POE教學策略結合美感經驗之成效研究--以國小三年級「動物」單元為例

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(1)國立屏東教育大學數理教育研究所碩士論文. 指導教授：高慧蓮博士. POE 教學策略結合美感經驗之成效研究— 以國小三年級「動物」單元為例. 研究生：顏郁菁撰. 中華民國 102 年 1 月.

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(3) 謝. 詞. 終於寫到這一頁了，原本以為遙遙無期的日子，竟然也讓我盼到了。回想進修的兩年多來，常是一下班就忙著往屏東跑，雖有時難免覺得疲累，但心靈上卻是充實且受益良多的。能夠完成這篇論文，首先要感謝的就是我的指導教授—高慧蓮老師，在研究路上，高老師總能針對我內容不足之處給予建議，提醒我該留意修正的地方，在我遇上瓶頸時，適時地指引我方向，使我有動力在研究的路途上繼續向前邁進；也謝謝兩位口委教授--徐偉民老師和黃湃翔老師不吝給予指導和建議，讓我有信心可以把整個論文完成。在進修的期間，最要感謝的就是我的同事兼同學—素琴，兩人相互砥勵結伴同行，在課程上彼此互相勉勵打氣，共乘回家途中聊天放鬆，在我懶散時不忘督促一聲，由於你一路上的協助與鼓勵，讓我在進修路上走得更平坦。也感謝許多好友的支持與鼓勵，雪玫的愛心叮嚀，文賢老師的翻譯協助，怡靚、佳連的資料參考，譽航的統計協助，正因有你們，讓我可以很快完成研究所的學業。最後，感謝我最親愛的姐姐--莉倩、迪彬，不時的給我加油打氣並包容我在進修時的忙碌幫我分擔家務，也謝謝保瑞的支持與體諒，讓我能無後顧之憂的進修，感謝在學習的路途上能有許多人的陪伴與支持，真的謝謝大家。. I.

(4) 摘. 要. 本研究採質性研究法，在研究歷程中，將POE（Prediction, Observation, Explanation）教學策略結合美感經驗（aesthetic experience）進行三年級動物概念教學活動。研究目的在探究此教學活動後，學生對於動物內容概念改變情形及對學生學習興趣的影響。研究者以方便取樣，選取高雄市某國小三年級學生29名為研究樣本，配合南一版教材「動物的身體和運動」單元，訪談整理學生之另有概念後，再發展學習單，以POE教學策略結合美感經驗之欣賞、遊戲、想像、創作進行教學活動，並於課程前後，進行「學生科學學習問卷」，瞭解此教學活動對學生科學學習興趣之影響。教學課程中所收集的資料，包含POE 學習單、美感經驗學習單、教學前後晤談、教學錄音、錄影與省思札記，用以瞭解學生在各單元的概念學習特色。依研究目的，提出以下結論：一、學生在進行POE教學策略結合美感經驗後，科學學習興趣提高，在學習投入上則有顯著進步。二、教學歷程中，結合美感經驗能使學生從新的的視角看待科學知識並激發自我研究興趣。三、學生在動物分類主題上，容易有迷思概念，這些迷思概念大致與國內相關研究一致，學生會以名稱、活動區域、外型、運動方式和生殖方式來作為分類依據。四、多數原有另有概念的學生，在進行POE教學策略結合美感經驗教學活動後，可修正其原有概念轉變至正確的科學概念。. 關鍵字：POE、美感經驗、科學與趣. II.

(5) ABSTRACT This study adopted qualitative research method. During the study process, the researcher used the teaching strategy of POE (Prediction, Observation, Explanation) with aesthetic experience to conduct animal concept teaching for the third graders. The purpose of this study was to investigate conceptual change of animal concepts and the impact on students’ interest in learning after the teaching activities. The researcher selected 29 third graders from a Kaohsiung elementary school as the study subject for the reason of convenience. Going along with Nani textbook unit content titled “The Body and Movement of Animals,” the researcher interviewed the above students and sorted their alternative conception, from which the unit learning forms were developed. Then the researcher reunited the teaching strategy of POE with elements of appreciation, game playing, imagination and creation in aesthetic experience to carry out teaching activities. Besides, the researcher handed out “Students Science Learning Questionnaire” to students before and after the sessions, so as to have a clear understanding of the influence of the teaching activities on students’ interest in science learning. The collected information from the teaching activities, including POE learning form, aesthetic experience learning form, before-and-after teaching interviews, teaching activities recording of sounds and images and reflections, was used to examine the students’ learning characteristics of each unit concept. According to the purpose of this study, the researcher produced the following conclusions: 1.. After attending the teaching activities of reuniting the teaching strategy of POE with aesthetic experience, students were found to have an increase of interest in learning science, having conspicuous improvement in learning involvement.. 2.. During the teaching process, the incorporation of aesthetic experience could endow students with new perspectives to see science with new visions and stimulate their self research interest. III.

(6) 3.. On the topic of animal classification, students were likely to have misconceptions, matching closely with the research results of relevant researches in Taiwan. Students often classified animals according to their names, activity areas, appearances, movement patterns and modes of reproduction.. 4.. Most students possessing alternative conceptions, after the teaching activities of reuniting the teaching strategy of POE with aesthetic experience, were able to rectify those alternative conceptions and changed them into correct science concepts.. Keywords: POE, aesthetic experience, interest in science. IV.

(7) 目. 次頁次. 謝詞………………………………………………………………………….. I. 中文摘要……………………………………………………………………. II. 英文摘要……………………………………………………………………. III. 目次…………………………………………………………………………. V. 圖次………………………………………………………………………….. VII. 表次………………………………………………………………………….. VIII. 第一章緒論第一節. 研究背景與動機……………………………………………………. 1. 第二節. 研究目的與問題……………………………………………………. 5. 第三節. 研究範圍與限制……………………………………………………. 5. 第四節. 名詞解釋……………………………………………………………. 6. 第二章. 文獻探討. 第一節. 概念改變……………………………………………………………. 7. 第二節. POE 教學策略研究…………………………………………………. 11. 第三節. 國小學童動物概念之相關研究……………………………………. 20. 第四節. 教學中之美學理解應用……………………………………………. 24. 第三章研究方法第一節. 研究架構……………………………………………………………. 33. 第二節. 研究對象……………………………………………………………. 35. 第三節. 研究程序……………………………………………………………. 35. 第四節. 研究工具……………………………………………………………. 37. 第五節. 資料蒐集與處理……………………………………………………. 41. V.

(8) 第四章結果與討論第一節. 教學前學生概念之分析……………………………………………. 45. 第二節. 教學中單元活動之歷程探討………………………………………. 52. 第三節. 教學後單元活動之分析……………………………………………. 67. 第四節. 教學活動的反應與回饋……………………………………………. 80. 第五章結論與建議第一節. 結論…………………………………………………………………. 87. 第二節. 建議…………………………………………………………………. 89. 中文部份………………………………………………………………………. 92. 西文部份………………………………………………………………………. 97. 參考書目. 附錄附錄一學生科學學習興趣量表……………………………………………. 100. 附錄二教學教案……………………………………………………………. 102. 附錄三我的最愛……………………………………………………………. 106. 附錄四誰最瞭解我…………………………………………………………. 107. 附錄五動物小達人…………………………………………………………. 108. 附錄六足下工夫……………………………………………………………. 110. 附錄七小小詩人就是我……………………………………………………. 111. 附錄八何處是我家…………………………………………………………. 112. 附錄九小小發明家…………………………………………………………. 113. 附錄十訪談紀錄……………………………………………………………. 114. VI.

(9) 圖. 次頁次. 圖 2-1 Piaget 認知發展歷程圖………………………………………………… 10 圖 3-1 研究架構圖…………………………………………………………… 34 圖 3-2 研究流程圖…………………………………………………………… 36 圖 3-3 「動物的身體和運動」概念架構圖………………………………… 38 圖 4-1 學生的作品…………………………………………………………… 54 圖 4-2 教學前後學生作品比較……………………………………………… 55 圖 4-3 教學後學生作品……………………………………………………… 56 圖 4-4 學生的想像作品……………………………………………………… 67 圖 4-5 教學前、後學生興趣比較…………………………………………… 80. VII.

