一位國小自然與生活科技領域教師教學 策略運用之分析

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國立台東大學教育研究所 碩士論文

指導教授:熊同鑫 先生

一位國小自然與生活科技領域教師教學 策略運用之分析

以水生生物單元為例

研 究 生: 陳玉齡 撰

中 華 民 國 九 十 五 年 七 月

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謝 誌

「九點了!趕快睡覺,明天還要上學喔!」急著「寫作業」的我,正催促著孩子 趕快上床睡覺。

「媽咪!你怎麼不睡……」孩子一面開床頭燈,一面也催促著我趕快睡覺。

這一段對話在這兩年中常常出現,還好孩子長大了!也知道我在「寫作業」, 所以,第二句的對話在接近論文完成時間就逐漸消失了。進修的這兩年,孩子剛 進小學一年級,讀研究所,有一些報告要交、一些資料要蒐集,這些日子對我來 說真的非常難熬。很幸運的,在學校,我的週遭總是會出現一群好同事,他們會 適時的幫我處理學校事務,甚至連「小犬」也在大家的照顧下,沒有絲毫的跟不 上學習進度。很幸運的,在研究所,同學們彼此的互助合作,老師的傾力教導,

讓我能在兩年順利完成論文。很感謝,在家裡,爸爸的支持,媽媽的照顧,讓我 有時也能無後顧之憂。

最後,我還是要獻上最真摯的感謝,感謝怡真和玉珍的加油、打氣,感謝恩 師熊老師的指導,感謝我的小寶貝,感謝所有關心、照顧和支持我的同事、朋友 們。

陳玉齡 謹記 2006/7

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一位國小自然與生活科技領域教師教學策略運用之分析 以水生生物單元為例

作者:陳玉齡

國立台東大學教育研究所

摘 要

本研究旨在探討個案教師教學策略在自然與生活科技領域上之應用。透過個 案研究方式,分析個案教師之(一)教學設計理念;(二)教學歷程中使用的教 學策略;(三)個案教師對於學生學習成效的評量方式;(四)個案教師的教學模 式。

研究結果顯示:(一)個案教師的的教學設計理念,包含兩個層面,一個是 教學活動內容為主的「主題研究」活動及強調師生互動關係的「板模教學」;(二)

在教學策略上,個案教師以圖片和參訪活動策略來進行探索,以教學媒體和寫作 教學策略來引入科學概念,最後在水族箱養殖和統整報告的策略運用下完成科學 概念運用。個案教師也使用了對話與語言鷹架、同儕鷹架進行教學;(三)個案 教師的評量方式有形成性評量和總結型評量,形成形評量包括:習作、筆記單和 主題研究報告,本研究從學生的形成形評量中發現,在個案教師的教學下,學生 的學習表現是有成效的。(四)個案教師的教學模式是以「小組合作」的方式,

交互穿插著以教師為主的「教」及學生為主的學習「活動」。研究者分析個案教 師教學流程,歸納出以下六個教學步驟:建立單元學習概念、安排延伸活動、科 學概念教學、蒐集相關補充資料、彙整科學知識和形成科學概念。

本研究依據研究歷程分析,本研究者歸納出以一套以「以學生為中心」,結合

「板模」、「鷹架」等理論之個案教學模式,供科學教學領域教師教學之參考。

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Analysis on Applying Teaching Strategy for an Elementary Teacher to Natural Science and Life Technology Areas

---Using the Aquatic Organisms Unit as an Example

Wrote by: Chen Yu-Lin

Graduate Institute of Education National Taitung University

Abstract

This research aimed at discussing the application of student-centered teaching strategy in the area of natural science and life technology. Through the student-centered research method to analyze teacher whose (1) concept of teaching design; (2) teaching strategy used in the class; (3) method of evaluating students’

performance; and (4) teaching mold of the case study teacher.

The results of the research indicated that: (1) there were two aspects in the concept of teaching design of the case study teacher, one was based on “theme research”

activity which focused on the content of teaching, the other was emphasized on teacher-student interactive “board mold teaching”; (2) as for the teaching strategy, the case study teacher used picture and field trip strategy to assist students in exploring the relevant subjects, and used the teaching medium and composition teaching strategy to lead in the scientific concept, and then to accomplish the application of scientific concept under aquarium cultivation and strategy of integration report. In addition, the case study teacher also used a two-way dialog and language scaffold and the peer scaffold when teaching in class; (3) there were two evaluation methods for the case study teacher: formative evaluation and summative evaluation. The formative evaluation contained the homework, class notes and theme research report. In addition, from the observation of the formative evaluation in this research, students who were under the case study teacher’s teaching method have produced a better and effective class performance; (4) the teaching method of the case study teacher in

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student-focused teaching was based on the “group corporation.” It is weaving into teacher’s activity in “teaching” and student-centered learning “activity.” The author analyzed the teaching flow of the case study teacher in student-focused teaching and came up with the following six teaching procedures: setting up a unit learning concept, arranging extended activities, applying science teaching concept, collecting related supplementary data, integrating scientific knowledge, and forming scientific concept.

This research was based on the researching process analysis, and then the author generalized a case study teaching mold which is based on the “student centered” and combined “board mold” and “scaffold” theories etc. as a reference to teachers whose main teaching focus is on scientific areas.

Key words: Teaching Strategy, Board Mold Teaching, Science Teaching

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目 次

謝誌 摘要

Abstract

目次... I 表次………..………III 圖次……….………..V

第一章 緒論………..1

第一節 研究動機………..2

第二節 研究目的與問題………..5

第三節 名詞釋義………..6

第二章 文獻探討………. 7

第一節 科學教學策略的發展………..9

第二節 科學的教學策略………12

第三節 教學策略與學習………20

第四節 探究教學法………25

第三章 研究方法與設計………29

第一節 研究場域與對象………29

第二節 研究架構與流程………31

第三節 資料蒐集與分析………33

第四節 研究者的位置………38

第四章 教學單元說明………39

第一節 教學單元………39

第二節 教學方法………45

第三節 學習評量………49

第五章 研究發現與討論………51

第一節 教學歷程分析………51

第二節 教學設計理念………54

第三節 教學策略………57

第四節 學習評量與教學目標………72

第六章 結論與建議………90

第一節 結論………90

第二節 建議………92

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參考文獻………..94

中文部份………..94

英文部分………..97

附錄………..99

附錄一 學生自然科教室座位圖………99

附錄二 主題教學進度表………..100

附錄三 為水生生物佈置一個家計劃書………..101

附錄四 第四冊南一版自然與生活科技領域第三單元教學目標…………..102

附錄五 個案教師水生家族教學內容………..103

附錄六 水生生物單元學生習作評量總表………..119

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表 次

表 2-1 國小階段科學課程改革...9

表 2-2 生活科技教師使用教學策略的因素………13

表 2-3 國外學者所提出的科學教學策略………11

表 3-1 資料的類別及編碼代號………34

表 3-2 資料編碼代號事例………35

表 4-1 生態池觀察紀錄活動教學安排...46

表 4-2 戶外教學觀察紀錄活動教學安排...47

表 4-3 水族箱養殖觀察紀錄活動教學安排...48

表 4-4 統整報告教學安排...48

表 4-5 習作評量表...49

表 5-1 個案教師「寫作」教學策略分析表...60

表 5-2 個案教師「問答」教學策略分析表...63

表 5-3 個案教師「成效評估」教學策略分析表...64

表 5-4 個案教師「發表」教學策略分析表...66

表 5-5 個案教師「歸納」教學策略分析表...68

表 5-6 學生基準達成總分表………73

表 5-7 學生習作內容分析……….………..74

表 5-8 學生筆記記錄類型分析表………...78

表 5-9 習作等第統計表...79

表 5-10 各組觀察記錄項目類型統計表—生態池……….81

表 5-11 各組書面報告植物觀察記錄內容統計表—生態池……….….81

表 5-12 各組書面報告動物觀察記錄內容統計表—生態池……….……82

表 5-13 各組觀察記錄項目類型統計表—戶外教學……….83

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表 5-14 各組書面報告植物觀察記錄內容統計表—第一次水族箱養殖…….84

