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創造性問題解決融入科學遊戲教學之行動研究-以「化學」為例

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Academic year: 2021

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國 立 台 中 教 育 大 學 科 學 應 用 與 推 廣 學 系 研 究 所 碩 士 論 文

指導教授:許良榮 博士

創造性問題解決融入科學遊戲教學

之行動研究-以「化學」為例

Action Research of Implementing Creative Problem Solving in Science

Game Teaching: An Example of Chemistry

研究生:林盈全

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摘 要

本研究採行動研究,旨在透過創造性問題解決(Creative Problem Solving, CPS) 教學模式融入科學遊戲設計以「化學」為主題的教學活動,探討科學遊戲教學活動設 計及教學活動歷程,可能遇到的問題及其解決方法,以及教師在整個研究歷程中,所 獲得的教師專業成長。本研究共進行三階段的教學活動,每一階段教學對象為康樂國 小(代稱)五年級各一班。每階段教學活動皆為每週兩節課,共三次六節課。研究者 藉由教學錄影、協同教師教學觀察記錄、訪談記錄、學習單、單元意見心得單、活動 意見調查表、教學札記等方式蒐集研究相關資料。經過分析、歸納後,統整獲得以下 結果:(一) 科學遊戲可導入創造性問題(CPS)教學模式來設計教學活動;(二) 科學遊 戲之教學成效受科學遊戲之挑戰性、教學活動內容之掌握、學生對科學的學習態度及 小組內部情形等因素影響而有所差異;(三) 研究者在教學活動設計能力、教學能力及 教師研究能力等均獲得專業成長。最後依據研究結果,研究者在科學遊戲教學活動設 計、教學活動實施、未來研究方向提出建議以供有興趣於科學遊戲之教學者與後續研 究者之參考。 關鍵字:科學遊戲、創造性問題解決、化學

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Abstract

The purpose of this study developed chemistry-related science games that intergrated the creative problem solving (CPS) instructional model. Also, the possible problems and solutions in the processes of designing and implementing of these science games, as well as teacher’s professional development during designing and teaching, were investigated in this study. This study adopted action research and carried out for three rounds. The subjects were the fifth graders coming from three classes in an elementary school. The subjects in the three rounds were different. In each round, one class of the fifth graders participated in this study. The teaching activities were conducted for a total of 240 minutes (three units) in each round. The data collected in this study included: recorded videotapes in the teaching process, interviewed with the students and cooperative teachers, observations by cooperative

teachers, activity worksheets form students, student questionnaires, and teaching journals. The major findings of this study were: (1) CPS could be suitably integrated into science games teaching; (2) the effectiveness of science game instruction was influenced by the degree of difficulties of the games, the content of the teaching activities, and students’ learning interests in science, and the interactions within the team members of a group; (3) the researchers improved their professional ability in instructional design, teaching practices, and their research ability. This study also provided several suggestions on the design and implementation of science games as well as some directions for future researches regarding applying games in science education.

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目 次

中文摘要... Ⅱ 英文摘要... Ⅲ 目次... Ⅳ 表目次... Ⅵ 圖目次...Ⅶ 第壹章 緒論 第一節 研究動機與背景...1 第二節 研究目的與待答問題...3 第三節 名詞釋義...3 第四節 研究限制...4 第貳章 文獻探討 第一節 科學遊戲...5 第二節 創造性問題解決(CPS) ...10 第叁章 研究方法 第一節 研究方法與架構...20 第二節 科學遊戲教學設計...22 第三節 研究情境和參與人員...29 第四節 研究工具...32 第五節 研究流程...34 第六節 資料蒐集與分析...34 第肆章 研究結果與討論 第一節 第一階段教學行動...39

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第二節 第二階段教學行動...52 第三節 第三階段教學行動...62 第四節 教師專業成長...70 第伍章 結論與建議 第一節 結論...75 第二節 建議...77 參考文獻 中文部分...80 西文部分...84 附錄 附錄一 活動設計含有「化學概念」的科學遊戲書籍及網站... ...86 附錄二 科學遊戲創造性問題解決教學活動設計...88 附錄三 教學活動設計檢核表...108 附錄四 協同教師觀察記錄表...111 附錄五 科學遊戲意見心得單...119

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表 目 次

表 2-1-1 遊戲應用於教學之相關研究...7 表 2-2-1 國內自 1999 年後 CPS 在國小自然科相關研究...16 表 3-2-1 18 個科學活動檢核結果...24 表 3-2-2 CPS 六大步驟對應相關教學活動...28 表 3-3-1 協同研究教師資料...32 表 3-4-1 訪談大綱...,,,...33 表 3-6-1 資料代碼編排方式...37 表 4-1-1 單元目標檢核表-第一階段...40 表 4-1-2 九年一貫能力指標檢核表-第一階段...44 表 4-1-3 學生對科學遊戲課程教學活動的好惡與原因-第一階段...45 表 4-1-4 各單元之「問題解決任務」的喜好與挑戰性感受-第一階段. ...46 表 4-1-5 調整教學活動時間...51 表 4-2-1 單元目標檢核表-第二階段...53 表 4-2-2 九年一貫能力指標檢核表-第二階段...56 表 4-2-3 學生對科學遊戲課程教學活動的好惡與原因-第二階段.. ...57 表 4-2-4 各單元之「問題解決任務」的喜好與挑戰性感受-第二階段...58 表 4-3-1 單元目標檢核表-第三階段... ... ...64 表 4-3-2 九年一貫能力指標檢核表-第三階段...66 表 4-3-3 學生對科學遊戲課程教學活動的好惡與原因-第三階段. ...67 表 4-3-4 各單元之「問題解決任務」的喜好與挑戰性感受-第三階段...68

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圖 目 次

圖 2-1-1 科學遊戲定義彙整圖... ...6 圖 2-2-1 Osborn-Parnes 五階段 CPS 模式...11 圖 2-2-2 Isaksen 和 Treffinger 六階段 CPS 模式...12 圖 2-2-3 Isaksen 和 Treffinger 三成份六階段 CPS 模式...13 圖 2-2-4 Isaksen 和 Dorval 三成分彈性循環模式...14 圖 2-2-5 Isaksen、Dorval 和 Treffinger CPS 系統化架構模式...15 圖 3-1-1 行動研究模式...21 圖 3-1-2 研究架構圖...22 圖 3-2-1 科學遊戲設計聚焦歷程...25 圖 3-2-2 火山爆發...25 圖 3-2-3 有吹力的粉...26 圖 3-2-4 氣泡復活...26 圖 3-2-5 一泡沖天...26 圖 3-2-6 我最好色...27 圖 3-2-7 我是柯南...27 圖 3-5-1 研究流程...35 圖 4-1-1 氣球套在塑膠軟管上充氣...42 圖 4-1-2 氣球套在軟木塞上充氣...42 圖 4-1-3 整顆曼陀珠加入汽水中...42 圖 4-1-4 切成小塊加入汽水中...42 圖 4-1-5 參賽學生認真比賽...49 圖 4-1-6 未參賽學生參與度低...49 圖 4-2-1 學生將瓶子倒立反應充氣...54

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圖 4-2-2 曼陀珠剪成細塊...55 圖 4-2-3 吸管剪成分叉...55 圖 4-2-4 「我的氣球比你大」修正後學習單...60 圖 4-2-5 操作同學擋住視線...61 圖 4-2-6 A4 測量用紙(3*3) ...61 圖 4-3-1 曼陀珠剪塊放於蓋裡倒入瓶中...65 圖 4-3-2 手持吸管握住瓶口...65

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第壹章 緒論

本章第一節說明研究背景與動機,於第二節闡述研究目的與待答問題,接著第三 節說明本研究關鍵詞之名詞釋義,第四節指出本研究之研究限制,期能闡明本研究之 研究精神。

第一節 研究背景與動機

隨著資訊科技的快速發展,社會愈來愈多元化,現已轉變成「知識經濟時代」。 為迎接它的來臨,政府將提升創造力列為主要的國家發展政策,教育部(2002)創造力 白皮書指出民國 85 年行政院教改會公佈之「中華民國教育改革總諮議報告書」中提出 「多采多姿,活潑創新」之現代教育方向,為創造力教育時代拉開序幕。 教育部(2003)在九年一貫新課程設計中指出,是以學生為主體,以生活經驗為中 心,培養國民具備基本能力為核心主軸,希望他們學到的是帶著走的能力,而不再是 傳統知識的灌輸,因此希望能藉由此課程培養學生「十大基本能力」:瞭解自我與發展 潛能;欣賞、表現與創新;生涯規劃與終身學習;表達、溝通與分享;尊重、關懷與 團隊合作;文化學習與國際瞭解;規劃、組織與實踐;運用科技與資訊;主動探索與 研究;獨立思考與解決問題。而創造性問題解決教學正符合新課程的要求。經由這樣 的教學培養學生解決問題及創新思考的能力,正符合二十一世紀技能的精神。並且可 以破除社會大眾對於創造力是少數資優生專利的迷思(教育部,2002)。 在九十八年一月七日中時電子報的一篇報導中,提及「二十一世紀技能」包含了 獨創力(creativity)、創新力(innovation)、批判性思考(critical thinking)、解決問題 能力(problem-solving)、溝通能力(communication)以及合群力(collaboration)(林 家群,2009)。由此可見創造力教學、問題解決能力將成為未來教育工作的重點。研究 者分析國內外有關創造性問題解決(Creative Problem Solving)之相關研究,歸納後得 知:(1)CPS 融入國小自然與生活科技教學是可行的(李祉頡,2006;吳麗珍,2005)。

