國立台東大學幼兒教育學系碩士班 碩士論文
指導教授：陳淑芳 博士
科學圖畫書導入幼兒沙石土 探究教學之研究
研 究 生： 洪藝芬 撰
中 華 民 國 九 十 六 年 八 月
國立台東大學幼兒教育學系碩士班 碩士論文
科學圖畫書導入幼兒沙石土 探究教學之研究
研 究 生：洪藝芬 撰
指導教授：陳淑芳 博士
中 華 民 國 九 十 六 年 八 月
謝 誌
有機會進入幼教所就讀，首先要感謝吳淑玲老師帶領我走進繪本的世界，在 她的指導及研究小組的討論分享中，讓我對繪本的相關研究產生興趣，並在吳老 師及好友美雲的鼓勵下，鼓起勇氣報考研究所而進入學術研究的殿堂。
研究所在學期間受到郭李宗文老師、簡淑真老師、陳淑芳老師、黃愫芬老師、
蔡東鐘老師等的教導與啟迪，在此表達感激之意。論文研撰其間，特別要感謝指 導教授陳淑芳老師的悉心指導，老師不但在論文的架構和方法上協助我建立完整 的概念，而且讓我在陌生的科學領域中有信心去探索，挑戰自己在教學中最弱的 的領域，進而提昇專業成長。同時，她總是給我很大的支持、鼓勵，使我在遇到 瓶頸時，仍能一往直前、堅持到底。另外，感謝口試委員洪文瓊教授、江淑卿教 授百忙之中撥冗審查論文，並提供許多寶貴的意見，使我受益良多。
感謝林政安老師於科學圖畫書插畫上的指導、同事彩蓮老師在現場教學過程 中，不辭辛苦的全程協助及相伴並與敏雪老師慷慨熱心的提供教學場所，這可貴 的情誼，彌足珍貴而令人感動；此外，感謝王寶勛老師在研究過程中提供我寶貴 的教學資源、不厭其煩的澄清許多沙石土的相關概念，顏稚仁老師及其研究小組 協助科學態度量表的修正；也謝謝韻君園長、明芳老師、素珠老師、滿足老師、
玉純老師的鼓勵及協助，以及所有參與研究的小朋友，由於大家的傾力幫忙，使 得現場教學研究得以順利進行。
在漫長的求學過程中，對我備極呵護的父母是我最重要的支柱，一直在各方 面給我最大的支持及鼓勵。而外子則在我暑期上課期間獨力照顧兒女，讓我無後 顧之憂，並協助解決研究上的統計問題及電腦方面的疑難雜症，同時在我心情低 落、煩燥的日子，適時的給我包容與安慰，有他的陪伴，日子倍感溫馨。此外，
夫家上下以及弟弟妹妹亦常給我精神支持，妹妹更猶如我的顧問，總在事情不知 如何解決或抉擇時，給予我最中肯的意見。
於今論文得以完成，要感謝的人實在太多了，在此謹將完成論文的喜悅與所 有關心、鼓勵我的良師益友和親人分享。謝謝您們！
洪藝芬 謹誌 民國九十六年八月
科學圖畫書導入幼兒沙石土探究教學之研究
作者：洪藝芬
國立台東大學幼兒教育學系碩士學位班
摘 要
本研究旨在探討沙、石、土科學圖畫書之類型、特性及應用之教學歷程，並 瞭解科學圖畫書運用於沙、石、土教學之幼兒學習成效。研究對象為台北市某公 立國小附設幼稚園大班幼兒，共八名。研究方法參考準實驗單組前後測設計，以
「幼兒地球科學作業活動」為評量工具，以科學圖畫書結合五 E 學習環為教學設 計，進行共十八次的教學活動。資料來源包括教學觀察記錄、訪談記錄、研究日 誌、幼兒學習檔案之質性分析、描述統計和相依樣本 t 考驗。
研究結果顯示教學前幼兒對沙石土的特性、石頭的形成演變、地景等先備概 念，普遍性呈現迷思與不穩定性。透過科學圖畫書之應用結合五 E 探究教學，教 學後幼兒在沙石土特性、種類、分佈、滲透、形成演變、地景等科學概念之成長 達顯著差異，可見科學圖畫書教學及科學活動的探究，確能提升幼兒科學知識的 獲得及學習成效。此外，幼兒在科學程序能力的觀察、比較、溝通、預測、表達 及探索等項目之改變達顯著差異；在「敏感性」、「提問探討」、「不放棄」、「嘗試 不同方法」、「合作」、「接受失敗」等六項科學態度上之改變亦呈現顯著的差異。
本研究中發現故事敘述型之科學圖畫書，易引發學習興趣；知識型科學圖畫書有 助概念澄清、經驗與概念連結、擴展新知及統整概念。本文整理出科學圖畫書導 入幼兒沙石土之教學歷程，最後並提出若干建議供圖畫書出版業者、教師、以及 未來研究者之參考。
關鍵詞：科學圖畫書、導讀策略、五 E 學習環、沙石土、科學概念 科學程序能力、科學態度
Exploring Sand, Rock, and Soil with Young Children:
the Application of Information Picture Books and 5 E Learning Cycle on Children’s Science Concepts, Abilities and Attitudes
Abstract
The study investigates the characteristics of information picture books and the application of information picture books in teaching children topics of sand, rock, and soil. Its purpose is to explore the effects of information picture book enriched science project on young children’s science concept development, scientific skills, and attitudes toward science. Eight children age from 5 to 6 years old participated in 18 sessions of teaching activities. A one-group quasi-experimental research design was employed. A teaching project of exploring sand, rock, and soil with young children was developed in
which information picture books and 5 E Learning Cycle were combined. The
participants were measured before and after the teaching project. “The Assessment Tasks Young Children’s Scientific Basic Abilities --Earth Science” were used as pretest
and posttest. Analytical sources included qualitative data (i.e. teaching observation, interviews, and research journal entries) and quantitative data (i.e. descriptive analysis and t-test).
Findings of the study indicate that the young children’s prior knowledge about landscape, the features of sand and soil, and the formation of rock, were mostly
stereotypical and instable. After the instruction that combined information picture books
and 5 E Learning Cycle, a significant difference occurred between the pretest and posttest in terms of the development of scientific concepts such as the features of sand and soil, categories, distribution, filtration, and formation. Accordingly, the result shows that the project can both help children enhance the acquisition of scientific knowledge and promote their learning effects. A significant difference was also found in the children’s scientific procedure ability, including observation, comparison,communication, predication, expression, exploration. Moreover, the participating children changed significantly in such scientific attitudes as curiosity, involvement in discussion, perseverance, willingness to try different approaches, collaboration, and failure acceptance.
The present study has found: (1) information picture books narrated through stories could increase learners’ motivation more easily; (2) information picture books directly offering knowledge can help subjects clarify concepts, connect these concepts with their previous experience, expand their knowledge, and integrate the concepts learners have. In conclusion, the current research has documented how information
picture books were employed in the process of teaching notions such as sand and soil.
Suggestions are also provided for publishers, teachers, and researchers.
