流水教學法對國小三年級學生學習生物多樣性之影響---以土城彈藥庫教學模組為例

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(1)國立台灣師範大學生命科學系. 碩士論文. 流水教學法對國小三年級學生學習生物多樣性之影響 ---以土城彈藥庫教學模組為例 The Influence of the Biodiversity Learning by the Flow Learning on the Third Grader： Example of the Tuchang Ammunition Depot Teaching Module. 研究生：陳宜壕 Yi-hao﹐Chen 指導教授：張永達博士 Yung-ta﹐Chang. 中. 華. 民. 國. 九. 十. 七. 年. 六. 月.

(2) 誌謝能夠進入師大生命科學研究所求學，是一件畢生光榮又十分幸福的事，在念書的三年中往返於所任教學校與師大之間，過得是充實且忙碌，這要感謝許多人的協助，才能讓我擁有這難忘的歷程。首先最要感謝的就是指導教授張永達老師，當我迷失研究方向、徬惶失措的時候，老師總是面帶微笑細心聽著困難之處，再以嚴謹的態度指導論文研究與寫作，帶領著我逐步地走出迷霧，老師的關懷與包容，讓我能夠重拾信心完成研究。此外口試委員蘇宏仁老師與童麗珠老師寶貴的意見與指正，讓我的論文能更趨完善，致上無限感謝！感謝明鈺與采靜在統計上的協助，還有貞儀、振寰、汝黛、逸涵、宗翰、觀喬與逸萱在研究的過程中所給我的建議，都是十分寶貴的！此外感謝服務學校的美燕主任能包容我在擔任行政人員期間，所帶給大家額外的負擔與不便；感謝靖芬、佩甄、百嫻與一軒老師，有你們的協助，我的實驗教學才得以順利完成；另外要特別感謝土城景觀協會的周阿姨與王阿姨，我才能對土城彈藥庫的歷史背景與生態環境有更完整的瞭解；有了大家的協助與鼓勵，本論文才能夠順利完成！最後，要感謝我的母親與老婆－鳳娟，每當小孩吵鬧或黏人時，總是即時接手照顧，讓我能夠無後顧之憂的靜下心來完成論文寫作！在此與大家分享我的研究成果，並以此獻給所有支持我、關心我的師長、同學、同事、朋友與家人們，謝謝你們！. 宜壕 2008 年 6 月. i.

(3) 摘要本研究旨在運用土城彈藥庫為戶外資源，探討以流水學習法設計的生物多樣性教學模組對國小三年級學生之生物多樣性概念與環境生態保育態度的影響。研究採用準實驗研究法，實驗組（2班）為研究者所任教之三年級學生，進行「流水學習法生物多樣性模組教學」，控制組（2班）則進行一般的講述教學。兩組學生皆在實驗教學前以「生物多樣性概念成就測驗」進行前測，而在教學後進行「生物多樣性概念成就測驗」與「環境生態保育態度量表」後測，研究亦對學生實施半結構式晤談與填寫「學習情形意見表」，以便進行量化與質性之資料分析。本研究所得結果歸納如下：一、實驗組學生接受流水學習法生物多樣性模組教學後，生物多樣性概念顯著高於控制組學生。二、實驗組學生接受流水學習法生物多樣性模組教學後，環境生態保育態度顯著高於控制組學生。三、學生的生物多樣性概念與環境生態保育態度之學習有正相關的關係。四、實驗組學生對流水學習法生物多樣性教學模組持正向肯定的態度。. 關鍵字：生物多樣性、流水學習法、生態保育態度 ii.

(4) Abstract In this study, the Tuchang Ammunition depot was applied to be the outdoor teaching resources for the elementary students. The biodiversity teaching module was designed based on the Flow Learning to investigate the effect of biodiversity concepts and ecological conservation attitude. In this study, the Quasi-Experimental Research Method was applied for investigating the learning results. Two classes instructed by the researcher served as experimental group which were according to the biodiversity teaching module of the Flow Learning. Students in the control group were according to general method for teaching. The object of this study received a pre-test of biodiversity concepts before the teaching experiment and received a post-test of biodiversity concepts and ecological conservation attitude after the teaching experiment. The qualitative and quantitative data were gathered by semi-structured interviews and questionnaires. The results of the study were summarized as follow： 1.. After receiving the biodiversity teaching module of the Flow Learning﹐ students in the experimental group had a significantly better biodiversity concepts than students in the control group.. 2.. After receiving the biodiversity teaching module of the Flow Learning﹐. iii.

(5) students in the experimental group had a significantly better ecological conservation attitude than students in the control group. 3.. The relationship between students’biodiversity concepts and ecological conservation attitude was significantly positive.. 4.. The students in the experimental group possessed a positive perspective toward the biodiversity teaching module of the Flow Learning. Based on the above-mentioned findings﹐the researcher propose some. suggestions as a reference in education and for future studies of the biodiversity teaching.. Key words：biodiversity﹐flow learning﹐ecological conservation attitude. iv.

(6) 目次誌謝 ····························································································································. i. 中文摘要 ··················································································································. ii. 英文摘要 ·················································································································. iii. 目次 ···························································································································. v. 圖表次 ·················································································································. viii. 第一章緒論第一節. 研究背景與重要性 ····································································. 1. 第二節. 研究目的與問題 ·········································································. 4. 第三節. 名詞解釋 ························································································. 5. 第四節. 研究範圍及限制 ·········································································. 7. 第二章文獻探討第一節. 環境教育 ························································································. 8. 第二節. 生物多樣性 ···················································································. 16. 第三節自然科學的教學方法 ································································. 23. v.

