國中科學探究教學之教師實務知識研究

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(1)國立臺灣師範大學教育學院課程與教學研究所博士論文. 指導教授：甄曉蘭博士. 國中科學探究教學之教師實務知識研究. 研究生：張錫勳撰. 中華术國一○九年七月.

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(3) 謝誌 …未覺池圖春草夢，階前梧葉已秋聲… …最是秋風管閒事，紅他楓葉白人頭…. 求取學問是條刻不容緩的漫漫長路，多少青春歲月蹉跎，時光倏忽，轉眼兩鬢飛霜。如果說進入國立臺灣師範大學課程與教學研究所是我生命中的驚喜，七年來的學習之旅承載著滿滿心靈悸動！. 最要感謝的是指導教授甄曉蘭老師在學術研究上的醍醐灌頂，讓我茅塞頓開。甄老師嚴謹的治學態度與大師風範，充分尊重學生的獨立思考，從一開始的題目釐定到論文完成，老師總是無盡的寬容等待，細心的指導我所遭遇的困難，也正因為甄老師的耐心與包容，才得以在修業年限的最後一哩路完成了論文寫作！由衷感謝口試委員們的關懷鼓勵和對論文的仔細審閱與指導，從研究計畫到執行，明燈指引，突破盲點：單文經教授總在第一時間透過 e-mail 給我暖心鼓舞，提點立論觀點的覺察；林佩璇教授以宏觀視野針砭內容並提供真知灼見；王秀玲教授鞭辟入裡的指出方法論和論述的疏漏；張永達教授提點清晰的論證層次，引出我的亮點和方向。此外，感謝我的導師王秀玲教授、學業導師黃純敏教授，以及所有指導過我的師長們，沒有您們的教導與訓勉，論文可能迷航於茫茫書海中等待奇蹟。. 謝謝于真、佳慧、堯卿、東飛、士原、玟樺、雅筑、承和、靜宜、華德（นิตวิ ฒ ั น์）、孟郁、淑華、鍑倫、曦平、丕寧、柏菱、亞橋、美慧、羿慈的同窗共讀加油打氣，尤其佳慧、堯卿、于真在論文計畫和口試時的鼎力協助，讓我得以專心準備。這段大家並肩努力邁向目標的革命情感，令人永生懷念。. 畢業是另一段課程與教學旅程的啟航，教育改革步伐永不停歇，老師的課堂裡有太多的故事召喚著我，繼續探索描繪從教室出發的課堂風景吧! 張錫勳謹誌 2020 年 7 月 i.

(4) 國中科學探究教學之教師實務知識研究. 中文摘要. 本研究旨在探討國中科學教師實施探究教學所展現的實務知識內涵與認知結構、影響因素與形成機制。並依據研究結果，對於科學師資培育以及教師專業成長提出建議。. 本研究以兩位國中科學教師進行個案研究，藉由課堂觀察、深度訪談、文件分析等方法，分析詮釋的重點在了解兩位個案教師的共通性與差異性。研究結論如下：. 一、國中科學探究教學之教師實務知識的內涵，涵括教師對科學、教學、學習，和學生等相關部分所融合的知識與信念。這些知識彼此交織運作，並透過教師信念的篩選和增強，使得教師在課堂教學中以自我知識的內涵進行理解轉化與調整而成為教師個人的 PCK。. 二、國中科學探究教學之教師實務知識的結構，係以科學探究意象指引，形成課堂教學實務原則與實務規則，環環相扣。在教學意象的指引下，不斷地透過教師信念與教學省思的交互作用，而後運作於實際教學中，形塑自己的科學探究教學風貌。. 三、國中科學探究教學之教師實務知識的影響因素，係由教師個人因素與當前教學環境因素交織而成。其中成長背景與求學經驗和面對教育改革的態度是影響個案教師科學探究教學實務知識發展的重要因素。. 四、國中科學探究教學之教師實務知識的形成機制，主要包含教師個人的默會致知，以及教師社群的知識轉化傳遞螺旋等不斷的教師自我學習歷程。 ii.

(5) 最後，本研究依據結論，針對科學教師實施探究教學、科學教師專業發展以及未來研究等方面，提出相關建議。科學教師實施探究教學方面，建議運用小組學習引導學生從事探究活動，循序漸進培養學生的科學探究能力。科學教師專業發展方面，職前培育課程建議加強貫穿實務的課程以提升教學實務能力，以及加強跨領域的課程以發展素養導向教學能力；教師在職進修建議引導教師經由默會致知理論化個人實務知識以提升中小學教師的專業性，以及經由教師社群的知識轉化傳遞螺旋創新中小學教師專業知識。未來相關研究方面，建議增加課堂觀察時間、加強探索個案教師的 PCK 面向之間的互動情形，以及與其他層面實務知識的關聯、研究對象可擴及小學，高中或新手教師。. 關鍵字：科學探究教學、探究教學、教師實務知識、國中科學教師. iii.

(6) A study on teacher’s practical knowledge in scientific inquiry teaching in junior high school Abstract The main aim of this study was to investigate two junior high school science teachers‘ practical knowledge who were involved in the scientific inquiry teaching context. The focus of this study was to illustrate the component of science teachers‘ practical knowledge, the structure of practical knowledge, the factors affecting practical knowledge and formation mechanism of practical knowledge .. A qualitative case study approach was conducted to elicit data needed.Through classroom observations, in-depth interviews and document analysis, data were collected and analysed, research findings were listed as follows: 1. The practical knowledge of the case teachers are formed by the teachers‘ knowledge and beliefs about science, teaching, learning, and students.These aspects of teachers‘ knowledge are intertwined through the filters and amplifiers of teachers‘ beliefs, and shaped by self-knowledge, then be transformed into teachers' personal PCK. 2. The structure of the practical knowledge of the case teachers are guided by their images of scientific inquiry teaching, which formed the practical principles and rules of their teaching practices, informed by ongoing interaction through teachers‘ beliefs and instructional reflection, then gradually shape their own science inquiry teaching style. 3. The influence factors of the practical knowledge of the case teachers are emerged by the interweaving of teacher‘s personal factors and current milieu of teaching teaching factors. Among them, the growth background, learning experiences and attitude towards education reform are important factors that influence the development of the cases scientific inquiry teaching practical knowledge. 4. The mechanism of the practical knowledge of the case teachers that formed mainly includes the teacher's tacit knowing (learning from experienced teachers, enriching their professional knowledge, learning by doing experience, participating in public lesson syudy, etc.) and the knowledge spiral of the teacher community (through the iv.

(7) interaction and application of explicit knowledge and tacit knowledge, to form a growing knowledge transformation and innovation).. Finally, based on the findings , suggestions for the science teachers to the implement of scientific inquiry teaching, teachers‘ professional development and future research. For science teachers to implement scientific inquiry teaching, it is recommended to construct group learning activities, to engage gradually cultivate students' scientific inquiry ability. In terms of teachers‘ professional development, pre-service teachers‘ education courses emphasize actual practices to improve teaching practical ability, interdisciplinary courses to develop competency-based teaching ability; for enhance the professionalism of primary and secondary school teachers through tacit knowing of personal practical theory, innovate the professional knowledge of primary and secondary school teachers through the knowledge spiral of the teacher community. Future research , including increasing classroom observation time, strengthening the interaction between PCK aspects of exploring the cases, as well as relevance to other levels of practical knowledge, and specific suggestions for research objects that can be extended to elementary, high school, or novice teachers.. Keywords: scientific inquiry teaching, inquiry teaching , teacher’s practical knowledge, junior high school science teacher. v.

