遊戲理解科學教學模式與教學反思

遊戲理解科學教學模式與教學反思

謝 甫 宜

洪 振 方

摘 要

To develop Teaching Play for Science

Understanding Model and teaching

reflection

Fu-Yi Shieh

Jeng-Fung Hung

Abstract

In this study, we develop Teaching Play for Science Understanding Model (TPfSUM), and to compare with textbook-based teaching model. Analyze and compare the two teaching models in conceptual learning testing and the achievement of scientific learning in quasi-experimental study among two groups of eight-grade students.

First, the result of data show that the conceptual learning testing scores in ANCOVA, the experimental group in the TPfSUM is better than that of the control group in textbook-based teaching model, the p=.000<.05, and the effect size is .490. Second, in the achievement test of scientific learning, the students’scores of

experiment group is better than that of the control group as their prior scores(85.9%) are under 57; but it makes no difference as the two group students’prior scores are between 57 to 100.

Besides, the experimental group of the TPfSUM was more interested in science learning, and dared to challenge the questions in new situations, than that of the control group in textbook based teaching model who was just check the scientific knowledge in textbook.

Keywords: Science Play, Teaching Play for Science Understanding Model, scientific conceptions learning, scientific learning achievement

Fu-Yi Shieh: Doctoral Graduate Student, Institute of Science Education, National Kaohsiung Normal University

貳 、 文 獻 探 討

本 研 究 之 文 獻 探 討 先 論 述 遊 戲 與 科 學 遊 戲 的 本 質 與 意 涵，再 進 一 步 探 討 科 學 遊 戲 融 入 科 學 學 習 時，對 於 學 生 學 習 科 學 概 念 與 學 業 成 就 的 可 能 影 響 與 實 徵 研 究。 最 後， 彙 整 前 兩 項 所 探 討 的 內 容，發 展「 遊 戲 理 解 科 學 教 學 模 式 」 ， 作 為 「 遊 戲 理 解 科 學 教 學 模 式 之 課 程 設 計 」 的 學 理 基 礎 與 課 程 架 構 。

一 、 科 學 遊 戲 的 本 質 與 意 涵

Singer, Golinkoff, & Hirsh-Pasek(2008)指 出 ， 對 兒 童 而 言 ， 遊 戲 就 是 學 習 ， 而 且 小 學 階 段 的 好 奇 心 、 動 機 與 我 能 感 (sense of mastery)， 是 自 信 心 與 成 功 學 習 的 關 鍵 ， 更 主 張 過 度 採 用 刻 板 的 講 述 式 教 學 ， 會 壓 抑 學 生 學 習 動 機 與 自 主 學 習 的 態 度 。 遊 戲 是 學 習 的 一 項 重 要 成 分，讓 孩 童 熟 悉 成 人 的 行 為、熟 練 動 作 技 能 、 處 理 情 緒 與 學 習 更 多 他 們 所 處 世 界 的 事 物 。 最 近 研 究 證 實 Piaget(1962) 主 張 ， 「 遊 戲 就 是 孩 童 的 工 作 。 」 自 由 遊 戲 與 引 導 式 遊 戲 兩 者 對 於 學 業 與 技 能 的 發 展 都 是 重 要 的 (Elkind, 2008; Singer, et al., 2008; Hirsh-Pasek & Golinkoff, 2003; Lehmann, 2008)。

Vygotsk y(1976)從 遊 戲 之 觀 點 與 遊 戲 在 心 智 發 展 的 角 色 指 出 ， 遊 戲 對 兒 童 的 認 知 發 展 具 有 重 要 的 角 色，遊 戲 的 本 質 是 社 會 性 的 過 程 ， 兒 童 透 過 遊 戲 彼 此 分 享 經 驗 而 瞭 解 真 實 的 世 界，這 種 社 會 建 構 的 過 程 會 逐 漸 內 化 為 個 人 內 在 的 意 義 。 Bruner(1983)主 張 ， 遊 戲 提 供 良 好 的 機 會 讓 兒 童 嘗 試 行 為 的 統 合，這 種 統 合 行 為 的 能 力，是 在 成 人 刻 意 安 排 的 壓 力 下 所 無 法 達 成 的 。 雖 然 許 多 有 關 於 遊 戲 的 學 術 論 文，但 是 學 者 們 仍 對 遊 戲 的 詞 意 難 以 定 義，一 般 都 討 論 遊 戲 在 實 務 上 的 四 種 形 式 (Hirsh-Pasek, Golinkoff, Berk, & Singer, 2008)， 包 括 ：

