飛行史融入幼稚園主題教學 對幼兒科學學習之影響

國立臺東大學幼兒教育學系 碩士論文

指導教授：陳淑芳 博士

飛行史融入幼稚園主題教學 對幼兒科學學習之影響

研 究 生： 潘智雅 撰

中 華 民 國 九 十 九 年 八 月

國立臺東大學幼兒教育學系 碩士論文

飛行史融入幼稚園主題教學 對幼兒科學學習之影響

研 究 生： 潘智雅 撰

指導教授： 陳淑芳 博士

謝 誌

一本論文的完成，是歷經了無數個挑燈夜戰的反覆思考，也是經過了許多教 育前輩的指導與改正，恩師陳淑芳教授的支持與鼓勵，無私的關懷與包容，使我 在面臨思考的盲點和障礙時，可以一一突破。在論文的寫作過程中，陳教授對論 文的內容詳加斟酌，嚴謹的為學態度及辛苦的詳細訂正，使學生感佩於心。同時 我也非常感謝口試委員熊同鑫教授和江淑卿教授，提點出論文中不周延之處，給 了我許多寶貴而具體的修改建議。

感謝全體同事的體諒與支持，讓我在工作之餘能順利的完成資料的收集；感 謝文姬與郁雯擔任本研究的協同老師，提供我許多不同的意見和腦力的激盪；感 謝參與本研究的小朋友們，他們天真又直接的呈現，讓我的研究能兼顧理論探討 與實務展現的豐富性；感謝沛峰和曾平在統計學方面的指點，幫助我釐清了許多 疑問；感謝黃老師及珊爸爸在科學領域上的建議，彌補我在這方面的不足之處。

另外，謝謝一起為論文打拼的伙伴：心筠、蒨茹、小蝦、書華、秀敏等，我 們儼然是一個生命共同體，大家互相的加油打氣，是我疲累時堅持下去的動力來 源。

雖然我一個人隻身在台北工作，一直以來，在背後默默 支持著我、陪伴著我 的爸媽，總是在夜深人靜時不忘打一通問候的電話，提醒我別因為趕論文而晚 睡；每當我遇到思考的瓶頸時，姊姊總是可以用清晰的想法來幫助我釐清；每當 我情緒低落時，弟弟也會適時傳來一封幽默的簡訊逗我開心。我的家人所帶給我 的是一份依靠，讓我可以無後顧之憂的進行論文研究。

最後，我要感謝小杜，感謝你在我論文寫作期間，能包容我因為壓力大的脾 氣暴躁，能耐心的隨傳隨到，帶我去國圖找資料、印論文、找指導教授討論、幫 忙整理收集的資料、校對統計資料……等，儼然是我的小小助理。

感謝所有在我研究歷程時提供協助的貴人，有你們的幫忙才能有這本論文的 產出，謹將此本論文獻給所有關心我的人！感恩！

潘智雅 謹誌

飛行史融入幼稚園主題教學 對幼兒科學學習之影響

作 者 ： 潘 智 雅

國 立 台 東 大 學 幼 兒 教 育 學 系

摘 要

本研究旨在探究科學史融入主題教學對於幼兒飛行概念、科學態度、科學創 造力之影響。採用準實驗單組前後測設計，以「飛行概念評量表」、「科學態度量 表」、「科學創造力玩具改造作品評量」為評量工具。研究對象為台北市某幼稚園 混齡班十八名幼兒，進行為期兩個月，共十六次的飛行史融入幼稚園主題課程教 學活動。研究資料以 SPSS 12 進行相依樣本 t 考驗及單因子共變數分析。其他資料 來源包括：錄影/錄音資料、訪談記錄、觀察紀錄、學習歷程紀錄，進行質性分析。

研究結果顯示，經由科學史融入主題教學，幼兒在「飛行器的改進」、「動力 是什麼」、「好玩的氣流」三個面向的飛行概念之後測得分均顯著高於前測，代表 科學史融入主題教學有助提升幼兒的飛行概念，且對不同年齡與不同性別幼兒有 相同的教學成效。幼兒科學態度的後測分數亦顯著高於前測，表示科學史融入主 題教學課程實施有助幼兒在九個科學態度項目之提升；教學前幼兒在科學態度的 個別差異大，科學態度得分較低的幼兒在科學態度的九個項目間有所關聯，但在 得分高的幼兒並不明顯。在科學創造力部分，幼兒在後測的「改造歷程」、「完成 作品」項目之得分顯著高於前測，代表科學史融入主題教學有助提升幼兒科學創 造力的表現。不過有些在教學前科學飛行概念較薄弱的幼兒，無法有所突破，雖 有嘗試解決問題的動機，但僅以天真的想法提出解決的答案，未能針對紙飛機本 身結構進行改造或修正。

關 鍵 詞 ： 科 學 史 、 飛 行 概 念 、 科 學 態 度 、 科 學 創 造 力 。

The Impact of Science History of Flight on Young Children’s Science concept, Science Attitudes, and Scientific Creativity

Chih-Ya Pan

ABSTRACT

The study aims to explore impact on young children’s concept of flight, attitudes toward science and science creativity after they received science history instruction. The research method adopted Single-Group Pretest-Treatment-Posttest Design of Quasi-experiment. Three measurement tools are used including “Evaluation for Concept of Flight” , “Scale on Attitudes toward Science” and “Evaluation on Modifying Scientific Toys”. The participants are 18 children from a mixed-age class of a kindergarten in Taipei City. Within two months, 16 sessions with the theme of flight in science history were held. The data was analyzed by means of dependent sample t test and MANOVA in addition to qualitative data including video/audio data, interview records, observations and student learning portfolios.

The research results indicate that children’s scientific concept, scientific attitudes and scientific creativity have significant improvement after participating in the science history project concerning “the structure of aircrafts”, “what is power?”, and “funny airflow.” This reveals the inclusion of science history in thematic curriculum can promote children’s science concepts of flight. A similar effect is found in children with different age and gender. Children’s attitudes toward science varied before the project.

Those who had lower score showed a lower performance in all nine aspects of scientific attitudes. In the domain of scientific creativity, children perform significantly better on

“reconstruction process” and “finished product” after participating in the project.

Although some children who had weaker concept of flight gave naïve answers in the beginning, all of the children were motivated to solve the problem with basic understanding of related scientific concepts. However, they are not able to elaborate why the problem is fixed.

Keywords: science history, concept of flight, scientific attitudes, science creativity