(8) 目第一章. 次. 緒論. 第一節. 研究背景與動機……………………………………………………….......1. 第二節. 研究目的與問題……………………………………………………….....15. 第三節. 名詞釋義……………………………………………………………….....16. 第四節. 研究範圍與限制……………………………………………………….....18. 第二章. 文獻探討. 第一節. 科學探究教學意蘊探析……………………………………………….....21. 第二節. 教師實務知識意蘊探析……………………………………………….....46. 第三節. 科學教師實務知識相關研究………………………………………….....87. 第三章. 研究設計與實施. 第一節. 個案研究法的選擇……………………………………………………...103. 第二節. 研究設計…………………………………………………………….......106. 第三節. 研究的嚴謹度……………………………………………………….......127. 第四節. 研究倫理…………………………………………………………….......132. 第四章. 研究發現與討論. 第一節. 個案教師的教學設計與實施……………………………………...........135. 第二節. 個案教師實務知識的內涵與認知結構…………………………...........222. 第三節. 個案教師實務知識的影響因素與形成機制…………………………...313. 第五章. 結論與建議. 第一節. 結論………………………………………………………………….......347. 第二節. 建議………………………………………………………………….......352. 後記：研究者的關照與省思………………………………………………………….........359 參考文獻…………………………………………………………………………….............360 附錄………………………………………………………………………………….............399. vi.

(9) 表. 次. 表 2-1 「探究」釋義綜整表……………………………………………………………..23 表 2-2 科學探究活動的特徵要素表……………………………………………………30 表 2-3 發現式教學與探究式教學比較表………………………………………………33 表 2-4 閱讀學習在科學探究教學中的角色……………………………………………37 表 2-5 科學探究活動開放程度分析表………………………………………………....40 表 2-6 科學探究活動分類依據向度與科學探究要素雙向對照表…………………....42 表 2-7 教師知識分類比較表……………………………………………………………51 表 2-8 教師實務知識的相關概念釋義彙整表…………………………………………58 表 2-9 教師實務知識內涵比較表……………………………………………………....68 表 2-10 教師實務知識結構示例（以本研究 A 師為例）……………………………...72 表 2-11 教師實務知識的轉化傳遞與學習方式………………………………………....84 表 3-1 個案教師基本資料表…………………………………………………………..108 表 3-2 本研究實施計劃表…………………………………………………………......113 表 3-3-1 A 師課堂觀察實施計劃表……………………………………………………..117 表 3-3-2 B 師課堂觀察實施計劃表……………………………………………………..118 表 3-4 文件資料表……………………………………………………………………..120 表 3-5 資料管理編號表………………………………………………………………..122 表 3-6 資料編碼程序表………………………………………………………………..126 表 4-1 學習小組的角色與任務分工表………………………………………………..139 表 4-2 A 師各週教學內容簡要表（107 學年度第二學期）………………………....140 表 4-2-1 A 師在特定教學主題╱單元的科學探究教學模式彙整表………………......143 表 4-3 「氧化還原反應」教學活動設計簡要表…………………………………........147 表 4-4 「鎂帶氧化反應」的 POE 教學流程………………………………………........148 表 4-5 「蘋果美白大作戰」的學習重點分析與教學流程安排…………………..........151 表 4-6 「氧」得失角色扮演表徵教學設計……………………………………….........154 表 4-7 各組學生的假設推理彙整表…………………………………………………..163 表 4-8 POE 各學習階段的表現要求（評量項目）與評量規準……………………..179 表 4-9 實驗設計教學的表現要求（評量項目）與評量規準………………………….181 表 4-10 小組學習檢核表（含規準）…………………………………………………….181 表 4-11 B 師各週教學內容簡要表（107 學年度第二學期）…………………………188 表 4-11-1 B 師在特定教學主題╱單元的科學探究教學模式彙整表………………….194 表 4-12 PBL 問題結構表………………………………………………………………197 表 4-13 小組同儕互評表………………………………………………………………214 表 4-14 PBL 探究學習自評表………………………………………………………....214 表 4-15 B 師的小組學習評估表……………………………………………………….215 表 4-16 跑台評量題目設計示例…………………………………………………........217 表 4-17 物質水溶液酸鹼性的檢測實驗………………………………………………243 表 4-18 個案教師展現的 PCK 面向內涵和關係………………………………….......297. vii.

(10) 圖圖 2-1 圖 2-2 圖 2-3 圖 2-4 圖 2-5 圖 2-6 圖 2-7 圖 2-8 圖 2-9 圖 2-10 圖 2-11 圖 2-12 圖 2-13 圖 2-14 圖 2-15 圖 2-16 圖 2-17 圖 3-1 圖 3-2 圖 3-3 圖 3-4 圖 3-5 圖 4-1 圖 4-2 圖 4-3 圖 4-4 圖 4-5 圖 4-6 圖 4-7 圖 4-8 圖 4-9 圖 4-10 圖 4-11 圖 4-12 圖 4-13 圖 4-14 圖 4-15. 次. 不同教學方式教師的關注與投入程度……………………………………........33 科學探究的三個活動層面示意圖（NRC, 2013）…………………………......38 開放程度較低的科學探究教學模式………………………………………........40 開放程度較高的科學探究教學模式………………………………………........41 教師實務知識認知結構示意圖（Elbaz, 1981）……………………………….....71 本研究教師實務知識認知結構示意圖…………………………………………75 教師實務知識影響因素示意圖（Duffee＆Aikenhead, 1992）……………........78 知識轉化螺旋圖（SECI 模式）…………………………………………………..83 教師社群的知識轉化傳遞螺旋圖……………………………………................86 Shulman 教學推理與行動模式圖（MPRA 模式）………………………..........89 教師知識模型圖（Grossman 模型）…………………………………………....90 PCKg 結構圖（PCK 發展模型）……………………………………………….91 科學教師 PCK 結構圖（Magnusson 模型）………………………………........92 科學教師 PCK 結構圖（Abell 模型）……………………………………..........93 科學教師 PCK 結構圖（Park 與 Oliver 六角形模型）…………………………94 PCK 共識模型圖（峰會模型）…………………………………………………96 國中科學探究教學之教師實務知識架構圖……………………………..........102 本研究架構流程圖…………………………………………………………......107 資料管理架構圖……………………………………………………………......121 研究資料分析步驟…………………………………………………………......123 質性與量化研究信賴程度對應關係圖………………………………………..128 研究資料三角檢證圖…………………………………………………………..130 A 師教室陳設與學生座位安排圖…………………………………………......137 氧化還原反應的知識性概念結構圖…………………………………………..146 蘋果美白大作戰的知識性概念結構圖……………………………………......150 B 師教室陳設與學生座位安排圖……………………………………………...186 跑台評量答題順序圖……………………………………………………..........218 A 師科學探究教學實務知識內涵架構圖………………………………...........255 動機、表現與教學作用模式圖……………………………………………........267 B 師科學探究教學實務知識內涵架構圖………………………………….......287 A 師的教學實務知識結構示意圖…………………………………………….303 B 師的教學實務知識結構示意圖…………………………………………….308 個案教師實務知識的影響因素示意圖……………………………………....335 個案教師的默會致知歷程示意圖……………………………………………339 個案教師社群的知識螺旋示意圖（SECI 模式）…………………………...340 個案教師實務知識的形成機制與發展示意圖……………………………....344 國中科學探究教學之教師實務知識發展示意圖…………………………....346. viii.

