科學探究能力試題

(1)

附錄一課程進度安排與實施情形

【第一次上課 4/18】前測 100 分鐘，僅安排兩節上課內容 (討論 + 引起動機)

活動流程預計時間進行時間備註

1. 課程前測：問卷 2. 課程前測：測驗

20 min 80 min

測驗

第一節與第二節 1. 水質模組簡介。

2. 教授介紹及評量標準說明。

10min 10min 晚 10 分鐘上課，第三節可用時間 40 分鐘 1. 引起學習動機：以「花園

新城糞水污染」的新聞議題，提出兩方不同的說法，

透過小組討論，思考水資源及河流水質在日常生活中的重要性。

媒體播放：

15min

10min

1. 小組討論。討論問題：你認為誰說的對？為什麼？

2. 填寫學習單(一)，回答上述問題。

3. 發表。

小組討論 15min 發表：10min

10min

10min 1. 水樣介紹與觀察：拿三罐

從校園中三個不同的地方取得的水樣 ( 來源先不公佈)，讓學生仔細觀察。

2. 小組討論與發表，討論問題：

j你覺得哪罐水樣是乾淨的？

k使用感官及描述，判斷水質是否乾淨合理嗎？是否有更好的判斷方法？

3. 填寫學習單(一)，回答上述問題。

觀察水樣：

10min

小組討論：

20min 發表：20min

7min 老師說明

15min 觀察+討論 18min 發表

晚 5 分鐘上課，第四節可用時間 45 分鐘

1. 作業：上網或到圖書館，

查閱各種鑑定水質的標準或方法，做成一份報告上傳至科學園。

5min 作業說明

(2)

149

【第二次上課4/25】溫度與 pH 值的測量、分析詮釋的準則

1. 回顧並歸納第一堂課中，

各組學生所提出判斷水質的標準。

20min 6min 說明+討論 11min 學生報告 5min 老師總結

晚 10 分鐘上課，第一節可用時間 40 分鐘 1. 發給學生pH值相關補充資

料，並簡單介紹酸雨以及溫度影響pH值等概念。

2. 指導學生使用PASCO測量 pH值的儀器(含校正)

20min

30min

12min

6min 儀器連接

29min 操作+校正第二節開始 1. 使用PASCO儀器測量三罐

水樣的pH值 (與4/18上課時所取用的三罐水相同來源)

2. 將本次實驗結果(以溫度及 pH值)和上次感官測量結果比較判斷水質的好壞 3. 小組討論並填寫學習單

(二)第一部分。

15min

10min

15min

20min 測量

25min 測量+填寫學習單

6min 各組報告 1min 老師總結

第二節結束第三節開始

1.三杯不同水溫的比較與測量，介紹水溫的測量、水溫對水質的影響、水溫變化對生物的影響等。(教師先示範，再由學生練習操作)

20min 15min 老師講解水溫因素

第三節結束

1. 溫度與 pH 值的關係實測

【教師先行配製弱酸溶液讓學生偵測】

2. 老師帶領學生看過「分析詮釋的準則」

3. 學生填寫學習單(二)第二部分。

4. 抽一組學生分享分析結果，再由老師帶領學生檢驗是否符合準則。

30min

40min 實驗+填寫學習單

×

3min 分享數據+講解 4min 講解「分析詮釋的準則」

第四節開始

(「分析詮釋的準則」

快速講過)

1. 作業：上傳溫度與pH值關係的分析處理結果與流程 (符合分析詮釋的準則)。

10min 2min 作業說明第四節結束

(3)

【第三次上課5/2】濁度、DO

1. 回顧上週實驗內容 2. 分享作業

20min 25min 由作業，帶學生看分析詮釋的準則

晚 5 分鐘上課，第一節可用時間 45 分鐘 1.帶學生看各組分析詮釋準

則的運用情形(可以跟分享作業時間通用，會更充足) 2.複習儀器使用及檢討操作

問題

15 min

10 min

(與回顧時間共用)

8min 檢討儀器使用

10min 練習使用儀器第一節結束 1. D.O與濁度的講解並發給學

生D.O相關補充資料。

2. 說明濁度計與D.O的校正及使用步驟。

3. D.O.的測量、D.O.對水質的影響、水溫變化對D.O.的影響等。

10 min 20 min 20 min

12min 講解濁度 6min 講解 DO 4min 儀器使用說明 25min 儀器校正與測量

第二節開始

第二節結束

1. 發給學生B.O.D.的補充資料、PASCO的B.O.D.測量儀器之操作手冊。介紹B.O.D.