表 5-14 各組書面報告植物觀察記錄內容統計表—第一次水族箱養殖……..84

表 5-15 各組書面報告基準評量統計表—第一次水族箱養殖……….85

表 5-16 各組書面報告植物觀察記錄內容統計表—第二次水族箱養殖…….86

表 5-17 各組書面報告動物觀察記錄內容統計表—第二次水族箱養殖…….86

表 5-18 各組書面報告基準評量統計表—第二次水族箱養殖……….87

表 5-19 各組書面報告植物觀察記錄內容統計表—統整報告……….88

表 5-20 各組書面報告動物觀察記錄內容統計表—統整報告……….88

表 5-21 各組書面報告基準評量統計表—統整報告……….89

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圖 次

圖 2-1 科學教學的建構模式………21

圖 2-2 學生學習與教師教學關係圖………22

圖 2-3 Vygotsky 近側發展區………24

圖 3-1 研究架構圖………31

圖 3-2 研究流程圖………32

圖 3-5 論文時程進度表………25

圖 4-1 個案教師的教學設計...40

圖 4-2 教科書的教學流程圖………40

圖 4-3 教科書的水生生物的生長環境教學內容………41

圖 4-4 教科書的水生生物的形態與運動方式的教學內容………41

圖 4-5 教科書的水生生物漂浮的大萍的教學內容………41

圖 4-6 個案教師的單元架構圖……….…….………..42

圖 4-7 個案教師的教學流程圖………….……….………..43

圖 4-8 個案教師的常見的水域環境教學內容………43

圖 4-9 個案教師的為水生生物佈置一個家教學內容………43

圖 4-10 個案教師的水生家族的成員教學內容………..44

圖 4-11 水生生物教學四階段流程圖………..45

圖 5-1 個案教師教學流程……….….…….52

圖 5-2 個案教師主題研究活動設計理念圖………55

圖 5-3 個案教師的板模教學理念………56

圖 5-4 評估策略流程………64

圖 5-5 毎一基準達成人數長條圖………72

圖 5-6 學生基準達成總分長條圖………73

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圖 5-6 各組生態池觀察記錄項目圖………80 圖 5-7 各組魚類分類項目分析圖………...82

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第一章 緒 論

語云:「教育決定人才,人才決定未來。」面對二十一世紀瞬息萬變的社會,

如何培育具競爭力的人才,是每個國家關心的重要課題。鑒於過去台灣傳統教育 的困境,九年一貫教育改革除了在課程上進行改變,更重要的是教學上的革新,

做好有效的教學。皮亞傑發生認識論的基本哲學觀念指出,發展兒童心智不是「強 灌」於兒童腦中,而需要兒童自己去「建構」。因此,教師的教學要能促進學生 做有意義的學習(meaningful leaming ) , 產生概念上的修正,於是強調在教學上 要開始注重學生的學習過程,希望藉著學生主動的探索知識,建構自身完整的知 識架構。所以,有效的教學策略在教學前教師必須先探索學生的認知結構;在教 學活動進行當中,給予一個可以讓學生充分表達想法的環境,提供學生探索問題 的機會,同時,在學習的過程中,不斷地與學生探討學習的情形,以便適時介入,

引導學生在概念上的學習並培養正確的科學態度,同時能將課堂上所獲得的知識 來解決生活上所面臨的問題。

研究者將自然與生活科技教師的教學策略型塑成一種教學模式,讓置身於教 育的現場工作者來開發學生的潛能特質,引領孩子愉快且願意主動學習。

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第一節 研究動機及背景

一、研究背景

在過去,科學教學偏重科學知識的傳授,教學的成敗自然就由學生能記憶的 科學知識的多寡來判斷,當今的家長及學生亦以此觀念視為學習的唯一途徑。縱 觀,我們的學生長久在考試的競爭壓力下,考試的結果就像孫悟空頭上的金箍 圈,將許多教師、家長及莘莘學子的思考能力緊緊的夾住,就算政府強力推行九 年一貫課程的理念,但是他們仍擺脫不出「追求唯一標準答案」的僵化教學體制。

所以,「學生的思考能力」早已被考試深鎖在最陰暗的角落,沒有一絲的表現空 間。

王佩蓮和林碧楨(1990)曾指出國小自然科學的教學是指導學生對自然界有 初步的認識,使其能獲得自然科學必須的常識,而且能有擁有正確的自然科學觀 念、培養良好的科學精神和科學態度。以往,科學被視為是真理的累積,科學教 育的目標就被認定為是科學知識的獲得。所以,教學者在教授科學時通常以教科 書的原理、原則和概念為主;在評鑑兒童的科學能力時,也以總結性的評量為主,

完全忽略了形成性的評量,更不用提在教學過程中科學本質、科學態度和科學價 值與倫理的培育。傳統的教學是一種講演式的注入教學,完全不考慮學生的思考 及認知,也不注重學生做的學習經驗,因此,教學者對整個班級的教學,以自己 的完全講述自然界存在的真理與知識,與學生之間完全沒有任何的互動,學生互 動的分組活動在傳統的課室內教學,更少存在於科學教室中。在傳統的課室內教 學裡,學生僅限於被動式的學習,背誦科學的概念和過程,「知道」科學的事實 便成為學生在科學教室中的主要學習過程;也成為教學成效良窳之標準。

楊龍立(2002)提到目前大部分的科學教學方式仍然維持著傳統的演說和示 範的模式。傳統的科學教學方法在激發學生的興趣或是主題概念的認知上顯得效 率不彰。傳統的科學教學認為:(一)科學知識乃是絕對的真理,可以一點一滴

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那麼真實的存在,因此,這種知識和學習者主觀的建構無關。(三)學生只是知 識的接受者,而非參與者。但是,根據建構主義和認知主義的看法,知識若不是 由學習者主動建構的話,便無法讓學習者將知識融入其舊有的組織脈絡之中,學 生在課堂上無法被動地接受老師所教授的知識。

九年一貫課程(教育部,2001)強調的十大基本能力中就有四項是屬於科學 態度、科學方法之養成;另自然與生活科技領域的分段能力指標中明確指示,在 教學中應該設計「以學生活動為主體」的形式,經由探討問題、處理問題的過程 中,養成遇到問題能主動且自主思考,尋求解決之道,並採取實際行動。九年一 貫在「自然與生活科技」領域中,亦強調未來要培養具有問題解決能力的公民,

因此在教學部份方面提到,教學應以培養探究能力、能分工合作、能獲得科學智 能、習得各種操作技能,達成課程目標為原則,所以課程強調做中學的教學模式,

在教學策略上建議安排適切、有效的教學環境和實驗活動,提供學生觀察、探究、

推論、發表、討論的機會,鼓勵學生思考、想像、創造、應用。

二、研究動機

研究者指導學生科學研究八年,研究學生的選擇都是學生自由報名或老師遴 選,他們來自各個班級和各年段。學生進行科學研究時,從題目的選擇、研究的 方法設計…...一直到最後的歸納整理工作,皆是在研究者的從旁協助下讓學生獨 立完成。由於,學生在選取研究主題時大多以課程進行中的題材為主。因此,研 究者已不進行主要科學概念的教學,而只提供學生在研究過程中遇到困難的解決 途徑。因此,學生是否可以順利研究作品,實與其能力有關。然而,在與學生的 互動過程中,研究者發現不同自然與生活科技老師所教導的學生,其能力(歸納、

整理……)差異極大。研究者也發現,重啟發教學的教師,其學生在科學研究的 過程中主動性高;重講述教學的教師,其學生的科學研究過程被動性偏高。

研究者雖一直為學生科學展覽指導老師,但是始終無機會在自然與生活科技 領域中進行實務教學。因此,在指導科學展覽時,一直對學生的表現和該學生的

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科學教師所採用的教學策略之間的關連性一直深感興趣。這學期,本校一位資深 的科學教師擔任研究者班級的自然與生活科技領域教師,因為他的教學方式一直 深受家長及學生讚譽,也同獲相關領域教師的好評。所以,在一次刻意安排參觀 其教學當中,這位老師做了一個很有趣的活動,這個活動是教學者先拿一杯茶葉 水,接著讓學生分批上台品嘗,最後由學生分別發表他們的發現,等到學生發表 一個段落後,再引導他們歸納同儕的發表自己做出結論,在這一場活動中,學生 的發表踴躍,在教學者的引導下,他們利用先備經驗,歸納出符合科學的結論。

因此研究者認為:一位教學者不是只注重自己的講述和一味對學生的灌輸的教 學,他還要常慮及學生原有的知識背景、學習動機、以及對概念和原理的真正理 解等因素來安排教學活動和教學方法。

所以,在與該師達成共識下,決定以個案研究的方式將其所採用的教學策略 進行分析,更進ㄧ步來探討學生的學習表現,並藉以發現有效教學策略的應用對 於學生學習表現實有舉足輕重之地位。

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第二節 研究目的與問題

透過個案分析之教學歷程與學生學習成果,本研究之目的在於(一)了解個 案教師之教學設計理念,(二)歸納個案教師使用之教學方法,(三)評量學生學 習效果,以瞭解個案教師教學之效能(四)歸納個案教師之教學策略架構教學模 式。

研究者以教學者之水生生物教學分析為例,探討下列問題:

問題一:個案教師的教學設計理念為何?