(11) 第一章緒論. 本章主要說明研究主題的背景與動機、研究目的與問題、名詞釋義、研究範圍與限制，共分四節論述。期藉本章確立研究方向，為後續研究工作奠立基石。. 第一節研究背景與動機. 壹、研究背景. 本節陳述研究問題的背景，包括教學研究的發展趨勢、探究教學研究的重要性、教師實務知識的研究價值。. 一、教學研究的發展趨勢. 教學乃教育的核心工作，有關教學的研究一直是教育研究者關心的議題，從早期的「教師特質」研究（教師應該是什麼）、「教師效能」研究（教師應該做什麼），逐漸轉向「教師認知思考」研究（教師在教學前/中/後如何思考、如何決定）、「教室生態學」研究（師生如何互動、如何學習），以至晚近興起的「教師知識」研究（教師應具備什麼知識，如何在教學中運用知識）。教學研究（research on teaching）從心理學單一觀點，走向整合心理學、社會學、人類學、語言學等的多重觀點，教學研究的典範轉移（paradigm shift）與蓬勃發展可見一斑（林進材，1999；林佩璇， 2002a；簡紅珠，1992a、2002）。. 教學研究早在 20 世紀初業已展開，至今已有百年歷史。美國教育研究學會（American Educational Research Association [AERA] ）大約每隔十年將教學的相關研究與檢討編輯成《教學研究手冊》（Handbook of Research on Teaching），影響所及，教學研究日益豐盛，傳統的研究方法經過不斷地檢討與修正漸趨成熟，新的研究典範也相繼衍生出來。過去教學研究的主要典範是量化的「過程一結果」與質性的「教室生態學」研究 (Shulman , 1986a)，這兩種研究典範都強調發展一種有系統而且嚴 -1-.

(12) 謹的教學知識體系，卻忽略教師在生產教學知識的角色（Cochran-Smith & Lytle, 1993）。. 當教學研究從外顯的教師特質和行為逐漸轉向探討行為背後內隱的教師思考與態度時，影響教師決定的教師知識（teachers‘ knowledge）與信念（belief）即被重視探討，在 20 世紀 70 年代中期以後蔚為研究的新焦點，及至 80 年代，美國教育心理學家 Shulman（1986b , 1987a）首先提出教師應具備學科教學知識（pedagogical content knowledge, PCK）1 的概念之後，有關教師知識的本質與內涵，以及教師如何獲得、發展、儲存和利用知識，知識如何影響教學等問題的探討，在教學研究領域掀起一股新浪潮，國內外相關的論述與研究者眾，採用多樣研究方法，提出多種觀點，也引發各樣討論（潘慧玲，1999b；簡紅珠，1992a、2002；Wilson, Shulman, & Richert, 1987）。. 教師是影響學生學習的最主要關鍵，教師所展現的教學效能，不但影響教師的教學表現，也直接影響學生的學習成效（林進材，2000；Hattie, 2012）。究竟教師需要具備哪些專業知識內涵才能夠勝任教學工作，扮演好教師的角色，對於這個問題的答案，Fennema 與 Franke（1992）認為應該把焦點放在教師知識，因為教師知識的品質不僅會影響教學，亦會影響學生學習（引自卓益安、金鈐、邱顯義，2015，頁 30）。然而傳統教學研究領域認為教師是無知識體系的工作者或知識的使用者，教師並不參與知識的產生，尤其是正式、原理原則、或學科基礎的知識（Cochran-Smith & Lytle, 1993）。理論（theory）與實踐（praxis／practice）2 間的鴻溝成為實務工作者最不能釋懷的關鍵（林佩璇，2002b）。. 1. PCK 一詞乃 Shulman 於 1985 年在芝加哥召開的全美教育研究學會（AERA）年會中首次提出。國內對於 PCK 的中譯不一，例如：學科教學知識、教學內容知識、教材教法知識等（卯靜儒，2015）。本研究採用「學科教學知識」。 2 「實踐」英譯 praxis 或 practice。praxis 源自古希臘哲學家 Aristotle 所提出的概念。Aristotle 將 praxis 提升為一個專屬於人類的哲學概念，賦予其反思人類和指引人類追求善與德行的哲學意義。 Willower 表示古希臘人使用 praxis（實踐）這個單字時，通常其意義是含有比 practice（實際／實行）更具思想表達性、較有目的性以及更深思熟慮的涵意。（引自葉天喜，2004，頁 91）。此外， Freire（1970, 2003）尌批冹論的觀點，當一個人的活動含涉了行動（action）與反思（reflection），便是一種實踐（praxis）。本研究對於 practice 指涉的意涵，含括實踐、實際或實務的概念，和 praxis 並未特冸區分。 -2-.

(13) 近年來受到建構主義思潮影響，認為知識是個人在與社會互動中主動建構，故沒有外在於環境、實務者而能在真空中形塑的理論，理論是透過參與獲得的，實務是理論的真正意涵，理論本身即為實務，一種實踐智慧（Gadamer, 1982）。於是，許多關切教師角色的學者紛紛表示肯定教師擁有自行建構知識的可能性與能力，開始支持教師在慎思（deliberate）、實際的（practical）課程脈絡中，是一個重要而且具有自主性的角色。例如 Schwab（1969）從「課程即實務」（the practical）的觀點，肯定教師對於課程發展過程的貢獻；3 Connelly（1972）視教師為「使用者－發展者」的觀點，確認了教師在採用、修改、發展適合教學的材料上有作決定的功能；Elbaz （1983）認為教師實務知識（practical knowledge）的概念是了解教師角色的重要因素；Wilson、Shulman 與 Richer（1987）指出教師同時具備理論及實務知識； Cochran-Smith 與 Lytie（1993）堅信教師因為身處教學場域中，能扮演教學知識的生產者，教學的知識基礎／知識庫（knowledge base）應該由教師自己來建構；Webb (1995）說明教師確實知道他們自己的工作，更知道如何了解自己實務上的問題，教師不只是知識的傳遞者，更能從經驗和反思中，作為一個擁有知識的主動個體；甄曉蘭（2003）則期許教師，透過個人的教育哲學思維、與他人的對話，分享自己的實務經驗與生活故事，讓自己的教學實踐有知識後盾與行動意向，積極促動新的教學實踐。. 基本上，教師的教學是一種有意圖的認知行動（intentional activity），是一種經過慎思熟慮且具有意識的行動，更是一種具有批判省思意味的實踐（簡紅珠，1992b； Greene, 1974）。教師每天面對課堂中層出不窮的學生問題，需要靈活運用自身擁有的知識以激盪出有批判力和創意的實踐行動（甄曉蘭，2003，2004）。教師知識的建構交織在個人真實經驗（lived experience）的網絡中，是將在實務工作經驗中所累積的原則、慣例或事例、訣竅和有效做法，加以分析、轉化後，成為「行動中的知識」(knowledge in action)，這是一種內隱的個知人識（personal knowledge），是教師在職業生涯中逐漸獲得的實務知識（陳美玉，1996；Shulman, 1986b；Van Manen,. 3. Schwab（1969）提出提醒大家，課程的發展與實踐受到行為科學的「理論性」所支配，教師在課堂中形成的「實務性」的聲音瀕臨死亡。因此，開始了教師實務知識的研究和「救亡」的行動（陸靜塵、李子建，2011）。 -3-.