目 次

第一章 緒論... 1

第一節 研究背景與動機... 1

第二節 研究目的與待答問題... 4

第三節 名詞釋義... 5

第二章 文獻探討... 7

第一節 科學史融入主題教學... 7

一、科學史的教育價值... 7

二、科學史的教學應用... 9

第二節 幼兒科學教學與科學創造力... 12

一、幼兒科學教育的目標與內容... ... ....12

二、國內飛行主題之相關研究...14

三、科學創造力的內涵... ...16

四、科學創造力的發展... ...19

第三章 研究方法... 23

第一節 研究現場... 23

第二節 研究參與者... 24

第三節 教學活動設計... 27

第四節 研究工具... 32

第五節 資料分析... 36

第六節 研究步驟... 38

第四章 幼兒學習成效... 41

第一節 幼兒飛行概念之改變... 41

第二節 幼兒科學態度之改變... 55

第三節 幼兒科學創造力之改變... 64

第四節 科學史融入主題教學歷程中幼兒的學習改變... 80

第五節 綜合討論... 90

第五章 結論與建議... 93

第一節 結論... 93

第二節 建議... 94

參考文獻... 96

中文部份... 96

西文部分... 99

附錄... 100

附錄一 家長同意書... 100

附錄二 「飛行」主題參考資源一覽表...101

附錄三 飛行概念評量表... 103

附錄四 「飛行概念評量表」專家意見表...108

附錄五 「飛行概念評量表」評分標準...109

附錄六 科學創造力玩具改造作品評量表-前測（紙飛機）...110

附錄七 科學創造力玩具改造作品評量表-後測（手擲機）... 111

附錄八 科學創造力玩具改造作品評分標準表-紙飛機... 112

附錄九 科學創造力玩具改造作品評分標準表-手擲機... 113

附錄十 科學創造力玩具改造作品評量標準圖示表-紙飛機... 114

附錄十一 科學創造力玩具改造作品評量標準圖示表-手擲機... 115

附錄十二 幼兒科學態度量表... 116

附錄十三 幼兒科學態度給分標準... 117

附錄十四 活動紀錄單... 118

表 次

表 2-1 國內外學者對科學史教學功能的觀點...8

表2-2 國內科學史教學之相關研究... 10

表2-3 國內飛行主題之相關研究... 15

表2-4 問題解決的步驟或歷程... 18

表 3-1 研究對象樣本人數分配... 26

表 3-2 科學故事教材分析... 28

表3-3 教學活動設計之內容... 30

表3-4 飛行概念評量表內容... 32

表3-5 資料分析編碼表... 37

表 3-6 本研究量化資料與質性資料分析內容... 37

表 4-1 飛行概念之前後測相依樣本

t

表 4-2 實驗組不同年齡幼兒在飛行概念之前後測相依樣本

t

表 4-4 實驗組不同性別幼兒在飛行概念之前後測相依樣本

t

表 4-6 「對飛機的構造認識」前後測結果摘要表... 46

表 4-7 不同時期飛機構造之前後測訪談... 49

表 4-8 不同時期飛機構造的前後測比較... 50

表 4-9 動力演進順序前後測結果摘要表... 52

表 4-10 動力演進順序之錯誤類型統計表... 53

表 4-11 幼兒在飛行概念之個別表現情形... 55

表 4-12 幼兒科學態度量表之前後測相依樣本

t

表 4-13 科學創造力之前後測相依樣本 t 考驗結果摘要表... 71

表 4-14 幼兒摺紙飛機的紙質選擇之統計表... 72

表 4-15 改造歷程中幼兒發現的問題... 78 表 4-16 針對飛行想像畫幼兒提出的想法... 81 表 4-17 「好玩的氣流」活動內容與幼兒的表現... 88

圖 次

圖 3-1 班群教室...24

圖 3-2 班群空間...24

圖 3-3 後測作品包含要件...33

圖 3-4 科學創造力評量過程...34

圖 3-5 研究流程圖...38

圖 4-1 幼兒描繪的現在飛機前後測之表現（一）... 47

圖 4-2 幼兒描繪的現在飛機前後測之表現（二）... 48

圖 4-3 前後測時幼兒對飛行器設計的想法... 51

圖 4-4 氣流活動一...53

圖 4-5 氣流活動二...53

圖 4-6 C01 前測時繪畫的現在飛機...58

圖 4-7 C01 後測時繪畫的現在飛機...58

圖 4-8 幼兒的「好奇」態度表現長條圖...63

圖 4-9 幼兒的「勇於嘗試」態度表現長條圖...64

圖 4-10 幼兒的「感受發現的樂趣」態度表現長條圖...65

圖 4-11 幼兒的「求證的精神」態度表現長條圖...65

圖 4-12 幼兒的「堅持與耐心」態度表現長條圖...66

圖 4-13 幼兒的「開放的心胸」態度表現長條圖...67

圖 4-14 幼兒的「樂於與人合作」態度表現長條圖...67

圖 4-15 幼兒的「勇敢面對失敗」態度表現長條圖...68

圖 4-16 幼兒的「喜歡動手」態度表現長條圖...69

圖 4-17 C02 最初作品... 73

圖 4-18 C14 最初作品... 73

圖 4-19 C01 最初作品... 73

圖 4-20 C15 最初作品... 73

圖 4-21 C18 最初作品... 73

圖 4-22 C05 最初作品... 73

圖 4-23 紙飛機的最初作品與完成作品... 74

圖 4-24 C09 最初作品... 76

圖 4-25 C11 最初作品... 76

圖 4-26 C02 最初作品... 76

圖 4-27 手擲機的最初作品與完成作品（一）... 76

圖 4-28 C13 最初作品... 77

圖 4-29 C10 最初作品... 77

圖 4-30 C08 最初作品... ... 77

圖 4-31 手擲機的最初作品與完成作品（二）... 77

第一章 緒論

本研究旨在探究幼兒飛行概念的發展、科學態度及科學創造力的表現，並瞭 解進行科學史融入主題教學後對幼兒飛行概念、科學態度及科學創造力的改變情 形。本章共分三節，第一節為研究背景與動機，第二節為研究目的與待答問題，

第三節為名詞釋義。

第一節 研究背景與動機

遊樂場總是幼兒最快樂的時光，可以恣意的跑跳、自由遊戲、角色扮演……

等，在固定的遊樂設施外，老師常常也會加入多樣的材料，例如：吹泡泡、跳繩、

球類運動……等，以增加孩子遊戲的變化，與活動的多樣性。

某天，在研究者的突發奇想下，於遊樂場外放了一籃「竹蜻蜓」，發現孩子對 竹蜻蜓很有興趣，有經驗的孩子操弄了一下，就讓它飛上天；沒有經驗的孩子，

試了一次又一次，時而用丟的，時而用甩的。開始孩子會問：「竹蜻蜓為什麼可以 飛上去呀？」

而各式各樣模型與玩具的販售、展覽場館的主題展示、到機場旁絡繹不絕的 人們，都抱持著對飛行的幻想與渴望，孩子也常常會出現這樣的疑問：「飛機是怎 麼飛的？」，然而幼兒的飛行概念為何？幼稚園的教學中是否可以帶入相關主題？

教學後又會對幼兒的發展產生多大的影響？都是研究者感興趣的地方。

在科學領域中，「飛行」的發明過程代表著科學與科技的進步，從熱汽球尚未 問世的時代，到近日最大載客量的空中巴士 A-380 型客機問市，未來甚至可以到 外太空旅行，「飛行」改變了人類的生活型態。而幼兒生處在這快速進步的科技時 代，科技或科學的產物皆與生活息息相關，若能藉由科學演進的過程，從歷史來 學習，透過了解飛機的演進或觀察科學家創造的歷程，培養他們對科學有正面的 態度與興趣，相信對未來的學習或發明，必有很大的幫助。因此本研究的科學史 融入主題教學主題設定為「飛行」。

從遠古到今日，知識的演變速度不斷的加速，人們對於知識的傳承與演化亦 隨之變化，從古代靠人與人之間的交談與圖畫的流傳，到現代透過無遠弗界的網 路傳遞，任何資訊都隨手可得。因此隨著大環境的改變，教育方式也走向多元的 方式進行，身為教育工作者的我們，也會思考怎樣的教學方式可以讓孩子跟得上 時代，從時代的脈絡中學習。

一、幼兒科學教學

科學教育的目的並非培育少數菁英型的科學家，而是要培養科學素養的國民，

若具備科學素養，即可運用科學的方法或態度處理生活中面臨到的所有問題，因 此解決問題的能力與態度，就成為從小應該培育的課題。

過去的科學教育研究受到傳統知識論的影響，認為兒童的學習是經驗的累積，

他們的科學學習是由「零」開始，因此，任何兒童所學習的事物都可輕易被掌握

（莊嘉坤，1995）。這個觀點受到建構主義者的駁斥，近幾年來，國內很多學者 透過建構的方式探索幼兒的科學實施方式，他們主張科學知識的產生與獲得是經 由個體主動建構而來的，兒童會以個人的生活經驗來解釋外界的現象與刺激，進 而發展出自己的想法（簡淑真、陳淑芳、李田英，2002）。

幼兒科學教育即提供幼兒接觸、操作自然實驗的實際經驗及敘述經驗，幫助 幼兒獲得科學概念之邏輯思考能力（黃意舒，1995）。而「問題的發現探索」正 是啟動科學創造性思考的動力，故在幼兒階段，科學教育的本質偏重啟發幼兒發 現問題並提問，而非資料的填塞。從嬰幼兒時期開始，孩子便對週遭的人事物充 滿好奇，他們能藉大人的引導進行許多實驗探索，建構出各種科學概念，成人如 果能「有效的引導」孩子進入自然探索的世界，相信更能幫助孩子認識與掌握這 個世界的各種現象，建立良好的程序能力和問題解決能力（陳淑芳、江麗莉、詹 文娟、鄭秋平、簡淑真，2002）。在幼兒階段，幼稚園教師扮演著重大的角色，