(10) 表. 次頁次. 表 2-1 國內外 POE 教學策略相關研究………………………………………. 17. 表 2-2 國小動物概念之相關研究……………………………………………. 21. 表 2-3 國小學生動物之迷思概念……………………………………………. 22. 表 3-1 「動物的身體和運動」概念內容一覽表……………………………. 37. 表 3-2 學生「動物的身體和運動」概念教學個別晤談大綱………………. 39. 表 3-3 中年級兒童科學學習興趣問卷項目細目要點………………………. 41. 表 3-4 資料編碼說明表………………………………………………………. 43. 表 4-1 學生對動物的先存概念………………………………………………. 51. 表 4-2 動物分類錯誤情形……………………………………………………. 60. 表 4-3 預測（P）與解釋（E）時動物身體部位回答人數之百分比………. 69. 表 4-4 預測（P）與解釋（E）時動物分類回答人數之百分比……………. 70. 表 4-5 預測（P）與解釋（E）時動物身腳特寫圖與運動方式回答人數之百分比……………………………………………………………………. 71. 表 4-6 預測（P）與解釋（E）時動物的居住環境與運動方式回答人數之百分比……………………………………………………………………… 73 表 4-7 教學前、後學生概念改變情形…………………………………………. 73. 表 4-8 教學前、後學生對科學的態度百分比統計表…………………………. 77. 表 4-9 教學前、後學生學習氣氛百分比統計表………………………………. 78. 表 4-10 教學前、後學生學習困難百分比統計表……………………………. 78. 表 4-11 教學前、後學生學習投入百分比統計表……………………………… 79 表 4-12 教學前、後學生參與百分比統計表…………………………………. 79. 表 4-13 喜歡 POE 教學原因的人數及百分比…………………………………. 81. 表 4-14 不喜歡 POE 教學原因的人數及百分比………………………………. 82. 表 4-15 喜歡美感經驗教學原因的人數及百分比……………………………. 83. 表 4-16 教學活動內容的喜歡人數及百分比…………………………………. 84. 表 4-17 學生意見的人數及百分比……………………………………………. 85. VIII.

(11) 第一章. 緒論. 本章共分四節，第一節敘述研究背景與動機，第二節則針對研究目的及待答問題做簡單說明，第三節為研究範圍與限制，第四節為名詞解釋。茲將各節分述如下：. 第一節研究背景與動機身為一位自然老師，最大的期盼莫過於學生在進入教室時是帶著歡欣愉悅的心情，而在下課鐘響的時候，則是帶著滿滿的收穫與微笑離開。雖然已任教一段時間，但在自然教學上，我還是位新手；因此我常常思考：到底什麼樣的教學方法才是符合學生所需要的？是老師盡其所能的傾囊相授或是照著教學指引的提示，給予專家學者認為最適合學生學習的模式；而又是怎樣的教學結果才能算是成功？是孩子們在評量時獲得高分的滿足表情或是他們能記得上自然課時所擁有的快樂時光。我們可以直接從他人的口中或閱讀中知道觀測天氣或種植蔬菜等這些事情的相關知識，今天學生進到教室裡，如果只是透過這些直接的方式一味的接受老師灌輸的知識，照著實驗流程一步一步操作，以書面學習、按表抄課與不斷的紙筆測驗方式來學習科學，或許學生可以學習到很多這類相關的知識，但如此的學習方法，對學生的學習是有意義的嗎？美國教育家Dewey認為：個體必須從自己的經驗中去學習才是有意義的。他曾經將有意義的學習比喻為探險者進入無人探測過的領域所經驗到的一種學習。探險者好比是學生，當他今天進入無人到訪之處時，會有種眺望新的景致、發現水道和群山、新的物種，以及其它有趣地勢時的興奮激動，回來後，探險者可以繪製出地圖，來簡略地描繪出他這 1.

(12) 次探險經過的路線，以及描述探險過程中所有的經驗心得。杜威常感慨地說，今天在教育現場上，老師直接給予學生學科領域地圖時，並沒有讓學生有親身體驗的第一手經驗，因此「地圖｣對學生來說，並無意義，也無用處，因此讓學生從經驗中去學習是很重要的(Dewey,1902)。 Ausubel也強調有意義的學習，「有意義的學習」具有三個條件：「(1) 教材內容要有意義；(2)學習者必須已經掌握概念與新觀念之間的連結； (3)學習者要能主動選擇整合新知識的形式，而非以填鴨或逐字的方式進行」（Mintzes, Wandersee & Novak, 1998）。學生在進行學習前，由於個人想法與先前累積生活經驗的影響，其實已具備了某些想法，並從中發展出一套關於外在環境的理論，而這些便成為學生本身的先存概念。當學生將自己的先存概念帶入科學學習時，符合科學想法的先存概念將成為學習新知識的基礎，幫助新概念的理解；但不符合科學想法的迷思概念，卻往往妨礙新概念的建立，阻礙了學生的科學學習。因此老師如果忽視了學生的迷思概念，或者未能透過教學活動促使學生產生概念改變，不僅會造成學生學習上的困難導致學習成就低落，甚至會影響學生往後的學習歷程。所以老師在教學前應先了解學生的先存概念，以此作為教學的起點，引導學生將新的知識建構在舊經驗上，以達到有意義的教學目標。礙於課程進度壓力，研究者在教學現場，常是上課鐘響即馬上進入單元教學活動，總認為將整個上課時間填滿，即是身為老師的我認真負責的表現，反而未深入去探討這樣的學習是否對學生有益？這樣的方法是否是學生想要的？莊嘉坤（1995）提到大多數的學生在老師特別設計的教學策略下是可以成功地克服迷思概念，而且學會了新的概念。因此研究者利用POE（ Prediction, Observation, Explanation，預測—觀察—解釋）策略先了解學生的先存概念，讓學生有機會呈現自己的想法，進而設計教學活動促進學生思考討論，以達到概念改變的目的。POE 是用來探測學生概念瞭解情形的一種策略，最初是來自於Champagne等人在1980年所 2.

(13) 設計DOE (Demonstration Observation and Explanation)之研究工具；DOE 主要用來探討大一學生學習古典力學時，對物體運動的原有想法。施測者要求學生觀察在不同的情況下，自由落體於Atwood machine上的運動，也要求學生描述他們的觀察以及回答有關物體運動的問題。後來White 和 Gunstone（1992）提出POE教學策略，以引發學習者的原有想法，並且增進他們的想法來達到科學概念的教學工作。POE的主要步驟為：先要求學生對某一事件進行預測並說明理由，然後進行實驗觀察，再描述所觀察到的現象，然後針對其預測與觀察間所產生的矛盾衝突，要求學生提出解釋，然後老師試圖調解學生在預測與觀察之間的衝突，設法使兩者達到一致。許多研究顯示，POE能廣泛運用在科學教育上，使用POE 策略可以協助教師瞭解學生的先存概念，促進學生的科學學習，是一項有效的教學策略（葉辰禎，2000；張宗義，2003；White ＆ Gunstone, 1992； Treagust, 1995），同時POE也是一種評估學生概念理解的良好工具，特別是物質科學方面的主題，能幫助瞭解學童的概念與思考歷程（Palmer, 1995）。學生經歷了概念改變，形成了正規的科學知識，但這樣的概念改變結果，常侷限於個體的認知面相，因此研究者不免思考，除了認知面相的改變外，是否還可以有怎樣的轉變呢？運用 POE 策略，我們提供學生認知衝突的機會，期待迷思概念能被正確的科學概念所取代，但研究者也期待學生不要忽略了科學感性認識的層面，即科學家們對於科學美的深度領會與讚嘆。Poincaré 曾說過：「科學家並不是為了實用而去研究大自然，而是因為喜愛自然之美而去研究它…倘若大自然不是如此美麗，它就不值得被瞭解；倘若自然不值得被瞭解，那麼生命就不值得存在」 (Griod, Rau & Schepige, 2003)。「美」是人們心理層面呼應外在事物或現象的一種情感效應，當我們因為認知對象本身或其顯現的特性，產生愉悅和舒服的情感，即是一種「美」的覺知，一種「美感經驗」。在 1998 年加拿大麥考納爾基金會 3.