Key words: information picture books, introductory strategy, 5 E Learning Cycle, earth science, scientific concepts, science procedure skills, scientific attitudes
目 次
第一章 緒論 ... 1
第一節 研究背景與動機 ... 1
第二節 研究目的及待答問題 ... 4
第三節 名詞解釋 ... 4
第四節 研究限制 ... 5
第二章 文獻探討... 6
第一節 科學圖畫書之內涵 ... 6
第二節 科學圖畫書教學 ... 9
第三節 幼兒科學教育 ... 19
第四節 科學教學之理論基礎 ... 22
第五節 沙石土教學 ... 25
第三章 研究方法... 33
第一節 研究現場 ... 33
第二節 研究參與者 ... 34
第三節 教學活動設計 ... 37
第四節 研究工具 ... 43
第五節 資料分析 ... 47
第六節 研究步驟 ... 48
第四章 導讀與教學歷程之探討... 52
第一節 科學圖畫書與導讀的分析 ... 52
第二節 科學圖畫書導入探究教學之歷程 ... 73
第三節 綜合討論 ... 100
第五章 幼兒學習成效... 107
第一節 科學概念 ... 107
第二節 科學程序能力 ... 128
第三節 科學態度 ... 134
第四節 綜合討論 ... 143
第六章 結論與建議... 145
第一節 結論 ... 145
第二節 建議 ... 149
參考文獻 ... 151
中文部份 ... 151
英文部份 ... 156
導讀圖畫書清單 ... 156
附錄 ... 158
【附錄一】 沙、石、土圖畫書介紹一覽表... 158
【附錄二】 幼兒地球科學作業活動 ... 162
【附錄三】 幼兒科學程序能力指標與給分標準... 163
【附錄四】 幼兒科學態度量表... 165
【附錄五】 幼兒科學態度給分標準... 166
【附錄六】 導讀中所運用之導讀策略... 167
【附錄七】 幼兒個人在沙石土科學概念之綜合表現... 171
表 次
表 2-2-1 圖畫書教學歷程的指導策略 ... 10
表 2-2-2 圖畫書運用於科學教學的相關研究 ... 17
表 2-5-1 地質概念有關的課題 ... 25
表 2-5-2 國內沙、石、土相關研究 ... 30
表 3-2-1 幼兒基本資料表 ... 36
表 3-3-1 五E學習環教學之重點及教學策略... 39
表 3-3-2 教學活動設計之內容分析表 ... 40
表 3-3-3 課程概念內容檢核表 ... 42
表 4-1-1 圖畫書之科學概念、選書之理由 ... 53
表 4-1-2 沙石土圖畫書之類型 ... 55
表 4-1-3 故事型科學圖畫書之特色 ... 56
表 4-1-4 知識型科學圖畫書之特色 ... 56
表 4-1-5 再現式插畫圖畫書之特色 ... 58
表 4-1-6 流程式插畫圖畫書之表現特色 ... 58
表 4-1-7 圖鑑式插畫圖畫書之表現特色 ... 59
表 4-1-8 圖畫書導讀之教學功能 ... 60
表 4-1-9 導讀圖畫書前運用「引起動機」之情形 ... 62
表 4-1-10 導讀後的教學內容及延伸活動 ... 69
表 4-2-1 「石頭」主題教學歷程分析表 ... 73
表 4-2-2 「沙」主題教學歷程分析表 ... 80
表 4-2-3 「土」主題教學歷程分析表 ... 85
表 4-2-4 「地景」主題教學歷程分析表 ... 90
表 4-2-5 沙石土地景之教學歷程比較 ... 97
表 5-1-1 科學概念之前後測相依樣本 t 考驗結果摘要表... 108
表 5-1-2 「沙石土和水」科學概念之前後測相依樣本 t 考驗結果摘要
表... 108
表 5-1-3 「石頭比一比」科學概念之前後測相依樣本 t 考驗結果摘要 表... 109
表 5-1-4 「沙水箱遊戲」科學概念之前後測相依樣本 t 考驗結果摘要 表... 109
表 5-1-5 幼兒個人在沙石土科學概念之綜合表現 ... 110
表 5-1-6 「沙石土之種類」概念前後測結果 ... 111
表 5-1-7 「沙石土之分佈」概念前後測結果摘要表 ... 112
表 5-1-8 「沙石土之特性」概念前後測結果摘要表 ... 113
表 5-1-9 「沙石土之滲透」概念前後測結果摘要表 ... 114
表 5-1-10 「沙石土之消蝕變化」概念前後測結果摘要表... 114
表 5-1-11 石頭種類概念前後測結果摘要表 ... 115
表 5-1-12 「石頭之分佈」概念前後測結果摘要表 ... 116
表 5-1-13 「石頭之形成演變」概念前後測結果摘要表... 117
表 5-1-14 「地景」概念前後測結果摘要表 ... 118
表 5-1-15 科學程序能力前後測相依樣本 t 考驗結果摘要表... 119
表 5-1-16 科學程序能力在不同實驗之前後測相依樣本 t 考驗結果摘要 表... 129
表 5-1-17 科學程序能力在不同項目之前後測相依樣本 t 考驗結果摘要 表... 129
表 5-1-18 科學活動中程序能力運用之情形 ... 130
表 5-1-19 科學態度前後測相依樣本 t 考驗結果摘要表... 134
表 5-1-20 科學態度在不同項目之前後測相依樣本 t 考驗結果摘要表134
圖 次
圖 2-5-1 沙石土之學習概念網 ... 28
圖 3-4-1 教學活動之流程圖 ... 38
圖 3-6-1 研究流程圖 ... 49
圖 4-2-1 「石頭」主題教學歷程之流程圖 ... 77
圖 4-2-2 「沙」主題教學歷程之流程圖 ... 83
圖 4-2-3 「土」主題教學歷程之流程圖 ... 88
圖 4-2-4 「地景」主題教學歷程之流程圖 ... 92
圖 5-1-1 題號 1 之前後測答題正確人數比較圖 ... 115
圖 5-1-2 科學活動中程序能力運用之情形 ... 131
圖 5-1-3 幼兒的「好奇」態度表現折線圖 ... 136
圖 5-1-4 幼兒的「勇於嚐試」態度表現折線圖 ... 137
圖 5-1-5 幼兒的「感受發現的樂趣」態度表現折線圖... 138
圖 5-1-6 幼兒的「求證精神」態度表現折線圖 ... 139
圖 5-1-7 幼兒的「堅持與耐心」態度表現折線圖 ... 140
圖 5-1-8 幼兒的「開放的心胸」態度表現折線圖 ... 141
圖 5-1-9 幼兒的「樂於與人合作」態度表現折線圖 ... 141
圖 5-1-10 幼兒的「勇敢面對失敗」態度表現折線圖 ... 141
圖 5-1-11 幼兒的「喜歡動手」態度表現折線圖 ... 142
第一章 緒 論
本研究旨在探討有關沙石土科學圖畫書之類型、特性、導讀策略及應用的教 學歷程，並瞭解科學圖畫書運用於幼兒沙石土教學之教學成效。本章共分四節，
第一節為研究背景與動機，第二節為研究目的及待答問題，第三節為重要名詞釋 義，第四節為研究限制。
第一節 研究背景與動機
從小生活在四面環海的澎湖，自有記憶以來，常隨著媽媽提著竹簍到海邊翻 撿附著在石頭上的海螺，努力的翻動石頭或挖掘泥沙，好奇的探究小螃蟹的家，
拿著小耙子剷著潮間帶的沙灘，撿拾蛤蜊。放學後，姐弟三人也常蹲在後院埋頭 苦幹的忙著挖泥土築渠道、堆砌城堡，或三五好友以石頭當標的物玩起跳格子的 遊戲。這些取之於大地和利用大地的自然物來進行遊戲的難忘經驗，至今仍歷歷 在目。反觀我們現在生活的環境，因為都市化腳步的加快，高樓大廈林立，自然 的環境便隨之漸漸遠離我們的生活，於是幼兒接觸大自然的機會，也必須在大人 的安排之下才能實現。儘管如此，我們在平日的教學現場中仍發現，當孩子們在 戶外活動時，不論在樹下或是地上，只要有機會碰觸到沙、石或土的時候，他們 就可以完全不需要大人的指導，本能的卯足全力投入其中，他們在沙地上用腳印 踏出藝術般的圖騰，拿樹枝或石頭畫出獨一無二的線條，甚至於在毫無任何扮演 工具的情況下，就地取材於沙、土、石及落葉，三五好友便玩起扮家家酒；研究 者亦在每週五的全園學習區活動時觀察到，沙池區是幼兒最愛的選擇，即使刮風 下雨，選擇此區的幼兒仍與往常一樣的多，他們埋首於沙堆中手握細沙，讓沙從 指間的細縫中慢慢滑落下來，或是忙碌的挖挖堆堆各式造型，在內心的自然動力 下，透過五官的親身體驗，伸展和探索新鮮事物的學習，孩子沈浸於其中而流連 忘返。這不禁讓我開始思考，既然孩子對於玩沙、石、土的活動是如此的喜愛與 著迷，老師應可藉由引導或教學的方式來幫助幼兒，使幼兒對於沙、石、土的科
