臺灣博碩士論文加值系統

本研究旨在探討啟發式科學寫作融入探究式實驗教學，對於高中學生科學寫作能力及學習成效之影響。研究對象為兩班高中二年級學生共65人，進行為期一個學期、三個循環的行動研究。研究方法採質量並重的方式進行，量化工具為研究者針對Keys等人（1999）提出的啟發式科學寫作編製的科學寫作評定量表，分別就三次科學寫作內容進行評分，以及研究者編製的學習成就試題，於啟發式科學寫作融入探究式實驗教學之前、後進行施測。將施測所得結果分別進行前、後測成對樣本t檢定及三次寫作分數進行重複量數分析，以分析學生在三次研究的科學寫作能力及學習成效的改變情形。質性資料則包括，學生科學寫作作品、教師省思日誌、晤談資料，質性資料經轉譯編碼後，作為詮釋量化資料之佐證。
研究結果顯示，將啟發式科學寫作融入探究式實驗教學，在生物科學習成
效方面，以「花粉萌發及型態觀察實驗」相關概念的學習成效有所提升，且達到顯著差異（t＝-3.53，p < .01）。將啟發式科學寫作各階段分數進行重複量數統計分析及事後比較結果，發現在「概念起始」寫作階段，「花粉萌發與型態觀察實驗」分數優於「植物氣孔觀察與蒸散作用之測定」，且達到顯著（F=4.91，p < .05）；在「證據」寫作階段，「影響植物光合作用因素之探討」分數優於「植物氣孔觀察與蒸散作用之測定」，且達到顯著（F=4.87，p < .01）；而在「反思」寫作階段，「花粉萌發與型態觀察實驗」分數優於「植物氣孔觀察與蒸散作用之測定」且達到顯著（F=16.32，p < .01）。此外，實施啟發式科學寫作融入探究式實驗教學在初期所遭遇到的困難為，教師及學生對於探究式實驗教學策略及科學寫作策略的不熟悉，以及授課時間的限制而造成壓力。
最後，本研究分別針對未來研究上及教學上提出建議，希望能提供給未來有興趣之研究者作為參考。

The purpose of this study is to investigate the impact of incorporating science heuristic writing in inquiry laboratory teaching on the scientific writing ability and learning outcomes of senior high school students. The subjects are composed of sixty-five students in two 11th grade classes , who received a three-cycled action research lasting for one semester. The study consisted of two parts: quantitative and qualitative methods. The quantitative method involved a researcher-designed SWH rating scale which was used to grade student’s writing and the researcher-designed Biology Achievement Test. The test was used before and after as well as during the process of incorporating SWH in inquiry laboratory teaching. The data were analyzed by t-test and repeated measures analysis to understand the change in students’ scientific writing ability and learning outcomes.The qualitative data sets include student’s science writing works, teacher’s reflection journals, and interviews. The qualitative data were transcribed, coded, and were used as the supplement of quantitative data.
The results show that students’ Biological learning outcomes increase positively, particularly significant in the concept of “ Pollen Germination and Shape Observation”.At the writing stage of “Beginning questions ”, students’ writing scores on “ Pollen Germination and Shape Observation” are significantly higher than “ Stoma Observation and the Measure of Transpiration”; at the writing stage of “Evidence”, students’ writing scores on “ Factors that Affect Photosynthesis”significantly higher than “ Stoma Observation and the Measure of Transpiration”. At the writing stage of “Reflection”, students’ writing scores on “Pollen Germination and Shape Observation” higher significantly than “ Stoma Observation and the Measure of Transpiration”. In addition, the results of this study revealed the problems the teacher met: increased pressure on students and teacher due to the unfamiliarity with the new writing strategies and teaching strategies, and the time limit of instruction.
At last, the research provides suggestions for future studies and teaching, in hopes of being good reference for future researchers.

目 次
中文摘要 i
英文摘要 ii
目次 iii
表次 v
圖次 viii

第壹章 緒論
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的與待答問題 2
第三節 名詞解釋 3
第四節 研究限制 4

第貳章 文獻探討
第一節 探究式實驗教學 5
第二節 探究式教學的相關研究 8
第三節 啟發式科學寫作 12
第四節 科學寫作的相關研究 15
第五節 行動研究 18

第參章 研究方法
第一節 研究對象及其背景 22
第二節 研究者教學經歷與理念 24
第三節 研究流程 25
第四節 研究工具 27
第五節 資料蒐集與分析 31