1.物 件 的 遊 戲 (Object play)： 孩 童 探 索 與 學 習 物 件 性 質 並 以 新 的 功 能 表 達 之 。

3.體 能 上 的 或 打 鬧 的 遊 戲 (ph ysical or rough-and-tumble play)：從 六 個 月 大 的 嬰 兒 的 躲 貓 貓 遊 戲 到 自 由 遊 戲 的 任 何 事 物 (Pellegrini & Holmes, 2006)。

4.引 導 式 的 遊 戲 (guided play)： 指 孩 童 在 成 人 的 引 導 下 ， 主 動 投 入 趣 味 性 與 自 發 性 的 活 動 。

學 者 們 普 遍 同 意 遊 戲 具 有 以 下 八 項 特 質 (Christie & Johnsen, 1983; Garve y, 1977; Hirsh-Pasek & Golin koff, 2003)，遊 戲 通 常 具 有 ： 1. 愉 悅 的 與 令 人 感 到 愉 快 的 ； 2. 無 外 部 的 目 標 ； 3. 自 發 性 的 ； 4. 涉 及 活 動 的 投 入 ； 5.通 常 是 吸 引 人 的 (engrossing)； 6.具 有 個 人 認 為 的 真 實 性 (private realit y)；7.無 一 定 步 驟 的；8.能 涵 括 某 種 特 定 假 扮 的 元 素 。

二、科 學 遊 戲 融 入 科 學 教 學 對 於 概 念 學 習 與 學 業 成 就

之 影 響

三 、 遊 戲 理 解 科 學 教 學 模 式 的 發 展

Mo yles (1989)提 出「 遊 戲 學 習 螺 旋 式 的 發 展 」，主 張 教 學 第 一 階 段 是 呈 現 遊 戲 的 自 由 探 索，教 學 第 二 階 段 是 某 種 程 度 的 精 熟，此 階 段 欲 讓 學 童 加 入 一 些 新 的 學 習。遊 戲 與 學 習 之 間 呈 現 螺 旋 狀 地 不 斷 循 環 擴 張，指 導 式 的 遊 戲 從 自 由 遊 戲 開 始 與 隨 後 進 行 的 探 索 和 學 習，提 供 學 童 理 解 的 程 度 進 入 更 重 要 的 階 段。因 此，「 遊 戲 學 習 螺 旋 式 的 發 展 」 屬 於 指 導 式 的 遊 戲 教 學 方 式，可 讓 遊 戲 與 學 童 的 科 學 學 習 產 生 連 結 ， 提 供 本 研 究 進 行 科 學 課 程 設 計 的 參 考 架 構 。

Thorpe, Bunker, & Almond (1986)在 「 體 育 」 領 域 中 提 出 「 遊 戲 理 解 教 學 模 式 」(Teaching Games for Understanding Model, TGfU)，其 理 念 主 要 起 源 於 1960 年 代 後 期 ， 對 「 教 師 技 術 導 向 」 與 「 兒 童 學 習 成 功 經 驗 不 足 」 的 反 思 所 形 成 的 (闕 月 清 和 蔡 宗 達 ， 2003)。 建 構 此 教 學 模 式 之 目 的 乃 從 遊 戲 /比 賽 實 務 之 觀 點 ， 希 冀 不 論 能 力 高 低 的 學 習 者，都 能 先 享 受 遊 戲 的 愉 悅 感 和 滿 足 感 之 後，再 針 對 遊 戲 中 所 發 現 的 問 題 做 技 術 上 的 練 習。因 此，該 模 式 的 理 念 在 於 為 理 解 而 教 學 以 及 透 過 理 解 而 教 學 ， 以 學 生 為 學 習 主 體 的 概 念 ， 由 學 生 發 現 遊 戲 中 的 問 題，再 透 過 教 師 輔 導 與 協 助 學 生 解 決 問 題，最 終 能 讓 所 有 學 習 者 都 能 在 遊 戲 中 享 受 成 功 學 習 的 樂 趣 ， 如 下 圖 一 所 示 ： 圖 一 顯 示「 遊 戲 理 解 教 學 模 式 」的 具 體 做 法 包 含 上 述 六 個 連 續 循 環 的 步 驟 ， 依 序 說 明 如 下 (闕 月 清 和 蔡 宗 達 ， 2003)： 1. 遊 戲 / 比 賽 介 紹 ： 簡 化 成 人 運 動 項 目 而 採 用 符 合 學 生 能 力 的 遊 戲 場 1 .遊 戲 / 比 賽 ( g a me ) 2 .遊 戲 賞 識 ( G a me Ap p r e c i a t i o n ) 3 .戰 術 意 識 ( T ac t i c a l A wa r e n e s s ) 4 .作 適 當 決 定 ( M a k i n g Ap p r o p r i a t e D ec i s i o n s ) 做 什 麼 ？ 怎 麼 做 ？ 6 .比 賽 表 現 ( P e r fo r ma n c e ) 5 .技 能 執 行 ( S k i l l E x e c u t i o n ) 學 習 者

