第一章
緒論
本章分為四節，分別說明研究背景與動機、研究問題、名詞釋義與研究限制， 茲分述如下。第一節
研究背景與動機
壹、研究背景
隨著時代潮流的演進，教育改革在我國正熱烈地推展開來，九年一貫課程的 規劃與實施，正是這股教育改革風潮下的具體實踐。目前新課程的實施已於九十 學年度開始，如此對於教師們必然造成某些程度的衝擊與影響，尤其九年一貫課 程在課程理念、學科組織、教材來源、教學自主性等，皆與舊課程有明顯的差異。 面對此種變革，學生與家長需要適應，在教學第一線的教師更需要調適或同化新 課程的變革。游家政(民 88)曾表示九年一貫課程對中小學教師的衝激，包括教育 觀念的改變、教師角色的調適，以及課程與教學專業素養的提昇等等。而為了呼 應並實踐教育改革之課程鬆綁的理念，所產生的「學校本位課程」，則是九年一 貫課程的主要特色之一。因此相較於以往的課程改革，九年一貫課程更需要的是 教師能充分發揮主動學習與思考的精神，成為一個教學課程的設計與轉化者、潛 在課程的發現者、懸缺課程的彌補者。 我國小學近三十年來科學教育的課程改革深受美國的影響。1957 年蘇俄發射 人類第一顆人造衛星，引起美國科學教育改革的科學課程，反應在民國六十七學 年開始實施的「自然科學」。而八０年代國際評量美國學生科學學習成就低落以 及修讀科學人數降低等因素，造成的科學課程改革風潮(如 project 2061)則反應在 我國所謂「八十年代課程」的「自然」課程。雖然從民國六十七學年之後，我國 小學科學課程內容經過幾次的修訂、改編，甚至所謂的革新，但是在教學方式方 面，變化並不大，主要只是因應實際教學問題的改善(例如教具簡化、單元內容增刪或重組)。九年一貫課程的「自然與生活科技」在教學方式方面，或許可以更多 樣性，但是也不會有太大的變革，同樣是強調讓學生進行探究、解決問題、親近 自然、進行操作活動、培養創造力…..等等。而主要的變革則是在於教學內容的 重整與組合，以及教師選擇教材的自主性增加。
貳、研究動機
根據上述之背景，加上研究者對於目前國內科學教育的觀察與了解，而促使 研究者針對該主題的關注與興趣，進而希望進行研究與探討。本研究的研究動機 分述如下： 一、科學競賽的活動立意已逐漸扭曲變質 目前各大書局或教學教材，與科學遊戲相關的材料琳瑯滿目。而國內相關的 科學活動或科學競賽亦時常舉辦，如此對學生學習科學的幫助，具有相當的成 效。所以科學活動或科學競賽的推行，對於學生學習上影響致深。而國內所舉辦 的科學競賽活動中，以台灣科學教育館舉辦的「全國中小學科學展覽」，靜態作 品展示最為人所熟之。除此之外，尚有遠哲科學教育基金會主辦的「科學趣味競 賽」，以及「國際數理奧林匹亞競賽」等等，都是透過多樣性、富有創造力、趣 味性與教育意義的比賽，來刺激學生對科學學習興趣的啟發。然而，近幾年來由 於教育改革強調多元入學方式，希望學校在審核學生入學條件時，採認學生的個 別學習成就。在設有數理資優班的學區，科學展覽的成績往往被用以專長加分項 目（邱月良，民 92）。因此，學生往往參與這類活動前，科學態度或科學原理還 沒有真正習得，其態度與價值觀就已經變質。 二、九年一貫新課程的迫切需要 為了建議教師如何透過教學，安排適當的教育情境與教材設計，進行有效的 教學活動，以促進學生學習，增進學生知識和加強問題處理的能力。教育部（民89）訂定國民中小學九年一貫課程暫行綱要自然與生活科技學習領域，課程目標 如下： （一）培養探索科學的興趣與熱忱，並養成主動學習的習慣。 （二）學習科學與技術的探究方式及其基本能力，並能應用所學於當前和未 來的生活。 （三）培養愛護環境、珍惜資源及尊重生命的態度。 （四）培養與人溝通表達、團隊合作以及和諧相處的能力。 （五）培養獨立思考、解決問題的能力，並激發創造潛能。 （六）察覺和試探人與科技的互動關係。 根據上述課程目標，是為使學生能夠建立，科學知識與技能、科學思考與科 學處理能力、認識知識本質，以及培養成提證及合理的處事態度等等，亦可稱之 為科學素養。 在教材選編方面，各校教師可依循課程綱要的原則下，可自主的依各地區學 生的需要和能力、興趣和經驗，對材料選編及教學活動規劃，做適當調整。在教 學實施上，教師可以廣泛運用各種教學策略及適當的教學方法，以提昇學生對自 然與生活科技領域的學習興趣。同時，教師本身亦應能時時表現出對求知的熱 忱，期許激發學生對學習的熱情；另外，多鼓勵學生作課外的主題研究，以使學 生獲得深切探索科學的機會。
第二節
研究目的與問題
大家都很清楚什麼是遊戲，但卻很難為它下定義（郭靜晃，民 81）。對於遊 戲到底是什麼，很少有一致確定的共識（段慧瑩、黃馨慧，民 89）。要了解遊戲， 最大的困難在於定義方面的紛歧（江麗莉，民86）。雖然如此，從科學遊戲對學 生學習的影響上來看，仍有不少教師為此運用科學遊戲來進行教學。但是，對於科學遊戲之題材而言，可以說是琳瑯滿目。其中，有些科學遊戲 單純教學生如何做出成品（例如潛水艇）；有些科學遊戲單純使用於競賽（例如 水火箭）；有些則未具備「科學探究(scientific enquiry)」的特徵；或未設計、引導 學生進行對自然現象的探索或提出問題以尋求解答…等。因此，許多科學遊戲的 內容未必適合於教學。 研究者在透過文獻的蒐集，界定本研究所使用的科學遊戲，以利於教學者或 課程設計者在編擬課程內容時，提供參考依據。因此，基於上述研究背景與動機， 本研究旨在探討科學遊戲在國小六年級自然科教學中，實施前，課程如何設計編 排，如何依據原理將課程適當的融入教學裡面；實施後，發現教學活動上的困難 處與其解決的方法；並且透過研究的歷程呈現教學者的成長。因此，本研究主要 的研究問題如下： 一、如何將科學遊戲加以設計以融入自然課程中？ 二、實施將科學遊戲融入課程的教學過程，可能面臨的問題與解決的方法？ 三、透過行動研究的歷程，促進並呈現研究者的教學專業成長。
第三節
名詞釋義
壹、科學遊戲
日前對於「科學遊戲」沒有很清楚的界定，各個學者專家對於科學遊戲的觀 點也不盡相同（詳見第二章第二節）。本研究所設計之科學遊戲的界定如下： （一）科學遊戲是結合科學原理進行的「規則性」遊戲。 （二）科學遊戲是在有目標與解決問題情境下，彈性規則中進行的活動。 （三）科學遊戲的活動過程中，必須包含一項以上的「科學過程技能」。 （四）科學遊戲的設計需包含學習者動手操作的程序。 （五）具明確的判斷標準以判斷科學遊戲的完成，而在標準內，接納不同的遊戲結果。 （六）科學遊戲教學之流程，需蘊含（imply）三項以上的「自然與生活科 技」學習領域之分段能力指標。
貳、科學遊戲教學
本研究所謂的科學遊戲教學，乃是指運用具備科學啟發性質的遊戲活動於 教學中，以培養學生科學探索、興趣與熱忱，以及養成學生科學思考和科學處理 能力的教學策略，如此可促進學生的科學學習成就，以及促進學習興趣的一種教 學方式。第四節
研究限制
針對本研究的屬性，以下分別從研究方法、研究教材與研究樣本來說明研究 限制：壹、研究方法的限制
由於行動研究的目的在於研究情境中，研究能同時解決問題，因此本研究的 結果，不宜做過多的推論。然而讀者們卻可透過研究情境及過程詳細的描述與探 討，以做為讀者們選擇科學遊戲，並將科學遊戲融入課程中，設計教案時的參考 資料。貳、研究教材的限制
本研究教材以科學遊戲融入自然科課程中為主。其間，參考各大出版社出版 相關科學遊戲之書籍或影音資料，再將蒐集得到的科學遊戲相關資料，依據教育 部八十九年訂定的課程綱要和分段能力指標、配合進行的教學單元目標、學生能 力與興趣與本研究界定的科學遊戲等方面，加以編修設計課程內容。研究的準備 過程需要花費很多時間慎選科學遊戲、擬定學習單、設計訪談大綱，與單元活動後的研究資料蒐集。在研究者的能力與時間的限制上，計劃進行三個單元的科學 遊戲分別融入不同的教學單元中。