(14) 的「Arts Smart」計畫中，他們將自然科學課程與藝術活動融合。在自然課講到珍惜資源時，老師請來雕塑家，教小朋友用廢紙箱、舊報紙做成機器人、海豚等模型，讓學生充分瞭解資源回收的功能與意義；在一年級的自然課討論到動物時，教小朋友做立體的動物面具，配上臉部彩繪，請小朋友選擇一種動物，並且找資料研究這項動物的習性、叫聲等特色，最後一一上台表演動物模仿秀。由這些例子可以看出科學課程不僅僅只是理性及量化數據的追求，潛藏於課程中的美感經驗，更是支持著學習的主要關鍵（江欣穎，2009）。美感經驗課程中注重的是主動探究的精神，塑造驚奇的價值，而最終目標是希望藉由學習並應用各種美的原則，將美感能力實踐於日常生活中，舉凡食、衣、住、行、育、樂、裝飾、設計等方面，體驗美的人生，欣賞美的事物，美化生活環境，我們可以肯定地說：「美感是需要教育的」。研究者所任教的學校處於文化不利地區，學生的科學知識多來自於老師課堂上的指導，而家長對於學習的好壞亦以成績來衡量，因此，研究者的設計方式乃是依這學期的課程內容為主，一方面可以配合教學進度，另一方面亦可對學生有實質助益，希望從課程美學中，讓老師和學生都能從學習過程中得到求知的滿足及想像的釋放，再延伸到創造力的發揮，故從課程內容中，找尋可以搭配POE教學策略及美感經驗的單元，讓師生對課程能有不同的詮釋。「動物」在人與自然的互動中最密不可分，也是學生在日常生活中最容易觀察也最容易引起興趣的自然朋友，因此研究者嘗試在教學中應用美感經驗，配合教學單元—「動物的身體和運動」，讓學生探索動物的世界，感受到大自然美的吸引力。本研究除了希望學生習得正規的科學概念及正確的過程技能外，也希望能使教師與學生在學習的過程下獲得感動，讓教學者與學習者在美好的、想像的、與創造的經驗中獲得深刻的意義理解；希望學生除了「理解新知」的能力外，也能提昇「運用、創造新知」的能力。學生常認為上自然課就是做實驗，研究者將課程與美學結合，希望. 4.

(15) 引導學生感受科學寛闊、多元的特性，使學生感受到自然課是表現自我、開發潛能的學習，不要侷限在概念或知識或只是在過程技能上下工夫，很多時候去探究相關的科學美感或生活脈絡，可以讓我們更了解科學。因此本研究將美感經驗的活動結合POE教學策略共同進行，從中探討其在科學教室中實施的可能性，及這樣的教學活動對學生產生的影響。. 第二節. 研究目的與問題. 本研究旨在以圖片、影片欣賞、遊戲、圖畫、創作想像等美感教學形式結合 POE 教學策略，探討在此教學活動之後，學生對單元內容的概念改變情形及具有美感經驗的學習活動對學生學習興趣的影響。基於上述的目的，本研究的問題如下：（一）、應用 POE 教學策略結合美感經驗對學生概念學習的改變為何？（二）、應用 POE 教學策略結合美感經驗的學習活動對學生學習興趣的影響為何？. 第三節. 研究範圍與限制. 一、研究範圍本研究主要採質性研究方式，希望藉由訪談、觀察、資料分析等方式來詮釋教學現場當中實況，從研究對象的資料呈現，做為未來讀者們詮釋科學課程中應用使用POE策略及美感經驗融入教學之參考依據。研究結果僅在詮釋研究學生在特定單元與學習情境下的通則，無法推論於其他學生、單元教材或學習情境。. 二、研究限制本研究選取國小三年級下學期南一版之「動物的身體和運動」單元進行教學與相關晤談研究。在未來應用上，宜考慮單元教材之差異性， 5.

(16) 並對教學策略予以彈性修改。. 第四節. 名詞解釋. 為使本研究所使用的名稱意義明確，將重要名詞界定如下：. 一、POE教學策略（Prediction, Observation, Explanation） POE教學策略是在活動中採用預測、觀察、解釋三個步驟的教學策略，要求學生於教學活動中，針對所探究的對象，依據自己原有的先備知識或生活經驗進行預測，然後藉由討論、觀察、參考資料來查證，再對最後結果提出適當的解釋。. 二、美感經驗在Dewey（1934）《藝術即經驗》一書中，認為美感經驗是一種和諧完滿的內在心理感受，且這樣的感受再次被提取時，美好的感覺仍能持續。本研究所指的美感經驗即指學生在學習過程中，透過教材教法產生移情的交互作用，進而想像並創造出富美感的作品，最終並獲得愉悅滿足的經驗。為瞭解學生對此教學活動之反應，研究者以回饋單供學生勾選，並輔以訪談，以明白學生對美感經驗教學之想法。. 三、學習成效本研究探究之學習成效包含「學習興趣」及「概念學習」兩部分：（一）學習興趣乃以高慧蓮（2002）所提之科學學習興趣為主，包括對科學的態度、學習氣氛、學習困難、學習投入及學習參與五個面向。（二）概念學習係指學生進行 POE 教學前後的概念比較，分析學生在學習過程中概念的變化及特色，並由學生對概念的理解程度、新舊經驗的聯結，探究學生概念學習之情況。. 6.

(17) 第二章. 文獻探討. 本章分四節進行相關文獻之探討分析，第一節概念改變之探究，敘述概念、迷思概念及概念改變之意義；第二節 POE 教學策略之研究，簡述 POE 教學策略的義涵及其相關理論基礎；第三節為動物概念之相關研究，介紹在國小階段動物概念之相關研究及其迷思概念；第四節教學中的美學理解應用，簡述西方美學的起源與發展，瞭解審美意識中的主、客體關係，並從杜威美學觀點了解美感經驗之義涵，探討科學與美學之關係及美感經驗在教學上的應用。. 第一節概念改變一、概念的義涵概念一詞在不同的領域，有其不同的定義。心理學的行為派學者認為概念是一群能產生某特定反應的相似刺激，認知派學者則認為概念是一種心智活動（王美芬、熊召弟，1995）。黃台珠（1984）強調概念是人類思考和瞭解的工具，是學習的基本單位。歐陽鍾仁（1988）綜括概念是一種認知過程的形成階層，在認知過程中，以思想的本質、觀點及物體間的關係為其特徵，是個體能夠做比較、概括、抽象及理解的活動，並以語言為其主要表達工具。郭重吉（1992）將概念動態化，強調概念是學習者接受外來訊息後，再統整於原有知識或前期概念而建構發展出來的結果，它會隨著個人的學習與成長不斷被修正而有所改變。王美芬與賴阿福（1993）指出概念可依其獲得的範圍不同而定義為一件事或在腦海中的影像，是一種屬性、法則，也可以說是交互作用或其他的抽象意義。整體性來說概念是將事物以其相似點所集合而成的概括性抽象的 7.