學活動能有更深入的探究，並協助他們建構正確的科學概念。
沙、石、土是地球土地形態的主要成份，它所形成各種美麗的地理景觀，不 但與我們的生活息息相關，而且更是人類與萬物賴以維生的場所。但是人類為了 經濟的發展，不斷過度開發自然環境，使得山崩和土石流等地質災害日趨嚴重。
近年來，由於颱風、豪雨及大地震所帶來的災害及慘痛教訓，已漸漸使國人體認 到地球環境的重要性，於是環保意識抬頭，開始思考人類應如何保護自然環境。
而關懷地球環境，探究地表土地，實屬地球科學的一環，它是自然科學中最為切 身的科學，是一個值得進一步探討的課題。再者，由於幼兒是天生的探究及學習 者，他們對於生活週遭所經驗的世界，充滿著好奇與鍥而不捨的探索精神，如果 能提供機會支持孩子持續的探究，孩子這種天生的好奇心和學習精神將被增強，
並表現在他的孩童時期，甚至持續至將來的生活中 (引自曾秋華，2004)，由此可 見幼兒期是建立一生科學興趣的最好時機。因此，在幼兒期培養他們對科學的喜 好與探究能力，以有效引導幼兒進入科學的殿堂，是有其必要性和重要性的。
幼兒科學能力的培養，在於透過活動，幫助兒童對周遭看似平常、實則非比 尋常的事物產生興趣，並加以了解（Ellen Doris，2003），幼教之父福祿貝爾也主 張教育者應注重幼兒本性與需要，提供給兒童種種機會，從外界客體而獲得自身 經驗，以自己的眼睛觀察外物，由自己的實驗、由事物和事物間的關係去認識外 在事物（朱敬先，2004）；另根據陳淑芳等人(2003）在幼兒基本科學能力指標的研 究提出，我國幼兒科學教育的目標，在引導幼兒觀察各種自然現象和物理現象，
以及對其變化產生好奇、探索的興趣，進而學習科學探究的方法和態度，奠定將 來進入正式科學學習系統之良好基礎。綜合以上的論點，對於科學領域的教學，
教師的重要角色在於引導幼兒興趣的探索及主動的操作，伴隨科學活動，使幼兒 心靈產生好奇、臆測、感動及欣賞，這種心靈的感受是科學探究重要的動機，老 師應藉由藝術、故事或扮演等活動，將之引發出來，以增加幼兒的經驗及印象（黃 意舒，1996）。但是長久以來，幼兒科學教育一直是國內幼稚園各領域教學中最弱 的一環，我國幼兒教師在教學時，一向極少碰觸自然科學領域，且習於「教師為 中心」主導為取向，以灌輸科學知識為主要教學方法（周淑惠，2004）。諸如此類
的情形也出現在研究者的教學現場中，平日為了配合單元活動，老師會事先安排 一些相關的科學活動及教具在角落，讓幼兒從事科學方面的實驗活動，幼兒雖然 對科學活動的興趣與參與力極高，但在活動過程中老師觀察到，幼兒常會依循老 師的操弄方式進行相關的科學實驗，以直接獲得相關科學知識，較少自己主動思 考、發現或由同伴的討論互動共同深入探究科學知識，實為可惜。因此幼兒科學 能力有待培養，科學領域的教學亦是研究者亟需再加強的專業成長部份。
隨著科技與社會的快速發展，雖然幼兒接受訊息與刺激的管道也日趨多元，
但是不容否認的，閱讀仍是我們獲得知識和智慧最有系統，也是最直接的方式。
近年來，由於父母對幼兒教育日漸關心與重視，圖畫書的出版也呈現一片蓬勃景 象，各種類型的圖畫書除了邀請知名的插畫家為其精彩的文字情節構圖外，也從 國外引進優良的讀物再進行翻譯。而相較於非圖畫書而言，圖畫書因兼具文學性
（林真美，2002）、娛樂性（陳美姿，2000）、教育性（林學君，1996）、兒童性（何 三本，1995）等特質，故更能吸引孩子的目光及閱讀的興趣，因此可藉著圖畫書 豐富的題材來擴大其生活領域和增進其認知學習。再者，色彩豐富、風格多變的 圖畫也在無形中培養了幼兒的審美觀（林敏宜，2000），啟發了幼兒閱讀的興趣。
此外，故事化的情節，降低了說教的意味，增加孩子閱讀的趣味性，也能讓幼兒 在故事中體驗生活，更可利用與圖畫書內容相關的問題討論和幼兒進行互動，藉 此了解孩子們的思維及價值觀。而優良的自然科學圖畫書，對於自然現象具有取 材廣泛、圖像寫實逼真、文字簡潔明白、闡述深入淺出等特質，能使小讀者在閱 讀中領悟並融會貫通科學原理(黃郁文，2001)，因此科學圖畫書是導引幼兒學習自 然科學不可或缺的絕佳輔助教材。但是綜觀前賢的研究，對於以科學圖畫書從事 自然科學教育的研究，至今仍為科學教育研究上相當薄弱的一環，故有待更全面 而深入的研究。
研究者從事幼教實務工作多年，在教學的過程中，平日除了喜歡陪著孩子共 同閱讀、討論和分享圖畫書，並常應用圖畫書來進行幼兒認知、情意、技能方面 的教學。本研究一方面基於研究者對圖畫書的喜愛以及運用圖畫書對於幼兒教學 具有正面的價值和意義；另一方面基於對幼兒科學教育的重視，同時也為了符應
幼兒對探索沙石土的興趣，在滿足其好奇心和求知慾的前提之下，增進幼兒對沙、
石、土的科學探究能力並培養其科學能力、態度，同時亦能增進研究者對科學教 學之專業成長，遂引發研究者選擇科學圖畫書為教學研究之媒介，以進行幼兒沙、
石、土的教學研究。期能藉此探討沙、石、土科學圖畫書導讀的教學歷程及將科 學圖畫書運用於沙、石、土的相關活動時，對幼兒科學學習之影響，並且提出具 體建議，以提供教育工作者在科學教育等方面的參考。
第二節 研究目的及待答問題
綜合以上所述，擬定本研究之目的有以下幾點：
一、探討有關沙、石、土科學圖畫書之類型、特性與導讀策略之運用。
二、瞭解科學圖畫書運用於幼兒沙、石、土教學之教學成效。
依據上述研究目的，本研究擬探討之問題如下：
一、沙、石、土科學圖畫書之類型、特性為何？
二、沙、石、土科學圖畫書運用在教學上的導讀策略為何?
三、應用科學圖畫書導入幼兒科學探究活動之教學歷程為何?
四、幼兒在科學圖畫書導入科學探究活動歷程中之科學概念、科學程序能力及科 學態度之改變為何?
第三節 名詞解釋
一、科學圖畫書
「科學圖畫書」乃是指運用圖文搭配以傳達科學知識為主的兒童讀物，一般可 區分為故事型、知識型、圖鑑式或百科式等方式，本研究特指以沙、石頭、泥土 相關主題為內容，並適合幼兒閱讀之圖畫書。
二、導讀策略
本研究所指之導讀策略，乃師生共讀科學圖畫書的過程中，老師為了引導幼兒
理解科學圖畫書中所傳達的意涵，所運用的任何方法。
三、沙石土教學
指的是針對地球科學領域中關於地表構成的基本成份--沙、石頭與泥土，設計 成適合幼兒之課程和教學活動，透過科學圖畫書的導讀及五 E 學習環教學模式所 進行的一系列教學。
四、
沙石土概念
本研究所指的沙石土概念，乃指「沙石土種類之分辨」、「沙石土之特性」、「沙 石土之分佈」、「沙石土之滲透」、「沙石土之消蝕變化」、「石頭的形成演變」、「地 景」等。
第四節 研究限制
研究者基於時間、人力及園內的課程教學考量，在研究時間、研究樣本及科 學圖畫書的選擇等方面有所限制，茲分述如下：
一、研究時間：
為配合全園性的單元教學活動及不影響幼兒的正常上課作息時間，因此，以 課後留園的時間進行教學研究，因有其獨特的教學型態及情境脈絡，因而在推論 上本研究結果無法直接類推到一般的教學模式及情境中。
二、研究樣本：
參與本研究的幼兒為幼稚園正規課程時間結束後，繼續留在原園中參與課後 輔導活動的大班幼兒，因樣本數較少，因此研究所得之結論僅做為教學研究或教 學之參考，不宜過度推論。
三、科學圖畫書的選擇：
本研究僅就研究者搜集取得之科學圖畫書，邀請相關的專業人士及協同教師 就其文本的科學概念正確性、內容難易度及符合學習目標等前提下，進行教學材 料的篩選與分類，以進行教學活動。在圖畫書的蒐集上，雖然研究者盡可能廣泛 從圖書館與市面上蒐羅相關書籍，但免不了有所疏漏。
第二章 文獻探討
本章研究架構之理論基礎與相關研究的文獻資料，分為五節來闡述。第一節 為科學圖畫書的內涵，說明科學圖畫書的定義、科學圖畫書的類型及特性。第二 節為科學圖畫書閱讀教學，旨在探討科學圖畫書應用的相關教學理論、圖畫書教 學的相關策略、圖畫書運用於科學教學的相關研究。第三節為幼兒科學教育，說 明科學的意涵、幼兒之學習特質、幼兒科學教育學習之內涵。第四節為科學教學 之理論基礎，主要探討探究式教學的特性及五 E 學習環教學模式。第五節為沙石 土教學之相關研究，探討沙石土的學習內容及相關研究。
第一節 科學圖畫書之內涵
壹、科學圖畫書的定義
在日本，圖畫書稱「繪本」(Ilustrated Book)，在台灣，圖畫書還有另一個名稱，