參、研究樣本的限制
本研究必須長期的在研究現場觀察與進行教學。在這過程中，除了商請同事 協助數位攝影與轉錄成光碟片的工作之外，還需不斷地反覆熟讀資料，與其他專 家或同事討論，並針對蒐集而得的文獻資料，做客觀的分析與詮釋。因此，在學 校內的自然教具資源有限的情況之下，又限於上述的人力、物力…等等因素，故 參與對象僅選擇以研究者任教六年級某班學生為對象，進行研究。第二章
文獻探討
本研究之目的在探討科學遊戲如何設計、編排融入課程，以及在科學遊戲的 教學過程中，可能遭遇到的問題，透過行動研究以尋求解決之道。因此，有必要 先對遊戲的定義、理論與特徵做了解與闡述。再深入探討科學遊戲與其在教學上 的融入與運用，以作本研究活動設計與實施時的參考依據。故本章節由文獻資料 中，探討與本研究相關之三個主題：第一節、遊戲的定義、理論與特徵；第二節、 科學遊戲；第三節、科學遊戲與教學。第一節
遊戲的定義、理論與特徵
壹、遊戲的定義
目前在文獻上，「遊戲」一詞並沒有清楚且一致的界定。大家都聽過『遊戲』 這一名詞，但是卻很難為它下定義。而對於遊戲到底是什麼，也很少有一致確定 的共識。要了解遊戲，最大的困難則在於定義方面的紛歧。蔡淑苓（民82）引述 國內外專家學者的觀點，對遊戲做以下之定義： 林玉体（民79）曾根據 Froebel 的論述，認為遊戲是人類最純粹、最極致的 精神活動之一。同時，在人與所有事物內在蘊含的生命中，就整體來說：遊戲是 人類生活的翻版，它提供了歡樂、自由、滿足，內外在的憩息和世界的祥和。Dewey （1961）則認為當我們在做一件事時，感到快樂的，就是遊戲；當一件事情完成 時，我們感到快樂的，就稱之為工作。另外根據心理學家Erikson（1950）亦曾指 出 Freud 認為遊戲是兒童意願實現和克服創傷的一個大道。遊戲的動力是源於潛 意識的動機；遊戲具有心理治療的功用，透過遊戲，來達到淨化之作用。綜觀上 述，可知遊戲是在自我實現，與生理和心理同時能夠滿足的過程之中發生。遊戲 也可以提供歡樂和祥和，使能克服創傷並達成目標。 對於兒童的認知發展而言，遊戲能讓兒童表達自己，發現自己的問題，並促 進自我實現的潛能。李湘屏（民75）根據 Conn 的論述認為遊戲能夠讓兒童學習負責任與自我控制，結果能增進個人及社會的適應。Piaget（1962）也主張遊戲 的目的，在讓兒童認識真實的世界。而 Vygotsky（1976）則直接認為：遊戲是促 進兒童的認知發展要素之一。
在兒童行為發展上，Rubin, Fein & Vandenberg（1983）指出遊戲是一種轉借 行為，是出自於內在動機，是一種自由選擇，是具有正面影響的活動。而國內學 者白川靜（民72）更認為遊戲是不具有目的的衝動行為。另外邱志鵬（民 81） 亦表示遊戲是小孩子喜歡從事的有趣活動。除此之外，國內學者簡楚瑛（民 82） 也依據文獻資料對遊戲提出定義並說明。一般來說可以根據心理特質、行為標準 與類別、遊戲傾向與情境等三種方式來探討。 一、心理特質方面 在心理特質方面， Piaget（1962）認為遊戲是一種行為，該行為的目的是在 獲得快樂，是一種無組織性的行為。Sutton-Smith（1979）則認為遊戲是一種自願 參加、無目標導向的活動。另外， Garvey（1977）也認為遊戲的特性是好玩的、 無外在目標的、是自願參加的。 簡楚瑛綜合上述各學者的論述，根據個體的動機來源、目標導向、生理刺激 和規則等特質，來分辨遊戲的行為有： （一）遊戲是內在動機的行為。 （二）遊戲強調手段或過程更甚於目的。 （三）遊戲是種非真實性的行為。 （四）遊戲行為和探索行為是有所區分的。 二、行為標準與類別方面 在行為標準與類別方面，是根據現代遊戲理論中的認知論，從 Piaget 提及的 認知發展階段與兒童遊戲型態來劃分，說明遊戲可以運用特定行為標準，或直覺 認同過程，將可觀察得到的行為類別進行定義。Piaget（1962）將遊戲行為分為 三種類型：
（一）練習性遊戲：郭靜晃（民 89）在兒童遊戲一書提及此類型，將之稱 為感覺動作、熟練性遊戲。這意指讓兒童練習已經存在基模中的事物。 （二）表徵性遊戲：又可稱為想像性遊戲、裝扮遊戲、假裝遊戲。 （三）規則性遊戲：規則性遊戲：強調共同決定規則。在活動過程中，競爭 性強過彼此合作。 三、遊戲傾向與情境方面：在遊戲傾向與情境方面，遊戲是根據會引起遊戲傾向 或遊戲行為的情境來定義。 綜觀上述簡楚瑛對於遊戲的三種定義方式，乃分別以心理、行為、遊戲傾向 與情境為分類依據來定義遊戲。但是由廣義的遊戲定義來看，遊戲可以是某種行 為傾向，這種行為傾向表現在可以描述和可以觀察的情境當中。因此各專家學者 對於遊戲仍有不同的觀點與解釋。儘管遊戲如此難以下定義，近年來遊戲相關議 題的研究卻不斷的增加，而且在遊戲一詞的定義方面，也有不少的探究。所以， 儘管遊戲的定義多元且複雜，歸納整理以上各學者專家的論述，可以簡要地說遊 戲是人類生活的一部分，兼具內在心理與外在活動的行為表徵，可以促進兒童認 知發展與社會適應。
貳、遊戲的理論
對於相關的遊戲理論做探究，可讓我們深入了解兒童為什麼需要遊戲，以及 幫助我們更清楚遊戲的本質、界定、形式與功能等等；並可以用來預測兒童的遊 戲行為。目前，根據國外的研究論述，遊戲理論可分為兩大類：一為傳統遊戲理 論；二為現代遊戲理論。 一、傳統遊戲理論： 傳統遊戲理論起源於二十世紀初期，約在第一次世界大戰以前發展出來，又 稱為古典遊戲理論。它嘗試以不同的角度來解釋遊戲存在的原因以及存在的目 的。古典遊戲理論多是以哲學式的反省為其立論基礎，而較少以實證研究來支持它的立論（簡楚瑛，民 82）。然而，在傳統遊戲理論的派別方面，可分為四個派 別。而在這四個理論派別中，又可以再歸納分為兩類：一類為精力過剩和休養鬆 弛論，這兩個派都將遊戲解釋為調整精力之用；另一類為重演論和本能演練論， 這兩個派則將遊戲解釋為人類的本能行為。歸納整理成表2-1-1，分別說明如下： 表 2-1-1 遊戲的古典理論 傳統遊戲理論 倡導者 遊戲的目的 精力過剩論 Schiller/Spencer 消耗過剩的精力 休養鬆弛論 Lazarus/Patrick 回復在工作中消耗的精力 重演論 Hall/Gulick 原始本能 本能演練論 Groos/Mcdougall 為日後成人生活所需準備 （引自郭靜晃，民89，頁 52） （一）精力過剩論： 最早的遊戲理論是由哲學家Schiller 於 1800 年代提出，認為遊戲是精力 的發洩（Blowing of steam）。當時，Schiller 對遊戲的定義為：遊戲是充沛精力之 無目的的消耗。他的基本假設是人和動物都是受基本食慾的需求，而認真的從事 工作。因此遊戲是在人和動物基本需要滿足之後剩餘精力下的結果。小動物或小 孩子不用為了生存負責任，所以精力會過盛。這些過盛的精力會從遊戲過程中疏 散出來。後來學者Spencer 依據 Schiller 的觀點，繼續完成其遊戲理論，並且依據 能量的消耗進一步解釋遊戲。他指出：沒有目標引導個體能量消耗的活動就是遊 戲；而有目標引導個體能量消耗的活動就是工作。 （二）休養鬆弛論： 遊戲是種休閒活動的理論，首創於十九世紀德國哲學家Lazarus。Lazarus 認 為在生活中，人會消耗腦力和身體上的能量（詹志禹，民 86）。從事單調的工作 太久之後，會造成生理和心理上的疲勞。因此，需要充分的休息與睡眠，這時就 需要運用遊戲來調劑。而人一旦脫離具有工作壓力的活動，便能獲得個體能量上
