九年一贯课程自然与生活科技领域提升国小学生科学态度教学与学习材料之研究.doc

九年一貫課程『自然與生活科技』領域提昇國小學生
科學態度教學與學習材料之研究

莊嘉坤 盧惠鈴
國立屏東師範學院數理教學研究所
TEL：[phone]~6100 Email：[e-mail]
TEL：[phone] Email：miamio@

摘 要
本研究目的在探討國小「自然與生活科技」領域教學，如何透過行動研究法提昇學生的科學態度。研究對象為屏東縣某國小五年級某班學生。研究中設計以「酸鹼鹽」為統整主題的教學模組與學生科學態度量表，以評測學生教學前後科學態度之改變。
研究結果發現：教學中融入與生活相關、有趣的學習材料，透過分組合作與親自操作，學生呈現對教學活動內容深感興趣，且對實驗操作態度積極；由教學實錄觀察，發現學生對各項觀察與實驗活動積極參與，明顯地表現出創造力；且教學前後學生科學態度量表的表現達顯著差異(P<.05)，顯示教學後學生的科學態度明顯提昇。
關鍵詞：科學態度，教學模組，學習材料。

一、研究動機與背景
民國九十學年度起九年一貫課程開始逐年實施，是為我國教育史極為重大之教育改革。課程改革主要目標在於培養國民的十項基本能力，從個體發展、社會文化及自然環境等三個面向在國民教育階段課程中，提供語文、健康與體育、社會、藝術與人文、數學、自然與生活科技及綜合活動等七大學習領域(教育部，民89)。而將「自然與生活科技」規畫在同一個學習領域，更是在科學教育上的重大變革，十項基本能力的落實必然是在生活當中，而基於自然科學在生活方面的應用是全面性的，許多的創造發明更是日常生活中所不可或缺的(陳伯璋，民88)。國民基礎教育階段雖未必能完全理解它們依據的原理原理原則，但是可以透過與生活題材結合的教學活動設計並強調親自動手實作的方式來進行教學，培養學生在科學活動中學習妥善使用、嫻熟操作，以增進解決生活問題的能力。
當前我國中小學科學教育的目標在於培養國民的科學素養。「素養」蘊含於內即為知識、見解與觀念，表現於外即為能力、技術與態度(Ajzen & Fishbein,1980., Gardner, 1975., Ledbetter,1993., Shrigley, Koballa, and Simpson,1988)。九年一貫課程「自然與生活科技」學習領域特別強調學生在學習各階段應習得的科學過程技能、科學認知、科學本質、科學態度、思考智能與科學應用等基本能力指標，以培養中小學生科學素養，進而提昇中小學生獨立思考與解決問題等十大基本能力。目前課程改革的主要方向，重視與日常生活的配合，以期學生從中發現問題、解決問題，透過在生活中的應用達成自然科本來的目標；應用科學方法、科學概念、科學態度於日常生活中事務之處理（柯啟瑤，民84；郭重吉，民81；Gardner,1975.,Myers & Fouts, 1992., Peterson & Knape,1993., Yager & Penick,1986）。本研究旨在探討九年一貫課程「自然與生活科技」學習領域教學中，如何培養與提昇學生正向對科學的態度，設計與開發融入提昇學生正向對科學的態度教學策略之教學模組，以及相關的評測工具。學習的材料以生活中常遭遇的問題為主，較易引發學生的關心，發展出主動與自主的學習活動（陳文典，民91）。期望能建立提昇我國中小學生科學態度之基本資料，並提供後續相關研究之參考。

二、研究目的
（一）研究發展九年一貫課程「自然與生活科技」領域，以五年級「酸鹼鹽」為主題之教學模組，包括：
1. 教師教學活動與教材設計。
2. 學生學習材料。
（二）設計與開發融入生活題材提昇國小學生正向的科學態度之教學活動設計。