(14) 1997）。誠如甄曉蘭（2003，頁 87）所言：. 無論是個案研究、敘事研究、傳記研究、或行動研究，都涉入了許多教師內在的反省思考與內隱的意識或心路歷程，藉由分享生活故事與實務經驗，教師企圖重返或尋回深藏在腦海中的過去經驗或內隱知識。. Goodlad（1969）有感於教育研究者對教室中所發生的事件知道的太少，極力呼籲教育研究應該對教室層級的課程實踐與教學轉化付出更多的關切（引自甄曉蘭， 2003，頁 79）。Thiessen（2000）認為對於教師知識的研究最有前景，因為這種研究把教師的教學活動看作是一種知識的工作，這種研究強調要把實務知識與理論知識並列起來使用。Shulman（1987a）提出呼籲，知識的發展若能經由學者、研究者、及實務工作者共同合力探究，不僅可累積各層面的成果，更能幫助教師們了解不同的教育現象，增進教學效果。. 綜合上述教學研究的發展趨勢，教師的角色已不再局限於課程的執行者，而是負有教育使命的轉化型知識分子（transformative intellectuals）和公眾知識分子（public Intellectuals）(Giroux , 1994, 1988），能主動、負責地檢視並改善學校的課程與教學實務。因此，唯有深入教學現場體會和反思析辯，才能發現教師實務知識的真諦與內涵，及其對教學的意義和影響。. 換言之，教學研究應從教師實務者的觀點（teacher's practitioner perspective）探究教學實務為出發點，研究的焦點由理論轉向實務，並呼應社會科學家的詮釋理解（interpretive understanding）、以及情境 (context) 與意義 (meaning) 兩個重要概念（高敬文，2002），深入了解教師如何進行教學工作（how teacher know），以及教師實務知識的內容組成、性質與結構（what teacher know）。簡言之，教室內所發生的實務問題都應回到教師的實務知識去釐清，強調教學轉化歷程，重視教師個人的實務理論（personal practical theory）與來自經驗的知識 (experiential knowledge)，4 經. 4. 每位教師在進行教學決定或行動時，其實會受其教育信念所支配。這項內在信念，可稱為行動理論，也可稱為個人實務理論，它是教師個人關於教學的知識、態度和價值（郭重卲，2018；林淑梤、張惠博、段曉林，2008）。 -4-.

(15) 由教師將內在實務知識轉化成與外界互動及實踐的心智思考，及其對自己教學行動的深層批判反省與理解形成的課程意識（curricular consciousness）（甄曉蘭，2003， 2004），進而促進理論與實務的相互證成，同時再概念化（reconceptualizing）教師應有的角色與功能，在教師個人實務理論基礎之上，開展教師實務知識的各種可能性。. 二、教師實務知識的研究價值. 1966 年 10 月 5 日聯合國教科文組織（United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, UNESCO）與國際勞工組織（International Labour Organization, ILO）共同審議通過了《教師地位建議書》（recommendation concerning the status of teachers），5 文件中首度提出教師應視為專業工作的主張。6 既然教師工作被視為一種專業性，教師理應俱備專業知識，在面對複雜性、不確定性的教學情境時，能以其專業知識妥善處置，教師專業知識的成長也就成了反映教師專業發展的重要指標。. 檢視我國教育基本法與教師法，雖均明列有教師專業自主應予尊重的條文，7 但是對於教師職業的專業性卻仍爭論不休，尤其是中小學教師常被貶抑為一種技藝式專業（craft profession)，8 所需要的只是技藝方面的知識（craft knowledge），而非. 5. 6. 7. 8. 建議書針對教師的權冺與義務、師資培育教育與在職教育、招募與聘用、有效教學與學習的條件等事項，提出國際一致的遵守標準，成為全世界教師專業與教師權益的重要國際規範。為了紀念此一教育史上的一大步，UNESCO 在 1994 年宣佈，將 10 月 5 日訂為「世界教師日」。資料來源：http://unesdoc.unesco.org/images/0016/001604/160495c.pdf http://www.worldteachersday.org/map/index.php/page/index/1 原條文內容（UNESCO, 1966）： Teaching should be regarded as a profession: it is a form of public service which requires of teachers expert knowledge and specialized skills, acquired and maintained through rigorous and continuing study. 教育基本法第 8 條略以：教育人員之工作、待遇及進修等權冺義務，應以法律定之，教師之專業自主應予尊重。教師法第 16 條第 6 款略以：教師之教學及對學生之輔導依法令及學校章則享有專業自主。臺灣的教師專業與一般認為需要具有特定的專業知識、專業技能等面向均有關係，但其更偏向於一種技藝（craft）式的專業，其不專注於持有絕對的知識體系，而更是一種綜合性的專業（張鈿富，1992）。但將教師專業視為技藝式的專業，使教師成為「受雇」的工匠，而非具反省能力與良善德行的道德工作者（陳仲翰，2011）。詹棟樑（2005）指出，需要將專業精神視為基本道德，這樣才能讓教師將自身的專業能力（包含知識與技能）完全呈現出來。 -5-.

(16) 系統與獨具特色的學術知識（academic knowledge）（張鈿富，1992；陸靜塵、李子建，2011；簡紅珠，2002）。究其因，中小學教師常是日復一日的執行專家設計的套裝課程(prepackaged curriculum)，依據教科書照本宣科，沒有時間與機會進行反思。當實踐被化約為技術，教師用許多新方法和新技術來裝點課程以證明自己的專業，而所謂的「專業｣可能只是撰寫教學計畫、填寫檢核表、會議記錄等忙不完的書面工作，以及不斷增加被視導被監督的任務（周淑卿，2004a）。這種意義下，教學不過是教導學生已分類好的知識，而這些知識又環繞在效率、管理、控制的形式之上，幾乎走不出一條康莊大道（Aronowitz & Giroux, 1993）。歐用生（2003）即直陳「去理論化」甚至「厭惡理論」是國內中小學課程實踐上的嚴重問題，導致教師失去課程主體，淪為課程奴役的技術員，毫不猶疑地接受別人決定的優先性，為教科書所役。不過歐用生（2003）認為教師雖然輕忽理論，重視實務和立即的經驗，但他們並不是沒有理論，他們仍依據理論的假定，只是他們或許不覺知。. 愈來愈多的研究顯示，主導教師教學的知識，並非全是教學理論的知識，而是一種融合個人過去的生活經驗、專業理論知識、和價值與信念的統整性知識，這種經過轉化的統整性知識，具有解決教學實務的實用性功能（Elbaz, 1983; Clandinin, 1985）。Polanyi（1958）最早提出「個人知識」（personal knowledge）的知識論觀點， Shulman（1987a）也認為教師面對複雜的現實情境與多方面需要，而發展出較為完善的教師個人知識體系。個人知識多為內隱，隱含在實務中，弄清它們並非容易（Schön, 1983）。實務的問題往往是某個特定情境、脈絡下產生的，有特定的人及其特質，理論無法直接解決實務情境的個殊性問題（周淑卿，2002a）。歐用生（2003）主張教師應該是課程理論者，因為他每天都在處理課程的問題，每天都在做課程與教學的決定。甄曉蘭（2004）直陳教師必須能夠將其知識轉化成為回應教學情境的行動實踐，藉以建構一個適合的、實用的教學理論，來決定和引導個人的教學實踐，才能稱得上真正擁有知識。儘管教師在日常實務工作中可以創造出個人理論，但這並不意味教師對於自己的個人理論是清晰自知的，教師經常忽視本身的專業知識，造成教師無法分享與應用這些個人化的知識（Hargreaves, 2000）。. -6-.