是生活教育的陪伴者，更是開啟幼兒學習之路的引導者。所以若是能在幼兒發現 問題時，提供其探索的機會與環境，充分滿足幼兒學習的需求，必能開啟幼兒對 科學學習的一扇窗。

二、科學領域的創造力

從教育政策面來看，九年一貫課程「自然科學與生活科技」課程目標中可以 看到，如何讓兒童「培養獨立思考、解決問題的能力，並激發創造潛能。」是一 重要的課題。為了迎接知識經濟時代的來臨，政府從九十年起將提昇創造力列為 主要的國家發展策略。經濟部與國科會則積極推動一系列之創造力相關研究；社 會各界亦不斷推出各種激發創造力發展之競賽活動。由此趨勢來看，培育下一代 的創造力是未來教育的重點。

從幼兒創造力發展的關鍵期來看，Arasteh 認為個體從幼兒到青年時期的創造 力發展有四個關鍵期，而創造力發展的第一個關鍵期是在 5 至 6 歲之間，即在幼 稚園階段(引自簡楚瑛、陳淑芳，2003)。因此培養幼兒具創造性思維、具備解決問 題的能力，在學前教育階段更形重要。

Csiksentmihalyi（1996）的系統論中強調創造力具有領域性的，不同領域的創 造力是有所差異的（杜明城譯，1998）。但卻少有探討科學創造力的相關文獻，梁 家祺（1999）認為原因有二，一是創造力是一種跨學科的能力，所以不必特別強 調科學創造力；二就科學史來看，科學創造的本質尚未完全為人們所瞭解，因此 無法確定科學家的發明是一種連續非累積性的重組，亦或是一種極端的革命或典 範轉移，因此需要在未來對科學家創造發明的歷程，做大量的分析，以釐清科學 創造的本質。

三、科學史的應用

由文獻得知，科學史融入主題教學不僅讓教材活潑化，提高學童科學學習的 興趣，也能使學童經歷科學家解決問題的歷程，更有助於學童了解科學家創造的 過程及探究科學的精神（洪振方，1998；傅麗玉，1996）。

賴羿蓉（2008）亦提出，若能針對幼兒學習的狀況，規劃設計完整之科學主 題課程，再結合人文藝術之相關課程，兼顧人文與科學的學習，必有助於幼兒時 期的學習發展。而科學史融入主題教學正是一個可以展現科學的人性面，並縮小 科學與人文鴻溝的一種教學方式（洪振方，1998；傅麗玉，1996）。

從幼兒的發展來看，科學史發展的過程與幼兒的學習的過程是相似的。史前 人類從對新奇事物的恐懼，到產生疑問，並進行實驗改變自己的生活，這樣的階 段如同幼兒的學習歷程。所以若能以這樣的脈絡，將科學的發展過程結合幼兒的 生活經驗，呈現在幼兒的身邊，不為是一種可以嘗試的方向。

第二節 研究目的與待答問題

基於上述理由，本研究之研究目的為探究科學史融入主題教學對於幼兒飛行 概念、科學態度、科學創造力之影響。根據研究目的，以下為本研究之待答問題 與研究假設：

一、待答問題

1. 科學史融入主題教學對幼兒飛行概念改變之成效為何？

2. 科學史融入主題教學對幼兒科學態度改變之成效為何？

3. 科學史融入主題教學對幼兒科學創造力改變之成效為何？

二、研究假設

1. 科學史融入主題教學後幼兒在飛行概念之後測成績顯著高於前測成績。

2. 科學史融入主題教學後幼兒在科學態度之後測成績顯著高於前測成績。

3. 科學史融入主題教學後幼兒在科學創造力之後測成績顯著高於前測成 績。

第三節 名詞釋義

一、科學史融入主題教學

科學史是科學發展的歷史、內容豐富的故事，亦是人類智慧與經驗的累積。

本研究採用「飛行」的科學史中相關的重大事件或科學家故事為主軸，收集或改 編成適合幼稚園幼兒的科學故事，作為科學史的主要內容。本研究教學方式以改 編科學故事為主要課程內容，在教學的過程以動畫、多媒體輔助、繪本教學及講 述式等方式進行，並針對主題進行討論及延伸操作實驗，增加課程的趣味性。

二、科學創造力

對成人的定義來說，科學創造力與科技創造力是不同的，科學創造力指的是 在科學領域內，有獨特或新奇的想法，並產生新奇的事物；科技創造力更進一步 將科學創造力的意念轉換為產品的展現。然而，就幼兒來說，產品的展現如同他 們充滿創意的作品，有時也蘊含著科學概念。因此，本研究將科學創造力及科技 創造力結合，將幼兒的科學創造力定義為，在既有的科學領域內，發揮幼兒獨特 的思考力，在嘗試解決問題歷程中，以各種表現方式進行產品的展現。並自編「科 學玩具改造作品創造力評量表」，以作品評量的方式評測實驗教學前後幼兒科學創 造力之改變情形。分數越高表示科學創造力越高。

三、飛行概念

四、科學態度

本研究的科學態度指的是幼兒對科學的態度，以陳淑芳等人（2004）所編之

「幼兒科學基本能力科學態度評量標準」為架構，並採用洪藝芬（2007）發展之

「幼兒科學態度量表」為評量工具，內容包含「好奇」、「勇於嘗試」、「感受發現 的樂趣」、「求證的精神」、「堅持與耐心」、「開放的心胸」、「樂於與人合作」、「勇 敢面對失敗」、「喜歡動手」九個項目，共十一題。加總後分數越高表示科學態度 越高。

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兩節來闡述。第一節為 科學史融入主題教學，說明科學史的教育價值及科學史融入主題教學之應用，旨 在探討科學史融入主題教學的相關研究與如何應用在幼稚園。第二節為幼兒科學 教學與科學創造力，包含幼兒科學教育的目標與內容、飛行主題的相關研究、科 學創造力的內涵、科學創造力的發展。

第一節 科學史融入主題教學

一、科學史的教育價值

大約在二十多年前，科學史哲開始融入科學教學，也讓人重新注意科學學習 也需要人文的一面。多數的學者對科學史所呈現的教育價值都抱持著高度的肯定

（洪振方，1998；傅麗玉，1996；Matthews, 1992）。

學者並提出科學教學者在安排課程時若能妥善運用科學史，學生在科學史的 情境下，瞭解科學知識建構的整個過程，對於過時或謬思的科學理論，能進行分 析與思考，進而培養富批判力與創造力的科學探究精神，建立科學思考的習慣，

再建構出屬於自己的科學概念，這是在學習科學所必要的（王郁昭，2003；洪振 方，1998）。

因此，近幾年來投入科學史融入主題教學的研究越來越多，而研究結果顯示 大多數的學者都很肯定科學史的教學功能。Matthews（1994）提出科學史的教育 功能有：能提高學童的學習動機、科學史可以幫助學童了解科學概念與方法、科 學史能使教材內容更人性化、科學史可讓學童知道科學是易變的、科學史可幫助 學生學習科學方法…等多元的教育功能（引自溫錦隆，2007）。由於研究面向太多，

