第二節 第二節
第二節 POE策略 策略 策略 策略
一、POE策略的起源與意義
POE策略（Predict-Observe-Explain）是由White和Gunstone於1992年所提出 的，POE是教學者為了引發學生進行思考活動，探測學生認知概念，所設計之教
學活動策略。
POE策略是由DOE（Demonstrate-Observe-Explain）策略改良而來的，DOE 策略是由美國Pittsburgh大學的Champagne,Klopfer 和Anderson，於1980年時，所 發展設計的研究工具。該工具用於探討學生對於運動力學之想法，DOE策略首先 對學生進行紙筆測驗，再來由教師進行實驗示範（Demonstrate），讓學生進行觀 察（Observe），在觀察前會先讓學生預測結果，最後讓學生回答問題並提出解釋 說明（Explain）。在DOE策略的過程中，並不強調預測的部分，而是將重點放在 教師示範與學生解釋上，反觀POE除了強調預測的步驟之外，更重視在預測-觀察 -解釋的過程中，學生提出解釋及思考的歷程，兩者之間雖然相似，卻仍有其明顯 的不同。Gunstone 和 White認為進行預測的活動，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，以期更富教學成效。（引自許良 榮，2005）
White和Gunstone所提出之POE策略，用於探討學生概念改變、引發學生思 考，其主要步驟分為三部分：
1. 預測（Predict）：學生運用其已知的知識背景，去預測教師所展示活動的 結果，並能說明其理由根據，將其紀錄下來。
2. 觀察（Observe）：進行實驗操作，學生對於展示活動的結果進行觀察，
並紀錄下來。
3. 解釋（Explain）：學生對於預測結果與觀察結果之間的差異，提出自己的 看法及解釋。
二、POE的實施與目的
POE策略進行之前，所有學生都必須了解接下來所要進行的預測活動，此時
開放學生詢問相關問題，確保學生在預測前了解活動狀況，再來呈現問題讓學生 對於情境進行預測，並提出理由，此時可以用活動單的方式，協助學生用自己的 話將預測結果及理由紀錄下來。
活動進行時，讓學生各自紀錄他們所觀察到的現象，因為每個學生觀察到的 可能有所差異，如果沒有紀錄下來，學生間可能會互相影響，而導致改變自己的 想法及觀察。
最後讓學生協調預測及觀察結果間的差異，通常學生認為此步驟較為困難，
此時教師必須鼓勵學生思考任何可能性，在這階段中，學生提出來的說明、想法，
都顯示出他們對於事件的理解情形。（White & Gunstone, 1992）
Bruce（2003）提出： POE 策略的進行，可以幫助我們思考幾個方向：
1. 因為書寫POE 活動單需要時間，它可以協助學生慢下腳步，並進行反思－他 們正在做什麼？
2. 寫下預測的步驟，增加了學生的參與，讓多數學生對真實情境的實驗感到興 趣，尤其是當自己的預測與多數人不一致的時候。
3. POE 策略開啟科學課程或課堂討論對話的機會，可使學生對於有興趣的部分
直接產生互動。
4. POE 策略相關教學活動的各步驟，可提供學生進一步探索科學原理的基礎。
5. POE 可呈現出學生學習活動的整個歷程記錄，可作為進一步研究或非正式評
量的基礎。
實施POE策略的目的是為了瞭解學生在真實情境的問題之下，運用相關知識 來進行預測、觀察和解釋所看到現象的情形。由於POE策略強調學生對真實事件 的預測及預測的理由，與一般測驗相比，對於正確答案與評分的問題是較少強調 的，而是希望學生透過POE的三個步驟表達其真實的想法，同時也讓學生去說 明、解釋他們所提出來的理由。從許多POE策略活動中顯示：學生經常以日常生
活的經驗去支持他們的理由，或者應用跟科學原理相異的觀念去解釋自然界的現 象。運用POE策略能有效地鼓勵學生，應用自己原有的知識概念去進行推理及解 釋，也較能探測出學生在真實情境中的認知結構及應用知識概念的能力（White &
Gunstone, 1992）。
在POE的活動中，學生不再只是被動的學習者，藉由三個活動步驟的進行，
學生能主動參與活動過程，並能針對問題積極思考，更能提高學生的參與及興 趣。運用POE 策略能有效地鼓勵學生應用自己原有的知識概念去進行推理及解 釋，也較能探測出學生在真實情境中的認知結構及應用知識的能力（White &
Gunstone, 1992）。綜合上述，藉由POE策略的實施，提供學生一個真實情境的問 題，使其能應用所學知識來進行思考、推理，藉此了解學生的思考過程，評估學 生的理解及概念，也能提高學生的學習參與及興趣。
三、POE 的原則
White 和 Gunstone（1992）在Probing understanding一書中提到，在選擇適合 的情境問題來實施POE時，要考慮下列原則：
1. 要提供一個能以個人理解，可以進行推理、預測的情境或實驗，純粹只是猜測 是沒有意義的。
2. 要提供真實情境與問題，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。