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(2)CPS 融入教學行動研究歷程,有助於教師專業成長(許順欽,2002;廖仁年,2003; 吳麗珍,2005;陳淑娟,2007)。(3)CPS 對學童的創造力、問題解決能力有顯著提升 (例如:王詩棠,2006;林美嬌,2005;莊承霖,2007;楊訪屏,2004)。綜合上述幾 點,可知 CPS 教學模式融入自然與生活科技課程應可以提升學生之創造力及有助於教 師專業成長。 早期遊戲理論除了肯定遊戲對兒童發展的重要性外,同時認為遊戲也是學習方法 之一。兒童遊戲既是學習的活動也是教育的活動,比較容易引起兒童的學習動機(蘇 秀玲,2006),因此若能將遊戲與教學結合,能讓學生有更強烈的動機參與活動,並從 中學習。Trollinger(1977) 曾針對遊戲應用於教學上的方式,強調學生可以從遊戲中遇 見真實生活的模型,並從參與的過程中去學會使用技巧的能力,如善用自己的知識, 同時對於學生的批判性思考與做決策的能力也有所助益。另一方面老師的角色也需從 一般知識的模仿者轉變成知識的推動者、資源者(resource)。由此可知,遊戲在學生 學習上扮演著重要角色之一。 近幾年,有學校將科學遊戲納入學校課程中,希望經由這樣的活動,讓他們能夠 更容易的親近自然科學。蕭次融(1999)認為科學遊戲就是把科學活動與遊戲結合, 讓學習者從遊戲中體會科學原理。而杜威也指出學習必須符合學生的興趣,並強調學 習是從行動而來,也就是所謂的「做中學」,若能讓學生從身邊取得的事物,親自操作 或製作、探索原因、發現問題,進而瞭解科學理論,將有助於學生更輕易理解艱深的 科學理論。 研究者自九十四年起連續兩年擔任台中縣自然與生活科技輔導團團員,因業務上 安排,必須至全縣有需要協助之小學進行訪視。在與學校擔任自然科教師座談時,許 多老師都述及科學遊戲深受學生的喜愛,甚至有許多學校都成為全校的例行性事務, 但卻只有非常少數的教師將其融入課程中進行教學。 再者,研究者於學校教授科學遊戲時,發現學生反應頗為熱烈,使研究者對於科

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學遊戲所能帶來的效應,深感興趣。但鑑於坊間科學遊戲書籍過於繁雜,且只針對科 學遊戲的目的、流程及成品簡單的敘述,少有引導學生進一步利用創造力及問題解決 的機會;雖可為現場教師於課餘間使用,但未必適合教學現場之使用。有鑑於此,研 究者蒐集坊間有關「化學」之相關科學遊戲為教學素材,結合「創造性問題解決(CPS)」 之模式,設計以「化學」為主題之科學遊戲創造性問題解決教學活動,期望藉由此教 學活動,讓學生從日常生活中學習科學知識並將課堂中所學到的理論,應用在解決環 境周遭所遭遇的問題,並期許研究者從本研究中之發現及成長,可供作他人之參考。

第二節 研究目的與待答問題

一、 研究目的 本研究採取日常所見之素材,以化學為主題,結合創造性問題解決能力(CPS) 之教學理念,設計以「化學」為主題之科學創造性問題解決能力的教學活動,期能藉 此激發學生之創造力與問題解決能力,並期許研究者在此研究歷程中,能在課程設計、 教學策略應用及教師角色扮演上有專業成長。 二、 研究問題 基於上述的研究目的,本研究欲探討的問題如下: (一) 如何發展及精緻化創造性問題解決(CPS)教學模式融入科學遊戲之教學活動設 計? (二)實施科學遊戲創造性問題解決教學活動的過程中,可能遭遇的問題與解決的方 法為何? (三)研究者在設計與實施科學遊戲創造性問題解決教學活動的歷程中,教師專業成 長為何?

第三節 名詞釋義

一、 科學遊戲

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各專家學者對「科學遊戲」一詞,有不同的見解及界定,研究者彙整專家學者(牟 中原,1999;陳忠照,2003;郭騰元,2000)對科學遊戲的說法,將本研究之科學遊 戲定義如下: 1. 科學遊戲包括科學原理或概念,教學設計之核心即以「化學」為主。 2. 科學遊戲的設計需包含讓學生動手操作的活動。 3. 科學遊戲所使用之器材皆容易於生活中取得。 4. 科學遊戲是能引起學生學習興趣。 上述2~4項經檢核小組檢核確認,詳述於第三章第二節。

二、 創造性問題解決(Creative Problem Solving,CPS)

本研究創造性問題解決採用 Isaksen 和 Treffinger 於 1987 年修正後為三成分六階 段之 CPS 模式,其三大成分與六大階段分別為:成分一:瞭解問題,包含三大步驟: 發現困惑(MF)、發現資料(DF)、發現問題(PF);成分二:產出點子,包含一步驟:發 現點子(IF);成份三:計畫行動,包含兩大步驟:發現解答(SF)、尋求接納(AF);將前 述三成份六階段融入教學活動設計之基礎遊戲、動手玩一玩、原理探究、問題解決任 務、動一動腦、小組合作、小組競賽及綜合活動實施。

第四節 研究範圍與限制

一、 研究對象的限制 本研究係針對國小高年級所設計的教學。因此,研究結果僅對本研究的特定對象 下的解釋與結論,不宜在本研究對象教學場域外作概括性之推論。 二、 研究內容的限制 本研究以「化學」為主題之科學遊戲為研究範圍,因此研究結果、解釋不宜推論 至「化學」主題外之其他主題。

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第貳章 文獻探討

第一節 科學遊戲

一、科學遊戲 兒童的生長過程離不開遊戲,經由遊戲可促進兒童的問題解決能力、創造力和保 留概念,藉由遊戲來釋放他們的精力,讓兒童體驗成人的生活,並協助兒童心智的發 展(郭靜晃譯,2000)。許良榮(2004)指出喜歡遊戲乃人類之天性,若可以運用簡易 又多樣性的科學遊戲,培養孩子成為既明理又知性的現代國民;而Piaget(1951)認為玩 遊戲的過程可以讓孩子熟悉他們的生活環境,造出他的想像世界。遊戲是兒童所喜愛 的,也是兒童的天性,對於兒童而言,遊戲是一種學習、活動、適應、生活或工作, 以遊戲為媒介,能享受與人、玩物之間的互動,其所帶來的樂趣,能促使兒童在各方 面有更正面及積極的發展(吳幸玲,2003)。Eisner(1982)認為遊戲是讓兒童去探索 會發生的經驗,是兒童用來理解世界的工具之一,是一項很自然的童年活動。Kafai(1996) 則認為遊戲可以讓學生在完成遊戲目標的歷程中也建構自己的概念或知識,因此,若 將遊戲放入教學過程中,會使學生有更強烈的動機去學習,更有助於學習表現。 國內專家學者對科學遊戲的看法不盡相同,許義宗(1981)指出科學遊戲是「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」;牟中原(2002)在「動 手玩科學」書中的推薦序指出,科學遊戲就是要把科學活動和遊戲結合,寓教於樂, 把趣味找回來,讓同學可以從遊戲中體會科學原理。而陳忠照(2003)在「科學遊戲 創意教學」一書中提出科學遊戲是利用周遭環境的生活素材,進行的科學性遊戲,並 提到科學遊戲具有下列四項特質:(1)趣味性:能玩得快樂、玩得自在;(2)規律性:遊 戲有遊戲規則,在遊戲過程中需要講道理、有禮貌;(3)創造性:在歡樂的遊戲過程中 創意的成長容易伴隨而生,可能隨時湧現更新的看法;(4)分享性:在團體互動中,能 學習心胸寬容與人同樂,並分享過程與結果。

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而在科學遊戲教學設計方面,郭騰元(2000)則進一步指出小朋友對於科學遊戲 的玩法和科學家不一樣。他根據下列原則,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)可以用簡單的科學原理加以解釋;(3)製作的方法簡單;(4)材料 容易取得;(5)容易改變或改進。反觀對於科學遊戲的說法,David, Lustick(2001)就認 為科學遊戲的教學必須符合簡單化(simplicity)、可參與(participation)、有目標(goals)、 懸疑、不確定性(suspense)等四個簡單原則。 研究者綜合上述各學者之說法,認為科學遊戲必須具備趣味性、具有科學原理、 有創造性及可動手操作。再根據認知、情意及技能三種能力,將歸納後的科學遊戲的 定義,將其分至各能力中(見圖 2-1-1),來說明科學遊戲各特性與認知、情意、技能三 方面之關係。 二、科學遊戲在教學上的應用 2000 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 域的課程目標中述及(教育部,2003):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.培養與人溝通表達、團隊合作以及和諧相處的能力;4.培養獨立思考、解 決問題的能力,並激發創造潛能。除此之外,陳忠照(2003)指出有意義的科學教學 活動,整個流程應策重在操作、思考、解題、創造,以及尊重等知能與態度的養成, 並歸納出七項科學教學的特色:1.學生為中心─學生是教學活動的主體,教師扮演觀 認知 科學 遊戲 情意 具趣味性 具科學原理 動手操作 簡單化 技能 圖 2-1-1 科學遊戲定義彙整圖(研究者歸納)