第肆章 研究結果與討論
第一節 啟發式科學寫作融入探究式實驗教學，對提升高二學生生物科學習成效之歷程與成果 34
第二節 啟發式科學寫作融入探究式實驗教學，對提升高二學生科學寫作能力之歷程與成果 42
第三節 教師在實施啟發式科學寫作融入探究式實驗教學的歷程，所面臨的教學困境與解決策略 78

第伍章 結論與建議
第一節 研究結論 83
第二節 教學省思 86
第三節 研究建議 87

參考文獻
中文部分 89
英文部分 92

附錄
附錄一：植物氣孔的觀察及蒸散作用的測定之學習單 95
附錄二：花粉萌發及型態觀察實驗之學習單 96
附錄三：影響植物光合作用因素之探討之學習單 97
附錄四：植物氣孔的觀察及蒸散作用的測定之成就測驗試題 98
附錄五：花粉萌發及型態觀察實驗之成就測驗試題 102
附錄六：影響植物光合作用因素之探討之成就測驗試題 105
附錄七：啟發式科學寫作之寫作評定量表 108
附錄八：半結構訪談大綱 109

表次
表 2-1 1實驗活動的開放層次 7
表 2-3 1啟發式科學寫作－教師教學模式 12
表 2-3 2 啟發式科學寫作－學生思考模式 13
表 3-4 1 「植物氣孔的觀察及植物蒸散作用的測定」之雙向細目表 28
表 3-4 2 「花粉萌發及型態觀察實驗」之雙向細目表 29
表 3-4 3 「影響植物光合作用因素之探討」之雙向細目表 29
表 3-4 4 鑑別度評鑑標準表 30
表 3-5 1質性資料編碼一覽表 32
表 4-1 1「植物氣孔的觀察及蒸散作用的測定」之前後測成對樣本t檢定摘要表 34
表 4-1 2「花粉萌發及形態觀察實驗」之前後測成對樣本t檢定摘要表 35
表 4-1 3「影響植物光合作用因素之探討」之前後測成對樣本t檢定摘要表36
表 4-1 4第一循環不同性別之前後測平均分數之敘述統計摘要表 38
表 4-1 5第一循環獨立樣本t檢定之摘要分析表 38
表 4-1 6第二循環不同性別之前後測平均分數之敘述統計摘要表 39
表 4-1 7第二循環獨立樣本t檢定之摘要分析表 39
表 4-1 8第三循環不同性別之前後測平均分數之敘述統計摘要表 40
表 4-1 9第三循環獨立樣本t檢定之摘要分析表 40
表 4-2 1概念起始階段－學生寫作內容分析摘要表 43
表 4-2 2檢驗階段－學生寫作內容分析摘要表 44
表 4-2 3觀察階段－學生寫作內容分析摘要表 46
表 4-2 4主張階段－學生寫作內容分析摘要表 47
表 4-2 5證據階段－學生寫作內容分析摘要表 49
表 4-2 6閱讀階段－學生寫作內容分析摘要表 50
表 4-2 7反思階段－學生寫作內容分析摘要表 52
表 4-2 8啟發式科學寫作各階段分數之平均值 55
表 4-2 9啟發式科學寫作總分之描述性統計摘要表 57
表 4-2 10啟發式科學寫作總分之重複量數單因子變異數分析摘要表 57
表 4-2 11啟發式科學寫作「概念起始」階段分數之描述性統計摘要表 58
表 4-2 12啟發式科學寫作「概念起始」階段分數之重複量數單因子變異數分析摘要表 59
表 4-2 13啟發式科學寫作「檢驗」階段分數之描述性統計摘要表 59
表 4-2 14啟發式科學寫作「檢驗」階段分數之重複量數單因子變異數分析摘要表 60
表 4-2 15啟發式科學寫作「觀察」階段分數之描述性統計摘要表 61
表 4-2 16啟發式科學寫作「觀察」階段分數之重複量數單因子變異數分析摘要表 61
表 4-2 17啟發式科學寫作「主張」階段分數之描述性統計摘要表 62
表 4-2 18啟發式科學寫作「主張」階段分數之重複量數單因子變異數分析摘要表 63
表 4-2 19啟發式科學寫作「證據」階段分數之描述性統計摘要表 64
表 4-2 20啟發式科學寫作「證據」階段分數之重複量數單因子變異數分析摘要表 65
表 4-2 21啟發式科學寫作「閱讀」階段分數之描述性統計摘要表 65
表 4-2 22啟發式科學寫作「閱讀」階段分數之重複量數單因子變異數分析摘要表 66
表 4-2 23啟發式科學寫作「反思」階段分數之描述性統計摘要表 67
表 4-2 24啟發式科學寫作「反思」階段分數之重複量數單因子變異數分析摘要表 67
表 4-2 25相關係數的強度大小與意義 68
表 4-2 26「植物氣孔觀察與蒸散作用」後測成績與啟發式科學寫作分數描述性統計摘要分析 69
表 4-2 27「植物氣孔觀察與蒸散作用」後測成績與啟發式科學寫作分數相關分析 69
表 4-2 28「花粉萌發與型態觀察實驗」後測成績與啟發式科學寫作分數描述性統計摘要分析 70
表 4-2 29「花粉萌發與型態觀察實驗」後測成績與啟發式科學寫作分數相關分析 70
表 4-2 30「影響植物光合作用因素之探討」後測成績與啟發式科學寫作分數描述性統計摘要分析 71
表 4-2 31「影響植物光合作用因素之探討」後測成績與啟發式科學寫作分數相關分析 71
表4-2 32第一循環不同性別之啟發式科學寫作分數之敘述統計摘要表 73
表4-2 33第一循環獨立樣本t檢定之摘要分析表 73
表4-2 34第二循環不同性別之啟發式科學寫作分數之敘述統計摘要表 74
表4-2 35第二循環獨立樣本t檢定之摘要分析表 75
表4-2 36第三循環不同性別之啟發式科學寫作分數之敘述統計摘要表 76
表4-2 37第三循環獨立樣本t檢定之摘要分析表 76


