結合合作學習與祖學習環的
生物教學
張維倫教師
。畫中市立居仁國民中學壹、前言
傳統的生物教學，往往強調的是「知 識的灌輸 J '要求學生能背誦課文中重要的 內容，講述課文後的食譜式實驗活動目的是 為了驗證課文的內容，學生似乎不是課室中 的主角，一切以教師試題空格的正確解答為 依歸，無論「背多分」亦或「講光抄 J '這 樣的教學模式能否讓學習者認識學科整體架 構，在概念學習上達到概念改變的成效，值 得教學者思索再三。隨著十二年國教的推 行，教學者在教學上應能使學習者達成「以 關鍵能力的培養取代零碎知識記憶」的學習 目標，而欲達成此一目標，在教學策略上必 須有所突破。在生物教學領域影響深遠的 美國生物科學課程研究 (BiologicalScience
Curriculum
Stu旬" BSCS) 長期倡導 5E學習環 教學模式，以提升學生在知識、推理及論證 之學習成效，然而由於 5E學習環教學模式中 常需要進行小組或全班的合作探討活動，是 教師普遍覺得困難之處。合作學習在科學教 育領域推行多年，許多教師已逐漸掌握並熟 槍合作學習教學模式，因此本文簡介結合小 組合作學習及 5E學習環的教學，並以筆者設 計的教學活動為例，供教學者參考。貳、建構主義教學觀與
合作學習
不同於 1970年代以前以教師的教學為中 心的「傳輸式」傳統教學法，晚近建構取向 觀點提出以學習者為中心的「建構式」教學 主張，學生應是知識與意義的詮釋者、創造 者、發明者與問題的探究者，將感官資訊與 先備知識聯繫，形成意義;教師則轉變為問 題與情境的設計者、討論的引導者與知識建 構的促進者，協助學生主動再結構出接近科 學社群認同的概念意義(王美芬、熊召弟，1995
;甄曉蘭、曾志華， 2002) 。 由建構主義的觀點，在課室學習中，科 學概念並無法經由教學者的傳輸直接傳達給 學習者，而須個人經主觀認知建構，此時，結合合作學習與5E學習環的生物教學
學習者的先備知識會影響知識建構的過程
(Driver
,
Guesne
&
Tiberghien
,
1985)
;學習者本身與教學者或其他學習者的語言互動， 也會幫助其自身在與他人的協商過程中建構 出共識的科學概念(
Fosnot
,
1996) 。呼應建 構取向的教學觀，國內九年一賣自然與生活 科技領域課程綱要也提到教師在教學上應以 學生活動為主體，以培養探究能力、進行分 工合作的學習、能獲得科學智能、習得各種 操作技能、達成課程目標為原則，可安排學 生進行個人或小組合作的學習模式，養成學 生主動學習，經由合作方式獲得學習的能力 (教育部，2003)
，教學現場裡，學生必須 藉由合作討論、查資料、日常生活經驗等管 道尋求答案，如此獲致的學習結果都比單純 只是「老師單純給答案」來的深刻也易懂， 因為那是學習者主動建構出的結果。Slavin ( 1990
)指出合作學習是一種有 系統有結構的教學策略，在合作學習的環境 中，教師將不同能力、性別、種族的學生分 配於小組中一同學習，能適用在不同學科及 不同年齡學生的學習。徐筱菁(2006 )綜合 各學者觀點提出，合作學習是將大約2-6位學 生，有目的性的分為一組，使各組學生共同 完成某些特定學習活動的教學過程，在這種 以學習者為中心的教學過程中，小組每一位 成員都對自己的表現負責，教師則扮演催化 小組學習與諮詢的角色。 合作學習是一種連用很廣的教學方法， 許多研究都指出，合作學習為有助於提升學 生的學業成就、學習動機、團體關係、自 尊、對學校的態度(張丈哲譯，2007) 等， 也適用於各學科及年齡層學生的一種有效 教學策略(薛秉鈞， 2005) 。在合作學習過 程中，學生之間互動機會增加，心理學研究 指出，這種社會性的互動能促使認知成長， 使學生在討論中能思考並進一步建構自己的 知識(梁珠華，2005