三、研究方法
（一）研究樣本
以研究者任教屏東縣某國小五年級「自然與生活科技」某班學生，樣本數合計25人。
（二）研究工具
開發符合九年一貫課程「自然與生活科技」領域學生科學態度量表為評測工具。
（三）研究內容與步驟
1. 分析九年一貫課程「自然與生活科技」學習領域「酸鹼鹽」統整主題在國小高年級的教材內容。
2. 設計與修訂符合科學態度能力指標且能提昇學生科學態度之教學與學習內容。
3. 設計與開發九年一貫課程「自然與生活科技」學習領域中以「酸鹼鹽」為主題之教學模組。
4. 設計與修訂符合科學態度之教學前後學生科學態度量表。
5. 設計與發展單元教學活動設計與學習單，反思與修訂教學與教學材料的內容。
6. 進行教學前學生科學態度量表施測。
7. 實施模組教學，並全程錄影。
8. 教學後學生科學態度量表施測。
9. 資料分析與解釋。

四、研究結果與討論
（一）符合科學態度能力指標教學模組之設計與開發
1.教學模組原型圖
本研究依據研究的目的，在「酸鹼鹽」主題架構下設計相關的教學活動，開發教材的模組原型圖如下：

酸 鹼 鹽
物質的酸鹼性
酸鹼一家親

察『顏』觀『色』辨酸鹼
酸鹼世界知多少？世界

圖1 、『酸鹼鹽』模組原型圖
2.教學模組特色
本模組與教學活動由研究者根據科學態度能力指標自行開發，以學生生活經驗為起點，輔以日常易取得的各項材料，以酸鹼的概念學習為主軸，設計生動有趣、能引起學生學習興趣的教學活動內容。
(二)單元教學活動設計【範例：「酸鹼世界知多少」單元】
模組名稱：酸鹼鹽
單元名稱：物質的酸鹼性
活動名稱：酸鹼世界知多少？
適用對象：九年一貫自然與生活科技第三階段
時間：2節課（80分鐘）
教學器材：10種生活中常見的水溶液、紅、藍石蕊試紙、學習單、竹筷、小燒杯
學習情境：
本活動是要讓兒童以生活經驗為基礎，利用石蕊試紙檢驗生活中各種常見的水溶液性質。藉著學童親自操作、觀察及意見發表的方式，培養兒童思考智能與解決問題及正確的科學態度。 學習活動、流程與教學說明：
學 習 活 動
流 程
教 學 說 明
1-1複習溶液酸鹼性質的檢測。（15分鐘）
1-2進行生活中常見的水溶液檢測活動，讓學生發現各種溶液具有不同酸鹼性質的趣味。（25分鐘）
2-1各組發表試驗分類結果，以供比較討論。（25分鐘）
2-2提供矛盾狀況辨證：針對小組發表結果的相異、矛盾處提出質疑，促進學生比較與討論。（10分鐘）
2-3教師說明與歸納。

引起動機

實驗活動義

歸納說明
綜合比較
討論分享

☆引導學生經由實際的驗證分辨生活中常見的水溶液的酸鹼性。
☆ 請學生將實驗結果仔細的紀錄在學習單上，並與先前的學習經驗做結合。（5-3-1-3-1）
☆ 詳細記載實驗紀錄並與它組做比較。（5-3-1-2-4）

☆ 提供矛盾或不同的檢測結果讓學生討論與比較。（5-3-1-1-2）
說明：1.學習活動欄黑體字底下畫線部分為融入提昇學生科學態度之學習材料。
2.教學說明欄黑體斜體字部分為教學時配合科學態度之能力指標。

（三）融入提昇科學態度教學策略之教學活動分析

1.符合科學態度能力指標以提昇學生科學態度之教學策略
5-3-1-1 能依據自己所理解的知識，作最佳抉擇
策略一：鼓勵學生將所學習的問題與實際生活經驗相結合，誘發學生遷移性的思考，討論並提出解決問題最佳之方法。
策略二：活動中提供矛盾的情境，讓學生將新舊經驗相連結，並做出正確的判斷。
策略三：透過小組討論及老師反覆引導詰問，讓學生能確實表達出自己所理解的知識內容。
策略四：提供問題探討的機會，帶領學生在蒐集資料或動手實驗之後，能對問題做合理的歸因。