的測量、B.O.D.對水質的影響等。

2. 總結 D.O. 和 B.O.D. 相關概念。

20 min 5min 講解 BOD 概念晚 10 分鐘上課，第三節可用時間 40 分鐘

1. 溫度與溶氧量D.O的關係實驗。

2. 小組討論填寫學習單(三) 第一部分。

30 min 35min 進行實驗第三節結束

1. 實測三杯水樣(汽水、果汁、清潔劑)的pH值、濁度與D.O。

2. 小組討論並填寫學習單 (三)第二部分。

40min 2min 講解

40min 實驗+寫學習單

1. 作業：將溫度與溶氧量分析、三杯水樣分析結果報告上傳至科學園。

2. 發下期中評量(闖關遊戲) 規則說明單。

10 min 8min 說明作業及下週進度

第四節結束

(4)

151

【第四次上課5/9】期中評量、校園巡禮

1.午休學生至實驗室練習儀器操作

30 min 30 min 午休時間 1. 進行闖關遊戲(期中評量) 60 min 50 min

1. 校園巡禮—提出研究問題(填寫學習單四)。

2. 先由學生選擇一個好的研究問題，再依據「提出問題標準」，判斷研究問題，再由老師帶領討論個別的研究問題。

3. 各組學生依據「提出問題標準」，修正研究問題(填寫學習單四、提出問題標準表格)。

40 min 5min 課程說明

18min 說明「提出問題標準」

5min 說明校園巡禮各站位置

15min 各組討論決定研究問題

5min 分享各組題目

晚 10 分鐘上課，第二節可用時間 40 分鐘

(佔用下課 10 分鐘) 第二節課結束第三節課開始

1. 校園巡禮—各組按照事前規劃好的路線，校園中有5個水樣點，每個地點同時有兩組學生測量水樣。

2. 每組在每個水樣點停留時間10分鐘，即前往下一個水樣點。

3. 每位老師留守一個水樣點，進行指導。

50 min 55min 校園巡禮測量 (佔用下課 10 分鐘，延後上課時間)

1. 回到實驗室，小組討論與分析觀測結果。

2. 各組報告初步結果。

20 min 20 min

5min 作業說明 27min 整理數據儀器

×

第四節課開始(晚 20 分鐘)

(沒有報告初步結果) 第四節課結束 1. 作業：將校園巡禮研究報

告上傳至科學園。

10 min (於第四節開始時說

明)

(5)

【第五次上課5/23】景美溪虛擬水質環境體驗、研究計畫構想書

1. 老師測量第一次上課三罐水的pH值、濁度、D.O，學生依據校園巡禮所測數據推測水樣來源，再由老師公佈答案。

2. 分享校園巡禮研究報告

30 min 3min 說明 DO 計更正後的使用方法

4min 說明本次課程進度

×

晚 10 分鐘上課，第一節可用時間 40 分鐘 (沒有公佈第一次上課的三罐水的來源) (因報告繳交延期，未進行報告分享) 1. 景美溪虛擬水質環境體驗

2. 填寫學習單(五)

70 min 25min 看影片「河死了」

6min 虛擬景美溪影片 1min 說明下節課進度 (10min 學生利用下課時間寫學習單) 8min 寫學習單 7min 老師以兩組學習單討論結果與同學討論說明

10min 說明概念圖的繪製方法

5min 學生畫概念圖 5min 老師在補充說明繪製方法

10min 學生畫概念圖 (5min 學生利用下課時間畫概念圖)

第一節課結束

晚 5 分鐘上課，第二節可用時間 45 分鐘

第二節課結束

1. 說明研究計畫構想書內容

2. 分組研究：學生依據構想書、及提出問題的準則，

擬定研究計畫

3. 各組指導老師參與指導

4. 讓所指導的組別分別報告這次討論結果後，互相提供建議

70 min

20 min

1min 概念圖連結線上的說明

6min 說明前次作業缺交以及不足之處，請學生補齊

15min 老師說明研究計畫構想書內容 20min 各組討論並擬定研究問題(分兩間教室進行)

13min 各組繼續討論 14min 其中一間教室進行分享研究問題與建議(結束後回原教室)

×

晚 5 分鐘上課，第三節可用時間 45 分鐘

第三節課結束

(時間不足，未進行)

(6)

153

1. 作業：將所決定的研究問題上傳至科學園，由小組間進行互評，最後收集各組建議，並修正研究問題。(互評表)

2. 作業：小組討論評析一篇科展研究報告(針對提出問題、分析詮釋二個部份)

20 min 8min 說明作業，學習單上傳及下載

×

第四節課結束

(作業 2 個案教師建議延後實施)

【第六次上課5/30】討論評析科展研究報告、分組研究

1. 老師帶學生看看研究問題的可行性。

2. 上科學園 download 其他組別所給的研究題目的建議。

3. 參考其他組別所給建議，或上網收集相關資料，修改各組的研究問題。

4. 指導老師給予各組建議。

100 min 3min 老師說明本節上課進度

37min 學生進行討論、查資料

2min 老師說明本節上課進度

15min 各組繼續討論 31min 第一~五組上台報告研究題目，其他組別同學給建議 25min 第六~十組上台報告研究題目，其他組別同學給建議 17min 各組繼續討論學習單