問題二:個案教師在教學歷程中使用的教學方法為何?

問題三:個案教師學生之學習成效為何?

問題四:個案教師的教學模式為何?

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第三節 名詞釋義

一、教學策略

本研究之「教學策略」指的是為有效完成教學目標,所進行的有目的、有系 統的能引導學生有效的學習教學方法或教學計畫。

二、學習成效

本研究之學習成效意指在學習過程中,學生在各種學習活動中的表現。其表 現為學生在個案教師的教學安排下學生筆記記錄方式、習作習寫結果和主題研究 的書面報告結果與評量基準對照下所得出的分數,利用分數的高低來代表學習成 效。分數愈高代表學習成效愈好,反之,則學習成效愈差。

三、教學成效

本研究之教學成效意指,教師在教學過程中,以學生的學習成效的優劣來表 示教學成效。學習成效愈好表示教學是有成效的,反之,則教學成效不佳。

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第二章 文獻探討

我國教育專書「禮記.學記」中提到「故君子之教喻也,道而弗牽,強而弗抑,

開而弗達。道而弗牽則和,強而弗抑則易,開而弗達則思,和易以思,可謂善喻 矣。」(禮記卷十八)「道而弗牽」的「道」即「導」,也就是引導的意思,亦 即已引導的教學方式取代強制的教學方式;全句意旨君子已經知道教育之所以興 盛的原因,也明白教育之所以衰落的道理,然後就可以為人師表了。所以君子的 教化是善於曉喻,讓人明白道理,只加以引導,而不去強迫別人服從;對待學生 嚴格,但並不抑制其個性的發展;加以啟發,而不將結論和盤托出。只引導而不 強迫,使學習的人容易親近。教師嚴格而不壓抑,使學生能夠自由發揮,得以充 分發展。只加以啟發而不必全部說出,使學生能夠自己思考,以免阻礙了學生獨 立思考的能力使人親近又能自動思考,這才是善於曉喻了;也就是說教師的教學 要循循善誘,在學習過程不壓抑學生的思考,更不要替學生做出任何的結論。

因此,學生的學習要有意義須借重有效教學策略之下教學的建構過程,而教 師的教學要有意義端賴教學策略之設計與實施。皮亞傑在發生認識論的基本哲學 觀念中指出,發展兒童心智不是「強灌」於兒童腦中,而是需要兒童自己去「建 構」。因此,教師的教學要能促進學生做有意義的學習(meaningful leaming ) , 產 生概念上的修正,於是強調在教學上要開始注重學生的學習過程,希望藉著學生 主動的探索知識,建構自身完整的知識架構。所以,有效的教學策略在教學前教 師必須先探索學生的認知結構;在教學活動進行當中,給予一個可以讓學生充分 表達想法的環境,提供學生探索問題的機會,同時,在學習的過程中,不斷地與 學生探討學習的情形,以便適時介入,引導學生在概念上的學習並培養正確的科 學態度,同時能將課堂上所獲得的知識來解決生活上所面臨的問題。

禮記.學記言「大學之法,禁於未發之謂預,當其可之謂時,不凌節而施之為 孫,相觀而善之謂摩。此四者,教之所由興也。」(禮記卷十八)意指大學教人 的方法,在一切邪惡的念頭未發生之前,就用禮來教育,來約束禁止,這就是預

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備、防備的意思(古德所謂防患於未然是也)。當學生可以教誨的時候才加以教 導,就叫做合乎時宜。依據學生的程度,不跨越進度,不超出其能力來教導,就 叫做循序漸進。使學生互相觀摩而學習他人的長處,就叫做切磋琢磨。這四種教 學方法,是教育之所以興盛的原因。 因此,ㄧ個成功的教學者,除了了解整個課 程發展之外,還必須了解各種開發個人潛能的教學策略。教育的目標是要幫助學 生掌握知識的結構、促進學生解決問題的技巧,並對自己的學習能力有信心,一 旦學生掌握知識的基本結構並有解決問題的技巧,學生對其所習得的知識便會記 得較牢、理解較佳,而學習遷移的效果也會更好。

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第一節 科學教學策略的發展

鄭湧涇(2003)分析台灣整個科學課程的改革(表 2-1)發現科學課程和課程 標準所建議之教學策略的發展植基於學習理論,且教學逐漸由教學中心轉變為比 較學生活動為中心的策略。因此從民國 64 年的課程一直發展到目前的九年一貫,

教師所採用的教學策略隨著教科書的編撰方向而應有所改變。

表 2-1:國小階段科學課程改革(引自鄭湧涇,2003)

民國 64 年以前 民國 64~84 年 民國 84~90 年 民國 90 年以後 目標 國民教育及培

育科學人才

培養基本科學 素養

培養基本科學 素養

培養基本能力 及科技素養 課程理念 注重科學知識

的學習

注重科學過程 技能的培養

知識和過程並 重,注重認知能 力的培養,並融 入環境教育

注重基本生活 能力的培養及 過程技能的學 習

教學活動 及策略

※ 講述式教學

※ 驗證式實驗 活動

※ 探究式教學

※ 比較探究式 的活動

※ 探究式教學 兼採合作學 習的理念

※ 學生活動為 中心

※ 教師及學校 本位的課程 及教學

※ 學生活動為 中心 學習評量 注重學習(學

業)成就的總結 性評量

注重學習(學 業)成就的總結 性評量

學習成就的總 結性評量及學 習過程評量並 重

強調多元評量 及基本能力的 評量

王佩蓮和林碧楨(1990)曾指出國小自然科學的教學是指導學生對自然界有初 步的認識,使其能獲得自然科學必須的常識,而且能有擁有正確的自然科學觀念、

培養良好的科學精神和科學態度。

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以往,科學被視為是真理的累積,科學教育的目標就被認定為是科學知識的 獲得。所以,教學者在教授科學時通常以教科書的原理、原則和概念為主;在評 鑑兒童的科學能力時,也以總結性的評量為主,完全忽略了形成性的評量,更不 用提在教學過程中科學本質、科學態度和科學價值與倫理的培育。傳統的教學是 一種講演式的注入教學,完全不考慮學生的思考及認知,也不注重學生做的學習 經驗。因此,教學者對整個班級的教學以自己的完全講述自然界存在的真理與知 識,與學生之間完全沒有任何的互動,學生互動的分組活動更少存在於科學教室 中。學生僅限於被動式的學習,背誦科學的概念和過程,「知道」科學的事實便 成為學生在科學教室中的主要學習過程;也成為教學成效良窳之標準。

楊龍立(2002)提到目前大部分的科學教學方式仍然維持著傳統的演說和示範 的模式。傳統的科學教學方法在激發學生的興趣或是主題概念的認知上顯得效率 不彰。傳統的科學教學認為:(一)科學知識乃是絕對的真理,可以一點一滴的 累積,而新增的知識並不會改變原有的知識結構。(二)客觀、真實的知識是真 實的存在,因此,這種知識和學習者主觀的建構無關。(三)學生只是知識的接 受者,而非參與者。但根據建構主義和認知主義的看法,知識若不是由學習者主 動建構的話,便無法讓學習者將知識融入其舊有的組織脈絡之中,學生在課堂上 無法被動地接受老師所教授的知識。

綜觀整個世界各國中小學科學教育的改革也自 1957 年史撥尼克號的刺激 後,從過去針對單向的灌輸學生的弊病轉而強調學生自我學習的重要。而教學策 略則一直受到教學理論的影響,然而教學理論的演進如生物物種的演化一樣,隨 時間的推進而有不同的理論發展。在七○年代以前教學策略主要受行為主義所主 宰,其教學效果很有限而且不彰顯;七○年代之後由於認知心理學開始發展,皮 亞傑教學模式的提出對於教學品質的提昇助益良多,使學生的學習更有效而有意 義;八○年代由於認知心理學派又發展訊息處理理論,對於形成長期記憶的學習 過程投下很大的關注,使得教學策略開始注視學生的長期記憶;到了九○年代認

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而獲得真正的學習。從行為主義到建構論,教學策略產生重大變革。而策略的應 用從教師中心發展到學生中心,簡單地說就是以學生為主的教學活動,在教學過 程中強調學生與學生、學生與情境以及學生與老師的互動關係,讓學生主動參與。