3. 要讓觀察是直接可行的，也就是觀察的實驗結果是清晰可見的。
4. 可以用選擇或勾選的方式，提供幾種可能的情況讓學童做預測，或採用開放的 反應模式，讓參與者自己表達想法。
POE策略進行的過程中，預測-觀察-解釋的每一個步驟，都必須說明清楚，
讓受試者了解活動進行的內容，此時教師的角色相當重要，需運用適當的引導及
發問技巧，扮演領導者指引著學生，讓學生成為學習的主角，鼓勵學生用已知概 念去思考推理，詳細觀察現象的結果，過程中必須有充分的時間，讓學生能確實 完成每一步驟，並能清楚的表達出真實想法，藉由教師的積極參與及協助，才能 讓學生在活動進行中，符合POE策略的原則。
四、POE 的優點
POE策略讓學童根據已知的科學知識，對科學現象進行預測，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，過程中學生對於個人原有知識架 構與科學現象結果不同時，必須重新調適、組織，以形成新的知識概念，因此，
POE 策略具備下列優點（White ＆ Gunstone，1992）：
1. 聚焦於特定概念，可用來探究單一知識的本質。
2. 可以覺察受試者本身既有的概念或信念。
3. 適合用來進行診斷性評量與形成性評量，協助了解學習狀況。
4. 可以了解受試者對於現象與概念之間關係的認知。
5. 可以呈現受試者在面對認知衝突時，是如何調適。
五、POE相關研究
國內外已有許多POE策略的相關研究，本段摘錄國內外數篇有關POE的實徵 性研究，簡要敘述其研究重點及研究發現，以了解POE 策略的運用及成效。國 內POE相關實徵研究，選自國內科學教育相關之學術期刊及近十年之科學教育研 討會論文，國外的POE相關研究則取自國外科學教育相關期刊或相關書籍中。
POE策略多應用於「另有概念」、「迷思概念」等探討學童概念形成或發展 等相關議題（許良榮、劉政華，2004；王盈琪、王美芬，2006；Methembu,2001）。
而近十年來在國內外文獻中，有較多結合POE策略與多媒體或電腦模擬之研究
（楊凱悌、邱美虹、王子華，2009；Kucukozer,2008；Zacharia,2005），也開啟了 POE研究另一個發展方向。另外也有將POE應用於探討其對學生學習成效之影響
（吳穎沺、蔡今中，2005；Liew & Treagust,1998）或應用於探討學生科學解釋的 能力（許良榮、羅佩娟，2009）或探討學生小組學習談話情形（Kearney, 2004）
等，顯見POE策略在科學教育研究領域中，應用十分廣泛、多元。相關研究整理
許 良 榮
序列性 POE（Sequential-POE）
是由實際教學發現問題，由
表2-2-2 國外科學教育相關期刊POE策略之相關研究 研究者 研究對象 研究重點 研究結果 Gunstone
& White
Searle &
Gunstone
（1990）
Fekete &
Walker
（1998） 其 學 習 成 就 呈 度 之 有 效
Monaghan
&
Clement
（1999）
Kearney, Treagust, Yeo &
Zadnik
（2001）
Russell, Lucas &
McRobbie
（2003）
學習情境，探討學生小組學探討學生小組學探討學生小組學探討學生小組學
Zacharia
（2005）
Kucukozer
（2008）
國小學生為研究對象比率較低，於是本研究擬以國小五年級學生為研究對象，並 將POE策略應用於探討學生推理思考的情形。
六、POE策略與推理
Zachria（2005）的研究以 POE 策略結合互動式電腦模擬，探討科學教師如 何建構其科學解釋，並認為 POE 有助於精緻化教師們的解釋與推理。張美玉、
吳玉明（1999）根據學生在課堂上的實際表現，發現學生進行解釋與推理活動的 方式，有以下五種：
（ㄧ）以重新建構的概念進行解釋與推理。
（二）相互辯證解釋，釐清概念。
（三）依舊經驗進行解釋與推理。
（四）以課外獲得的知識進行解釋與推理。
（五）根據實驗結果進行解釋與推理。
在POE策略的解釋階段，學生藉由建構解釋的過程中，個人其實也在運用其 推理能力進行思考，以心中形成的概念來進行解釋與推理，可見解釋是推理能力 的具體展現方式之一。在進行POE策略：預測、觀察、解釋三個步驟中，也都涉 及受試者推理能力。在預測階段：學生能以已知資訊，對於展示情境的結果進行 推測。觀察階段：在這個部分，學生能從展示情境中找尋規律性，歸納、形成自 己的想法、結論。解釋階段：面對認知衝突或所觀察到的結果，能利用已知進行 思考加以解釋，提出自己的看法。
POE策略能提高學生參與，也能了解學生的真實想法，而其過程中受試者也 必須運用推理能力來進行思考。Hogan 和 Fisherkeller（2000）指出：「我們用推 理來建構知識，用知識來推理」。對照至本POE推理活動的過程中，學生運用其 推理能力及活動中觀察活動所見，在解釋階段建構出自己的想法，正如上述「用
推理來建構知識」；而後學生可再運用過程中形成之想法，在預測階段進行推理
推理來建構知識」；而後學生可再運用過程中形成之想法，在預測階段進行推理