晚 10 分鐘上課，第一節可用時間 40 分鐘第一節課結束

第二節課開始

第二節課結束晚 8 分鐘上課，第三節可用時間 42 分鐘第三節課結束 1. 分組研究：依據所提出(修

正後)的研究問題，設計研究步驟。

2. 各組指導老師參與指導 3. 讓所指導的組別分別報告

這次討論結果後，互相提供建議

80 min

20 min

4min 老師說明接下來幾週的進度

40min 學生填寫學習單，完成後上傳，教師對已經上傳的學習單給予建議

×

晚 5 分鐘上課，第一節可用時間 5 分鐘

第四節課結束 (時間不足，未進行)

(7)

【第七次上課6/6】分組研究

1. 確定研究問題、研究步驟

2. 分組研究：收集資料、分析資料、撰寫研究報告 3. 各組指導老師參

與指導

100 min

30 min

13min 老師說明本週上課進度，以及研究簡報檔案內容 10min 老師說明研究成果報告格式內容 15min 各組進行討論或開始實驗

50min 各組進行討論或實驗

25min 各組進行討論或實驗

5min 老師請同學移動到另一間教室

5min 老師說明下週進度

15min 各組繼續討論活動

×

第一節課結束第二節一整節課

第三節一整節課

第四節課開始

第四節課結束 (未進行此部分)

1. 老師講解二種準則(完整版) 2. 學生依據二種準

則討論科展報告 3. 老師帶領學生分享對科展報告的評析

70 min × (未進行此部分)

(8)

155

【第八次上課6/13】分組研究

1. 分組研究：收集資料、分析資料、撰寫研究報告 2. 各組指導老師參與指導

100 min

30 min

30min 各組進行實驗、

分析數據、製作報告 50min 各組進行實驗、

分析數據、製作報告

×

晚 20 分鐘上課，第一節可用時間 30 分鐘第二節一整節課

第三節一整節課 (未進行此部分)

4. 老師講解二種準則(完整版)

5. 學生依據二種準則討論科展報告

6. 老師帶領學生分享對科展報告的評析

20 min 20 min

30 min

40min 老師帶領學生看科展報告，並使用評析表進行分析討論，學生同時填寫評析表 2min 老師說明上傳研究簡報檔的位置

第四節課結束 (未進行此部分)

(9)

【第九次上課6/20】分組研究

1. 各組口頭報告研究結果(需準備powerpoint檔，每組10 分鐘)

2. 書面報告請於 6/24前繳交

100 min 5min 第一組報告 12min 第三組報告 15min 第四組報告 11min 第五組報告 10min 第六組報告 (休息 10 分鐘) 6min 第二組報告 13min 第七組報告 15min 第八組報告 17min 第九組報告 8min 第十組報告 3min 教授講評

第二節課開始

(佔用第三節課前半) 1. 課程後測：問卷

2. 課程後測：測驗

20 min 80 min

90min 測驗

(10)

157

附錄二 PASCO 探測器

編號探測器適用範圍

1 溫度/聲音/光度三合一感應器

(Temperature/Sound Level/Light Sensor)

1.溫度範圍：攝氏-10~50 度 2.聲音範圍：40~90 分貝 3.光度範圍：0~5,000 Lux 2 酸鹼度計 (pH Sensor) 1.範圍：0~14

2.解析度：0.01 3.精確度：0.1 3 濁度計 (Turbidity Sensor) 1.範圍：0~400 NTU

2.精確度：0.2~1 NTU 4 含氧量分析儀 (Dissolved Oxygen Sensor) 1.範圍：0~20 mg/l

2.解析度：0.01mg/l 3.精確度：0.2mg/l

(11)

附錄三研究的鷹架—二種準則(提出問題、分析詮釋)

提出問題準則

第＿＿組的研究問題為________________________________________________

準則符合程度理由

1. 根據問題能形成可測試的假說

o非常符合 o符合 o不符合 o非常不符合 2. 問題可經由科學研究

來回答

o非常符合 o符合 o不符合 o非常不符合問

題必須可實行的

3. 實行研究的器材和資源必須可取得的。

o非常符合 o符合 o不符合 o非常不符合 4. 問題的探索過程可以

應用你已學過的科學概念。

o非常符合 o符合 o不符合 o非常不符合 5. 問題的答案可以應用

到不同的情況。

題是具價值的

6. 問題的探索可產生一個較好的科學模式或理論

o非常符合 o符合 o不符合 o非常不符合 7. 問題的範圍不能太廣

或太狹隘（可以在一個月完成的研究）。

題的範

圍 8. 問題的答案不適合過於簡單(例如：是、不

o非常符合 o符合

(12)

159

是、對、錯或可直接從書籍資料查到答案的問題都不適合）。

o不符合 o非常不符合 9. 問題與日常生活、文化

相關。

o非常符合 o符合 o不符合 o非常不符合 10. 我對問題感到興趣且

有持續研究的動機。

題的意義

11. 解決問題的過程不能危害生命或環境。

o非常符合 o符合 o不符合 o非常不符合

依據上列準則研究問題擬修改為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

(13)