(7) 第三章研究方法第一節. 研究設計 ························································································. 32. 第二節. 研究流程 ························································································. 35. 第三節. 研究對象 ························································································. 38. 第四節課程設計 ························································································. 39. 第五節研究工具 ························································································. 43. 第六節資料收集與分析 ·········································································. 52. 第四章研究結果與討論第一節. 生物多樣性概念成就之結果分析 ·······································. 58. 第二節. 環境生態保育態度之結果分析 ············································. 74. 第三節生物多樣性概念成就與環境生態保育態度之相關性分析 ·································································································. 80. 第四節學生對流水學習法教學之看法 ············································. 82. 第五章結論與建議第一節. 結論 ·································································································. 94. 第二節. 建議 ·································································································. 97. vi.

(8) 第六章參考文獻中文部分 ·········································································································. 100. 英文部分 ·········································································································. 104. 附錄附錄一. 流水教學法生物多樣性課程教學模組設計 ·······················. 105. 附錄二. 課程設計檢核表 ············································································. 113. 附錄三「流水學習法生物多樣性教學模組」學習單 ··················. 114. 附錄四. 生態保育態度量表題目分析 ····················································. 126. 附錄五. 國小三年級學生生物多樣性概念與生態保育態度問卷 ···128. 附錄六. 學生學習反應表 ············································································. vii. 131.

(9) 圖表次圖次圖 3-1. 研究流程圖 ·························································································. 37. 表 2-1. 九年一貫課程之基本內涵與環境教育之理念對照表 ········. 12. 表 2-2. 自然與生活科技學習領域科學素養內容 ·······························. 13. 表 2-3 自然領域與環境教育具有相同或相似概念之能力指標····. 14. 表 2-4 環境教育可融入之自然領域能力指標 ····································. 15. 表 2-5. 傳統物種保育與生物多樣性保育之區別 ·······························. 19. 表 2-6. 流水學習法的精神及特點 ····························································. 29. 表 3-1. 實驗設計 ······························································································. 33. 表 3-2. 研究樣本人數 ····················································································. 38. 表 3-3. 流水學習法教學設計簡表 ····························································. 40. 表 3-4. 課程設計檢核表 ···············································································. 42. 表 3-5 「生物多樣性概念成就測驗」雙向細目表 ·······························. 43. 表 3-6. 生物多樣性概念成就測驗項目分析 ········································. 46. 表 3-7. 生物多樣性概念成就測驗向度之庫李信度 ··························. 47. 表次. viii.

(10) 表 3-8. 生態保育態度量題目向度表 ·······················································. 48. 表 3-9. 生態保育態度預試項目分析 ·······················································. 50. 表 3-10. 生態保育態度測驗向度之 Cronbach's Alpha 值分析 ·········· 51. 表 3-11 學生學習反應設計 ············································································· 54 表 3-12 資料編碼分析說明表 ······································································ 表 4-1. 兩組學生在不同測驗向度與總量表之前、後測成對樣本 t 考驗結果 ··························································································. 表 4-2. 56. 59. 兩組學生在不同測驗向度與總量表之前、後測同質性考驗結果 ··································································································. 61. 表 4-3. 兩組學生在不同測驗向度之前、後測共變數分析結果 ····. 61. 表 4-4. 兩組學生在不同得分分組之前、後測成對樣本 t 考驗結果 63. 表 4-5. 兩組學生在不同得分分組之前、後測同質性考驗結果 ····. 63. 表 4-6. 兩組學生在不同得分分組之前、後測共變數分析結果 ····. 64. 表 4-7. 兩組學生在不同性別之前、後測成對樣本 t 考驗結果 ····. 65. 表 4-8. 兩組學生在不同性別之前、後測同質性考驗結果 ··············. 65. 表 4-9. 兩組學生在不同性別之前、後測共變數分析結果 ··············. 66. 表 4-10 兩組學生在不同向度量表與總量表獨立樣本 t 考驗結果. 75. 表 4-11 兩組學生在不同性別之後測獨立樣本 t 考驗結果 ············. 76. 表 4-12 控制組學生在概念測驗與態度測驗之相關結果 ················. 80. ix.

(11) 表 4-13 實驗組學生在概念測驗與態度測驗之相關結果 ················. 81. 表 4-14 學生對流水學習法教學之看法 ··················································. 83. x.

(12) 第一章緒論. 本章共分為四節，第一節敘述研究背景與重要性，第二節說明研究目的與假設，第三節為名詞解釋，第四節說明研究範圍及限制。各節詳述如下。. 第一節研究背景與重要性郭城孟（1995）認為：「當人們不能了解自然環境的價值、不能了解土地的濳能、不能了解地域性特性的重要性時，對於開發行為就會自然而然的以眼前的經濟利益為主要考量。長久以來造成忽略自然環境存在的價值和消失的傷害，也忽略了改變土地結構所造成的損失，更忽略了地域特性本身的價值。」土城彈藥庫位於台北捷運永寧站與北二高附近，佔地約92公頃；於1954~2006年間，土地皆受到軍方的長期管制，使得彈藥庫內四代居住在此的人們，保有農村純樸與世無爭的天性，也意外的保有大自然最珍貴的生態資產及歷史古蹟風貌。自2007年開放以來，已吸引民間保育團體前往調查豐富的生態資源，但台北縣政府卻有意將其規劃為非生態人文之用途，實為可惜！台灣在舉世稱羨的經濟奇蹟背後，付出的代價卻是嚴重的環境污染和生態的失衡，舉凡空氣污濁、噪音震耳、土壤毒害、河川污染、動植. 1.

