第 2 章 文獻探討
近年來，許多研究者發現學生學習科學的學習動機會隨著年級的升高而減低，尤其發生 在學生從國小階段進入國中階段，其學習動機、學習表現以及對科學的學習興趣會隨其年級 的增加而呈現下降的趨勢（段曉林、靳知勤，2000）。本研究終旨在探討經由科學探索課程對 學生學習動機之影響，因此在文獻方面將分成三個部分，分別為學習動機、建構主義及課程 等順序來說明，並形成文獻整理的批判。
2.1 學習動機 2.1.1 動機理論
傳統上，心理學家使用動機概念去解釋行為的引發、方向、強度與持續力。Brophy（1987）
認為動機是意圖解釋為何人們正在做他們現在做的事（引自張春興，1999）。而張春興（1999）
提出對動機一詞所下的定義：「動機是指引起個體活動，維持已引起的活動，並導致該一活動 朝向某一目標的內在歷程。」一般學者認為動機是一個內在狀態，使個體產生行為以及導引 行為的方向與強度，所以動機在學習過程中扮演一個重要的因素。一般的研究者通常把動機 分為二類：
（一）內在動機：學生為學習本身價值來從事學習，能自發的學習及表現。
（二）外在動機：學生為了獲得與學習沒有直接關係的物質或獎勵，而努力學習。
學生若具有內在動機，其學習所呈現的普遍特質（general trait）是持續性的學習動機，
會持續的追求知識及精熟學習，將學習的動機轉變成是具有內在酬賞的，或者是將學習視為 一種義務。Vygotsky（1978）對具有內在動機的學生而言，課目的適當層次位於學生最大發 展區（Street，2001）。文獻指出內在和外在動機對資優生的學業成功是有貢獻的。然而內在 動機很可能引導更有效率的學習，因為可以增加資優生具有挑戰的技能之發展與課務之精熟
（Street，2001）。
綜合相關的動機理論，並參考過去的研究實徵資料所羅列的一些影響個體動機的內在事 件型態，認為學習動機可從三個層面來探討（引自蕭立成，2004）：
（一）個體對學習的欲念：
學習的欲念與學習的價值程度有關，代表個體本身對學習的動力或 Maslow 的需要層 次理論，把人類的需要分為兩大類：匱乏需要與成長需要。匱乏需要有：生理需要、
安全感需要、歸屬感需要、自尊需要。成長需要有：認識與了解需要、審美需要、自 我實現需要(溫明麗等譯, 2002)。其中認識與了解的需要涵蓋好奇心的滿足，這種因不 確定感所衍生的好奇心，這對知識的學習而言是種內在動機。若能適度地喚起(arousal) 將有助於激發學習動機。
（二）個體對完成學習事務的評估：
1、學生對事件的因果歸因影響對成功的期望與情意反應，以及後續努力的程度。相關理 論包含 Weiner(1986)的歸因理論、Convington(1992)的自我價值論及 Julian Rotter(1966) 的控制樞紐(control of locus)理論。
2、Bandura(1997)認為自我效能是指個人根據以往經驗和觀察他人成功的記憶，對某一特 定工作或事務，確認自己對處理該項工作的效能，學生的自我效能感使他們願意嘗試 新工作並促使他們專注。
3、學習信念直接影響學業成就的因素，較高的學業成就和學習信念會交互影響。
（三）情境：
1、教師的期望影響學生動機的維持與潛在成就。
2、學習環境的氣氛以及人際層面會影響學習動機。其中教室的目標結構是氣氛與動機的 重要元素。Johnson 等(1994)將其分為合作式、競爭式、個別式目標結構。上述內部事 件型態對動機而言，均扮演重要角色(岳修平譯, 2000)。
為方便說明將之整理成個體的動機模型，如圖 2.1.1.1（引自蕭立成，2004）：
圖 2.1.1.1 個體的動機模型
動機應包含在教學設計過程中，它扮演學習動力的角色，引發或影響動機的因素包含學 習取向、目標導向、自我調節學習、求助行為，分別敘述如下：
（一）學習取向
學習風格是個人學習習慣、方法與態度，影響對情境的知覺、互動與應對能力。每個學 習者都有其學習特徵，但可經由教學持續增長且習得其他的學習策略。Herrmann(1991)曾提 出四種學習風格模式：A（分析型）、B（順序型）、C（重視人際關係型）及 D（想像型）四 種學習類型（引自王雅玲等，2002）。
Brown & Chin(2000)曾以學習策略為研究主題，發覺個體若將學習視為理解實相的詮釋過 程，可能採用深度學習取向，它最重要的特徵是學習者能自發性的產生解釋與建構理論；若 認為學習是記憶零散知識或增加個體的知識量，則可能採用表面學習取向。
自我效能 工作價值（誘因）
匱乏＆成長需要
對成功的期待
對工作的 欲念
對工作的 信心
工作情境 信念
他人的期待 組織氣氛
動機
Carr & Claxton(2002)認為學習力(learning power)存在兩個相關面向：實能(capability)與稟 向(氣質)(disposition)。實能是學習所需的技能、策略和能力，亦即我們認為能當作學習「工 具箱」的資源。稟向可想成是人類心靈的習慣，它以特定方式回應情境的傾向。他們挑選三 個可觀察且較一般化的學習稟向，來討論評量議題，分別為：1、承受力(resilience)：受先前 學習歷史影響，特別是潛意識對成功與失敗的歸因。承受力的重要指示包含：（1）和困難的 學 習 工 作 奮 鬥。（2 ）對於挫折有相當高容忍度 、 能快速從阻礙或失望復原 。 2、 玩 興 (playfulness)：意指正準備且能感知(或者建構)學習情境的變項，創發地詮釋所遭遇的疑惑，
它涉及包括：（1）心靈覺醒(mindfulness)：以不同方式注意生疏之處或以知覺開放的態度閱讀 情境，特點為積極賦予劃分與分化。（2）想像力：為了勾勒不同類比而產生另類的內在佈局 與幻想。（3）實驗：涉及探索自然材料與條件的能力，發現潛在資產與可能性，沒有清楚要 旨的擺弄，常顯露新的賦給性(affordances)，而產生新的工具與目的。3、互惠性(reciprocity) ： 具有表達、接受以及語文、非語文的向度，它假定有效的學習者必需具有貢獻意見與想法的 信心和趨向，特色為能從事聯合學習工作、表達不確定性、發問、接受各種角色，及考慮他 人目的與觀點之意願。
（二）目標導向
針對學生獲得成就的來源，從目標理論來看，認為學生會自我設定學習的目標，並認為 此學習目標會影響獲取知識的動機，而獲得知識的動機將影響其學習成效。一般而言有兩種 目標導向：
1、學習目標導向：將學習本身視為目的，透過改善技能或知識的層次而顯示知能，聚焦 於課務或工作的精熟與能力的發展，和內在學習動機相關連。與之相關的構念包含自 身引導學習、獨立學習、非競爭氣氛及規準參照評鑑
2、表現目標導向：學習是達到目的的手段，重視與同儕相比有高層次的成就，聚焦於自 我投入(ego- involvement)，和外在學習動機相關連。與之相關的構念包含學習依賴、教 師引導學習、競爭氣氛及常模參照評鑑。