在此整理出國內外學者的看法，如表2-1：

表2-1 國內外學者對科學史教育功能的觀點

學者 科學史教學功能

Oldroyd

（1977）

1.科學理論的歷史發展可應用在該理論的邏輯結構。

2.透過科學史了解到科學家面對問題時的思考歷程，可以幫助 學童思考解決問題的方法。

3.讓學童了解科學家創造的過程。

4.可以幫助學童了解科學理論是持續改變著，因而使學童有開 闊的心胸，接受錯誤的考驗。

5.讓學童了解科學與社會之間的關係。

傅麗玉

（1996）

1.兒童科學概念發展與科學史發展相同。

2.科學史可以使科學教育具人文思想之文化價值。

3.科學史使學童了解科學對人類生活的貢獻。

4.科學史有助於培養良好之公民。

5.科學史可替代實驗室教學。

6.科學史有助於學童對科學本質的了解。

7.科學史有助於學童從不同觀點看科學的不同面向。

8.科學史可以幫助學童學習科學概念。

9.科學史滿足學習認知的需要。

洪振方

（1998）

1.幫助學童學習科學概念或精緻化。

2.讓學童見習科學家的探究歷程，激發思考內涵，建構更合宜 的科學本質觀。

3.培養學童自我學習科學的能力。

4.啟發人文的思考，了解不同文化的特質。

黃惠娥

（2004）

1. 科學史可以提高學生的學習動機。

2. 科學史可以幫助學生了解科學概念。

3. 科學史可以幫助學生學習科學方法。

4. 科學史可以幫助學生了解科學本質。

5. 科學史可以讓學生了解科學與社會之間的關係。

展。

賴淑婷

（2006）

1.增進科學概念的理解，提昇科學成就。

2.培養正確的科學態度。

3.了解科學與人文的關係，培養科學素養。

4.增加學習科學的興趣，提升對科學的態度。

5.經歷科學家的探究歷程，學習解決問題的方法。

6.了解科學本質，建構合宜的科學本質觀。

7.學習正確的科學方法。

呂增建

（2009）

1.科學史展現了科學知識的產生、科學方法的發現、科學思想 的進步、科學精神的發展和科學創新的價值。

2.展現科學發展的演化過程，說明了科學與社會的相互影響。

文獻中部分學者指出，兒童科學概念的發展與科學史的發展過程相類似（侯 志洋、許良榮，1991；傅麗玉，1996）。而許多相關實徵研究也支持此項觀點，

Mas 和 Perez（1987）以西班牙12-18歲，合計1198個樣本的研究指出青少年的氣 體概念和化學始有平行的現象。Van、De 和 Verloop（1998）研究十年級合計120 位學生對於化學平衡的推理過程，發現與十九世紀的化學家相似（引自侯志洋、

許良榮，1991）。從這些實證研究看來，可以看到學童的科學概念與科學史發展 有某種程度的關係，因此過去的科學史發展或已被淘汰的科學理論是有教育價值 的。

二、科學史的教學應用

科學知識是人類對自然界的研究結果，科學史則是科學研究發展的軌跡，這些 都是人類面對環境、發現問題、解決問題的演變過程。莊蕙元（2002）指出科學 史可讓學生理解到科學理論的暫時性與不確定性，並給予學生機會去理解科學知 識是如何形成的，更可發現到新舊典範間的改變，使學生能深入了解科學知識所 蘊含的本質。

些文獻中發現，大多都是應用科學史來促進對科學概念的理解、提升對科學態度 和科學本質的了解...等方面。例如：鄭子善（2000）主要探討科學本質與對科學的 態度影響；楊燕玉（2001）主要針對科學知識的暫時性、科學家形象、科學社群 和創造力向度進行探討；王郁昭（2003）探討學生對科學的態度及科學本質觀的 情形；溫錦隆（2007）探討科學創造力及科學故事融入自然科教學之心得感受為 何。研究者將科學史教學相關研究之研究結果，列表整理如表2-2所示：

表2-2 國內科學史教學之相關研究

研究者 研究主題 研究 對象

研究方法 研究結果

鄭子善

（2000）

科學故事課程設 計 之 行 動 研 究 - 以燃燒現象發展 史為例

國 小 五 年 級學生

行動研究 科學故事課程對學童的科學本質與對科 學的態度影響與改善有限。

楊燕玉

（2001）

科學故事課程對 國小五年及科學 本質觀與科學的 態度影響之研究

國 小 五 年 級

行動研究 學童喜歡科學故事課程，且學童在科學知 識的暫時性、科學家形象、科學社群有明 顯改善，但在自然科目的創造力向度無顯 著改變的。

王郁昭

（2003）

科學故事融入自 然科學之研究

國 小 四 年 級

準實驗研究 學生高度喜歡科學家的故事課程；學生認 為故事是可以幫助他自然課上的學習；學 生 在 對 科 學 的 態 度 方 面 呈 現 正 向 的 態 度；在科學本質觀點上，故事組的學生是 比較符合現代觀點的，且故事組優於對照 組。

溫錦隆

（2007）

科學故事融入教 學對國小學童科 學本質與科學創 造力之影響研究

六 年 級 級 學童

準實驗研究 可提昇學童對科學本質觀的認識，亦可提 昇學童之科學創造力，並發現學童對於科 學故事融入自然科教學之心得感受均持 正向支持的態度。

由上表發現科學史融入主題教學皆有正向的教學成效。雖然文獻中科學史教 學探討的研究對象，大多集中在國小以上階段，但在 1996 年時美國的 National

Science Education Standards 已將「科學史與科學本質」明訂為 K-12 的科學教育內 容標準的八大類之一，可看出科學史之教學已有向下延伸的趨勢與需求。因此本 研究試圖將科學史融入幼稚園主題教學，提供幼兒以更多元的角度了解科學。

而科學史教學有哪些方式呢？綜觀文獻，科學史的教學方式多元化，有歷史 個案研究法、互動式歷史小品、歷史調查研究、角色扮演、歷史對話、探訪科學 古蹟、重複科學史上重要的實驗、科學家傳記閱讀、科學家生平故事、小組討論、

富有想像力的科學史寫作與藝術工作等方式（莊蕙元，2002；傅麗玉，1996）。

學生從科學史與科學家的傳記中，由了解科學家解決問題的過程與見習科學 家的思考歷程及成功的範例，能有效的學到科學方法，以及如何運用科學方法解 決實際問題（傅麗玉，1996；陳淑媛、洪振方，1998）。研究者進一步認為，科學 史本身就是內容豐富的故事，再加上許多國小教師將科學故事融入教學的課程是 有成效的，因此很多學者皆鼓勵與提倡以科學故事的方式進行（陳淑媛、洪振方，

1998；莊嘉坤，2006；楊燕玉，2001；鄭子善，2000）。

針對學前階段愛聽故事的幼兒，如果能藉由科學故事將科學史真實呈現，幫 助幼兒了解科學知識發生了什麼改變？何時改變的？以及在如何的狀況下會改變？

另外，也可以從故事中科學家的人格特質或科學態度，提供幼兒模仿學習的楷模，

亦是一個可行且具重要性的科學史教學方式。

科學故事融入教學有多種類型，下列將故事的題材來源分為三大類型（王郁 昭，2003）：

（一）科學發展演進史：是以年代、技術、人名或科學知識的發展演進為內 容，讓學生了解科學知識或技術是漸進的。如：溫錦隆（2007）研究中是以說故 事的方式探索腳踏車發展歷程，並讓學童運用創造思考，比較以前的人如何做思 考、運用現有的資源逐步解決當下面臨的問題。

（二）科學家名人傳記：從科學家本身發明或奮鬥過程，可以穿插許多相關 的部份，因為是真實的人物，既有趣又能引發共鳴。如：鄭子善（2000）研究中 針對「燃素說」輔以科學家「普里斯特里」的個人傳記；針對「氧氣說」輔以「拉

瓦錫」的研究成果。王郁昭（2003）研究中選擇「阿基米德智退羅馬大軍」及「牛 頓的生平」進行教學。邱明富（2003）研究中將牛頓的科學故事分成六個主題進 行，可呈現當代的科學本質，並提高學童的學習興趣。

（三）情境式故事：屬於虛擬的情境故事，可以配合教學內容或學生的能力 與背景知識設計故事內容，亦可描述一個相關的場景或學習環境，引導學生進行 相關實驗或思考。如：王郁昭（2003）研究中進行「連通管原理」的教學時，先 以故事敘述虛擬的主角「小樂樂」玩紙船所碰到的問題，讓學生以模擬現場的方 式，發現連通管現象並深入探討。

科學史的選擇應以學生易懂的、日常生活相關的或類似學生先前概念的史料 為主（陳淑媛、洪振方，1998）。因此，本研究選擇幼兒日常生活中常見的「飛 機」為本研究的主題，為了引發幼兒更多的興趣，滿足他們的好奇，參考王郁昭

（2003）的題材來源進行教材設計，以「科學家名人傳記」提供幼兒認識與模仿 的對象，並與上述的「科學發展演進史」相結合，呈現出飛行史的發展歷程，讓 幼兒了解到飛機的演進過程，由無動力飛行發展到有動力飛行。再輔以提問方式 進行討論，帶領幼兒進入更深入的思考，提高幼兒的學習興趣。