;劉新、林如情、李秀 玉、楊雯仙、張永達， 2006) 。 此外，合作學習並不等同於傳統的小組 學習，合作學習強調成員之間正向的交互作 用，強調個人續效與團體責任，綜合多位研 究者觀點與筆者在課室中實施的經驗，可以 整理出合作學習所具有的五項重要特質(黃 政傑、林佩璇，1996
;黃詠仁，2001
;徐筱 菁，2006)
一、異質分組
做好異質分組是進行合作學習的第一要 務，所謂的異質分組指的是將不同背景的學 習者，依其性別、能力、生活環境、社經背 景、學習成就等因素，將學生分配到不同的 小組中，在異質的小組中能提供更多機會認 識不同背景的學習對象，在面對相同問題時 可能有不同的觀點與解決方式，分享彼此不 同看法與經驗，經由這樣的互動能增進同儕 間的人際關係，並可縮短高成就與低成就群 問學生學業的差異，在小組每位成員成續都 需列入整組加減分計算的情形下，高成就學生也大多樂意幫助低成就學生。
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五、團體歷程
努力，教師則必須評鑑各組中每一學生的學 習情形，因此個別考試或隨機抽問、個人作 業仍可實施，並將結果回饋給各小組每一成 員，讓每個人都感覺到自己與其他人學習成 功之間的重要性，也知悉誰需要支持、鼓勵 或是協助，最終達到每個人不需其他成員的 協助，也可接受測驗。 小組需定期反省與思考，分析小組在 學習過程中運作以及功能發揮的情形，並決 定何者宜繼續存在，何者應調整，透過這樣 的過程可使小組更有效率的達到團體目標， 教師則要安排時間讓小組做自我的檢視與澄 清、反省，最後給予回饋，使小組能不斷成 長，筆者之具體作法為提供小組自評表與教 師觀察表，在撰寫與討論的過程中有助反 思。 郭家豪 (2004 )提出，合作學習的特質 可以跟我國九年一貫課程中為實現國民教育 目的致力達成的「十大基本能力」做一對照 (教育部，2003)
可養成之基本能力 主動探索與研究、獨立思考與解決問題 尊重關懷與團隊合作 表達、溝通與分享、尊重關懷與團隊合作 主動探索與研究、尊重關懷與團隊合作 表達、溝通與分享、尊重關懷與團隊合作 尊重關懷與團隊合作四、強調個別績艾女
合作學習過程中，每個人對小組的表 現都有責任，小組成就應歸因於每位成員的 表 1 合作學習特質與十大基本能力之對照 合作學習特質 異質分組 積極的正向互賴 面對面的正向互動 強調個別績效 增進社會技巧的運用 團體歷程二、積極的正向互賴
即小組成員能知覺到要為自己及所屬 小組成員的學習負責，認同整個小組是一個 命運共同體，透過角色任務的分配、資源的 共享、酬賞的互賴，小組成員禍福與共，努 力做好屬於自己的本份，分工達成學習目 標，教師要設定清楚的小組目標(例如設定 報告評分各個向度，讓小組知道應努力的方 向) ，並提供獎賞、資源。三、面對面的正向互動
透過小組成員間直接的互動如:小組 討論、相互解釋問題如何解決、教導其他成 員，互相幫助或激勵，能有效刺激學生從事 高層次的認知活動，而不再是孤立的學習。 要達成成功的互動，小組人數絕不能多，筆 者也會在正式課程前先教導學生溝通、積極 傾聽、衝突調解等社交技巧。在傳統講述教學中， r 尊重關懷與團隊 合作」或是「表達、溝通與分享」等基本能 力較難以養成，但合作學習教學能藉小組活 動中，獲得社會技巧的訓練，更由同儕的討 論、報告中，進一步的激發學生「主動探索 與研究」、「獨立思考與解決問題」的能力 開展。
參、 5£學習環教學模式
學習環是建構主義取向的一種教學方 法，常應用於教師設計科學課程與教學策略 的發展，這種教學法將教學活動區分為幾個 階段(曾燕玲，2005)
，此類教學模式源於 皮亞傑的認知發展理論，尤其是該理論中的心理功能模式 (mental
function model)
藉由幫助學生反思在學習活動中的所得，使學生察覺自我的推理歷程(
Scharmann