中，此 階 段 可 由 教 師 提 出 可 讓 學 生 探 究 與 較 深 入 的 問 題，提 供 學 生 能 更 精 熟 與 具 有 連 貫 的 概 念 學 習 。

根 據 上 述 的 文 獻 探 討 與 符 合 本 研 究 之 科 學 教 學 目 標，綜 合「 遊 戲 理 解 教 學 模 式 」 (Thorpe, et al., 1986)與 「 遊 戲 學 習 螺 旋 式 的 發 展 」 (Mo yles, 1989) ， 發 展 六 階 段 的 「 遊 戲 理 解 科 學 教 學 模 式 」 (Science Teachin g Play for Un derstanding Model, TPfSUM)，如 以 下 圖 二 所 示 ：

茲 將 上 述 TPfSUM 之 各 教 學 階 段 的 具 體 教 學 模 式 的 具 體 運 作 過 程 ， 逐 項 說 明 如 下 ： 1.遊 戲 引 介 (Play Introduction)：設 計 符 合 學 生 有 能 力 進 行 探 索 的 科 學 遊 戲 活 動 ， 示 範 科 學 遊 戲 活 動 與 如 何 實 際 操 弄 。 2.遊 戲 賞 識 (Play Appreciation)：讓 學 生 在 參 與 科 學 遊 戲 的 情 境 中，對 自 然 現 象 的 運 作 能 有 初 步 的 認 識 。 包 括 遊 戲 進 行 中 的 發 現 影 響 遊 戲 結 果 的 變 因 與 操 弄 技 巧 等 ， 以 發 展 學 生 進 行 科 學 探 究 的 基 礎 。 3.概 念 理 解 (Concept Understanding)： 教 師 呈 現 在 遊 戲 中 相 關 的 科 學 問 題 、 解 釋 與 協 助 學 生 理 解 遊 戲 中 所 蘊 含 的 科 學 概 念 。

表 四 科 學 學 習 成 就 測 驗 試 題 與 待 測 概 念 之 雙 向 細 目 表 待測概念 所屬單元之 題號與題型 電解質 解離說 酸與鹼性質 濃度的計算 酸鹼中和 合計 選擇 1,3,17 3 1-1 題組 34,37 2 選擇 4,7 2 1-2 題組 38,39,40 3 選擇 5,9,10,12,14,16, 18,19 8 1-3 題組 29,31,32, 33,35,36 6 選擇 2,6,11, 13,15 5 1-4 題組 25,26,27,28,30 5 題組 8,20 2 1-5 填充 21,22,23,24 4 分數百分比 13％ 12％ 36％ 25％ 14％ 40 題 註 ： 選 擇 題 每 題 3 分 ， 題 組 題 每 題 2 分 ， 總 分 1 0 0 分 。 本 研 究 採 用 參 與 預 試 的 樣 本 為 方 便 取 樣，以 高 雄 縣 某 國 中 兩 個 常 態 編 班 之 班 級 各 37 位 學 生 ， 共 有 74 位 學 生 在 學 習 完 「 第 1 章 酸 、 鹼、鹽 」後 進 行「 科 學 學 習 成 就 測 驗 」之 預 試，「 科 學 學 習 成 就 測 驗 」 總 測 驗 卷 之 Cronbach α值 為 .945， 表 示 此 量 表 的 信 度 值 甚 高 。

研 究 者 根 據 研 究 日 誌 與 觀 察 教 學 影 帶 的 內 容 進 行 比 較 與 分 析，藉 以 探 討 在 本 研 究 中 兩 種 科 學 課 程 對 科 學 學 習 有 何 差 異 。