分析詮釋準則

準則

符合程度達成項目

1.將資料歸納整理成有意義的形式

o 非常符合 o 符合 o 不符合 o 非常不符合

oA.將資料分類 oB.將資料表格化 oC.將資料繪成圖 oD.將資料轉化成數學關係式或化學方程式 2.檢驗所有合

理的假說

oA.資料足以檢驗假說 oB.逐一檢驗個別假說 oC.綜合檢驗數個相關假說 oD.支持假說的證據具說服力

3.找出資料中的趨勢或模式

oA.有足夠的資料形成此趨勢或模式 oB.形成的趨勢或模式可回答研究問題 oC.形成的趨勢或模式是我所預期的 oD.能以科學的想法或理論說明此趨勢

或模式的意義 oE.對於資料中不符合模式的部分我能

提出說明 4.避免誤差和

偏見

oA.已仔細檢查每個分析步驟的精確性 oB.小心檢視推理過程可能的偏見

oC.保持存疑的態度，小心求證

5.針對研究結果提出合理且一致的詮釋

oA.綜合各項結果得出結論 oB.以科學知識詮釋結論 oC.透過討論檢驗此結論的合理性 6.記下實驗過

程的內容及其理由

oA.寫出資料分析流程 oB.解釋分析流程如何回答研究問題 oC.記下實驗過程的考量（例如：改變實

驗設計的理由）

(14)

161

附錄四科學探究能力試題

科學探究能力試題

試題說明：

1. 此份試題設計是想要了解高中學生科學探究能力的表現，共三大題，請依據題目說明，詳細回答。

2. 作答時間：80 分鐘。

3. 此份試題不影響你的學科成績，請放心作答。

學校：

班級：

座號：

姓名：

性別：

研究團隊：

國立台灣師範大學理學院

黃福坤教授許瑛玿教授吳心楷教授謝莉文

(15)

一、機車的排氣管怎麼生鏽了？

家住台北市景美地區的大華注意到自己停放在室外的機車，排氣管有生鏽的現象。某日，大華到基隆港附近的阿姨家玩，發現阿姨家與自己同時購買、同型、

同樣停放在室外的機車，排氣管生鏽的情況更為嚴重。

1.你認為上述地點致使機車排氣管生鏽的可能因素有哪些？並指出兩地的差異。

2.詳細說明這些因素對排氣管造成的影響為何？

3.請你針對其中一個因素，設計實驗探討這個因素對排氣管所造成的影響？(實驗內容須包含研究問題、變因、實驗步驟)

(16)

163

二、某一位國王有X、Y、Z 三個完全相同的金屬塊，他拿了X、Y 兩個金屬塊分別請甲、乙兩位珠寶商製作皇冠(如圖 1)，製作完成後國王想知道珠寶商是否有使用其他金屬混入皇冠中，因此測量兩頂皇冠的質量，發現均與Z 金屬塊相同，為2675 公克。但國王仍然不滿意，於是請科學家來幫他檢驗皇冠的組成。

科學家先測量了Z 金屬塊的體積(如圖 1)，然後使用如圖 2 的裝置測量皇冠的體積，得到結果如表1 所示。另外，其他金屬的密度如表 2 所示。

表1

測量次數

甲珠寶商所做皇冠排出液體體積(cm³)

乙珠寶商所做皇冠排出液體體積(cm³)

1 202 123

2 200 124

3 201 126

4 198 125

5 199 127

X Y Z

(甲珠寶商) (乙珠寶商)

5 cm 5 cm

5 cm 5 cm 5 cm

5 cm

5 cm 5 cm

圖1

圖2

(17)

表2

金屬名稱金屬密度(g/cm³) 白金 21.4

金 19.3 銀 10.5

銅 8.9

鋅 7.1

鋁 2.7

1.請問 Z 金屬塊的密度為，甲珠寶商所做皇冠的密度為，乙珠寶商所做皇冠的密度為。 (請列出運算式，並標明單位)

2.如果你是科學家，你如何向國王報告你的實驗結果?

3.結果顯示兩位珠寶商所製作的皇冠是否有混入其他金屬？證據為何(若有混入其他金屬，可能為表2 中哪一種金屬？原因為何？)？

(18)

165

三、如圖3 所示，台車實驗裝置，變因如下：

(1) 車輪材質：有兩種重量相同、

但材質不同的車輪 (黑色表示表面光滑、白色表示表面有汽車輪胎的花紋)。

(2) 車身重量：車身為單一尺寸、

相同重量。

(3) 坡面：坡道為單一材質、長度相同。

(4) 負重：黑色物體每一塊重量相同。

(5) 坡度：支撐坡道的磚塊每一塊高度相同。

(6) 車速：台車到達坡面底部的速度。

根據圖3 的設計提出至少兩個研究問題？研究問題中包含哪些變因？可用圖 3 中哪幾組裝置來進行實驗？請填入表3 中。

表3

研究問題

變因 [填代號：(1)車輪材質、(2)車身重量、

(3)坡面、(4)負重、

(5)坡度、(6)車速]

可用圖 B 中哪幾組裝置來進行實驗

(請用文字描述) 控制

變因

操縱變因

應變變因

(請填寫 R、S、

T、…Z 等組別代號)