叫做「童書」(childlike book)(黃迺毓，1999)。蘇振明（1986）也指出圖畫書，英 文為(picture book)，在日本稱為「繪本」，是專門為兒童閱讀所設計的精美畫本，
多以大幅的畫面和一些簡單的文字相互配合，以孩子熟悉的生活事物為題材。林 真美 (2001) 則說明繪本不僅是給兒童看的讀物，而且它也是「兒童文學」中的一 環。不論是圖像或文字的部份，都有其特殊的要求，而這些要求都是循著小讀者 的特質和需要發展出來的。Kiefer(1982)認為繪本是一種藝術品，它藉著連續數頁 來傳達訊息，而訊息可以完全以圖畫方式來呈現，也可以透過文字與圖畫兩者的 聯合來加以表達(引自王佩蓮、劉美玲，2003 ) 。至於科學圖畫書是否為圖畫書，
專家學者很少直接定義它，但多半會加以分類，大體來說，科學圖畫書在內容性 質上屬於知識類讀物，表現手法上則需要具備圖畫書的圖文交織觀念（林玲遠，
1999）。依科學圖畫書的特質而言，科學圖畫書具有製作嚴謹、取材廣泛內容包羅 萬象、文學解說簡潔明白等特質（黃郁文，2001）。綜言之，學者主要認為科學圖 畫書，不僅是介紹科學知識的讀物，而且也必須具備易懂有趣的文字說明和精美
正確的圖畫或照片。（鄭明進，1996；蘇振明，1988；林玲遠，1999；黃郁文，2001；
黃莉伶，2004）。唯李麗霞（1998）並未言及科學圖畫書對文字與圖畫的要求，而 僅對科學讀物的內容加以論述，其認為必須包含科學的方法、科學的精神態度及 科學的知識，而科學方法就是指實驗、觀察、分類等技能和能力；科學的精神態 度則是強調一種持之以恆、努力追求真相的認真表現；至於科學的知識是指關於 自然現象的相關事實，這些可能是原理、概念、或事件的成因。
綜觀以上學者的定義，科學圖畫書為了能適合孩子閱讀，內容的編寫除了要 根據孩子的認知發展及生活經驗，以淺顯易懂的文字敘述並配合精美、正確的圖 片或照片呈現之外，它也必須足以傳達科學概念、方法和科學精神，讓孩子在閱 讀的過程中增進科學的知識、啟發兒童對自然環境的興趣和關懷並培養正確的科 學態度和方法。
貳、科學圖畫書的種類和特性
近年來隨著成人對科學教育的重視，加上教育工作者對識字不多的幼兒重視 圖像的閱讀，無形中助長了科學圖畫書的蓬勃發展。而科學圖畫書中所探討的主 題及範圍包羅萬象，陳家璇（2004）認為科學圖畫書的分類，一種是依照作家所 強調的要素來分類；另一種是依目的分類，此種又可分為：著重宣掦某種觀念或 呈現某個爭議性的問題及以科學方法和科學興趣為主要目的。以下針對目前所能 找到的科學圖畫書分類方式，說明如下：
一、依科學兒童讀物出版物之型態：此種分類方法將科學圖畫書與兒童科學雜 誌期刊區隔為兩類，而科學圖畫書專指單行本圖畫書，包含交通類、動物 類、植物類、天文、太空科學類、環保類、電腦、電子書、地球科學類、
物理、化學類、工程、建築類，（黃郁文，2001）。本研究所蒐集的沙、石、
土圖畫書均屬於單行本之地球科學類圖畫書。
二、以科學圖畫書之體裁分類，一般歸納為資訊型科學圖畫書、故事型科學圖 畫書及幻想型科學圖畫書三種類別（林玲遠，1999）。資訊型科學圖畫書乃 結合「認知」與「概念」呈現豐富多樣的表現方式，包含認知圖畫書、圖 鑑、圖解百科全書等；故事型科學圖畫書為「事實」與「故事」的結合，
可增加敘述性的張力，提供情境引發讀者的認同與投入，有助於呈現一個 議題多種觀點；而幻想型科學圖畫書乃改變既有或限定的事實，透過象徵、
隱喻的方式，將欲傳達的事物以有趣可愛的幻想來呈現。在研究者所蒐集 的沙石土科學圖畫書中，如：《岩石和礦物》（圖文出版社）、《大石頭小石 頭》（親親文化事業）、《地球是什麼構成的》（大千文化出版）等書均屬於 資訊型科學圖畫書，在本研究中「資訊型科學圖畫書」均以「知識型科學 圖畫書」稱之；《木星石》（小魯文化）、《小海狸的房子》（親親文化）、《泥 水師父》（和英出版）等乃為故事型之科學圖畫書；而《沙之城堡》（小魯 文化）因具幻想性，故屬於幻想型之科學圖畫書。
三、以台灣本土兒童圖畫書的主題來分類，可分成文學、科學及藝術三大類，
而科學類又分為：人、動物、昆蟲、植物、食品、交通工具、歷史地理（鄭 明進， 2002）。
就科學圖畫書的插畫型式而言，圖像部份具有以下特性（蘇振明，1988；鄭 明進 1996）：
（一）、精緻細密性：通常應用攝影或透過畫家以寫實的技法，細緻精密的將 實物的原本面貌呈現在孩子眼前，引導孩子去發現、感知自然的奧妙，
如再現式插畫（蘇振明，1988）、寫實性插畫（鄭明進 1996）。沙石土 圖畫書中的《化石》（英文漢聲出版）、《岩石入門》（遠流出版）、《大 石頭小石頭》、《石頭》（科智文化）等書均是以真實精確的實物照片或 穿插著精密描繪的說明插圖，故符合精緻細密性。
（二）、流程式：利用連續性的插畫編排，讓幼兒瞭解生物的成長過程及工具 建築工程、器具的製造過程。如: 《化石的秘密》（世潮出版）、《撞沙 球》（信誼基金）等書因能呈現活動或事物的整個演變過程，故具流程 性。
（三）、剖面式：透過解剖透視性的插圖描繪，把肉眼無法見到的事物，展現 在圖畫書，將孩子的視覺從「可視的」延伸到「不可視」的境界。《泥 土》（秋雨文化）、《地球是什麼構成的》等書均符應剖面式的特性。
（四）、圖鑑式：同類型的插畫匯聚同一頁，以達分析比較的查核效果，而好 的圖鑑式插畫版面上的展現要具有生活趣味性和明確性。如：《岩石和 礦物》（圖文出版）、《土地》（啟思文化）、《沙子》（秋雨文化）等即具 有圖鑑式插畫特性之圖畫書。
（五）、地圖式：應用地圖設計的型式，引導孩子空間概念，從自身的「小環 境」延伸到周圍的大環境。目前沙石土的圖畫書中，未見具有運用地 圖式插畫特性的科學圖畫書。
綜合以上所述，科學圖畫書所包含的題材極為廣闊，上至天文，下至地理，
從洪荒地質年代，跨躍至未來世界，素材包括動物、植物、山川、流水、環保、
科技……等，同時因為科學圖畫書具有文圖並茂的特質，不但說明文字淺顯易懂，
而且插圖在整本圖畫書裡占有極其重要的角色，而插圖的表現形式五花八門，其 動態的、趣味的、鮮明及具體的主題表現特質，更能吸引孩子自動閱讀的興趣。
兒童的好奇心和探索的慾望亦可以透過圖鑑獲得滿足，也可透過圖鑑引導其對真 實的世界再探索（曹俊彥，1988），如此不僅可以給予兒童「知性」的訊息，同時 透過圖畫增廣視覺的空間，也可以帶領他們進入科學的殿堂再發現大自然間的奧 秘。因此，研究者認為科學圖畫書的特質具有兒童性、藝術性、傳達性、教育性 及趣味性，而其類型可分為知識型、故事型；另依插畫特色又可分為精緻細密性 插畫、流程式插畫、剖面式插畫、圖鑑式插畫、地圖式插畫的科學圖畫書。
第二節 科學圖畫書教學
壹、圖畫書教學歷程的指導策略
蘇振明（2002）指出五~八歲的兒童前期（幼稚園大班至小學低年級），是圖 畫書最大的讀者群，也是教師應用圖畫書融入教學的最重要時期，另根據楊怡婷
（1994）的研究顯示，多數大班幼兒的閱讀行為，發展到了「試著看文字」的階 段（佔 45%），但幼兒並非能掌握整本繪本的故事涵義。因此，在幼兒的閱讀過程
中需要老師的引導及協助，於是老師成為故事、作者與兒童之間的橋樑。然而同 一本書運用在教學活動中，會因教師的教學目的不同、引導策略的不同而有不同 的呈現方式、不同的討論方向及不同的學習成效。劉鳳芯（2002）認為：掌握到
「圖與文這兩種語言如何同時說故事，並彼此搭調又能各自呈現特色」這樣的特 質，再談老師如何帶孩子欣賞到書中的文字和圖像是怎麼來說這個故事，這就是 老師帶領孩子欣賞圖畫書的重要原則，在引導閱讀方面，陳海泓（1999）認為，
在導讀的過程首重激發讀者的反應，期以挖掘作品的外顯與內隱意義，並激發兒 童的幻想與聯想，另張秀娟（2003）亦認為圖畫書導賞教學應重視讀者與作品的 互動，還給讀者應有的詮釋自主權。對於圖畫書的導讀，學者們通常藉由圖畫書 封面的引導及預測內容等方法以引起孩子的學習動機，此階段稱為「導讀前」；進 行圖畫書閱讀之教學階段稱為「導讀中」；而閱讀後進行討論的階段稱為「導讀 後」，在導讀前、導讀中及導讀後這三個導讀階段，學者們對於圖畫書的導讀策略 亦各有不同的看法，茲分述如下：
表 2-2-1 圖畫書教學歷程的指導策略
導 讀 前 導 讀 中 導 讀 後 李 坤 珊
(1998)
K（Know）背景知識 引 發 孩 子 的 生 活 經 驗 並 提 供 相 關 的 書 本，讓孩子利用背景 知 識 去 預 測 書 的 內 容。
W（What）想求知什麼
讓孩子提問，想想書 上會告訴我們什麼?