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察者、輔導者,或催化者的輔助配角;2.活動為導向─整個教學以學生探究活動為主 軸,從探索發現中,培養創造思考、解決問題的能力;3.目標為基準─以單元目標、 能力指標為教學活動之依歸;4.教材生活化─從生活面、鄉土面做為取材的起點,使 教材內容和生活環節相互呼應;5.教具環境化─教具宜易取易得,盡量利用環境器物, 並具環保的教育意義;6.教法趣味化─教學固需教材「有料」,也需教法「有味」。營 造快樂情境,採用生動教法,激發學習的動機與志趣;7.教學個別化─智慧有多元, 智商有高低。個別化教學,就是因材施教,適性發展,把每個孩子都「帶」起來。可 見教學上應採取引發學生興趣、培養學生問題解決能力及與人溝通的技巧…等,而這 些要點與本研究所採取之教學內容一致。 研究者從全國碩博士論文網搜尋科學遊戲教學的相關研究,發現科學遊戲在教學 上的應用大多是以融入自然與生活科技領域教學的方式進行;研究對象則以國小中高 年級為主;不同的研究者對科學遊戲的教育性有不同的探討目的,研究者從19 篇相關 研究中整理歸納出科學遊戲應用於教學。茲將各研究的主題及研究結果與發現列表如 下(見表 2-1-1): 表2-1-1 遊戲應用於教學之相關研究 對象 研究者 年代 研究主題 研究結果與發現 黃冠毓 2007 國小教師進行科學遊戲 融入生活課程之行動研 究 1.科學遊戲設計融入生活課程的要素:課程與科學原理 結合;符合學生能力;動手做活動;遊戲材料生活化; 遊戲環境佈置符合活動需求…等八項。2.科學遊戲教學 中面臨的問題及解決辦法。3. 研究者的專業成長。 低年級 李靜慧 2006 以趣味科學遊戲融入人 本建構取向的教學策略 探究國小一年級學童的 概念學習特色:以「磁鐵」 單元為例 1.磁鐵概念主題上,大部分與國內外相關研究結果一 致。2.趣味科學遊戲與POE教學策略確實可以達成主動、 建構、合作及真實的有意義學習。3.透過趣味學習屬性 分析,可促進學童的概念學習。

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李戊益 2001 九年一貫生活課程教學 設計之行動研究~以「玩 具DIY」模組為例 1.材料選擇多樣性、學童興趣強烈、學生同儕間的合作 及家長資源協助。2.提升研究者設計統整課程的能力及 經驗分享。3. 學童自備材料能力不足、操作能力與態度 不成熟、秩序問題及家長代工太多。 徐麗雪 2001 國小科學遊戲教學活動 成效分析 1.自然科教學回饋問卷顯示教學活動符合「科學遊戲教 學」的理念。2.科學概念成就測驗、自然科學習態度量 表結果顯示科學概念均顯著高於傳統教學。3學生對科學 遊戲教學都持有正向的反應。4.基本科學過程技能測驗 結果顯示除了「觀察」,其技能皆優於控制組。 江淑瑩 2005 以科學遊戲融入教學探 究國小四年級學童學習 成效之研究 1.科學概念測驗分數明顯高於控制組。2.科學態度測驗未 有顯著差異。3.科學過程技能測驗的下操作型定義未達 顯著差異,其他皆優於控制組學生。 中年級 蘇秀玲 2004 科學遊戲融入國小自然 學童的科學態度與問題 解決能力之研究 1.科學相關態度量表、問題解決測驗、問題解決能力量 表皆優於控制組學生。2.科學遊戲教學,科學態度具有 主動、積極、且樂於參與等正向的態度。 黃玉斯 2009 創造性問題解決融入科 學遊戲教學之行動研究-以「磁鐵」為例 1.CPS可融入科學遊戲並設計教學活動。2.教學成效受小 組合作、科學遊戲的難易、教學活動設計內容、學生對 科學遊戲學習興趣的影響。3.可提升教師專業成長。 洪美嬌 2008 科學遊戲創造性問題解 決教學活動發展-以「紙 張的遊戲」為例 1.由CPS模式教學可提升學生學習興趣,可從遊戲中學習 科學知識。2.CPS教學必須克服時間、地點、材料、教學 現場等問題。3.可提升教師專業成長。 張東瑋 2007 以科學遊戲—泡泡為主 題之教學活動之行動研 究 1.有效提供學生學習興趣2.有助於科學過程技能的養 成。3.研究者之教學經驗與教學技巧也能向上提昇。 趙育琳 2007 「泡泡狂想曲」教學模組 開發之研究 1.引起兒童的學習興趣,符合九年一貫課程精神。2.研究 者的專業成長與收穫。 蔡宗信 2007 以科學遊戲增進學生問 題解決能力之行動研究 1.問題解決能力有略顯進步。2.研究者專業成長。 高年級 陳淑娟 2007 科學遊戲創造性問題解 決教學活動發展-以「水 的表面張力」為例 1.CPS可融入科學遊戲進行教學活動2.科學遊戲教學成 效受實施形式、分組方式、小組內部和諧、教學順序、 學生的科學學習態度與學業成就等影響3.教師或專業成 長。

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洪正龍 2007 科學遊戲對國小五年級 不同學習動機類型學童 的學習動機之影響研究 1.學童的科學學習動機普遍得到提升。2.學童覺得科學遊 戲的學習環境能快樂去學習。3.逃避學習動機類型學童 喜歡在科學遊戲活動中動手操作,變得更喜歡學習自然 科。 徐慶雲 2007 實施探究式科學闖關遊 戲提升國小學童科學學 習成就之行動研究 1.需留意競賽方式、場地,帶給學生挫折。2探究式科學 闖關確實能顯著提升學生科學知識概念並能使學生持有 正向的科學態度。3.從課程設計、學習觀念及教師角色 扮演上進步成長。 楊蕎安 2006 趣味科學活動融入自然 與生活科技學習領域教 學之研究 1.學習成就無顯著差異。2.學習態度均顯著的提升。3.創 造性思考活動:開放性、獨創力、精密力、標題與總分 顯著優於對照組,流暢力、變通力未達顯著差異。 林瓊音 2005 以科學遊戲輔助國小自 然科教學之個案研究 1.提高學生學習興趣。2.實施過程中,教師特質扮演關鍵 角色。 楊訪屏 2004 運用CPS於模組化科學 遊戲之教學行動研究-以 「牛頓第三運動定律」課 程為例 1.課程設計、教學策略應用、教師角色改變的專業成長。 2.實際活動時問題解決能力較佳。3.學生認知、技能、情 意有收穫 林堂麗 2003 科學遊戲融入自然與生 活科技課程之行動研究 1.科學遊戲可以融入自然與生活科技領域當中。2.科學遊 戲融入課程時,材料、場所、課程會影響科學遊戲進行。 3.研究者的專業成長。 高年級 張淑慧 2002 科學玩具遊戲教學之成 效研究 1.科學態度量表得分顯著高於控制組學生。2.統整科學過 程技能測驗結果顯著高於未接受科學玩具遊戲教學的班 級。 從表2-1-1 歸納可發現以下之結論: 1.科學遊戲教學對象為高年級(13 篇)、中年級(3 篇)及低年級(3 篇),而李 戊益(2001)指出低年級之科學遊戲教學,學童的材料準備、秩序控制、操作方法的 能力不足,造成教學上的困擾。故本研究採高年級之學生。 2.科學遊戲教學能提升教師專業成長(林堂麗,2003;洪美嬌,2008;徐慶雲, 2007;黃玉斯,2009;黃冠毓,2007;陳淑娟,2007;趙育琳,2007;蔡宗信,2007)。 3.科學遊戲教學可提升學生創造力及問題解決能力(陳淑娟,2007;徐麗雪,2001;

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楊蕎安,2006;楊訪屏,2004;蔡宗信,2007)。

4.科學遊戲教學能提升學生興趣(洪美嬌,2008;李靜慧,2006;蘇秀玲,2004; 張東瑋,2007;趙育琳,2007;洪正龍,2007;楊蕎安,2006;林瓊音,2005;)。

第二節 創造性問題解決(Creative Problem Solving,CPS)

創造性問題解決(Creative problem solving,CPS)自 Osborn 於 1953 年提出後, 歷經約50 年的研究與發展,已對創造力的培育產生了重大的貢獻(引自 Isaksen & Treffinger, 2004)。本節將介紹 CPS 的發展與內涵及國內外將 CPS 應用於教學的相關 研究。

一、 CPS的發展與內涵

CPS模式的演進,大致可區分為六個時期,每一個時期皆有其主要的發展重心、 成果與內涵,分別說明如下(引自Isaksen & Treffinger, 2004):

1. 第一時期(1942~1967年):