學習取向型的學習者在學習過程中，通常比較努力的投入，通常擁有較高的學習興趣，
而且較能由參與學習中獲得滿足感，並產生良好的學習成效。針對助長這兩種目標形式的教 室策略，如表 2.1.1.1 所示：
表 2.1.1.1 相關教學策略
促進學習目標取向 促進表現目標取向 1、自傳式探討
2、獨立的方案 3、自我評鑑 4、規準參照評鑑
5、學生選擇一些活動和作業 6、將興趣投注於班級
7、聚焦於思考與研究技能 8、選擇適度具有挑戰性的工作 9、個別化教導
10、學生和老師共同設計課程 11、鼓勵學生設定目標
12、保留檔案夾使學生觀看進展情形
1、公眾評定/紀錄保持 2、比較學生表現 3、為了獲得獎賞
4、常模參照(能力本位)評鑑 5、教室的測驗氣氛
6、良好的師生互動 7、處於競爭的環境 8、使用獎品或獎賞 9、高層次教師控制 10、按照能力標籤學生
11、過份強調正確答案而忽略過程 12、把課務成績分類後呈列出來
取自 Clinkenbeard（1994）（引自 Street，2001）
（三）自我調節學習
所謂自我調節學習仍透過個體直接而持續地使用後設認知、動機和各種策略的積極性歷 程，使其學習達到極限的過程（Zimmerman,1990）。一個自我調節的學習者會隨時監控策略 並調整目標設定。此理論強調在學習歷程中，學習者的主動性，透過認知、學習動機與各種 策略，以提升學習的歷程。Zimmerman(1986)提出，自我調節學習有 15 個策略，包括（一）
自我評估與評鑑。（二）組織與轉換。（三）目標設定與計畫。（四）尋求資訊。（五）努力與 監控。（六）環境建構。（七）自我影響。（八）演練與記憶。（九）向同儕尋助。（十）向師長 尋助。（十一）向成人尋助（又稱為社會尋助）。（十二）複習筆記。（十三）複習題目。（十四）
複習教科書。（十五）教師的引導等。充分體現自我調節學習一個主動建構的學習歷程。Bandura
（1986）則認為自我調節學習包括有三種功能的交互影響：自我省察、自我判斷及自我反應
（反應分為行為的、個人及環境三方面）。自我調節學習策略是經由學習近似且適合的楷模之 示範，表現的更好，進而對學習事務產生更高的動機與對自己的能力增強了自信心（引自劉 靜宜，2003）。
Newman (2002)強調一個自我調節學習者，在處理課務挑戰的策略工具時，是在『適當 的』時機，『主動的』使用『合適的』工具。他強調尋求協助者的一些必備的能力或資源，如 下：1、認知知能（cognitive competencies）。2、社會知能（social competencies）。3、個人的 激勵資源（personal motivational resources）。4、脈絡的激勵資源（contextual motivational resources）。
（四）求助行為
Bandura（1986）& Schuck（1994）提出求助行為是一個重要的自我調節學習策略，包 含三個歷程：觀察、判斷及反應。但是過度的協助對學習者而言，卻是負面的影響。Nelson-Le Gall（1981）認為求助的行為，是為了尋求獨立，而不只為了得到正確答案（引自劉靜宜，
2003）。因此適當的求助行為也是一種成熟的自我調節學習的策略。而求助者可以從別人的協 助中參與管理自己的學習活動，並結合了自我和他人的調節過程。顯然教室中的教師和同儕 是使其完成自我調節學習的重要角色。通常遇到困難的問題，學生較常尋助的對象是老師和 同儕，然後在獲得協助的過程中，再慢慢發展和獨立有關連的期待，而學生的責任感在當中 每益增加（Newman,2002）。對於所謂拒絕求助者來說，有些學生為了掩飾較差的能力而避免 要求協助。表現出不合宜的提問態勢，例如要求很快得到正確答案而不嘗試作自己的任務。
Good, Slaving, Harel &Emerson（1987）研究低學業成就的學生，發現年齡高低和求助行 為有關，隨著年齡增加，學生會在意和同學之間表現的比較，所以在行動方面，因礙於自尊 會減少求助的機會。Ryan&Hicks(1997)研究指出求助行為和青少年時期的學業經驗和社會目 的有關，求助行為會使他知覺自我價值受到威脅所以避免求助。社會目的分為親近目標
（intimacy goals）與社會地位目標（social status goals）。具親近目標的學生關心在學校中維持 正向的同儕關係，他們視求助行為是教室中促進同儕關係正常化的一種機會。親近目標和工 作投入相似，在求助行為上是正向的。相反的，以社會地位為目標的學生，在意的是在較大 的同儕團體中的社會知名度和威信，透過在學校中受歡迎的程度來證明自己。社會地位與自 我投入比較相似，希望維持個人的公眾形象及社會地位。所以社會地位在求助行為上是負向 的，也就是傾向於規避求助。周立勳（1996）研究發現，不論學生的背景變項為何，當學生 認為求助可以顯出自己能力較佳以及對學習有幫助時，便會積極向教師及同儕提出求助。
學習動機是受學習者內在及社會自然環境的因素影響之複雜概念。美國心理協會 1997 年 (引自 Harlen & Crick, 2003)曾提出 14 項學習者中心原理，注重學習者的內在因素並考量脈絡 與環境因素與個人內在因素的互動，其中三個與學習相關。第一個原理是動機與情緒對學習 的影響，乃藉著學習者情緒狀態、思考的信念、興趣、宗旨和習慣所作用。第二原理是學習 者創造力、高階思考與天生的好奇心貢獻於學習的內在動機，學習的內在動機則受最佳狀態 的新奇度與難度所激勵，這對於個人的興趣與選擇有重大意義。第三原理是有關於動機對學 習者努力與實踐的效應。
動機是一個內在狀態，使個體產生行為以及導引行為的方向與強度，動機是學習過程的 重要因素。學生若具有內在動機，其學習所呈現的普遍特質(general trait)是持續性的學習 動機，會持續的追求知識及精熟學習，將學習的動機轉變成是具有內在酬賞的，或者是將學 習視為一種義務。不同種類的動機會與不同學習策略聯結，內在動機可能聯結到導致發展概 念理解與高階思考技能的參與層次。
Gagne 認為活化學生的動機是教學形式中的第一步，如果學生的動機引發不起來，他將 沒有動力去學習教師所教導的課程，也就是說，動機在整個教學歷程中佔了不可或缺的因素
（黃煜程、段曉林，2001）。有學者認為學習動機會隨著年級的升高而減低，尤其發生在學 生從國小階段進入國中階段，其學習動機、學習表現以及對科學的學習興趣會隨其年級的增 加而呈現下降的趨勢（段曉林、靳知勤，2000）。 。