什麼是他想知道的。
L（Learn）學到什麼 老師提問，引發孩子 回憶、組織書的內容 與結構。
陳海泓
（1999）
兒童觀賞封面，教師 提出問題，讓兒童先 預測、懷疑、推論和 聯想。
教師手持書本內容面 對兒童朗讀，亦可利用 投 影 片 或 實 物 投 影 機，邊朗讀邊呈現圖 片。
教 師 朗 讀 故 事 後 針 對 故 事 中 的 文 學 要 素 以 及 插 畫 要 素 提 出開放性問題，幫助 孩 子 觀 察 並 抓 住 故 事中的主要資訊。
林敏宜
（2000）
探討封面插圖，鼓勵 孩 子 與 自 身 經 驗 做 連 結 並 預 測 書 的 內 容，另與孩子討論書 的 作 者 及 插 畫 家 並 介紹情境或主題。
故事的表達及內容能 符 合 孩 子 的 理 解 能 力，鼓勵孩子積極反 應、評論並預測即將發 生的事，教師偶爾提問 以瞭解孩子對故事的 理解及詮釋。
鼓 勵 孩 子 回 顧 故 事 內 容 並 表 達 自 己 的 感受及想法，協助孩 子 將 主 角 所 發 生 的 事 與 自 己 的 生 活 做 連結，老師亦可配合 故 事 內 容 設 計 延 伸 活動。
蔡 惠 珊
（2000）
著 重 觀 察 能 力 的 培 養，教師引導觀察的方 向，如：圖畫包括的東 西、畫面中的顏色、每 一頁的細部變化、圖畫 的 內 容 及 看 圖 的 感 受。以邊說邊指，邊問 邊討論、說完再發問討 論及圖畫書說完後，請 孩子重述一遍等為引 導的方式。
李 培 鈴
（2001）
教師可視圖畫書內容 描繪之深淺適時做轉
化，並以其能理解的方 式把內容欲傳達的訊 息表現出來，同時教師 以「互動的方式」進行 故事的引導並以邊讀 故事邊拋問題的形式 進行。
王淑娟
（2003）
展示圖書：讓兒童先 欣 賞 書 本 封 面 做 預 測，猜猜書本內容的 性質，教師不做任何 提示。
概覽圖畫：教師依兒童 程度對圖畫書內容做 提示並引導兒童做有 意識的解讀，亦讓兒童 對故事發展及圖畫做 大略、題綱式的欣賞。
除此之外，教師針對圖 畫書內容提問，請兒童 將人、事、地、物、景 加以串聯和組織。
教師提問，請幼兒依 自己的話表達，聆聽 者 亦 要 聽 取 他 人 的 意見，若有問題師生 共同討論，針對兒童 敘述不完整的部份，
教師可做補充。
由表 2-2-1 所整理的內容得知，進行圖畫書導讀前的活動，主要以引發孩子的 生活經驗，讓其欣賞圖畫書封面插圖，並鼓勵孩子利用背景知識去預測書中的內 容等，為引起幼兒的興趣及學習的動機（李坤珊，1998；陳海泓，1999；林敏宜，
2000；王淑娟，2003）。而在導讀教學中的策略主要為：1.讓孩子提問，想想書中 將傳達的內容為何以及什麼是自己想知道的； 2.以書本或利用投影機等教學媒體 的放映邊朗讀邊呈現圖片；3.孩子觀察圖畫書的插圖，邊說邊指、邊問邊討論、說 完再發問討論或請孩子重述一遍；4.教師以孩子所能理解的方式來表達故事內容，
並提問以瞭解孩子對故事的理解；5.以「互動的方式」進行故事引導，邊讀故事邊 拋問題；6. 讓兒童對故事發展及圖畫做概略式的欣賞，教師再針對圖畫書內容提
問，請兒童將故事背景及內容加以串聯和組織（李坤珊，1998；陳海泓，1999；
林敏宜，2000；蔡惠珊，2000；李培鈴，2001；王淑娟，2003）。除此之外，在導 讀活動後以老師提問，引發孩子回憶，幫助孩子掌握及組織書的內容並表達感受、
想法，配合故事內容進行延伸活動等策略來幫助幼兒對圖畫書內容的理解（李坤 珊，1998；陳海泓，1999；林敏宜，2000；王淑娟，2003）。
綜合以上所述，研究者認為，雖然各學者所提出的導讀策略不甚相同，但是 在目前導讀科學圖畫書所能應用的策略，並沒有特定方式的情形下，前賢所提出 的方法確有助於老師在進行科學圖畫書教學時，導讀策略的選擇與應用之參考。
探討科學圖畫書的導讀策略為本研究之研究目的之一，因此研究者將針對科學圖 畫書不同的類型及表現特色，彈性選擇適當的導讀策略，並在教學情境中引導及 鼓勵幼兒主動參與討論，透過師生或同儕的閱讀互動歷程中，瞭解以科學圖畫書 進行導讀策略教學對幼兒建構相關科學概念的情形。
貳、圖畫書運用於科學教學的相關研究
圖畫書由於圖文交織，內容豐富又生動，因此學者一直給予正面的評價。近 年來有許多的研究整合了圖書書在其他領域的教學活動，探討幼兒的學習表現。
例如：情感教育（陳美姿，2000）、道德領域（蔡子瑜，2000；洪堯群，2000）、
生命教育（蘇黃美菊，2004）、利社會行為（林學君，1996）、創造力（張秀娟，
2003；王淑娟 2003）等，研究結果發現應用圖畫書進行教學有助於增進學生的情 感表達，有利社會行為的增進及創造思考能力的提升，這些研究結果均彰顯出圖 畫書在教育方面的價值與功用。至於圖畫書運用於自然科學領域的成效如何，以 下逐一做探討：
李培鈴（2001）以青青幼稚園全體幼兒共三十人為研究對象，採用行動研究 的方法，以「漁港」為主題研究焦點，嘗試運用「爺爺的大漁船」、「漁港的小孩」、
「台灣近海的魚兒」、「迎媽祖」、「小鯨魚要回家」等之兒童圖畫書發展與延伸設 計出一系列幼稚園鄉土教學活動，以瞭解兒童圖畫書應用在鄉土教學活動所遭遇 到的困境與解決之道，以及研究者在教學過程中的成長與轉變。研究結果得知：
教師運用兒童圖畫書作課程設計，提供課程更多變化與可能性，運用兒童圖畫書
能發展出適合幼兒的鄉土教學活動，而且也能提高幼兒學習鄉土的興趣。同時，
兒童圖畫書在鄉土教學上的應用上，不僅可以使幼兒對於鄉土的圖像更加熟悉，
對於鄉土語言的運用以及文字表達亦顯得興味盎然。研究中亦建議運用圖畫書教 學時，可搭配教學媒體的使用，以提高教學的效果。此建議可為本研究進行導讀 教學時之參考。
劉美玲（2002）以六年級學生為研究對象，研究方法採用質的研究方法為主，
量的研究方法為輔，繪本的選擇以色彩豐富、插圖多樣，能在視覺上引人入勝、
內容有趣、貼近兒童生活經驗為原則的「小房子」、「瀑布鎮」、「外星人的日 記」等九本繪本，運用繪本以閱讀、寫作、故事網等文學活動，輔以調查環境問 題、美化環境等環境教育教學活動來進行。以探討繪本為媒介所進行的環境議題 教學活動，並提出該活動的分析結果。研究的結果顯示，透過繪本導讀、討論、
概念網等活動，學生能獲得環境相關概念，覺知人類開發活動與自然環境的關係，
並且與其生活經驗產生連結，提出具體建議並實際行動。另研究中亦發現學生偏 好兼具趣味性與功能性之繪本，故研究中圖畫書的選擇判準，可做為本研究選擇 導讀圖畫書之參考。
陳家璇（2004）以基隆市國小的三年級學生，共三十三人為研究對象，透過 植物、動物、昆蟲、環境議題與情意引導五大類具科學知識的圖畫書，如：罌粟 花、森林大熊、小毛蟲歷險記、木筏的夏天、春天的夜晚等進行教學，讓學生以 個人提問以及三人隨機分派討論的方式進行提問，並以簡單的量化統計及訪談，
將資料予以分析及歸納，以探究國小學生所提出之問題種類並分析學生的問題與 書中科學議題的關連性，進而探討學生對個別提問與小組討論的不同看法與態 度。研究結果發現，三分之二的學生喜歡以討論的方式進行提問，而所提出的問 題都是以分析應用性問題為主，且絕大多數能和書中的科學議題相配合，至於學 生問題的來源，多數是出於對於故事情境的好奇及新鮮感。