(17) 因此，學者們紛紛採取不同策略來鼓舞實務工作者表達他們的個人理論。 Stenhouse（1975）率先提出「教師即研究者」（teacher as researcher）的觀點，強調教師要進行行動研究（action research），一起來探索自己例行化的教育實踐，重新審視自己的生存狀態和職業生活，在實踐中反省和批判。Schön（1983）提倡教師在行動中反思，將行動中的個人理論外顯化。Connelly 與 Clandinin（1998）鼓勵教師運用敘說研究（narrative inquiry）方式成為課程設計者，發展自己的課程，說出自己的故事。職是之故，教師必須正視對教育實踐的覺醒，不間斷的反省修正自身的位置，結合過去經驗，從經驗和反思中作為一個有知識的主動個體，一個反思的實務工作者（reflective practitioners）。誠如 Giroux（1988）呼籲，教師要扮演一個轉化型知識分子，發展一套屬於教師本身的理論架構與實踐行動，並建構未來的行動策略（Giroux, 1988；Aronowitz & Giroux, 1993）。. 陸靜塵、李子建（2011）指出對於教師實務知識領域的研究主要有兩種價值取向：其一，長久以來從事基礎教育教師的專業性一直受到質疑，認為這個職業沒有特有的專業知識和技能。因此有必要對基礎教育的教師知識和教師實務知識進行研究和探析；其二，教師實務知識作為教師得以開展其職業行為的一種行動知識或者經驗，其所包含的內容和影響因素有哪些，相互關係如何，實際運作過程又是如何等，這些問題的探討有利於人們深入了解教師知識、乃至教師實務知識的存在。理論與實務的辯證（dialectic）關係，一直是教育研究上的重要議題，如果教學研究仍依據科學典範，輕忽實際情境的複雜性，結果並沒有打開「實際」的黑箱（歐用生， 2012）。簡紅珠（2002）認為，不納入教師所認識的教學、所認同的研究程序、以及所扮演的教學知識生產角色而編纂出來的知識，是相當有問題的。Eisner（2002）強調，課堂是複雜的、動態的場域，理論並非無用，但它們只能引導，不能指導。. 教師的實務理論具有高度的默會性、脈絡性與個殊性，唯有藉由教師本身「聲音」的呈現，經驗的引出，透過研究者與教師的密切合作，針對教師個人實務理論與經驗進行描述、論辯、反省與批判，不斷透過研究者與教師實務觀點的辯證與對話，進行理論與實務的相互補充與修正，在實務中試驗理論，深入探索處於默會（taict）狀態的教師實務知識，了解教師個人理論產生的過程、特性和轉化機制；教師則可 -7-.

(18) 在此對話的過程，對個人所持的教學假設與價值，以及廣大的社會文化脈絡之影響，進行理性且深入的省思，並以此反觀自身的教育實務活動，促進內隱知識的外顯化。此種研究，將有助於教師個人實務理論的發展，對教師的專業成長亦具有重要的意義（陳美玉，1996，2004；Hargreaves, 2000）。潘慧玲（1999a）提出呼籲，教育研究必須重新考量不同型式知識的價值性，中小學教師在實務工作上所生產的知識應有其地位，且不應與大學本位（university-based）的知識涇渭分明。只有讓中小學教師致力於教學研究與知識的生產，良好的教育政策才有真正落實的可能。. 三、科學探究教學研究的重要性. 從過去到現在，探究一直是科學教育社群主要關心的議題之一(DeBoer, 1991)。國內外有關科學教學與學習的研究發現，運用探究式教學（inquiry-based teaching）模式對學生理解科學本質、科學探究技能與推理的過程，以及科學素養的培養都有正面影響，因此學者咸認為探究是科學教學和學習的最佳策略（毛松霖、張菊秀， 1997；劉宏文、張惠博，2001；邱榮章，2006；陳桂香，2007；Chase & Gibson, 2002； Hinrichsen & Jarrett, 1999；Jarrett, 1997; Kanari & Millar, 2004；Marx et al., 2004； Sandoval & Morrison, 2003；Tamir, Stavy & Ratner, 1998； Trumbull, 2005）。. 然而，探究式教學長期以來並無法取代傳統課堂「傳遞－接收」的講述式教學型態和食譜式實驗教學的形式，而成為普遍存在的課室現象（毛松霖、張菊秀，1997；佘曉清，1999；王靜如、周金燕、蔡瑞芬，2006；Abd-El-Khalick et al., 2004；Roehrig & Luft, 2004）。教師重視的是學習活動的開展、何時進行活動以及為何要有這些活動（Ford & Wargo, 2007），教學的重點偏重在事實的學習，教師將科學知識直接傳遞給學生，強調科學知識的獲得，忽略科學概念的理解與應用，學生習得的是前人研究的舊知識和舊觀念，從未深究科學知識的產生方式，因此與科學教育的目標相去甚遠。. -8-.

(19) 隨著科學教育目標的嬗變，探究的概念已成為科學教育的本質（Keys & Bryan, 2001），科學家發現問題及解決問題的過程被視為是一個探究的過程，探究能力的培養成為重要的國民科學素養（教育部，2003b）。1960 年代以降，以探究作為科學教學的方法蔚為趨勢，科學教育界逐漸體認探究的重要性，並極力推動探究式教學的實施（洪振方，2003）。1980 年代前後，美國大力提倡培養具備科學素養（scientific literacy）的現代化公民，影響所及，探究成為許多先進國家科學教育改革的重要元素，奉為科學教育改革的主要目標之一（林樹聲，1999）。美國科學促進學會（American Association for the Advancement of Science [ AAAS ], 1989, 1993）9 、美國國家科學研究委員會（National Research Council [ NRC ], 1996, 2000）10 等提出的科學教育改革重要文件中皆指出，科學教學應提供學生較多探究自然的機會，學生以「探究與實作」的方式學習科學，不僅能協助學生理解科學概念、科學知識的發展，以及科學探究的歷程與重要性，並從中培養科學探究的能力。. 教育部於 2000 年推動國民中小學九年一貫課程，倡導培養學生成為現代國民必需具備的十大基本能力（教育部，2003a）。2002 年 12 月教育部召開第一次全國科學教育會議，針對科學教育目標、策略、與願景進行討論，於 2003 年公佈《科學教育白皮書》，強調培養全民科學素養，揭櫫中小學科學教育的主要目的之一乃在培養學生科學探究能力，使每位學生能運用探究能力及科學知識來解決日常生活問題（教育部，2003b）。繼九年一貫課程開啟以「基本能力」為主軸的課程連貫與統整發展，2014 年啟動的十二年國民基本教育（簡稱十二年國教）承續以「核心素養」作為課程發展的主軸，冀求透過素養導向的課程與教學實踐，涵育自發、互動與共好的現代公民，落實適性揚才的全人教育精神（教育部，2014）。檢視《國民中小學. 9. AAAS 於 1985 年開始啟動《2061 計畫》(Project 2061)，計畫的目的旨在培養面對廿一世紀的國中小學生科學素養。計畫中所涵蓋的科學素養包含有科學的世界觀、科學的探究方法和科學內容。自 1985 年開始歷經 4 年，率先出版《全美科學素養》（AAAS, 1989），書中明確的指出科學素養的理念與內涵，並於 1993 年再出版《科學素養的基準》（Benchmarks for Science Literacy），把科學素養的目的轉化成學習目標，或 K-12 年級的基準（王鑫，2014；邱美虹、周金城，2005）。 10 NRC 於 1996 年出版《國家科學教育標準》（National Science Education Standards, NSES），提出以「探究」為中心的科學教育理念，強調科學素養與科學探究的重要性，認為應以探究的方式進行科學學習，讓學在「做科學」中理解科學並且培養和發展探究能力。NRC 在 2000 年出版的《探究與國家科學教育標準》（Inquiry and the National Science Education Standards）一書，描述在科學教育中進行科學探究的基本概念與要點，列出 K-12 各學習階段的科學探究標準，並認為探究式的學習為其課程的核心（王鑫，2014；邱美虹、周金城，2005）。 -9-.

