創意教學實踐：在小學教育中運用科學探究教學

亞太科學教育論壇, 第二期, 第二冊, 文章八(二千零一年十二月)
謝永祥
創意教學實踐：在小學教育中運用科學探究教學

本教學設計的理論背景
科學探究的技巧與步驟

運用科學探究過程教學，當中主要包括科學探究的技巧與步驟。首先讓我們了解甚麼是科學探究過程的技巧。根據香港課程發展議會的《小學課程指引》，探究技能包括蒐集資料、觀察﹙運用五官﹚、辨別、分辨事物的異同、分類、假設、設計及進行簡單的實驗/測試、應用簡單的科學概念、推理。﹙香港課程發展議會，1993﹚，這些技能在層次上有高低之分。鍾聖校所綜合的比以上更全面，當中包括觀察、應用時空或時間關係、分類、應用數字、測量、傳意、預測、推理、控制變因、解釋資料、形成假設、下操作型定義、實驗，當中的技巧亦有高低層次之分(鍾聖校，1995)。(見圖一)

圖一：科學探究的技巧

從技巧的角度，本文第二部分的實踐篇當中的教學設計則重了訓練學生的觀察、分類、假設及進行實驗等能力。

除了探究過程的各項技巧，我們還需探討科學探究的步驟，以下便是應用科學探究步驟去處理小學科學課題的例子(見圖二)。

圖二：應用科學探究步驟去處理小學科學課題的例子

要特別注意的是探究技巧和步驟並非兩個完全獨立的系統，反之兩者卻起著密切的關係。在小學科學教學運用科學探究過程時，教師應在不同的探究步驟中，訓練學童不同的探究技巧，例如魏明通曾引述美國科學促進會公布的「科學-活動過程教學」，其中提倡的實驗探究解決問題程序便是好例子，見圖三。

圖三：探究技巧和步驟並非兩個完全獨立的系統

例如在以上的「綠豆萌芽」探究步驟中，可訓練學童的探究技巧包括觀察、應用時間或空間的關係、傳意、推理、形成假設、控制變因等，視乎整個實驗如何設計。而整套探究步驟本身便為整個科學探究過程提供解決問題的思考方法。所以科學探究過程有助小學科學的學習。

在香港的情況，更直接地將科學探究過程和小學科學教育拉上關係，要算是《小學課程綱要- 常識科》的面世。當中，探究技能被規範在科學及科技學習的範疇之內，反映了小學科學教育為科學探究過程提供了一個重要的學習情境，此教學設計選了小四科學課題去實踐科學探究過程，而當中學生的實驗設計亦會循以上的科學探究步驟。

情意學習

筆者認為學生要學好科學這門學問，不單只如上所提及的要掌握科學探究過程的知識內容及技能運用，同等重要的是有關的情意學習﹙affective domain﹚，即對學生的科學態度及有關價值觀的培養，這其實與學生的學習動機和意慾有著密切的關係，這亦正配合常識科的綜合學習精神。筆者發現，大部分討論科學教育的專著或研究亦多集中在科學作為知識內容層面的討論，但筆者認為這其實是科學教學中非常重要的一環，教師在小學科學教學可透過應用科學探究過程去培養學生有關的科學精神、態度和價值觀，當中包括堅毅、謙虛、關切、求真、精確、客觀、謹慎、好奇、獨立思考、懷疑等等。綜合來說，小學科學教育不只應為科學探究的知識和技能提供了一個理想又具體的學習環境，亦有利於進行情意學習，因他們正是科學探究及科學知識來源背後的靈魂和生命力，長期運用科學探究過程學習，更有助這些價值觀能在學生心裏內化。而課程發展議會最新的課程改革諮詢文件，對此亦有作出鼓勵(Pang, 1992；Slavin, 1991；香港課程發展議會，2000年11月；余民寧，1997；鄭燕祥，1995)。從情意學習學的角度，本文第二部分的實踐篇當中的教學設計旨在培養學生求真、客觀、謹慎、好奇、獨立思考、懷疑等態度。

當然，除了運用「科學探究」外，筆者在設計本教學計劃時，還兼顧其他的教學理念，其中以創意教學為核心部分。其實這種「科學探究」教學法本質上已具創意教學的一些基本元素，但為求清晰，筆者將他們分開討論。

藉鼓勵自由創作發揮其獨創力

獨創力是指反應的獨特性，即想出別人想不到的事物，是一個相對性的觀念，因獨創力是由某一項反應在全體反應所佔的比例來決定。若在教學中實踐，就需要各方面的配合，例如較民主的教學氣氛、容許暫緩批判的教師、較開放性的習作設計及容許學生較多獨立嘗試的機會。在第二部分中，學生運用的自製的導電體或絕緣體測試器，教師亦讓其自行設計實驗，旨在幫助發揮學生的獨創性(陳龍安，1997)。

知識建構而非知識灌輸

本教學計劃旨在透過一連串有意義的學習活動，讓學習者從經驗中學習，亦藉這些活動的趣味性去引發學習者在學習上的主動性，避免被動的知識灌輸。在整個實驗過程中，教師除了提供極少的物資外，其餘一切的工具及材料皆由學生自行設計或搜集。此外，到了第二部分，有關的實驗亦是由學生親自設計、進行和記綠的，旨在讓他們透個親身的經驗及真實的教具驗學習(Mecer, 1995；張春興，1994)。此外，其實透個親自進行實驗去學習，正配合學生的好奇、愛行動、嗜發問、慣實踐的性格特徵(周淑惠，1997；Hirst & Peters，1994)。

綜合學習

筆者認為科學教學應兼重知識、技能、態度的學習，但遺憾的是在現時的處境中常常只有知識一面獨大，教與學變得不平衡、不全面，但這教學設計的安排，正好補充了之前科學技能及態度學習的不足，使整個教學變得更整全，更完備。有關的技能和態度學習，上文已討論，這裏不再重複。