控制變因：在實驗過程中，保持不變的變因。

操縱變因：在實驗過程中，人為操作使其改變的變因。

應變變因：在實驗過程中，因為操縱變因的變化而發生改變的變因。

R S T

圖3

(19)

附錄五科學探究能力試題參考答案與評分標準

第一題：排氣管生鏽題號配

分

標準答案給分方式

1-1.1 3 主要因素：空氣(氧)、酸雨(雨、水氣)、

溫度、鹽分

3：四項主要因素皆列出 2：列出二~三項主要因素 1：只列出一項主要因素 0：其他較無關因素，或空白 1-1.2 2 空氣(氧)：兩地無明顯差異

酸雨(雨、水氣)：基隆降雨較景美地區多

溫度：使用時間長，溫度較高鹽分：基隆近海空氣中含鹽分較景美

地區高

2：四項主要因素的差異 1：只列出一~三項主要因素 0：其他無關說明，或空白

1-2 5 說明所提出因素如何造成生鏽的現象 主要因素：

空氣(氧)：氧氣較多較容易生鏽(氧氣多，氧化反應較多造成生鏽較多)

酸雨(雨、水氣)：水氣較多較容易生鏽溫度：溫度較高較容易生鏽

鹽分：鹽分較高較容易生鏽其他因素：

油：排氣管未上油較容易生鏽

5：正確說明所提出的全部因 素如何造成生鏽

4：正確說明所提出的部份因 素如何造成生鏽

3：說明所提出的因素如何造成生鏽，但有錯誤 2：只說會造成生鏽，未說明

如何影響

1：其他可能情況(ex.只列出氧化反應式，沒有其他說明)

0：其他無關情況(造成排氣管故障、排放廢氣…)或空白

1-3.1 1 EX.空氣濕度對排氣管生鏽的影響為何？(學生依據所提出的因素，任選一項來探討)

1：正確提出研究問題 0：錯誤或空白

1-3.2 2 EX.以 3.1 的研究問題為例操縱變因：空氣濕度

控制變因：在1.1 中提出的因素扣除操縱變因，以及儀器材料與外在環境的控制

應變變因：(排氣管)生鏽情形

2：正確提出控制、操縱、應變變因

1：部分變因正確 0：錯誤或空白

(20)

167

1-3.3 2 EX.以 3.1 的研究問題為例

a. 準備三個相同大小且含蓋的玻璃容器，以及三個相同大小、質量的鐵片(代替排氣管)

b. 將三個玻璃容器置於相同的環境 (外在環境的控制)中，將三個鐵片分別放入三個容器中，第一個容器加入5 毫升的水，第二個容器加入 1 毫升的水，第三個容器不加水，

蓋上蓋子密封

c. 每天記錄鐵片表面的情況，一個月後取出鐵片秤重

2：完整的實驗組與對照組的實驗設計

1：部份實驗設計有誤，或未控制好

0：其他或空白

第二題：國王的皇冠題號配

分

2-1.1 1 Z:密度 2675/125=21.4g/cm³ 1：正確答案、缺單位扣 0.5、列算式只算到整數位扣0.5 0：錯誤或空白

2-1.2 2 甲:密度

2675/200=13.375(13.4)g/cm³

2：正確答案(四捨五入至小數第一位算對)、缺單位扣0.5、列算式只算到整數位扣0.5 1：答案有誤差(體積未先平均就

計算、或算式對但計算錯誤)、缺單位扣 0.5

0：錯誤或空白

2-1.3 2 乙:密度 2675/125=21.4g/cm³ 2：正確答案、缺單位扣 0.5、列算式只算到整數位扣0.5 1：答案有誤差(體積未先平均就

計算、或算式對但計算錯誤)、缺單位扣 0.5

0：錯誤或空白 2-2 5 比較：甲皇冠密度與Z 金屬不同(甲

較小)，乙皇冠密度與 Z 金屬相同(同為白金)。

結果：甲皇冠(除白金之外)有混入其他金屬，乙皇冠沒有混入其他

5：正確比較與正確結果 4：只有寫正確結果 3：正確比較與部分結果 2：只寫部分結果，或只寫正確

比較

(21)

金屬(為純白金)。 1：只寫部分比較

0：只寫比較或結果，且錯誤；

或空白 2-3 5 (結果)是，甲珠寶商所作皇冠有混

入其他金屬，(推論)因混入後的密度為13.4g/cm³，所以混入的金屬密度應小於13.4g/cm³，可能為銀銅鋅鋁。

加上顏色，可能由銀、鋅、鋁選擇其一。

5：正確結果，並利用其他已知知識，進一步推定單一結果 4：正確結果，並利用其他已知

知識，進一步推定單一結果，

但不完全正確；或只是一群可能結果

3：正確結果，並推測單一可能，

但未說明原因

2：正確結果，並推測單一可能，

但推論有誤

1：正確結果，但未推論可能金屬及原因

0：錯誤結果或空白

第三題：台車坡道實驗題號配

分

3-1 寫出至少兩個研究問題

5 控制其他變因(車輪材質、負重)，

探討坡度對車速的影響

控制其他變因(車輪材質、坡度)，

探討負重對車速的影響

控制其他變因(負重、坡度)，探討車輪材質對車速的影響

5：控制其他變因，討論一個變數對另一個變數的影響

4：其他變因控制不完整，

討論一個變數對另一個變數的影響

3：直接討論某變數對另一變數的影響

2：只寫出一個研究問題，

且正確完整(如同 5 分的形式)