研究者有鑑於教學策略的發展從行為主義到建構論,皆強調學生中心的學習 策略。近幾年來,國小課程的教學方法亦以探究式的教學或比較式探究教學的提 出為最。針對國小科學課程的教學法中,九年一貫教育改革實施雖未提出具體的 教學策略,但是,教學方法依據重視學生中心。研究中,個案教師對於自己的教 學中心也是以學生為主,在教學策略應用上,雖有自己以「鷹架」為出發點的「板 模」模式。研究者希望驗證,個案教師的教學策略模式與近年來所提出的策略的 異同之處,藉此說明在九年一貫強調教師本位下,經由教師的教學信念與專業知 識發展出自己的一套注重學生基本生活能力培養及過程技能的學習呼應九年一貫 課程目標的教學策略。

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第二節 科學的教學策略

教學是施教者以適當的方法,增進受教者學到有認知異議或有價值的目的的 活動(黃光雄,1996)。邱志忠(2002)和 Brook(2002)將「策咯」的意義為:

為達到既定目標,所採取一系列有意義的計畫或行動。教學策略是指為有效完成 教學目標,所進行的有目的、有系統的教學方法或教學計畫,以能引導學生有效 的學習(張春興,1995)。Kemp & Schwaller (1988)指出教學策咯是教學途徑與 教學方法的組合;鍾一先(1997)認為教學途徑可定義為組織教材方式,而教學方 法則是教材呈現的方式。

一、教學策略的基本原則

Resflick 曾針對認知教學做了統整,玆將他所提出的大原則條列如下(引自邱 上真,1993 ) :

(一)教學是一種介入學生的知識建構歷程。

(二)教學必須:(1)提供訊息,讓學生有建構知識的素材;(2)要激勵學生 有意願主動去建構知識;(3)要指導學生如何去建構知識。

(三)教學必須先引出學生的先前知識。

(四)教學時必須透過師生對談、討論及類比的方式,將抽象概念具體化。

(五)教學時應注意認知與動機、情緒以及個人社會文化背景之問彼此的互動關 係。

(六)當知識無法直接經臉時,讓教科書成為有效的教學工具,而教科書的編輯 者應慎重考慮需要放進哪些訊息,以及如何組織與呈現這些訊息。

(七)教學應重視學習原理原則的遷移與類化。

(八)重視以歷程(process )或認知成分(cognitive componets ) 為導向的評量。

(九)重視學習策咯與認知層次的評量。

(26)

魏明通(1997)在有效的科學教學基本原理提出了兩個過程,一為學習者與學 習的過程;一為教師與教學過程。在學習者學習過程中,強調學生主動探究科學 能力養成;在教師與教學過成程中著眼於教學策略的有效使用。張祖祈等(1995 ) 在《 教學設計一基本原理與方法》 一書中指出,教學策咯是實現學習目標的方 式。教學策咯包括四個具體方面:課的劃分、教學順序設計、教學活動設計及教 學組織形式的確定。李隆盛(1995)指出教學策咯是指教師為使學生獲得預期的學 習經驗而進行的各種安排和計畫。因此教學策咯應具備四大要項:

(一)有效率且有效能的教學。

(二)教學方法的選擇。

(三)教學單元的結構。

(四)教學單元的準備。

Visia( 2000)曾指出:「為了教導這一代的學生,教師必需發展出更具有創意 教學方式,老套的教學方式不再成為足夠和有效的教學工具。學習過程已經改變 了,教師也因學習過程改變遇到更多的挑戰。」黃政傑(1997 )曾整理各學者的 分類,將影響教師採用教學策咯的因素簡單歸類為先在、歷程與成果因素三類(表 2-2)。

表 2-2 生活科技教師使用教學策略的因素 (引自廖俐華,2000)

(27)

1、先在因素:

在學習環境中活動的背景因素,包括教師的個人特質、學生特質與學習經 驗、學科特性以及學校特質等因素。

2、歷程因素:

經由教師與學生的教學互動,引起學生學習的改變。包括教學方法、教室 規劃、師生互動與學生的學習策咯等因素。

3、成果因素:

包括學生知能的增加、對學科或學習主題的興趣、智能追求的動機、學習 信心等因素,如學業成就、技能學習及人格發展等。

Cronbach & Snow(1969)認為某種教學措施或教學策咯的決定,應該依據學 習者在學習前的性向及能力作適當的分析,然後再與學生的能力及性向配合,施 以某種教學策咯。所以,研究者認為一個教學策略的選擇在先在學生學習經驗上 應多加琢磨(先在因素),在教學方法和師師互動上應詳實規劃(歷程因素),最 後在學業成就評鑑上注重多元化及生活化(成果因素)。

綜上所述,教學策咯是達成教學目標的手段,來完成如何教學的過程。因此 教師必須採取多元而廣泛的教學策咯,以確保教學目標的實現。「最好的教學法」

在學校教育上從來不曾出現,也就是任何教學法只有適用與否,沒有好壞之別。

所以,多元選擇與靈活應用有效而成功的教學策咯,也是現代教師的專業能力要 求。

二、科學教學策略的種類

近年來教育心理學有關教學策咯分成取向,一為教師取向的教學策咯;二為 學生取向的教學策咯(林志忠,1997)。

(一)教師取向的教學策咯

教師取向的教學策咯,有別於傳統的教師中心教學,又稱之為直接教學。

(28)

其策略活動的進行大致依循五個步驟進行:

1、從舊經驗引導新學習。

2、明確地講解教材內容。

3、輔導學生做及時練習。

4、從回餚中做錯誤校正。

5、讓學生獨力完成作業。

(二)學生取向的教學策咯

學生取向的教學策咯,源自於 Bruner 的發現教學策咯,與人本主義教學策 略。其策略要點可歸納成三點:

1、在教師引導下發現學習。

2、在合作學習中追求新知。

3、寓求知於生活的教學活動。

以下將針對各學者所提出的教學策略予以介紹:

(一)王佩蓮和林碧楨(1980)的自然科學教學策略

在王佩蓮和林碧楨(1980)在『自然科教材教法』中提出自然科學的教學方法 分為三種:一為講授,二為問答,三為實驗。

1、在講授方面可分為講述和講解

2、問答方面除了教師根據學生固有經驗提出問題外,此法最重要的就屬問 題的類別,就問題的類型可分為閉鎖性問題、開放性問題和教室管理問 題

3、在實驗方式上常見四種方式,分別為:演示實驗、學生課內實驗、學生 課外實驗和觀察。

(二)楊龍立(2000)的十種科學教學策略

楊龍立(2000)的科學教學方式則提出十種策略:講述法、問答法、討論法、

(29)

示範法、發現探究法(布魯納強調的發現探究法、三段式學習環、探究訓練模式、

科學探究模式、概念達成模式)、組織因子法、編序增強法、戲劇法(角色扮演)、

建構法(三段式學習環、四段式學習環、五段式學習環、問題法)和實驗法。

(三)Neuman(1993)的教學策略

Neuman(1993)在教學策略上則提出了言語活動、來賓講演、運用媒體、戶 外教學、模擬演示、探究、示範、驗證、引導式及開放式發現等十種策略(引自 鐘聖校,1995)。

(四)Wolfinger(1984)的自然科八種教學方法

Wolfinger(1984)亦提出自然科常用的八種教學方法有:閳釋法(exposition)、

互動閳釋法(exposition with interaction)、討論法(discussion)、蘇格拉底法(Socratic method)、示範法(ordinary demonstration)、發現式示範法(discovery demonstration)、

引導式示範法(guided discovery)和開放示探究法(open inguiry)。茲分述如下(引 自甘漢銧等,1986):

1、闡釋法

此教學法是由教學者透過聲音(聽覺)的管道,講述內容,學生抄錄方 法。其教學以教師為主,此教學法一般稱為講述教學法或講演法。

2、互動闡釋法

互動闡釋法是一種在教學過程中,教師穿插問答或討論讓學生的訊息也 可傳達給老師的一種教學法。此法是一種強調師生互動角色的教學法。

3、討論式教學法

討論式教學法又可分為開放式教學法、計劃式教學法和辯論法。此法大多 會在教師講述教學時使用,教師於教學時穿插提問,提供學生練習傳達、推理 和結論的機會。

(30)

