科學趣味競賽對國中生自然科學習的影響
第一章 緒論
本 研 究 的 主 題 為「 科 學 趣 味 競 賽」對 國 中 生 自 然 科 學 習 的 影 響 之 研 究， 本 章 將 就 本 研 究 的 研 究 背 景 與 研 究 動 機、 研 究 目 的 一 一 予 以 說 明 ， 並 就 本 研 究 中所 需 之 特 定 名 詞 加 以 解 釋 。
第一節 研究背景與動機
九 年 一 貫 課 程 綱 領 中，自 然 與 生 活 科 技 領 域 的 課 程 總 目 標 在 培 養 學 生 的 科 學 素 養 ，而 其 內 涵 就 是 心 智 運 作 能 力(過 程 技 能)、 對 科 學 本 質 的 認 識 、 科 學 思 維 能 力(推 論 、 批 判 、 解 決 問 題 等 能 力)與 科 學 態 度，這 些 目 標 的 達 成，對持 有 傳 統 科 學 觀 的 教 師 而 言 ， 是 一 項 頗 大 的 挑 戰 。
王 靜 如 (2002)指 出 很 多 教 師 持 有 的 科 學 觀 點 是 ：
（1） 科 學 知 識 是 毫 無 疑 問 的 。
（2） 科 學提供 正 確的答 案 。
（3） 藉 由 實 驗 和 觀 察 才 能 得 到 科 學 的 原 理 。
（4） 解 釋 的 對 錯 判 斷 是 根 據 客 觀 資 料 的 感 覺 。
傳 統 科 學 認 為 ，科 學 知 識 是 絕 對 無 誤 的、科 學 對 問 題 可 以 提 供 正 確 的 答 案 、 科 學 真 理 可 以經 由 實 驗 再 度 獲 得 相 同 結 果 。 由 於 以 上 的 觀 點，傳 統 科 學 教 學 觀的 教 學 目 標 是 傳 達 給 學 生 精 準 明 確 的 概 念 ， 因 此 一 般 自 然 科學 教 師 的 教 法 大 多 採 用 講 述 法，單 向 傳 輸 客 觀 正 確 的 科 學 知識，學 生 只 是 一 味 採 取 被 動 學 習 的 方 式， 認 為 教 師 上 課 所 傳 授的 知 識 及 教 科 書 的 內 容，就 是
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事 實 與 科 學 理 論 的 主 要 來 源。但 是 當 教 師 用 科 學 語 言 將 專 家 的 概 念 傳 達 給 學 生 時，許 多 學 生 會 覺得 他 們 無 法 看 到 如 教 科 書 作 者 所 說 的 世 界 ， 也 就 是 說 ， 學 生的 觀 念 和 教 科 書 上 寫 的 不 一 樣。因 此， 學 生 無 法 將 學 校 所 學 的 知 識 與 生 活 作 連 結， 而 出 現 許 多 被 媒 體 廣 告 、 偏 方 等 欺 騙 的情 形 ； 甚 至 認 為 學 習 科 學 困 難、無 用， 因 而 造 成 學 習 興 趣 的低 落。 這 些 情 形 都 是 科 學 學 習 失 敗 的 例 子 。
新 的 學 習 理 論 認 為 學 習 會 受 到 先前 存 在 的 概 念 的 影 響，在 舊 有 概 念 上 ， 建 構 新 的 心 智 模 式(Osborne & Freyberg , 1985；
Driver , 1988)。 這 些 新 的 學 習 理 論 非 常 認 同 學 習 的 情 意 ， 即 使 是 抽 象 客 觀 的 科 學 和 數 學 也 是 一 樣 (Claxton, 1991)。學 習 情 境 和 情 意 有 關。 學 習 的 情 境 會 影 響 個 人 知 識 的 建 構， 透 過 連 結 學 生 的 興 趣 可 以 促 進 科 學 概 念 的 學 習。科 學 的 學 習 若 能 連 結 學 生 的 興 趣，如 青 少 年 文 化、人 體 等，學 起 來 更 容 易(Rodrigues, 1992)。