蔡宜倖（2003）利用繪本式教學策略，以提升學生學習自然科動機的研究。
研究者以三十五位四年級學童為對象，利用「國小學童自然科學習動機分類表」， 將學生的動機取向分為內在學習動機取向、外在學習動機取向、選擇性學習動機
取向、逃避型學習動機取向，並在四種學習動機類型中，選擇數名男女學童，作 為焦點觀察對象。研究結果發現，雖然各種不同學習動機型學生對繪本式教學策 略的覺知及對其學習動機的影響情形並不相同，但學生都較喜歡有趣、具科學性 知識及人物生動活潑等特色的繪本，如：「花婆婆」、「魔法校車~小水滴的旅行」；
延伸活動則以難易適中、有趣及與生活相結合最能引起學生的學習動機，並且在 獲得學習上的成就感後，提升學習科學的興趣。
游曉惠（2004）以桃園縣中壢市某國小兩班六年級之學童為研究對象，採用 準實驗研究法，繪本的選擇根據康軒版第十一冊六年級上學期第五單元「生態系」
的教材內容，選取「星月」、「綠笛」、「垃圾大戰」、「世界為誰存在」等十本繪本 融入自然科生態保育教學。研究的目的在於探討繪本融入國小自然科生態保育教 學，對國小學生生態保育概念以及生態保育態度的影響。研究結果顯示，接受繪 本教學的實驗組學生在「生態系」單元之自然科「生態保育概念評量」及「生態 保育態度問卷」總分均高於一般教學的控制組學生。另外，在「生物與環境」、「能 源的開發與利用」、「環境汙染及防治」及「資源的保育與利用」方面，實驗組學 生亦優於控制組學生。所以，以繪本融入自然科生態保育教學，可以協助學生對 生態保育概念及態度的提升。
林玉秋（2004）以所任教的二年級學童，男女生共 35 名為研究對象，採質性 研究法進行研究，資料的蒐集方式，包括教室觀察的現場札記、錄音、錄影、學 習單、分享單以及與學生進行晤談。研究目的在探究國小低年級老師運用圖畫書，
引發師生及同儕間進行科學對談的歷程及當中之影響因素，其研究結果顯示，圖 畫書的運用有助於引發孩童進行科學對談，並且對談前期孩童主要是呈現出「提 供想法」的小組討論模式，對談後期則是「相互回應」的小組討論模式。對談情 境、主題、圖畫書、老師角色、具體經驗、學習態度、談話技巧與組長權力等因 素，皆會影響學童參與科學談話的表現。
葉宛婷（2005）以四年級的學童為研究對象，採用準實驗研究法，選擇「喂！
你是青蜓嗎?」、「魔法校車~電路大冒險」為導讀的圖畫書，並設計相關之教學延 伸活動，來融入「水裡的生物」和「燈泡亮了」兩個單元，另以「科學閱讀理解
能力測驗」、「中華國語文能力測驗」、「自然與生活科技期末成就測驗」為量化的 工具，並以「學生晤談題綱」、「教學回饋問卷」為輔助工具，做為質性資料的蒐 集與分析。目的在探究繪本融入自然科教學活動中，對國小學童科學閱讀理解能 力之影響，及學童語文能力與學習自然學科之關係。研究結果發現，繪本融入自 然科教學，會提升學童在自然科學習的成效、互動式繪本教學對於增強學童語文 能力有正面的效果且有助於學生閱讀科學文章，但學生對於「邏輯推理」和「分 析預測」屬於較高層次的閱讀理解能力表現不佳，除此之外，互動式繪本教學及 其延伸活動可增加教學的多元化，是一種可行的教學方式。
盤欣芸（2005）以三年級學童為研究樣本，採質性研究輔以量的統計方法，
選定「氣象預報員的一天」、「我們看雲去」、「天氣」為導讀之圖畫書，其研究目 的是發展有關天氣概念單元的繪本教學活動、探討學生在天氣概念單元的繪本教 學活動的學習表現、探究學生對繪本教學的意見及其感想。研究結果顯示:繪本教 學情境下學生除可以獲得天氣概念相關知識外亦可增進文學方面的素養，進而將 天氣概念與生活經驗做結合。
楊淇淯（2006）以四名任教於國小附幼之合格教師及十二名幼兒為研究對象，
採用問卷調查、訪談及觀察法，以《十顆種子》、《毛毛蟲會變漂亮嗎？》的導讀 歷程為例，分析比較四位教師的導讀歷程、四組幼兒導讀前後之閱讀理解及影響 導讀歷程之因素，目的在了解幼稚園教師對於科學圖畫書的看法、科學圖畫書之 導讀歷程、以及導讀對於幼兒科學圖畫書閱讀行為之影響。研究結果顯示: 四位教 師對於科學圖畫書之看法，包括定義、科學圖畫書的元素、導讀難易程度、選擇 考量因素、教學目標和導讀困難等均十分相似，即使個人喜好不同，但仍能以幼 兒需求為出發點，思考科學圖畫書應該具有的面貌。
研究者將學者以圖畫書運用於科學教學的相關研究列表整理如表 2-2-2 所示：
表 2-2-2 圖畫書運用於科學教學的相關研究
研究者 研究主題 研究對象 研究方法 研究結果
李培鈴
（2001）
兒 童 圖 畫 書 應 用 在 幼 稚 園 鄉 土 教 學 之 行 動 研究
幼稚園幼兒（大 中 小 班 共 三 十 人）
行動研究法 能提高幼兒學習鄉土的 興趣，幼兒不僅對於鄉 土的圖像更加熟悉，對 於鄉土語言的運用以及 文字表達亦顯得興味盎 然。
劉美玲
（2002）
以 繪 本 為 媒 介 進 行 環 境 議 題 教學之研究
六年級學生 以 質 的 研 究 方 法為主，量的研 究方法為輔
學生能獲得環境相關概 念，覺知人類開發活動 與自然環境的關係，並 且 與 生 活 經 驗 產 生 連 結，能提出具體建議並 實際行動。
陳家璇
（2004）
科 學 圖 畫 書 教 學 在 國 小 學 生 提 問 類 別 之 研 究
國 小 的 三 年 級 學生
量 化 統 計 及 訪 談
學生所提出的問題都是 以 分 析 應 用 性 問 題 為 主，且絕多數能和書中 的科學議題相配合。另 學生問題的來源多數是 出於對於故事情境好奇 及新鮮感。
蔡宜倖
（2003）
繪 本 式 教 學 對 國 小 學 童 科 學 學 習 動 機 影 響 之研究
四年級學童 質 的 研 究 與 量 的研究並重
學生都較喜歡有趣及具 科學性知識的繪本，延 伸活動則以難易適中、
有趣及與生活相結合最 能 引 起 學 生 的 學 習 動 機，並且在獲得學習上 的成就感後，提升學習 科學的興趣。
游曉惠
（2004）
繪 本 融 入 自 然 科 生 態 保 育 教 學之研究
六年級之學童 準實驗研究法 繪本融入自然科生態保 育教學，可以協助學生 對生態保育概念及態度 的提升。
林玉秋
（2004）
以 圖 畫 書 引 發 國 小 低 年 級 學
二年級學童 質性研究法 圖畫書的運用有助於引 發孩童進行科學對談，
童 科 學 對 談 之 研究
對談情境、主題、圖畫 書、老師角色、具體經 驗、學習態度、談話技 巧與組長權力等因素，
皆會影響學童參與科學 談話的表現。
葉宛婷
（2005）
互 動 式 繪 本 教 學 提 升 國 小 學 童 科 學 閱 讀 理 解能力之研究
四年級的學童 準實驗研究法 繪本融入自然科教學，
會提升學童在自然科學 習的成效；互動式繪本 教學對於增強學童語文 能力，有正面的效果且 有助於學生閱讀科學文 章，但學生對於「邏輯 推理」和「分析預測」
屬於較高層次的閱讀理 解能力表現不佳。
盤欣芸
（2005）
以 繪 本 為 媒 介 進 行 國 小 中 年 級 學 童 天 氣 概 念教學之研究
三年級學童 質 性 研 究 輔 以 量的統計方法
繪本教學情境下，學生 除可以獲得天氣概念相 關知識外亦可增進文學 方面的素養，進而將天 氣概念與生活經驗做結 合。
楊淇淯
（2006）
幼 稚 園 教 師 科 學 圖 畫 書 導 讀 歷程之研究