圖次
圖 2-5 1 Lewin行動研究螺旋循環模式圖 18
圖 2-5 2 Lewin行動研究螺旋循環模式修正圖 18
圖 2-5 3 艾柏特之行動研究理想歷程圖 20
圖 3-3 1 研究流程 26
圖 3-4 1 修訂版Bloom認知領域教育目標分類法新舊架構對照圖28
圖 4-2 1三次科學寫作任務各階段寫作分數平均值之柱狀圖 55

王金泉（2004）。九年級學生科學寫作與學習成就之探討－以「溫度與熱」為例。國立台灣師範大學科學教育研究所碩士論文，未出版，台北市。
吳明隆（2001）。教育行動研究導論─理論與實務。台北：五南。
李金泉（2007）。精通SPSS統計分析實務與應用。台北：全華。
李坤崇（2004）。修訂Bloom認知分類與命題實例。教育研究月刊，122，98-123。
李淑萍（2004）。探討九年級學生的科學寫作及其與性別、智力、語文工作記憶、學習成就之相關研究─以氧化還原為例。國立台灣師範大學科學教育研究所碩士論文，未出版，台北市。
周資娟（2007）。同儕互評應用於科學寫作之研究。國立新竹教育大學應用科學系碩士班碩士論文，未出版，新竹市。
林秀蓁（1995）。一位國中理化教師實驗室之教學與經營。高雄師範大學科學教育研究所碩士論文，未出版，高雄市。
林陳涌、童麗珠（2000）。生物實驗教學能力重要性評估比較研究。師大學報：科學教育類，45（2），21-38。
林雅慧、張文華和張惠博（2007）。發展錨定式科學寫作模式之行動研究。科學教育學刊，15（5），491-520。
林雅慧、蔡佩穎、張惠博和張文華（2007）。不同寫作對象對於四年級學生科學寫作內容之影響的探討。師大學報：科學教育類，52，49-78。
邱皓政（2010）。量化研究與統計分析：SPSS中文視窗版資料分析範例解析。台北：五南。
洪月女、靳知勤（2008）。科學寫作理論與教學之探討。課程與教學季刊，11（2），173-192。
胡瑞萍、林陳涌（2002）。寫作與科學學習。科學教育月刊，253，2-18。
涂志銘、林秀玉、張賴妙理和鄭湧涇（2008）。符合建構論理念的教學策略對植物的養分與能量概念學習的成效。科學教育學刊，16（1），75-103。
張瑞曼（2004）。科學寫作與學習成就相關分析研究：以高二學生學習「種子萌發和幼苗生長」單元為例。國立台灣師範大學科學教育研究所碩士論文，未出版，台北市。
教育部（2003）。國民中小學九年一貫課程綱要自然與生活科技學習領域。台北：教育部。
郭芳江（2010）。寫作融入探究教學對八年級學生科學認識觀及後設認知影響之行動研究。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文，未出版，彰化市。
陳均伊、張惠博（2008）。一位化學老師實施探究教學的歷程與省思之個案研究─以「火山爆發」教學活動為例。師大學報：科學教育類，53（2），91-123。
陳威霖（2005）。實施啟發式科學寫作教學之行動研究。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文，未出版，彰化市。
陳惠邦（1998）。教育行動研究。台北：師苑。
楊秀停、王國華（2007）。實施引導式探究教學對於國小學童學習成效之影響。科學教育學刊，15（4），439-459。
楊雅惠（2007）。實施啟發式科學寫作對國小中年級學生提問能力影響之研究。國立台南大學材料科學系自然科學教育碩士班碩士論文，未出版，台南市。
葉佳承、楊文金、 廖斌吟、 賴廷倫和林芯聿（2009）。光合作用文本對學生概念學習的影響。科學教育學刊，17（4），373-365。
蔡志賢（2002）。科學寫作融入國小自然科教學的行動研究。國立嘉義大學科學教育研究所碩士論文，未出版，嘉義市。
蔡執仲、段曉林（2005）。探究式實驗教學對國二學生理化學習動機之影響。科學教育學刊，13（3） ，289-315。
蔡執仲、段曉林和靳知勤（2007）。巢狀探究教學模式對國二學生理化學習動機影響之探討。科學教育學刊，15（2），119-144。
蕭登峰、郭金美（2004）。探討啟發式科學寫作融入教學對學童科學概念學習與改變之研究－以氧化概念學習為例。自然與生活科技學習領域課程研討會，國立台灣師範大學。
謝州恩、吳心楷（2005）。探究情境中國小學童科學解釋能力成長之研究。師大學報：科學教育類，50（2），55-84。
謝輔佩、洪振方（2004）。國小學童科學探究活動的課程設計及實施成果之個案研究。師大學報：科學教育類，49（2），61-86。
鍾建坪（2007）。部落格的科學寫作學習。科學教育月刊，302，42-56。
顏瓊芬、黃世傑（2003）。學生在開放式科學探究過程中互動模式之研究。科學教育學刊，11（2），141-169。
羅廷瑛、張景媛（2004）。科學寫作活動的知識建構對國小學生自然科學習效果之影響。教育心理學報，35（4），337-354。
蘇明俊、羅豪彰（2007）。科學寫作融入野外探究教學之研究。教育研究與發展期刊，3（2），163-188。
Abd-El-Khalick, F., Boujaoude, S., Duschl, R., Lederman, N. G., Mamlok-Naaman, R., Hofstein, A., Niaz, M., Treagust, D., & Tuan, H. L. (2004). Inquiry in science education: International perspectives. Science Education, 88(3), 397-419.
Akkus, R., Gunel, M., & Hand, B. (2007). Comparing an Inquiry-based Approach known as the Science Writing Heuristic to Traditional Science Teaching Practices: Are there differences? International Journal of Science Education, 29(14), 1745-1765.
American Association for the Advancement of Science(AAAS)(1989). Project 2061: Science for All Americans. Washington D. C., AAAS Press.
American Association for the Advancement of Science. (1993). Benchmarks for science literacy. New York: Oxford University Press.