(18) 名詞。概念以簡單的定義來說，指的是將一系列的事物之中尋找其共通的屬性或特徵的一種循序發展的心智活動，並且會隨著成長而有所修正、改變（陳麗如，2006）。概念是個體瞭解、解釋、預測事件或系統的心智表現。許多研究者將概念視為思考和理解的工具（Driver, 1989 ; Linder, 1993）。將之綜合歸納，可知概念具有以下特性（引自王玉龍，2006）：（一）概念是一種想法、一種符號。（二）概念是多種事物累積而成，是一種概括性的結論。（三）概念在經驗考驗下認為不合適時，就必須加以更新。（四）概念具有「抽象性」、「文化性」、「結構性」等諸多特性。（五）概念是由人類所造，存在於人類心智之中，用於人類溝通之符號。（六）概念是由眾多經驗形成的抽象想法。總括而言，概念大多被界定是事件或物體的共同規則，它是一種動態的表徵，也是人類學習知識的重要工具，因此在習得新知識與有意義的學習上，扮演著重要的角色。. 二、迷思概念學生在正式學習某些科學概念前，常會以其日常生活的經驗來建構屬於他們自己的先存概念，這些概念與科學家所持有的科學概念不同，但對學生來說就如同真的一般，學生大多以為自己的解釋與看法是對的，因此往往造成教學上的困難。事實上，他們並不知道自己的想法是有偏差的。根據 Gilbert和 Watts（1983）的觀點，大多數學生對自然現象所抱持的看法、原則或信念，可能與課本或專家的看法、原則和信念有所不同，如此觀點便稱為學生的迷思概念。關於迷思概念的來源，綜合國內外專家王美芬、熊召弟（1995）、黃寶鈿（1999）、Wandersee等人（1994）之看法，歸納出以下各項：（引自陳淑筠，2002）（一）家長對於迷思概念無法察覺。（二）日常生活語言和隱喻。 8.

(19) （三）「只要教，就馬上會學到」的假設。（四）「字和話語就可代表瞭解」的假設。（五）文本呈現錯誤概念。（六）過份強調講述法（來自家長的說明）。（七）對自然的觀察和感覺。（八）同儕文化。（九）傳播媒體的影響。（十）認知發展。郭重吉（2001）認為在科學或其它領域裡，有許多的概念是以網狀的關係存在的，學童不斷的學習成長，會從自身建構起自己的想法，慢慢的增加概念、刪減概念或改變概念間的關聯。對原有概念的「不滿意」、「不合理」是概念改變啟動的開始，因此透過教學設計製造學生概念衝突的機會，將可藉此鬆動學生根深蒂固的迷思概念。. 三、概念改變 Vosniadou（1994）提出概念改變的形式有二種：（一）豐富化：就是將新的概念加入到現有的理論架構中使其知識更加豐富。當概念的內容與已經存在的知識內容一致時，學生很容易就可以接收新的知識，學習就很容易發生。（二）修正：當學生所要學習的內容與其原有的架構不一致或受限於特定理論時，則概念改變便不易發生，此時就需要修正。而在什麼情形下，概念改變才會發生呢？Posner、Strike、Hewson & Gertzog 曾於 1982 年提出概念改變的模式，其敘述概念改變的條件有： 1.學生對自己原有的概念感到不滿。 2.新的概念對學生而言是容易領悟的。 3.新的概念是合理的。 4.新的概念比原有的概念更有效。 Chi（1992）提出了「概念本體論」，認為所有的概念實體（entity） 9.

(20) 可分為物質（matter）、過程（process）與心智狀態（mental state）三種類；「物質」是含有特定屬性的東西，如紅色的太陽、有生命的東西、固體等；「過程」指的是事件的發生，可能有序列性、有因果關係、也可能只是機率問題，但它反映出自己特定的屬性，如水的三態變化；「心智狀態」，則指情意的部份，如情緒或傾向。三種類別皆有其特殊的屬性，類別之間的屬性，亦有明顯的區分且具有階層性（引自邱美虹， 2000）。概念改變應分為本體類別內的概念改變（或稱為概念改變）和跨越本體類別間的概念改變（或稱為根本的概念改變）。類別內的概念改變，指概念在同一本體樹內發生改變。概念在分枝架構上調整位置，可視為信念的修正，改變的只是局部的變化，不需進行本體認知上的重大改變。類別間的概念改變，則指概念在不同本體樹間發生改變，即指科學概念從一個本體樹遷移到另一棵本體樹。依建構論的觀點，學習是一種概念改變，其目的就是要使學生錯誤的先存概念改變成科學家的概念，而應用有效的教學策略和適當的教材內容，將可避免學生迷思概念的產生。邱美虹（2000）指出兒童科學概念上的學習困難，原因主要有下列四點：1.受到個人經驗的影響；2.概念本身是抽象的；3.概念本身是複雜的；4.概念本身是微觀的。因此Posner 等人（1982）所建議的概念改變教學策略包括（引自紀薰順，2010）： 1.發展能使學生產生認知衝突的上課方式、範例、問題解決策略及實驗過程。 2.診斷學生的錯誤概念，以確定學生抗拒概念改變的防衛行為。 3.發展一種策略以協助教師掌握干擾學生概念改變的行為。 4.以各種方式（如口語、圖畫、數字）協助學生將科學知識由一種形式轉換成另一種形式。 5.發展評量技術以幫助教師追蹤學生概念改變的歷程。楊凱悌、邱美虹、王子華（2009）指出有效的概念改變教材設計的關鍵是在引起學生的先備知識後，再以衝突的產生來改變其概念結構或 10.

(21) 心智模式，因此，從學童的教學前概念出發並讓學生產生概念衝突，將有助於達到概念改變的目的。迷思概念有時是來自於學童本身的想像力和創造力，也由於其對週遭生活天真浪漫的想法，使得兒童的世界總是充滿著新鮮、驚奇與樂趣。從建構主義的觀點，固然應該要尊重兒童的迷思概念，但是在學習過程中學習者若是產生迷思概念，不僅會造成學習者的學習困難，導致學習成就低落，甚至會影響學習者往後的學習歷程。因此本研究在教學過程中以學生的先備概念為基礎進行教學設計，並利用影片、圖片、童詩等不同媒材塑造不同的教學形式來感動學生，在教學方法、內容上去呈現一個讓學生覺得新奇的教學環境，將概念知識與學生生活經驗及個人意義相連結，以引起學生的學習興趣，透過教材教法產生移情的交互作用，進而想像並創造出富美感的作品，並從中讓兒童學習到正確的科學概念，以獲得愉悅滿足的經驗。. 第二節 POE 教學策略研究一、 POE 教學策略的義涵 POE（Prediction-Observation-Explanation）策略是用來探測兒童應用知識能力的一種測量工具（邱美虹，2000）。它是由 White 和 Gunstone 改良自 Champagne、Klopfer 和 Anderson 於 1980 中所發展的 DOE (Demonstrate-Observe-Explain)策略。王淑琴與郭重吉(1994)指出：DOE 是由晤談者先設計示範實驗，然後要求學生預測此實驗可能發生的結果並說明其理由，接著晤談者進行實驗，請學生觀察結果並指出結果與其先前預測之處有何異同，並請學生提出解釋，而晤談者於整個過程中針對學生的問題作澄清、提問，直到了解學生想法為止。而 White 和 Gunstone(1992)提出的 POE 策略為「預測-觀察-解釋」，教師在活動中先引領學生進行預測，並請學生提出理由說明，之後進行實驗觀察，由學 11.

(22) 生描述觀察結果，當學生預測之理由或觀點與觀察結果不同將產生了概念衝突，此時教師應鼓勵學生設法提出解釋來達到概念的調和，建構出新的概念。POE 與 DOE 雖有相近的過程，但其更強調「預測」的階段，以便讓學生於該活動中能將之前所學的知識運用出來。POE 活動可用來探測學生對科學概念的認識，並瞭解學生如何應用自身相關的知識來預測、描述和解釋現象，而老師亦可經由討論和意義共享的歷程中幫助學生發展正統的科學概念。其具體實施過程為：（一）預測（Prediction）：先讓學生預測某個事件的結果，並且說明他們預測的理由。為了確定學生瞭解所要預測事件的現象、性質或況狀，可讓學生針對該預測事件進行發問，並要求學生將其推理理由書寫下來，避免因為同儕的說法而改變自己的看法。（二）觀察（Observation）：讓學生進行觀察並記錄，具體描述他們所看到的現象。為了讓學生能觀察到老師希望他們觀察的結果，因此觀察的結果盡量是直接且明確的。（三）解釋（Explanation）：此部分是在調和預測與觀察之間的衝突。當學生在遭遇到預測與觀察結果不一致時，能試著解決這些衝突，並在調和與解釋的過程中，達到概念改變的目的。 Bruce(2000)認為，從幼稚園到大學畢業生，都可以成功地進行 POE，因為它能幫助我們思考幾個面相：（一）當學生在寫字、討論時都需要時間，所以它促使學生慢下腳步去反省自己正在做什麼？想什麼？（二）寫下預測這個動作增加了參與的感受，這讓大部分的人提高對真實事件的興趣，尤其是自己的預測與大多數人不同時。（三）在小組討論或全班教學時，POE 可以提供更多的對話討論和互動。（四）相關活動可作為學生進一步探索的基礎。（五）呈現學生活動的歷程記錄，可作為進一步研究、改進寫作能力或非正式評量的依據。 12.