除了個體動機隨年級下降之外，處在目前以升學為指引的文化慣性中，可推知未受到應 有關懷的弱勢學生的學習動機低落情形更益明顯。根據行政院教育改革審議委員會第一期諮 議報告書，一般所謂弱勢學生指的經濟與文化不利的學生，此外還包含實務界聽到的另一群 校園弱勢族群及學業成就低落的學生，例如環境不利、單親、隔代教養、原住民等。在同等 條件下接受適性教育，協助每一個人的天賦、才能、潛力充分的發揮是教育政策理念與教師 職責所在。但目前學校環境課程大多是為一般的學生設計的，因此學習弱勢的學生不能僅靠 班級教師改進教學方法，還需規劃補救教學課程或另類課程的設計。
研究者認為動機是一種複雜表現的評量，Ｓhay, S. B.(2004)認可評量是一種社會型情 境 詮釋行 跡 (situated interpretive act) 並 建 議 根 基 學 術 的 專 業， 判 斷 是 一 種 理 智 性 (rationality)形式，不是客觀或相對主義，這樣的評量是脈絡、實驗、或許是價值本位的。
所以成功的教學不在教師教給學生多少知識，而是教師教學能引起學生學習動機，使知識個 人化，從而獲得知識的意義。
2.1.2 歸因理論
「歸因」是指個體對事件或結果所知覺到的原因，也就是在成見的情境中個體如何解釋自 己或他人成功或失敗的原因。歸因理論是 Heider 於 1958 年提出，而 Weiner 是繼 Heider 提 出歸因歷程之後的第一位將歸因理論應用於教育領域的學者，也是解釋學習動機最有系統的 理論之學者（吳幸宜譯，1994）。
學習動機認知論者認為，學習動機是介於環境(刺激)與個人行為(反應)之間的一個中介歷 程。學習動機是學習者個人對學習事物的一種看法，因看法而產生求知的需求。Weiner（1985）
經由實證研究的結果，針對個體對成敗的解釋提出六項主要的歸因，分別為能力、努力、工
作難度、運氣、身心狀況、其他等六項因素。這些歸因又可分為內外在歸因、穩定性及控制 性三個歸因向度，Weiner 將歸因論稱為六因素與三向度，可由下表得到清晰的說明(張春興，
1999)。
表 2.1.2.1 Weiner 歸因理論向度內涵分析 成 敗 歸 因 向 度
穩定性 因素來源 能控制性
歸因別
穩定 不穩定 內在 外在 能控制 不能控制 能 力
努 力 工作難度 運 氣 身心狀況 其 他
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（採自 Weiner，1982，引自張春興，1999）
當個體的歸因具有內在、能控制及不穩定的性質時，對於個體的學習動機會有正面的幫 助；個體將成功歸因於具有內在、能控制及不穩定性質的努力因素時，不僅可以提升自信心，
個體也不會認為成功是理所當然的，當個體知覺到必須努力才有收穫，而持續個體的學習動 機。反而讓學生將失敗歸因於能力，能力具有內在、不能控制及穩定的性質，這樣一來容易 造成學生的習得無助感與成功期望低弱，因而產生放棄學習與低學習動機情況。
將歸因理論應用於教育上的涵義有 4 點：1、根據學生自我歸因可預測日後學習動機：把 成敗歸因於穩定的向度，將導致前後一致的預期。（1）高成就動機的學生具有把表現結果歸 因於自身行動的情境、把成功結果歸因於努力、能力，將失敗歸因於努力不足，學生會留意 並反應某些線索，來證明努力付出的重要性等特徵。（2）低成就動機的學生的習得無助感源 於把失敗歸因於穩定、負面、內在的因素及自己能力不足、作業太難，而將成功歸因於運氣 好或作業容易。2、學生自我歸因未必正確但卻是重要的：學生的控制信念也是一種可被改變 的學得知覺，透過「歸因再訓練方案」訓練學生將失敗歸因於內在、可控制的因素，且降低 學生將失敗歸因於低能力的傾向，強調以往努力和成就間的關係。3、長期消極歸因心態有礙 於學生人格成長：應協助學生設定學習目標，建立精熟取向的楷模。（1）求成型學生：將成 敗的關鍵繫於個人是否具有能力和努力。（2）避敗型學生：將成功歸因於運氣或工作難度，
失敗歸因於能力不足，易形成習得無助感。（3）精熟型學生：注意學習目標，以增強其能力 和技巧，將成功歸因於自己努力，對失敗採積極適應。4、教師的回饋是影響學生歸因的重要 因素：教師在教學時給學生的回饋（尤其對學生考試評定成就時），對學生的情緒（是支持或 拒絕）產生很大的影響。所以身為教師者除了教學生知識之外，同時也必須注意到自己的行 為及對學生的態度，隨時隨地都可能影響學生的學習動機。
除了上述所提到影響學習動機因素之外，研究者認為「自我效能信念」也是影響學習動 機中學習成敗的重要因素，因此進一步加以探討。
2.1.3 自我效能論
自我效能論（self-efficacy）是 Bandrua(1986)提出，所謂自我效能是指個體根據自己 以往的經驗，對某一特殊工作或事務，經過多次成敗的歷練後，評估自己對該項工作是否具 有高度的效能。自我效能高者，較可能選擇高難度的任務，願意投入較多的努力，有較長時 間的堅持，採取適當的問題解決策略，對任務有較少的恐懼和憂慮。據 Bandura 研究發現，
個人的正確自我效能評估來自四方面的經驗：直接經驗、間接經驗、書本知識或他人的意見 與身心狀況（引自楊郁鴻，2002）。孫志麟（1991）將 Bandrua 的自我效能定義為一種特殊情 境的構念，是指個人在某一領域中，對於自己完成工作能力的信念，這種信念是對自己完成 某種行為的一種能力判斷。他也提到如果個人認為自己的能力不足以解決問題，則會導致自 信心降低，產生恐懼、焦慮和逃避行為。相反的，如果個人判斷自己有能力處理就會願意面 對問題，甚至因障礙的刺激而更加努力。
Murdock ＆ Miller (2003) 研究發現學生的自我效能和學業表現有很高的相互關係。
Skalvik 和 Rankin（1995）研究指出，對成功的高度預期也是一種高自我效能的表現（引自 李茂興，1998）。Anderman & Young(1994)研究發現在科學學習上較注重學習導向的學生，有 較高的自我效能、能力自我概念、科學價值，且對將來在科學學習上的表現有較高的期望，
而且比較傾向於使用深層策略而不是使用表面策略。Landine（1998）研究結果發現自我效能 與動機都和學業成就有顯著的相關，而動機和自我效能也有顯著的相關。
2.1.4 學習動機的實徵研究
2.1.4.1 國外相關研究
Klein & Keller（1990）針對 75 個 7 年級學生，研究「學生能力、控制信念、控制教學 型式對學生表現和自信的影響」，研究發現學生能力和控制信念會顯著的影響學生表現和自 信，而讓學生控制教學型式並不會影響學生未來的表現和自信。
Ames(1992) 研究指出，教師的實際教學與過程會影響學生學習目標的追求，例如：當教 師重視各學科的本質、重要性、其背後的意義及強調個人的努力與進步時，學生就傾向於精 熟目標。相反的，若教師強調學生之間相對能力，且常公開評價學生的優缺點，這樣的教學 方式則會影響學生傾向於證明自己的能力，造成學生喜歡比較的觀念。Lee 和 Anderson（1993）