Anderson, L.W., Krathwohl, D. R., Airasian, P. W., Cruikshank, K. A., Mayer, R. E., Pintrich, P. R., Rath, J., & Wittrock, M. C. (2001). A taxonomy for learning, teching, and assessing: a revision of Bloom’s taxonomy of educational objectives. NewYork:Longman.
Applebee, A. N. (1984). Writing and reasoning. Review of Educational Research, 54, 577–596.
Armstrong, N. A., Wallace, C. S. & Shu-Mei, C. (2008). Learning from Writing in College Biology. Research in Science Education, 38, 483–499.
Bereiter, C. & Scardamalia, M. (1987). The Psychology of Written Composition. London: Lawrence Erlbaum Associates.
Charney, J., Hmelo-Silver, C. E., Sofer, M., Neigeborn, L., Coletta, S., & Nemeroff, M. (2007). Cognitive Apprenticeship in Science through Immersion in Laboratory Practices. International Journal of Science education, 29 (2), 195-213.
Conchran-Smith, M., & Lytle ,S. L. (1990). Research on teaching and teacher researcher : The issues that divide .Educational Researcher, 19(2), 2-11.
Fellows, N. (1994). A window into thinking: Using student writing to understand conceptual change in science learning. Journal of Research in Science Teaching, 31(9), 985–1001.
Gallagher, J. (2007). Teaching science for understanding: A practical guide for middle and high school teachers. Upper Saddle River, NH: Pearson.
Grimberg, B. I., & Hand, B. (2009). Cognitive Pathways: Analysis of students’ written texts for science understanding. International Journal of Science Education, 31(4), 503-521.
Hand, B., & Keys, C.S. (1999). Inquiry investigation: A new approach to laboratory reports. The Science Teacher, 66(4), 27-29.
Hand, B., Wallace, C.W., & Yang, E. (2004). Using a Science Writing Heuristic to enhance learning outcomes from laboratory activities in seventh-grade science: quantitative and qualitative aspects. International Journal of Science education, 26 (2), 131-149.
Hofstein, A., & Lunetta, V. N. (1982). The role of the laboratory in science teaching: Neglected aspects of research. Review of Educational Research, 2(2), 201-217.
Hofstein, A., & Lunetta, V. N. (2004). The laboratory in science education: Foundations for
the twenty-first century. Science Education, 88, 28-54.
Hohenshella, L.M. & Hand, B. (2006). Writing-to-learn Strategies in Secondary School Cell Biology: A mixed method study. International Journal of Science education, 28 (2), 261-289.
Holliday, W. G., Yore, L. D., & Alvermann, D. E. (1994). The reading–science learning–writing connection: Breakthroughs, barriers, and promises. Journal of Research in Science Teaching, 31(9), 877–893.
Hopkins, K. D., Stanley, J. C., & Hopkins, B. R. (1998). Educational and psychological measurement and evaluation (8TH ed.). Englewood Cliffs: Prentice Hall.
Jang, S.J. (2007). A study of students’ construction of science knowledge: talk and writing in a collaborative group. Educational Research, 49(1), 65-81