(20) 九年一貫課程綱要自然與生活科技學習領域》（簡稱九年一貫課自然領綱），強調經由探究活動培養學生的科學探究能力：. 學習科學，讓我們學會如何去進行探究活動：學會觀察、詢問、規劃、實驗、歸納、研冹，也培養出批冹、創造等各種能力。特冸是以實驗或實地觀察的方式去進行學習，使我們獲得處理事務、解決問題的能力，也了解到探究過程中，細心、耐心與切實的重要性。（教育部，2003a，頁 1）. 《十二年國民基本教育課程綱要總綱》（簡稱十二年國教新課綱）則進一步闡釋經由科學探究能力的培養以建構學生的科學素養：. 自然科學課程應引導學生經由探究、閱讀及實作等多元方式，習得科學探究能力、養成科學態度，以獲得對科學知識內容的理解與應用能力……根據各學習階段學生的特質，選擇核心概念，再透過跨科概念與社會性科學議題，讓學生經由探究、專題製作等多元途徑獲得深度的學習，以培養科學素養。（教育部，2018）. 綜觀自然領綱，無論九年一貫課程抑或十二年國教課程，其課程設計理念都揭示，自然科學培養的基本能力為「探究能力」，最好的學習方式是「探究與實作」，以發現問題、規劃研究、論證建模、表達分享進行實作，由「做中學」結合所習得認知概念，以邏輯、理性之正確觀念實踐於生活中（陳竹亭，2015；國家教育研究院，2015）。探究教學已成為我國當代科學教育的重要核心，主張以科學探究的方式進行教學與學習，以期經由探究學習活動激發主動探索與研究精神，使學生獲得相關的科學知識與技能。. - 10 -.

(21) 雖然教導學生主動從事探究學習有許多的優點，Anderson (2002) 提醒科學教師使用探究應審慎，如果只單方面注意探究教學，而未注意學生是否有能力進行探究學習活動，以及學生是否擁有思考工具或思考策略，那麼學生將不一定有理想的探究學習表現，因此科學教師應該注意探究的教與學之間可能存有的落差。職是，為避免產生無意義的探究學習，科學教師必須揚棄「講述—教科書」的教學方式，從學生探究學習的角度檢視理想科學課堂學習的特徵，透過適當的探究教學策略，安排學生能夠主動地進行有意義的、具認知涉入的探究學習，包括如何將提升學生探究能力的培養融入課程與教學之中、如何建置合適的探究學習環境從而引領學生進行探究活動、如何布題以激發學生在探究活動中發現問題與解決問題、如何培養學生在探究活動與問題解決過程精煉批判思考與創造思考、如何在探究結果的交流中淬煉學生的論證與表達的能力等。. 同時，從過去科學教育改革失敗的教訓中，發現只重視教師學習教學技能，而未考量教師既有的知識、信念、與態度，仍會阻礙科學教育的改革。爰此，針對中小學科學教師在科學本質、探究教學實施、探究學習內容，和學生相處等相關的實務知識與信念加以深入研究，乃是刻不容緩。. 貳、研究動機. 近年來，從九年一貫課綱到十二年國教新課綱紛至遝來的教育改革方案，終須落實於學校，而教師乃是學校中實際執行改革方案的關鍵者，許多教師因而覺得壓力沉重，感受到教師這個行業不再是大家所稱羨的「鐵飯碗」工作（周淑卿，2002a）。甄曉蘭（2003）即指出：. 課程改革多為目的取向，常被視為學校革新的工具，教師則是居間促成預期課程改革目標的重要推手，常被置於衡量「教育意圖」與「教育結果」、「課程政策」與「課程實施」落差的影響因素，若學校課程發展與實施的成效不彰，教師便常常成為被批冹的對象，被指為課程改革的最大阻力與障礙。 - 11 -.

(22) 課程的改變雖然影響學生學習的焦點與結果，但是教師對課程的詮釋、轉換與實施，才是影響學生學習的關鍵。面對當前紛至沓來的教育改革行動，唯有將焦點轉移至教師身上，才能確保改革的成效（Fullan, 1993），教師對於課程改革所抱持的態度、涉入的思維、產生的覺知與行動，關乎改革的成效，也牽引著教學實踐的走向（甄曉蘭，2003，2004）。教師既然是教育改革的落實者，有關教師教學的研究自然成為關注的焦點，Schwab（1969）肯定現場教師的知識，主張研究者應該以一種邁向實際的研究模式來了解教師的行為與反應；Goodlad（1969）提出呼籲，教育研究應對教室層級的課程實踐與教學轉化付出更多該有的關切；Clandinin 與 Connelly(1992）批評大部分有關教學研究、教師思考等論述，大都從「研究意象」 (images of research）的基礎來對教師角色提出分析與說明，而不是以「教學意象」（images of teaching）的基礎來予以解說（陳國泰，2006；甄曉蘭，2003）。鑑於此，教育研究者開始注意教師實務者的觀點（teacher's practitioner perspective），不再堅持理論研究者的觀點（theoretical researcher's perspective）（陳國泰，2006）。換言之，教育研究者應該揚棄外在理論架構，轉而探尋存在於教師思考的內在結構，藉此呈現觀察不到的教師思維或內隱知識。. 有感於教育研究者對教室中的教學實務知道的太少，Jackson（1968）透過《教室中的生活》( Life in classroom) 揭露教室中寫實的課程故事與教學實務，展現教育研究應對教師的教學實務有所了解。Elbaz（1983）進入課堂去探究教師的教學實務，發現教師教學所運用的知識不全然是理論知識，而是融合個人生活經驗、專業理論、價值與信念的一種統整性知識。為了要了解教師教學表現背後的複雜因素，Elbaz （1983）提出了教學意象（teaching image）的概念，從教師個人對教學整體與隱喻的意象，來了解其課堂上的表現與決定。這樣的概念也引發教育研究者對教師實務知識的關注，或從實務現場去了解教師的工作及處理實務的問題，或透過教師實際教學經驗與生活故事，從教師的觀點來描繪教師的教學意象，敘說教師的實務知識（Clandinin , 1986）。. - 12 -.

(23) 整體而言，教學實踐是一個複雜的教師思考與教學行為的交互作用歷程，需要一連串的決定與行動。為何有些教師能從實務經驗中建立一套個人有用的實務知識體系，而有些教師卻無能為力?是故，在探討教師課堂教學的同時，必須了解教師如何看待／思考自己的教學，如何將相關學理知識融入個人知識體系，進而產生自己的一套教學推理（pedagogical reasoning）與行動，包括教學前的備課、教學設計、教材編製、教學活動安排、教學策略選擇及根據學生特性所做的教學調適等（卯靜儒，2015a；Shulman, 1987a）。. 基於上述，本研究關注國中科學教師實施探究教學的實務知識展現，希冀了解實務知識在實際教學中的運作情形及對教學的影響，是為本研究動機之一。. 課堂情境具有多面性（multidimensionality）、同時性（simultaneity）、即時性（immediacy）、不可預測性（unpredictability）、公開性（publicans）以及歷史性（history）等特質（Doyle,1986）。教師面對如此複雜多變、問題層出的教學情境，想要直線式地將所學的教學理論知識運用於教學過程中，實屬不易。因此，新手教師（novice）面對全新的課堂情境時，常有置身於一個陌生、訊息繁雜且不明確的環境裡，強烈感受到「理論無用」的現實震撼（reality shock）（林生傳，1993；張芬芬，1984；Jesus & Paixao, 1996）。相較於新手教師的慌亂，經驗豐富的專家教師（expert）又是憑藉著什麼知識來進行教學？這些知識和他們所學的理論知識有何不同？如何生成？Thiessen（2000）指出，對於教師專業知識的研究最有前景，這種研究把教師的教學活動看作是一種知識性的工作，強調要把實踐性知識（如日常規範、程序和方法）與命題性知識（如學科的理論和概念、教學原則、特定的規定）並列起來使用（引自陸靜塵、李子建，2011，頁 52）。職是，有關教師實務知識的研究乃是研究者和現場教師共同立足在教育實踐中的一項協作課題，追求達成理論與實務的融通與共建。. - 13 -.