(13) 物瀕臨滅絕等問題均層出不窮。為了私人的經濟利益，檳榔、高山蔬菜、山葵、高山茶大舉入山，殊不知茶農每賺一塊錢，整體社會成本卻要付出37-44 元的代價（陳玉峰，1997），私利的行為與心態，使台灣的生態環境更趨惡劣。在此國內環境問題嚴重之際，如何加強民眾正確的環保知識，實有賴於環境教育的推展。瑞士達沃斯世界經濟論壇發佈（2005）：最新公佈全球「環境可持續指數(ESI)」，臺灣是倒數第二名的國家。「ESI」環境指數是由美國耶魯大學和哥倫比亞大學的環境專家合作完成，評估全球144個國家與地區的環境質量。研究人員使用21 項指標來評估各國或地區的環境質量，名列前茅國家主要得益於豐富的自然資源、較低的人口密度以及成功的環境管理三大方面；排名落後的主要原因在於，這些國家和地區都面臨自然資源貧乏和管理不當（李永展，2005）。聯合國於1972 年，在瑞典首都斯德哥爾摩（Stockholm）召開人類環境會議（UN Conference on the Human Environment），認為解決世界環境危機的最好方法便是發展環境教育（楊冠政，1997）。1975年國際環境教育會議制定貝爾格勒憲章，揭示環境教育目標，旨在培養及增進個人或群體環境的覺知（Awareness）、知識（Knowledge）、態度（Attitude）、技能（Skill）、評估能力（Evaluation）及參與（Participation）。而小學階段正是實施環境教育最好的紮根時期，良好習慣的養成及正確觀念的. 2.

(14) 獲得，並能對自身週遭環境抱持深厚的感情，無疑將會對具有現代環境素養公民的養成發揮巨大的作用，環境教育也才能在全民身上展現。關心環境教育的學者專家，對小學培養兒童的環境知能、技能與創造力，雖有不同看法，但對於環境教育應從小學，甚至從小學以前就開始實施的看法卻是一致的（王佩蓮，1992）。黃政傑（1988）對學生環境知識的調查顯示，國小學童環境知識受教師的影響較其他階段學生明顯，即受教育階段年齡愈小，學校的教育愈重要。陳來紅（1992）認為戶外自然的體驗教學最適合在自己週遭的環境進行。因此研究者希望配合戶外教學的方式，以土城彈藥庫為研究題材，設計符合該生態環境之教學模組，讓學生親近並了解自然，進而養成保護環境、愛惜生命之情操。. 3.

(15) 第二節研究目的與問題（一）研究目的本研究目的在運用土城彈藥庫為資源，以流水學習法設計生物多樣性教學模組，作為本研究之教學活動，讓國小三年級學生能親近並了解自然，進而保護環境、愛惜生命。詳細的研究目的如下： 1、發展以土城彈藥庫為例之生物多樣性教學模組活動設計。 2、透過土城彈藥庫的教學活動，協助學生建構生物多樣性概念。 3、透過生物多樣性概念學習，協助學生建構環境生態保育態度。 4、瞭解學生對流水學習法的學習情形。（二）研究問題根據以上研究目的，提出以下的研究問題： 1、接受「流水學習法生物多樣性模組教學」的實驗組學生，在「生物多樣性概念成就測驗」的得分與控制組學生的得分，沒有達到顯著差異。 2、接受「流水學習法生物多樣性模組教學」的實驗組學生，在「環境生態保育態度量表」的得分與控制組學生的得分，沒有達到顯著差異。 3、實驗組學生進行「流水學習法生物多樣性模組教學」後，生物多樣性概念與環境生態保育態度呈正相關，沒有達到顯著差異。. 4.

(16) 第三節名詞解釋一、土城彈藥庫現址位於土城捷運站、北二高附近，面積廣達92公頃，1954 年時，裡頭大部分的平地，被軍方強制徴收作為彈藥庫使用地，居民、土地皆受到軍方的長期管制，因此意外的保有大自然最珍貴的生態資產及歷史古蹟風貌。. 二、生物多樣性生物多樣性（Biodiversity）是泛指地球上一切的生命型式，包括陸地、海洋和其他水生生態系統等，也包含生物體所存在的生態空間及物種內部、物種間和生態系統的多樣性，基本上可以區分為遺傳多樣性（genetic diversity）、物種多樣性（species diversity）與生態系多樣性（ecosystem diversity）等三個層次（楊吉宗，1998）。生物多樣性影響著人類的經濟、社會、環境、文化、科學、教育，是人類永續發展的基礎，涵蓋層面包含科學、人文社會兩大領域。. 三、生態保育態度本研究中所指之生態保育態度，為國小三年級學童對於自然環境及其涵蓋之生物能主動產生愛護關懷之態度。其中包含對環. 5.

(17) 境倫理的態度、對生命關懷的態度、對自然生態保育的態度等向度。生態保育態度量表分數愈高，表示其生態保育態度愈正向。. 四、流水學習法（Flow Learning）為美國約瑟夫柯內爾（Joseph. Cornell）所提倡，是一種極為. 自然的教學程序，其精神在因材施教、因勢利導，以學生原來的程度為起點，先提起參與的興趣，再進一步引導進行敏感度和直接體驗的活動，最後進入滿心喜悅的認知和體會的境界。此教學法具有四個自然平穩循序漸進的階段：喚醒熱誠、集中注意力、直接體驗與分享啟示。. 6.

(18) 第四節研究範圍及限制一、研究範圍本研究以台北縣土城市某國小三年級學生為研究對象，探討以土城彈藥庫為教學資源作為設計戶外流水學習法生物多樣性教學模組，學生對於生物多樣性概念與環境生態保育態度之影響情形。. 二、研究限制 (一)研究樣本的限制本研究因時間及人力上的限制，研究對象的選取以台北縣土城市某國小三年級學童四個班級共136人作為研究樣本（2個班級為實驗組，2 個班級為控制組），班級選擇為研究者任教之班級，並非達到隨機分派的水準。 (二)研究工具的限制本研究所使用的評量工具，前、後測皆採用相同的測驗與問卷，較易產生重複施測的誤差，練習效果的影響。 (三)推論和推廣的限制本研究針對研究者所任教之學校做流水學習法教學模組設計，因此，研究結果僅供有類似條件之群體參考，如欲將結果推論至其他不同條件之群體，應十分謹慎評估。. 7.