Keys, C. W., Hand, B., Prain, V. & Collins, S. (1999). Using the science writing heuristic as a tool for learning from laboratory investigations in secondary science. Journal of Research in Science Teaching, 36, 1065–1084.
Keys, C.W. (2000). Investigating the thinking processes of eighth grade writers during the composition of a scientific laboratory report. Journal of Research in Science Teaching, 37(7), 676-690.
Mason, L. & Buscolo, P. (2000). Writing and conceptual change: what changes? Instructional Science, 28, 199–226.
National Research Council. (1996). Nation¬al Science Education Standards. Washing¬ton, DC: National Academy Press.
National Research Council. (2000). Inquiry and the National Science Education Stan¬dards. Washington, DC: National Academy Press.
Peasley, K. L., Rosaen, C. L., & Roth, K. J. (1992). Writing-to-learn in a conceptual change science unit. East Lansing: Center for the Learning and Teaching of Elementary Subjects.
Rijlaarsdama, G., Couzijn, M., Janssen, T., Braaksma, M., & Kieft, M. (2006). Writing Experiment Manuals in Science Education: The impact of writing, genre, and audience. International Journal of Science Education. 28(2-3), 203-233.
Rivard, L. P. (1994). A review of writing to learn in science: Implications for practice and research. Journal of Research in Science Teaching, 31(9), 969–983.
Rivard, L. P. & Straw, S. B. (2000). The effect of talk and writing on learning science: An
exploratory study. Science Education, 84, 566–593.
Roehrig, G.H. & Luft, J.A. (2004). Constraints experienced by beginning secondary science teachers in implementing cientific inquiry lessons. International Journal of Science Education, 26(1), 3-24.
Rowell, P. M. (1997). Learning in school science: The promises and practices of writing. Studies in Science Education, 30, 19–56.
Rudd, II, J.A., Greenbowe, T.J., Hand, B.M., & Legg, M.J. (2001). Using the science writing heuristic to move toward an inquiry-based laboratory curriculum: An example from physical equilibrium. Journal of Chemical Education, 8(12), 1680–1686.
Staer, H., Goodrum, D., & Hacking, M. (1998). High school laboratory work in Western Australia: Openness to inquiry. Research in Science Education, 28(2), 219-228.
Taylor, D. (1998). A guide to evaluating your own writing. Retrieved May 24, 2006, from htttp://www.mcu.edu.WdepartmenVpubaffair/parn/pais/write/critical-thinking.htm
Wolf, S. J., & Fraser, B.J. (2008). Learning Environment, Attitudes and Achievement among Middle-School Science Students Using Inquiry-Based Laboratory Activities. Research in Science Education, 38(3), 321-341.
Yore, L.D., & Treagust, D.F. (2006). Current realities and future possibilities:Language and science literacy－empowering research and informing instruction. International Journal of Science Education, 28(2-3), 291-314.