(23) 但是在選擇事例實施 POE 教學策略時，有些原則也是我們應該留意的 (White & Gunstone,1992)：（一）提供的情境或實驗，是可供學生預測，並可基於個人理解進行推理的，所以教學情境的設計，最好能跟他們的生活經驗相關，讓每個人都可以提出理由來做推理，而非只是瞎猜。（二）要提供真實情境與問題給學生，或提供學生一些支援的線索或解說，方便學生確實了解問題的內容或含義。（三）觀察的實驗結果是清晰可見的，教師不能假設學生都會看到老師想要讓他們看到的東西，因此結果的觀察要盡量具體明顯且清楚。（四）可採用開放的模式讓學生表達自己的想法或利用勾選的方式提供可能的情況讓學生做預測，避免因書寫能力或口語表達能力不佳而影響結果呈現，盡量利用不同的工具給予學生說明個人經驗的機會。此教學策略是鼓勵學生應用自己原有想法去推理和解釋，並讓老師從中得知學生的認知結構和應用知識的能力，可以視為是一種幫助學生從先前所擁有的生活經驗或先備知識中建構到新知識的教學策略。此策略主要是根基於建構理論，以下將對建構主義之學習理論做一探討。. 二、建構主義教學近年來，建構主義在教育上的應用，受到極大的重視，建構主義的學習觀乃融合了 Piaget、Vygotsky、Ausubel、Brunner、Gagné 等人重要的學習理論的影響，茲將這些理論進行概略的介紹。（一）Piaget 的個人建構論 Piaget 將兒童的認知發展分為感覺運思、運思前、具體運思與形式運思四個時期，每個時期有其不同的認知結構，他強調知識的建構是透過學習者本身的「認知基模」（cognitive schema）在「同化」（assimilation）與「調適」（accommodation）之間的「平衡」（equilibration）作用而產生，無法假借他人之手（引自甄曉蘭，2004），當新概念和學習者的認知基模有所差異而產生矛盾時，將驅使學習者改變或調適原有的基模以達 13.

(24) 到平衡。. 圖 2-1 Piaget 認知發展歷程圖. （引自趙毓圻，2008，p12）. （二）Vygotsky 的社會建構論 Vygotsky 認為社會是個體心智發展的基礎，個體要透過社會化的過程才得以發展，若改善兒童的社會環境，將有助於兒童的認知發展，但要進行兒童發展與教學的可能性時，必須先確定兒童認知發展的水準；其一為兒童現已達到發展水準，即兒童在獨立活動中達到解決問題的程度；其二為兒童現處於形成狀態的、剛在發展的過程，此時兒童雖未到達獨立完成解決問題的水準，但經由成人或較年長同儕的協助指導，一樣可以解決問題（王文科，2002），亦即從實際發展水平延至可能發展區（zone of proximal development, 簡稱 ZPD）。在 ZPD 的概念下，學習絕非被動的單向接受來自成人或年長者的影響，而是和社會文化不斷的內化交互作用，經由此過程將兒童認知提升至可能發展區，所以倡導教育具有促進兒童認知發展的積極作用。此社會建構理論，看重社會文化及語言發展對學習的影響，強調知識是在社會互動和合作下，藉由協商或討論而獲得共識的結果，學習是一種社會建構的歷程，學習社群中他人的意見與看法會深深影響個人的知識建構（引自甄曉蘭，2004）。（三）Ausubel 的認知論 Ausubel 認為有意義的學習知識並非以填鴨、逐字的方式，盲目地將新知識加到個人的認知結構中，唯有由學習者自行發現知識的學習，才是真正的學習（林進材，2006）。當學生進行無意義的機械式學習，所 14.

(25) 得到只是片段的知識，將無法發展出清晰的概念架構，也由於學生的的學習深受舊經驗影響，因此有效的學習更是要建立在新、舊學習材料的適當關聯上。 ﹙四﹚Brunner 的發現學習論 Brunner 認為學生的學習是一個主動發現的過程，而不是被動的接受知識（張春興，1997）。他強調學生的主動探索，認為從事物變化中發現其原理原則，才是構成學習的主要條件，教師引導孩子學習時，並不是要使孩子學習一大堆零星的知識及事實，而是讓孩子發現教材之間與事物之間彼此有意義關連的結構，從而產生較大的學習遷移。（五）Gagné 的學習條件論 Gagné 認為教學活動應有合理的次序存在（Gagné,1974）。他將人類學習分為八類，表示經由練習或經驗產生的學習，可有八種方式。這八類學習之間有層次之分與先後之別，居於低層的學習雖然簡單，卻是構成複雜學習的基礎。八種由簡至繁的學習分別為：1.訊號學習 2.刺激反應聯結學習 3.連鎖學習 4.語文聯結 5.多重辨別 6.概念學習 7.原則學習 8.解決問題。建構主義者認為：學習必須由舊有的經驗，經概念衝突，調適內化而主動的建構新知識。由此理念衍生的教學策略，即強調教學是由學生為主體參與的活動，教學過程中強調學生與老師、學生與情境和學生彼此之間的互動關係，學習歷程中學生以原有的經驗為基礎進行新事物的學習，並透過同化和調適的認知歷程而達到真正的學習（黃世傑，1995）。在建構主義的觀點下，認為人類的學習是一種主動建構的過程（active construction process）。因此，學生不只是被動的學習和記錄外在訊息。而是以先備概念為基礎，主動建構知識的過程來形成學習（顏婉幸， 2001）。依據 Von Glasersfeld（1989）的主張，建構論的派別中，指出建構主義的三大原則：1.主動原則：知識並非由認知主體被動地接受而來，而是由認知主體主動建構而成。2.適應原則：認知的功能是適應性 15.

(26) 的，是用來組織經驗世界，不是用來發現本體性的真實。3.發展原則：知識的成長是透過同化、調適及反思性抽取等歷程逐漸發展而成，後續知識必須植基於先備知識且受限於先備知識（引自詹志禹，1996）。曾志華（1997）認為建構主義的教學觀點包括（引自解惠珍，2008）：（一）從學習者的經驗出發：教師在教學前應考慮學習者原有的知識背景及現有的認知概念，教學內容應與學生的經驗緊密結合，並在學生可能的認知範圍內，才能引發學習者有意義的學習。（二）角色的調整：教師不僅扮演知識的提供者，更要適時針對學生的學習予以回饋，引導學生去組合、批判和澄清新、舊知識的差異，進而再重新建構自己新的認知。（三）佈置良好的學習情境：教師是學習環境的建構者，教學時應提供豐富多元的學習材料，製造不同層次的問題情境，引導學生在認知基模產生「失衡/衝突」，促使學生反省及思考解決問題的門徑，以便進行同化、調適和重組原來的基模，建構屬於他自己的知識。（四）鼓勵學習者反省和思考：鼓勵學生透過主動參與、質疑、討論、驗證的過程，對知識加以反省思考，促使學習者對學習教材有建設性的理解，修正並再建構其新概念。（五）重視合作的學習方式：藉著師生、同儕充分的溝通討論、質疑論辯、協調、澄清以及再建構的學習過程，引導學習者重新思考和調整自己的概念，使之先前概念更接近正式的科學想法。由上可知，建構主義的教學理念認為學生才是教學情境裡的主角，學生的先備知識不同，學習結果不可能也不必完全相同，教學設計的目的是在安排具有啟發性的教學情境，教師必須佈置適當的學習情境，將學生置於衝突的情境中，誘發學生的認知衝突，經由討論、對話的過程中，引導學生主動學習、反思，以達到主動建構知識的教學目標。. 三、POE教學策略的實徵性研究由於 POE 教學策略不但能有效引出學生的迷思概念，若經由設計製 16.