,
1991)
1980 年代後期，美國生物科學課 程研究 (Biological
Science Curriculum
Study
,
BSCS) 根據 Bybee 及 Landes (1988) 的研究，於出版的教材中廣 泛運用 5E 教學模式，其 5 個教學階段分 別為投入參與 (Engagement) 、探索(
Exploration) 、解釋( Explanation) 、精 緻化( Elaboration) 、評鑑(Evaluation)
各階段的內涵與作法如下 (Bybee，2006
;王 美芬、熊召弟，1995
;林曉雯，2000
;趙偉 智，2006)
結合合作學習與5E學習環的生物教學一、投入參與
教師利用閱讀活動、影片剪輯或問題、 其它小活動引起學童參與學習的動機，引導 學生的心智投入課程的主要概念當中，並將 學生既有的經驗與課程內容相連結，同時偵 測學生的背景知識與先備概念，關注學生在 當下學習的思考歷程。二、探索
在此階段學生能有足夠的時間形成計 畫，合作調查、探討某一概念，建立起一般 的經驗基礎，並分享對這些學習任務的瞭 解，獲取能解決問題的證據，然後基於先備 概念與新經驗，澄清並提出解釋。在此過程 中教師協助學生進行探索，學生從中學習新 概念與過程技能。三、解釋
教師鼓勵學生對上一個階段探索的經驗 做出合理的解釋，澄清學生的瞭解，再以學 生的想法為基礎，運用講述、影片、各類教 學媒體等方式正式地介紹新的科學概念與知 識、科學技能。四、精緻化
激發學生能應用所學的概念，來解決新 的問題，這些新的問題要能包含課程的核心 概念，並在解決過程中深化學生對課程的理 解。學生在精緻化的階段要能將學到的概念 應用於日常生活的事件上，或能將類似的過aht三=::.=:=;;:，~;;;:::=---二三
程和概念與其它科目互相連結。在此階段教 師要能重視學生之間的互動，營造促使學生 討論與合作的學習環境，鼓勵學生分享想法 並給予回饋。五、評鑑
散佈於整個教學活動中，學生自評、 反思他們對新習得的知識、概念、能力的瞭 解程度，教師在此階段可以評鑑學生的表現 與進步的情形，了解教學後是否可達成教學 目標。此外，在每個階段的教學活動中，也 都可進行形成性評量，讓學生有應用科學知 識、技能，及瞭解實務過程的機會。 整體來說， 5E學習環教學模式的特性 是先提供令學生困惑的學習情境，使學習者 能:澄清先存知識;經由動手操作，探討激 發思考相關的問題;發展、澄清及建構有意 義的解釋;延伸與運用新知識於日常生活當 中，教師可使用不同的評量策略以了解學生 的學習情形，以期能經由這種教學模式，辨 識學生的男有想法，提供矛盾事件與引導建 構知識的歷程，達到改變學生概念的目的 (林曉雯，2008)
，並且能建立良善、促進 學習者參與的教室氣氛。雖然現行的某些教 科書並非以學習環的方式組織教材，但大多 能加以調整以符合學習環的教學方式(林佳 儀，2008)
，教師不再是正確反覆傳授科學 家的研究成果與結論，學生能在學習的過程 當中建構自己的知識，建立學習的主體性。 需注意的是，在進行投入參與、探索、 解釋、精緻化四個階段後，也可以依照教學 的需求再次重複進行探索、解釋、精緻化步 驟;或是在評量後再次進行探索、解釋、精 緻化的循環，以達成教學目的，並非只能以 直線式的固定的順序進行教學活動，而可採 循環式、有彈性的方式完成整個單元的教學 (黃松源、王美芬，2001
)。在各個階段中 師生所扮演的角色與實施方法如表 2所示: 教師角色 可能實施方法 學生角色 1.引起學生的興趣與好奇1.提出有趣的問題 1.將自己知道的概念寫或說 心 2. 三分鍾的自由寫作 出來 投 2. 提問引發學生反應，瞭 3.使用與概念相關的一段新 2.提出問題，如「對於此事主
解學生對概念的想法
聞影片或錄影帶
我已經知道哪些?