此階段發展的重心是希望給創造歷程一個明確的定義,因此1953年時,Osborn在 的「應用想像力(Applied Imagination)」一書中,提出CPS七個階段的歷程,分別為: (1)定位(Orientation);(2)準備(Preparation);(3)分析(Analysis);(4)假設(Hypothesis); (5)醞釀(Incubation);(6)綜合(Synthesis);(7)驗證(Verification)。經過十年的努 力,Osborn將七階段濃縮成三階段,分別為:發現事實(Face-Finding)、發現點子 (Idea-Finding)、發現解答(Solution-Finding) 2. 第二時期(1963~1988年): 此階段發展的重心主要在開發促進創造力的教學方案,結果產生許多創造性問題 解決教學方案。尤其在Parnes 等人提出五階段的CPS(見下頁圖2-2-1)歷程:(1)發現事 實(Fact-Finding):問題解決者可使用5W1H(who、what、where、when、why、how) 的策略,取得有用的訊息並蒐集相關的資料,並於解決問題之前,檢視所有可用的資

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困 惑 發現事實 發現問題 發現點子 發現解答 尋求接納 問 題 敏 感 度 計 劃 新 挑 戰 行 動 圖 2-2-1 Osborn-Parnes 五階段 CPS 模式。(取自鄭英耀、劉昆夏、張川木,2007) 料,並進行整理與分析;(2)發現問題(Problem-Finding):當資料已全部蒐集好,且 問題的線索也已呈現時,此時問題解決者可開始分析問題的每一個成分,重新安排問 題的陳述,並清楚地界定問題;(3)發現點子(Idea-Finding):界定問題之後,問題解 決者可以先想像所有可能解決問題的構想,並以書面方式條列呈現;(4)發現解答 (Solution-Finding):提出一系列的構想之後,進一步由所有的構想中,找出最好、 最實際與最合適的解決之道;(5)尋求接受(Acceptance-Finding):找出最合適的解決 方法之後,問題解決者必須實際執行此構想,以確認此方法是否有效,若無效則必須 回到前幾個步驟,重新發現合適的構想,並付諸實行。另一方面運用此流程進行兩年 的創造性研究計畫(Creative Studies Project)成效顯著,說明五階段的CPS能有效提升 創造思考能力。

3. 第三時期(1981~1986年):

此階段模式發展的重心為呈現個人與情境對學習與運用CPS的影響。1985年 Isaksen 和Treffinger 將五階段修改成六階段的CPS模式(見下頁圖2-2-2),在問題解決 的第一個步驟增加發現困惑(Mess-Finding),並根據每個人面對問題時,對問題的定 位(Orientation)、情境的認知(Outlook)、成果的產出(Outcome)、歷程的阻礙(Obstacles) 及解決問題自主權(Ownership)上的差異,產生不同的問題解決。另一方面,此階段 的CPS也強調擴散思考與聚斂思考在問題解決時的均衡運用。

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4. 第四時期(1987~1992年): 此階段模式的發展重心主要在回應教學現場的實務運用,發展出一套有效並適合 各種教學情境運用的CPS教學模式。Isaksen和Treffinger於1987年時,進一步將六階段 的CPS歸納成瞭解問題(包含發現困惑、發現資料、發現問題)、產出點子(包含發 現點子)與計劃行動(包含發現解決方案、尋求接納)等三個主要成分(見下頁圖2-2-3)。 此一模式提出後,許多學者將其運用在不同情境進行教學,發現該模式(1)可運用於各 擴散思考 聚斂思考 新挑戰 New Challenges 整理、分析與歸納重要 的資料 決定一種挑戰,並建立 一般性的問題解決目標 選擇一特定問題並具體 且明確的陳述問題 選出最有可能解決問題的 構想 選擇一些標準評估解決問 題的構想 找到最適當的構想,擬定 計畫並加以執行 考量執行過程中可能的 助力與阻力 找出各種評估構想 的標準與方法 列出問題之所有可能 的解決構想 從已知的資料發現 所有可能的問題 收集不同的資料瞭解 事實的情境 從生活經驗與情境中尋找 各種問題解決的機會 聚斂面 Convergent Phase 擴散面 Divergent Phase 問題敏感性 Problem Sensitivity 發現困惑(MF) 發現資料(DF) 發現問題(PF) 發現點子(IF) 發現解答(SF) 尋求接納(AF) 圖2-2-2 Isaksen 和Treffinger 六階段CPS模式。(取自鄭英耀、劉昆夏、張川木,2007)

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情境下;(2)針對特定任務需求,可更方便的運用;(3)符合使用者的需求。此階 段的CPS模式與一般人解決問題的解題模式相近,因此本研究以Isaksen和 Treffinger(1987)修正後三成分六階段的CPS 模式作為融入本研究科學遊戲教學活動設 計的依據。 5. 第五時期(1990~1994年): 此階段模式的發展重心受認知科學與建構主義的影響。認知科學認為問題解決歷 程乃是因人而異;而建構主義則強調個人在解決問題時,會有不同的建構方式,因此 擴散:考量執行過程中可能的助力與阻力 聚斂:找到最適當的構想,擬定計畫並加以執行 擴散:找出各種評估構想的標準與方法 聚斂:選擇一些標準評估解決問題的構想 擴散:列出問題之所有可能的解決構想 聚斂:選出最有可能解決問題的構想 擴散:從已知的資料發現所有可能的問題 聚斂:選擇一個特定問題並具體且明確的陳述問題 擴散:收集不同的資料瞭解事實的情境 聚斂:整理、分析與歸納重要的資料 擴散:從生活經驗與情境中尋找各種問題解決的機會 聚斂:決定一種挑戰,並建立一般性的問題解決目標 發現困惑(MF) 發現資料(DF) 發現問題(PF) 發現點子(IF) 發現解答(SF) 尋求接納(AF) 成分一:瞭解問題 成分二:產出點子 成分三:計劃行動 圖 2-2-3 Isaksen 和 Treffinger 三成份六階段 CPS 模式。(取自鄭英耀、劉昆夏、張川木,2007)

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圖2-2-4 Isaksen 和 Dorval 三成分彈性循環模式(取自鄭英耀、劉昆夏、張川木,2007) 產出點子 計劃行動 瞭解問題 Isaksen 和 Dorval在1993年將原本CPS流程(見圖2-2-4),修改為較彈性的循環模式,以 供教學者彈性運用。 6. 第六時期(1994年~現在): 此階段的發展加入了兩個重要的主軸:(1)在CPS的架構中,更有效地整合任務評 估與歷程規劃兩個面向;(2)使用更自然的、詳細的語言作說明。Isaksen, Dorval 和 Treffinger在2000年將CPS的三大成分修改為瞭解挑戰(Understanding the Challe)、產 出點子(Generating Ideas)與準備行動(Preparing for Action),且瞭解挑戰又分為建 構機會(Constructing Opportunities)、探究資料(Exploring Data)與架構問題(Framing Problem);準備行動分為發展解答(Developing Solutions)與建立接受(Building Acceptance),並於下頁圖2-2-5中說明。

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架構問題 產出點子 建構機會 探究資料 建立接受 發展解答 設計流程 評估任務 瞭解挑戰 產出點子 準備行動 規劃方法 圖2-2-5 Isaksen、Dorval和Treffinger CPS系統化架構模式(取自鄭英耀、劉昆夏、張川木,2007) CPS自Osborn提出後至今已成為實用且有效提升創造問題解決的方法(Christie & Kaminski, 2002;Schack, 1993),在一般教育與資優教育都受相當的重視與運用 (Treffinger & Isaksen, 2005)。Howe總結各種CPS模式的共通特色為(湯偉君和邱 美虹,1999):(1)多階段的方式循序達到創意解決問題的目的;(2)每階段都使用發散 性思考、創造思考(divergent thinking 、creativethinking)和聚斂性思考、批判思考 (convergent thinking、critical thinking);(3)每階段起始於發散性思考,接著為聚斂性 思考,最後是評價、釐清、聚焦前者的成果,並為下階段思考作準備;(4) 可用於個 人解題也可用於群體解題;(5)可使用部份階段;(6)各階段使用不必按順序;(7)各步驟 未必為線性模式而可交互螺旋型的呈現。 因此本研究依據Howe所歸納之CPS共通特色作為教學活動設計原則,並以Isaksen 與Treffinger(1987)所提出的三成分六階段CPS模式進行科學遊戲教學活動設計,並 以小組合作方式進行教學活動。 二、 CPS應用於教學的相關研究