這是一種由老師向學生提出一些有引導作用的問題,層層詰問之下協助學 生進行自己的推論極發表自己的結論。

5、示範法

這是一種只有教學者能操作示範材料、儀器的教學法。

6、發現式示範法

教師利用影片或實際材料的操作或活動,為學生佈置一個探究的環境,協 助學生自行發展推理及組織概念的能力的一種教學法。

7、引導式示範法

是一種協助學生由操作教具的活動發展出科學概念的教學法。

8、開放式探究法

教師在教學過程中只提出待解決的問題,及提供充分的材料、教具,允許 學生思考各種方法來解決問題。

(五)熊召弟和王美芬(2005)的自然科教學策略 1、探究教學法:區分成

(1)發現式探究教學法:教師藉由探索、發明、發現三階段,讓學生自行 去發現一些現象。

(2)理性探究教學法:利用已有事實存在的情況下,教師要學生用問答、

討論等方法去推論事實現象的原理為何。

(3)實驗式探究教學法:學生依據實驗步驟一步步進行實驗。這種方法通 常用於驗證自己的假設,或模仿專家的實驗,藉此獲得科學學習目標。

(4)資料處理的探究模式:此模式又包括主動探究模式、過程探究模式、

概念達成模式和組織因子探究模式,各教學方法將於第四節中介紹。

2、討論教學法:是由學生和學生,或由學生和老師,藉著問題的共同討論,

兒澄清問題,以至於獲得科學概念的一種教學法。

3、問思教學法:藉著教師的發問,刺激學生的興趣,以培養學生思考、討論、

(31)

及歸納之能力,亦可作為評鑑之參考。

4、角色扮演教學法:是一種「演戲」的教學方法。當確定一個問題或一個主 題後,學生把問題中心各種角色「演」出來,最後大家來討論。

綜觀以上各學者所提出的教學法,無論是教師取向或者是學生取向的教學,

方法名稱雖有所差異,都強調教師在教學歷程中所扮演的角色。根據 Vygotsgy

(1978)的近側發展區(zone of proximal development,簡稱:ZPD)之論點,教師 的教學策略的選用,將會影響到學生在學習上的表現水準。

三、教學策略的相關研究

在 Flanders (1970) 根據教師所採用的教學策略研究統計中發現,有三分之 二的上課時間都是被師生的語言互動所佔據,而課堂上的說話時間,則有三分之 二由教師所獨佔。然而,Jensen(1996)在教師所採用的教學策略當中也發現,一 般教師最常採用的教學策略是講述式的;接下來是屬於探究是和發現式的教學;

第三種是合作學習的教學。另外,羅文基(2004)年針對高中和國中生活科技教師 所使用的教學策略研究當中也發現,以「講述」和「示範教學」為主要策略者的 比例較多

而近幾年來國內科學教育在教學上的探究每位學者皆有不同策略提出。以國 內學者而言,在引導學生建立自我科學概念的教學策略有建構式的教學策略(賴 美娟、陳鼎元,2003;陳景期、耿筱曾,2003),有問題導向的教學策略(林建仲 和鄭宗文,2001;王千倖,1999;游文楓和佘曉清,2003),有 STS 的教學策略(涂 文中和黃鴻博,2003),還有學習環的教學策略(黃先明,2004;)來。由以上個 家學者研究可知,近幾年來各學者所專注於教學策略的研究中皆傾向於探究式的 教學策略居多。除此之外,洪木利(1996)、林志彥(1997)、廖琍華(2000)、郭

(32)

學習概念的影響,他們認為教學策略的多樣性和學生在學習科學概念上的相關性 顯著的。另外,楊宏珩和段曉林(2001)的研究更進一步指出利用多元化的教學策 略,能提升學生思考方向廣博多樣並能激發學生深入探究之意願。

研究者認為策略運用攸關於學生學習之成效。在個案中,個案教師在教學上 有自己的一套教學策略,策略之下面對各種教學階段,教學方法殊異。所以,研 究者想藉由各家學者所提出的教學法,首先,了解教師教學信念後,整理出個案 教師的教學模式及教學方法;接下來,進行對照個案教師與學者所提出教學法之 異同。又研究者基於近幾年來,我國自然科課程所使用教學法為探究教學法。因 此,在個案教師設計的教學法中,將以熊召弟和王美芬(2005)提出的各種探究教 學為對照的主要基準。

(33)

第三節 教學策略與學習

九年一貫課程的教學發展趨向多元化,教學策略的運用關係著整體的教學成 效(呂金燮,1998)。教師建構的學習環境中,教學策略的應用扮演一個相當重要 的角色,因為唯有採取有效的教學策略,才會有一個有效的學習環境。Novak(1977)

整理出 Ausubel 的一個理論說:教學策略的本質是基於認知心理學信條的解釋,學 生會將所學的新知識與已有舊知識互相調整至適合以至於同化。因此,教師在教 學情境上的掌握以及該利用什麼策略來引導學生的學習就成為科學教室中最重要 的一件事。

一、教學影響學習

學生日常生活經驗所形成的知識模式和科學知識有著顯著的不同,但是,在 科學教室中的學生,卻是常常帶著他原本就建構好的基模來學習教室中所要傳達 的科學概念,也因此,學生概念的形成常夾帶著他們的自我解釋,教師若是未能 發現及瞭解學生舊有的基模,就很難理解學生的科學概念何以難以建立。要瞭解 學生科學知識的學習與發展,必須考慮學習者在獲得知識結構之歷程中重建與重 組知識的過程,因此必須也要檢驗學習者的認知結構是如何進行改變及聯結。當 學生學習時,若其個人理論與所觀察到的現象相比較時,發現個人理論不足以解 釋這些觀察到事物的某些方面時,則可能發生被拒絕、修改、取代或是暫時接受 的現象(洪振方,1996 ) ,而這個歷程,正是科學學習的重要特色。基於此點,

Glyllll 和 Dult ( 1 995 )提出了一個科學教學的建構模式,希望教師在教學中能夠 協助學生科學知識的形成,而這個模式中的組成因素包括(一)教師和學生的特 質、(二)知識和技巧、教學目標、方法和策略、教學來源、(三)建構式的學習 和(四)科學成就(如圖 2-1)。從圖中,我們可知所有的這些組成因素之間都是 密切相關,缺一不可的。

(34)

學生科學概念的學習受教師所採用的教學策略(teaching strategy)所影響甚巨,

教師的教學特質及型態則影響其教學策略的改變(洪木利,1995)。因此在教學中 教師的角色不可或缺,但是如何將教學策略作適性、適才的發揮實為教授科學知 識的必要。因此,教師在選擇有效的教法時,則必須清楚學童學習歷程的全貌,

注重概念的學習,如此學童自我建構概念之能力的培養才有希望落實在學習者與 學習的過程中,教師欲使學習者在學習的過程中要有意義,就是能將學習的結果 應用於日常生活之中。所以,教師就應該設計良好的教學環境及運用適當的教學 策略來幫助學習。Millar(1989)亦指出「教師是學習環境的建構者」。一個成功的 教學者,應先能了解學習者的學習風格或型態,才能據此從事教學工作(王靜如,

2005)。Waller ( 1 932 )在《 教育社會學》 (The Sociology of Teaching )一書中 曾明確的指出,師生為達成教學活動而產生互動,教學就是學校的核心活動。

張春興(1996)認為學習成就是指個人在學業上實際所能為者,亦即個人目 前在學習行為上所能實際表現的心理能力。在教師教學因素影響學生對科學的態 度、學習環境的研究成果方面,Haladyna 和 Shaughnessy(1982)的研究發現,教師 教學專業素養和教學風格等變項,所形塑的學習環境會影響學生對科學的態度。

Hegarty-Hazel (1990) 也認為教師的教學活動型態和教學策略的運用,與學生對學習 環境的知覺和對科學的態度之可能有所關聯。黃台珠(2002)在其論點中強調「動 手做的經驗」,也就是所謂的「具體經驗」,為區分學習和教學的趨向是重要的。

圖 2-1 科學教學的建構模式(引自 Glynn & Duit,1995)

(35)

在教學上,以圖 2-2 顯示背誦—意義化的學習與接受—發現之相關。

二、教學影響學習的相關研究

蘇詠梅和鄺潤歡(2003)提出了科學教師教學策略(預測—觀察—解釋、追 問技巧、解題技巧……)的使用有利於協助學生科學概念的形成與建構,甚至於 利用一些教學技巧讓學生克服科學學習上的困難。鄭友超、王百民和陳明鈺(2003)

也指出適當的教學策略對於學生的學習成效會有顯著的提升。根據洪木利(1996)

和林志彥(1997)的研究指出,教師在教學策略的改變項目愈多,也就是說教室教 學越多樣,學生科學概念轉化成有效的概念也會愈多,學習成效也越好;吳穎沺

有意義 的學習

背誦學習

接受式 探究

指導式 探究

主動式 探究

九九乘法表 圖表 講述 概念圖

科學研究

實驗活動

運用公式 解題

教師教學 學生學習

圖 2-2 學生學習與教師教學關係圖(引自黃台珠等,2002)

(36)

和蔡今中(2003)的研究也指出教學策略的整合可以有效增進學習者科學概念學習 與知識的建構。

另外,Gange & Gropper ( 1965)曾研究高低影像及文字組學生使用不同教學 策咯之學習比較,結果顯示高影像能力的學生以圖像的教材設計,學習較有利;