真正的恢復。所以 Lazarus 建議只有遊戲或休閒活動，才能使個體恢復健康的功 能。 Patrick（1916）指出遊戲可以幫助個體使疲乏的心理得到鬆弛。他的解釋是 在古老社會中，人們工作環境需要大量的肌肉活動，例如：跑步、跳躍等這些勞 力活動，但是現代人卻逐漸將這些需要體力的勞力活動，視為運動或是休閒的活 動。因為隨著環境變遷，現代人工作的時候，需要高度集中注意力，需要有抽象 思考的能力，也需要手眼協調的能力。因此比古老社會的人較容易引起工作壓力 與神經失調等症狀。所以透過遊戲或人類古老的勞力活動（例如釣魚和打獵）， 可以解除這些失調的現代文明病。 （三）重演論： 此理論是由 Hall 和 Gulick 所倡導，他們都是十九世紀達爾文學說的信徒。 對 Hall 而言，遊戲是傳承先人的本能，兒童遊戲的階段性就是遵循人類歷史的演 進，並且是從演進過程中保留下來的。這樣一個想法就是源自於 Darwin 的物競 天擇說。另外Gulick 則解釋遊戲是早期種族或當時社會的行為縮影。 簡楚瑛（民 82）在其研究中對於重演論也曾指出，人們認為人類的文明史是 依序重演的。分別依序有動物時期（小孩爬、搖搖擺擺地走路）；未開化時期（打 獵、捉迷藏）；遊牧時期（飼養動物）；農業/族長統治時期（挖土）；以及部落時 期（團體遊戲）。 （四）本能演練論： Groos（1898）認為遊戲具有適應的功用。遊戲不只是為了消除原始本能， 更是為了加強兒童日後生活所需，因此遊戲可以說是一種成人活動的練習。遊戲 時兒童會對行為的過程深感興趣，卻不在乎行為的結果，所以遊戲是本能需要所 衍生的活動。兒童藉著安全的方式來練習這些本能，使這些本能能夠臻於熟練， 以適應成人的社會生活方式。 綜合來說，透過精力過剩論、休養鬆弛論、重演論和本能演練論的了解，可
以清楚的知道，雖然傳統遊戲理論分別以精力調整與人類本能行為來解釋遊戲， 但是傳統遊戲理論的四個派別，也都是在說明為什麼會有遊戲？以及解釋遊戲的 目的是什麼？除此之外，依據郭靜晃（民 81）指出傳統遊戲分類如練習、建構、 戲劇、規則遊戲、以及具有自發性、無固定模式的轉換行為、自由選擇或正向影 響的藝術和音樂活動都算是遊戲。因此，傳統遊戲理論也比較強調哲學思想，而 較不注重實驗結果。 二、現代遊戲理論： 現代遊戲理論主要包括精神分析論（心理分析論）、認知論以及其他特定的 理論。這些理論大約在一九二 0 年代之後才陸續被發展出來。它們不只是在解釋 為什麼人要遊戲，更嘗試定義遊戲在兒童發展中的角色，並指出遊戲在某些狀況 下的前因後果（郭靜晃，民 89；詹志禹，民 86）。 在現代遊戲理論的派別方面，可分為三派，大略可歸納整理成表 2-1-2，分 述如下： 表 2-1-2 現代遊戲理論之派別 現代遊戲理論 倡導者 遊戲對兒童發展的角色 弗洛伊德（Freud） 調節受挫經驗 心理分析論 艾瑞克森（Erikson） 接觸內在的自我，以發展自我能力 皮亞傑（Piaget） 熟練並鞏固所學的技巧 維高斯基（Vygotsky） 由區別意義與實物來提增想像思考 認知論 布 魯 納 級 桑 頓 - 史 密 斯 （Brunner/Sutton-Smith） 在思考以及行為上產生變通能力 柏藍（Berlyne）---警覺理論 增加刺激使個體保持最佳警覺程度 其他特定理論 貝蒂生（Bateson）-系統理論 提昇了解各層面意義的溝通能力 （改自郭靜晃譯，民89）
（一） 心理分析論： 心理分析論最早是由Freud 所倡導，他認為遊戲提供兒童脫離現實的限制， 可以盡情地幻想空間，在虛擬想像的世界中，個人達到願望的滿足。在遊戲的世 界裡，兒童將不愉快的經驗分成一個個小單位，透過漸次、重覆的方法來克服自 己受到干擾的情緒。Erikson（1950）進一步依據 Freud 的理論加以修正、闡揚， 將遊戲分為三階段： 1.自我觀（autocosmic）：自我的遊戲從出生開始，主要是身體的遊戲，包括 肢體感覺、知覺的重覆探索、發出聲音等。 2.微視觀（microcosmic）：兒童藉著玩物與玩具，以舒展個體的自我需要。 3.巨視觀（macrocosmic）：開始發生是在兒童和同儕一起玩時，經由參與社 會遊戲與單獨遊戲中學習。 （二）認知論： 認知論主要由瑞士心理學家Piaget 和蘇俄心理學家 Vygotsky 所倡導的（郭靜 晃，89）。倡導認知論的學者認為遊戲可以促進兒童的認知發展。首先，依 Piaget 的看法，遊戲是個體對環境刺激的同化（assimilation），使現實符合自己的認知基 模（cognitive scheme）的方式。也就是說遊戲是發生在個體處於不平衡狀態，同 化作用大於調適（accommodation）作用的環境中。這裡的調適是指調整個體的 內在認知基模以順應外在的環境。因此在遊戲的過程中，兒童會試著使現實適應 自己（意即為同化），那麼兒童就不會刻意去學習新的技能，所以在遊戲中自然 就不需要調適的作用。然而兒童卻可以透過遊戲的方式，重複練習那些非在遊戲 過程中所獲得的新技能以達到熟練。
下表2-1-3 是 Piaget 的認知發展階段與兒童遊戲的呈現方式： 表 2-1-3 Piaget 的認知發展階段 階段 項目 大約的 發展時期 遊戲型態 1. 與生俱來的本能反射運動 0~1 月 2. 初級循環反應 1~4 月 3. 次級循環反應 4~8 月 4. 次級循環反應基模的統整 8~12 月 5. 三級循環反應 12~18 月 感覺 動作期 6. 透過心理組合以創造新的方式 18~24 月 感覺動作/ 熟悉性遊戲 （即練習性遊戲） 前運思期 前操作的次階段 2~7 歲 想像性/裝扮遊戲（即 表徵性遊戲） 具體 運思期 具體操作的次階段 7~11 歲 形式 運思期 形式運思期 11~15 歲 有規則的遊戲（即規 則性遊戲） （改編自郭靜晃，民89；曾錦煌，民 86；江麗莉，民 86；詹志禹，民 86） 另外 Vygotsky(1976)則認為在遊戲中，兒童可以透過想像實現現實生活所不 能完成的願望。根據他的看法，幼兒無法從事抽象思考。主要是因為物體的意義 是抽象的，而意義與物體是結合在一起的。例如幼兒從未看過真實的馬，他們就 無法聯想到馬。在這個觀點上，Vygotsky 正好指出在兒童的抽象思考發展中，表 徵遊戲扮演著關鍵性的角色。 而另一位學者 Brunner 則認為遊戲的過程與方法比遊戲的結果來的重要 （Rubin, Fein,& Vandenberg, 1983）。因為在遊戲的過程中，兒童不會在意與擔心 遊戲的目標是否達成，因此他們可以大膽地使用新的、富有創意的行為來進行遊 戲。當在遊戲的過程中，如果出現兒童使用新的遊戲方法時，就表示兒童已經將 這遊戲的技能，運用到日常生活裡了。也就是說，透過遊戲的自由參與，兒童能
從中獲得生活上問題解決的能力。
此外，Frost & Sunderlind（1985）也為遊戲的研究展開另一個新方向。他們 指出遊戲可以分為兩大類： 1.理性的遊戲：是指在保育學校、實驗室或受到監控的遊樂場，透過遊戲場的活 動與遊戲心理學的配合，探究遊戲和問題解決、遊戲和創造力、遊戲和認知發 展等主題的遊戲。然而這類遊戲對於遊戲是什麼？其所能夠提供的線索相當有 限。 2.非理性的遊戲：主要是指激烈的運動、賭博、打仗的遊戲等等。然而，遊戲的 範圍不應該只侷限於此。 （三）其他特定理論： 1.警覺理論： Berlyne（1960）由生物的觀點出發，根據行為學習理論，提出遊戲的警覺理 論（Arousal Modulation Theory）。在這理論中，Berlyne 指出人類的中樞神經系統 需要適當的刺激，以提高警覺程度。而遊戲本身就是一種刺激行為，當刺激不足 時，警覺水準就會提昇，遊戲便會開始。相反的，當刺激增加後，警覺水準就會 降低，於是遊戲就會停止。 2.系統理論： Bateson 認為遊戲前應該做好遊戲規則的溝通（詹志禹，民 86）。而遊戲進行 時的行為並不完全代表真實情境下的行為。所以在遊戲中，兒童發生打架的行 為，與真實世界中發生打架的行為是不相同的。透過遊戲前的溝通系統，以了解 遊戲的組織與遊戲間的規則，才能夠清楚知道兒童是否是在真正遊戲。系統理論 強調遊戲時必須同時注意兩個層面： （1）遊戲進行時的意義：以了解融入遊戲中的角色、行為與活動。 （2）真實生活中的意義：熟悉在真實生活中的角色、行為與活動的意義。