的研究指出，教師如果在科學教室之中強調成績、競爭的重要性，便會降低學生的學習動機。
Tuan、Chin 和 Shieh（2000）的研究中也發現在低壓力的學習情境或實驗經驗中，可以引起 學生的學習動機。（引自楊郁鴻，2002）。
Anderman & Young(1994)使用問卷調查來瞭解學生的學習動機，共抽 678 位學生及 24 位 科學教師，結果顯示在科學學習上較注重學習導向的學生，有較高的自我效能、能力自我概 念、科學價值，且對將來在科學學習上的表現有較高的期望，而且比較傾向於使用深層策略 而不是使用表面策略。研究也顯示科學教師若較偏向於採用學生的能力導向為主（也就是比 較重視學生的成績表現），則學生的學習目標傾向於非學習導向，學生學習並非將焦點放在學 習的本身，而是為了獲得高分，且會降低學生的自我能力概念和學習導向。
Skalvik 和 Rankin（1995）研究 700 位六年級和九年級的挪威學生，並開發出測量學生 如何知覺自己的數學能力的工具，他們發現對成功的高度預期與實際成績之間呈現高度的正 相關。他們同時也指出，對成功的高度預期也是一種高自我效能的表現（引自李茂興，1998）。
Landine（1998）針對 108 位高中生探討後設認知、動機、自我監控及自我效能和學業成 就之關係，研究結果發現自我效能與動機都和學業成就有顯著的相關，而動機和自我效能也 有顯著的相關，但是自我效能和動機與性別並沒有顯著相關，所以顯示男女生在科學的表現 上並無顯著差異。
Peter（2001）從事一項質性探查以決斷在資優中學生的學業成就中，動機所扮演的角色。
研究對像是新南威爾斯學校中 7∼9 年級資優生，觀看動機對學習成就的影響。研究指出內在 動機對於學業成功的中學生來說是重要的。9 年級生暗示對於學業成就其內在動機貢獻的比 外在動機多。在學習的過程中老師的適時協助對資優生來說，也是維持學業成就很重要的因 素。競爭環境的性質也扮演一個維持動機和貢獻學業成就的角色。有很多具有內在動機的 9 年級生認為適時的競爭也是不可避免的，對具有外在動機的學生而言，這樣的認可對動機的 維持會有很強的影響。同時也發現學校不應鼓勵具內在動機的學生依靠外在因素，而應助長 其內在特色，以及幫助學生從外在的獎賞結構轉移到內在對課務的熱誠。
Murdock ＆ Miller (2003) 研究學生的學習動機受來自老師、父母和同儕之影響，研究 206 個 8 年級學生的學業動機和對教師關照的關係，而且使用學生的學業自我效能、教育內 在價值、教師評學生的努力，用來評估動機。從這個研究顯示學生和老師們的關係會影響他 們動機的發展。而教師影響學生價值可能不是立即可見的，但是當學生選擇持續研讀所重視 的學科，這個效應是長遠的。研究結果發現雙親依附和教師關照對學生的學習有適度相關，
而同儕支持影響學生的表現並不大，雖然同儕支持本身不會使學生的行為表現的更好，但是 若化合其它來源的支持，其行為會表現的更好。研究結果顯示相互成長的意念：當家庭和學 校的價值達一致性時，學生獲益最多(McCaslin&Murdock,1991;Phelan et al.,1991)。
Hammouri, H.A.(2004)探討 5053 位 13 歲 8 年級參加 1999 年 TIMSS 的約旦學生，數學成 就和性向、動機變項的相關性，這些變項包含：(1)母親對數學重要性的知覺。(2)朋友對數 學重要性的知覺。(3)數學重要性的自我知覺。(4)將成功歸因於努力用功。(5)將成功歸因於 幸運。(6)教育抱負。(7)數學能力的信心。(8)對數學的態度。(9)數學成就。除了第 2 和第 5 項為負面效應之外，其他變項皆有直接正面效應。他並非將效應(effect)視為因果性(causality)
，而是指涉及一個變項施受另一個變項的影響。他認為對數學的態度是可以學習的，且態度 是隨政策與教學實務而通權達變。當教師創造一個聚焦於概念化的課程，學生對於能力和教 育抱負將會增加。並建議多重成就測量及不同年級學生樣本對於學校學習的情意和動機因素 提供較佳的理解。
2.1.4.2 國內相關研究
李嘉祥（1999）研究個案班級學生在國中生物科的學習動機類型（共四種類型）與影響 因素，並探討學生們對個案教師教學現況引起學習動機的知覺。研究結果顯示學生普遍認同 以合作學習的方式能夠增進他們學習生物科的學習動機，且個案教師教學時呈現多元的教學 方式和營造輕鬆、活潑的教學情境，是有助於增進學生學習動機，進而學生願意主動學習。
由研究者設計的問卷也顯示，教師的教學引起學生想要學習的因素有：教師教學內容有趣、
教師營造輕鬆、快樂的教學情境及教師具有親和力，皆能引起學生的學習動機。
吳淑娟（1999）探討國三學生對理化學習動機的面貌及影響因素。研究顯示共有 6 種因 素會影響學生的學習動機，分別是學生受到社會環境因素、家庭因素、教師因素、教師重視 教學目標而非學習過程，使學生偏向以表現目標為導向、學生對理化的價值觀及能否從中產 生成就感之影響。從中也發現個案學生主要的學習動機在於獲得好成績並以成績滿足父母的 期望，以及學生期盼理化實驗活動。
黃淑菁（2000）探討不同學習動機類型（分別有內在學習動機傾向、外在學習動機傾向、
選擇性學習動機傾向及逃避學習動機傾向）的學生對國中理化教師教學策略的感受，從研究 結果發現：具有內在學習動機傾向的學生，會主動建構自己的知識，其求知動機也比較強烈，
也能主動積極的去學習相關科目；外在學習動機傾向的學生，容易受外在因素的影響而學習 理化，而且學習比較偏向以表現目標為導向；選擇性學習動機傾向的學生，並非對每一個章 節都有興趣學習，而是會依照自己的喜好而產生不同的學習動機；逃避學習動機傾向的學生，
則偏好比較具體明白且具有生活化的教學內容為主。
黃煜程（2001）探討理化教師所營造的學習環境對學生成就動機的影響，從研究中發現 學生學習理化的學習動機無法長久維持，因此個案教師改變自己的教學，教學方式以生活化 情境及實例引導學生學習，比較能夠幫助學生建構知識，學生也從中獲得成就感，進而提升 學生的成就動機。有些高成就動機，原本以表現目標為導向的學生，因為個案老師教學變得 比較生活化，有時候也會採取合作學習的方式來進行教學，在學習單的設計也變得比較多元 化，這些學生慢慢地感受到學習的樂趣，已經不再只是為了獲得良好成績而學習了。
劉靜宜（2003）探討高中學生學習動機、學習策略、求助行為與學業成就之研究，由研 究結果發現：學習動機有性別上的差異，男生的學習動機高於女生，求助行為與社經地位有 顯著的差異，學業成就高分組在學習動機、學習策略、求助行為的表現上之得分都明顯的高 於低分組；學習動機、學習策略、求助行為等各主要變項對學業成就之影響均呈現典型相關。