5-3-1-2 知道細心、切實的探討，獲得的資料才可信
策略一：要求學生細心操作實驗，時時提醒學生將實驗的過程及結果詳細紀錄，才能獲得可靠的資料。
策略二：要求學生對現象或實驗的觀察應反複進行，以獲得更正確的資料。
策略三：透過小組活動、發表，對所獲得的結果進行討論與檢驗，確定其正確性。
策略四：在分組實驗過程中，提醒學生細心觀察實驗的每一個步驟，並在各組實驗結果的比較中，讓各組說明其間誤差的原因。
5-3-1-3 相信現象的變化有其原因，要獲得什麼結果，需營造什麼變因
策略一：教師在教學活動中鼓勵學生將觀察事項細心記錄，並隨時與科學理論相互檢證。
策略二：在實驗課中，要求學生能說出實驗控制的變因有那些，提醒學生詳細記錄實驗的過程及控制變因的變化情形，並討論現象變化的因果關係。
策略三：引導學生瞭解實驗可藉由操作變因，改變實驗結果，所以要獲得什麼結果，需反向營造變因。
策略四：引導學生討論或設計不同操作變因的實驗，紀錄實驗的變因及結果並進行比較、討論。

2.符合科學態度分段能力指標教學活動之分析
(1)【學習活動情境：學生檢驗從家中帶來的各種水溶液，依據學習單的要求細心的辨認石蕊試紙的變化 】中，同一種溶液需用兩種不同（紅、藍）試紙試驗以做對照，符合九年一貫科學態度能力指標5-3-1-1能依據自己所理解的知識，做最佳抉擇。
(2)在【學習活動情境：進行教師帶來的五種溶液檢測實驗活動】中，各組面對同樣的溶液做檢測時，學生對於教師準備的溶液的酸鹼性已經有先備的知識與經驗，並在教師引導之下激起學生思考實驗過程的各項環節，符合九年一貫科學態度能力指標5-3-1-3相信現象的變化有原因，要獲得什麼結果，需營造什麼變因。
(3)在【學習活動情境：分組發表實驗結果並做綜合比較】中，各小組在實驗過程中，根據生活中的舊經驗與實驗所得的結果做比照，對石蕊試紙的變色進行細心的觀察與討論之後才做酸鹼性的判定，並做出實驗的結論與心得，符合九年一貫科學態度能力指標5-3-1-2知道細心切實的探討獲得的資料才可信。

3.教學後之省思：
(1) 有兩組學生對生活常見的溶液有酸性較多、鹼性較少的心得，原因是所帶來的溶液剛好較偏向於某種性質，雖在教學活動中有對學生加以說明，但仍不如用實驗證明有說服力。學生帶來的溶液可稍作規劃，避免帶來的溶液都屬類似的性質，例如清潔用品、食品、身體保養用品等等。讓檢測的範圍盡量能含括「日常生活」所常見的溶液。
(2)若要各組做相同溶液（如洗髮精）不同品牌的比較，教學時間需要再增加，在活動設計上需做修正；就教學材料而言，教師亦可自行準備兩種不同酸鹼性的洗髮精來提供矛盾狀況給學生思辯。
(3)學生發表討論的時間較短，無法使學生針對各組所做的檢測結果提出質疑或討論，在教學活動的設計上可再做修正，以利學生在討論中將酸鹼的概念進一步加以驗證和澄清。