綜合言之，現代遊戲理論不只是在解釋為什麼人要遊戲，主要的更是嘗試定 義遊戲在兒童發展中的角色，並指出遊戲在某些情況下的因果關係。
參、遊戲的特徵
依據上述文獻資料，我們發現很難對遊戲下定義。雖然如此，我們可從遊戲 的特徵著手，將更能釐清遊戲是什麼，以做為研究發展的參考。現有的理論，同 意遊戲擁有某些特性，使得遊戲與其他各種行為得以區分開來（鄭良儀，民88）。 蔡淑苓（民82）並根據各家的意見，將遊戲歸納出下列特點： 1.遊戲是直接由動機引起，動機就是遊戲，它是自由的。 2.遊戲是美的享受、歡樂、滿足及愉悅的情緒流露。 3.遊戲是滿足的過程，不注重結果的。 4.遊戲是探索、表達及釋放內在自我的途徑。 5.遊戲是幼兒將以前獲得的印象，重新組合的新世界。 另外，根據國內外學者對於遊戲的不同看法與觀點，可綜合出各項因素，其 所得之遊戲特徵整理如下（郭靜晃，民89； Rubin, Fein, Vandenberg, 1983； Piaget, 1962）： 1.遊戲無固定模式、具彈性的。不能由外在行為或字義來區分。 2.遊戲出自內在動機，所進行的活動受個體激發，無外在行為目的。 3.遊戲是重過程輕結果，因此遊戲是富於變通，而不是一成不變以追求目 標行為的。 4.遊戲是自由選擇。但是當年紀漸長，這一因素就不是那麼重要。 5.遊戲具有正向的影響。通常視遊戲就是歡笑、愉悅及快樂。 6.遊戲是主動參與活動。而被動、消極或無所是事都不能算是遊戲。 所以廣義上來說，凡是符合上列六項特徵，都視之為遊戲。然而在陳淑敏（民 88）的研究當中卻另外提及：遊戲行為是否必然包含這些特徵，仍然有待商榷。 儘管如此，我們卻可以由上述的相關研究中，概略地知道遊戲的特徵。陳淑敏（民 88）的另一層研究中，進一步指出 Avedon 和 Sutton-Smith 將遊 戲（play）與規則遊戲（game）加以比較，研究出這兩者的差異在於： 1.規則遊戲有固定玩法、可以預測結果、可以重複的玩。 2.玩規則遊戲時，參與者通常是處於敵對與對立的狀態。 3.規則遊戲富有挑戰性，遊戲則並非這樣。 陳淑敏（民88）除了根據上述兩位學者的研究，對於遊戲與規則遊戲加以區 別之外，她甚至引用 Piaget 對遊戲的分類說明 play 與 game 的不同。依據 Piaget 的看法，規則遊戲是指兒童在遊戲時依照彼此所商訂的規則進行遊戲，此種遊戲 傾向於強調某種技巧，遊戲中友伴之間常是彼此競爭而非合作關係，友伴之間的 交談相對也較少。然而遊戲係指遊戲時，兒童未商訂共同遵守的規則，且不強調 某種技巧，遊戲時也常是合作的友伴關係，並透過交談以進行遊戲。 歸納上述研究資料可知，廣義的遊戲具有彈性、出自內在動機、重過程輕結 果、自由選擇、正向的影響以及主動參與等特徵。而遊戲（play）與規則遊戲（game） 的特徵不同，遊戲傾向合作學習，而規則遊戲則傾向互相競爭。但是本研究之科 學遊戲融入課程之設計，所選擇的遊戲是具有科學原理，並適合學童在彈性的規 則中，合作學習或分組競賽的特徵。因此本研究之科學遊戲不侷限在以陳淑敏（民 88）所分類的遊戲（play）與規則遊戲（game）特徵來界定。
第二節
科學遊戲
國內各大出版社所出版與科學遊戲有關的書籍非常多樣且龐雜。但是研究者 參閱相關文獻資料後，卻發現各書籍對於「科學遊戲」這一名詞的觀點不同，沒 有很清楚的界定。 根據鄧文華（民84）曾針對科學與遊戲之間的關係，下了一個概略的定義： 「科學是一個提供人了解這個世界的遊戲。玩的時候，必須遵守一套稱之為科學 方法的遊戲規則。」也就是說，科學的遊戲通常是我們先要有一個想法，並努力 為這一個想法找出答案。 日本研究遊戲專家津田妍子（1999）則建議科學遊戲最好不要單獨使用，可 儘量和其他領域扯上關係以便進行。而陳惠芬（民 89）也根據牟中原在「動手玩 科學」一書的推薦序文指出，科學遊戲就是把科學活動和遊戲結合寓教於樂，讓 同學可以從遊戲中體會科學原理。 所以科學遊戲就是希望學生可以在一邊遊戲一邊體會科學原理的過程中學 習，因為在玩的同時也是在進行實驗。因此透過進行科學遊戲思考科學原理，會 深刻地記住科學原理，並從科學遊戲中知道更多。 陳忠照（民89）亦指出喜歡遊戲乃人類的天性，而「科學」可以啟發兒童的 智慧，「遊戲」則帶來心靈的歡樂。他建議以週遭環境的生活素材，運用簡易的 科學原理進行親子互動的遊戲，以培養孩子成為一位既明理又知性的現代國民。 許義宗（民70）則說明科學遊戲是「依物質的性質及法則，使之對科學關心， 數字產生興趣的遊戲」。換句話說藉由玩弄有形物，而變化出新的有形物，即為 科學遊戲。另外他對於科學遊戲的條件，則比較強調於製作玩具，其界定如下： 第一、 重點不在製作，而在遊玩製成的東西，以及製作過程之點點滴滴。 第二、 製出的東西要會轉、會動。如飛機要會飛，水車要會轉，草笛要會 響。因為唯有如此，才能達到遊戲的目的。只有美麗的外觀，而不 會飛的飛機，不會轉的水車，不會響的草笛，就達不到科學遊戲的目的。這就是科學遊戲與繪畫（造形）遊戲不同之處。 第三、 使其對物品的形狀關心。由大小、穿孔、打摺等位置關係的指導， 使幼兒對數量、圖形的理解開始萌芽。 除此之外他亦對於科學遊戲如何進行，也有清楚的說明： （1） 師生一起遊戲。 （2） 目的明確，方法正確。 （3） 鼓勵與適時指導。 另外郭騰元（民89）以自身豐富的教學經驗與研究，觀察並發現有些遊戲是 古今科學玩家的設計，但是小朋友對於科學遊戲的玩法跟科學家不一樣。他則根 據下列原則，設計出符合學童學習的科學遊戲： 1. 能讓小朋友喜歡與驚訝。 2. 能運用簡單的科學原理解釋。 3. 製作的方法簡單。 4. 所用的材料很容易從家裏、超市、文具店或五金行中取得。 5. 容易改變或改進。 綜觀上述發現，學者專家們對於科學遊戲的觀點並不盡相同。然而，科學遊 戲不啻是選擇身邊許多隨手可取得的材料，以人人都可製作，可操作的遊戲項 目，支援和輔助每一位兒童都能由此喜愛科學，養成探究科學的精神和能力。所 以，依據各學者對科學遊戲的看法與Piaget 對遊戲分類的理論基礎，並考量九年 一貫課程之需求（下節說明）及配合自然與生活科技的分段能力指標，本研究使 用於設計課程的「科學遊戲」界定為： （一）科學遊戲是結合科學原理進行的「規則性」遊戲。 （二）科學遊戲是在有目標與解決問題情境下，彈性規則中進行的活動。 （三）科學遊戲的活動過程中，必須包含一項以上的「科學過程技能」。 （四）科學遊戲的設計需包含學習者動手操作的程序。
（五）具明確的判斷標準以判斷科學遊戲的完成，而在標準內，接納不同的 遊戲結果。 （六）科學遊戲教學之流程，需蘊含（imply）三項以上的「自然與生活科 技」學習領域之分段能力指標。 本研究界定之科學遊戲乃是結合科學原理，在具有教學目標的彈性規則下， 動手操作完成的科學遊戲。因此在遊戲過程中，特別注重科學過程技能以及認 知、情意、技能等三方面能力的達成。
第三節
科學遊戲與教學