肆 、 研 究 結 果

本 研 究 結 果 係 根 據 本 研 究 之 待 答 問 題 逐 項 回 答，藉 以 探 討 不 同 教 學 模 式 下 ： 一、兩 組 學 生 科 學 概 念 學 習 之 差 異，二、兩 組 學 生 之 科 學 學 習 成 就 的 差 異，三、個 案 教 師 在 兩 種 教 學 模 式 下 的 實 際 教 學 情 形，茲 分 別 討 論 與 分 析 如 下 。 一 、 不 同 教 學 模 式 下 ， 兩 組 學 生 在 科 學 概 念 學 習 之 差 異 本 研 究 以 兩 組 學 生 在「 上 學 期 自 然 科 段 考 成 績 」為 共 變 數，兩 組 學 生 在「 科 學 概 念 學 習 測 驗 」所 得 總 分 為 依 變 項，進 行 組 內 迴 歸 係 數 同 質 性 考 驗 ， 考 驗 結 果 如 下 表 五 所 示 。 表 五 實 驗 組 與 對 照 組 上 學 期 成 績 同 質 性 考 驗

Source Type III Sum of Squares df Mean Square F Sig. Corrected Model 6415.753(a) 3 2138.581 25.881 .000 Intercept 9072.033 1 9072.032 109.791 .000 組別 401.666 1 401.664 4.864 .031 上學期成績 969.461 1 969.464 11.734 .001 組別 * 上學期成績 1.271 1 1.272 .0154 .902 經 組 內 迴 歸 係 數 同 質 性 考 驗 ， F=.0154， p=.902＞ .05， 顯 示 實 驗 組 與 對 照 組 兩 組 得 分 未 達 顯 著 水 準，符 合 組 內 迴 歸 係 數 同 質 性 檢 定 進 行 共 變 數 分 析。根 據「 科 學 概 念 學 習 測 驗 」兩 組 所 得 平 均 分 數 進 行 統 計 考 驗，比 較 兩 組 在 實 驗 處 理 後，是 否 達 顯 著 水 準，如 表 六 與 表 七 所 示 ： 表 六 科 學 概 念 學 習 測 驗 後 測 分 數 之 描 述 性 統 計

組別 N means Std. Deviation Adjusted means Adjusted Std. Deviation

實驗組 32 60.631 9.054 60.102 1.601

表 七 科 學 概 念 學 習 測 驗 後 測 分 數 之 統 計 考 驗

Sum of Squares df Mean Square F Sig. Effect size Contrast 4756.795 1 4756.791 58.511 .000*** .490 Error 4958.954 61 81.292 * * *_{p < . 0 0 1} 根 據 表 七，經 共 變 數 分 析 後，兩 組 在 後 測 分 數 統 計 考 驗 達 顯 著 水 準 ， p=.000<.05， 效 果 量 為 .490， 顯 示 兩 組 在 實 驗 處 理 之 後 ， 在 「 科 學 概 念 學 習 」 得 分 中 實 驗 組 優 於 對 照 組 ， 屬 於 「 高 度 的 效 果 量 」 。

二、不同教學模式下，兩組學生在科學學習成就之差異

本 研 究 以 兩 組 學 生 之「 上 學 期 自 然 科 段 考 成 績 」為 共 變 數，本 學 期「 科 學 學 習 成 就 測 驗 」為 依 變 項， 進 行 組 內 迴 歸 係 數 同 質 性 考 驗 ， 考 驗 結 果 如 表 八 所 示 ： 表 八 實 驗 組 與 對 照 組 上 學 期 成 績 之 同 質 性 考 驗

Source Type III Sum of Squares df Mean Square F Sig. Corrected Model 9396.292(a) 3 3132.104 182.264 .000 Intercept 2033.664 1 2033.666 118.344 .000 組別 1129.695 1 1129.695 65.745 .000 組別*上學期成績 4301.904 2 2150.951 125.170 .000 從 表 八 得 知 ， F=125.170 ， p=.000<.05 ， 組 內 迴 歸 係 數 同 質 性 的 假 定 不 成 立，未 符 合 同 質 性 考 驗，即 兩 組 學 生 在「 上 學 期 自 然 科 段 考 成 績 」與「 科 學 學 習 成 就 測 驗 」的 得 分，受 到 不 同 處 理 水 準 而 有 所 差 異，必 須 以 詹 森 內 曼 法 進 行 檢 驗。經 詹 森 內 曼 法 之 統 計 檢 定 結 果，如 表 九 與 表 十 所 示 ： 表 九 以 詹 森 內 曼 法 檢 驗 第 一 次 段 考 成 績