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國外學者Parnes與Brunelle(1967)分析與CPS相關的研究,從約四十篇的研究中, 發現90%的研究顯示CPS能有效提昇創造力。此外,Torrance分別於1972年與1983年對 創造力教學策略的相關研究進行分析,在總數三百多篇的研究中發現約89%的成功 率,由此可見CPS教學模式對於提升學生問題解決能力是有效的模式(引自Schack, 1993)。反觀國內有關創造力教學的相關研究結果,研究者進入由全國博碩士論文資源 網利用關鍵字“創造性問題解決"進行搜尋,發現國內CPS相關研究有82篇,研究對 象涵蓋幼稚園、國小、國中、高中等,內容也針對生活、自然、理化、資優、經濟等 不同學科。以下就自1999年之後,有關創造性問題解決運用在國小自然與生活科技領 域的相關研究二十七篇,研究內容及結果製表分析比較,分別敘述如表2-2-1: 表2-2-1 國內自1999年後CPS在國小自然科相關研究 研究者 年代 對象 研究主題 研究結果與發現 黃玉斯 2009 五年級 創造性問題解決融入科學遊 戲教學之行動研究-以「磁 鐵」為例 1.CPS可融入科學遊戲並設計教學活動。2.教學成效 受小組合作、科學遊戲的難易、教學活動設計內容、 學生對科學遊戲學習興趣的影響。3.可提升教師專業 成長。 洪美嬌 2008 六年級 科學遊戲創造性問題解決教 學活動發展-以「紙張的遊 戲」為例 1.由CPS模式教學可提升學生學習興趣,可從遊戲中 學習科學知識。2.CPS教學必須克服時間、地點、材 料、教學現場等問題。3.可提升教師專業成長。 王黃正 2007 國小四 年級 創造性問題解決法融入國小 自然領域之研究--以「生活中 的電與磁」教學網站為例 使用CPS法為教學策略確實比使用GLM法在實際教 學上有更好的學習成效。 莊承霖 2007 國小六 年級 應用創造性問題解決模式指 導六年級學童科展之研究 1.CPS模式對學童的創造力、自然科態度有正向幫 助。2.透過CPS模式的國小學童,科學態度上有類似 心理表徵。 陳淑娟 2007 國小 五、六 年級 科學遊戲創造性問題解決教 學活動發展-以「水的表面張 力」為例 1.CPS可融入科學遊戲進行教學活動。2.成效受教學 實施形式、分組方式、小組內部和諧、教學順序、學 生的科學學習態度與學業成就等影響。3.有助於教師 專業成長。

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王詩棠 2006 國小六 年級 CPS模組教學對國小六年級 學生科學創造力及批判思考 之影響研究 1.CPS 有助提升國小學生科學創造力及批判思考能 力,且兩者呈正相關。2.學生對此模組有正向學習反 映,有助推廣科學思維教學。 范秀汝 2006 國小低 年級 創造性問題解決教學對於國 民小學低年級學生創造力之 影響 1.創造力方面:開放性、精密性表現顯著高於對照 組。2.流暢力、變通力、標題、總分表現無顯著的差 異。3.學習成效:優於對照組學生。 李祉頡 2006 國小五 年級 以創造性問題解決法進行科 學玩具製作教學對國小五年 級學生創造力之影響 1. CPS教學提昇學童的創造力。2.CPS教學適用於自 然與生活科技領域學業成就學生。3.創造力教學成效 不受學生性別影響。 李金樹 2006 國小六 年級 實施創造性問題解決訓練課 程對國小六年級學生科學創 造力與問題解決能力之影響 CPS訓練課程,有助於學童科學創造力及問題解決能 力的增進。 曾俊鋒 2006 國小六 年級 創造性問題解決教學對國小 學生自然與生活科技領域學 習態度、創造力、後設認知 與學習成就之影響――以普 通班中的資優生為例 1. .CPS教學對學習態度、創造力、後設認知有正向提 升。2.成就測驗及成就測驗延宕測驗未達顯著差異。 吳麗珍 2005 國小四 年級 實施創造性問題解決融入國 小自然與生活科技領域教學 之行動研究 1.CPS 融入自然教學是可行的。2.特別的擴散思考策 略,可增加學生點子數量。3.有助研究者的專業成長。 林美嬌 2005 國小 三、五 年級 國小生活科技課程實施創造 性問題解決教學之研究 1. 資優班創造力有顯著進步,對CPS學習有正向反 應。2. 實驗組流暢力及獨創力優於對照組。3.問題解 決能力各組沒有差異。 洪川富 2005 國小五 年級 應用創造性問題解決模式於 國小自然與生活科技領域教 學之研究 實驗組問題解決能力之方法及全測驗表現及創造力 的流暢力.開放性.獨創力.精密力.想像力.挑戰性及總 分優於對照組;但變通性.標題.冒險性和好奇性沒差 異. 陳威龍 2005 國小五 年級 實施創造性問題解決教學法 對於國小五年級學童創造力 與科學學習成效影響之研究 實驗組在開放性.變通性.獨創性與精密性優於對照 組;但流暢性與標題沒差異;實驗組在冒險性.好奇 性.想像力與總分優於對照組;但挑戰性沒差異;學 業成就沒差異但實驗組平均分數高於對照組

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阮元斌 2005 國小六 年級 科學創造性問題解決活動對 國小六年級學童科學態度影 響之研究 學童科學態度沒差異但各層面及整體平均提升;不同 性別及不同科學成就在科學度度沒差異;小組長領導 風格及小組互動影響組員科學態度的改變。 陳嘉雯 2004 國小三 年級 國小資優班創造性問題解決 教學方案實施之行動研究 1.CPS學習活動對思考能力、解題能力與解題信心都 有助益。2. 創造思考教學策略,促進學生順利進行 創造性問題解決。 楊訪屏 2004 國小六 年級 運用CPS於模組化科學遊戲 之教學行動研究-以「牛頓第 三運動定律」課程為例 1.歸納出課程設計、教學策略應用、教師角色改變的 專業成長。2.學生在實際活動中培養之創造性問題解 決能力。 蔡麗玲 2004 國小四 年級 國小學童科學學習及科學創 造力之個案研究~以創造性 問題解決融入自然科教學為 例 創造歷程四階段每階段會用用不同方式來解決;老 師、學生、家長三因素影響創造思考;流暢性、變通 性及獨創性每個單元都有好的表現;在精密性女生優 於男生。 劉奕夆 2003 國小六 年級 提供範例對學童科學創造性 問題解決表現影響之研究 CPS較能瞭解問題表徵、點子較多、結構設計較符合 科學原理,產品競賽的成績表現也較高。 廖仁年 2003 國小四 年級 創造性問題解決教學模式融 入國小自然科教學之行動研 究 1.學習活動中可以看到創意表現。2.CPS教學模式 下,有較高的學習動機;在學習感受方面,表現更積 極,願意從事學習的活動。3.有助於教師專業成長。 柯建樺 2003 國小五 年級 小組合作進行創造性問題解 決歷程之研究 1.同質性高與異質組合作解題表現不佳。2.同質性低 組合作解題表現良好。3.團體認同在三組中並無差 異。 許順欽 2002 國小四 年級 科學玩具融入國小自然科教 學以促進學童創造性問題解 決能力之行動研究 1. 有助研究者的專業成長。2. 可以促進學生創造性 問題解決的能力。 官美君 2002 國小五 年級 啟動國小學生創造性問題解 決機制之研究-以『彩色光影 魔術師』教學活動為例 CPS能啟動創造性問題解決過程機制且會依個人方 式達到問題解決;教師教學方式自己的努力及同學幫 忙會影響創造力表現方式。 呂素雯 2002 國小六 年級 自然科創造性問題解決教學 對國小六年級學童問題解決 能力、態度及學習成就之影 響研究 1.解決方法表現優於界定問題能力和預防問題能 力。2.問題解決能力,變通性、有效性、界定問題等 能力方面,女生顯著優於男生。3.問題解決態度,男 女無差異。4.CPS能夠增進學生的問題解決能力。但 無法增進學生的問題解決態度。

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張振松 2001 國小五 年級 自然科創造性問題解決教學 對國小學童創造力及問題解 決能力之研究 接受威廉斯創造性思考活動、傾向量表及問題解決測 驗,實驗組學生均顯著優於對照組,除精密性、挑戰 性與預防問題三方面無顯著差異。 葉安琦 1999 國小五 年級 促進國小學童創造性問題解 決能力的個案研究--發展問 題表徵 1.對於問題表徵,和過去的知識、經驗有關。2.學生 藉由老師及同才合作,發展創造性問題能力。 李光烈 1999 國小六 年級 國小自然科教師應用創造性 問題解決的教學策略之行動 研究 1. 學生進行問題探究的能力提升。2. 有助研究者的 專業成長。3.CPS教學可提升學生學習興趣。 (研究者整理) 研究者從上述文獻研究結果歸納結論如下: 1.CPS 融入國小自然與生活科技教學是可行的 (李祉頡,2006;吳麗珍,2005; 黃玉斯,2009) 。 2.CPS 融入自然與生活科技教學對象,高年級佔 19 篇,中年級有 7 篇,低年級只 有1 篇(范秀汝,2006)。由此分析可知 CPS 多用於高年級之教學活動,因此本研究之 研究對象設定為高年級。 3.CPS 融入教學行動研究歷程,有助於教師專業成長(洪美嬌,2008;黃玉斯, 2009;許順欽,2002;廖仁年,2003;吳麗珍,2005;陳淑娟,2007)。 4.CPS 對學童的創造力(王詩棠,2006;李祉頡,2006;李金樹,2006;林美嬌, 2005;洪川富,2005;范秀汝,2006;莊承霖,2007 陳威龍,2005;張振松,2001; 陳嘉雯,2004;曾俊鋒,2006;楊訪屏,2004;廖仁年,2003;蔡麗玲,2004;)問 題解決能力(李光烈,1999;呂素雯,2002;洪川富,2005;張振松,2001;許順欽, 2002;陳嘉雯,2004;葉安琦,1999;楊訪屏,2004)有顯著提升。但男女性別並無 差異(呂素雯,2002;阮元斌,2005;李祉頡,2006)。