第二節 幼兒科學教學與科學創造力

一、 幼兒科學教育的目標與內容

科學教育日益受到重視，教育部在 2003 年提出的「科學教育白皮書」中，明 確指出我國科學教育的目標為「使每位國民能夠樂於學習科學並了解科學之用、

喜歡科學之奇、欣賞科學之美」，其中指出幼兒階段的科學教育應為「提升每位學 生的探究能力、創造力及批判思考能力，並培養具好奇心與科學倫理道德之良好 科學態度」。基於以上目標，盧美貴（2003）匯整出五歲幼兒科學學習領域的目的，

如下述五點：

（一）培養探究科學的興趣與熱忱，並養成主動學習的習慣。

（二）學習科學探究的方法及基本知能，並能運用所學於生活中。

（三）培養愛護環境、珍惜資源及尊重生命的態度。

（四）培養與人溝通表達及合諧相處的能力。

（五）培養獨立思考、解決問題的能力，並激發創造潛能。

對幼兒來說，科學知識的學習並不是唯一，重要的是生活經驗的獲得，由生 活脈絡中，觀察、探索並熟悉物理與自然現象，進而發展出解釋複雜抽象現象的 能力，才能建立正確的科學世界觀（陳淑芳等，2002；黃意舒，1995）。周淑惠（1997）

提出幼兒科學教育三大目標為獲致科學知識與概念、培養科學探究的方法與技巧、

養成科學態度與愛護自然的情操。賴羿容（2008）提出，幼兒階段的科學教育應 以啟發幼兒的好奇心、訓練探索與思考的技能、培養良好態度為原則。

綜上所述，相較於科學知識的學習，幼兒科學教育必須涵蓋多面向的，即包 含科學概念的養成、科學方法的培養以及養成良好的科學態度為原則，而幼兒教 育的目標，首重科學態度的培養。然而，我國的科學教育常以高年級以上學生為 對象，較不重視低年級階段，更忽略幼稚園階段，錯失培養科學興趣與態度的重 要時期，實為可惜。換言之，若能在幼稚園階段，豐富幼兒探索事實或現象的經 驗，滿足小小科學家的探究精神，養成正向的科學態度，將是形成未來科學學習 的重要基礎。再從幼兒本質來看，幼兒是天生的科學家，他們對週遭事物充滿好 奇心及敏銳的觀察力，針對幼兒這樣的特質，在學前階段藉由教師或教學的引導，

相信是一個培養科學態度的最佳契機。

科學態度的產生必須是孩子與環境互動間，孩子覺察及反應中慢慢發現或被 增強而形成的，這樣的態度可能會跟隨著他直到長大都不會改變。科學態度的內 涵包含廣泛，可能因為不同的定義而有不同見解，以下整理出國內常見的科學態 度內涵。莊嘉坤（1995）提出科學態度的共同成分有：小心謹慎、好奇、客觀、

求證據、具有開朗的心胸、批判的精神、誠實、常具有信心及懷疑、尊重他意見、

願意改變自己的意見。賴羿蓉（2008）提出的幼兒園階段的科學態度內含有：好 奇心、喜歡探討、發現的樂趣、細心觀察、尊重證據、求真求實、客觀且開放的

心胸、正向且樂觀的態度。

本研究的科學態度指的是陳淑芳等人（2002）綜合文獻，訂出以下的九大項 目：好奇、懷疑的態度、求證的精神、堅持、耐心、開放的心胸、接納不同的觀 點、勇於嘗試、勇於面對失敗。

二、 國內飛行主題之相關研究

就國內來說，過去較少探究飛行主題的相關研究，但在日前科技進步迅速的 時代，生活與科技日趨重要的同時，近幾年的研究有日益增多的趨勢，以下將各 學者進行飛行主題之相關研究列表整理如表 2-3 所示：

李彥斌（2002）研究對象為國小四年級學童，透過自行研發之飛行創作活動 學習單元與科學過程技能測驗，將自然與美勞課程相結合，來評量學童的科學過 程技能。其研究發現實驗組學童在科學創造潛力方面，開放性、獨創性、精密性、

流暢性與標題，後測時高於對照組；但在精密性方面，對照組平均分數也有明顯 的進步，因此不能確定受到科學過程技能之促進；變通性方面，實驗組的進步分 數未達到顯著的差異。

李錦煌（2004）由兩位國中教師發展出一套自然與生活科技學習領域的教學 模組，以「創意飛行」為主題，描述設計教學的歷程，並針對國中二年級學生進 行教學，教學後顯示探究學生在認知面、態度面及社會面的學習皆有進步。

王保堤（2006）帶領九年級的學童，讓學生運用所學原理知識與操作技能，

製作出一架真正能夠發射升空，並能夠利用降落傘緩緩降落的小火箭，藉此提高 學生對火箭相關知識的瞭解，以及對於太空科技的興趣。

吳敏華（2008）研究對象為國小四年級學童，研究結果為學生對於「造飛機」

單元教學課程，表現出積極的學習態度，並以分工合作的方式成功製造飛機；對 於不同意見會以投票表決的方式做決定；學生們能自行思索出解決問題的方法。

鄭宏吏（2008）研究對象為學校高年級的社團，研究者採用電動搖控飛機設 計飛行科技課程，利用社團活動時間進行。研究結果為飛行科技課程對於學生科 技概念的學習有顯著成效，可培養學生解決問題的能力、科技興趣與創新等現代

科技素養，激發學生未來科技潛能，並可透過此課程習得基本科技知能與學習方 法，並應用於當前和未來生活。

表 2-3 國內飛行主題之相關研究

研究者 研究主題 研究 對象

研 究 方法

研究結果

李 彥 斌

（2002）

從科學活動過程 技能中增進國小 學童科學創造潛 力

國 小 四 年 級 學 生

準 實 驗 研究法

透過自行研發之飛行創作活動學習單元與科學過 程技能測驗，來評量學童的科學過程技能。在科 學創造潛力方面，開放性、獨創性、精密性、流 暢性與標題，實驗組前測時低於對照組，後測時，

實驗組平均分數明顯高於對照組；但是精密性方 面，對照組平均分數也有明顯的進步，因此不能 確定受到科學過程技能之促進。另外變通性方 面，實驗組的進步分數未達到顯著的差異。

李錦煌

（2004）

國中教師發展自 然與生活科技學 習領域統整教學 模組之行動研究 以『創意飛行』

為例

國 中 二 年 級 學 生

準 實 驗 研究法

提出教學模組之設計歷程，教學後顯示探究學生 在認知面、態度面及社會面的學習皆有進步。

吳敏華

（2008）

國小科技教育課 程-「造飛機」教 學單元之行動研 究

國 小 四 年 級 學 生

行 動 研 究法

結果顯示學生對於「造飛機」單元教學課程，表 現出積極的學習態度。學生們能以分工合作的方 式製造飛機、對於不同意見會以投票表決的方式 做決定、學生們能以多元的方法解決問題。教師 須適時給予指導協助。

鄭宏吏

（2008）

國小學生發行科 技概念學習成效 之 研 究 - 以 電 動 遙控飛機課程為 例

高 年 級 飛 行 研 究 社 團

準 實 驗 研究法

飛行科技課程對於學生科技概念的學習有顯著成 效，且飛行科技課程對國小學生是具有教育價值 的課程，可培養學生解決問題的能力、科技興趣 與創新等現代科技素養，激發學生未來科技潛能，

由以上文獻發現，以研究對象來看，大多數研究對象仍集中在國小以上學童，

研究內容多數讓學童動手操作的形式呈現，例如：王保堤（2006）製作一架能夠

利用降落傘緩緩降落的小火箭；吳敏華（2008）讓學童利用珍珠板製作飛機；鄭 宏吏（2008）讓學童組裝電動遙控飛機。而研究方式大多採準實驗研究法或行動 研究的方式進行。