鍾慈玲（2003）研究主要探討不同學習動機類型的學生國三畢業後，對科學學習動機變 動情形及其影響因素，研究發現全體個案學生僅在能力自我概念和表面策略兩向度呈現顯著 下降情況，而學習動機類型並未因為進入不同的學習環境而有所轉型，僅只有各向度高低程 度上的差異，歸納出 4 點原因：1、畢業後學習環境的轉變。2、從小接觸科學的經驗。3、國 中學習理化的經驗延續。4、學生個人的學習習慣。另外從不同類型的學生表現也發現，具有 內在動機的學生除了上述提到的兩個向度下降之外，其餘六個向度的得分平均均高於其他類 型，在學習表現上不僅對自己有自信，而且以積極的態度主動學習，並能使用深層策略進行 學習與連結。相反的，無動機且逃避型的學生，不論在哪個階段，都表現出對科學毫無興趣 也不想學習，也將學不好科學歸因於能力不足，導致他們更無意願進行學習。
2.1.4.3 國內外相關研究之評析
總而言之，動機是個體引發並維持目標導向活動的歷程，其中包含四個重要概念。1、動 機是一種歷程，而非結果，因此無法直接觀察，僅能從相關的行為推論。2、動機包含提供原 動力與導引行為的目標，動機的認知論者都同意目標的重要性，目標可能會隨經驗而改變，
但不變的是目標係個體所要達成的事物。3、動機需要活動，有活動才能達成目標，所需的活 動包含身體上和心理上，身體上的活動有努力、堅持等明顯的行為，而心理上的認知活動包 括計劃、組織、做決策和解決問題等。4、動機相關的活動是被引起與維持的，個體一旦決定 了目標，便意味著持續行為的開始，而這通常很困難，我們對動機歷程的了解大都來自研究
個體在追求目標的過程中對困難、失敗和挫折的反應，只有克服過程中的險阻，動機與相關 行為才能繼續維持。
由研究者所整理的實徵性研究中發現，教師的教學方式是可以提升學生學習科學的學習 動機，從很多學者的觀點得知，動機是屬於一種內在的心理歷程，若是單純只是從問卷及旁 人的觀點實在很難顯現出學生的真正想法，如果能夠將質性所得到的資料，配合問卷所呈現 的訊息，相信能夠得到較為完整的資料。因此，本研究主要以學生的角度為出發點，由研究 者營造一個學習科學的情境-科學探索課程，來探討科學探索課程對個案學生在學習科學相關 科目的學習成就及學習表現之影響。本研究以質性研究為主，量化研究為輔，進而作深一層 的探討。
2.2 建構主義
早期的教學認為教師可以透過文字和語言來直接傳授科學知識給學生，但是由於很多研 究發現傳統科學教育以講述法的方式來進行教學，忽略了科學知識產生的過程，以及科學家 如何進行科學研究。現今，建構論為科學教育界的主流，也就是學習是透過學習者自己原有 的經驗主動建構的，因而科學教師對於學習的觀點應著重於科學知識產生的過程，所以研究 者透過有別於食譜式的課程活動-科學探索課程（為引導式的探究活動）和科學展覽（為開放 性的探究活動）從中觀看學生如何發現問題、同儕討論、形成假設、實驗活動、相互討論、
再實驗、得到結果及如何運用。現在先介紹有關於建構主義的一些歷史脈絡。
2.2.1 建構論
大家都知道以往科學教師在理性、客觀及邏輯等意識型態影響下，對於知識和問題處理 上，經由探討具體存在的外在實體，激起自然科學的精進，創造目前社會的科技繁景。進入 到後現代社會中，發現科學知識的建構以及兩難問題的處理，已不再只能單單追求唯一答案 而和文化的社會機制有關，同時科學知識的建構具有自由空間的限制，不再只是單純的追求 上帝所創立之絕對世界，因此知識的建構會因人類價值的介入，而造成建構論的典範不具有 普及性而有各種不同的範疇（黃芳裕，1996a；黃芳裕，1996b）。另外，也有研究指出在主流 教學與學習的建構取向中，學習被視為一種積極的過程，因此學習者可藉由其學習經驗建立 個人的知識表徵，因此，建構主義本位的教學著重於學習者的活動（Lunenberg & Korthagen，
2003）。以下將建構論區分成 Piaget 的原始主張、Von Glasersfeld 的激進建構論、Kelly 的 個人建構論和延伸至後現代主義 Vygotsky 學派所主張的社會建構論等觀點（趙金祁、許榮 富、黃芳裕，1995）：
一、Piaget 的原始主張
Piaget（1929）以兒童的認知為研究對象，使用類似精神分析方法來釐清兒童的內在建 構。其以生物適應（adaptive）的觀點做基礎，主張人類的認知是一個主動化、組織化及動 力化的心智歷程，並認為認知是有關學習、瞭解表徵知識的歷程，分為以下三點：（1）認知 行為包括知覺、記憶、想像、辨識、思考、推理及創造等較有組織的複雜行為。（2）認知的 活動就是「獲知」與「用知」的活動。（3）認知是心理活動，是內在的歷程，在研究個體內 在「知的歷程」。另外，Piaget（1929）強調外在的輸入可將個人自身經驗組織成可理解的邏 輯 結 構 ， 達 到 同 化 （ assimilation ）， 或 是 因 外 在 輸 入 促 成 本 身 改 變 達 到 調 整
（accommodation），經由這些過程可形成一種結構的改變，以產生認知的作用（黃芳裕，
1996a）。當原有認知結構不能理解、接納外來刺激時，將產生認知衝突，個人便會依據本身 心智結構的活動，補償失調及解決衝突，最後是一種新的思維及建構事物的方式。Piaget
（1967）的認知發展理論認為，個人的認知發展都是環環相扣的，不同的領域，其重大發展 皆是同時發生的，另外並由研究結果歸納出人類的發展乃是線性且不可回復的。故認知結構 的建構就是在如此平衡與不平衡的張力下，得以不斷的發展。
由此可知，Piaget 的原始主張主要是強調生物本能的自然成長，對個人而言，若是科學 的刺激來自環境，或平衡化過程部分來自社會制約，則認知主體之主動建構知識便可視為傾 向於個人自發性的建構且不斷的累積，而最終將產生出複雜豐富的知識。
二、Von Glasersfeld 的激進建構論
Von Glasersfeld（1991）認為每個人所體驗的世界皆不相同，極易因對外在實體不同的 見解而產生爭議，形成無法溝通互動的可能。因此，主張應將所有體驗的客觀實體加以清楚 指明，讓每個人產生認同，形成唯一的一個實體，以方便溝通，並基於此認同的事實，建立 出和諧一致的主觀體驗世界。
因此，Von Glasersfeld 的「激進建構論」便提出下列主張（劉佳育，2002）：
1、 以現象主義（phenomenism）為重心，即人們對外在世界的理解，是以我們所能理解到、
認知到的為範圍，並可得到可接受的真理。因此，超越過經驗內涵的範圍不能考慮，堅 持分割出經驗知識加以討論，形而上（metaphysical）的知識不加以討論。
2、 實體的存在，並非只是獨立於人而存在，應該是由個人與概念結構間相互結合，乃具有 工具的效用，能使個人配合其目的而加以駑駕，因此真理只是一種調合（coherence）， 即個人內在結構與個人目的上的實體能相互調合且能有效使用即可。