高文字能力的學生以文字的教材設計,學習較有利。由上述研究顯示教學應先了 解學生的認知能力及發展,然後配合適當教材方法,提供有利的學習情境,讓學 生獲得最佳學習。李永吟(1998)則認為不同認知教學策咯的發展有其所欲達到 的特殊教學功能。

由以上幾位學者針對教學策略的運用上可發現:不同教學策咯與學習之問具 有某種關係存在,所以學生在追求更有效率的學習時,教師所選用的認知教學策 略備受影響。李隆盛(1996 )亦指出,教學活動是複雜而動態的歷程,其中涉及 了教師、學生、學習環境、課程、教材、方法與評量等因素,而這些因素不僅互 相關聯,並且皆是影響教學策咯的因素。

三、「鷹架」中的 ZDP

「鷹架」一詞來自建築界,是建築中協助工人灌漿、粉飾牆壁的支撐。Vygotsky

(1978)社會文化論對教室的教學與學習中,揭露師生的互動,乃是透過社會符號 與適當的脈絡對教育活動加以詮釋,並發展學生的心智能力。所以故提出「鷹架」

(scaffolding)與「近側發展區」(zone of proxima development)之概念,簡稱 ZDP,

主張認知的第一步是與他人互動,尤其強調必須藉助他人之力而成長,然後才能 自我統整。「近側發展區」是指「兒童獨自解決問題時所實際發展的層次,與在成 人指導或在同儕合作下,可能表現的水準」。而近側發展區的引導則是藉由教師暫 時性的支持,這種引導就是所謂「鷹架」。因此,ZDP 的區域,常以同儕鷹架或師 生互動鷹架的方式來達成可能的表現水準。學習者在未經教導下的表現水準和在 教導下得可能表現水準是有差距的(圖 2-3)。

(37)

王進成(2002)認為在達到近側發展區的教與學之間的互動,使以教師或同儕 為鷹架作暫時性的外在支持,協助生手達到發展為內化的能力,就如建築體與鷹 架間的關係,在剛要蓋建築物的結構體時,需要搭鷹架來支撐,等結構體穩固後 即可拆除鷹架。

「鷹架」的類型有:(一)對話與語言的鷹架,(二)教學鷹架,(三)同儕鷹 架,(四)學習者自我學習鷹架。不同的「鷹架」都各有不同獨特的教學策略,均 可運用於教學上協助學生朝向近側發展區發展。

在本節文獻中,提到教學與學習之間的關係和「鷹架」理論中的近側發展區。

本研究中,個案教師以「鷹架」之概念發展一套自己的教學。因此,研究者將分 個案教師的教學設計中所使用的「鷹架」的類型,以學生的學習成效來驗證學生 在此教學之下近側發展區的最可能的表現程度。

在教導下可 能的表現水 準

未經教導下的 表現水準

ZDP

圖 2-3 Vygotsky 近側發展區

(38)

第四節 探究教學法

House ( 2000 )研究指出經常作實驗或從事實際科學探究活動、從生活經驗中 尋找解決問題的材料、合作學習等策略,學生顯著表現高成就;且常使用解釋規 則、定義、討論與生活經驗相關的問題和了解學生了解什麼的教學策略,學生表 現高學業成就。經驗可以提供學生認知衝突的經驗和社會化對話及推理能力,探 究導向的教學方法將焦點放在提供學生各種現象的直接經驗,增進學生認知衝 突、和鼓勵學生發展新的認知基模。根據 Gerber, Cavallo and Marek ( 2001 )比較 探究教學教師與非探究教學教師之學生在科學推理能力的差異,結果顯示探究式 教學組學生科學推理能力顯著高於非探究式學生組。在探究教學歷程中,提供學 生多樣化的直接經驗,且學生從直接經驗中的材料蒐集資料、社會互動、評估及 呈現結果的學習歷程,培養學生的雅理能力。因此,強調直接經驗、合作學習的 歷程,融入教師之教學活動中皆是促進學生科學知識表現的教學行為。

以下將詳細介紹王美芬和熊召弟(2004)所提出的探究教學法,茲分述教學 方法如下

一、發現式探究教學法(Inquiry by discovery)

此法教師通常不先註明原理、過程和結果,此種教學法就是我們常說的發現 教學法的典型。此教學法分成三個階段,分述如下

(一)探索階段

此一階段,而是讓學生自行去發現一些現象。所以兒童在此階段會有對 新情境產生的學習,學習將激起疑惑及待探索的問題。所以,本階段使以兒 童為中心,教師不予以過多的指導。

(二)發明階段

此一階段又稱為名詞引介階段。在過程中,教師利用發問技巧、書本、

錄影帶,或其他媒體,介紹新的名詞或說明。

(39)

(三)發現階段

此一階段又稱為概念應用階段。在這一階段中,學生運用新名詞或思考 形式獲得其他問題的解答。

二、理性探究式教學法(Rational inquiry)

此教學方法如同第一種教學法也分成三階段,但是此法通常以教師完全講 述,看圖片或放影片來取代學生學習的第一階段;然後再由師生共同討論,使兒 童運用推理方法進行發展成其概念形成,如同發明、發現階段。

理性探究教學法,非常強調老師的發問技巧,因此常以發散性問題,誘導學 生下結論。

三、實驗式探究教學法(Inquiry by experimentation)

在此教學方法過程中,學生必須經歷發現問題、指出變因、形成假設並根據 控制變因的原則自行設計實驗、執行實驗以驗證假設。因為兒童在此探究過程中,

運用到的過程能力較為複雜,因此這種教學法僅能適用於高年級。

實際上,實驗式教學的前部分即為發現式教學,學生須藉操作、摸索以發現 問題、發現變因,可能還須要老師的「發明」概念,以幫助他們形成一種或數種 假設。僅從「設計實驗」開始,才把實驗式教學法的特徵顯示出來

四、資料處理探究模式

(一)主動探究模式

模式中,教師只回答「是」或「不是」,教師不答完整的敘述,讓學生 自己「主動」去建構完整的概念。

此模式之教學可以分成五個階段:第一階段:提示問題;第二階段:確 認問題;第三階段:實驗驗證;第四階段:建立理論;第五階段:評量。

(40)

模式中是以科學方法為教學過程,教學過程分成五階段(一)觀察現象

(二)提出假設(三)設立控制變因(四)驗證操作(五)推廣。

此模式,主要在訓練科學方法的運用。教學過程中教師提供必要的協 助,學生在探討過程中可矣發現新概念、學到新原理甚至學到科學態度。

(三)概念達成模式

模式中,包括了概念屬性的討論,學生從教師展示的教材中,整理出教 師心中要學生找出的屬性。

概念達成的教學階段有三:(1)提示正或負例的數據指認概念給學生,

(2)決定屬性的概念或定理法則,此階段是「概念名詞」的引介階段,(3)

檢驗達成之概念是否正確。

(四)組織因子探究模式

模式中,是以教師為中心的教學模式,教師整理教材、建立發展順序,

學生則根據現有的認知,適當的運用組織因子,將學生的新、舊經驗納入自 己的認知系統中。

組織因子教學模式有三階段:(1)提式組織因子,(2)提供更為細目、

仔細、具體的學習材料,(3)加強認知結構,此階段是將第二階段的概念展 開,因此,教師要利用對話,不斷擴展、深入次概念的範圍和例子,以增強 學生的認知結構。

本節文獻中,提到了許多探究教學法的類型。本研究將分析個案教師的教學 方法,除了驗證教學成效與學習成效外,還比照出與此教學法之異同。

我們正處於一個教育革新的時代,不僅升學制度在改、課程在改、教法也要 跟著改。九年一貫強調課程統整、學校本位、課程的發展與設計,更強調學生十

(41)

大基本能力的培養。所以,九年一貫課程依各學習領域制定每一學習階段所要達 成的學生能力指標,以期讓學生能有更完整、更適切的學習內容。

學校中各階段的「課程」、「教學」與「評量」,是科學教育的關鍵環節,

而這環節因學生的學習成效而強化教師使用各種新的教學策略的教學信念、信心 與勇氣。教學策咯的運用,主要目的是讓教師教學達到高效能,使學生的學習能 夠積極參與,以達到教學的重要目標(李隆盛,1996)。影響學生學習成效的因素 很多,如學習者的條件、教材、教學者、資源設備等。其中,又以教學者為主要 的關鍵因素。因此,在學生的學習歷程中,教師既是經驗的提供者同時也是診斷 者,教師在教學上策略的運用將影響學生的學習成效甚鉅。