由上可見，飛行主題加入動手操作的課程，能有效引發學童的興趣與提高科 學學習的成效。但對於學前階段幼兒，受限於先天發展的限制，動手操作的活動 也會有所受限，因此可以選擇幼兒生活中較熟悉的活動或物品進行。故，本研究 在進行教學時除了會提供飛行相關的操作活動或實驗（製作神奇飛行器、組裝飛 機模型、紙蜻蜓實驗……）外，為觀察幼兒在科學創造力的表現，在前後測部分 也提供幼兒實作的機會，藉此觀察幼兒在創造及改造作品歷程的變化。

另外，研究者發現有些幼稚園雖有飛機主題的課程，然而僅限於片面知識的 獲得，較少有深入的探究研究。原因可能在於擔心「飛機課程」似乎很艱深難懂，

教師本身在科學專業領域上知識不足；且幼兒年紀尚小，該如何將抽象的飛行相 關科學概念，轉化讓幼兒瞭解。因此，本研究嘗試以科學史融入主題教學，以科 學史的重大事件，以及與發明飛機相關的科學家故事蘊含其中，亦加入許多操作 實驗，體驗飛行相關的科學原理，以多元化的科學史融入主題教學，提升幼兒飛 行概念，相信必可減輕幼教老師對飛行主題的害怕。

三、 科學創造力的內涵

傳統的創造力理論，主要以 Guildford 的「擴散性思考」理論，去探討個人流 暢力、獨創力、變通力、精進力等擴散性思考能力的研究所建立的。這些研究大 多以個體為焦點而忽略其他的因素。近年來創造力的研究取向，已從過去的只討 論創造力的單一或部分向度轉變成兼顧個人、環境與文化等各種因素的匯合取向

（杜明城譯，1998；張世彗，2007；葉玉珠，2006）。

一般人談到科學的創造力，總以為那是少數科學家所擁有的能力，其實，它 就像每個人的智力一樣，為大家所共有的。只是由於個人的科學知識之涵養基礎 不同，再加上思考方式、人格特質、身心背景、知識與經驗等因素的影響，而有 層次上的個別差異（洪文東，1999）。因此，由於不同的知識背景，便會發展出不

同領域的創造力，科學創造力便是在既有科學知識基礎上發揮出來的。

多位學者分別對於科學創造力與科技創造力下了許多定義，研究者整理幾個 特點說明如下：

（一）科學創造力是在科學領域下的創造力

科學上的創造力必須植基於既有的科學知識上，有創新、獨特的想法，產生 新奇的事物，才是有獨創性、價值的、有意義的創造力（洪文東，2000）。

Csikszentmihalyi（1996）的系統理論亦認為，個人創意是在領域範圍內形成的，

具備領域相關知識才能成為創造力產出的基礎。在多數的創造力中，創造力泛指 一般創造力，少有進行特定領域的創造力研究，事實上創造力是會依領域不同而 有所差異的（引自陳振明，2004）。

（二）透過思考後進行產品的產出

科技創造力，不只是意念的提出，還要加上工具的操作與材料的處理，再加 上最後的產品的展現（李大偉、張玉山，2000）。葉玉珠、彭月茵、林志哲、蔡維 欣和鐘素香（2008）則以產品取向定義科學創造力，認為科學創造力乃以既有的 科學知識與技能為基礎，透過一番巧思後加以創新，並進一步導出新穎的科學知 識或科技產品的能力。

（三）科學創造力需透由複雜的程序而產生

陳振明（2004）則將科學創造力視為是領域知識、創意問題解決的過程與創 意產品產出的組合。

Hu 和 Adey（2002）綜合文獻後，認為科學創造力依賴科學知識和技能，是 一種靜態結構和發展結構的組合，科學創造力的產生更源自於分析性智力和心智 能力兩種不同的因素，更進一步提出三向度的「科學創造力結構模式」，該模式 包含「科學產品」、「科學特質」、「科學過程」三向度，用來測量科學創造力、

研究科學創造力及培養科學創造力的基礎(Hu & Adey, 2002)。

（四）科學創造力是問題解決的歷程

葉玉珠等人（2008）認為中小學生的科學創造力是一種創造性問題解決過程，

是運用科學知能來解決問題的歷程，使用具有原創性與價值性的解決方式或策略 之能力表現。

綜上所述，科學創造力是一個問題解決歷程，亦是一個複雜的心理運作過程，

它是科學領域內發揮獨特的思考力，嘗試解決問題之歷程，並用各種表現方式呈 現。本研究中的科學創造力，一部分著重探討幼兒問題解決的歷程，因此將各學 者提出的問題解決步驟或歷程，整理如下表2-4所示：

表2-4 問題解決的步驟或歷程

學者及年代 問題解決步驟或歷程

王美芬、熊召弟（1995） 科學實驗的問題解決過程包含以下步驟：辨認問題→問題轉化為 可實驗探究的方式→規劃實驗的方法→執行實驗→詮釋並下結 論→評鑑及檢討

洪榮昭（1998） 提出問題解決歷程包含以下幾個要件：發現問題→問題原因分析

→根據問題做可能的對策→驗証對策→綜合概念整理→新問 題，並以循環的方式進行。

張春興（2005） 發覺問題的存在→瞭解問題的性質→搜集相關訊息→問題索解 行動→檢討與評價。

由上可知，這些學者們提出的相似且重要的階段為「發現問題」，而「問題 的發現探索」正是啟動科學創造性思考的動力。從科學發展之歷史來看，可看到 科學發展皆源自於人類對大自然的好奇心與求知慾，驅使科學家進一步思考與創 造，如果沒有這些科學家表現出來的創造力，科學上的研究與探索的問題將無法 有效解決，人類科技文明也就無法進展至今日之境界。可見在科學上解決問題能 力與科學創造力之關係極為密切的（洪文東，2000）。

對幼兒而言，要引發幼兒進行科學問題解決，必須要先讓他產生問題。因此，

本研究藉由作品評量的方式，從實作方面引發幼兒的好奇心、創造力，再從實驗 及改造玩具的過程中引發幼兒產生問題，觀察幼兒的改造歷程，以評量幼兒解決 問題的能力。「改造歷程」之評量的內容則參考洪榮昭（1998）提出的問題解決

歷程，由六階段簡化為四階段，並將得分納入科學創造力評量向度之一。

四、 科學創造力的發展

民國八十七年行政院國科會科教推動的「中小學科學創造力培養研究」整合 型計劃中提到：「為提昇我國國家競爭力，邁向亞太研發製造中心，培養具創造力 的研發製造人才，為刻不容緩的事；而研發人才基礎科技知能之培育，主要是經 由教育的管道來達成，其中中小學科學教育便占一重要地位」。該計畫內容重點為 希望經由開發科學創造力的研究及培育具科學創造力的學童及師資，並建立一系 列的教學環境與課程，從中提升學童的科學創造力。因此近幾年的科學創造力逐 漸受到重視，進行的學術研究也越來越多，從這些研究可以看出目前科學創造力 的研究著眼於兩部分，說明如下：

（一）從學童問題解決的歷程探究科學創造力

林心怡（2000）針對六位國小學童及兩位師院生，探討國小生與師院生的科 學創造課程模式，最後並將科學家、國小生及師院生的科學創造過程模式進行比 較。結果顯示國小學童創造過程中著重在「批判」及「假設」的階段上，但在假 設階段缺乏之前的「醞釀」階段，而又忽略了之後「驗證」階段，所以其假設通 常較不具可行性，整個創造過程大多結束於「驗證」、「頓悟障礙」或「否定」

三個階段。師院生則在整個創造過程的路徑十分複雜，反覆循環的次數明顯多於 國小學童，雖產品數量不多，但品質較好，具有可行性高的產品，可顯示出師院 生的創造過程精緻度較高。

游詩蒂（2001）針對國小五年級學生以質性研究的方式，用科學創意競賽活 動融入兒童創造性問題解決歷程及影響因素，其研究結果提出科學創意競賽活動 中，影響兒童創造性問題解決的因素及參賽學童創作過程中可能遭遇的問題與解 決策略。

鄭廉鐙（2002）針對選取競賽總績分前三名(隊)以質的研究探討傑出科技創作 學童創新歷程之研究。其研究發現傑出科技創作學童的情意包含發問力、自信力、

貫徹力、合作力、挑戰性、精進力、尊重心及開放性等八項有顯著的成長；在科

技創作的製作要點方面提出若能掌握以下之要點，愈有得勝機會，包含：構造組 裝、機能設計、選擇材料的適當性、選擇運用工具的純熟性、工法的熟練；問題 解決的思考模式會形成不同的科技創作螺旋，演繹歸納型的思考模式其科技創作 螺旋圈數較少且較易達到理想化。