另外，國內學者郭重吉（2002）也曾提到 Von Glasersfeld 的激進建構論有以下論點：
1、 知識並非經由感官或語言等訊息的傳遞而被動的接受。
2、 知識是由具有認知能力的個體主觀構築而來。
3、 認知的功能是具適應性的，猶如生物學上的適應，使個體的認知朝向適用於周遭環境。
4、 認知的目的在於有利個體把親身經歷的事物加以組織，不在於發現客觀存在的現實世界。
Von Glasersfeld 所提出的激進建構論，主要是認為外在世界所認知以及所理解的範圍 有單一的絕對真理存在；然而，在一般學校群體組織中，教師的工作與學生的學習情境已不 再是單一的狀況而趨向於多元，此時激進建構論便無法做出圓滿的解釋，完善處理相對多元 的情況。
三、Kelly 的個人建構論
面對激進建構論在多元情境下無法順利解釋的情況，Kelly（1991）提出以個體應不斷的 賦予外在世界意義，形成自己的內在認知之個人建構論主張。Kelly（1991）認為個人依據自 己內在認知所建構出的結果皆不相同，即使在相同情境下亦無法扮演一樣的角色，做出相同 的結果；外在世界是無法直接加以接近，唯有憑藉自己的創造，產生有用的意義，再經過不 斷的演變，所產生的意義將隨之改變而非不更動（引自劉佳育，2002）。
Kelly 的個人建構論運用在科學教育領域上，則具有下列特色的延伸（引自陳鼎元，2004）： 1、語言的內涵，從傳統領域的命題（proposition）延伸到非語意、非行為的心智內涵。
2、廣義的語言內涵，使語言敘述（narrative）成為展現個人建構理論或意識的最好工具。
3、Kelly（1991）認為語言是個人看外在世界的一種創造表現，語言與外在世界的關係，不 一定是理性或明確的。
4、對外在世界的認知，Kelly（1991）認為是一種不斷的動態成長，而且過程像 Kuhn（1970）
的科學典範為不連續轉移。
Kelly 的個人建構主義，認為經由人和環境的交互作用，而賦予外在世界意義，形成許 多的替代結構，進而可產生面對多元情境時，所該處理的方式。個人經由理解、判斷等選出 合適的意義加以表現，然後再經外在世界的其他結構與個人需求之作用，形成新的內在結構。
然而，在群體組織中，教師間常依其獨特的文化背景與信念的差距，以不同面向、觀點來處 理相同事件，而發生與他人不同的論述觀點來探究事件深層的意義，甚而落入「毫無限制相 對論」的窠臼中，轉而發生認知抑或情意衝突，導致最後以逃避或是屈服的處理方式來處理，
此時不僅對個人發揮毫無幫助對於群體組織發展亦是一大阻礙。
四、Vygotsky 學派的社會建構論
個人在社會情境中，並非是毫無限制的生活，必須受到經由社會機制，像教育、傳統的 文化習俗等形成的社會倫常規範限制（normalization）的收斂運作所左右。故 Vygotsky 學 派的社會建構論認為除了 Piaget 的理性成長外，更深信個人較高層次的心智功能與社會彼此 間互動的結果息息相關；對於客觀事實的分析則是群體互動的結果，並非單從其所使用的系 統性語言進行描述，需配合情境做出當時適合的解釋。另外，知識的建構過程不是僅經由理 性的推理所得，亦有無關理性空間的產生（Wertsch，1990；陳鼎元，2004）。
傳統教育觀中，教師的角色是提供知識訊息與學習的技巧，個體是被動的學習者。建構 論認為個體應該主動建構本身對外界的理解、知識及詮釋，教師提供個體一個學習的環境，
讓個體透過相關的問題與學習過程來獲得知識（羅弘志、黃芳裕，2002）。在社會建構方面，
認為在同一族群中，每個人的行為是在一個理想型的自然共識中進行，即先假定人類對目標 有著明確的感受，會順著天擇或定命的方向調整，配合著智慧者的詮釋和領導者的能力，開 啟源頭及釐清極限。知識的主體是使人類能夠擴充理解外在世界，因而知識的目標是要求共 識、超越和調和。
Vygotsky 認為個人的思維是一種社會活動，最初發生在人與人之間，彼此體驗認知活動 的進行，逐漸內化後，將會成為個體獨立發展成就的一部分。換句語說，個人的思維是社會 中所經驗的認知歷程， 在個體內重演，發展的基本歷程是起源於社會活動的逐漸內化
（internalization）和個人化（individualization）。其認為人類思維的發展與「工具使用」
（tools use）和「符號使用」（signs use）兩者之間的發展有直接的關係，而這兩者之間的 結合將影響個體調節表達的功能。符號的使用包括個體文字意義的理解及口語思維（verbal thinking）的應用，而工具使用過程中，將置換（transforms）個體心智中「社會構形」（social formation），在面對社會文化上的詭譎多變的溝通時，「工具使用」會因應情境不同而創造出 不同的工具需求（引自劉佳育，2002）。
內化是個體社會化的一個影響因素之一，個體在特定社會情境（situation）中，面對情 境中特殊的社會行為或規範時，個體將藉由學習遵循其行為規範的過程中取得個體自身的認 同，此為內化的過程，但在內化過程中將引發個體自身衝突矛盾，並沒有外在的監督與評量 的機制， 在個體自身信念與外在規範達成平衡的過程是無關理性的過程 （nonrational processes）。此內化能力即為實際發展層次，然而，透過社會互動在他人協助下能提升個體 潛在發展層次，進而創造個體的可能發展區域。Vygotsky 認為個體透過參與社會活動的過程 中，可經由內化建構本身的新知識（引自羅弘志、黃芳裕，2002）。
Vygotsky（1978）提出「潛能發展區」（zone of proximal development）的理論，其以 社會互動的觀點來分析學習與發展之間的關係，以說明個體發展的社會起源。其認為心理發
展可以分為兩個層次：一是個體能夠獨立解決問題的「實際發展層次」。另一個是在成人引導 或與較有能力同儕合作下，解決問題的「潛在發展層次」，這兩個層次之間的距離就是「潛能 發展區」（引自劉佳育，2002）。換句語說，學生可以在某些情境下複製一連串的活動，而這 些活動所需的能力超越學生本身原本可以承受的能力範圍，但是在某些方面卻會受到限制，
而這個情境是指當有成年人或是有較有能力的同儕在一起學習的情境下，而潛能發展區就是 指當學習者在有成人或他人的引導、幫助的情境下解決問題的表現和當單獨決解問題時表 現，這兩者之間的落差我們稱為潛能發展區。
社會建構論者認為學校環境就是社會文化環境，而教與學可視為「文化工具」。因此在教 室的情境中，教師教學必須依照個體不同的可能發展區域，配合當時社會背景，依當地風土 民情，提供適當的教材教法，同時支持學生的表現，培養學生自我學習及獨立完成活動的能 力，以引導學生至更高的發展層次（引自羅弘志，2003）。