因此,研究者期盼以有效教學策略的實施,發展學生學習成長的基礎,屏除 教師單向溝通的傳統教學方式,重視教學活動中師生的互動,讓學生從只有不斷 的觀察與模仿的被動學習角色,轉變為主動提問、主動推理……的學習。教育革 新成功的關鍵在於教師本身的覺醒,而不在於教科書、制度的更換。因此,身為 最前線的教師們,不應冷眼旁觀等待被動的改變,而必須尋求主動的內在革命,

反省自我的教學,主動建構一個有益的學習環境,發展一套有效的教學策略。如 此,學生對科學課程的學習更有興趣,而教師也不再是一群扼殺學生能力的原兇。

(42)

第三章 研究方法與設計

本研究採個案研究方法,分析探討個案教師採用的教學策略在營造學習環境 的成效及對於學生學習表現的影響。

第一節 研究場域與對象

一、研究場域:

海洋國小是一所位於台東市區的小學,該小學成立近 10 年,全校班級數在 30 班以內。因海洋國小教師進修意願高,學校的軟硬體設備良好,深獲家長的 青睞。該校學區的學生家長社經水準不一,學生的學習資源也不盡相同。九十三 學年度擔任該校自然與生活科技領域之教師共五位,本研究之個案教師擔任中年 級之教學,且每一學年長期擔任中年級教學。個案教師在本研究期間是教授四年 級之四個班級之自然與生活科技領域。

二、學生背景分析:

九十三學年度時,海洋國小四年級有四個班,學生於一年級入學時是以隨機 分班的方式編排班級學生,各班級男女比例上盡求平均。該學年四個班從小一到 小四未經重新編班。研究者以能與教學者配合良好的級任老師之班級為研究對 象。研究的教學該班學生 35 人,男生有 17 人,女生 18 人,該班導師採 5~6 人 的異質性分組教學。異質分組的標準以該班上學期的數學成績採 S 型的分組方 式。教學者亦以該班分組方式進行分組教學。

三、個案教師的背景分析:

個案教師有 15 年的教學經驗,在海洋國小一直擔任自然與生活科技領域的

(43)

科任教師及兼任資訊組長一職。曾任縣國教輔導團自然與生活科技領域輔導員,

早期多次參加板橋研習會相關領域的研究工作及研習。在擔任教職前,個案教師 曾為某農改場之公務員,具有豐富的科學知識。

擔任教職後,個案教師一直秉持著自己之教學理念,希望學生在生活中學習 到豐富的科學概念。在多次參與自然領域研習會後,其漸以鷹架理論為基礎,發 展自己所謂的「板模教學模式」。教學者所謂板模教學是由鷹架理論之概念發展 而來,係指教師為協助學生學習從旁搭建「板模」的工人,待學生自我學習主體 架構建立後隨即拆除板模,最後知識潤飾的工作由學生來進行。在教學上,重視 學生創造性及思考性的能力的發展,培養學生主動學習的精神;以合作及問題導 向教學為主,隨堂筆記、主題研究為輔;並善用多媒體輔助教學,讓教學更加活 潑、精采。

(44)

第二節 研究架構與流程

一、研究架構

本研究參考黃政傑(1999)所提影響教師策略使用的先在因素、歷程因素和 成果因素構思教師教學策略分析之層面,規劃由教師教學理念、教學方法及學生 學習表現等三個層面,探討形成教師教學策略的因素。

本研究中的教師策略的組成要素分成教師的理念、學生的學習表現和教師的 教學方法,本研究根據三要素進行探究,研究架構,如圖 3-1。

教師的教學策略

教師的教 學方法

學生的學 習表現 教師的設

計理念

影響 擬定

應變 教學活動設計

影 響

實際教學 形 成

構想來源 反思修訂

圖 3-1 研究架構圖

(45)

二、研究流程

依據研究問題,研究者進入教學現場進行資料的蒐集和擬定,研究流程如圖 3-2。

圖 3-2 研究流程圖

形成問題

確定問題及研究設計

進入教學現場

蒐 集 相 關 文 獻

1、影像紀錄

2、教學活動相關文件資 料集

(主題研究書面報告、學生筆 記、習作、學生討論內容資料)

3、訪談資料

分析資料

研究成果及報告 資料編碼

對照

修正

對照

修正

(46)

第三節 資料蒐集與分析

一、資料蒐集

為達成研究目的,深入探討教師教學策略對學生的學習表現的影響,本研究 資料蒐集的面向包括參與觀察、訪談和教師教學檔案。

(一)、參與觀察

對個案班級的教室觀察自 2004 年 3 月 31 日,直到第三單元水生家族教學結 束。每週共三節課,上課時間為星期一下午連續三堂課。在觀察過程中,除了以 現場觀察筆記記錄課堂中的師生互動情形外,在徵求教師及學生的同意後,並以 DV 攝影器材作為錄影及收音的工具,將教室中的教學過程以及師生口與對話錄 下存檔,以利於日後與現場筆記對照、補充用。在觀察過程中所拍攝之 DV 攝影 資料,僅做研究使用,影像資料拷貝一份由教學者留存,資料不對外公開,師生 之身分無洩漏之虞。

研究者並繪製學生在自然科教室之分組座位表,以利後續資料分析對照之用

(P99,附錄一)。

(二)、訪談:

在研究過程中,研究者針對個案教師進行正式訪談和非正式訪談。正式訪談 是於教學前詢問教學教學設計理念、教學流程規劃、教學環境營造。非正式訪談 是於每堂課後與教學者針對當天教學活動討論。

此外,研究者會針對教學現場之觀察發現,以非正式訪談方式訪談學生,以 了解學生的構想發展情形。

(三)、檔案

檔案資料的搜集分成二個部份:

第一部份:蒐集教學者之教學計畫,研究者於單元教學前請教學者提供教學 流程設計及教學目標的資料,以作為教師教學信念與教學策略分析之參考。

(47)

第二部份:蒐集學生的教室活動資料,包括:科學寫作(筆記單)、習作、

實驗過程及主題研究口頭報告的過程及書面資料,以做為學生學習成效之參考。

二、資料分析

研究資料整理與分析流程,說明如下:

(一)初步整理

研究者先將收集到的訪談錄音資料及教學影帶,進行轉錄成文字稿,所有資 料先按照時間順序排列,再進行編碼工作。

(二)資料編碼

整個資料的搜集與分析是同時持續進行的。研究者在蒐集資料及轉錄資料 時,將資料來源加以編碼。對於資料蒐集的時間,如民國 94 年 1 月 1 日,以 940101 表示。如(A1-940101):代表 94 年 1 月 1 日教學影帶的內容;(訪談 940101)

代表 94 年 1 月 1 日訪談的內容;(N01 筆記單 940101)代表 94 年 1 月 1 日座號 1 號學生筆記單的內容,其他以此類推。另在觀察教師的教學流程中,教學者直 接講述概念的資料以 A1 來表示;問題引導概念的資料以 A2 來表示。以下是各 項資料的類別(表 3-1)及編碼代號事例(表 3-2):

表 3-1 資料的類別及編碼代號 資料的類別

直接講述概念的資料(A1)

教學影帶 A

問題引導概念的資料(A2)

書面報告(B1)

主題研究 B

討論(B2)

教師(C1)

訪談(C)

學生(C2)

實驗操作(D)

筆記單(E)

(48)

表 3-2 資料編碼代號事例

編碼資料 編碼說明

教學者:還有一種水域呢?譬如說紅樹林,紅樹林在哪 一種水域呢?靠近哪裏?海跟海交界的地方稱 為什麼呢?

小孟:海。

小莊:河海交界。

教學者:河?

小宥:河終。

教學者:河口,河口有一個特色,當漲潮時,水變鹹;

當退潮時,上游的淡水又沖下來了,又變成偏 淡的水域。一下鹹一下淡,鹹淡鹹淡鹹鹹淡淡,

所以,把它分成三種,一個是鹹水水域一個是 淡水水域另外一種是河口水域。水質會常常的 變化不定……

A1:表示教學影帶教 師直接講述概念的資 料。

940515:表示該教學 所進行的時間為民國 九十四年五月十六 日。

研究者:今天的主題研究報告學生的內容如何?

教學者:小朋友大部分沒有根據之前上課所討論研究架 構制定觀察紀錄表格,只 有少數幾組有涉獵到 一些。

研究者:沒有達到的單元目標有哪些?

教學者:例如:這一單元本在水生動物方面有對魚類外 形的觀察紀錄,以及魚類游動時的身體活動方 式……等;在水生植物方面,也是有對外形的 紀錄觀察,但是學生僅限於對生長的紀錄,而 且在紀錄上,並沒有很切實。

研究者:小朋友不是還要進行第五階段統整三次全班的 報告內容嗎?