(19) 第二章文獻探討. 第一節環境教育一、背景 19世紀末到20世紀初，保育運動是以人類為中心，強調人類的超自然性，他們非常關切自然資源的開發與利用(丘昌泰，1995)。西元一九四七年由Paul & Percival Goodman所著的Communitas 書上是最早出現「環境教育」的名詞。而在世界各國的環境生態立法方面，蘇聯於西元一九六○年制訂了「自然生態保育法案」，是世界第一個立法保護環境的國家；而西元一九六七年日本通過了「公害對策基本法」；美國也在西元一九六九年制定「環境保護基本法」，成為世界上最早對環境生態立法的三個國家；在臺灣方面，民國七十六年八月二十二日方始成立行政院環保署，負責建立以環境倫理為基礎的價值觀與行為準則，促成環保知識與共識形成的全民參與，直到民國七十九年七月成立「教育部環境保護小組」，才有教育單位專責推動學校環境教育及輔導校園污染防治工作，因此相對於世界各國的環境教育的觀念發展上，確實是起步得比較晚。在環境教育的重要國際會議中，斯德哥爾摩會議中提到，解決世界環境危機的最好方法便是發展環境教育；伯利西國際環境教育會議(1977) 中則是制定了環境教育目標與目的類別；聯合國環境與發展大會(地球高. 8.

(20) 峰會議，1992)中亦通過了「廿一世紀議程」，強調將教育導向永續發展觀念的建立，納入各級教育體系；而近年的 SB2000會議(2000)則主要探討永續建築、生態建築、綠建築及健康建築。伯利西國際環境教育會議(1977)中制定了環境教育目標與目的類別如下（引自楊冠政，1997）：（一）環境教育目標 1、培養意識及關切在都市和鄉間有關經濟的、社會的、政治的與生態的相互關係。 2、為每個人提供機會去獲得保護環境及改進環境所需要的知識、價值觀、態度、承諾和技能。 3、為個人、群體和社會整體創造出對環境的新行為典範。（二）環境教育目的類別 1、覺知（awareness）：協助社會群體和個人對整體環境及其相同問題獲得覺知和敏感度（sensibility）。 2、知識（knowledge）：協助社會群體和個人獲得關於環境及其相關問題的各種經驗和基本瞭解。 3、態度（attitude）：協助社會團體和個人獲得關切環境的一套價值觀，並承諾主動參與環境改進和保護。 4、技能（skills）：提供社會團體和個人獲得辨認和解決環境問題的技. 9.

(21) 能。 5、參與（participation）：協助社會團體和個人有機會主動參與各階層環境問題解決。. 二、我國的環境教育將議題融入九年一貫課程改革，除了強調的是培養學生的基本能力的七大領域的課程之外，如環境教育、資訊教育、兩性平等教育議題‥‥等，正可表現出此課程改革的國際觀與現代性。因此依據九年一貫課程綱要，環境教育於各個學習領域中必須完整包含下列五個教育目標，才能落實環境教育的理念（教育部，1991）：（一）環境覺知與環境敏感度經由感官覺知能力的訓練（觀察、分類、排序、空間關係、測量、推論、預測、分析與詮釋），培養學生對各種環境破壞及污染的覺知，與對自然環境與人為環境美的欣賞與敏感性。Tanner（1980）的研究顯示環境敏感度的形成受下列因素影響：（1）能經常接觸大自然，參與戶外活動，（2）能有親身目睹美好環境破壞的經歷，（3）角色楷模（role model），受到熱愛自然的長輩（尤其是老師或父母）或同伴的影響。（二）環境知識概念內涵教導學生瞭解生態學基本概念、環境問題(如溫室效應、土石流、河 10.

(22) 川污染、和空氣污染等)及其對人類社會文化的影響與瞭解日常生活中的環保機會與行動（資源節約與再利用、簡樸生活、生態設計…）。（三）環境倫理價值觀藉由環境倫理價值觀的教學與重視培養學生正面積極的環境態度，使學生能欣賞和感激自然及其運作系統、欣賞並接納不同文化，關懷弱勢族群，進而關懷未來世代的生存與發展。（四）環境行動技能教導學生具辨認環境問題、研究環境問題、收集資料、建議可能解決方法、評估可能解決方法、環境行動分析與採取環境行動的能力。（五）環境行動經驗將環境行動經驗融入於學習活動中，使教學內容生活化，培養學生處理生活周遭問題的能力，使學生對社區產生歸屬感與參與感。另外，九年一貫課程綱要中亦說明了環境教育的實施原則包含：整體性、終身教育、科技整合、主動參與解決問題、世界觀與鄉土觀的均衡、永續發展與國際合作等。因此，環境教育的理念與九年一貫課程的基本內涵幾乎是一致的（張子超，2000），以下將九年一貫課程之基本內涵與環境教育之理念整理成對照表，如表2-1 所示︰. 11.

(23) 表 2-1 九年一貫課程之基本內涵與環境教育之理念對照表內涵層面. 九年一貫課程. 環境教育. 人本情懷. 瞭解自我尊重與欣賞. 從人與環境之間關係的思考，瞭解. 他人及不同文化等。. 自我的定位，除了自我了解與自尊外，也能尊重與欣賞他人及文化，進而關懷其他生物及整個生態系。. 統整能力. 理性與感性之調和、知強調理性與感性之調和、知與行合與行之合一、人文與科一、人文與科技之整合。技之整合等。. 民主素養. 自我表達、獨立思考、除了對個人及群體負責任的態度與人溝通、包容異己、外，還強調負責任的環境行為。團隊合作、社會服務、負責守法等。. 鄉土與國. 鄉土情、愛國心、世界強調尊重地區的獨特性，並主張擴. 際意識. 觀等（涵蓋文化與生. 大國際合作，「全球性的思考與地. 態）。. 區性的行動」是環境教育的信念。. 終身學習. 終身學習方面主動探透過對週遭環境的持續關切與行究、解決問題、資訊與動，強調的也是終身的投入與學語言之運用等。. 習。. 12.