J 與 理解程度 4.繪圖 「從這裡我可以發現什 5.實物展示 麼? J 6.科學史小故事 3.對所教的課題感興趣結合合作學習與5E學習環的生物教學 1.鼓勵學生一起學習、操1.針對問題提出引導發現式1.以自我為主體，在活動範 作，而非直接指導或說 的調查活動 圍內自由思考 明答案 2.放映影片，讓學童探討主 2.提出新的預測、假說並加 2. 觀察、聆聽學生之間的要的概念 以檢驗 互動 3.從報紙、雜誌或錄影帶中 3.嘗試其它方式並與同學討 探 3. 提出探討問題，給予學 探究有趣的自然現象 論
索
生探究的方向
4.閱讀與中心概念相關的文 4.記錄觀察與想法
4. 讓學生有充分思考的時 章，進行有趣的描述與比 5.暫不下判斷 間 較(但不要作深入的說 5 扮演諮詢者的角色 明) 6. 必要時給予更深入的問 題重新引導學生 1.鼓勵學生用自己的話解1.基於觀察、數據與推論提1.將自己實驗的結果提出 釋實驗的結果或概念 出合理的解釋或說明 來，接受同儕或教師的提 2. 要求學生提出證據，依 2. 引入或定義重要的科學名 問，做辯護或澄清的工作 證據做論證或澄清 詞 2.在解釋中連用先前觀察的 解 3. 以學生先前經驗為基礎 3.閱讀課本的說明 記錄 釋 解釋概念 4.應用圖片、投影片對探討 3.注意聆聽他人的解釋 4. 提供概念正式定義與解 的事件進行說明 4.可對別人的解釋提出質疑 釋 5. 閱讀、分享科學史上有趣 5.聆聽並設法暸解教師的解 的發現與解說 釋，學習新的定義、字彙 6.邀請某些學生教導其他學 6接受並修正自我的概念 生相關的主題概念 1.提供學生使用先前所接1.將主要概念連結到社會脈1.對教師提供的新問題能以 受定義、解釋與新概念 絡之上，強調某事件的概 新習得的知識來解決 的機會 念發展並說明 2應用先前的質品提出問題 2. 鼓勵學生應用並擴展概 2.觀賞並深入討論錄影帶或 3.提出用來做決定與做實驗情
念於新情境中
電視特別報導
的解釋
也 3 建議做出男外的解釋 3.設計概念圖，呈現主要概 4根據證據下結論 4. 針對己知的證據問學 念之間的關係 5.對觀察與解釋做下記錄 生: r 你已經知道什 4.製作一個相關的模型，展 6運用觀察的記錄來做解釋 麼? J 、「為什麼認為 示某概念或原理，並能解 如此? J 釋運作的機制1.觀察學生如何應用新的 技術與概念來解決問題 2.評估學生的知識與技術 3. 注意學生對概念的瞭解 是否有增長
2
4 讓學生評估個人及團體
的學習技巧 5. 提出開放式的問題評量 學生，如「你為什麼認 為...?
J 、「你如何解 釋...?
J 機制 l 提供機會讓學生在新情境 中檢驗他們的解釋，以 及行為、態度的正確性 2.連用各種正式或非正式評 量方式知道學生瞭解的 情形 3.評量學習活動中包含的科 學概念、態度與過程技 能 1.能將所學的新知應用在生 活中，自己解決問題 2顯現出對概念的理解 3.能評估自己的進步 4.能鼓勵自己做進一步的探 句b 7u 從上表的歸納可看出5£學習環的教學 模式中，不以教師的講述為教學主體，灌輸 學生許多的科學概念，而是以實驗或活動引 領學生接觸、發現現象，探索問題，讓學生 在學習過程中有較多主動參與的機會。在教 學的各階段中，除了考量到學生個人的認知 發展外，也要考慮到學生在互動過程中的認 知改變，與知識建構中的社會性因素，在學 生生理、心理準備進入課程的投入參與階 段，讓學生經驗概念衝突，產生內在動機， 此時安排促進概念可理解性、合理性的課程 情境，以順利讓學生進入探索與解釋階段， 在精緻化與評量階段，則置入新情境，讓學 生在挑戰概念的同時，也發覺到概念的豐富 性，可以解決新情境中的例子，達成概念改 變(蘇育男、徐順益，2009)
肆、結合合作學習與5£
學習環的生物教學
以恆定性為例
