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亞太科學教育論壇，第七期，第一冊，文章三(二零零六年六月) 蘇詠梅 小學科學探究學習的探討 |
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亞太科學教育論壇，第七期，第一冊，文章三(二零零六年六月) 蘇詠梅 小學科學探究學習的探討 |
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壹. 緒論
「常識百搭」小學科學專題設計比賽早在一九九八年由香港教育學院科學系及當年的香港教育署聯手舉辦。舉辦活動的構思來自常識科的教與學。小學常識科課程(課程發展議會，1997)建議在教學中多利用專題設計作為學習活動，目的除了能使學生對課題有深入的認識外，更可培養他們的的表達、觀察、思考和判斷能力。學生同時亦可藉此機會去體驗如何有效地與同儕合作完成工作(蘇詠梅，1998)。此外，活動亦希望在新推行的小學常識科課程中加強學生的科學學習。在這多年來，香港科學館亦加入為主要的舉辦機構，參加的隊伍由十多個發展到百多個，甚至部分小學在校內舉辦同類活動讓更多小學生有機會參與專題性探究學習。每年的活動有不同的主題，形式也作了修改，如加強資訊科技的部分，讓學生有更大更多的發展空間。
參與的小學生，年齡約是十至十二歲，以小組形式，在指定日期遞交建議書，然後由多名大專、中學及小學老師組成的評選團作初步評選及提出改善建議。建議主要是注意研習的可行性及加強科學性的闡釋。經過兩個多月在校內的研習，參與隊伍齊集在科學館展覽廳內擺放攤位(學生要準備一塊A1大小的展板，再用實物、模型或電腦簡報輔助口頭匯報)，在指定時間內向其他隊伍、參觀者及評判口頭匯報其研習過程及成果。此外，評判在評選時亦會參考隊伍製作的研習報告。主辦機構每一年都為得獎專題作品修訂及出版刊物(蘇詠梅，2003a)，一方面分享學生的成就，讓其他仍未在這方面發展的學校作參考，亦藉此難得機會進行探討小學生進行科學性專題探究的研究。
Warwick (2000) 指出直至九十年代中期，在中、小學內還是欠缺一個有系統進行科學探究的意識，讓學生得到所需的科學知識來處理日常遇到的科學問題。雖然Hodson (2004)認為現今小學科學教學已較少著重知識的灌輸，而多讓學生主動學習及參與科學性探究，但研究發現在香港小學常識科課堂中，主要採用由老師講述的教學模式，學生多缺乏參與科學探究的活動 (So, 2002)。Lazarowitz 及 Tamir(1994)和Sutman (1996) 都指出即使課堂上有實驗等探究式活動，但是大多數實驗都以驗證式(食譜式)為主，學生完全依照課本裡所列的程序完成實驗，以驗證老師或書本上所描述的現象，較少刺激學生的邏輯思考能力，亦沒有培養他們的創造力。Crawford (2000) 也認為一般課堂的科學實驗主要是找尋答案，與學生在日常生活中解決困難並不一樣。
近年不少科學教育的學者提出探究學習的好處(Krajcik, Blumenfeld, Marx & Soloway, 1999; Anderson, 2002; Schneider & Krajcik, 2002; Kanari & Millar, 2004; Rivert & Schneider, 2004)。Metz(1998)更指出對學生進行探究學習能配合科學教學的過程及內容。學者對探究學習的高學習效能的描繪，令教師對探究性學習存疑惑之心，引起一連串的問題(蘇詠梅及吳本韓，2005)。究竟科學探究是什麼一回事？如何進行科學探究？科學探究是否必須要做實驗？ 探究是否必須由學生提出問題？提出問題後教師是否不可提供任何資料給學生作探究？教師這些對探究性學習的觀念和極端做法容易影響學生學習：一種做法是認為探究性學習在課堂是不可行而不作採用，另一種做法是對任何年級或不同學習能力及興趣的學生施以同一手法，即完全放手讓學生自由探究。但Crawford(2000)在研究中提出教師在學生的科學探究活動中的參與應該比任何一種教學策略為多，因為教師要提供或設計有利探究學習的學習環境 (Krajcik, Czerniak, & Berger, 2003)。從是次研究分析所得的討論建議，期望能提供教師一個在設計科學探究學習的指引，讓有意設計探究學習的教師，就著已得的認知及既有的能力設計教與學，來為學生實踐科學探究學習。
本研究的目的是探討香港小學生在科學專題研習中的探究學習情況，從小學生的科學性專題研習成果報告中闡釋及探討其探究過程。希望從研究中得到相關的啟示，了解小學生的專題探究式學習。更期望從研究的分析及討論中能夠啟示小學教師推行科學性專題探究活動。原因是有研究(Lawson, 1995）列舉了教師所提供的十個不進行科學探究學習的原因，顯示教師在這方面的困難。Roehrig 和 Fulie (2004)也指出影響教師使用探究活動的限制，包括對科學本質及科學探究的理解、教學內容知識、教學信念及對學生管理的關注等，教師對學生進行探究學習的認識多寡也是影響因素之一。Crawford(2000) 建議多發表研究報告闡釋探究學習實例，讓教師不用憑空想像教學策略。因此本研究亦會就所得的資料作出建議、啟示及加強小學教師對科學探究的理解，從而協助教師克服部分影響他們採用及設計探究學習策略的限制。
本研究論文主要就探討小學生的科學性專題研習，從而道出有關探究學習的設計。為了能更準確地提出有關探究工作進程的資料，論文參考了多年來眾學者所提出的一些探究的過程及特徵而設計待答問題。其中包括(1) National Research Council (1996)對探究的描述：觀察、提出問題、參考、計劃、檢視、收集、闡釋數據、建議解決辦法、解釋及預測和匯報成果；(2)National Research Council (2002)近年發表的探究重要特徵：提出問題、用證據來解答問題、解釋、與科學知識作連繫和溝通。參考這兩份資料足以包羅科學教育界所認同的科學探究工作。此外，也參考(3) Pearce (1999)適用於分析兒童的工作的探究式科學指標核對表；(4) Hollins 及 Whitby (2001)提出的科學探究還應包括‘心到’及‘手至’的過程，以確保兩份由National Research Council (1996, 2002)得來的探究特徵沒有遺漏的地方。雖然本研究是與小學生有關，但亦參考了(5)Duggan & Gott (2000)的一套工業僱主所要求且與科學教育有密切關係的技巧，以得到一套較全面性的研究待答問題。下列研究問題的設定主要是歸納以上的參考資料，找出眾學者認同的探究工作進程。而專題書面報告及學生口頭匯報的內容分析主要沿著這些問題來探討小學生的科學探究。
- 探究想法 Ideas for inquiry
- 學生的探究想法是怎樣產生的？
- 探究設計 Design of inquiry
- 專題研習中有哪些陳述目的、提出可測試的問題及建立合理的假設？
- 學生從哪裏獲得有助探究的資料？
- 探究測試 Investigation
- 學生選用哪些測試用品？
- 學生設計哪些測試？
- 闡釋 Interpretation of data
- 學生如何有系統地和合乎邏輯地收集數據？
- 學生有哪些方法演繹資料數據？
- 學生如何分析資料數據及得出結論？
- 探究成果 Inquiry outcome
- 學生有什麼科學理解？
- 學生如何應用從探究取得的科學理解？
- 學生有哪幾方面的反思學習？
Copyright (C) 2006 HKIEd APFSLT. Volume 7, Issue 1, Article 3 (Jun., 2006). All Rights Reserved.