(24) 三、環境教育融入自然與生活科技領域九年一貫的自然與生活科技學習領域課程的學習內涵，由原來對自然科學的探討學習，轉變為對自然、科學、生活科技與環境的探究與多元的學習。除了對自然事物、科學概念、原理、學說的探討外，更著重於透過日常生活經驗，察覺生活環境週遭的問題，培養資料蒐集、分析及探討的方法，以及解決問題的策略及能力。學生學習之科學素養可依其屬性和層次作為分項，如表2-2 所示︰表 2-2 自然與生活科技學習領域科學素養內容（秦嗣輝，2003）科學素養. 過程技能. 科學與技術認知. 科學本質. 科技的發展. 1.觀察. 1.認知層次. 1.驗證與試驗. 1. 科技的本質. 2.比較與分類. 2.認識常見的動. 2. 變因相同，結果. 2. 科技與社會. 3.組織與關聯. 物、植物（生長、. 應相近. 3. 科技的演進. 4.歸納、研判與推斷. 生態、生理）. 3.科學是由探究、驗. 4. 科技與社會. 5.傳達. 3.現象變化的觀察. 證獲得知識. 分項 6.比較與分類細目. 4.認識科技產品 5.認識物質 6.認識環境 7.交互作用的認識 8.認識常見的科技 9.「能」的觀點 10 變動與平衡. 科學素養. 科學態度. 思考智能. 科學應用. 設計與製作. 1.喜歡探討. 1.創造思考. 1.安排工作. 1. 創意發展產品. 2.發現樂趣. 2.解決問題. 2.用科學知. 2. 設計基本造型. 分項 3.細心切實細目 4.求真求實. 3.批判思考. 識處理問題. 3. 閱讀組合圖. 4.創造思考. 3.處理事情能分. 4. 設計解決問題步驟. 5.綜合思考. 工、操控變因、計. 6.推論思考. 畫進行 13.

(25) 劉中玉、高翠霞（2003）也分析了自然與生活科技領域與環境教育具有相同或相似概念之能力指標（表2-3）與環境教育可融入之自然領域能力指標（表2-4），顯示教師在進行環境教育時，可以讓學生搭配著所學習到的自然與科技的能力來進行環境教育的教學活動。表 2-3 自然領域與環境教育具有相同或相似概念之能力指標與環境教育具有相同或相似小計. 能力要項分類概念之自然領域能力指標 1-1-1-1、1-1-3-1、1-2-2-1、1-2-5-2、. 6. 1.過程技能 1-2-5-3、1-3-4-1 2-1-1-1、2-1-2-1、2-2-2-1、2-2-2-2、 2.科學與技術認知. 2-2-4-2、2-3-2-1、2-3-2-2、2-3-4-1、. 12. 2-4-2-2、2-4-3-1、2-4-3-2、2-4-3-3 3.科學本質. 3-1-0-1. 1. 4.科技的發展. ------. 0. 5.科學態度. 5-4-1-2. 1. 6-2-1-1、6-2-2-1、6-3-1-1、6-3-2-3、 6. 6.思考智能 6-3-3-1、6-4-3-1 7.科學應用. 7-2-0-2、7-3-0-2、7-3-0-3、7-4-0-. 4. 8.設計與製作. 8-3-0-2、8-4-0-2. 2. 14.

(26) 表 2-4 環境教育可融入之自然領域能力指標環境教育課程目標. 第一學習階段. 第二學習階段. 第三學習階段. 1-1-1-1、1-1-3-1 環境覺知與環 2-1-1-1、2-1-2-1 境敏感度 3-1-0-1. 2-2-2-1、2-2-2-2 2-2-4-2. 2-3-2-1、2-3-2-2. 10. 環境概念知識. 1-1-1-1. 2-2-4-2. 2-3-2-1、2-3-2-2 2-3-4-1. 5. 環境價值觀與態度. 2-1-2-1. 2-2-2-1、2-2-2-2. ──. 3. 環境行動技能. ──. 1-2-2-1、1-2-5-2 1-2-5-3、6-2-1-1 6-2-2-1、7-2-0-2. 1-3-4-1、6-3-1-1 6-3-2-3、7-3-0-2 8-3-0-2. 11. 環境行動經驗. ──. ──. 6-3-3-1、7-3-0-3. 2. 小計. 7. 12. 12. 小計. 31. 【編碼說明】在上列「a-b-c-d」的編號中，「a」代表主項目序號；「b」代表學習階段序號：1 代表第一學習階段（一、二年級）、2 代表第二學習階段（三、四年級）、3 代表第三學習階段（五、六年級）；「c」代表次項目序號、依觀察、比較與分類、組織與關連、歸納與推斷和傳達等，以1、2、 3、4逐一編序，若未分項，則以 0 代表之；「d」代表流水號。. 15.

(27) 第二節生物多樣性一、生物多樣性的意義「Biodiversity」（生物多樣性）一詞開始出現於1986年，為在華盛頓舉行之國際生物多樣性論壇（National Forum of Biodiversity）會議中與會者之共識（顏瓊芬，2000）。近五十年來，在世界人口由25億成長到超過60多億的同時，人類耗用了地球上四分之一的表土，以及1950年代1/5 的可耕地和1/3的森林，並顯著地改變了大氣的特質；很顯然的，其中最嚴重的生態問題就是生物物種的滅絕。將化石紀錄顯示的物種平均存活史與過去幾世紀以來的物種滅絕速率兩相比較，估計目前的滅絕速率約為每年1000種，是背景值的500到1000倍，意味著每演化出一個新物種的同時，將有500到1000個物種從地球上永遠消失。若將全球棲地破壞之現況與預測速率和單位面積物種數目的關係合併考慮，預估在2050年時高達1/3的全球物種將滅絕或瀕危，另外的1/3也許將在本世紀末走向絕路 (彭鏡毅譯，2002) 。行政院農業委員會（2001）將生物多樣性定義為「所有生態系中活生物體的變異性，它涵蓋了所有從基因、個體、族群、物種、群集、生態系到地景等各種層次的生命型式。另外，廣泛定義上亦指各式各樣的生命相互依賴著複雜、緊密而脆落的關係，生活在不同形式的人文及自然系統中，也就是人和萬物生生不息在地球的生物圈中共榮共存。」 16.