(24) Ben-Peretz（1995）告訴我們，要獲得教育學的洞察力，可以藉著回顧自己的教學、個人過去的經驗與成就，並且回想重要的事件。研究者服務教育界逾 30 年，經歷臺灣教育變革最劇烈的時期，從師資培育制度的改革、九年一貫課程的實施、乃至十二年國教課程的啟動，對於國中教師的際遇與遭逢的問題，有深刻的體察。回首研究者的教學生涯，歷經國中科學教師（生物科、理化科）與行政職務（組長、主任、校長）的角色經驗，這一條漫漫教育長路既熟悉又陌生。午夜夢迴，「教師即陌生人」（teacher as stranger）（Greene, 1973）在內心呼喚，聲音雖然微弱，卻是隱含另一層深意，暗喻研究者已然成為返鄉遊子的陌生人，要帶著陌生人的全面覺醒，以陌生人的視域，透過自我意識的澄清與提升，反思自我的存在，重新審視過去習焉不察的教學經驗，才能驚奇的「看見」（seeing）教室生活中的實際與挑戰（歐用生，2008）。11 研究者長期在與許多經驗教師的互動過程，發現他們的談話中隱含許多個人的實踐智慧，究竟他們在教學現場是如何生成這些知識，展現教學專業？從教師的研究中，又可以獲得什麼樣的啟示？. 鑑於此，研究者走入課堂，重新審視教學場域的現象，張開「慧眼」（enlightened eyes）尋惑／解惑，希冀「看見」教師在理論與實務的辯證中所展現的實務知識，包括實務知識的內涵、結構、影響因素、以及形成機制，是為本研究動機之二。. 11. 看不一定看見。看的方式同時也是看不到的方式，也尌是說，要將一般的「看」（looking）轉變為特定的「看見」（seeing）。一般的「看」是工具性的，尚未探討其素質之前，尌不看了；但「看見」需超越日常生活的注意形式來看，並由此創造意義，才能看到東西的素質。看見是一種創造性的活動，尌像過去沒有看過一樣，這不僅是視覺的問題，已經加上了知識和視域。這是一種看到內在的看見，要用慧眼（enlightened eyes），或用「第三隻眼」來看，或用敏感的耳朵來「看見」（歐用生，2008）。 - 14 -.

(25) 第二節研究目的與問題本節依據研究動機，提出研究目的與研究問題。. 壹、研究目的. 本研究旨在探討國中科學教師實施探究教學所展現的實務知識在實際教學中的運作情形及對教學的影響。具體研究目的如下：. 一、探討國中科學探究教學之教師實務知識的內涵與認知結構。二、探討國中科學探究教學之教師實務知識的影響因素與形成機制。三、依據研究結果，對於科學探究教學、科學師資培育以及教師專業成長提出建議。. 貳、研究問題. 基於研究目的，提出下列研究問題：. 一、兩位個案教師在科學探究教學中所展現的實務知識內涵為何? 二、兩位個案教師在科學探究教學中所展現的實務知識結構為何? 三、兩位個案教師實施科學探究教學之實務知識的影響因素為何? 四、兩位個案教師實施科學探究教學之實務知識的形成機制為何?. - 15 -.

(26) 第三節名詞釋義. 本研究涉及之重要名詞，為使其意義更為明確，進行如下定義：. 壹、科學探究教學. 科學探究教學（scientific inquiry teaching）是以學生的科學探究活動為核心，透過教師營造一個開放的問題探究情境，引導學生發現問題，分析問題、認清問題所在，提出可能的假設，並研擬可行的解決方案，驗證假設並獲致結論。學生經由問題解決的過程體會探究的經驗，除能幫助學生習得科學知識以及科學過程技能之外，同時亦能使其經歷科學家探究自然界以形成科學知識的過程，從中理解科學本質，修正並增進科學思考與論證能力，促進科學態度的正向發展，以進行有意義且主動的學習，並能將所學應用在日後的生活經驗中（張靜儀，1995；劉宏文、張惠博，2001）。. 本研究兩位個案教師採取之科學探究教學類型，並非強調單一探究教學模式，而是針對其任教學科的特定教學主題╱單元，依據學生的科學探究能力所實施的多樣化引導式探究教學策略，讓學生有充分的機會能像科學家一樣的從事探究活動，並經由探究學習的歷程培養應有的科學態度及素養。此外，對於學生有興趣的生活議題也能進一步透過探究與實作，進行推理論證、批判思辨、討論與傳達，引導學生應用所學知識解決日常生活實際問題。. - 16 -.

(27) 貳、教師實務知識. 本研究的教師實務知識（practical knowledge），12 係指兩位個案教師「居」於科學探究教學情境脈絡中展現的教學專業知識，由教師個人持續進行教學實踐與反思，逐漸發展形成的知識，包含教師信念、學生知識、教學情境知識、任教學科的知識（學科知識、一般教學知識、學科教學知識）、以及自我知識等層面。這些知識涵括教師對科學、教學、學習，和學生等相關部分所融合的知識與信念（Van Driel et al., 2001），彼此交織運作，透過教師信念的篩選（filters）和增強（amplifiers），使得教師選擇性地接收某些知識，在教學實務中以自我知識的內涵進行理解轉化與調整而成為教師個人的 PCK，不但會影響教師對於教學理論及經驗的詮釋，也會影響教學計畫，更會決定教學行為（Kagan, 1992；Nespor, 1987；Clark & Peterson, 1986； Stuart & Thurlow, 2000）。. 兩位個案教師的實務知識是理論與實務證成的一種實際支配教師從事科學探究教學專業活動的「實務用知識」（kowledge-for-practice），是教師透過身體化的默會致知所擁有的內在於行動中的「實務中知識」（kowledge-in-practice），更是教師形成智慧行動必需具備的實踐智慧與技能的「實務的知識」（kowledge-of-practice）（Cochran-Smith & Lytle, 1999）。其知識的形成與轉化是一個動態的教師學習歷程，會隨著兩位個案教師新知的吸收、認知的調整、以及經驗的累積而有所變動（陳美玉，1996；陳國泰，2011；Duffee & Aikenhead, 1992；van Driel et al., 2001）。. 12. 國內學者對於 practical knowledge 有不同的中文名稱，例如實務知識、實際知識、實踐知識、實作知識等的譯名（簡紅珠，2002）。本研究採「實務知識」，有時概稱之為「實踐性知識」。 - 17 -.

(28) 第四節研究範圍與限制. 本節說明本研究之範圍以及各項限制因素。. 壹、研究範圍. 本研究的兩位個案教師任教於北部不同公立國中，分別擔任自然與生活科技領域國二理化課程（A 師）與國一生物課程（B 師）之教學。資料蒐集的地點為個案教師任教班級課堂，蒐集的範圍涵蓋課堂教學實務，聚焦於科學探究教學情境中所展現的教師實務知識，包括實務知識的內涵、認知結構、影響因素、形成機制等。本研究範圍不擴及教師實務知識對學生學習的影響。. 貳、研究限制. 本研究採質性個案研究，研究者希望能全面且長期的探討研究對象的實務知識發展體系，使得研究結果更具參考價值。但囿於時間、人力等因素，本研究結果之應用須注意下列適用性的限制：. 一、研究者的限制. 研究過程中會因研究者的主觀認知與研究對象不同，必須回到研究對象的主體意識上，與其溝通和澄清，並能自我省思以避免研究者的個人偏見。此外，研究者長期擔任學校行政領導工作，對於教師教學實務的體察，需較多時間與研究對象建立信賴關係，並適時提供支持性回饋與公平回報，將有助於研究結果的嚴謹度。. - 18 -.