合作學習是一種合作型態的教學，採取 異質性分組方式，將班級學生分成好幾個小 組，在分組學習過程當中，學生互相指導和 幫忙， 5£學習環教學模式的特色在於先以活 動引起學生的學習興趣，讓學生以建構方式 合作探討概念，再讓學生以自己的話解釋剛 剛所學的概念，此時教師引進能含括概念的 新名詞或作概念的澄清，然後讓學生以新習 得的概念應用於不同的情境或擴展知識，也 達到評量的目的(林佳儀，2008)
，筆者結 合兩種教學法，於下表呈現運用於國一恆定 性單元教學時的具體作為構思:結合合作學習與 5E學習環的生物教學 表 3 結合合作學習與 5E 學習環教學模式應用於恆定性單元課室教學的構思(修改自 范瑞娟，
2005
;紀雅芳，2007)
5E學習環階段1.投入參與
給予連繫過去經驗 的學習任務或情 境，引起學生興趣來參與
2. 探索 使用直接的其體經 驗觀察，引導學生 主動探索，發展學 生概念跟操作技能 3. 解釋 學生對觀察、討 論、探索的結果進 行解釋，描述對概 念的理解;老師針 對專有名詞、概念 作說明 4. 精緻化 給予其挑戰的任務 或額外的問題，使 他們驗證概念的正 確性，產生合理的 推論，鞏固新獲得 的概念 5. 評鑑 鼓勵學生評估自己 的理解，教師也可作為教學改進的參
考 學生學習活動 學生能參與教師所給的問題情 境，這些問題與學生生活的經 驗有關，喚起學生的舊經驗， 連結到其下的課程，並組織學 生目前學習活動的思考。 小組進行合作學習，由各組的 組長帶領組員在審慎思索後寫 下所有可能的答案，或是能收 集資料製作成圖表，觀察圖表 中的趨勢。 學生能踴躍投入，展現他們對 概念的理解，或是在聆聽解 釋的過程中檢視自己原先的觀 點，找到衝突之處，進而修正 原有想法，或是擴充對概念的 理解，體會到有其它想法的存 在。 延伸對概念的瞭解，並能進一 步應用所學到的概念解決問 題。 檢視自己學習的成效，對自己 建構出的知識及整個學習的歷 程與態度印象深刻。 教師教學活動 教師提問與學生生活經驗相 關，同時與恆定性單元內容有 關的問題，讓學生從切身的經 驗出發，建立學生對學習任務 的興趣。 設計讓學生能探索的問題，在 學生討論後請某幾個小組的特 定成員報告討論的結果，再由 全體同學加以評估。教師在此 過程是諮詢者，巡視各組學生 的互動情形，並給予適當回 饋。 延續上一階段，讓不同的小組 報告他們探索的結果，後續報 告的組別會針對前面小組報告 的內容加以補充或提出不同的 看法，這時就是很好的澄清概 念時機，教師於此時正式引介 與概念相關的專有名詞。 學生能在小組合作討論的過程 中，完成學習單上所提出的問 題，教師在學生討論過程中也 能瞭解他們對概念的瞭解程 度。 使用口頭問答、書面問題等方 式評估學生學習成效，教師最 後收回學習單批改，瞭解學生 是否達成教學目標。a包;一一一一-一一
圓於篇幅，筆者現以恆定性單元中「血 糖的恆定」一節為例子，呈現課程發展流 程(實際執行本單元課程共五小節，六節 課) 一、第一步驟為相關文獻整理及恆定性男 有概念的分析，與血糖恆定相關的男 有概念如下(林英杰，2004
;劉燿誠，2008)
(一)血糖的重要性 1.血糖的重要性在於提供呼吸運動的能量 來源。 2. 細胞連作所需要的能量主要來自肝糖。 3. 細胞運作所需要的能量小部分來自血 糖。 4. 細胞活動所需要的能量主要來自於蛋白 質，而非酷類。 (二)血糖的來源、 1.攝食是血糖唯一來源，吃飯後血糖濃度 最高，然後逐漸下降。 2. 肝糖由激素作用之後轉變成葡萄糖，是 血伸佳一來源。 3. 消化作用所吸收的葡萄糖，細胞並不會 直接利用，而是先轉變為肝糖，細胞需 要時再變成葡萄糖進入血液中變成血 糖。 (三)血糖濃度的改變與恆定機制 1.血糖濃度與活動力有關，睡眠、休息時 濃度為最低點，吃飯、受到驚嚇或運動 時都會大於最低點。 2. 睡眠時的血糖濃度最低，只要有升高之 後都會回到最低點。 3. 體內水分的含量高低決定血糖的濃度， 所以人體是透過水分調節血糖濃度。 4. 運動使血糖降低，飲食會使血糖濃度提 高。 5. 飢餓時血糖會被送到細胞以補充細胞所 需的能量，所以血糖濃度會降低。 