中，學生經常由日常經驗或是以曾學過的知識去支持他們的理 由，甚至應用跟科學家相異的觀念去解釋現象。這說明了 POE 比一般的策略更 能探測學生用來解釋科學現象的信念(White & Gunstone,1992)。

三、POE策略的實施

White 和 Gunstone（1992）指出：根據經驗，即使相同的活動，不同的學生 常會看見不一樣的結果，如果沒有要求學生即時寫下他們所看到的現象，他們很

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然而，Bruce(2000)也提到如果 POE 活動的主題是學生較少經驗的主題，當 要他們進行預測時，學生可能會任意猜測，誤以為學習的目標就是要回答出老 師們心中持有的答案，這是需要特別注意的地方。

「預測－觀察－解釋」是晤談策略的一種延伸（邱美虹，2000），是用以 探測兒童應用知識能力的測量工具，藉由對研究對象完成此三步驟的過程來探 究受試者對概念的想法與概念改變的歷程。

13 成此工作(White & Gunstone,1992)：

（一）每個學生都要表明自己採用何種適當的知識立場，並加以運用。

Fekete 在 1995 至 1996 年間於澳洲雪梨大學(Sydney University)物理教育研 究群(Physics Education Research Group)進行一連串的熱力學教學改革，提出教師 仍為傳統課室教學為中心，學生沒有機會對於他們原有的概念進行批判思考，

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研究團隊覺得應該提升學生互動的時間比，營造一個適合學生的授課環境。於 是 Fekete 等人在課堂的講演中加入了 POE 的策略，並利用更多的小組討論機會、

網路媒介、相關圖書研究、光碟、照及影片等資源讓學生有更多參與機會；結 果發現學生的評量成績逐漸提升，而且學生們對於這樣的互動表示更能夠引起 他們的學習動機與參與度，同時也可以學到更多；Fekete 表示，在這樣的情境 下，學生學習的自主性提高，課堂上有更多的互動產生，他都更積極的回答老 師們所提出的問題(Fekete,1997)。由此可見，POE 策略也能幫助學生提升學習 的興趣。進行 POE 活動時，對於預測-觀察-解釋的每一個步驟，教師需運用適 當的引導及發問技巧，鼓勵學生清楚的表達自己真實的想法，而且每一個步驟 也應預留充分的時間讓學生確實完成，如此才能有效達到設計 POE 活動的目的。

四、POE策略的原則與優點

White 和 Gunstone（1992）提出在選擇適合的事例來實施 POE 時，基本上 要考量下列原則：

（一）教師可以提出幾種可能的情況讓學生做預測，讓其利用選擇或勾選的方 式或者採用開放的反應模式，讓學童能充分表達自己的想法。

（二）實驗結果必須是清晰可見的，也就是說要能讓學生能夠直接進行觀察，

欲觀察的實驗結果必須是清晰可見的。

（三）要提供真實的情境與問題給學生，才有助於 POE 的效果，否則至少要提 供學童一些支援的線索或說明。

（四）POE 活動的主題要提供學生一個能以個人理解進行推理預測的情境或實 驗，若純粹只是猜測，是沒有意義的。

POE 的策略要求學童根據自己原有的科學知識對一個科學現象進行預測，

然後觀察實驗之進行，再對所觀察到的結果提出適當的解釋，過程中激發學生

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面對個人原有知識架構與科學現象不一致時，必須重新調適與組織，以形成新 的知識體系，達到概念改變，因此，POE 策略具備下列優點(White ＆

Gunstone,1992)：

（一）聚焦於特定的概念，可用來探究單一知識的本質。

（二）可以覺察學童本身既有的概念或信念。

（三）適合用來進行診斷性評量與形成性評量。

（四）可以了解學童對於現象與概念之間關係的認知。

（五）可以顯現學童面對認知衝突時，如何調適。

第二節 概念與另有概念