（二）設計教學模組，以提升學童的科學創造力

洪文東（2000）進行許多關於科學創造力的研究，主要著眼於科學方面如何 以解決問題的方式增進學童之科學創造力，並且設計開發許多國小自然科化學單 元教學活動設計，透過這樣的教學設計來增進國小學童的科學創造力。

鄭文章（2003）透過合作行動研究，開發以培育兒童科學創造力為主軸之「自 然與生活科技」教學模組的實作評量。經由研究小組的互動歷程、反思與學習，

提昇教師的專業學養和知能。

侯雅齡（2009）針對幼稚園大班幼兒設計啟發創造力的科學課程，藉由搜集 幼兒於課程中的創造力表現，作為幼兒科學創造力評量表之發展。此研究發展了 五個動手做的物理課程，內容分為探索、鷹架支持與成果展現三階段進行，以啟 發幼兒創造力，此課程可進行初步推廣，帶領更多幼稚園教師關注幼兒的科學創 造力。另外，此研究編制兩份評量表，分別為瞭解幼兒在科學活動中，運用問題 解決技巧的幼兒科學創造力評量表；以及在活動歷程展現愉悅的態度、專注力、

投入其中願意接受挑戰和充滿好奇的幼兒心流經驗量表。此量表相較於過去幼兒 創造力的評量，特別重視領域下的創造力，研究結果驗證幼兒科學創造力的構念，

也建立了評量的基礎，對幼兒科學創造力的研究有拋磚引玉的功能。

科學創造力引發不少研究者投入進行相關研究，促成了此領域的進步，然而 卻少有學前階段的研究。此外，目前國內尚有許多科學博物館，針對幼兒或學童 舉辦了ㄧ些「動手做科學」的活動；坊間也有許多科技競賽的活動，提供固定的 組裝要件，參賽隊伍必需要當天製作、當天競賽，運用問題解決的模式，與隊友 合作完成作品……在推廣由實際操作中習得科學概念或知識，啟發學童科學創造 力。

由上述可以發現，近幾年「科學創造力」已受到相當的重視，從過去的科學 教育只教導科學知識與科學結論，到現在著重科學知識的產生歷程，強調提供孩 童實作的方式進行科學的探究，引發他們的興趣，而「科學創造力」在科學知識 的產生歷程佔有舉足輕重的地位。

學者們認為科學創造力是可以經由適當的教學策略加以培育的(洪文東，2002；

陳龍安，2004)。由於本研究對象為幼稚園幼兒，其所知的科學知識有限，較難以 由幼兒能否產生新的科學概念，或者製造出新奇事物來評定其科學創造力的高低。

但若能從科學故事中，幫助孩子了解科學發展的歷史及科學家解決問題的歷程，

並經由操作實驗的經驗中，鼓勵孩子自由探索與發現，引發對科學的興趣與科學 態度，進而激發幼兒的創造性問題解決能力，這樣的學習對幼兒科學創造力的培 養更具意義的。

第三章 研究方法

本研究參考準實驗單組前後測設計模式，探究幼兒的飛行概念的發展、科學 態度及科學創造力的表現，並瞭解進行科學史融入主題教學後對幼兒飛行概念、

科學態度及科學創造力的改變情形。研究者藉由科學故事，讓幼兒了解飛行史重 大事件以及科學家創作發明的歷程，再經由深入討論，去思考科學家們的個人特 質，引發幼兒對科學的興趣與科學態度、科學創造力的提升；並延伸的操作實驗，

提高幼兒的學習興趣。本章共分為六節，分別為研究現場、研究參與者、教學活 動設計、研究工具、資料分析及研究步驟。

第一節 研究現場

研究現場在台北市某國小附設幼稚園，該園成立於民國九十四年，研究者在 九十五年起在此園擔任教師，本園位於台北市人口大幅成長的內湖區，為台北市 第四所開放式小學，本區家長社經地位頗高，家長熱衷參與學校各項活動。

本園鄰近保護區，環境優美，在春夏之際，常會有許多昆蟲陪伴我們上課，

所以這些天然的資源，也常常是我們上課的題材。本園為一棟獨棟建築，共有四 個樓層，一樓和二樓各有兩個班級，班級與班級教室中各有一間班群教室，其空 間放置許多教具供兩班幼兒共同使用。二樓是放置自然科學類教具的「寶貝館」，

以及放置各國教具、玩偶與衣服的「世界館」。三樓則設有圖書室及室內活動場，

同時也是幼兒寢室。地下室為室內遊樂場，室外亦有一座遊樂設施。整體而言，

本園活動空間很大，可供使用的空間也很多。

目前園內有四個班級，採混齡編班。課程部分，採班群主題課程教學，兩個 班級進行一個班群主題，探索主題由幼兒與教師共同決定，一個學期約進行一至 兩個主題；課程進行方式為：教師在主題決定後，由兩個班群的幼兒自由選組，

再由一小組教師帶領進行主題相關探究活動；教室規劃部份，每間教室大多有三 至四個角落，例如：圖書角、美勞角、益智角…等，其餘角落則會設置在班群教

室，可供兩班幼兒互相交流探索。

本園的科學教學大約一個學期會有一個主題的進行，曾經進行過「動物大集 合」、「昆蟲總動員」……等主題的探究，發現只要關連到幼兒生活經驗的科學主 題，幼兒的學習都顯得相當有興趣。然而在主題活動進行時，雖然會提供幼兒探 索、觀察的機會，但受限於時間與成果發表的壓力，以及老師對於科學專業知識 上的不足，總是無法進行深入的實驗或探討。以至於主題結束後，幼兒學到的只 是片斷的知識，而沒有得到一個有系統且完整的科學知識。因此，本研究在不影 響幼兒班群主題課程的前提下，採每週兩天下午時間進行，期望藉由科學史融入 主題教學，提供幼兒不同的科學體驗，並從學習歷程中了解到幼兒飛行概念、科 學態度及科學創造力之改變。

第二節 研究參與者

一、研究者的背景與角色

研究者在大學修習幼教學程後，經由實習一年，即進入私立幼稚園工作，在 九十五年考取公立幼稚園教師，至今在幼稚園服務已邁入第七年，期間曾利用晚 上時間回到台南大學修習學前特教的學分，領有學前特教師資格。研究者一直以 來都認為：幼教生涯是學無止境的，唯有讓自己不停的進修與進步，才能讓孩子 獲得最大的助益，也讓自己在工作職場上獲得更大的成就感，因此進入公立幼稚

圖 3-1 班群教室 圖 3-2 班群空間

園服務後，利用暑期進行研究所課程的研讀。

在檢視自己的教學時發現，科學領域的教學總是較缺乏且有待努力，因此 藉由這次的研究歷程，希望提供自己教學成長的機會。研究者在教學生涯曾進行 過一些與飛行相關的教學活動，簡述如下：

（一）「製作風箏」：學習製作風箏並觀察風箏如何飛行。

（二）「竹蜻蜓活動」：探討如何讓竹蜻蜓飛起來，以及各種素材（木質、塑 膠）的竹蜻蜓飛行有何不同。

（三）「紙飛機」：學習摺紙飛機，以及分別從材質、方法……等方面實驗如 何讓紙飛機飛得更好。

除了先前的教學經驗外，為了預備此研究，研究者收集坊間與飛行主題相關 的故事性與資訊性的圖書進行研讀、透過網路尋找相關資料以及向兩位專家請教 飛行的基本概念與動手做實驗，並參觀中正航空科學館暸解相關資訊與收集資料。

經由多方的協助，充實本身飛行的相關知能，提升自己的預備能力。

二、協同教師

本研究的協同教師有兩位，一位為劉老師，一位為馮老師。劉老師為研究者 的搭班老師，畢業於師專幼教系，從事幼教工作二十多年，是一位教學經驗豐富 的老師，亦擔任園長多年。在研究過程可以進行教學討論與提供相關建議，並協 助本研究進行評量的施測。