6. 血糖濃度降低會刺激胃分泌胃酸，身體 產生飢餓感。 7. 飢餓感是因為低血糖的血液流經胃所產 生的。 (四)激素與血糖的恆定 1.腎上腺素跟升糖素可以分解脂肪或蛋白 質，以提高血糖濃度。 2. 腎上腺素跟升糖素可以使血糖變成肝糖 儲存，以降低血糖濃度。 3. 腎上腺素跟升糖素可以促使身體進行活 動，以降低血糖濃度 4. 膜島素可以使肝糖釋放到血液中，提高 血糖的濃度。 5. 膜島素可以分解脂肪或蛋白質，以提高 血糖濃度。 6. 膜島素可以使血糖變成蛋白質儲存，降 低血糖濃度。 7. 當膜島素分泌時，會抑制腎上腺素跟升 糖素分泌，使血糖濃度提高。 (五)糖尿病與血糖調節 1.糖尿病是因為攝取太多糖份，使過多的 糖份從尿液直接排出，與膜島素無關。 2. 糖尿病是因為腎上腺素分泌不足使糖份結合合作學習與5E學習唱的生物教學 無法進入細胞，於是隨尿液排出，與膜 島素無關。 3. 糖尿病是因為攝取的糖份不足，促使膜 島素加速體內肝糖的釋放，過多的糖份 就從尿液排出，所以與膜島素有關。 4. 糖尿病人血糖過高的原因是因為攝取過 多的糖份。 5. 糖尿病是因為吃太多醋類，造成血糖太 高，膜島素分泌過多所導致的。 二、再者依文獻探討結果設計教學方式，及 設計 5£教學策略學習單。 (一)分析該單元的重要概念，提取出來繪製 成概念圖(如圖1)
由\
岳B\包
/‘伊夫\
\ \ \
(.t....)
(糊糊)
(It.)
(升高血，濃度)
、{降低血輛車)
佳話 c...J;.-...L--中
(二)配合能力指標及教學目標，設計符合教 學目標及5£教學模式的教學活動內容， 教案詳細內容與實施流程如附錄一 三、筆者希望在學生透過分組討論、報告及 操作模型的過程當中，學生能呈現出其 先備知識或第一步驟整理出之男有概 念，教師則可以在學生進行探索及解釋 的過程中，瞭解、評量甚至改善學生的 學習。整個教學過程當中，學生依第一 次段考自然科成績進行S型異質分組， 期盼達到組內異質，組間同質的分組結果，每組人數為4人，共分成9組在生物
實驗室上課，小組內每個成員皆需擔任 不同的角色，促進小組成員的討論與互 動，並輪流擔任發言者的角色，說明各 個學習活動小組內討論出的結論。4觀~三天王之一王三三
恆、學生學習結果與回
饋
一、學生學習感受之回饋
學生在生物實驗室以異質性小組的方式 進行 5£學習環模式的教學，在教學的歷程當 中，學生必須要彼此互助合作，在討論的過 程中共同完成學習的任務，因此較在教室內 授課、固定座位的傳統教學法更有助於提升 同學親和的感受，這點從部分學生的回饋中 也可略知端倪: 這樣上課可以跟一些比較厲害的同學切 磋! 這樣的方式不會太拘束，可以彼此討論 上課內容，我很喜歡。 跟班上同學會有較多的互動，較能了解 同學們的想法。能 j~ 同學一起討論、解決問 題，增進同學間的情戚。 在此次教學中，筆者將各組成員依照 一年級上學期第一、二次段考成績排序編組 號，各組的 1 號為成績最高者，以此類推， 各組的4 號為最須額外的支持，學業成績最 低者，筆者在教學過程中，為了促進較低成 就的學生參與，會以「這個題目我們請各組 的4號發表，速度最快的加5分! J 的教學語 言，刺激每組的 4號能趕快主動向組內其他 成員請益，搶得發表活動結果之先機，另外 為了促使所有人都有發表的機會，較為深入 的內容筆者會分別請不同組號的學生回答， 而在回答的過程中，學生更容易激盪出不同 的火花，對於不合理的答案進一步加以澄 清，而得到全班同意的結論，學生課後在問 卷的回饋可為佐證: 在小組討論跟實驗的過程中，我知道我 也能更了解恆定性在說什麼，也可以說給同 學聽。 現在比以前好很多，因為以前是老師在 黑板上寫，我們在下面抄，根本不用動腦， 相反的，現在一起討論，每組的討論再由老 師總和被討。 我們要多發言賺取分數，才能有獎品， 老師用這樣的方式跟機會訓練我們要勇於發 言，不能只是老師在講而已。二、學生概念學習成果