在教育上最主要的目的，就是將學習者保持在他們的潛在發展區活動，有兩個方式可以 達成：一是建構學習者的活動和周圍的環境，也就是有良好的教學情境；二是針對學習者目 前的需要與能力，不斷調整成人（教師或能力較強的同儕）介入的程度（羅豪章，2002）。由 於 Vygotsky 認為教育的功能是可以透過特殊的社會語言來提升學生心智上的發展，因此在學 校情境中師生間和同儕間的對話就變得相當重要了。同學們可透過與他人之間的互動，增進 學習者相互發展、對話、教導和鷹架歷程，而促進學習者對所學內容的確理解及對後設認知 的運用，進而提升其學習的成效。而科展活動就是鷹架學習的最佳範例，因為學生和指導老 師需要不斷透過對話、討論與探究過程中互動，進而達到學習科學的目的。藉由科學展覽活 動，可讓學生在實作能力、科學態度、科學方法、科學知識、邏輯推理及問題解決能力之提 升有明顯的助益，也符合九年一貫課程所強調的「培養學生帶著走的能力」，進而達到科學教 育的真正目的。
2.2.1.1 建構論之文獻評析
綜合以上的論點，歸納出建構主義所強調的重點：（1）知識是由學習者主動建構而成的。
（2）知識來自於學習者經驗的合理化與實用性，而非記憶式的記憶。（3）知識是學習者與他 人互動所形成的共識，而認知是建構知識持續不斷的歷程，目的是在求得內外在心理世界的 平衡。（4）教師扮演的角色是安排學習情境、教材、啟發學習動機及透過教學引導讓學習者 進行知識的建構。
由上面關於建構主義背後支持的論述，對於知識的取得強調需要透過探究的主動學習過 程，才能建構出個人有效的知識，這種過程的、個人的、領悟的與發展的知識，不同於一般 灌輸教育所傳授的是結果、他人、接受、傳遞的、堆積性的知識，所以能激發學生強烈的學 習動機，具有較佳、較持久的學習成果。
研究者相當認同 Vygotsky 提供給予學生適當協助以開發其潛能的觀點，因為學習的範圍 很大，天馬行空、毫無限制與學習框架的學習方式比較適合運用在資賦優異或特殊學生身上，
而一般學生仍然需要教師的協助才能順利學習，因此本研究使用「引起探究興趣的科學探索 課程」、「校內科展實驗探究」、「小組討論」，及依循上述搭架論點所設計，有計畫的引導學生 進行探索科學的學習。
2.2.2 發現探究教學法
如同前面所述，培養學生在實驗過程中的技能訓練是很難用一般的教學方式（例如：講 述法）來教導，必須使用探究式教學法才能獲得有效的學習效果，故本節將介紹相關的教學 方法研究，如下：
2.2.2.1 Bruner 的發現教學法
依 Bruner 的觀點看來，學生的心智發展，雖然有些受環境影響，並影響他的環境，但主 要是獨自遵循他自己特有的認知程序。教學是要幫助或形成學生智慧或認知的生長。所以 Bruner 認為，教育工作者的任務，是要把知識轉換成一種適應正在發展著學生的形式，而表 徵系統發展的順序，可作為教學設計的模式。Bruner 最著名也是引起爭議最多的論點是：「任 何學科都可以用理智上忠實的形式教給任何年齡階段的任何兒童」（註：「理智上忠實的形式」
指的是基本概念或基本原理）（引自施良方，2001）。
Bruner 在他有名的論文《發現的行動》（The Act of Discovery）中提到兩種不同的教 學方式：（引自林青山譯，1997）
（一）說明式教法（expository mode）：是由老師控制教材的呈現，而學生只負責傾聽。
（二）假設式教法（hypothetical mode）：是學生對教學的內容和速度有些控制權，並且可 以抱持假設的態度。且允許學習者發現新原則和理念，而不單只是記憶一些由老師呈 現的原則和理念。
根據 Bruner 的說法，原則的發現造成學習較好的結果，因為學習者已將這些教材組織成 為有用的形式；原則的發現也使學生成為較好的學習者和一般問題解決者，因為學生在處理 訊息方面得到實際練習。
在 1960 年代，有過一陣疾風似的研究，在探討教師到底應給予學生多少指導的問題。雖 然這些研究所使用的名詞意義不同，但是我們仍可界定教學時教師使用引導的三種基本層次：
（一）純發現式（pure discovery）：學生自教師那裡接受到有代表性的問題要解決時，只獲 得教師最少的引導。
（二）引導式發現（guided discovery）：學生也接到問題要解決時，但教師提供暗示和有關 如何解題的指導語，使學生的問題解決保持在教師的注意範圍內。
（三）說明式（expository）：把最後的答案或原則呈獻給學生。
圖 2.2.2.1 可以看出來引導式發現教學法雖然在一開始的學習效果與說明式相等，但是 由於學習中有過額外的處理及思考，使得引導式發現教學法在訊息的保留及遷移方面的表現 都比說明式教學法好，因此受研究者重視。
（採自 Kittel，1957，引自林清山，1997）
圖 2.2.2.1 三種不同教學法教學效果
Bruner 強調教師教學最重要的任務是，配合學生身心的發展，教學生如何思維，如何 從求知活動中發現原則，從而整理統合，組織成屬於自己的知識經驗，所以所謂的發現學習
（Discovery Learning）是指學生在學習情境中，經由自己的探索尋找，從而獲得問題的一 種學習方式。Bruner 也認為在探索活動中發現的錯誤答案同具回饋的價值，因為回饋是學生 在發現問題答案時，從錯誤答案調整到正確的認知歷程，學生一旦發現錯誤而自行改正之後，
其所產生的回饋作用，比任何外在的獎勵更具有價值，所以從發現學習論者看來，「發現自己 的錯誤」與「發現正確答案」對有效學習者而言，是同樣重要的（戴帥編，2003）。
這種運用建構論的教學理念帶給教育者許多省思，以往的科學教育認為教學的目的就是 以系統的方式，將知識加以分析、組織，並且傳授給學生。但這樣的理念容易產生一些疏失，
例如：1、教學順序過於規則化，忽略學習者自行建構知識的過程。2、忽略學習者先前知識 與過去的經驗對學習新知識的效應。3、教學的內容往往容易脫離情境，因此所學的知識無法 轉移到其它情境。4、教學活動往往呈現單向的傳遞，忽略師生及同學之間的溝通、討論及辯 論等建構知識所需的過程。5、評量重點在於教學目標是否達成及學習成就度，忽視改進學習 者在實際情境中運用知識的能力（魏明通，1997）。
在教室中老師有「教」，學生就一定要「學」嗎？Garry & Marvin(1999)指出在教學中最 大的缺點就是直接給學生答案，而不給學生思考的機會(引自吳昆勇，2002)。Bruner（1960）
也提到，在教室中學生不該只是坐在椅子上聆聽，應該更積極的投入在學習過程中（引自林 青山譯，1997）。楊榮祥（1995）也指出建構論的教學是強調學生需投入在學習的過程中主動 積極的學習，且在教學時需注意學生的先備知識，以便讓學生能達到真正的學習。