雖 然 傳 統 科 學 的 教 學 也 可 得 到 不 錯 的 教 學 成 就，但 是 傳 統 教 學 的 評 量 太 倚 賴 記 憶 和 機 械 式的 練 習 ， 及 偏 離 生 活 化 的 題 材，扼殺 了 學 生 的 興 趣 與 好 奇。若 能 改 進 教 學 型 態，寓 教 於 樂 ， 使 科 學 課 程 遊 戲 化， 進 一 步 使 學 生 在 潛 移 默 化 中，奠 定 良 好 的 科 學 興 趣 和 基 礎 。 時 時 的 觀 察 學生 ， 配 合 學 生 的 需 求 和 能 力 ， 轉 換 出 適 合 當 時 情 境 的 教 學 方 式， 才 是 以「 學 生 」為 主 體 的 教 育 ！ 喜 愛 遊 戲 是 兒 童 的 天 性 ， 對兒 童 來 說 ， 遊 戲 是 一 種 學 習 、 活 動 、 適 應 、 生 活 。 在 遊 戲 的 過 程 中 ， 兒 童 透 過 思 考 感 官 動 作 的 協 調 、實 際 生 活 體 驗 的 融 合， 才 能 熟 練 的 完 成 遊 戲 活 動 ， 滿
科學趣味競賽對國中生自然科學習的影響 足 學 習 的 樂 趣 。再 者 ， 就 認 知 學 習 論 而 言， 學 生 才 是 教 學 設 計 與 學 習 活 動 的 主 角 ， 而 遊 戲 能 提供 學 生 自 行 建 構 知 識 的 過 程 。 因 此， 以 遊 戲 為 媒 介 ，來 達 成 教 育 學 習 的 目 的， 讓 上 課 也 可 以 和 遊 戲 一 樣 生 動 、 活 潑 、 有 趣 而 吸 引 人 ！
研 究 者 本 身 為 國 中 自 然 與 生 活 科 技 領 域(自 然)的 教 師 ， 在 研 究 者 11 年 的 教 學 過 程 中 ， 發 現 大 多 數 國 中 生 對 於 理 化 總 是 心 存 畏 懼 ， 無 法 樂 於 親 近 ， 甚 至 認 為 過 於 艱 澀 無 法 學 會 ， 因 而 直 接 放 棄 學 習。考 慮 這 種 情 形 的 產 生， 內 容 的 艱 澀 或 許 是 部 分 原 因， 老 師 在 教 學 過 程 的 引 導 也 應 是 原 因 之 一， 這 種 種 因 素 造 成 學 生 將 學 習 理 化 當 成 困 難 的 工 作 而 排斥 它，也 造 成 學 習 效 果 不 佳 。
洪 志 生 (1983)指 出 科 學 競 賽 活 動 可 以 鼓 舞 學 生 科 學 研 究 的 興 趣， 並 激 發 潛 能 的 表 現。 據 此，研 究 者 認 為 提 供 學 生 參 與 科 學 趣 味 競 賽 活 動 的 機 會 是 值 得 嘗試 與 努 力 的 方 向，科 學 趣 味 競 賽 可 以 提 供 學 生 應 用 所 學 的 過 程技 能 與 發 揮 創 造 能 力 的 機 會 ， 並 且 可 以 藉 由 競 賽 過 程 提 高 學 生學 習 科 學 的 興 趣。然 而 目 前 的 科 學 競 賽 活 動 中， 如： 中 小 學 科 學 展 覽 的 目 的 雖 在 於 促 進 學 童 透 過 探 究 歷 程 學 習 科 學 概 念 和 培 養 科 學興 趣，但 各 校 能 參 加 此 活 動 的 學 童 卻 只 是 少 數 的 菁 英 份 子，較 缺 乏 適 合 國 中 小 學 童 普 遍 參 加 的 科 學 競 賽 活 動 。
研 究 者 所 任 教 的 新 竹 市 立 某 國 中 自 民 國 89 年起，在國科 會 的 支 持 下 與 交 通 大 學 學 程 中 心 合 作，連 續 三 年 在 校 內 舉 辦 國 中 奧 林 匹 亞 科 學 趣 味 競 賽。 之 後，擴 大 規 模 而 改 為 由 新 竹 市 政