1：只寫出影響的變數(未寫應變數)，或只寫一個研究問題但不完整

0：其他錯誤答案或空白 3-2.1 2 控制變因

•(‚ƒ可

控制變因

•(‚ƒ可

控制變因 (‚ƒ可略)

2：每小題完整選擇控制變因

(22)

169

略)„ 略) … „… 1：部分小題的控制變因不完整(少選或多選) 0：每小題的控制變因都不

完整(少選或多選)，或空白

3-2.2 2 坡度… (操縱變因)

負重„ (操縱變因)

車輪材質•

(操縱變因)

2：每小題選擇一個正確的操縱變因

1：部分小題的操縱變因正確、部分錯誤

0：每小題的操縱變因都錯，或空白

3-2.3 1 車速† (應變變因)

車速† (應變變因)

1：每小題選擇一個正確的應變變因

0：小題中的應變變因有錯誤或空白

3-3 5 UVY 三個都寫為正解。

若為UV、

UY、VY、

SX、TZ 算缺少。

若不是前述六種組合則為錯誤。

若寫了 UVY 又寫 SX 則算對 (只要有寫出正解，外加其他都算對；在學生答案中選擇一個最佳的來評分)

RUT 三個都寫為正解。

若為RU、

RT、UT、

SW、YZ 算缺少。

若不是前述六種組合則為錯誤。

若寫了 RUT 又寫 SW 則算對 (只要有寫出正解，外加其他都算對；在學生答案中選擇一個最佳的來評分)

SVXY 四個都寫為正解。

若為SV、

XY 算缺少。

若不是前述三種組合則為錯誤。

(只要有寫出正解，外加其他都算對；在學生答案中選擇一個最佳的來評分)

5：每個研究問題都選擇正 確的實驗組合

4：只在車輪材質研究問題 的答案組合有缺少或錯誤

3：部分研究問題的答案組 合有缺少

2：部分研究問題的答案組 合有錯誤

1：每個研究問題的答案組 合都有缺少

0：每個研究問題的答案組 合都有錯誤，或空白

(23)

附錄六科學探究學習環境偏好問卷

科學探究學習環境偏好問卷

1、請記得在試題本填入班級、組別、座號、姓名。

2、答案卡上以2B鉛筆塗入座號，並寫上班級、座號、姓名。

3、請等待試題說明結束後，統一開始作答。

作答時間： 20 分鐘

注意事項：

選擇題除第7題、第8題為複選題，其餘皆為單選題，請以2B鉛筆於答案卡 上塗選答案。

＊請仔細閱讀每一項敘述，將您的答案在答案卡上的內以黑色 2B 鉛筆塗滿即可，

例如：

填滿 “A”表示你選擇 A 選項

“B”表示你選擇 B 選項 “C”表示你選擇 C 選項 “D”表示你選擇 D 選項

“E”表示你選擇 E 選項

＃題目中沒出現的選項請勿選塗

請等待老師指示，才可翻頁作答。

班級：

組別：

座號：

姓名：

A B C D E

(24)

171

基本資料：

1.家中有電腦？ □A:是 □B:否

2.家中有你個人專屬的電腦(不須與其他家人共用)？ □A:是 □B:否 3.當你需要使用網路資源時，你通常在哪裡上網？

□A:自己或家裡的電腦 □B:學校電腦教室或專科教室的電腦 □C:網咖

□D:同學或朋友家 □E:其他(請註明：___________________________) 4.你平均每週會使用電腦幾個小時？

□A: 2 小時以下 □B: 2~5 小時 □C: 5~10 小時 □D: 10~20 小時 □E: 20 小時以上 5.你覺得你對電腦的操作是否熟練？

□A:蠻熟練的，大部分的功能都會用

□B:普通，足以應付學校電腦課

□C:不太熟，經常需要請人幫忙 6.當你在學習新的軟體或硬體時

□A:可以看著說明書自學

□B:只看說明書可能沒辦法學會，需要他人示範才能學會

□C:需要多次練習才能學會

□D:即使花了很多時間也學不會

7.你用電腦進行學習活動時，大部分時間是用來做哪些事情？(可複選)

□A:打作業 □B: E-mail □C:搜尋資料 □D:上下載檔案 □E:製作動畫或網頁 8.你用電腦進行休閒活動時，大部分時間是用來做哪些事情？(可複選)

□A:瀏覽網頁 □B: BBS □C:上下載檔案 □D:玩電腦遊戲

□E:線上聊天(ICQ/MSN/Skype)

請翻頁繼續作答

(25)