2.2.2.1.1 Bruner 的發現教學法在本研究的運用
因此建構論帶來的啟示，並不是要讓人們把它當作聖經，而應把建構論視為一種教學信 念，教師要重新省思在教學中的「教」與「學」的真正意義，且體認教學進行中，學生才是 學習活動的主體，教師在教學時應常常思考如何幫助學生學習。
所以本研究的「科學探索課程」及「科展探究實驗活動」是參照上述引導式發現的教學 原則而設計的，雖然花費很多時間和心力，相信經由這些活動應該可以讓學生保持良好的學 習態度、對自然科的學習動機、對科學的學習興趣及在學習遷移表現效果都較佳。很多學者 也有提到，在自由的發現與探究活動中，讓學生自行的去發現所欲研究的問題、提出假設、
解決問題，進而讓學生從中學習可獲得更多的知識（張春興，1999；魏明通，1997）。而本研 究所採用的引導式發現教學法就是運用此種教學理念，研究者在此教學過程中扮演設計教學 情境、組織教材並利用問題引導學生去思考，從實驗活動中讓學生自行去探索、自行思考，
並從中尋求出問題的答案。從此可以明顯看出引導式教學法比傳統式講述教學法好，因為在 傳統式講述教學法中，教師教的多，但學生真正保留的少；而引導式教學法裡，教師教的少，
學生在學習的過程中學習的遷移與保留的知識比較多，也就是引導式教學法能讓學生從學習 的過程中獲得更有意義的學習。
2.2.2.2 Suchmann 的探究訓練模式
所謂探究訓練模式（inquiry training model）就是科學家探討自然現象或事物，發現 新知識、建立新原理原則的過程。Suchman 強調要協助學生認清事實，建立正確的科學概念，
並形成假設以解釋新接觸到的現象或事物（楊龍立，2000）。
Suchman 的探究訓練模式是要協助學生經常的、不斷的從實際的環境觀察自然中確認事 實、建立概念、進而形成假設，以解釋所見的現象學習。Suchman 認為學生能作有意識的探 究活動，而這些探討技能是可以被教導、被訓練出來的。通常先製造一個足以使學生感受到 困擾的問題或情況做為探討的起源，且鼓勵學生提出具體的問題，協助學生分析問題、尋求 資料以瞭解問題的本質，再提出假設、進行實驗探究，整個探究過程如圖 2.2.2.2（歐陽鐘 仁，1988）。
圖 2.1.2.2 Suchmann 的探究訓練模式 Suchman 將探究活動過程分為五個階段：
（一）提示問題階段：教師說明探討問題時的步驟和規則，提示足以使學生發生困擾的問題。
（二）收集資料-求證階段：確認問題中的物體本質、各種狀況，並認清問題是如何產生的。
（三）收集資料-實驗階段：分清每一個變因、提出假設，並驗證其因果關係。
（四）建立假設階段：根據探究結果，對問題提出說明。
（五）分析探討過程：檢討並探討過程，改進發展更有效的方法。
2.2.2.2.1 Suchmann 的探究訓練模式在本研究的運用
本研究所實施的「科學探索課程」，大致上是參考上列的階段來設計的，但是並沒有 Suchman 那般嚴謹，除了讓同學自行探究實驗之外，在每次科學探究活動結束前，研究者會 讓每一組同學進行小組討論，並且鼓勵每位同學發表自己的想法，從中得到歸納，最後研究 者會再進行最後的統整。
數據資料（A）
數據資料（B）
數據資料（C）
數據資料（D）
數據資料（E）
概念（1）
概念（2）
困惑情況
（對某種現象產生疑問）
探討過程
解決困惑
（瞭解該現象的因果關係）
為要解決問題尋找
有關數據與資料 形成概念 解決問題
2.2.2.3 Schwab 的科學探究模式
Schwab 提倡一種開放式的實驗研究上課方式，也就是讓學生從實驗中學會「探究如何探 究」，從活動中鼓勵學生多發問、多觀察、紀錄、轉換資料，並且從中應發展出一個暫時性 的結論。在他的科學探究模式（Science Inquiry Model）中，非常注重探討科學的過程，幫 助學生發展其形成概念的能力。其教學活動過程並沒有一定的模式，大致上將學習活動區分 成四個階段（引自歐陽鐘仁，1988）：
（一）第一階段：教師提出研討範圍，並提示研討討論的方法。
（二）第二階段：學生組織問題，並指出探討過程中技能上需要解決的困難。
（三）第三階段：學生分辨問題，指出實驗進行過程中可能會出現的困難。
（四）第四階段：為了要解決問題，學生必須要設法排除困難。
經由上述這四個步驟後，學生就能領悟科學知識的本質（是有根據的知識，也是暫時性的 解釋），並且進一步可以培養學生尊重學理和知識結構的科學態度。
2.2.2.3.1 Schwab 的科學探究模式在本研究的運用
本研究所實施的「科學探索課程」及「校內科展實驗探究」大致上是參考上列的階段來 設計的，從課程中讓同學學會如何主動探究，除了讓同學自行探究實驗之外，在每次科學探 究活動結束前，研究者會讓每一組同學進行小組討論，並且鼓勵每位同學發表自己的想法，
從中得到歸納，最後研究者會再進行最後的統整。相信經由這種科學探究模式能培養學生尊 重學理和知識結構的科學態度。
2.2.2.4 其他關於科學探究式實驗教學之文獻
一般國中自然與生活科技都有安排實驗課程，而這些實驗課程主要都是以老師為主，先 採取講解式，再讓學生重複老師的指導且依循課本上的實驗步驟，讓學生實際操作來驗證實 驗結果是否與課本相似，即完成實驗。Domin(1999)和翁秀玉（1996）認為一般國中科學課程 所安排的實驗課程（講解式課程）為食譜式課程，僅讓學生依循固定的步驟去進行研究活動，
並沒有企圖讓學生設計實驗、發現問題、解決問題及解釋實驗結果的機會，只是去驗證實驗 結果是否與已知的知識相同，因此 Domin 認為講解式實驗並沒有讓學生進行思考。因此在實 施科學探索課程之後，研究者想進行一種有別於講解式實驗-為探究式實驗，因為探究式實驗 是讓學生主動進行資料蒐集，自己進行建構科學知識，並非傳統講解方式填鴨學生的科學知 識。由文獻得知，由學生自行設計研究過程，可以讓學生在科學方面擁有更大的自主空間，
對於學生學習科學也有正向的發展（Haury，1993；翁秀玉，1997；Domin，1999）。
張靜儀（1995）認為探究式教學是從尋求問題的解答開始，探究式教學是最接近實際科 學活動模式的教學方法，因為學生不僅學習到必要的科學內容，也參加如科學家實驗室所使 用的各種科學探究活動的過程。Pappas（2000）認為探究讓學生回答問題、解決真實世界的 問題或衝突事件之外，也包含發現和理解知識的過程（引自侯香伶，2002）。
許多文獻指出，科學探究教學使於學習者有興趣及熟悉的問題。當學生收集並組織資料 來回答問題時，就建構了知識、新的概念和技能。以探究為基礎的科學過程，會鼓勵學生進 行觀察、收集、掌控、描述，並且在主動學習的過程中由老師在旁引導和協助，以提出問題
（Sandoval & Daniszewski,2004）。