Model Sum of Squares df Mean Square F Sig. 1 Regression 9396.304 3 3132.102 182.265 .000(a)

Residual 1031.074 60 17.184

Total 10427.365 63

果 。 2.教 科 書 設 計 的 實 驗 活 動，易 造 成 低 學 習 成 就 學 生 缺 乏 自 信 心 與 學 習 動 機 ， 多 數 低 學 習 成 就 學 生 僅 觀 看 較 高 學 習 成 就 學 生 進 行 實 驗 的 驗 證 過 程 ； TPfSUM 課 程 則 能 讓 低 學 習 成 就 學 生 具 有 我 能 感 與 參 與 感 ， 提 供 全 組 學 生 一 同 享 受 與 操 弄 科 學 遊 戲 的 樂 趣 。 3. 教 科 書 為 本 的 課 程 設 計 多 為 教 師 所 主 導 ， 偏 向 講 述 式 教 學 ； 而 TPfSUM 課 程 提 供 學 生 在「 作 適 當 決 定 」的 階 段 中，自 行 擬 定 問 題 、 解 決 問 題 與 作 適 當 決 定 ， 學 習 較 為 自 主 而 有 較 高 的 自 我 效 能 。 遊 戲 能 促 進 學 生 的 自 信 心（ 包 括 冒 險 與 從 失 敗 中 學 習 ）、溝 通 、 合 作 、 富 有 創 新 的 想 像 力 (creative innovation)與 知 識 的 學 習（ 包 括 科 學 、 數 學 與 其 他 領 域 ） (Ramani, & Siegler, 2008; Singer et al., 2008; Van Hoorn, Nourot, Scales, & Alward, 2007)。

Bransfo rd, J . D., Brown A. L., & Cocking, R. R. (2000). Ho w People

Learn: Brain, Mind, Experience, and School. Washington:

National Academ y Press.

Bruner, J . (1983). Play, thought, and language. Peabody Journal of

Education, 60(3 ), 60 -69.

Christie J , & J ohnsen E. (1983). The rol e of play in social-intellectual

development. Review of Educational Research, 53(1 ), 93-115. Elkind, D. (2007). The power of play: How spontaneous, imaginative

activities lead to happier, healthier children. Cambridge, M A: Da Capo Press.

Elkind, D. (2008). Can we pla y? Greater Good Magazine, 4(2), 14-17. Hirsh-Pasek, K., & Golinkoff, R. M. (2003). Ever D. E. Einstein never

used flashcards: How our children really learn and why they need to play more and memorize less. Emmaus, PA: Rodale Press.

Hirsh-Pasek, K., Golinkoff, R. M., Berk, L. E., & Singer, D. G. (2008).

A Mandate for Playful Learning in Preschool: Presenting the Evidence. New York, NY: Ox ford Universit y Press

Kleinsinger, S. B. (1992). 陳 季 萍 譯 (2002)。 從 遊 戲 中 學 習 科 學 。 台 北 ： 信 誼 基 金 。

Kuhn, D. (2005). Education for thinking. Harvard Universit y Press. Lehmann, I. (2008). Motivation. KG, Germany Munich Compan y.

Mo yles, J . (1989). Just playing? The role and status of play in early

childhood education. Milton Keyn es, England: Open Universit y

Press.

Piaget, J . (1962). Play, dreams and imitation in childhood. NY: W.W. Norton & Compan y.

Popper, K. (1965). Conjectures and Refutations: The Growth of

Scientific Knowledge. (2nd ed.). New York: Basic Books.

through pla yin g nu mber board games. Child Development, 79(2), 375-394.

Singer, D. G., Golinkoff, R., & Hirsh-Pasek, K. (2008). Play =

learning: How play motivates and enhances children’s cognitive

and social-emotional growth. New York: Ox ford Universit y Press.

Slavin, R. E. (2003). Educational Psychology: Theory and Pra ctice (7t h ed.). Boston: Pearson Education.

Van Hoorn, J ., Nourot, P. M., Scales, B., & Alward, K. (2007). Play at

the center of the curriculum, Fourth Edition. Upper Saddle River,

NJ : Merrill/Prentice Hall.

Vygotsk y, L. S. (197 6). Play and its role in the mental development of

play. New York: Basic Books.