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第叁章 研究方法

本章共分為六節,分別為:第一節、研究方法與架構;第二節、科學遊戲教學設 計;第三節、研究情境和參與人員;第四節、研究工具;第五節、研究流程;第六節、 資料蒐集與分析。

第一節 研究方法與架構

蔡清田(2000)則指出行動研究的主要特徵包含以下幾點:(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;(6)強調問題解決的立即性; (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。 由上可知,行動研究是現場教學者為解決現場發生的問題之研究,且研究方法彈 性並可適時修正來解決問題,但因時間、情境限制,不適合過度推論。本研究亦以現 場教學的需求及提升個人專業為主,與行動研究特徵相符。 本研究採行動研究,它所指的是透過行動而進行的研究,整個執行過程中,研究 者即行動者,並在行動與研究中進行修正。Elliott(1991)認為,教育的行動研究可作為 縮小理論與實務的差距。綜合Elliott(1991)與林生傳(2003)所提出的看法,因此本研 究的行動研究步驟設計為:規劃、行動、觀察、反省、修正等五個階段(如下頁圖3-1-1), 具有三個循環之螺旋式架構,且研究者也同時是教學者、行動者的角色,期能透過行 動研究解決所遭遇的問題,提升教學與學習,以下為本行動研究之說明:

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(一)規劃:確定研究問題後,蒐集相關文獻,設計教學活動及研究工具,於教 學活動中使用。 (二)行動:教學活動設計進行教學,透過小組合作模式進行主題活動。 (三)觀察:於主題活動中,研究者隨時觀察學生的表現,藉由訪談、學習單、 教師札記、教學錄影等蒐集資料,進行分析。 (四)反省:每次教學活動後,研究者藉由教學札記、協同教師觀察記錄等,進 行教學反省,以發現教學中所遭遇之問題,進而尋求解決之道,做為下一 階段教學改善依據。 (五)修正:在教學活動中的觀察、反省及修正後得到的結果,修正教學活動,透 過「規劃、行動、觀察、反省、修正」的循環過程,解決教學中所遇到的 問題。 本研究之研究架構如下頁圖3-1-2,研究者在創造性問題解決教學活動設計前,主 要是依據文獻探討後所得的結果來選定主題;從坊間科學遊戲書籍及網路上搜尋審視 與「化學」有關的科學遊戲,並依相同原理、類似活動為依據加以歸類,聚焦出18個 類別的「化學」科學遊戲,經由審核小組針對科學遊戲的安全性、器材取得容易性、 趣味性...等項目進行評分。篩選後的五項科學遊戲,經研究者加以命名,分別為:火 山爆發、我的氣球比你大、氣泡復活、一泡沖天與移動的色彩。配合九年一貫課程綱 要及能力指標,並融入創造性問題解決(CPS)理念,進而設計出創造性問題解決(CPS) 教學活動,期望藉由此項教學活動,來促進教師的專業成長;修正教學活動,使學生 在科學原理、趣味性、參與度及動手做等各方面能夠有所提升,並依據學生的反映來

規劃

行動

觀察

反省

修正

圖 3-1-1 行動研究模式

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改進教師的教學策略、教案設計…等。

第二節 科學遊戲教學設計

一、 設計教學素材來源 研究者與指導教授討論後,遂定以「化學」主題之科學遊戲為研究項目;研究者 利用台中教育大學圖書館、國立台中圖書館與家中遊戲相關藏書,搜尋有關「化學」 「自然與生活科技」 分段能力指標 依據 聚焦

「化學」的科學遊戲

融入

教學活動設計

實踐 教學法

教學行動

促進

創造性問題解決三成分六階段模式

蒐集坊間科學遊戲素材

 精鍊教學活動設計

 教師專業成長

圖 3-1-2 研究架構圖

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主題之科學遊戲相關書籍,共取得相關科學遊戲書籍 25 本(如附錄一)。另一方面,研 究者亦由網路搜尋科學遊戲相關網站,並從這 5 個(如附錄一)網站中尋找與「化學」 主題相關之科學遊戲。再由蒐集到之科學遊戲中整理出與化學相關之科學遊戲共 108 個。 接著研究者將遊戲中有些活動內容、原理相同、類似或可以用其他物品取代的活 動歸納為同一類,聚焦出 18 個「化學」科學遊戲。接著再由 11 人組成之研究團隊(皆 為本所學生且在國小自然科教學有五年以上之經驗),針對這 18 個「化學」科學遊戲 的安全性、器材取得容易性、趣味性、可否動手操作及是否出現在國小課程等項目進 行檢核,檢核結果如下頁表 3-2-1。表中是非問題,以「是、否」作為勾選之選項;至 於興趣或好奇心則採用分數填答,計分方式為 1~5 分,分數越高,代表愈能引起學生 之興趣或好奇心。 在檢核小組評分後, 研究者從 18 個的科學遊戲中,將檢核平均分數低於 4 分的 10 個遊戲,至任教學校讓學生實際操作,並詢問是否具有趣味性。結果「閃閃發亮、 我把東西變不見了、變色遊戲、製作膠水、生蛋去殼及粉筆作畫」這 6 個科學遊戲, 學生表示不好玩,因而將其剔除。另外指導教授依其經驗認為「紙樹開花及暖暖包」 經常被使用在教學上,因此也刪除,最後刪除了具有危險性的科學遊戲「水火同源」。 接著將剩餘的 9 個遊戲─燃燒、無字天書-1、無字天書-2、火山爆發、移動的色 彩、氣泡復活、有吹力的粉、膨糖、豆腐的奧秘進行編寫;編寫時因「火山爆發、有 吹力的粉、氣泡復活」三類科學活動操作過程中皆產生二氧化碳,將三者合併成一種 科學遊戲。所以,原先的 9 個就變成 7 個遊戲。編寫完成後再委託具化學專長之科學 教育博士針對科學原理、遊戲材料、及操作步驟等審核其正確性。科學遊戲設計聚焦 歷程如第 25 頁圖 3-2-1。

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否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (9 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 0) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 暖暖包 是 (1 1) 4.00 (0 .7 4 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 我把東西 變不 見了 是 (1 1) 3.82 (0 .8 3 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (2 ) 是 (0 ) 是 (1 ) 是 (1 1) 有吹力的 粉 是 (1 1) 3.64 (0 .6 4 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 否 (0 ) 否 (8 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 變色遊戲 是 (1 1) 3. 91 (0 .9 0 ) 是 (3 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 豆腐的奧 秘 是 (1 1) 3. 55 (0 .6 6 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 膨糖 是 (1 1) 4. 64 (0 .6 8 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 無字天書 -2 是 (1 0) 4.20 (0 .7 5 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 粉筆作畫 是 (1 1) 3.55 (0 .6 6 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 氣泡復活 是 (1 1) 3.18 (0 .9 4 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 無字天書 -1 是 (1 1) 4. 27 (0 .6 2 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 生蛋去殼 是 (1 1) 3. 55 (0 .6 6 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 移動的色 彩 是 (1 1) 4. 00 (0 .6 0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (9 ) 否 (1 1) 否 (1 0) 否 (0 ) 否 (0 ) 否 (1 0) 否 (8 ) 否 (8 ) 否 (1 0) 否 (1 0) 否 (0 ) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 閃閃發亮 是 (1 1) 3. 27 (0 .9 6 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (2 ) 是 (0 ) 是 (1 ) 是 (1 1) 火山爆發 是 (1 0) 4. 10 (0 .8 3 ) 是 (0 ) 是 (2 ) 是 (2 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 0) 製作膠水 是 (1 1) 3. 73 (0 .8 6 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 否 (2 ) 否 (1 0) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 否 (4 ) 否 (1 1) 否 (2 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 0) 否 (0 ) 否 (0 ) 否 (1 1) 否 (9 ) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (1 1) 否 (0 ) 紙樹開花 是 (9 ) 4. 00 (0 .7 4 ) 是 (1 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 水火同源 是 (7 ) 3. 91 (0 .6 7 ) 是 (0 ) 是 (9 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 ) 是 (1 1) 燃燒 是 (1 1) 3. 55 (0 .6 6 ) 是 (0 ) 是 (2 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (0 ) 是 (1 1) 爆炸或劇 烈的 燃燒 酸鹼侵蝕 觸電可能 毒性物品 爆炸或劇 烈的 燃燒 酸鹼侵蝕 觸電可能 毒性物品 爆炸或劇 烈的 燃燒 酸鹼侵蝕 觸電可能 毒性物品 表 3-2-1 18 個科學活動檢核結果 檢  核  項  目 一、器材 是否 方便、經 濟? 二、能引 起興 趣或好奇 心? 三、出現 在現 行國小課 程? 四、 是否 潛在 危險 性? 五、為動 手操 作的科學 遊戲 ? 檢  核  項  目 一、器材 是否 方便、經 濟? 二、能引 起興 趣或好奇 心? 三、出現 在現 行國小課 程? 四、 是否 潛在 危險 性? 五、為動 手操 作的科學 遊戲 ? 檢  核  項  目 一、器材 是否 方便、經 濟? 二、能引 起興 趣或好奇 心? 三、出現 在現 行國小課 程? 四、 是否 潛在 危險 性? 五、為動 手操 作的科學 遊戲 ? 註 : 1. 是 、 否的括號 內數 字為 「 人數 」。 2. 第二項 、 能引起興 趣或 好奇心 ? 的數 字為平均 數 , 括號內為 標準 差 。