(27) 造概念衝突的情境給學生，亦有助其主動建構或重新組合自己的概念，是一個有效的教學策略；因此，與 POE 教學策略相關之研究類型相當多，以下針對近年來 POE 教學策略之相關研究進行介紹，並整理為表 2-1。表 2-1 國內外 POE 教學策略相關研究研究者. 研究內容. 研究結果. Liew. 利用 POE 序列針對 11 年級學教師可以將 POE 教學策略納. （1995）. 生進行熱與液體的膨脹單元. 入其教學庫，將有助於教師. 進行教學，藉由預測與觀察. 對學生的學習理解獲得更多. 間的矛盾創造機會，讓部分. 的瞭解。. 學生重建並改變其先有概念。 Palmer. 讓 60 位職前教師在國小實施國小學童對於該策略相當熱. （1995）. POE，以瞭解國小學童對於. 衷，而教師也對其持正向的. 科學知識的理解。. 態度，認為該策略有助於教師瞭解學生對概念之理解與過程技能的發展。. Liew 與. 11 年級學生進行水的膨脹、. 診斷學生對於概念瞭解的情. Treagust. 鹽的溶解度以及燈泡之功率. 況與另有概念。亦可將資訊. （1998）. 與電阻等概念的研究。. 作為設計教學活動的參考。. 葉辰楨. 應用於國中生物科「唾液的. 有助於瞭解學生的另有概. （2000）. 作用」、「擴散作用」、「對溫. 念，提升學生的觀察與表達. 度的感覺」與「顯微鏡的使. 能力外，也有助於教學活動. 用」的教學。. 與生物概念間的整合。. 邱彥文. 針對國中教師試行 POE 教學可以幫助教師診斷學生的學. （2001）. 進行個案研究。. 習狀況，也可以提升學生的學習興趣。（續後頁） 17.

(28) 表 2-1（接前頁）國內外 POE 教學策略相關研究研究者. 研究內容. 研究結果. 張宗義. 對國小學生進行水溶液概念. 學生在解釋概念現象時，會. （2003）. 改變之研究。. 受先備知識與外觀的影響，並重視看得見的而非看不見的現象；迷思概念愈多，經過POE教學後，改變迷思愈容易。. 蔣盈姿. 探究中小學生對物質「可燃. 學生的概念呈現多樣化、不一. （2004）. 性」的另有概念。. 致及經驗導向等特徵，多數學生可透過 POE 活動調整對於物質可燃性概念之判斷並試圖解釋其原因。. 黃雪錚. 探究國小學童毛細現象之概. 建議教導學生區別相似的科. （2005）. 念. 學概念；教師可利用 POE 診斷學生的概念；建議教學時宜加強理論與實際的聯結或提供較多的實例做比較。. 林士峰. 探討學生學習「鐵生鏽的物. POE 教學策略確實可以應用. （2006）. 質性質」之概念改變情形。. 於國小物質性質與化學變化之教學。. 王盈琪. 利用 POE 教學策略來探討國有助於學童將其迷思概念修. （2006）. 小三年級學童對於「光」的. 正至正確的科學概念。. 迷思概念與教學後的概念改變情形。（續後頁）. 18.

(29) 表 2-1（接前頁）國內外 POE 教學策略相關研究研究者. 研究內容. 研究結果. 田佳立. 應用於國中生物科生態單元. 可以增進學生的學習效益，. （2007）. 的教學。. 也可以提升學生對學習環境的知覺與學習動機。. 林家民. 五年級學童對於「地球運動」對學生的概念理解有正面的. （2008）. 所存在的另有概念及教學後. 成效。. 概念改變情形。 Kucukozer 結合 3D 電腦建模程式，應用概念改變情形相當有效。（2008）. 於職前教師關於季節與月相的迷思概念與概念改變情形。. 游岫萱. 對國小三年級學生科學學習. 提高學生注意力，有助於學. （2009）. 動機的影響。. 生察覺課程內容與日常生活之相關性。. 紀薰順. 應用於八年級浮力單元。. （2010）. 學習成效良好，且能激發學生思考、解決問題並引起學習動機與興趣，教學上可多使用。. 朱健智. 融入合作學習，探討八年級. 提供概念改變的情境，可以. （2012）. 生「光的折射」單元。. 達成有效的概念改變。. 從以上實徵性研究可以知道，POE教學策略應用於教學，不論是小學、中學甚至是職前教師均有不錯的成效，且應用於物理、化學、生物等學科，甚至與資訊科技整合之教學活動也獲得成功的經驗。研究中也顯示POE教學對學生的概念理解有正面的成效，不但可以診斷學生的學習狀況，修正學生的迷思概念，亦可以提升學生注意力與學習動機和興趣。. 19.

(30) 總結此節，可知POE之主要精神在於利用學習者先備經驗的預測和觀察結果的不同，造成對原有知識的不滿意或產生疑問，進而啟動概念改變的開始。學生透過POE的教學活動，不再只是聆聽講述的知識接收者，而是親自觀察、驗證以獲得概念知識的建構者，如此才能強化學生個別的科學概念。因此研究者希望藉由此教學策略對學生概念學習進行診斷，評估學生對概念理解的程度，並經由訪談學生深入的了解學生概念學習的情況及另有概念的轉變情形，以提升科學教學的品質並做為研究者改進教學之參考。. 第三節國小學童動物概念之相關研究我國自然科學課程中，生物學的概念佔有不少的比例，在45個次主題中即佔有9個，其中又以日常生活中所熟悉的動物相關概念為多，根據九年一貫課程綱要，在國小部分有關動物的教材內容包括：低年級：1.察覺生物生長需要水、空氣、陽光、養分。 2.認識當地常見的動物及植物(例如常見的蔬果)。 3.知道動物的成長，需要水、食物和空氣。中年級：1.察覺生物成長的變化歷程。 2.認識常見的動物和植物，並知道植物由根、莖、葉、花、果實、種子組成，知道動物外型可分為頭、軀幹、四肢。 3.經由觀察小動物，知道動物的一生是由出生、成長到死亡。 4.描述陸生及水生動物的形態及其運動方式，並知道水生動物具有適合水中生活的特殊構造。 5.由觀察欣賞生活中動物、植物、石頭、山川的變化。高年級：1.知道生物靠生殖延續後代。 2.自訂基準將常見的生物加以分類。 3.察覺周遭環境有許多微小生物(例如觀察食物發霉)。 20.

(31) 4.比較不同動物構造的異同 5.能描述動物的運動構造，並能發現運動構造與運動方式的相關。 6.知道人體的運動是需要骨骼和肌肉共同作用才能完成。研究者採用博碩士論文網與臺灣電子期刊服務網，使用關鍵字：動物、概念查詢，其中以國小學童為研究對象之相關文獻並不多，將之歸納如下表2-2：表2-2 國小動物概念之相關研究研究者. 研究內容. 研究結果. 莊志彥. 國小學童對生活周遭動物的. 國小學童對脊椎動物五大類. （1998）. 熟悉程度、動物分類能力和. 和昆蟲圖卡的分類理由豐. 分類概念發展情形，以及兒. 富，但與專家指稱的分類特. 童知覺動物的方式。. 徵相距甚遠，常依其另有概念予以分類；對於生活周遭熟悉的動物以哺乳類為最多，兩棲類最少。. 汪光懿. 國小原住民學童的動物分類. 學童動物分類大多以其外形. （1999）. 概念及發展。. 特徵或生活方式居多，但少數會以動物名稱或個人聯想分類；而分類依據之來源以生活經驗和電視影響最大。. 倪啟堯. 探討概念構圖策略融入「動. 概念構圖策略能改善學童之. （2006）. 物生殖」教學對國小六年級. 學習成就及科學態度，但部. 學童學習成就、科學態度與. 分學生仍存迷思概念。. 迷思概念之影響。（續後頁）. 21.