另一位馮老師為他班教師，亦是研究所學妹。畢業於國立台北藝術大學，再 進修學士後幼教學分班，從事幼教工作已九年。因為教學理念相近，研究者常與 馮老師在課後進行教學分享，互相提供建議。馮老師著重幼兒自理能力的培養與 生活教育的落實，並在教學中求新求變。她並期許自己成為一位讓孩子感到溫暖、

安全、信任的老師與大朋友。馮老師在本研究中扮演的角色在於每次教學實驗時 協助錄影、錄音，並共同整理幼兒學習檔案歷程紀錄。

三、教學諮詢專家

謝老師從新竹高中物理老師退休後，仍熱衷於自然科學的推廣，目前擔任新

竹市科學城社區大學專任教師、原住民電視台科學小原子顧問……等，善於使用 多元且易取得的材料，製作富有科學原理的科學玩具。平日投入科學活動的宣導，

是一位具創意的科學領域專家。在本研究中謝老師提供動手做實驗之活動，豐富 本研究的科學史融入主題教學。

黃老師為本學校的國小自然科教師，畢業於國立台北師範學院自然科學教育 研究所，是一位熱衷於科學教育的老師，也常常帶領學童參與科展獲獎，是一位 優秀的教師。在本研究中協助審視科學史融入主題教學設計活動與評量工具之內 容。

四、研究對象

共十八名幼生。平日主要照顧者皆為父母親，約有半數以上母親為家管；大多數 家長教育程度均為大專以上。幼生年齡與性別如表 3-1。

表 3-1 研究對象樣本人數分配

男生 女生 人數 幼兒代號 中班幼兒

（4.0~5.0 歲）

3 3 6 C13、C14、C15、C16、C17、C18

大班幼兒

（5.0~6.0 歲）

4 8 12 C01、C02、C03、C04、C05、C06 C07、C08、C09、C10、C11、C12 人數 7 11 共 18 人

第三節 教學活動設計

一、 設計的理念

本研究由科學史切入，編製適合幼兒的科學故事教材，課程進行時透過討論 的方式，帶領幼兒深入領悟科學家的創作的歷程。並藉由操作實驗，讓幼兒從動 手玩科學，對飛行概念有更多的認識。

二、科學史的選擇與編排

首先篩選坊間「飛行」的科學圖畫書（詳附錄二），篩選原則先選用有審定者 之圖畫書。本研究所設計的科學史教材，則是從研究者篩選的科學圖畫書中，擷 取飛行史的重大事件及科學家故事改編而成，內容力求活潑生動，著重問題的出 現與解決。

綜合坊間相關文獻發現飛行概念大多從飛機的構造、功能、動力、氣流、駕 駛……等主題探討，且研究者於整理資料中發現，坊間書籍大多集中在西方飛行 史的介紹，研究者認為不能過度偏重參考或引用西方文獻或課程發展，故本教案 搭配中國相關的飛行史，力求涵蓋結合中西方之教材。

本研究以淺顯易懂為目標，將眾多主題整理成以下三大概念進行教材的編寫，

並依此概念將各科學故事整理分類如下表 3-2。

（一）飛行器的改進：

主要是藉由各時期的發明，說明飛行器改造的歷程，並學習科學家的科學態度，

看到他們從發現問題到解決問題的歷程。內容先從充滿想像的希臘神話故事開始，

經由達文西觀察鳥類的飛行及不斷地繪製設計圖與發明飛行器，再到萊特兄弟成 功發明的「飛行者號」，而真正開啟了第一次經過控制的飛行。

（二）動力是什麼：

飛機能飛行的要素很多，一大因素就是動力來源，藉由從三國時代諸葛亮發 明孔明燈、蒙哥爾埃兄弟的自製熱汽球故事、齊白林飛船，到後來噴射時代的到 來，可發現動力演進的不同。

（三）好玩的氣流：

藉由伯努利的故事與氣流的實驗，讓幼兒感受到氣流的影響，再加入李安達的 故事，認識滑翔翼如何利用氣流飛行。

表 3-2 科學故事教材分析

重要飛行概念 科學故事教材（依年代）

「飛行器」的改進 「動力」是什麼 好玩的「氣流」

三國時代

諸葛亮發明孔明燈

V

公元前四百年 竹蜻蜓的發明

Ｖ

一四八八年 達文西發行飛行器

V

一七二六年 伯努利的發現

V

一七八三年熱空氣氣球 一九零零年齊白林飛船 一九三七年興登堡飛船墜毀

V

一八九一年 李安達的滑翔翼

V

一九零三年 萊特兄弟的發明

V

一九零九年

中國第一位飛機設計師-馮如

V

一九三九年

一九三零年發明噴射引擎 噴射機時代開始

V

一九五七年迄今 由航空進入太空時代

Ｖ V

三、教學活動設計

表 3-3 教學活動設計之內容

次數 項目 日期

重要飛行 概念

教學活動目標 科學史融入主題教學內容

一 11/3 1.觀察生活中會飛行的物品 2.引發幼兒對「飛行」的興趣

1. 討論：生活中會飛的東西有哪 些？

2.畫下聯想圖 二 11/5 「飛行器」的

改進

1.觀察神奇飛行器如何飛行 2.實驗神奇飛行器如何飛行？

1.操作實驗：神奇飛行器 2.進行改造與實驗 3.實驗與分享 三 11/10 「飛行器」的

改進

1.探究人類飛行的動機 1.希臘神話故事

2.分享圖片：飛行的想像圖 3.討論：為什麼人類想要飛行？

四 11/12 「飛行器」的 改進

1.觀察達文西的個人特質 2.觀察達文西創作的飛行器

1.電子繪本、達文西的創作 2.討論故事內容

五 11/17 「飛行器」的 改進

1.觀察萊特兄弟的個人特質及 創作歷程。

1.萊特兄弟的故事 DVD 中國第一位飛行設計師-馮如 2.討論故事內容

六 11/19 「飛行器」的 改進

1.觀察現在與過去的飛機 2.探究飛機的構造

1 觀察過去與現在的飛機 2.介紹飛機各部位構造 3..動手組裝簡易飛機 4.實驗與分享 七 11/24 「飛行器」的

改進

1.觀察萊特兄弟的個人特質及 創作歷程。

2.嘗試創作的歷程

1.回顧萊特兄弟的故事

2.利用網路資源 -萊特兄弟飛行 網，試做飛機並進行改造 八 11/26 「飛行器」的

改進

1.觀察紙蜻蜓如何飛行？ 1.操作實驗-紙蜻蜓 2.實驗與分享 九 12/1 「飛行器」的

改進

1.比較紙蜻蜓材質的不同 2.實驗紙蜻蜓如何旋轉更厲害

1.操作實驗-紙蜻蜓 2.進行改造與實驗 3.完成紀錄單 4.實驗與分享 十 12/3

十一 12/8 「動力」是什 麼

1.觀察天燈的動力為何？

2.觀察蒙哥爾埃的個人特質 3. 比 較熱氣球 與飛 船的不 同

（外型、動力、載重…）

1.東方與西方的熱氣球：孔明燈

（天燈）的故事、蒙哥爾埃的故 事

2.PPT 分享不同的熱氣球（現代 熱汽球的應用）與飛船

3. 討論故事內容 十二 12/10 「動力」是什

麼

1.觀察簡易天燈如何飛起？

2.觀察紙蛇的旋轉變化

1 操作實驗：簡易天燈、紙蛇 2.實驗與分享

麼 機的實驗 2.討論與分享 十四 12/17 好 玩 的 「 氣

流」

1.預測乒乓球會發生什麼事？

2.紀錄實驗結果

1.操作實驗：乒乓球實驗、紙張 實驗、漏斗魔術、氣球、翼斷面 實驗。

2.討論實驗內容 十五 12/22 好 玩 的 「 氣

流」

1.觀察滑翔翼發明的歷程 1.分享滑翔翼的經驗 2.李安達的故事 3.討論故事內容 十六 12/24 過去與現在 1.回顧飛機的演進

2.探究現今的太空時代大紀事

1.搭乘時光機回到過去 現今預約太空旅行 1981 年美國發射太空梭 1969 年美國登陸月球 2.討論與分享