科學遊戲與教學的關係，可從民國八十九年教育部訂定之國民中小學九年一 貫課程暫行綱要，自然與生活科技學習領域的課程目標可一窺究竟： 1. 培養探索科學的興趣與熱忱，並養成主動學習的習慣。 2. 學習科學與技術的探究方式及其基本能力，並能應用所學於當前和未來 的生活。 3. 培養愛護環境、珍惜資源及尊重生命的態度。 4. 培養與人溝通表達、團隊合作以及和諧相處的能力。 5. 培養獨立思考、解決問題的能力，並激發創造潛能。 6.察覺和試探人與科技的互動關係。 根據上述之課程目標，是為了使學生能夠建立科學知識與技能；透過科學方 式探討與辨正，養成科學思考與科學處理能力；認識知識建立的本質，與養成提 證據、講道理的處事態度等等科學素養。而教育部依據自然科學學習領域培養的 國民科學素養，依其屬性和層次分列為： 1. 過程技能：科學探究過程之心智運作能力。 2. 科學與技術認知：科學概念與技術習得。 3. 科學本質：對科學本質的認識。 4. 科技的發展：瞭解科技如何創生與發展的過程。5. 科學態度：處世求真求實、感受科學之美與力和喜愛探究等之科學精神 與態度。 6. 思考智能：資訊統整、對事物做推斷與批評、解決問題等整合性的科學 思維能力。 7. 科學應用：應用科學探究方式、科學知識以處理問題的能力。 8. 設計與製作：運用個人與團體合作的創意來製作科技的產品。 另外，在國外學者的研究上，Trollinger（1977）對遊戲應用於學習中指出下 列八項見解： （一） 藉由遊戲過程中，對有價值的正確知識的使用，是遊戲所要教導的 實際知識。 （二） 某些遊戲能夠提高學生的批判性思考和作決策的技巧。 （三） 人們對遊戲的活動參與，能夠提昇知識的記憶。 （四） 在模仿的遊戲中，教師的角色已經從知識的模仿者轉變為知識的推 動者、資源者（resource）。 （五） 許多學生也許可以遇見（see）未來生活的相關訊息，然而遊戲通常 是真實生活情況的模型（model）。 （六） 在學習的過程中，透過活動的參與，使遊戲激發學生。 （七） 遊戲是跨多元學科（multidisciplinary）的。遊戲要求在主要的訓練中， 運用許多的技巧。 （八） 遊戲也許能夠適當的結合（meet），不同種類的課程需求。 而 Green（1974）在研究報告中也指出，遊戲的功能不僅在於鼓舞學生，也 對訊息的保留有直接和絕對的關係。美國教育思想家Dewey（1961）更強調：「遊 戲在學校課程中佔有明確地位，目的在增加知識及充實社會行為，遊戲的目的， 不是體力的短暫消耗，或是片刻的愉悅，缺乏遊戲活動之教育，不可能得到有效 的學習。」
所以根據文獻探討可以得知，遊戲應用於教學上，對於教學與學習方面，都 具有正向的評價。然而，就科學遊戲之題材而言，可以說琳瑯滿目。但是，有些 科學遊戲是單純教學生如何做出成品（例如潛水艇）；有些科學遊戲則是單純使 用於競賽（例如水火箭）；另外，有些則更未具備「科學探究(scientific enquiry)」 的特徵；或未設計、引導學生進行對自然現象的探索或提出問題以尋求解答… 等。因此，許多科學遊戲內容未必都適合於教學活動上。 本研究由上節「科學遊戲」的界定，選擇具有潛在教學價值的科學遊戲；進 而依據 Coble & Hounshell（1982）研究之科學遊戲設計流程（見圖 2-3-1），配合 「自然與生活科技」學習領域之分段能力指標，設計出運用科學遊戲之教學活動。
圖 2-3-1 科 學 遊 戲 之 設 計 流 程
(引 自 Coble & Hounshell, 1982)
考慮學生有哪些技能與能力？ 釐清教學目標 決定參與的方式 （整班、分組或個別進行？） 選擇進行遊戲的方式(format) （猜謎？扮演？解題？） 訂定遊戲規則 設計遊戲所需的用品或器具 完成遊戲的初始設計 試驗並修飾 （是否能達成教學目標？學生是否會遇到哪些問題？） 完成最後設計
第三章
研究方法
本研究旨在探討科學遊戲在國小六年級自然科教學中：實施前，如何依據科 學遊戲設計原理編排活動內容，將之適當地融入課程，以及實施後，探究實施教 學時可能面臨的困難與尋求解決的方法；並且透過本研究歷程呈現教學者的成 長。為達到上述之研究目的，本研究採用行動研究法。意即研究者以參與研究觀 察、文件蒐集和深度訪談等方式蒐集資料，再經由所蒐集到的相關資料，進行分 析與討論，以達成研究的目的。第一節
研究的方法
壹、行動研究法
本研究所採用研究方法為行動研究法。行動研究是利用研究之結果，透過實 際行動，嘗試解決工作實務情境中所發生的實際問題。這是為了縮短實務與理論 彼此之間的差距，或減少行動與研究之間的差異，於是產生讓實務工作者和研究 者合而為一的研究。蔡清田（民 89）指出行動研究強調立即應用，不同於基本研 究或應用研究，因此有些社會科學家便將行動研究自應用研究領域中區分出來。 行動研究是發生在實務工作的實際問題研究上。因此，行動研究最大的特性 就是：針對實際工作情境，所發生的問題，以可能解決的方法作為變數，並從研 究過程中，驗證這些解決方式的效度。而它的貢獻在於使實際問題獲得解決。 依據蔡清田（民89）對於行動研究，指出其主要特徵有： 1. 行動研究以實務問題為主要導向。 2. 重視實務工作者的研究參與。 3. 從事行動研究的人員就是應用研究結果的人員。 4. 行動研究的情境就是實務工作情境。 5. 行動研究的過程重視協同合作。7. 行動研究的問題或對象具有情境特定性。 8. 行動研究的計劃是屬於發展性的反省彈性計劃。 9. 行動研究所獲得的結論只適用於特定實務工作情境的解放，其目的不在 於做理論的一般推論。 10. 行動研究的結果除了實務工作情境獲得改進之外，同時也使實際工作人 員自身獲得研究解決問題的經驗，可以促成專業成長。 根據上述特徵可知，行動研究是一種由實務工作者，在個人或團體的研究工 作情境中，所進行的自我反省與探究，以解決實務工作情境裡特定的實務問題為 主要導向。因此，行動研究所關注的焦點在於實務層面，而大多數的行動研究問 題也偏重於立即性的問題上。
貳、本研究採用行動研究法的理由
依據上述實務層面、自我反省與專業成長等因素，本研究採用行動研究為推 行的依據。茲將理由分述如下： 一、研究者的因素 在研究者本身的教學過程裡，曾努力蒐集一般相關的科學遊戲，再將活動內 容稍做改編，應用於課程活動當中。在這樣的歷程，研究者欣於發現科學遊戲運 用於教學上的效益。但是，卻也隱藏著無法自我突破的困境，例如：怎麼樣使科 學遊戲融入課程後發揮最大的教學效益（學生喜歡學習、協助學生概念理解、學 生樂於分享學習訊息）？這樣的教學是否產生盲點與問題？這些都是研究者常自 我省思的重點。 有鑑於此，本研究以透過行動研究的方式，欲了解設計自然課程時可以選擇 哪些相關的科學遊戲；而這些科學遊戲如何適當地融入課程中。在行動研究，研 究者能立即解決教學上的困難，也能在批判和省思中增進專業成長。二、研究問題的因素 行動研究具有特定的研究問題。行動研究對自變項的控制因素較少，因此行 動研究通常發生在實際的情境中，其問題對象也具有情境特定性（蔡清田，民89）。 本研究的目的在於如何將科學遊戲融入自然課程中。在研究初期，研究者對 於科學遊戲相關叢書或活動的琳瑯滿目，以及何謂科學遊戲的定義不甚清楚，倍 感困惑。然而，在研究者嘗試進行科學遊戲於課程時，發現學童喜歡科學遊戲的 活動不亞於正式課程內容。但是，如何才能將這些富含趣味化、生活化且能運用 科學原理的遊戲，在自然科課程中進行呢？這些問題在目前的文獻研究方面資料 有限。基於這些因素，本研究採用行動研究，以能即時性地解決實務工作中的實 際問題。 三、研究目的的因素 本研究旨在如何將科學遊戲編選，以符合課程綱要、學生需要、興趣，並有 效地融入課程中。研究期間，研究者面臨科學遊戲的不周詳定義、如何將科學遊 戲有效應用於課程中、與研究者專業素養的考驗…等等的問題，有賴專家學者的 建議與研究者進一步的省思。本研究除了解決研究者實際的教學問題之外，也希 望能提供自然科教師，在自編自然與生活科技領域的課程教材時，提供豐富的素 材，以濟教學之需。因此，選擇行動研究法以協助研究之進行。