(28) 「生物多樣性」涵蓋了基因多樣性、物種多樣性與生態系多樣性三個層次：（一）基因（genetic）多樣性：基因由雙親遺傳給下一代，能夠左右生物的外形和行為，同時也造成同一個物種中個體和個體之間或多或少的差異，而物種的基因多樣性越豐富，它對環境變動的適應力就越強。（二）物種（species）多樣性：「物種」是一個生物學名詞，每一種物種都是獨一無二、不同於其它種類的生物。物種多樣性指一個區域內的物種數量，且每個區域內的物種多樣性都呈現極大的差異。（三）生態系（ecosystem）多樣性：生態系多樣性是生物多樣性裡較為複雜的領域。每一個系統都孕育著各種獨特的動植物。較高的生態系多樣性可以提供較多樣的棲息環境，也較有利於物種多樣性的維持。生物多樣性是地球上各種生命的總合，涵蓋的範圍從最細微的微生物到最高聳的樹木，從終身居住在深海中的生物到高高盤旋於天空中的鳥類等，也可以用來描述和我們生存息息相關的棲息地、生態系及其所有的生命、以及人類文化的延襲（蔡惠卿、許毅璿，2003）。. 17.

(29) 二、生物多樣性的保育楊宗吉（1998）等學者認為，生物多樣性的喪失有生存環境的喪失、棲地品質的劣化、生物資源過度利用、氣候變遷與外來物種入侵等幾個原因，都是人為的影響所致。保育學家洛夫喬伊（Thomas E.Lovejoy）於一九九一年，在美國國會的證詞上說：「地球上生物的多樣性，代表了驚人的智慧資源，是建立生命科學的圖書館。生物多樣性的喪失，就如焚燒全球唯一的一本書冊一般，是反智慧的行為」（金恆鑣，1997）。更有部份認為未來將有三分之二的生物可能會面臨到絕種的危機，並將此情況形容為地球的「第六次生物大滅絕」事件。 1992年6月5日世界地球日當天於巴西里約熱內盧舉行的地球高峰會議中簽署了「生物多樣性公約」（Convention on Biological Diversity），目的在對抗全球生物多樣性的嚴重消失，督促世界各國開始推動生物多樣性的保育與永續利用，並落實公約的三大目標：（一）保育生態多樣性（二）謀求生物多樣性構成要素的永續性利用（三）生物遺傳資源利用造成的利益能公平、公正的分配. 生物多樣性的保育工作與傳統的物種保育仍有所不同，傳統的物種保育主要是在瀕臨絕種的物種保育，但生物多樣性的保育則是以所有的. 18.

(30) 物種為保育對象，同時重視棲息地的維護、復育與物種的永續利用等。. 表 2-5 傳統物種保育與生物多樣性保育之區別（林曜松、趙榮台，1998）傳統物種保育. 生物多樣性保育保護生態系多樣性、物種多樣性、基因多樣性與文. 保育目的與重點. 物種及保護區保護為主化多樣性。強調全面、整體與永續性（時間、空間、內涵的擴大）. 利用方面. 限制利用. 傳統智慧—永續利用涉及影響利用保護買賣生物多樣性之政府、民間、. 保育行政部門、保育人企業等單位（例如從事農參與人士士. 林、漁、牧相關人士，並強調非生物專長人士，如法規、經濟、外交等方面）高階官員參與，各國最高. 參與官員位階. 中層為主（處、署等）首長簽署生物多樣性公約. 生物技術. 未強調. 利用生物技術開發新藥. 19.

(31) 物、食物、防污染新材料等管制生物技術安全生態功能保護之有形與長期、持續、利益分享利益無形的利益重視原住民傳統利用資源的智慧，人與環境共存（人保護區內之原住民. 限制和其他消費者可永續利用）國際合作頻繁、分享知識. 國際性. 多在國家和區域的層次經驗，具軟性約束保育生物、環境工程、遺. 受破壞地區. 閒置. 傳工程指導下恢復或重建自然環境. 三、生物多樣性教育顏瓊芬（2000）強調進行生物多樣性教學時，應將生物多樣性的議題融入課程中，透過學校教育，讓學生瞭解人類活動對全球生物多樣性急速消失之影響。除了發展生物多樣性的相關研究之外，並將研究的結果透過教育推廣得以讓人類認知生物多樣性的重要性，促使人類在環境. 20.

(32) 議題之思考與決策能更周全、更有智慧。如此的想法相當符合「生物多樣性公約」中第13條條文，此條文為有關公眾教育，其中指出締約國應： (a)促進和鼓勵對保育生物多樣性及所需的措施的理解，並透過大眾傳播工具的宣傳，將這些課題列入教育大綱。(b)酌情與其他國家和國際組織合作，制定關於保育和持續利用生物多樣性的教育方案和公眾意識方案。這一條的目的在透過大眾傳播和教育方案使民眾了解(1) 生物多樣性及其重要性；(2)保育生物多樣性及其配套措施（行政院農業委員會自然保育網）。蔡慧敏（2001）之研究指出，在自然地區展現生物多樣性的價值，最易讓人們感受「我們喜歡它」的境界，而反省生物多樣性保存的重要性。應讓學生在輕鬆的情境下感受自然之豐與美、賞景的愉悅體驗、地方感(a sense of place)之保存、社會文化價值、原野及生物棲所之保存…等情感及生活品質等價值。這部分的內涵可說是生物多樣性教育的情意. 美學目標。楊仁理、彭玉美等（2002）也認為，在課程設計方. 面，中小學自然與生活科技及社會領域宜循序漸進，加強「生物多樣性」相關內容的認識，並將各地區的自然環境特色融入鄉土教材中，使「生物多樣性」的地方性特色凸顯，並引發認同感。在教學方面，藉由介紹地方性自然環境特色，傳達基本的「生物多樣性」觀念，使學生了解是項議題的重要性，以及人類對地球永續經營的價值。. 21.