教學者:希望重新進行第三次的觀察紀錄後,在下星期 五再來做這一部分。

C1:表示訪談教學者 的資料。

940609:表示該教學 所進行的時間為民國 九十四年六月九日。

A1-940516

C1-940609

(49)

B1:表示主題研究小 組的書報告。

P5:表示為主題研究 第五階段。

NO03:第三組。

E20:座號 20 的學生 筆記單資料。

940502:表示該教學 所進行的時間為民國 九十四年五月二日。

(三)歸納分析

編碼完成後,依照研究問題與時間流程將原始證據做比較對照,從編碼中找 出相互關聯、有意義的類別,並且不斷地比較各編碼間的屬性,以便於統整歸納 特性相關的編碼至較高層次的類別。

B1-P5NO3

E20-940502

(50)

研究者使用下述的方式確保資料的來源與資料分析結果的效度。

(1)資料蒐集方法三角測定:利用教室現場觀察、訪談老師、教室現場錄影和 檔案資料,增加個案研究中研究者解讀資訊的正確性。

(2)資料來源三角檢定:根據不同時問,由不同方法所蒐集到的資料,做比較 及交叉檢驗,以求得到資訊的一致性。

(3)資料分析三角測定:請個案教師和研究者一起分析資料的正確性。

(51)

第四節 研究者的位置

針對此個案研究,研究者為該個案教師所擔任自然與生活科技領域班級之導 師。研究者所扮演的角色為觀察者,在整個研究中協助個案教師將學生的作業收 齊,並常利用午休時間帶領學生做主題報告的討論工作(研究者並不參與指導)。 在整個研究中,研究者也常與個案教師在教學活動實施期程上做討論與溝 通,希望能協助個案教師在教學過程中依照計畫進行,同時也希望學生達成個案 教師的教學目標。

數據

圖 5-6 各組生態池觀察記錄項目圖……………………………………………80  圖 5-7 各組魚類分類項目分析圖……………………………………………...82

圖 5-6

各組生態池觀察記錄項目圖……………………………………………80 圖 5-7 各組魚類分類項目分析圖……………………………………………...82 p.13
圖 2-1  科學教學的建構模式(引自 Glynn & Duit,1995)

圖 2-1

科學教學的建構模式(引自 Glynn & Duit,1995) p.34
表 3-2  資料編碼代號事例  編碼資料  編碼說明  教學者:還有一種水域呢?譬如說紅樹林,紅樹林在哪         一種水域呢?靠近哪裏?海跟海交界的地方稱         為什麼呢?  小孟:海。  小莊:河海交界。  教學者:河?  小宥:河終。  教學者:河口,河口有一個特色,當漲潮時,水變鹹;         當退潮時,上游的淡水又沖下來了,又變成偏         淡的水域。一下鹹一下淡,鹹淡鹹淡鹹鹹淡淡,         所以,把它分成三種,一個是鹹水水域一個是         淡水水域

表 3-2

資料編碼代號事例 編碼資料 編碼說明 教學者:還有一種水域呢?譬如說紅樹林,紅樹林在哪 一種水域呢?靠近哪裏?海跟海交界的地方稱 為什麼呢? 小孟:海。 小莊:河海交界。 教學者:河? 小宥:河終。 教學者:河口,河口有一個特色,當漲潮時,水變鹹; 當退潮時,上游的淡水又沖下來了,又變成偏 淡的水域。一下鹹一下淡,鹹淡鹹淡鹹鹹淡淡, 所以,把它分成三種,一個是鹹水水域一個是 淡水水域 p.48
表 4-3  水族箱養殖觀察紀錄活動教學安排  觀察時間:數週  地點:該研究者教室  合作方式:小組  活動流程                      第一次養殖活動                      毎天觀察記錄        製作書面報告                          第二次養殖活動                      毎天觀察記錄        製作書面報告  (四)統整報告  本次的活動最後是請學生以統整報告的方式,呈現學習成果。此種教學模式 是教學者的「板模

表 4-3

水族箱養殖觀察紀錄活動教學安排 觀察時間:數週 地點:該研究者教室 合作方式:小組 活動流程 第一次養殖活動 毎天觀察記錄 製作書面報告 第二次養殖活動 毎天觀察記錄 製作書面報告 (四)統整報告 本次的活動最後是請學生以統整報告的方式,呈現學習成果。此種教學模式 是教學者的「板模 p.61
表 5-1  個案教師「寫作」教學策略分析表  實施階段  筆記寫作  分析  第一階段    個案教師用填空式的 筆記單格式,讓學生記 錄空格裡的科學名詞 概念  第二階段    個案教師利用大綱式 的筆記單,讓學生紀錄 大綱分項下的內容  第三階段    這是一本空白筆記 本,筆記本中,學生記 錄了水芙蓉此種水生 植物的漂浮特性。他依 據教學內容,條列式的 將水生植物的特性一 一列出,並且也利用繪 圖的方式呈現植物的 漂浮原因。  E31

表 5-1

個案教師「寫作」教學策略分析表 實施階段 筆記寫作 分析 第一階段 個案教師用填空式的 筆記單格式,讓學生記 錄空格裡的科學名詞 概念 第二階段 個案教師利用大綱式 的筆記單,讓學生紀錄 大綱分項下的內容 第三階段 這是一本空白筆記 本,筆記本中,學生記 錄了水芙蓉此種水生 植物的漂浮特性。他依 據教學內容,條列式的 將水生植物的特性一 一列出,並且也利用繪 圖的方式呈現植物的 漂浮原因。 E31 p.73
表 5-4  個案教師「發表」教學策略分析表  發表類型  師生之間的互動範例  分析  第一種:回 答老師問 題  教師:這個部份只有根固定在水裡,葉在水面上漂。       不過因為它的葉子是浮在水面上,當然它的莖       是在水裡,有可能開花的時候花會挺出水面。        重點是葉子在水面上漂的把它歸成一類。  教師:第三類呢?  學生:挺水性的  教師:高出水面的對不對。根是怎樣?  翔兒:也是固定在土裡  教師:根也是定在土壤裡面,只有什麼東西會出水面?  學生(無法辨示誰發表) :葉

表 5-4

個案教師「發表」教學策略分析表 發表類型 師生之間的互動範例 分析 第一種:回 答老師問 題 教師:這個部份只有根固定在水裡,葉在水面上漂。 不過因為它的葉子是浮在水面上,當然它的莖 是在水裡,有可能開花的時候花會挺出水面。 重點是葉子在水面上漂的把它歸成一類。 教師:第三類呢? 學生:挺水性的 教師:高出水面的對不對。根是怎樣? 翔兒:也是固定在土裡 教師:根也是定在土壤裡面,只有什麼東西會出水面? 學生(無法辨示誰發表) :葉 p.79
表 5-5  個案教師「歸納」教學策略分析表  歸納類型  師生之間的互動範例  分析  第一種:  個 案 教 師 在 進 行 一 連 串 一 問 一答後,再 做歸納  教師:讓自己的身體內部外部的結構改變來適應還       境,這就是什麼東西?在進行什麼? 小惠:保護 教師:啊!進行保護? 翔兒:演化  教師:對!是一種演化的過程。所以會演化出跟陸生        植物不一樣的不管是外表外部的型態也好或者        甚至於內部的構造也好,他都會來改變牠來適        應這個不一樣的環境。這是他

表 5-5

個案教師「歸納」教學策略分析表 歸納類型 師生之間的互動範例 分析 第一種: 個 案 教 師 在 進 行 一 連 串 一 問 一答後,再 做歸納 教師:讓自己的身體內部外部的結構改變來適應還 境,這就是什麼東西?在進行什麼? 小惠:保護 教師:啊!進行保護? 翔兒:演化 教師:對!是一種演化的過程。所以會演化出跟陸生 植物不一樣的不管是外表外部的型態也好或者 甚至於內部的構造也好,他都會來改變牠來適 應這個不一樣的環境。這是他 p.81
表 5-12  各組書面報告動物觀察記錄內容統計表—生態池                                                        組別

表 5-12

各組書面報告動物觀察記錄內容統計表—生態池 組別 p.95
表 5-16 各組書面報告植物觀察記錄內容統計表—第二次水族箱養殖                                                組別

表 5-16

各組書面報告植物觀察記錄內容統計表—第二次水族箱養殖 組別 p.99
表 5-19  各組書面報告植物觀察記錄內容統計表—統整報告                                          組別

表 5-19

各組書面報告植物觀察記錄內容統計表—統整報告 組別 p.101

參考文獻

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