筆者以望。燿誠(2008
)發展之生物恆 定性二段式概念診斷測驗為工具，在進行教 學前後及教學後一個半月分別對結合合作學 習及 5£學習環教學模式的班級(以下簡稱 實驗組)及筆者進行傳統講述教學之班級 (以下簡稱對照組)進行前後測及延右測。 先以前後測得分進行單因子共變數分析，結 果如表4所示具顯著差異 (p=.01<.05) η2=.10 '介於.06 與 .14 之間，可表示為中 度關聯強度 (Cohen，1998)
，顯示教學法 與學習成效有中度的關聯強度，而實驗組 在概念學習成效上顯著優於對照組，與曾 燕玲(2005
)、侯佳典(2007
)、林佳儀(2008
)、李家豪 (2008 )之研究有相同結 果，顯示實驗組另有概念改變情形優於以傳 統教學法進行教學的對照組。結合合作學習與5E學習環的生物教學 表4 生物恆定性二段式概念診斷測驗前後測單因子共變數分析摘要表 來源 型 I平方和 自由度 平均平方和
F
顯著性 前測410.46
1
410.46
61.52
<.001
串且別49.54
1
49.54
7.52
.01 *
誤差454.45
69
6.67
全體914.44
71
淨相關 Eta平方.4
8
.10
陳裕方 (2004 )、曾燕玲 (2005 )、陳俊宏(2009
)的研究結果一致，顯示實驗組學生 學會的概念可以保留較長時間，有助於學生 認知學習上的表現。 再將後測與延岩測成績進行單因子共變 數分析，兩組學生在生物恆定性二段式概念 診斷測驗延若測成績平均數達顯著差異(p=.03<.05)
，實驗組在延若測的得分顯著 高於對照組，如表5 所示，此一研究發現與 表 5 生物恆定性二段式概念診斷測驗後測與延君測單因子共變數分析摘要表 來源 型 I平方和 自由度 平均平方和F
顯著性 淨相關Eta平方 後測501.07
1
501.07
69.40
<.001
.52
#且另 IJ33.73
1
33.73
4.67
.03*
.07
誤差462.15
65
7
.1
1
全體979.12
67
陸、總結
在結合合作學習與 5E 學習環的教學過 程中，一開始雖有「自己能不能作得好，學 生能不能作得到」的憂慮，但看見學生們個 個試圖嘗試挑戰學習任務，忙著討論的神情 姿態，才發覺那些擔心實為多餘，若學生能 在學習的過程中獲得更多正向的感受，他必 然會對這個科目的學習更有信心，那便是教 與學之福，鼓勵大家一同調整己身的教學型 態，嘗試不同的教學方法。參考文獻
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附錄一血糖的恆定教學流程
單兀名稱
血糖的恆定 教材來源 各版本自然與生活科技領域第一冊教科 書、自編教材 設計教學者xxx
教學時間 l 節課 教學班級年班
學生人數
36人
教學資源 學習單、課本 教學策略 5E學習環模式 教學單元 學習環 教師教學流程 學生活動流程 對應 時間 活動 階段 能力指標6-4
|血糖的 l
區區
投入參
先以「有時候餓了忍耐 從思索生活中經驗出發，2-4-1-2
2分鐘 區Z 一段時間不吃東西，一 表現出對這個主體想要進 段時間後就不覺得餓 一步瞭解的興趣 了」的生活經驗為引 子，引發學生對本節課 程的好奇 J心 探索 【學習活 讓所有同學閱讀一篇關 在閱讀的過程中摘要重1-4-5-2
8分鐘 動一】 於「糖尿病」的文章， 點，並能記錄自己在閱讀1-4-5-3
引導學生回答文章後附 過程中的發現 解釋 的問題 【學習活 以「翹翹板」模式圖來 學生能說明(1)血糖濃1-4-5-3
10分鐘 動二】 讓學生試著解釋血糖機 度上升時; (2) 血糖濃2-4-2-1
制這個概念，分為 1 血糖 度下降時人體血糖調節機 濃度上升時及 2.血糖濃度 制，並能在老師講解後修 下降時的調節(教師在 正原有的另有概念 此要能觀察學生的討論 並觀察他們的反應) 另外也提出在 3.緊急狀況 下時腎上腺素分泌所引 發人體的生理變化與血 糖調節之間的關係結合合作學習與5E學習環的生物教學 【學習活精緻化 以「小明一天血糖濃度的學生能在這個新情境中，