在行動學習的課程中，我能夠^… ^非_常

不同意

普通

同意

非常同意

在提出研究問題方面： A B C D E

9 我能提出一個可執行的研究問題 □ □ □ □ □ 10 我能修正不夠明確的研究問題 □ □ □ □ □ 11 我能指出研究問題中，所涉及的變數 □ □ □ □ □ 12 我能針對研究問題，預測變數間的關係 □ □ □ □ □ 13 我能針對研究問題提出可測試的假說 □ □ □ □ □

在計畫執行研究方面： A B C D E

14 藉由科學研究我能找到問題的答案 □ □ □ □ □ 15 能透過科學研究來測試我的想法 □ □ □ □ □ 16 我能設計實驗步驟來探究問題 □ □ □ □ □

17 我能修正不恰當的實驗步驟 □ □ □ □ □

在分析詮釋資料方面： A B C D E 18 我能使用電腦相關設備收集資料 □ □ □ □ □ 19 我能使用電腦相關設備分析資料 □ □ □ □ □ 20 我能使用電腦相關設備彙整資料並得到結論 □ □ □ □ □ 21 我能使用電腦相關設備呈現科學研究成果 □ □ □ □ □

22 我能使用數學方法分析資料 □ □ □ □ □

23 我能把數據資料轉換成圖表 □ □ □ □ □

在建構解釋和模式方面： A B C D E

24 我能根據資料提出解釋 □ □ □ □ □

25 我能從實驗結果，歸納出變數間關係 □ □ □ □ □ 26 我能清楚解釋二個以上變數間關係 □ □ □ □ □ 27 我能接受其他人的質疑，並考慮其他可能的解釋 □ □ □ □ □ 28 我能根據科學研究的資料，修正原有的想法 □ □ □ □ □ 29 我能依據資料與科學知識選擇最佳的解釋 □ □ □ □ □

(26)

173

在行動學習的課程中，我能夠^… ^非_常

不同意

普通

同意

非常同意

在溝通分享方面： A B C D E

30 我會向其他同學解釋我的想法 □ □ □ □ □ 31 其他同學會向我解釋他們的想法 □ □ □ □ □ 32 我會與其他同學討論彼此的想法 □ □ □ □ □ 33 我與其他同學討論如何進行科學專題研究 □ □ □ □ □ 34 我會與其他同學評論彼此作品 □ □ □ □ □ 35 我們能經由小組討論後，獲得具體結論 □ □ □ □ □

在行動科技學習方面： A B C D E

36 我能操作課程中所介紹的行動科技(筆記型電腦、感應器) □ □ □ □ □ 37 我能使用科學園(網路討論區)完成科學研究 □ □ □ □ □ 38 我能使用資料分析軟體(DataStudio、Excel)完成資料收集和分

析 □ □ □ □ □

39 利用行動科技進行科學研究，讓學習方式生動活潑 □ □ □ □ □ 40 利用行動科技進行科學研究，能引起我的學習動機 □ □ □ □ □ 41 利用行動科技進行科學研究，對我造成很大的壓力 □ □ □ □ □ 42 利用行動科技進行科學研究，讓我學到有用的科學知識 □ □ □ □ □ 43 我覺得要學會行動科技的使用很困難 □ □ □ □ □ 44 我願意再參加行動科技學習的課程 □ □ □ □ □

45 我願意再參加科學研究課程 □ □ □ □ □

(27)

以下問題請直接於試題本上作答

一、參與本次行動學習課程妳覺得最大的收穫是什麼？

二、妳對於上課方式(這幾週我們藉由討論、利用電腦進行實驗、主題研究的方式進行課程) 有什麼樣的看法呢？

三、妳對本次課程內容進度的安排，有什麼看法或建議嗎？

四、妳對本次課程中的學習單，有什麼看法或建議嗎？

五、妳對本次課程所使用的儀器設備，有什麼看法或建議嗎？

問卷結束，謝謝作答！

(28)

175

附錄七晤談單晤談單：

1. 你是否曾參加過科展？或參觀過科展？

2. 你認為一個好的研究問題應符合哪些條件？

3. 若你有一個月的時間進行科學專題研究，對你而言，下列研究問題中，哪一個是好的研究問題？

(1) 元素週期表中所有的金屬在水中所受浮力有何不同？

(2) 不同品牌可樂的殺蟑螂效果有何不同？

(3) 空氣污染對於全球氣候變遷的影響為何？

(4) 二氧化硫是否會造成酸雨？

(5) 物體沒入液體的體積與其減輕的重量間的關係為何？

4. 你所選的研究問題符合你所提出的哪幾個條件？有全部符合嗎？

5. 如果沒有完全符合你所提出的條件，你會如何修正研究問題？

6. 在研究問題(5)中，包含哪些研究變項？

7. 若根據所得到的實驗裝置及數據資料，請你試著整理歸納數據？

8. 你有沒有想過要用圖(表)來整理資料呢？請試著做做看。

9. 圖表中是否呈現趨勢(模式)？若有，請說明。

10. 由你整理出來的研究結果，請提出具體的結論。

物體沒入液體的體積與其減輕的重量間的關係為何？(實驗裝置及數據資料)