參、本研究的行動研究實施步驟
目前，國內外各學者對行動研究進行提出不同的模式。儘管彼此之間提出的 進行模式不相同，都包含行動研究螺旋與循環概念的特色。因此，本研究經由： 界定科學遊戲D根據 Coble & Hounshell（1982）「科學遊戲設計」原則、分段能 力指標B不斷地【選擇與設計科學遊戲D融入自然課程實施教學B反省與修正教 學】，最後提出研究報告。為了說明本研究的進行方式，研究者以 Kemmis 螺旋 狀研究模式來協助分析。圖3-1-1 Kemmis 行動研究
第二節
研究的架構
本研究將由研究者依據文獻，明確界定本研究使用之「科學遊戲」，配合八 十九年教育部頒布自然與生活科技領域之課程綱要，依地區學生的需要和能力、 興趣和經驗，選擇合適的科學遊戲，加以編修、設計和規劃，做適當調整，再融 入課程教學中。本研究之研究架構如下：圖
3-2-1
本研究之研究架構圖
科學遊戲融入自然 與生活科技課程 Coble & Hounshell 科學遊戲設計流程 資料蒐集與分析 【教學札記、轉 錄資料、協同討 論紀錄、學習 單、晤談】 教案檢核【教案檢 核表、專家建議】 與教學檢核、【教 學觀察檢核表、參 與對象晤談】 界定科學遊戲 配合教學目標選擇 適當之科學遊戲 科學遊戲課程設計第三節
研究情境和參與對象
壹、研究情境
研究者任教於南投市忠孝（化名）國民小學。位處工業區附近，學生家長多 半在工業區服務，社經地位與教育程度平均並不高。單親家庭的小朋友人數多， 放學後，小朋友有些被送到安親班課輔，有些則四處遊玩。一些家長對於小朋友 的功課很關心，一些家長卻有待溝通與學習。 本校共十五班，教職人員三十人，教師群平均年齡 33 歲，相當踴躍進修， 相處融洽。校地狹小，全校遊樂設施除了蕩鞦韆與溜滑梯、單槓之外，沒有其他 遊樂設備。因受九二一地震之影響，校舍倒塌一棟。從地震（88.9.21）之後至九 十年九月，全校在前棟教室上課，這此過程中，除併班與沒有專屬科任教室外， 教學設備與設施相當缺乏。目前校內的教室硬體已完成重建，軟體設備也已經發 包採購完成。至於自然科器材設備方面則陸續添購當中。 後棟教室興建完成後，前棟教室專屬行政與科任教室區，後棟教室則屬於各 班級教學專用。自九十學年度起，校內班級名稱改採用松、竹、梅名稱。各教師 以選填自願方式，任教各個班級與擔當各行政工作，各有所司。貳、參與對象
本研究進行科學遊戲教學的參與對象，乃是研究者任教自然科科任教師，所 任教六年級某班學生：男生 13 人，女生 18 人，共 31 位學生。六年級共兩班， 級任老師倆人於教學過程中，常做交流與溝通。然而在本研究參與對象的選擇方 面，研究者衡量個人的人力、物力與時間因素，僅以一個班級為研究參與對象， 此樣本的選擇乃以立意抽樣為依據。 研究者之所以採用立意抽樣（purposeful sampling）的邏輯和效力，乃是著眼 於選擇能提供豐富資料的個案（information-rich cases）做深度的研究，而資料豐 富的個案是指這個樣本中含有大量對研究目的相關重要問題的資訊，故名為立意抽樣（吳芝儀、李奉儒，民 88）。因此，在研究者任教的兩個六年級班級中，選 擇參與研究的班級學生，與研究者的配合度較另一班級學生高，且平日表現較為 活潑、踴於發表。為求得較多研究資料與做深度的研究，故研究者對於本研究之 參與對象是以立意抽樣為依據來加以選擇。自然科教室平面圖如圖3-3-1 所示。 圖3-3-1 本研究之自然科教室平面圖
第四節
研究工具
本研究致力於明確地界定本研究使用的科學遊戲，以及蒐集適合於教學的科 學遊戲，依據本研究界定的科學遊戲，加以編修，使有效地應用於課程中。其中， 科學遊戲的選擇與設計乃是根據Coble & Hounshell（1982）研究之科學遊戲設計 流程，配合「自然與生活科技」學習領域之分段能力指標，進而編修科學遊戲內 容，融入於課程當中。（詳見本章第五節） 本研究採以教師的行動研究為研究方法，因此，研究者即是工具。依據陳惠 邦（民90）研究指出：教師即研究者的意思係指教師不但執行或參與教學探究， 同時教師本身與其教學實務也是研究的焦點。另外在李奉儒和吳芝儀（民88）研 水 槽 電視 櫃 門 門 佈告欄 方格櫃子 打掃 用具 櫃 實 驗 桌 黑板 洗手台 實 驗 桌 實 驗 桌 實 驗 桌 實 驗 桌 實 驗 桌 電 視 電 視 水 槽 電腦究中也進一步引述Guba & Lincoln 之研究說明研究者角色，其說明研究者本身即 是工具，但是，由於知識程度的轉變和樣本抽樣方式，而使研究結果不同，而且 由於訓練技巧以及對不同工具之經驗而有所差異。綜合上述，研究者茲將研究經 驗和理念；立場與角色分述說明如下：
壹、研究者的經驗與理念
研究者畢業於國立台北師範學院數理教育學系數學組。就讀師院期間，有幸 於同學邀約，參與科學遊戲「泡泡營」巡迴教學於各縣市文化中心。活動結束後， 更在陳佩正教授與學長指引下，進入基隆文化中心帶領科學實驗的活動，長達兩 年時間。 師院畢業之後，亦積極參與自然科學的實驗或活動。期間，曾多次指導學生 製作中小學科學展覽，並帶領科學營的社團活動，且擔任自然科科任教師，並榮 獲縣府表揚。雖然如此，研究者對自身不斷研究與努力，仍深感不足之餘，在陳 佩正教授的鼓勵之下，進入國立台中師範學院進修。 為了豐富教學內容，與建立專業形象，研究者曾不斷力求在教學技巧、教學 資源方面，求新求變，期使學生能夠在愉悅的情境中，建立科學知識與技能，養 成科學思考與科學處理的能力。在國立台北師範學院就讀期間，研究者便致力於 科學遊戲、小實驗的蒐集與運用。因此教學上，也曾運用科學遊戲或小實驗於課 堂中，希望學生透過操作快樂學習。貳、研究者的立場與角色
在本研究中，研究者蒐集科學遊戲，並將科學遊戲編修以適合課程綱要、學 生需求等等。研究者除了篩選科學遊戲、依據編修科學遊戲材料外，更將修改後 的材料運用於課堂中。因此，研究者在這研究中的角色，乃是一位課程設計者、 資料蒐集者與行動研究的實踐者。 在研究上，研究者致力於以行動研究解決教學上的即時性問題，並將研究做透明化的呈現。希望藉由志同道合的人士，交互批判反省，以行動研究的情境建 立研究者之專業成長，並對研究者的教學生活有所改善。因此，研究者除了誠實、 詳盡、豐富地呈現實地研究情境、教學日誌外，並在完形觀照（holistic perspective） 的原則下，建立研究樣本的動力歷程導向，充分掌握研究中的情境脈絡。
第五節
科學遊戲課程設計歷程
壹、參考資料來源
研究者透過科學遊戲相關書籍（一般市面上的科學遊戲叢書，例如：365 個 有趣的科學遊戲、科學遊戲大圖鑑…等等）、光碟片（小小牛頓學習光碟百科---科學遊戲）、研習活動（科博館科學研習或舉辦的科學活動、各教科書出版商主 辦的自然科研習），配合各派學者對科學遊戲的看法、Piaget 對遊戲分類的理論基 礎、九年一貫課程之需求、並考量研究對象的認知、興趣與環境因素，依據Coble & Hounshell（1982）科學遊戲設計方法，研究設計科學遊戲融入課程中的教學活 動。貳、教案設計過程