(29) 二、研究對象的限制. 本研究採立意取樣方式，選擇兩位北部公立國中科學教師為研究對象，其所處的教學情境、學校文化、學生特質、社區環境，以及教師信念等皆有其殊異性，選取個案的差異將影響研究結果。. 三、研究時間的限制. 本研究由前導研究到正式研究，起迄時間自 2018 年 10 月至 2019 年 10 月，為期一年時間，以有限時間和人力較難兼顧所有面向的探討與描述。因此，有關教師實務知識發展的歷程全貌不在本研究的重點。. 四、研究方法的限制. 本研究主要以「個案教師觀點」來探究教師實務知識，並未深入了解學校人員、學生、家長的想法。此外，個案教師對其生活經驗或教學經驗等生涯歷程之回溯，以訪談法蒐集的資料或因歲月消蝕記憶而未能完全掌握，但透過參與觀察與文件分析等多重資料的三角檢證，仍有助於資料分析的嚴謹度。. - 19 -.

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(31) 第二章文獻探討. 本章針對科學探究教學、教師實務知識等之意蘊，以及相關研究，進行文獻探討，作為本研究之理論基礎。. 第一節科學探究教學意蘊探析. 隨著科學教育改革演進，「探究」的概念已然成為科學教育的本質（Keys & Bryan, 2000）。1990 年前後，無論國內外的科學教育目標，皆日益強調探究式教學的重要性，許多國家的科學課程文件已將「科學探究」納入課程與教學的準則，探究能力的培養成為重要的國民科學素養（教育部，2003a，2003b；AAAS, 1989, 1993； NRC, 1996, 2000）。NRC（2000）即指出探究為本（inquiry-based）的教學是學生學習科學知識的有力手段，探究活動是科學教學的中心策略，教師在與學生互動時，應聚焦和支持探究活動。. 九年一貫課程綱要總綱（簡稱九年一貫課綱）的基本理念開宗明義指出「教育是開展學生潛能，培養學生適應與改善生活環境的歷程。」（教育部，2008），而自然與生活科技領域的教學實施更明白揭示「應以學生活動為主體，引導學生做科學探究，以培養學生進行科學探究與問題解決的能力。」（教育部，2003a）此外，教育部於 2018 年 11 月公布的《十二年國民基本教育自然科學領域課程綱要》（簡稱十二年國教自然領綱），對於中小學各學習階段所要培養的科學探究能力更有明確的主張，包括在「思考智能」方面要使學生能具備想像創造、推理論證、批判思辨和建立模型，在「問題解決」方面則要能夠觀察與定題、計畫與執行、分析與發現以及討論與傳達，引導學生透過探究、實作及閱讀等多元方式，習得科學探究能力、培養科學的態度與本質，以獲得對科學知識的理解與應用能力，呼應十二年國教新課綱之「自發、互動、共好」的核心理念（教育部，2018a；黃茂在、吳敏而，2016）。. - 21 -.

(32) 學生以探究的方式學習科學已經成為國際科學教育改革趨勢，但要翻轉傳統上將科學視為知識的組體，學生經由教師直接的傳遞方式來學習科學，並不是一件容易的事，教師本身必需具備足夠的科學探究與探究教學等的相關知識、信念與信心（Gengarelly & Abrams, 2009）。本節針對科學探究教學意蘊進行探析，歸納成科學探究的底蘊、科學探究教學的底蘊、科學探究教學的實施等三個主要部分進行概念梳理。. 壹、科學探究的底蘊. 科學探究（scientific inquiry）一直是科學教育領域的熱門議題，提倡探究式教學（inquiry-based teaching）已是國際基礎科學教育的共識（教育部，2003a，2003b， 2018a；AAAS, 1993；NRC, 1996, 2000）。探究式教學在學校科學課程中具有一定的份量，其時間不超過百年，自 Dewey（1859-1952）於 1910 年提出「探究」作為「思考」方式與認知態度，直至 1950 年代和 1960 年代，以探究作為科學教學的方式才逐漸蔚為趨勢（王鑫，2014；邱美虹、周金城，2005）。NRC（1996）在《國家科學教育標準》（National Science Education Standards, NSES）中，建議教師要培養學生科學探究必須的能力與對科學探究的理解。NRC 繼而於 2000 年出版《探究與國家科學教育標準》（Inquiry and the National Science Education Standards, INSES），提出科學探究的基本概念與要點，並揭示探究學習為其課程的核心。. 科學探究是科學教育的核心，人們對科學本質的認識不斷深化，對於科學探究也賦予不同的意義，主要意義在於以知識的尋求來取代知識的獲取。探究式教學的確有助於學生理解科學本質、科學過程技能與推理的過程，並能培養正向的科學態度（張惠博，1993；陳均伊、張惠博，2008）。探究式教學的精神與內涵並非亙古不變，隨著時代的變遷、教育目標的轉變，探究式教學的模式也不斷地被修正與精鍊（王晶瑩，2011；洪振方，2003；邱美虹、周金城，2005）。而同樣是科學探究，科學家的科學探究與中小學生的科學探究就有不同程度的意義與目的（洪文東，2007），因此，實施科學探究教學，首先必須了解科學探究的真諦及意涵，才能掌握科學探究的精神落實在教學活動設計中，適切運用探究教學策略以達成科學教育目標。 - 22 -.

(33) 一、探究的意涵. 探究（inquiry）13 源於好奇，是人們為了滿足好奇心、澄清疑惑或解決問題的自發性認知思考與學習方式，也是科學家研究自然與理解自然的方法。Piaget （1896-1980）從心智發展的觀點，認為孩童有自發性探究學習的能力；Vygotsky （1896-1934）提出社會文化層面的觀點，強調個體認知與環境之間的互動關係，認為個體並非僅依循既存的舊經驗去再製新的認知學習，孩童也具有主動學習與主動改變外在環境的動力（引自黃茂在、吳敏而，2016，頁 73）。基本上，探究可說是學生獲得知識、了解科學概念與方法的重要途徑。14. 「探究」雖然是科學教育耳熟能詳的詞彙，由於學者存有諸多歧見，對於探究的定義莫衷一是（Anderson, 2002；Barrow, 2006；Jeanpierre, Oberhauser, & Freeman, 2005）。也因探究具有多重意義與內涵，有些過於簡略或模糊難懂，導致不同類型、學科內容的課程採用不同形式的探究教學，其中是否有所混淆或迷思，值得深究。本研究綜整學者和官方文件有關探究的定義，如表 2-1。. 表 2-1 「探究」釋義綜整表學者／官方文件. 定義說明最早提出在學校科學教育中要用探究方法，並將探究納入 K-12 科學課程，為其教育哲學之核心：･教師要使用探究為主要的教學策略，提倡學生從做中學，透過在真實世界解決問題和與人討論延伸的經驗中學習。. Dewey （1910, 1933）. ･在《我們如何思考》（How We Think）書中提出完全的思考行動（complete act of thought），亦即問題解決的「演繹－歸納」模式，可說是探究活動的原初模式。主要步驟：（1）問題的確定與定義、（2）假設的建立、（3）資料的搜集、組織與分析、（4）結論的陳述、（5）考驗假設，將假設予以證實、拒絕或修正。. 13. 14. 「探究」其實有不同的稱呼，除了 inquiry 或 enquiry，另外如 exploration 或 discovery 等，而且意義上有時不同學者的說法也有些微差異（陳美玲、王淑琴，2004）。本研究的「探究」概念主要指涉自然科學領域的探究，可以和「科學探究」相互揰引。 - 23 -.