(29)

物體沒入液體的體積與其減輕的重量間的關係為何？(實驗裝置及數據資料)

(30)

177

(31)

附錄八檢核表—Checklist

填表人簽名：日期：

課堂行為教室觀察

課程活動發生頻率*

從不偶爾經常總是 一、主動探索現象

1. 學生提出與現象有關的問題 o o o o

2. 學生預測及解釋現象 o o o o

3. 學生在動手做的過程用心思考 o o o o

二、知識的使用及應用

1. 學生應用所學的科學知識 o o o o

2. 學生選取並應用多種的資源（例如：書籍、期刊、網路資料等） o o o o

3. 學生計畫並且實行科學研究 o o o o

4. 學生在新情境下應用概念和技能 o o o o

5. 學生有時間進行反思 o o o o

6. 學生採取實際行動去改善週遭環境 o o o o

7. 為了回答研究問題，學生主動學習相關的科學知識或技能 o o o o

三、多重表徵

1. 學生使用不同的方式評鑑自己或他人的作品或表現 o o o o

2. 學生藉由作品（包括：報告、作品、學習單、模型）呈現出他們的科學理解

o o o o

3. 學生修改作品 o o o o

四、學習社群

1. 學生用語言當作表達知識的工具（包括：口語、寫作） o o o o

2. 學生根據科學概念及理論來表達、討論及做決定 o o o o

3. 學生討論證據的正確度和可信度 o o o o

4. 學生受到教師或同儕的幫助，學得新的科學知識或技能 o o o o

五、教學策略

1. 教師使用「為什麼」的問題要求學生提出解釋 o o o o

2. 教師對學生做出「……因為…..」修辭上的提示 o o o o

3. 教師使用圖表教學 o o o o

4. 教師鼓勵學生對研究問題做出解釋 o o o o

5. 教師鼓勵學生用科學理論來作為解釋的基礎 o o o o

6. 教師鼓勵學生用科學用語來解釋 o o o o

7. 教師鼓勵學生提出證據，支持論點 o o o o

8. 教師鼓勵學生用數據作為證據 o o o o

(32)

179

9. 教師鼓勵學生用圖表作為證據 o o o o

10. 教師鼓勵學生指出變數間的關係 o o o o

11. 教師鼓勵學生描述推理思考的過程 o o o o

六、擬真的學習任務

1. 學習單上的內容圍繞且支持該課程中的活動 o o o o

2. 主題或問題與學生是感興趣的 o o o o

3. 學習與學生的校外生活連結 o o o o

* 一週四小時中，發生的總次數：從不(0 次)，偶爾(1-6 次)，經常(7-12 次)，總是(13 次以上)。

(33)

附錄九場記表範例

場記表填表人：真老師出席人數：29 人，8 號缺席

上課地點：3F 化學實驗室，校園

使用儀器：NB、PowerLink、感測器(溫度、pH、濁度、DO)

【第四次上課5/9】期中評量、校園巡禮

活動流程預計時間進行時間進行活動

1.午休學生至實驗室練習儀器操作

30 min 12:30~1:00 學生分別於兩間實驗室練習儀器操作，準備闖關。

1. 進行闖關遊戲(期中評量)

60 min 1:10 1:15~2:00

規則說明，闖關位置分配。

分兩間教室進行闖關測驗。

1. 校園巡禮—提出研究問題(填寫學習單四)。

2. 先由學生選擇一個好的研究問題，再依據

「提出問題標準」，判斷研究問題，再由老師帶領討論個別的研究問題。

3. 各組學生依據「提出問題標準」，修正研究問題(填寫學習單四、

提出問題標準表格)。

40 min 2:20

2:26

2:50

3:11

開始上課，收各組闖關卡，接下來的課程說明。

進行學習單(四)，以問題 2.為例，帶學生看研究問題的準則。

說明各組在各觀測點的時間分配，及各點的負責老師。

準則及說明講完，各組開始討論，決定校園巡禮的研究問題。

提醒同學要先校正需要帶出去的儀器。

先看各組目前所提出的研究問題，稍作說明。

(34)

181

3:18 出發至各觀測點進行實測(比預定時間晚10 分鐘出發)

1. 校園巡禮—各組按照事前規劃好的路線，校園中有5個水樣點，每個地點同時有兩組學生測量水樣。

2. 每組在每個水樣點停留時間10分鐘，即前往下一個水樣點。

3. 每位老師留守一個水樣點，進行指導。

50 min

3:55

4:10

跟拍三組焦點組第一組回到教室

約全部組別回到教室各組開始進行資料分析

1. 回到實驗室，小組討論與分析觀測結果。

2. 各組報告初步結果。

20 min

4:30

4:44

老師交代下次作業繳交時間及前幾次作業尚未繳交的補交時間。儀器不需使用的可以先收，計需分析資料。

老師提醒儀器收好的請寫學習單(四)。

1. 作業：將校園巡禮研究報告上傳至科學園。

10 min 5:00 放學。