為求能廣納眾議，課程設計之初，研究者對於編寫教案，可說是困難重重。 然而，在針對南投縣中小學教師一場九年一貫的教學研討會上，台北市立師範學 院兼任市師實小校長的萬家春教授，曾提及市師實小教師群，如何使用教育部委 託中央大學設計的網路學習社群---亞卓市網站，進行教學交流活動。間接指引研 究者透過亞卓市，這樣一個廣大學習社群的網站，進行教案的發展與設計，期望 獲得大家的指導與回饋，進而能在研究上或教學裡產生交流與互動。 本研究乃是將科學遊戲依據參考之文獻，加以編修設計，將它融入教學單元 活動中。研究者將「融入」的方式分別為兩個部分，一為課程部分的融入；另一 為程度部分的融入。而課程部分的融入又分為兩部分：其一為：研究對象正在使 用的學習教材；另一為：研究對象以前學習過的單元教材。另外，程度上的融入部分也分為兩部分：一為配合教材的全部單元目標設計；一為配合教材的部分單 元目標設計教案。研究者依據研究對象目前的學習需要，以及期望本研究能夠提 供各位教師參考，俾使從事有效益的教案設計，因此選擇研究對象正在學習的教 材，並配合教材的部分單元目標，以進行科學遊戲融入課程的教案設計。融入的 方式以圖示說明如下：5者表示教案設計的研究方向。 在行動研究中，研究者並不刻意選擇科學遊戲融入的時間，其科學遊戲編修 之後融入課程的時機，乃依據配合的單元目標而定。設計者可根據配合的部分教 學目標，選擇適當的教學情境、機會，進行設計教案的教學，以達成配合的教學 目標。另外，依據部分單元目標所選擇編擬的科學遊戲內容，如果與配合教材內 容相似則取代配合之教材內容，以免造成教學節數不足的情況；如有差異則在不 改變原教材的條件下，以加入科學遊戲內容進行活動。
參、尋求專家指導
研究者針對亞卓市提供課程設計藍圖，設計科學遊戲融入課程的教學活動。 並依據自訂之科學遊戲之標準，設計科學遊戲融入課程中的檢核表，尋求五位專 家（兩位自然科老師、一位在南投縣對於指導科學展覽有豐富經驗的國中教師、 二位非自然科國小老師）協助與指導，期使課程能符合本研究訴求。本研究並非 不接納網站上學習社群的批評與建議，而是本研究計劃進行時間為 90 年 9 月至 91 年 6 月，資料蒐集與正式研究進行時間則是在 91 年 6 月至 92 年 1 月。因研究 時間的限制，故主動尋求專家協助。對研究者而言，各界學者的任何寶貴建議與 指導，都將是研究上的一大助力。 融入的方式 課程上的融入 程度上的融入 研究對象正在學習的教材 5 研究對象以前學習的教材 配合教材的全部單元目標 配合教材的部分單元目標 5肆、科學遊戲內容
一、參與對象：南投縣忠孝（化名）國民小學六年某班。 二、單元名稱：本研究以三個單元的科學遊戲融入課程中為主軸。單元名稱 分別為：尋找支點、滾彈珠大賽、水果電池。 三、單元時間：每一個單元2 ~ 3 節課，每節課 40 分鐘。在選擇配合的教材 單元目標，教學之前或之後，進行本研究設計的教案課程。 四、單元設計：每一個單元分成2 ~ 3 個教學活動步驟。 （一）教學活動 1：以研究者蒐集之文獻為依據，配合研究對象使用教 材之部分單元目標，設計科學遊戲課程。活動主軸乃以動手操作 的科學遊戲為主，教師漸次指導研究對象，進行遊戲內容。期使 能達成教學目標與分段能力指標。 （二）教學活動2 ~ 3：接續學生在科學遊戲的設計或操作過程中，切身 所可能遇到的問題，引導學生提出疑問並共同討論。教師以研究 對象在科學遊戲進行過程中遭遇的難題或疑問，以及研究對象的 認知程度為依據，進行討論與分析。 教學活動2 ~ 3 的教學目的是將科學遊戲與教材單元的主題 相連結。意即透過科學遊戲的問答教學活動，使研究對象能夠回 想實際操作過程，了解科學遊戲所蘊含之科學原理，連結至教材 單元選定的教學目標。因此，研究者根據 Coble & Hounshell （1982）科 學 遊 戲 的 設 計 步 驟 ， 考量研究對象的能力，同時 選定課程單元的部分目標，以利進行科學遊戲。（三）科學遊戲融入課程的教學單元有三：其一為尋找支點、其二為滾 彈珠大賽、其三為水果電池。它們分別依據牛頓教科書（六上）
的【簡單機械的巧妙】、【物體的運動】與【電的使用與安全】三 個單元選定的單元目標設計而成。
伍、訪談內容
訪談在本研究中，是相當重要的方法之一。吳芝儀、李奉儒（民 88）也指 出：我們訪談人們，乃為了從他們那兒找到一些我們無法直接觀察到的事件。因 此，本研究訪談分為兩部分：其一為訪談的導引法，另一為非正式訪談。訪談導 引法乃依據科學遊戲融入課程之教案實施之後，是否達成單元目標與分段能力指 標而設計。因此，研究者以設計之教案配合引用的教科書，其內的單元教學目標 為依據，擬定訪談架構（詳見第七節 資料的蒐集），進行資料的蒐集。除此之外， 非正式的訪談則是在自然的教學情境脈落下，研究者能迅速地洞察並提出問題 （亦即非正式訪談），藉以了解研究對象對所正在發生之事的想法，進一步做內 部觀照。第六節
研究的程序
本研究的目的是在界定本研究使用的科學遊戲，與如何將科學遊戲，在依循 據 Coble & Hounshell（1982）研究之科學遊戲流程設計，與配合「自然與生活科 技」學習領域之分段能力指標、課程綱要的原則、學生的需要、能力、興趣和經 驗的前提下，有效的運用於自然與生活科技領域的課程中。以做為九年一貫課 程，教師在教材選編與教學活動設計上，提供另一方面有價值的題材。 本研究的研究流程如圖 3-6-1 所示，茲以此流程詳述如下： 研究者蒐集相關科學遊戲的書籍、雜誌或光碟資料。 進行科學遊戲的試探性教學，進行研究前的準備。 確定研究主題與研究方法：本研究採行動研究方式，以理論與實踐結合 方式，立即解決研究者教學上的問題，並提昇科學素養的專業成長。 明確界定科學遊戲。依據文獻與課程需要，界定本研究中所使用的科學遊戲。請參閱第一章第三節（p.4）。
依據 Coble & Hounshell（1982）研究之科學遊戲設計流程、「自然與生活 科技」學習領域之分段能力指標、課程綱要的原則、學生的需要、能力、 興趣和經驗的前提下，將科學遊戲內容重新設計，再運用於課程中。 執行研究計劃：透過專家學者之建議，審查並修正研究注意事項。 實施科學遊戲於課程中：本研究衡量研究者之時間與人力，設計三單元 科學遊戲於課程中，以進行科學遊戲的資料蒐集。 資料分析與解釋 修正教學與報告 分析歸納與詮釋 撰寫論文
修 正 教 學 蒐集相關科學遊戲 確定研究主題與研究方法 定義遊戲與科學遊戲 設計科學遊戲以適合課程 實施科學遊戲於課程中 錄影 教學札記 學習單回饋 協同觀察 進行訪談 設計晤 談題目 錄 音 資料分析與解釋 分析歸納與詮釋 撰寫論文 運用科學遊戲於課程中 1.專業指導 2.試教並修正 文 獻 探 討
圖
3-6-1
本研究之流程圖
第七節
資料的蒐集
本研究於 90 年 9 月擬定研究方向之前，即展開相關科學遊戲的資料蒐集， 並不斷地嘗試將科學遊戲內容運用於教學上。同年10 月確定主題與研究問題後， 隨即重新思考何謂科學遊戲，並著手蒐集相關於教學的科學遊戲。研究者以文獻 中科學遊戲的標準（請詳見文獻探討第二節），根據牛頓教科書自然第十一冊的 課程內容，並參閱多年來蒐集的科學遊戲或科學實驗相關文獻，針對六年某班的 學生，在課程內容中融入三個單元的科學遊戲（見第五節）。正式實施於91 年 9 月進行行動研究，92 年 1 月底退出研究現場。 研究者以文獻中科學遊戲的原則，蒐集科學遊戲，再加以修編，期使內容能 融入課程中，或將其科學遊戲應用於教學上，發揮教學與學習的功能。本研究在 資料蒐集上，根據陳惠邦（民87）針對各專家學者之行動研究經常採用的資料蒐 集方式，進行資料的蒐集，方法分述如下： 1.敘述性紀錄（narrative records）：指教學問題現場的教學（反省）札記之資 料蒐集。 2.協同觀察討論之紀錄。 3.相關文件：學生完成學習單，與學習單內的學習或教學評鑑資料的蒐集。 4.訪談導引法與非正式訪談。 5.視聽與科技器材：錄音、照相、錄影分析。 本研究資料蒐集的方法說明如下：壹、省思方式的實地札記（教學札記）