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經審核修改後,研究者與指導教授討論編寫後的 7 個科學遊戲,發現「燃燒、無 字天書-1、無字天書-2、膨糖、豆腐的奧秘」不易提出創造性之問題,而將之刪除。 留下「移動的色彩、醋與小蘇打、有吹力的粉」三個科學遊戲,將其融入 CPS 各階段, 設計成三個教案,底下簡單介紹各遊戲的現象、操作方法及原理: 一、教學活動單元一 我的氣球比你大 遊戲一 火山爆發 方法與現象(如圖 3-2-2): 1.將寶特瓶放於餅乾盒蓋上,加入約 2/3 瓶清水及 3~4 匙小蘇打,攪拌均勻。 2.滴入 2~3 滴紅色墨水並攪拌。 3.加入 1 匙醋(看反應情形),再決定是否繼續加入醋。 圖 3-2-2 火山爆發 主題確認(化學) 含有化學相關科學遊 戲書籍、網站 (25 本書、5 個網站) 化學相關科學活動 (108 個) 具焦成 18 個科學遊戲 11 位檢核小組檢核 (刪除 8 個科學遊戲) 撰寫成 7 個科學遊戲 化學博士審查原 理、方法…等 挑選三個科學遊戲 設計 CPS 融入科學 遊戲教學活動教案 兩位專家審查教案 圖 3-2-1 科學遊戲設計聚焦歷程

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4.瓶中泡沫被推擠出來,沿著瓶壁往下流,狀似火山爆發。 原理: 小蘇打與醋作用後產生二氧化碳,將瓶中泡沫推擠出來。 遊戲二 有吹力的粉 材料: 1.發給各組材料:空寶特瓶一瓶、小蘇打粉(10 公克)、食用醋 (50 毫升)、氣球一個、軟木塞一個、玻璃管一根、橡皮管一 條、吸管、釘子。 2.請各組利用材料,將氣球吹大(如圖 3-2-3)。 競賽規則 1.請於時間內,利用所給的器材,吹出最大的氣球。(不可以用嘴巴或打氣筒)。 二、教學活動單元二 一泡沖天 遊戲一 氣泡復活 方法與現象 將瓶蓋打開,放入曼陀珠後,注意觀察產生的氣泡從瓶口 溢出(如圖 3-2-4)。 原理 曼陀珠作為汽水中 CO2的凝結核,使大量 CO2匯集在曼陀珠上,造成噴發之現象。 遊戲二 一泡沖天 器材 1.600ML 汽水一瓶、曼陀珠兩顆、釘子、吸管、剪刀。 2.利用所給的器材設計出噴得最高的裝置(如圖 3-2-5)。 競賽規則 1.那一組的汽水能噴得最高? 圖 3-2-3 有吹力的粉 圖 3-2-4 氣泡復活 圖 3-2-5 一泡沖天

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三、教學活動單元三 移動的色彩 遊戲一 我最好色 方法與現象 1.分給各組水彩(紅、黃、藍),請各組以 1:1 之比例兩兩混 合,找出混合後的顏色(如圖 3-2-6)。 2.請將三原色利用不同比例混合,找出混合後的顏色。 原理 顏色主要是由色彩三原色(紅、黃、藍)依照不同所比例調成的,不同比例會調出 不同顏色。 遊戲二 移動的色彩 方法與現象 1.將濾紙裁成寬三公分之長條。 2.拿綠色水性奇異筆在距離濾紙底端約 1 公分處點一小點。 3.將濾紙固定於盛水容器內,並緩慢加入水(水面需低於奇異筆點的小點)。 4.水爬升至濾紙 2/3~3/4 高處將濾紙移出盛水容器。 5.濾紙上會出現兩至三種顏色。 原理 彩色筆的顏色主要是由色彩三原色(紅、黃、藍)依照不同比例所調成的,且因為 各種顏色在水的作用下,會有不同的移動速度,因而造成濾紙上會有不同色塊的 產生。 遊戲三 我是柯南 器材 1.彩色筆、圖畫紙、萱紙、粉筆、尺、小刀、剪刀、膠帶、酒精、 去光水。 圖 3-2-6 我最好色 圖 3-2-7 我是柯南

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2.利用所發的器材,找出分離效果最好的材料(如上頁圖 3-2-7)。 競賽規則 1.請於時間內找出效果最好的組合。 2.將效果最好的結果呈現在黑板上,由班級同學投票,票數最多者為優勝。 二、 CPS 融入科學遊戲教學活動設計 本研究是以 CPS 教學模式融入科學遊戲以設計教學活動。CPS 流程主要包含六大 步驟:「發現困惑」、「發現資料」、「發現問題」、「發現點子」、「發現解答」、「尋求接納」。 因此在設計教案時,為了配合六大步驟,而將教學流程分成八個部分:「基礎遊戲」、「發 現困惑」、「發現資料」、「發現問題」、「問題解決任務」、「發現點子」、「發現解答」與 「尋求接納」。 研究者將 CPS 六大步驟與教學設計相互對應,結果如表 3-2-2,並配合九年一貫 「自然與生活科技」的分段能力指標,設計科學遊戲創造性問題解決教學活動教案(見 附錄二)。另委請兩位專家(兩位皆為科學碩士,畢業於科學相關係研究所,且在國小 任教多年之自然教師,其中一位更具有設計創造性問題解決(CPS)模式融入科學遊 戲經驗之科學教師)依據教學活動設計檢核表(見附錄三)內的項目對教案進行審查, 以提供教學設計修訂的意見。 表 3-2-2 CPS 六大步驟對應相關教學活動 三大階段 CPS 六大步驟 教學活動 一、發現困惑 基礎遊戲 二、發現資料 動手玩一玩、原理探究 瞭解問題 三、發現問題 問題解決任務 產出點子 四、發現點子 動一動腦 五、發現解答 小組合作 計劃行動 六、尋求接納 分組競賽、綜合活動

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第三節 研究情境和參與人員

一、 研究對象及背景 (一) 研究對象背景 研究對象為研究者任職學校之學生(以康樂國小代稱),本校位於都市發展計畫 中之重劃區,全校共有五十三班,每個年級約八~九班,分類上屬智類之學校,自籌 畫建校至今已有十年,社區民眾教育水準中上,對學校普遍表示支持。該校雖屬較晚 設立之學校,也有自然專科教室,但在教室裡之器材、設備未必可與其他較早設立的 學校來的齊全。 本校「自然與生活科技」教師之人選,多為行政人員,除少數人具備相關背景, 其餘多為配課方便,因此造成教師所學與教授科目不符,也常會有家長質疑老師的能 力、學生提出問題無法解決及同一問題在不同年度教授的知識互相違背的現象產生。 因此,研究者想藉由此次研究盡自己一份綿薄之力,來改善該校之自然科教學。 (二) 研究對象 研究對象為康樂國小五年級學生,該國小共有九個班級,各班人數約 34~35 人。 該校在四年級升五年級時,依成績採 S 型常態編班,故研究者假定每個班級學生的資 質為相同。另一方面,希望在教學時不對原班級造成影響或困擾,因此,研究者時並 未採同質性或異質性分組,而是按原班級之分組方式。研究試教對象採立意取樣,挑 選班級以研究者任教班級為優先,再者為班級老師對科學遊戲有興趣者次之,兩者皆 經徵詢過班級老師之意願。由前述之挑選原則,研究者從中挑選三個班級為試教對象, 將其分成三個階段,並於每階段的教學行動歷程後,修正教學及活動設計,以符合行 動研究的行動循環歷程。以下就各階段參與試驗教學對象加以說明。 1.第一階段 教學對象為康樂國小五年一班,該班有男生 18 人,女生 17 人,共 35 人,該班

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學生班級常規好,但學習素質落差較大,部分學生對於課程是漠不關心,參與度低。 2.第二階段 教學對象為康樂國小五年二班,該班有男生 17 人,女生 17 人,共 34 人,該班 學生素質較齊,上課發問踴躍,且該班教師對科學遊戲具有興趣,希望學生從遊戲中 獲得成長。 3.第三階段 教學對象為康樂國小五年三班,該班有男生 18 人,女生 16 人,共 34 人,該班 學生普遍來說學習意願較高,且學習較為主動配合。 二、 研究者背景與角色 (一) 研究者背景 研究者畢業於台中師範學院數理教育學系自然組,取得教師證後,隨即展開教學 生涯,目前於台中教育大學科學應用與推廣學系碩士班進修。擔任教職已邁入第 7 年, 其中因服役留職停薪一年六個月,曾經擔任級任教師、行政人員、科任教師。鑑於擔 任自然與生活科技教師時,深感學科知識不足、教學技巧有待加強,故於九十三學年 度起,參加台中縣「自然與生活科技」輔導團,藉由參加輔導團,來增加自己的科學 觀,並與台中縣自然科的先進互相切磋。從事教育工作期間,對於自然與生活科技相 關議題都保有高度興趣,並於九十六學年度起進入台中教育大學科學應用與推廣研究 所進修,期能接觸、學習更多教學理論策略,並將相關議題融入教學工作中。 研究者於大學期間即有接觸科學遊戲,並擔任台中師範學院數理教育學系所舉辦 的中區永動機競賽活動工作人員;加上九十三、九十四學年度其間,參與台中縣「自 然與生活科技」輔導團時,教學先進分享有關科學遊戲的經驗,遂於課程結束空暇時, 舉辦班級性的科學遊戲競賽,在此活動中,感受到科學遊戲教學帶給學生不論是在知 識、經驗上的學習及學習態度上的改變,都有良好效果,因此對科學遊戲融入教學上 的研究產生興趣。進而以此為方向,蒐集文獻分析後,遂擬定本研究的主題。 (二) 研究者角色