(32) 表2-2（接前頁）國小動物概念之相關研究研究者. 研究內容. 研究結果. 周佳燕. 研究國小學生有關動物的生. 學生對動物生殖概念普遍不. （2010）. 殖概念及迷思概念。. 足，並存有多項迷思概念；其概念的理解受其個人生活背景與性別影響。. 研究中發現，在動物分類時，學生很容易從外在、最直接所能觀察到的生活環境與其外型特徵來對動物進行分類，很少聯想到以動物的生殖類型為區分準則；學生對動物的想法仍存有相當多的迷思概念，特別是在哺乳類動物方面，對於生物特徵的了解並不清楚，探究其原因可能為缺乏相關知識與無法實際觀察所造成。研究者整理陳業勇（2000）、陳淑筠（2002）與周佳燕（2010）所提有關國小學生在動物方面的迷思概念列表2-3：表2-3 國小學生動物之迷思概念概念項目. 學生迷思概念. 動物的定義. ★動物就要會動或是會跑會跳。. 與分類. ★動物一定有四肢。 ★動物一定有五官。 ★要很大的身體才是動物。 ★動物要用手去動牠才會動。 ★無尾熊、蜻蜓、小蝴蝶不是小動物。 ★小象、小熊是小動物。 ★小白兔是吃紅蘿蔔，不是吃奶的，不是哺乳動物。 ★蜻蜓是吃花粉的，所以不是動物。 ★蝦子是動物，是因為牠有很多隻腳但是沒有觸角。（續後頁）. 22.

(33) 表2-3（接前頁）國小學生動物之迷思概念概念項目. 學生迷思概念. 動物的定義. ★蝦子是魚類。. 與分類. ★人不是動物。 ★生活在水中、能在水裡呼吸、會游泳就是魚。 ★魚的顏色都是一樣的。 ★能生活在水中和陸地的就是兩棲類。 ★爬蟲類應該是生活在陸地上、會爬的動物。 ★會游泳的就不是爬蟲。 ★會飛的、有翅膀的、有尖嘴的就是鳥。 ★會在晚上活動的就不是鳥。. 動物的構造. ★小白兔會跳，小貓不會跳。. 與功能. ★長頸鹿沒有耳朵。 ★蚱蜢有四隻腳。 ★蚱蜢有粉藍色。 ★小隻的蚱蜢沒有翅膀。 ★小蚱蜢一隻等於半隻，二隻等於一隻。 ★蚯蚓會跳 ★鳥類有翅膀、會飛、有羽毛、有尖嘴、有兩隻腳。 ★魚有翅膀（因為飛魚會飛）。 ★蜘蛛有觸角。 ★蝴蝶有八隻腳。 ★蝸牛有智慧。 ★蝸牛和蝴蝶都有觸角。（續後頁）. 23.

(34) 表2-3（接前頁）國小學生動物之迷思概念概念項目. 學生迷思概念. 動物的生殖. ★ 要雌雄交配或精卵結合才能產生後代。. 概念. ★ 母雞孵蛋是因為怕小雞冷。. ★胎生動物母體的子宮、胃可直接提供食物或養分給胎兒。 ★卵胎生動物是生蛋的且像哺乳類動物一樣會喝母奶。 ★卵胎生動物會依環境所需，來決定是生蛋還是生小動物。 ★ 卵生、卵胎生是母體供應營養，傳入卵內給胎兒。. ★生殖就是交配的行為。 ★有些動物會絕種的原因，是因為「生命週期期短」、「餓死」。 ★生命可以自然產生，不一定要靠生殖。 ★神可以創造生命。 ★複製羊是機器羊、是人工受精生下的羊、一生下來就是成羊。國小學童，對自然界中形形色色的事物，又喜愛又好奇，卻也似懂非懂，因此了解學童的迷思概念，儘早給予正確的學習方向，將更有助於學童後續的學習歷程。. 第四節教學中之美學理解應用一、美學的起源與發展一般認為美學的建立者是德國哲學家和美學家鮑姆嘉通（Jexander Gottileb Baumganen ,1714－1762）。他於研究感性認識的理論中，使用了「Aesthetica」這個術語，提出「Aesthetica」即是關於感性認識的學科， 24.

(35) 其目的在通過感性認識來理解完善，這樣理解的完善也就是美。美學成為一門獨立科學雖不過兩百多年，但美學思想卻和人類歷史一樣古老，關於美學研究對象的爭論也是分歧很大，周來祥和周紀文（2002）認為至少有四種看法：（一）美學是研究美的規律的科學：此派學者將研究重點擺放在現實美上，認為現實美是藝術美的源頭，研究現實美，才能更好地研究藝術美。（二）美學是研究藝術一般規律的科學：這派的美學家認為，美學就是藝術理論，藝術的本質、特徵、規律、欣賞、批評等都是美學研究的對象。（三）美學是以美感經驗為中心，研究美和藝術的科學：他們認為美學應包含美的哲學、審美心理學和藝術社會學，美的哲學是對美的本質與審美對象作哲學性的探討，而審美心理學和藝術社會學則是將藝術作心理或社會歷史的分析。（四）美學是研究審美關係的科學：這一派的美學家以審美關係為中心，把美、審美和藝術統一起來研究，它強調人類的審美實踐，利用人的本質力量，在審美對象和審美主體間建立起關係。以上美學對象的問題上，不能說某種看法絕對正確或絕對錯誤，每一種各有其合理的因素與論述。在周來祥和周紀文看來（2002），以審美關係作為美學研究對象是比較合理的，因為以審美關係為軸心，不論是自然美、藝術美、現實美或悲劇、喜劇等美學範疇都可概括在內，另外也包括了人的美感與審美主客體之間的特定關係，即是將人與現實對象（自然、社會）間的關係結合起來，因此說，審美關係是美學研究對象的總和。. 二、美感經驗什麼是美感？汪信硯（1994）認為當人們在認識和改造客觀界的活動中，總是會感到各式各樣美的事物和現象，人們會被這些客觀事物的美所吸引，在凝視觀賞它的同時，就會產生一種特殊的心理活動，這種 25.

(36) 特殊的心理活動，就是一種美感。美感經驗概念的起點源於美學對審美的探討，早期希臘的美學觀念中，就包含著美感經驗的學說：一為畢達哥拉斯學派的「淨化說」，認為美感經驗是心靈淨化的結果；二為哥爾季亞斯的「幻覺說」，認為美感經驗是心靈中幻覺的創造所產生，即客體能引發主體的想像力與創造力；三則為蘇格拉底的「模仿說」，認為藝術是透過對自然的模仿而呈現出美的屬性。這三套學說是用理性客觀的論點來評判美的屬性的。但站在經驗主義的立場，他們將美感偏重於人的各種非理性作用，如依賴直覺、衝動、慾望、熱情等，是經由看、聽、觸摸的感官獲得感受，因此美感經驗的產生，是透過感官經驗來引發審美主體內在情感的反應過程，美感的判斷是來自於審美主體的主觀感受。 I﹒Kant 在 1790 年所著的［判斷力的批判］一書中，融合了理性與感性的觀點，認為美感是想像力與理解力相互協調的自由活動，當審美主體對審美對象有了理解與認識後，藉由主體的聯想與創造，心靈將產生無私的滿足感（disinterested satisfaction），此美感經驗是超越現實利益的感受，是一種心靈上滿足的快感；而美感經驗的判斷除了個人主觀感外，更必須考慮社會文化的觀感，才能從事深度的反省與判斷，因此美感並非單純地由感覺或判斷產生，而是經由兩者的交互作用所產生的。近代美學家也對美感經驗提出一些不同的觀點，較為人所知者如 E.Bullough 的「心理距離說」是一種關於審美態度的理論，他認為在美感經驗中，我們一方面要將自我從實際生活裡跳出來，以免因為距離太近，而被實用動機牽制，另一方面又不能超越現實太遠，因為距離太遠，會看不真切，不知內涵，因此在審美的主、客體之間應保持一段心理距離；而 T.Lipps 的「移情說」則主張當主體在觀賞藝術品並覺得美的時候，也就是美感經驗產生的時刻，因為他已將自身的觀感移入這個藝術品之中了；美感的源頭，不是來自外在的事物，而是主體本身的內心情 26.