（四）科學態度量表評測結果分析

表1、教學前、後學生科學態度差異之分析
科學態度量表項目
前測
後測
T
P
M
SD
M
SD
1.這次上課的所有活動，我都很喜歡。
2.95
.65
3.41
.50
-3.177
.005*
2.上自然課，我對自己整體表現很滿意。
2.55
.74
3.00
.44
-3.177
.005*
3.面對問題時，我會運用所學的知識來解決問題。
3.00
.62
3.14
.64
-1.821
.083
4.我喜歡用所學過的知識，去解決日常生活中的問題。
3.23
.75
3.32
.65
-1000
.329
5.做實驗時，我總是細心、切實地觀察與記錄。
2.77
.92
3.32
.57
-3.464
.002*
6.如果實驗結果與知道的不同，我會再去進一步驗證。
2.86
.71
3.14
.64
-2.324
.030*
7.我喜歡參與實驗過程，以獲得可靠的資料及知識。
2.95
.65
3.05
.72
-1.449
.162
8.我喜歡與同學討論實驗的設計、變因或結果。
2.73
.77
3.14
.64
-3.250
.004*
9.當老師所講的答案感到疑惑時，我會細心地探求正確的答案。
2.45
.74
2.86
.89
-2.247
.036*
10.我喜歡設計不同的實驗方法，來探討現象變化的因果關係。
2.59
.91
2.86
.99
-2.806
.011*
11.我不喜歡傷腦筋去做推論或歸納的工作。
2.23
.61
2.64
.90
-2.614
.016*
12.我只想照著課本做實驗，不想自己設計不同的實驗。
2.36
.85
2.91
.61
2.806
.011*
(*p＜.05)
由表1的結果可知，學生在教學前、後在科學態度量表的反應除了第三、四與七題外，其餘均達顯著性的差異水準(P<.05)，顯示在教學後已明顯地提昇了學生的科學態度。
（五）綜合分析：
1. 教學前學生對於自然科的學習多偏向針對教科書內容的理解與記憶，較少進行觀察與操作。
2. 教學過程中若能融入生活中常見的學習材料與環境教育，透過分組合作方式、討論與發表的過程，相互檢驗實驗的正確性，比較矛盾或相異之處，學生在學習態度方面採取較正向的態度，且能提高其學習的興趣。
3. 研究者宜多安排與生活經驗相關的實驗與觀察活動，將課本裡較生硬的理論，以活潑的方式呈現出來；提供學生親自操作的機會，培養學生對學習科學的動機與興趣。
4. 整體而言，受測學生在實施課程教學後，多持正向的科學態度，對於所設計的活動開始產生興趣。

致 謝
本研究的完成，要感謝國科會經費資助(專案計畫編號NSC 91-2511-S-153-008)，同時感謝研究小組成員吳麗娟老師、賈本惠老師、王志勇老師、曾逸鳴老師及盧惠鈴老師的熱心參與和協助。

五、參考文獻
柯啟瑤(民84)：自然科新課程的基本精神。國民小學新課程標準的精神與特色。台灣省國民學校教師研習會編印。
教育部(民89)：國民教育階段九年一貫課程總綱。教育部編印。
陳文典（民91）：「生活化課程」的特質、功能與設計。自然與生活科技學習領域教學研究輔導小組編印。
陳伯璋(民88)：九年一貫課程的理念與理論分析。中華民國教材研究發展學會主辦「九一貫課程系列研討會1：九年一貫課程的理論與理念」宣讀之論文。
郭重吉(民81)：從建構主義的觀點探討中小學數理教學的改進。科學發展月刊，20(5)，548-570。
Ajzen, I. & Fishbein, M. (1980). Understanding attitudes and predicting behavior. Englewood Cliffs, NJ:Prentice-Hall.
Gardner, P.L.(1975). Attitudes to science: A review. Studies In Science Education, 2, 1-41.
Ledbetter, C.E (1993). Qualitative comparison of students' constructions of science. Science Education, 77(6), 611- 624.
Myers, R.E. & Fouts, J.T. (1992). A cluster analysis of high school science classroom environments and attitude toward science. Journal of Research in Science Teaching, 29(9), 929-937.
Peterson,P.L., & Knape,N.F. (1993). Inventing and reinventing ideas constructivist teaching and learning in mathematics, In G. Cawelti(Ed): Challenges and achievements of American education, ASCD.
Shrigley, R.L., Koballa, T.R., Jr. and Simpson, R. D.(1988). Defining attitude for science educators. Journal of Research in Science Teaching, 25(8), 659-678.
Yager, R.E., & Penick, J.E. (1986). Perception of four age groups toward science classes, teacher, and the value of science. Science Education, 70(4), 355-363.