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研究者在本研究中的角色為「研究者兼教學者」,因行動研究的特色為研究者即為 實務工作者(蔡清田,民 89),也就是說研究者在本研究中,為教學設計、教學實施 與觀察反省者外,還需掌握學生的學習進度,使研究者對學習者有進一步的瞭解。 三、 協同研究教師 本研究有三位協同研究教師,分別以 A、B、C 老師稱之,三位皆為研究者任職 學校之同仁。由於協同教師的加入,可提供教學上不同見解,減少研究者思考及教學 上的盲點,增加研究之品質。底下分別介紹三位教師: (一) A 老師: A 教師畢業於國立成功大學化學工程研究所與國立台中師範學院國民教育研究 所,教學年資 9 年,自然科教學年資 4 年,曾任台中縣自然科輔導團團員及本校自然 與生活科技領域召集人,現為五年級級任教師。該教師在化學方面具有豐富的學識, 並認真於自然科教學及改善學生學習成效,亦對科學遊戲及科學展覽有濃厚的興趣, 常會在空暇時間指導學生進行科學探討及實施科學遊戲,屢獲佳績。 (二) B 老師: B 老師畢業於台南師範學院理教育學系,教學年資 11 年,自然科教學年資 7 年, 現任輔導主任,該教師在擔任自然與生活科技教師時,對於改善學生學習成效,付出 相當大之力氣;另一方面,在指導學生參加科學展覽,亦獲得不錯的佳績,對於科學 教育,付出相當多的心力。 (三) C 老師: C 老師畢業於中原大學醫學工程碩士班,教學年資 8 年,自然科教學年資 7 年, 現為體衛組長,該教師自踏入教職,即擔任行政一職,並曾服務於教務處,對於課程 綱要、能力指標相當清楚。尤其擔任本校教科書採購工作時,對於自然科各家出版之 教材、內容,更可說是清楚無比。故在教學上,更融合各版本之長處,修正教科書錯 誤之處並導正學生迷思觀念,對自然科教學可說是相當認真。 針對三位協同教師的資料與參與本研究所擔任的角色,列表說明如下(見下頁表 3-3-1):

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表 3-3-1 協同研究教師資料 代稱 學歷 教學年資 參與研究所擔任角色 A 師 台中師範學院國民 教育碩士 8 年 本研究中協助研究者開發「問題解決任 務」,觀察教學活動。 B 師 台南師範學院數理 教育學系學士 11 年 本研究中協助研究者開發「問題解決任 務」、觀察教學活動。 C 師 中原大學醫學工程 碩士 8 年 本研究中協助研究者開發「問題解決任 務」、觀察教學活動。

第四節 研究工具

本研究採行動研究,而研究者就是研究工具之ㄧ,除了研究者之外,尚有學習單、 訪談記錄等工具,來協助蒐集相關資料。茲將各研究工具說明如下: 一、 研究者 本研究採行動研究,即研究者為研究工具;同時間,研究者亦為教學活動設計者、 資料蒐集者、教學者及觀察反省者。研究者在研究歷程中主要工作包括:蒐集分析及 探討相關文獻、蒐集坊間科學遊戲並設計成教學素材、與協同教師共同開發「問題解 決任務」、設計教案並進行教學蒐集、分析資料、撰寫報告等。 二、 協同教師教學觀察記錄表(見附錄四) 蔡清田(2000)在教育行動研究一書中指出行動研究的特徵中包含「行動研究的 過程重視協同合作」,亦即說明行動研究不只是一個單打獨鬥,尚必須有合作的伙伴, 來給予指導、協助及批判,因此本研究邀請三位在自然與生活科技有經驗的協同研究 教師,實地參與及針對研究者蒐集的資料(教學錄影資料),於每一教學活動後,填寫 教學觀察記錄表,針對研究者的教學、學生的反應進行指導、批判,以利研究者修正 教學中的缺失。而觀察記錄表是研究者設計教學活動後,根據學生應習得之單元目標 及修改後之九年一貫能力指標所設計而來,並輔以質性的敘述,使協同教師觀察能更 佳完善。除此之外,研究者亦在教學前與三位協同觀察教師討論評量標準,將檢核等 第分為五等第,「劣」代表學生表現符合該項檢核項目 0~20%,「差」代表學生表現符

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合該項檢核項目 20~40%,依此類推,「優」代表學生表現符合該項檢核項目 80~100%。 三、 學生文件 (一) 活動學習單 依據教學活動,設計教學活動學習單,讓學生於教學活動後填寫,藉此活動了解 學生對科學知識的知悉、學習的收穫。 (二) 學生訪談 於教學活動後,研究者採立意取樣,從教學過程中挑選上課互動良好、具創意性 以及課堂中參與度不高者為原則,以此原則挑選六位學生(3 男、3 女),進行半結構 式訪談,期能藉由訪談中,深入瞭解學生的學習情況及感受。訪談大綱主要針對學生 於科學遊戲創造性問題解決教學活動中的學習興趣、學習收穫及難易程度為編製而 成,內容如下: 表 3-4-1 訪談大綱 (三) 科學遊戲意見心得單(見附錄五) 科學遊戲意見心得單(修改自黃玉斯,2009)於三個教學活動結束後讓學生填寫, 內容包含學生對於科學遊戲活動的學習興趣與難易接受程度,與科學遊戲之學習心得。 編號 訪 談 內 容 1 此活動後,你學習到什麼? 2 活動的任務你喜歡嗎?為什麼? 3 這個活動會不會太難?為什麼? 4 學習單會不會有填寫上的困難?為什麼? 5 小組活動時,有遭遇到困難嗎?是什麼? 6 活動中,你們組裡合作情形是如何?為什麼? 7 上科學遊戲課與之前的自然與生活科技課有何不同? 8 經過這個活動,你會喜歡自然與生活科技嗎?為什麼? 9 你會期望老師教學加入科學遊戲嗎?為什麼? 10 從此活動中你對化學學習概念的理解為何?(酸鹼中和產生二氧 化碳、層析的概念)

數據

表 3-3-1 協同研究教師資料  代稱  學歷  教學年資  參與研究所擔任角色  A 師  台中師範學院國民 教育碩士  8 年  本研究中協助研究者開發「問題解決任務」,觀察教學活動。  B 師  台南師範學院數理 教育學系學士  11 年  本研究中協助研究者開發「問題解決任務」、觀察教學活動。  C 師  中原大學醫學工程 碩士  8 年  本研究中協助研究者開發「問題解決任務」、觀察教學活動。  第四節  研究工具 本研究採行動研究,而研究者就是研究工具之ㄧ,除了研究者之外,尚有學習單、 訪談記
表 3-6-1 資料代碼編排方式  資  料  種  類  資  料  代  碼  舉  例  代  碼  說  明  教學錄影  錄影 971024-2-3  97 年 10 月 24 日的第 2 階段的第 3 單 元教學錄影記錄  教學札記  札記 971024 97 年 10 月 24 日教師札記內容  協同教師觀察記錄表  教學觀察 971024 -3-1-A 97 年 10 月 24 日第 3 階段試教的第 1 單元 A 師在教學觀察記錄內容。  學習單  學習單 971024-2-2-24  9
表 4-1-1  單元目標檢核表-第一階段  檢核等第 單元目標檢核項目  優  良  可  差  劣  1.學生能發現酸與小蘇打粉作用後,會產生二 氧化碳。  ☆  ◎  2.學生能利用酸與小蘇打粉作用後產生的二氧 化碳,做出火山爆發景象。  ◎☆ 3.學生利用實驗操作產生的二氧化碳及器材, 將氣球充氣。  ◎☆ 4.藉由實作活動,提升學生對科學學習的興 趣,養成主動探索、思考的習慣。  ☆  ◎ 第  一  單  元 5.發揮小組合作,激發創造力及解決問題的能 力。  ◎☆ 1.學生發現加入鹽巴能幫助汽
表 4-1-2  九年一貫能力指標檢核表-第一階段  檢核等第  檢核項目  單 元 優  良  可  差 劣 一 ☆  ◎  二 ◎  ☆ 1-3-1-1 能依規劃的實驗步驟來執行操作。  三 △  ◎  一 ◎  ☆  二 ◎  ☆ 1-3-3-1 實驗時,確認相關的變因,做操控運作。  三 △  ◎  一 ◎  ☆  二 ◎  ☆ 1-3-5-3 清楚的傳述科學探究的過程和結果。  三 △  ◎  一 ◎☆ 二 ◎  ☆ 1-3-5-4 願意與同儕相互溝通,分享活動內容。  三 △  ◎  一 ☆
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參考文獻

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