(37) 感、人格投射在外物上，審美欣賞就是自我欣賞，當我們把自己移到對象中去，造成物我合而為一，並從中得到審美喜悅，此種現象即為移情（李醒塵，1996）。關於美感經驗的論述，由於深受當時社會文化脈絡的影響，因此各學者依其自身存在的立場，各有不同的看法，本研究對美感經驗的定義，是從現代教育家 Dewey 的美學觀點出發，因此下節將對 Dewey 之美學理念做一闡述說明。. 三、 Dewey 的美學觀美的本質是什麼？美的本質存在何處？是什麼樣的對象會被認為是美的？或是具備什麼條件，對象就會是美的？這些問題的答案實際上就牽涉到美學研究的基本方法。一般傳統美學可分為主觀派和客觀派；主觀派認為要在審美主體中尋找美的本質，即是以人的主觀感受作為判斷美的標準，客觀派則認為美的本質就是一種客觀的存在，是內在於事物本身，它們必須合乎某種條件、規則，才能算是美的事物。杜威的美學思考是從對傳統美學的潛在信念的批判開始的，他摒棄了傳統美學的基本方法，而從自然科學研究中引來經驗方法。經驗方法是從事物本身出發來研究它們，找出當事物被經驗時所揭露出來的是什麼；它並無任何特殊之處，它僅要求，所有的探索必須從自身所經驗到的基本事實開始，探索是來自於疑惑、問題，而疑惑、問題又來自於人所經驗到的事實，因此探索就是感受事實、介入事實、解釋事實和把握事實。杜威將美學研究的重心從「什麼」移向「怎樣」，問題的核心不是認識什麼、製作什麼、做什麼，而是怎樣認識、怎樣製作、怎樣做，將對構成經驗元素的認識轉向對經驗過程的分析。“經驗”是杜威哲學的核心概念，它不是反省的結果，而是人們直接體驗到的活動，是人和環境之間相互的作用與溝通（程孟輝，2000）。杜威美學所研究的美感經驗，是進入經驗的事物，是經驗中的人和被經驗的對象；他認為經驗是一個過程、一段經歷，是人與環境互動的結果，人無時無刻都在形成經驗，而美感經驗與完整的經驗並不是種類 27.

(38) 上不同，而是強度或程度上的不同；他認為美學研究的基本任務之一就是去恢復美感經驗和日常生活經驗之間的連續性（ Dewey, 1934, p.3），從日常生活中去感受美的性質，使日常生活中的經歷成為一個具有美感的完整經驗。杜威相信，不論是科學研究、生產勞動、社會管理或是學生學習、教師授課等等，只要是人的活動，就都有可能具有審美性質，而富有審美性質的活動也必然是一種經驗，一種美感經驗。我們生活的世界是美麗的，孕育其中的萬事萬物是充滿熱情且激勵人心的。從美感經驗的觀點，科學教育應該努力去連結學生與科學觀念中的美，以助長學生產生實質且強而有力的科學觀念學習，研究者藉由建構杜威所提倡的美感經驗架構，設計能達成此目標的教學內容，希望學生能以不同角度來看待世界，並且能對他們生活的世界感到興趣。. 四、科學與美感的關係 Maslow 在需求理論中提到人類需求可分為為七階層，如下圖：自我實現. 美感的需求認知與瞭解的需求尊重的需求情感與歸屬感的需求安全的需求生理的需求. 資料來源：教育心理學，三化取向的理論與實踐（304 頁）張春興，1994，台北：東華。. 他提出人的需求滿足是階梯式的，是一個需求滿足後再追求下一個 28.

(39) 滿足，而人對於美感的需求層次高於認知與瞭解的層次，因此若能透過美感經驗，讓學生產生美感的需求，就能利用美感經驗來引導產生認知的學習。Maslow 認為美感經驗是人類的生存方式，是優美、自在與得心應手的感覺，在美感活動中，個體是探索者也是創造者，他從中超越自我、開發潛能，讓生命更豐富，讓未來更開闊。汪信硯（1994）提到，科學美感的存在，即是因客體本身的特質能引發科學探究者的美感認知，他認為科學美感的對象有三：一為科學研究對象之美，即客體本身所具備的結構、形式或性質之美，例如自然美，即是自然事物之美，以此作為經驗的現象，是人們處處都可以感受到的，包括日月生星辰、青山綠水、蟲魚鳥獸等；二為科學理論之美，包含了科學理論所描述的特定自然規律，如哥白尼的日心說和科學理論化為數學公式結構時，所具備的簡單、統一之美，如牛頓的第二運動定律 F=ma；三為科學實驗之美，即實驗設計時的創新、獨特、實驗中的技術與操作，或最終的實驗結果，都蘊含著科學美的存在。科學美感是在科學創造和科學鑑賞中產生美的感受、體會和欣賞，也是人們在觀照科學藝術品中所涵蓋簡單、對稱、統一、奇異等和諧特質時，所產生的心理衝動與激盪。Poincaré 也曾描述：科學家們研究自然界並非著眼於它的用處，而是因為他們能從研究中得到喜悅，而喜悅的來源就在於自然界中的美。 Girod（ 2003）等人在著作中論道，我們應該要注意到科學觀念之美，以及這種美在幫助學生學習上所能扮演的角色，他們認為和美學層面相關並由之所驅策的教學，即是美學理解的教學。這些美學層面包含能夠幫我們轉型的新知識的力量，是戲劇性的和引人側目的，且能夠統合或增添我們對於這個世界理解的一致性。哲學家和教育學者都曾指出藝術和美學所包含的課題都能教導我們認識存在於自我與世界，影響和想像，欲望和認知。Root-Bernstein（1997）寫道：科學創造力與藝術共享基本的美學動機與理論，並提出實徵研究說明科學家的科學成就與其藝術特質之相關。 29.

(40) 五、美感經驗的實徵性研究 Eisner（2002）認為當學生有意義地創作意象，無論是視覺的、書寫的、音樂、詩歌、圖畫等，都能激發想像力與情感的反應，從中產生美感經驗，並獲得新的理解。楊忠斌（2008）指出美感經驗含有愉悅、動態的成分，使人樂於接受或學習，因此若能善用美感經驗的特性，是可以促進教學效能的。因此，透過教學中美感經驗的塑造與體驗，是可以提昇學習效果的。 Greene（2001）認為具有美感的教學必須引導學生以新的視覺、聆聽、感覺與行動方式重新理解世界，即包括認知、知覺、情感與想像的發展，她建議教師應該讓學生獲得各種教育經驗，從文字書寫、肢體表現、繪圖創作、音樂律動種種活動中開啟學生的學習旅程，當學生能將美感內化於日常生活中，將更能啟發其對於理想而美好社會的想像，進而予以行動與改變。 Girod、Twyman和 Wojcikiewicz（2010）將美學理解（aesthetic understanding）教學應用於五年級的「天氣」、「侵蝕」、「物質結構」等單元的科學學習，他認為美學理解是「概念知識」、「美的深度珍賞」與「想法的無限可能性」三者互相結合的架構，這樣豐富的架構可以確實地改變一個人對世界的經驗與知覺；被教以美學理解的學生在「對科學的態度」、「作為一個科學學習者的自我效能」及「持久性的概念理解」方面成效顯著。Girod 和Wong（2002）指出，科學想法就像藝術一樣，具有揭露世界及更新知覺的潛力，教師應明確地教導學生如何藉由科學及藝術的眼光，去重新看待（re-see）日常生活事物，重新看待他們的生活世界。因此當課程在介紹動物、植物及環境等自然現象時，如果只是將其界定在動植物的分類規則或專有名詞的介紹記憶，那麼學習就毫無樂趣可言了，因此研究者希望學生在學習動物相關概念的同時，能從與大自然的互動中，獲得更深切的感動，並領略及體會到這些自然之美。 30.