1-4-5-4
10分鐘 動二】 變化」為例，讓學生能運運用之前的概念於其中，1-4-5-5
用前一個學習活動學到的說明各階段讓血糖濃度回2-4-1-2
主要概念於其上，解釋一 復至正常範圍的運作機制7-4-0-1
天中血糖濃度維持恆定的 機制【牛刀小
評鑑 分為三部分，第一部分提 寫完後要能在聽老師講解1-4-5-3
15分鐘 試】 供一張描述血糖恆定的概 的過程中檢視自己對此概1-4-5-5
念園，讓學生應用學會念的瞭解5-4-1-2
的知識去說明這張圖的6-4-2-2
內容，顯現出對概念的理 解，並提出是否能在這張 概念圖上加入新的概念與 連接詞的問題，在團體討 論的過程中評估學生的參 與;第二部分則是呈現翹 翹板模式圖，讓學生解 題;第二部分回歸一開始 的生活經驗，讓學生由試 著解釋答案的過程中體認 本節所學內容的概念豐富 性可用來解決現實生活的 問題a臨llr===c:一一一一一一
附錄二血糖恆定學習單 6-4血糖的'I宜定 你曾有過這樣的經驗嗎?有時候餓了忍耐一段時間不吃東西，一段時間後就不覺得餓 了，這樣的生活經驗與本節的課程內容間有什麼相關呢? 【學習活動一】 。請先閱讀下列關於「糖尿病」的文章後，根據之前所學過的科學知識及課文、本文章內 容，小組討論回答以下問題: 正常人進食後，食物在消化道中被消化分解產生葡萄糖，葡萄糖被小腸絨毛吸收後，經 由血液運送至全身(血中的葡萄糖稱為血糖) ，包括膜臟，在此時會刺激膜臟中的膜島釋出 膜島素，膜島素可幫助葡萄糖進入身體各組織細胞，經呼吸作用轉變成能量，或WT存在肝、 肌肉以及脂肪細胞中。 如果沒有膜島素，或者身體各組織對膜島素不發生反應，則葡萄糖就不能被利用，於是 血液中葡萄糖含量便會上升。當血糖升高到某一程度，超過腎臟所能回收的極限時，葡萄糖 便會從尿液中「漏」出，所以稱之為糖尿病。 其實只有血糖超過訂定的標準便算是糖尿病，不一定要有尿糖存在才算糖尿病，由於 血糖要高到某程度才會有尿糖出現，所以測定血糖較尿糖準確。診斷糖尿病是以測定血糖為 主。當血糖高達 180 mg/dl時，超過腎臟再吸收糖的極限，糖分便從小便中排出。 由於糖本身的滲透壓高，在糖分從小便中排出時，會伴隨大量水分和電解質的流失，使 得細胞脫水，所以會出現尿多，口渴，多吃，疲倦，體重下降等典型症狀。其他症狀還包括 手腳麻痺，視覺模糊，皮膚傷口不易癒合等。 <修改自 www.vghtpe.gov.tw/-meta/edubl.htm>1.
r 血糖」的定義是什麼?血糖的來源可能有哪些? 2血糖對人體有何重要性? 3. 想一想，當血糖濃度過低時，對人體有何影響?相反的，當血糖濃度過高時，對人體有何 影響? 4.糖尿病的症狀有哪些?如何減緩糖尿病的症狀呢? 5 查一查，課文中與調節血糖濃度相關的激素有哪些?結合合作學習與5E學習環的生物教學 【學習活動二】 。以「翹翹板」模式圖來試著解釋血糖的恆定: 1.血糖濃度上升的調節模式
|對|!
2.血糖濃 血糖濃度回 到適中 3.在緊急狀況(被狗追、看恐怖片)或運動時，體內會分泌何種激素?產生哪些生理變 化?產生這些生理變化的目的為何?【學習活動三】 @下圖是小明一天中從中午到晚上血糖濃度的變化圖，請說明 l 血糖濃度的正常範圍? 勵，
20
-19
..
18
•
17
2.
(l)
~ (5) 各階段血糖濃度上升或下降的原因為?-
16
•
15
↓ (3)吃完午餐後一段時間
-14
M
課
一上
室
寸叫做
•
13
(5)至I150
a12
血糖濃度(毫克二百毫升)
時間(時)結合合作學習與 5E學習環的生物教學 【牛刀小試】 1.下圖是一張血糖恆定的概念圈， (l)試著說明這張概念圈中關於血糖恆定的機制， (2) 小組討論後看看能不能在這張概念圖土加入新的概念與連接詞，讓這張圖更完備: 兄一