(33) 全球生物多樣性策略也建議發展一些鄉土教材，直接把生物多樣性和學生的週遭環境結合起來。中小學特別重要，學校是強化生物多樣性意識的重鎮，因為中小學是感性、認知和觀念形成的階段。要讓中小學學生瞭解生物多樣性，則必須先讓中小學教師熟悉生物多樣性保育的內容，並在教學中帶入以下內容（趙榮台，1999）：（一）解釋所有"活物"（包含肉眼看不到的微生物）都是生物多樣性的組成分子，強調人類及其文化是生物多樣性的一部份。（二）闡明對藥材、工業產品、食物、農業、育種有貢獻的生物多樣性成分有何重要之處，例如說明農民和作物育種間的關係以強調基因多樣性保育對農業生產的影響，討論利用各種生物資源改變經濟和環境等。（三）強調持續利用資源的重要性，討論關心自然、自我維持和其他的保育道德規範。以角色扮演的方式，學生扮演不同利益團體，舉辦生物多樣性管理會議。（四）指定學生製作壁報或寫作文，列舉個人自然保育的做法。（五）帶學生到野外校外教學，讓他們親身感受，學習生命的多樣性。指定學生描述住家附近區域的生物多樣性。. 22.

(34) 第三節自然科學的教學方法. 科學知識累積之迅速，形成了教學的意義不只是知識的轉移，而是如何去學習（learn how to learn），因此自然科學的教學必須要考慮有效的教學方法，藉以能達成明確的教學目標。所以科學教師應具有多樣的教學模式、方法與善用教學方法的技術，在不同的單元與學習環境下施教。教學模式介紹如下：（摘自王美芬、熊召弟，1995）. 一、講述式教學模式教師主要以口頭傳達的方式向學生進行教學，對全班學生的講述內容一樣，沒有考慮多樣化教具的使用，因此在教學上有其優點如在時間、人力與費用上較為經濟，教學空間與教具使用的方便，與適用於知識結構嚴密、概念系統完備又繁多者等；但此教學法亦有其缺點：忽略認知發展、造成學生缺少學習興趣、師生間缺乏互動與容易養成學生背記知識的習慣等。Ausubel 於 1963 年提出「前置組織因子」應用在此教學法上，特別著重於加強學生的認知結構，就是以兒童先備知識、經驗為基礎而建構的「有意義的學習」（meaningful learning），組織因子教學模式的三個教學階段為：. 23.

(35) 1、. 提示組織因子：闡明學習目標、提示組織因子、換起舊經驗。. 2、. 學習活動：進行邏輯安排之學習活動、維持學習動機、運用組織因子促進學習。. 3、. 加強認知結構：統整新知與舊經驗、評鑑新知。. 二、探究式教學模式（一）主動探究教學模式（Inquiry Training Model）美國教育學家 Richard Suchmann 所提出，重點在協助學生認清事實，建立科學概念，並解釋所見的現象以致達到概念的獲得。 Richard Suchmann 說明了六個教學原則： 1、. 學生的問句必須能用「是」或「不是」來回答。. 2、. 學生應有機會發問一系列的連續問題。. 3、. 如果學生要求教師證實學說，教師不可用「是」或「不是」來回答。. 4、. 任何學生都可隨時驗證任何學說。. 5、. 學生隨時都能互相交換意見或小組會議。. 6、. 盡量提供有關輔助器材與教學資源。. 24.

(36) 而主動探究教學模式的五個教學階段為： 1、. 提示問題：說明探討步驟或方法、提示問題。. 2、. 收集數據（確認問題）：確認「問題」中的物質與情境、確認「問題」的來源。. 3、. 收集數據（實驗驗證）：分辨可能變因、假設驗證. 4、. 解釋數據（建立理論）：根據數據提出說明. 5、. 檢討探討過程（評量）. （二）過程探究教學模式（Process Inquiry Model）此教學模式是由 Joseph J. Schwab 所提出，主要在訓練科學方法的應用，教學活動是以學生為中心，學生在探討過程中可以發現新概念與新原理，也學習到自我領導、負責任、傳達等科學態度，學生的參與越多，學習效果就越好。過程探究教學模式的五個教學階段為： 1、. 提示問題（觀察現象）：提示研討範圍與方法. 2、. 組織問題：尋求數據、建立假設. 3、. 分組實驗或討論：分辨變因、試驗假設. 4、. 解釋數據：驗證操作. 5、. 推廣：檢討探討過程. 25.

(37) 三、概念達成教學模式（Concept Attainment Model）由 Bruner 所提出，他認為分類的概念對於整理自然萬象的知識有極大的幫助，學習應該在實際的教學情境中，教師配合學生的經驗，將教材做適當的組織，設計各種有利於於兒童發現各種結構的學習情境，引導學生發現有意義的結構。只有經由學生主動的操作探究、對照比較，運用策略，發現教材所含的重要概念，才算是真正的學習。在歐洲教育學者 Rillo 的教學目標裡寫著；「尋找與發現是教師教得少，而學習者可獲得較多的教學方式」（周儒、黃淑芬譯，1994）。概念達成教學模式的三個教學階段為： 1、. 提示正例或負例的數據指認概念給學生：根據資料指出正例的共同特徵。. 2、. 決定屬性的概念定抑或定理法則：概念名詞的引介。. 3、. 檢驗達成的目標是否正確。. 四、角色扮演教學法（role playing）當確定一個問題或主題後，學生把問題中心的各種角色「演」出來，最後讓大家來討論的一種教學法，學生對於角色的功能、構造、能力與思想觀念等均應有所瞭解，因此此學習方式的好處是能藉以探索人們的感受，深入瞭解人們的態度、價值觀與知覺，發展解決問題的能力與態. 26.