四 名 國 小 附 幼 之 合 格 教 師 及 十二名幼兒
問 卷 調 查 、 訪 談、觀察法
四位教師能以幼兒需求 為出發點，思考科學圖 畫書應有的面貎，且對 於科學圖畫書之看法，
包括定義、科學圖畫書 之 元 素 、 導 讀 難 易 程 度、選擇考量因素、教 學目標和導讀困難均十 分相似。
由表 2-2-2 綜合歸納各學者的研究可知，圖畫書應用在科學領域的教學研究方 法，有行動研究法、質性研究法、量的研究法及準實驗法等，而研究主題的探討 包含鄉土教學活動、天氣概念、學習自然科的動機、科學態度、科學本質、環境
教育、生態保育、科學議題的提問、科學對談、科學閱讀理解能力等，研究的對 象雖從幼稚園至國小六年級的學童，但以國小的學童為主要的研究對象。由此可 見，圖畫書在科學領域的運用範圍相當廣泛，雖然研究方法各有不同，但對其研 究的問題均有其正面影響的結果，易言之，圖畫書對兒童的科學學習確有其助益。
然而前賢的研究，以科學圖畫書應用在幼兒科學教學方面的研究仍顯嚴重不足。
有鑑於此，本研究將在前人的基礎之上，以科學圖畫書為媒介，進行有關沙石土 的教學研究，以期能對於幼兒科學領域的相關教學有一更發展性的研究。
第三節 幼兒科學教育
探究幼兒科學教育的內涵之前，必須先瞭解科學的意涵以及學習科學概念的 主體，方能研擬科學領域中適切且具體的教學與課程。茲將科學的意涵、幼兒之 學習特性及幼兒科學教育學習的內涵等學習科學概念的主體，分述如下：
壹、科學的意涵
人類仰賴大自然環境而生存，而大自然環境中蘊藏著深奧且複雜的現象，我 們欲從與大自然的互動中探究和瞭解其奧妙，科學就是能幫助我們解釋各種現象 的道理。Susan Bromberg Kleinsinger 指出，「科學」就像一門學科，一個學習領域，
在這個領域之中包含了可以幫助我們描述和解釋全宇宙運作的事實和理論（陳季 萍譯，2002）。科學是個做事及解決問題的方法，它也是一種引導個體好奇心、追 尋、發現、瞭解，以至再進入另一個新的好奇的一種形式（style）。（Holt，1989，
引自簡淑真等，2003）。由此可知，科學旨在滿足人類的求知慾與好奇心，經由描 述、解釋與預測自然的過程尋求問題解決並獲取知識，以增進人類文明與福祉（洪 文東，1996）。
貳、幼兒之學習特性
幼兒天生好奇，對周遭的事物充滿疑問，是個探索者、思考者、以及是一個 完整的個體所組合而成的一個小小科學家（周淑惠，1997），觀察幼兒的「主動探 索」、「愛提問題」、「想像豐富」、「重複操作」、「樂於表現」的特質，正如同科學
家運用的「觀察」、「推論」、「實驗」、「溝通」等探究方法（吳采燕，2002），而且 也顯現科學家好奇、鍥而不捨、努力探究答案的科學態度和呈現推理思考的特質，
周淑惠（2003）指出幼兒的科學概念與思考具有幾項特色：其一，具有天真直覺 性，未能注意所有現象面與深度觀察物體的各種面向，而時常產生天真有趣的另 類思考想法；其二，幼兒的思考受限於外在表象知覺、有限訊息及自身能力的限 制，導致概念本身是脆弱、不穩定、缺乏一致性及未形成系統的概念推理；其三，
幼兒是一個主動建構知識的個體，在毎日生活中試圖去理解週遭事物，並且合理 化意義化他的認知衝突；然而幼兒在概念的建構發展情形與「近側發展區」是具 個別差異性的。因此，從幼兒對科學探究的態度及特質來看，幼兒不但是一個小 小科學家，亦是一個知識的建構者。
然而在其每日生活經驗中體驗發展出對科學的概念有些類同於正式科學概念 有些卻隱藏著錯誤的概念或理念， Kuhn，Amses，& O’Loughlin（1988）指出：
兒童和成人都保有多種天真本質，也就是對這個世界如何運作的直覺概念……，
而且這些概念通常是錯誤的概念。這些錯誤的概念儘管是錯誤的卻具有強大的力 量抗拒老師的教導，因此科學教育必須抱持著不同於以往的工作信念，要和這些 不正確概念接觸並且致力於改變這些概念，而不是一昧的灌輸新的、正確的概念
（林鴻瑜譯，2003），另一方面，幼兒教師在幼兒獲取正確科學知識的過程中，不 但應提供幼兒豐富、多樣化的經驗，讓幼兒充分探索與建構，而且應將幼兒經驗 作一統整，助其建構正確的科學知識，以防另有觀點之形成，其引導與搭構鷹架 的角色是十分重要的（周淑惠，1997）。
參、幼兒科學教育學習的內涵
Bess-Gene Holt 認為科學教育能夠支持多種發展過程，如：自我概念的發展、
認知發展、溝通技巧的發展、情緒安全的強化、社交發展、科學是一種生活方式
（林鴻瑜譯，2003）。科學教育的目的在協助每一學習者展開他的學習。毎位學習 者的需求有個別差異，所關心及追求的知識有所不同，可以依據個人的生活經驗 及智能來接觸、觀察、實驗科學知識（黃意舒，1996），幼兒學習科學的目的，在 認知能力上，由實際操作經驗的累積中領悟基本概念增長幼兒的認知，以作為將
來學科知識學習的基礎；在探索技能上，幼兒可以獲得探索、觀察、實驗、想像 及藝術表現的能力；在態度上，建立幼兒好問、專注、喜歡探索、解決問題的毅 力、喜歡與人互動等的科學態度（黃意舒，1998），周淑惠（1997）亦指出幼兒期 的科學教育乃在協助這些小小科學家們繼續好奇、探究、推理與發現，達到發展 全人的教育目標。
我國在科學領域課程目標方面，教育部於民國七十六年頒定《幼稚園課程標 準》，常識領域為其六大領域之一，而常識領域中針對自然方面的內容，包括常見 的動植物、飼養與栽培、自然現象、自然環境、人體的構造、衛生常識、動力與 機械、工具與用具。在實施的方法則特別強調每一種科學活動，在設計時應包含 科學概念的獲得、科學方法的學習、科學態度的培養三種主要行為目標。由此可 知，幼兒科學教育的學習應包含認知、情意與技能三方面的目標。
近來，陳淑芳、簡淑真、江麗莉、詹文娟、鄭秋平研究團隊（2003）參考國 內外科學教育思潮及教育目標，致力於幼兒科學基本能力指標之研究，歷經長時 間的研討，擬定我國幼兒科學教育目標、內容範疇，以及幼兒能力指標。在此研 究案中訂定幼兒科學教育的目標在於引導幼兒觀察各種自然現象和物理現象，以 及對其變化產生好奇、探索的興趣，進而學習科學探究的方法和態度，奠定將來 進入正式科學學習系統之良好基礎；科學教育內容範疇中，主要分成三大類：物 理科學（物質的特性、物質的變化、力與運動、聲光熱）、生命科學（生物的特性、
生物成長變化、生物生活環境）、地球科學（水、空氣與土壤、氣候、天空）而幼 兒科學能力指標則包含科學程序能力、科學認知能力與科學態度三部份，並強調 幼兒科學教育應該是幼兒在其生活脈絡中，經由觀察和親身探索熟悉物理和自然 現象。至於教育方法，周淑惠（1997）認為幼兒科學教育之方法應以手動（hands on）
和心動（minds on）為主，他亦提出：提供直接經驗、善用隨機經驗、豐富學習環 境、培養程序能力、引導幼兒探索、設計統整活動等六項為具體而微的實施方法 與策略。
由以上所述可知，幼兒科學的學習對幼兒是重要的。幼兒科學學習的來源是 幼兒每天與周遭環境互動中，在生活中出現的種種現象、而且是符合幼兒的發展
本質、幼兒感興趣、可觀察、可操弄的現象；而教師之角色乃是一個提供情境和 材料的人，也是給予幼兒的學習有如鷹架般支持與引導的人。此外，幼兒科學教 育的目標乃是認知、情意、技能並重，易言之，科學知識、科學探究方法與科學 態度三方面同時是幼兒科學教育中所要兼容並蓄的目標。