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府 主 辦 ， 本 校 承 辦 的 「 新 竹 市 國中 奧 林 匹 亞 科 學 趣 味 競 賽 」 。 在 競 賽 過 程 中，參 與 的 學 生 大 都表 示 競 賽 活 動 相 當 有 趣，希 望 下 次 能 再 次 參 加。因 此 使 得 研 究 者希 望 將 此 趣 味 競 賽 活 動 引 入 自 然 與 生 活 科 技 領 域 的 教 學 活 動中 。 若 能 經 由 此 趣 味 競 賽 活 動，在 教 學 過 程 中 讓 學 生 將 學 習理 化 當 成 是 一 種 遊 戲 競 賽， 能 夠 主 動 參 與、 自 願 學 習，從 學 習 過 程 中 得 到 成 就 感， 樂 於 動 手 做，能夠 自 主 地 發 現 並 解 決 問 題，學習 理 化 也 能 變 成 快 樂 的 事。
第二節 研究目的與問題
基 於 以 上 的 動 機 ，研 究 者 將「 科 學 趣 味 競 賽 」引 入 自 然 科 教 學 過 程 中， 在 活 動 過 程 中 藉 由 測 驗、 訪 談、填 寫 問 卷 來 觀 察 學 生 的 學 習 情 況 ， 希 望 藉 由 研 究過 程 中 瞭 解 「 科 學 趣 味 競 賽 」 活 動 實 施 後， 對 學 生 在 自 然 科 學 習 的 學 習 方 式、 學 習 態 度 和 學 習 成 就 上 造 成 的 影 響 。 故 研 究 者提 出 下 列 的 研 究 問 題 及 假 設 ：
（1） 進 行 「 科 學 趣 味 競 賽 」 對 學生 的 學 習 興 趣 造 成 的 影 響 為 何 ？
（2） 進 行 「 科 學 趣 味 競 賽 」 對 學生 的 學 習 成 就 造 成 的 影 響 為 何 ？
（3） 進 行 「 科 學 趣 味 競 賽 」 對 不同 學 習 成 就 學 生 的 影 響 有 何 差 異 ？
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科 學 科 學 趣 遊 戲 味 競 賽
科 學 競 賽
第三節 名詞解釋
一、科學遊戲
就 是 把 科 學 活 動 和 遊 戲 結 合 ， 寓 教 於 樂 ， 讓 同 學 可 以 從 遊 戲 中 體 會 科 學 原 理 （ 牟 中 原 推 薦 序 ，1999）。
二、科學趣味競賽
「 科 學 趣 味 競 賽 」 這 個 名 詞 ， 首 見 於 遠 哲 科 學 教 育 基 金 會。民 國 82 年 時，東 吳 大 學 校 長 劉 源 俊先生建議規劃成立「 遠 哲 科 學 趣 味 競 賽 」活 動。由 文 獻 探 討(p41)所 得 － 本 研 究 中 的「 科 學 趣 味 競 賽 」是 在 國 中 自 然 與 生活 科 技 領 域 教 學 中， 透 過 小 組 合 作， 以 有 趣 的 實 驗 競 賽 方 式， 所 進 行 的 一 種 手 腦 並 用 的 科 學 競 賽 遊 戲。下 圖 說 明 科 學 趣 味 競 賽與 科 學 競 賽 和 科 學 遊 戲 的 關 係 。（ 陳 惠 芬 ,2000）
圖 1-1 科 學 趣 味 競 賽 關 係 說 明 圖
三、學習
對 於 「 學 習 」 的 意 義 ， 許 多 專 家學 者 都 提 出 自 己 的 看 法 ， 其 內 容 多 著 重 於 內 在 的 改 變。如 心 理 學 的 行 為 學 派 主 張：學 習 是 刺 激 與 反 應 之 間 形 成 聯 結 的 一 個 過 程 。 Piaget認 為 認 知 發 展