(38) 度，探討所要學習之教材的內容等。角色扮演教學法的三個教學階段為： 1、. 提出問題的核心。. 2、. 選定扮演各角色的演員。. 3、. 準備演出。. 4、. 準備觀察員：未參與演出之學生進行觀察。. 5、. 演出。. 6、. 討論與評鑑。. 7、. 重演. 五、流水學習法（Flow Learning）美國約瑟夫柯內爾（Joseph Cornell）提倡流水學習法，此教學法是以親身的自然體驗為主軸，引導學生能知、能感（心有所感）、能樂（樂愛自然）、能愛自然，讓學生自己從和環境互動的經驗當中去體會（方潔玫譯，1994）。柯內爾在「共享自然的喜悅」中提及流水學習法有四個階段。 1、. 喚醒熱忱。缺乏熱忱是絕對無法從大自然中獲得有益的體驗。所謂熱誠，非指那種激動、毛燥的興奮，而是由個人興趣、敏感度而來的一股寧靜而強勁的力量。. 27.

(39) 2、. 集中注意力。學習有賴專心，必須將熱忱引導至一個安靜的焦點上。. 3、. 直接體驗。透過感官敏銳，才能走入自然界的節奏與律動世界。. 4、. 分享啟示。體驗開啟學生內藏的意識力，經由分享的過程，個人內心深刻的體會得以釐清和強化。. 流水學習法的各個教學階段的教學精神與特點，如表2-6所示：. 28.

(40) 第一階段：喚醒熱忱精. 神：激發玩的興致和靈敏度. ＊本於兒童好玩的本性＊製造熱烈的學習氣氛＊贏得大家齊聲叫「好！」的有力開端＊培養高度靈敏度，克服消極被動＊帶動參與感＊引起注意力＊對領隊產生信賴＊創造團體良性互動＊指示教學方向與因應對策＊為稍後更加靈敏的活動預作準備第二階段：集中注意力精. 神：引發求知慾. ＊專心一致以求得更深刻的體認＊引導第一階段所產生的高昂興緻到有益的方向＊鍛鍊觀察力＊使心靈平靜＊培養隊員對高度敏感度自然體驗的接收能力. 29.

(41) 第三階段：直接體驗精. 神：吸收再吸收. ＊直接體驗吸收再吸收＊自己探索得來的學習成效最高＊提供直接、身體力行、直覺的認知＊培養好奇、投入、愛＊使人對生態保育的理念萌生使命感第四階段：分享啟示精. 神：堅持理想. ＊釐清並且加深個人自活動中得來的體驗＊建立積極的信念＊認識一些令人景仰、值得效法的人物＊激發友誼＊促進團隊的凝聚力＊提供領隊一些回饋＊讓領隊與充滿求知慾的隊員彼此交流心得，分享理念表2-6 流水學習法的精神及特點（方潔玫譯，1994）. 30.

(42) 綜合以上文獻之探討，研究者為能符合在課程設計上，能將「生物多樣性」相關內容的認識與自然環境特色融入鄉土教材或是學校本位課程中，因此整體教學時間不宜過長（研究設計為12節課），所以本研究並不採取探究式教學模式之教學設計（整體教學時間會較冗長），同時又能讓學習者有親身的自然體驗，因此研究者以「流水學習法」的教學模式來探討學生的學習情形，並與傳統之講述式教學法進行比較。. 31.

(43) 第三章研究方法. 為瞭解以土城彈藥庫為教學資源所設計的流水學習法生物多樣性教學模組，對學生學習生物多樣性概念與環境生態保育態度之影響以及學生對本研究實驗課程的看法，本研究兼採量性與質性的研究方法。本章共分六節，第一節說明研究設計，第二節說明研究流程，第三節介紹研究對象，第四節說明課程設計，第五節為研究工具，第六節說明資料收集與分析的方法。茲將各節詳述如下。. 第一節研究設計一、研究設計本研究採準實驗研究法之前後測設計（林生傳，2003），實驗設計選取台北縣土城市某國小三年級學生四個班級為研究對象（2個班級為實驗組，2個班級為控制組）。實驗組班級在進行「流水學習法生物多樣性模組教學」，教學時間為12節課，共480分鐘，課程包含「地理環境與背景介紹(課室教學，80分鐘)」、「生物多樣性介紹(課室教學，80分鐘)」、「土城彈藥庫之物種多樣性與生態系多樣性導覽(戶外實地教學， 240分鐘，分2次前往)」、「保護生物多樣性(課室教學，80分鐘)」等小單元，課程設計以約瑟夫•柯內爾(Joseph Cornell) 所提倡的「流水學習. 32.

(44) 法」 (flow learning)來設計。控制組班級則以一般的講述教學進行，教學時間同為12節課，共480分鐘。兩組學生皆在實驗教學前一週以「生物多樣性概念成就測驗」進行前測，而在教學後一週則進行「生物多樣性概念成就測驗」與「環境生態保育態度量表」後測，所得結果對學生實施半結構式晤談，便於瞭解學生在教學實驗處理後，對於生物多樣性概念與環境生態保育態度的情形；除此之外，於課程實驗結束後實驗組班級學生填寫「學習情形意見表」，以便了解其對於課程學習過程的感受情形。. 表3-1. 實驗設計. 組別. 前測. 實驗處理. 後測. 實驗組. O1. X. O3. 控制組. O2. C. O4. X：表示實驗組班級接受「流水學習法生物多樣性教學模組」實驗處理。 C：表示控制組班級進行一般的講述教學實驗處理。 O1、O2：表示實驗處理前所實施的前測，前測為「生物多樣性概念成就測驗」。 O3、O4：表示實驗處理後所實施的後測，後測包括「生物多樣性概念成. 33.