省思方式的實地札記，亦稱之為「教學札記」。在行動研究中，教學日記或 札記是比較被鼓勵與常用的蒐集資料方式。它是針對教師個人對週遭環境的人、 事、物，和一切情境背景的記載，與研究日誌具備賦予同等的意義。陳惠邦（民 90）指出教學札記或日誌內容包括：個人之思考與啟發、對個人思考結果的反覆省思、對現象的觀察詮釋、對行動結果的評價與反省、跟行動研究有關或影響行 動研究的非預期事件，和所遭遇的困難和解決方式（過程）等等。 依據相關文獻的參考與研究的實際需要，本研究的敘述性紀錄內容則包括有 資料分析、研究方法、觀察者心境、待澄清重點與道德利益問題等方面的省思。
貳、協同觀察討論之紀錄
行動研究是一種公開探究的形式（Lomax，1995），研究者將本研究與其他相 關領域之同事或教師討論，以釐清或辨證資料中的問題或衝突。因此本研究實施 教學時，同時邀請本校一位主任、一位高年級級任老師、研究對象的級任教師， 以及本校另一位自然科科任教師，在他們方便的時候，實地參與課程教學活動或 僅針對蒐集的資料（教學光碟片）進行討論、批判，期使研究能透明化進行，隨 時反省、接受批判與建議。在資料蒐集過程中，商請本校參與研究的主任，利用 數位攝影機將教學活動過程數位化，以利資料整理與儲存。除此之外，在專業技 術上，另請教有關研究的人員，以增加研究者的專業知能，掌握研究主題。參、學習單與學習回饋
研究者依據文獻資料設計之科學遊戲，配合教學活動過程，研究者另外設計 活動學習單，以利教學後之評量。學習單的內容方面，除以教學活動為主要架構 之外，學習單內容之後，另納入學習心得或感言，以利研究資料蒐集（詳見附錄）。肆、訪談導引法與非正式訪談
為了讓本研究公開與透明化呈現，研究過程的訪談紀錄內容包含：人物描 述、重建對話、描述現場、觀察者行為等，希望使實地觀察資料豐富、優質，並 對研究事件做完形觀照（holistic perspective）。此外，本研究資料蒐集的訪談方式 分別有兩種：其一為訪談導引法；另一為非正式訪談。一、訪談導引法 訪談導引法係以研究者依據科學遊戲之教案的單元教學目標與能力指標，事 先設計明確的訪談綱要，對研究對象抽樣訪談為主。訪談的抽樣方式：研究者為 獲取大量而且有利資料，根據研究對象的學習單回饋情況，採立意抽樣方式。在 每一次科學遊戲的學習活動單元結束，研究對象交回學習單之後，對研究對象進 行正式訪談。訪談大綱基本設計如下【詳見附錄十二 ~ 附錄十四】： 表3-7-1 訪談大綱 編號 訪談內容 檢核項目 1 你從這個單元的科學遊戲中得到哪些知識？ 技術認知科學與 1. 2. 2 你知道什麼是科學遊戲嗎？ 科學與 技術認知 1. 2. 3 在這個遊戲的過程中，你遭遇 到什麼困難？ 過程技能 1. 2. 4 承上，你透過什麼方式解決你 的問題？ 思考智能 科學應用 1. 2. 5 在這單元中，你喜歡進行這一個科學遊戲嗎？為什麼？ 科學態度 1. 2. 6 你覺得玩科學遊戲對你的學 習有幫助嗎？ 思考智能 1. 2. 7 在家中，你曾經自己做過科學遊戲嗎？ 科學應用 1. 2. 8 你會將這一個科學遊戲介紹 給家人知道嗎？為什麼？ 科學態度 1. 2. 9 你希望下次的單元裡面，再繼 續玩不同的科學遊戲嗎？為 什麼？ 科學與 技術認知 1. 2. 是 否 達 成 單 元 目 標 與 教 案 的 能 力 指 標 二、非正式訪談 研究者希望針對研究對象，在進行科學遊戲的教學活動過程中，能夠進行個 人的內部觀照。因此在研究資料蒐集上，另採非正式訪談的方式。本研究的非正
式訪談方式，乃是在教學活動過程中，研究者與研究對象之間的互動，從學生在 自然情境脈絡下呈現出來的反應，迅速地洞察並提出問題（亦即非正式訪談）， 藉以了解研究對象對所正在發生之事的想法。找到我們無法直接觀察到的事件， 明確了解學生的內部思維。
伍、視聽與科技器材的使用
本研究是針對研究者在自然與生活科技課程中，教學方面的行動研究，是屬 於完全參與者。為避免觀察或訪談上偏頗與迷失，和對研究現象事實的了解更為 周全，研究進行時，同時商請由研究對象的級任老師、本校主任配合進行數位錄 影、錄音與製作光碟片的工作，以利與同事共同討論本研究，或研究者重建對話 時，對研究客觀並原形呈現。第八節
資料整理與分析
本節欲從大量資料的蒐集中，解決研究的問題。為使得理解所蒐集得到的資 料，尋找組型，將某些所呈現的資料與另一些相似資料做歸納或分析，且統整個 別非正式訪談的資料，研究者將所蒐集到的資料加以適當的整理與編碼。此外， 並根據編碼資料建立適當的類目或主題，以利重複的校正組合以及考驗資料。茲 分述如下：壹、資料的整理
一、資料蒐集類別 本研究所蒐集的資料分別有：「教學札記」、「視聽科技器材紀錄之轉錄資 料」、「與其他教師協同觀察討論之紀錄」、「學習單與學習回饋」、「訪談資料」等 五個部分。其中「訪談資料」包括訪談的引導與非正式訪談資料。 上述所有的資料，除了「學習單與學習回饋」，其餘皆存入電腦中，並列印 成三份，一份給指導教授，另一份存檔備用，另一份用來處理分析。「學習單與例如：5 月 31 日教學札記第 7 頁之碼為：0531A007。 學習回饋」則影印成兩份，原稿加以分類後，放置於文件夾中，影印本用來研究 分析之用。 二、資料的編碼 建立一套編碼系統，包含幾個步驟：蒐集資料以找出規律性（regularities）和 組型（patterns），以及資料所涵蓋的課題（吳芝儀、李奉儒，民 88）。其中，找 出具有課題與組型的代表性字詞或短語，以進行資料的編碼、分析和歸納。 （一）資料類別代碼 在本研究中，研究者將蒐集得到的「教學札記」、「視聽科技器材紀錄之轉錄 資料」、「與其他教師協同觀察討論之紀錄」、「學習單與學習回饋」、「訪談資料」 五個部分之資料，分別統一編碼，方式如表 3-8-1 資料分類類別代碼。 表3-8-1 資料分類類別代碼 （二）編碼規格 資料類別 類別代碼 段落標示 處理程式 教學札記 A 頁 Word 視聽科技器材紀錄之轉錄資料 B 列 Excel 與其他教師協同觀察討論之紀錄 C 列 Excel 學習單與學習回饋 D 頁 Word 訪談資料 E 列 Excel A 資料類別 0531 日期 007 頁或列
（三）「視聽科技器材紀錄之轉錄資料」與「訪談資料」轉錄時的意義代碼如 表3-8-2 資料轉錄的意義代碼。 表 3-8-2 資料轉錄的意義代碼 符號 意義 說明範例 研 即是研究者 科學遊戲設計暨教學者 S 所有學生 研：清楚嗎？ S：嗯！不清楚。 S12 座號12 的學生 研：你覺得？ S12：不知道。 OS 某位學生 研：請提出問題。 OS：為什麼水果會發電？ SS 一些學生 研：好玩嗎？ SS：好玩。 … 省略話語 研：…這個遊戲的困難是在哪裡？ …（？） 聽不清楚的話語 OS：水力發電是…（？） \\ 插話 研：請15 號說一說為什麼？ \\OS：老師，洪搓我屁股。 、、、 停頓語氣 研：20 號，水果電池為什麼會亮？ 20 號：因為、、、有電。 研：電哪裡來？ 20 號：、、、。 【】 非語言動作描述 20 號：【他看一看四周同學，抓一抓頭髮。】 （） 現場狀況說明 研：（拿起魔術棒），小朋友，注意看這是什 麼？ ＜ 發話方向 研＜OS：老師，保麗龍要割多長？ 此起彼落的回答 研：有誰知道答案？ SS：我知道 。 a 語氣拉長 研：妳回答的真好。 OS：耶a。