第四節 科學教學之理論基礎
幼兒科學教育的研究已逐漸為學者所重視，而幼兒獲得科學知識的內在歷程 亦是近年來科學教育工作者探討的問題。傳統的科學教學著重在知識的直接傳 輸，重視教學的結果，教師的角色是知識傳授者。隨著認知心理學及建構主義的 興起，教學策略慢慢轉變為以學生為中心的科學探究活動，重視幼兒主動探索的 精神及強調學習的過程，於是教師的角色由知識傳授者一變而為知識協助者，主 張知識不是靠被動傳輸，而是學習者主動建構出來的（張世忠，2001）。本研究所 欲實施的沙石土教學研究，是以建構理論為基礎的探究式科學，因此，本節主要 探討科學探究式教學法及五 E 學習環教學模式。
壹、科學探究式教學
近代科學教育潮流在提昇全民素養的新目標下，已經逐漸轉向於透過科學探 究（Science inruiry）的過程來讓學習者認識科學的本質、科學與社會生活的關係 及培養學生對科學正向的態度（黃鴻博，2000）。探究是一種尋找問題、思考、蒐 集資料和解決問題的歷程，同時亦是一種瞭解事物、建構內在知識體系的方法，
易言之，科學探究是從問題的發現開始，經由探討的過程尋求問題的解決，其探 討的過程中涉及以科學過程技能，科學概念知識與科學態度之綜合運用，以求得 問題的解決(洪文東，2005)。
綜合各家學者的說法，科學探究式教學法具有以下特徵（歐陽鍾仁，1987；
林寶山，1994；NRC，2000）:
一、學生對自然事物與現象主動的去研究，經由探求自然的過程獲得科學知識。
二、為了研究自然而培養所需要的探求能力。
三、有效的形成認識自然基礎的科學概念。
四、培養探究未知自然的積極態度。
五、探究教學法常用的教學策略可歸為:矛盾事件法、解決問題法、歸納法及演 繹法。
六、討論科學調查主題、提供證據回應問題並從證據中形成解釋、連結證據到 科學知識，最後傳遞與表明他們所提出的解釋。
七、探究教學法比傳統教學法需要更多的時間。
以學生和教師在探究過程中所扮演的角色而言，探究教學的類型可分為非指 導式探究及指導式探究兩種(張世忠，2003)。非指導式探究法中，學生扮演著主動 積極的角色，主動觀察、自己發現問題、建立假設並自行去蒐集所需的資料加以 整理、推論，或從班上其他人的探究中獲得共識並驗證其假設，最後自己獲得答 案解決問題。教師在整個過程中只提供材料輔助，有時提出一些簡單的問題刺激 學生思考，此類型的探究教學教師應採用討論方式來鼓勵每位學生均能提供自己 的推論來與其他人分享而使所有同學獲益。指導式探究法主要目的在指導學生學 習的方法，在教學過程中教師可在探究前或探究中給予指示與引導。相較於非指 導式探究，指導式探究教師在教學時要控制各種事件、資料、材料或物體，同時 學生在教師指導過程中探究事件原因與推理，從個別的觀察、推論，以及班上其 他人的探究中獲得共識並驗證其假設。所以它兼顧了教師與學習者之間的角色。
由於幼稚園的幼兒年齡層較低，且在平日的教學活動中幼兒及教學者均較缺 乏科學探究的經驗，以及限於研究時間等因素的考量，因此本研究將採用指導式 探究教學法以節省教學時間及增進學習的效果。
貳、五 E 學習環教學模式
1980年代美國BSCS（Biological Sciences Curriculum Study）的課程研究計畫提出 含有建構取向之五Ｅ教學模式，此五Ｅ學習環教學模式（五Ｅ learning cycle）是探 究式教學法的典型代表之一。五個階段依序為：投入（Engagement）、探討
（Exploration）、解釋（Explanation）、精緻化（Elaboration）、及評鑑（Evaluation），
茲分述如下（林曉雯，2000；張世忠，2003）:
一、投入階段（E1）：以活動或問題引起學生參與學習，激發學習興趣與好奇心
並探知學生先備知識與能力。
二、探討階段（E2）：提供機會讓學生調查、探討某一概念，並在老師的引導下 澄清主要的概念和技能。探討過程要求手到，也要求心到。
三、解釋階段 （E3）：鼓勵學生基於先存的知識與探討經驗做合理的解釋，老 師可進一歩澄清主題概念。
四、精緻化階段（E4）：學生運用他們領悟到的概念應用或轉移到不同的情境中，
透過此新的學習經驗會得到更多相關的資料及發展更高層次的技巧。
五、評量階段（E5）：鼓勵學生評量他們學到的概念或能力，同時提供老師評鑑 學生進步情形的機會。
由上述可知，五Ｅ學習環教學模式是以學生為學習的主體，以活動或問題引 起學生學習興趣，讓學生主動的探索環境或操弄教材教具，並以社會建構方式來 探討概念，學生解釋所習得的概念，此時教師可引導其澄清概念，再讓學生以新 習得的概念應用於不同的情境以擴展知識，最後學生以自評、互評的方式評量概 念或能力，老師亦評量學生是否達到教育目標。
在實證研究方面，楊志隆（2004）以高雄縣某國小五年級四個班級的學童為研 究對象，採取準實驗研究法，實驗組以五E學習環教學模式進行教學，而對照組則 進行一般傳統的教學法。目的在探討「自然與生活科技學習領域」中實施五E學習 環教學模式對於提昇學童科學態度的成效。研究結果發現，實驗組學童的前後測，
無論是總量表或分量表的「喜歡探討」、「發現樂趣」、「細心切實」均有顯著 的差異。
綜合以上所述，研究者認為從事以建構論為基礎之探究式科學教學，首先教 師必須先提供與幼兒生活經驗有關的環境或情境，讓幼兒能自由的探索、發現，
幼兒因好奇或興趣所引發的提問，老師引導幼兒透過動手操作的活動共同探究學 習，並讓幼兒分享、解釋所學習的過程及發現，藉由教室中師生或同儕間對話、
討論互動的方式，建構概念、擴展知識和技能，並評量所習得的概念或能力。因 此本研究將採用五 E 學習環教學模式來進行教學研究，並了解幼兒在科學探究活 動中的學習改變情形。
第五節 沙石土教學
沙、石、土是屬於地質學的研究範圍，而地質學是地球科學教育重要的一環，
目前國內對於地球科學中沙石土領域的相關教學或教材研究嚴重不足，沙石土的 相關研究實為科學教育之領域中最為薄弱的一環，更是幼兒教育中亟待開墾之 地，所以它確有其研究的必要性與價值性。本節分別以國內沙石土教學之相關研 究及沙石土學習目標、內容之文獻，探討有關幼兒沙石土科學概念之學習。
壹、沙石土之學習內容
幼兒之學習若以其發展為本位考量，幼稚園階段的課程規劃應與國小九年一 貫配合銜接。對於國小階段而言，認識地球環境，瞭解地表作用，進而維護人類 與萬物賴以生存的地球，是九年一貫自然與生活學習領域的重要理念，在其課程 綱要中，列有許多與地質概念有關的課題（教育部，2000）。
表 2-5-1 地質概念有關的課題
課題 主題 次主題 內容細目
自然界的組
成與特性 地球的環境 110 組成地球的物質 (岩石、水、大氣)
1b.察覺地表各處有石頭、砂與土壤 等，他們各具特徵，可以分辨 3d.觀察並知道岩石主要是由各種不
同礦物組合而成
3e.知道不同礦物各具有明顯特性 3f.知道不同岩石可利用來作不同的
用途(如做建材、煉取材料等)
改變與平衡 210 地表與地殼的 變動
2a.藉由觀察及經驗，察覺土壤、砂石 會發生變化，如堆積或流失 3a.知道土壤是岩石風化後和動植物
遺留的有機質等所組合的微粒 3b.知道地表變化主要是由各風化、侵
蝕、和沉積等作用所造成
3c.認識當流水之流速與流量不同時 對地表所產生的影響不同