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有 三 個 基 本 過 程：同 化（ assimilation）Æ調 適（ accommodation）
Æ平衡（equilibration）。Ausubel認為影響學習最重要的單一 事 實 就 是 學 習 者 已 有 的 知 識 ， 並 以 「 認 知 結 構 」 (cognitive structure)為 基 礎 ， 強 調 新 的 學 習 必 須 與 學 習 者 原 有 認 知 結 構 中 的 舊 經 驗 取 得 關 連 ， 才 是 「 有 意 義 的 學 習 」(張 新 仁 , 1993)。
Ausubel強 調，有 意 義 的 學 習 才 是 真 正 的 學 習，而 意 義 的 成 分 愈 高 ， 學 習 與 記 憶 的 效 果 也 愈 好 。
本 研 究 所 探 討 的 「 學 習 」， 則 著 重 於 外 在 的 表 現 。 由 自 然 科 學 習 成 就 測 驗 （ 段 考 ） 、 「 自 然 科 學 習 態 度 量 表 」 、 及 「 科 學 趣 味 競 賽 意 見 調 查 表 」中 學 生的 表 現， 分 別 呈 現 對 學 生 自 然 科 學 習 成 就 、 學 習 態 度 及 學 習 方 式 的 影 響 。
四、學習態度
學 習 態 度 是 指 對 於 知 識 參 與 的 表現。學 生 對 於 追 求 知 識 會 有 複 雜 的 心 理 歷 程， 將 所 持 的 評 價、情 感 轉 化 為 行 為 表 現 出 來 是 為 學 習 態 度。學 習 態 度 是 一 個 對 於 學 習 的 心 理 歷 程， 其 探 討 的 範 圍 非 常 廣 泛。 學 習 態 度 之 下 包 含 學 習 的 動 機 、興 趣 、 價 值 等 等 。
本 研 究 所 探 討 的「 學 習 態 度 」包 含 三 個 部 分， 分 別 為「 學 習 自 然 科 的 信 心 」、 「 學 習 自 然科 的 興 趣 」、 「 自 然 科 學 價 值 的 信 念 」 ， 由 「 自 然 科 學 習 態 度 量 表 」 測 得 。
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第四節 研究限制
一、研究教材的限制
本 研 究 的 教 材 是 以 育 成 版 八 年 級 下 學 期 的 教 科 書 內 容 為 主 題 ， 嘗 試 引 入 完 整 單 元 的「 科 學 趣 味 競 賽 」教 學 活 動 。 由 於 授 課 時 數、 進 度 壓 力 與 時 間 有 限， 使 得 本 研 究 無 法 再 進 行 其 他 主 題 的 科 學 趣 味 競 賽 教 材。僅 能 以 二 個 科 學 趣 味 競 賽 主 題：「 氧 化 還 原 」、「 認 識 有 機 化 合 物 」， 作 為 研 究 探 討 的 教 材 。
二、研究樣本的限制
本 研 究 實 驗 組 樣 本 來 自 新 竹 市 某 國 中 二 年 級 的 二 班 常 態 班 學 生，為 研 究 者 本 人 所 授 課 的 班 級， 且 在 課 程 搭 配 和 競 賽 活 動 舉 辦 的 前 提 之 下， 本 研 究 無 法 採 取 隨 機 取 樣， 故 在 結 果 上 不 宜 做 過 度 推 論 。
三、研究者的限制
質 性 研 究 因 不 易 達 到 完 全 客 觀 ， 研 究 者 對 於 研 究 情 境 雖 不 預 設 立 場， 但 受 限 於 學 養 及 觀 察 力 ，對 於 同 學 表 達 的 洞 察 ， 恐 仍 有 不 夠 之 處 。
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