臺灣博碩士論文加值系統

本研究為行動研究，旨在實施5E探究教學，透過參與、探索、解釋、精緻化及評量五個階段，協助學生從探究的過程中發展科學解釋的能力。教學以國小自然科教材「水溶液」與「電磁作用」兩單元進行設計，研究對象為31位六年級學生，資料收集的工具有：類PISA的科學解釋問卷、科學解釋學習單、教學日誌、教師教學資料，以及科學解釋探究教學回饋問卷等，透過資料分析探討學生的科學解釋能力，包括：形成主張、尋找證據、提出推理等三項能力改變的情形。研究發現經5E探究教學後學生的三項科學解釋能力皆有進步，形成主張的能力進步最多，尋找證據能力次之，而提出推理的能力在「水溶液」與「電磁作用」兩個教學單元中表現持平。實施探究教學過程中遇到下列三個情況：（一）實際教學的時間比課程計畫的安排需較長，（二）探究教學中，有部分學生參與度較低，（三）上課補充的內容偏多，導致小組討論時間變短與探究的機會變少。未來進行類似教學時需特別注意。

The purpose of this action research was to enhance sixth graders’ ability of scientific explanation through 5E inquiry instruction. The instruction has five phases, including engagement, exploration, explanation, elaboration and evaluation. Two units, “water solution” and “electromagnetic interaction” were selected. The subjects were 31 sixth-grade students. The data were gathered by scientific explanation questionnaire, scientific explanation work sheet, teaching journals, teaching documents and students’ feedback questionnaire. Through data analysis, teacher’s action and reflection were exposed and students’ ability of scientific explanation was investigated. It was found that the problems that the teacher encountered while she implementeding inquiry instruction were, including: (1)the teacher had insufficient time to implement inquiry instruction . (2) some students had lower motivation to engage in scientific inquiry, and (3)too more scientific conceptions were mentioned so that students’ had fewer opportunities to discuss and do inquiry.Furthermore, all students’ ability of scientific explanation was enhanced after implementing 5E inquiry instruction. They learned how to make an appropriate claim, use sufficient evidences to support their claim and give reasoning.

目次
中文摘要 ……………………………………………………… i
英文摘要 ……………………………………………………… ii
致謝 …………………………………………………………… iii
目次 …………………………………………………………… iv
表次 …………………………………………………………… vii
圖次 …………………………………………………………… ix
第一章 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 …………………………5
第三節 名詞釋義 …………………………………………… 5
第四節 研究範圍與限制 …………………………………6
第二章 文獻探討
第一節 科學解釋 …………………………………………… 9
第二節 探究教學 …………………………………………… 16
第三節 行動研究 …………………………………………… 28
第三章 研究設計
第一節 研究者對象與教學者 …………………………34
第二節 研究設計與流程 …………………………………37
第三節 教學設計 …………………………………………… 39
第四節 研究工具 …………………………………………… 41
第五節 資料分析 …………………………………………… 44
第四章 研究結果與討論
第一節 教學活動設計與實施過程 …………………49
第二節 教師實施探究教學所遭遇的問題與解決方式 ………65
第三節 學生科學解釋能力的改變情形 ………………………73
第四節 學生回饋 …………………………………………111
第五章 結論與建議
第一節 結論 ………………………………………………… 117
第二節 建議 ………………………………………………… 120
參考文獻
中文部分 ……………………………………………………121
外文部分 ……………………………………………………124
附錄
附錄一 「水溶液」教學活動教案 ………………………127
附錄二 「電磁作用」教學活動教案 ……………………148
附錄三 類PISA的科學解釋能力問卷 ………………161
附錄四 科學解釋學習單 …………………………………… 167
附錄五 科學解釋探究教學回饋問卷 …………………177

台灣PISA國家研究中心 (2011）。PISA科學素養評量應試指南。擷取自http://pisa.nutn.edu.tw/download/sample_papers/2009/2011_1205_guide_science.pdf
台灣PISA國家研究中心 (2013）。學生能力國際排名。擷取自http://pisa.nutn.edu.tw/link_rank_tw.htm
吳佳蓮（2005）。科學探究活動中國小五年級學童科學解釋能力及認識論之研究。未出版之碩士論文，國立臺灣師範大學科學教育研究所，台北。
吳明隆（2001）。教育行動研究導論：理論與實務。台北：五南。
李榮彬（2011）。提升學童批判思考能力之5E探究式教學研究。未出版之博士論文，國立嘉義大學教育學系，嘉義。
林永盛（2011）。國小自然科教師實施5E探究教學對四年級學童科學過程既能影響之行動研究。未出版之碩士論文，國立嘉義大學科學教育研究所，嘉義。
林從一（2002）。維根斯坦、科學解釋和宗教。揭諦學刊，4，61-95。
林煥祥、劉聖忠、林素微、李暉（2008）。 臺灣參加 PISA 2006 成果報告。行政院國家科學委員會專題研究成果報告， NSC-95-2522-S-026-002，未出版。
林曉雯（2000）。建構主義教學策略－學習環的基本理念及國小自然科學教學設計舉隅，屏師科學教育， 11，43-5。
段曉林（2008）。迷人的科學探究教學。論文發表於中華民國第廿四屆科學教育學術研討會，彰化。
洪碧霞，蕭嘉偉，林素微(2010)。PISA 數學素養認知成份分析對補救教學的意涵。課程與教學季刊，13(1)，47-66。
張雅惠（2014）。加強科學解釋的探究教學提升六年級學生科學解釋能力之研究-以「電與磁」單元為例。未出版之碩士論文，國立嘉義大學科學教育研究所，嘉義。
教育部（2000）。國民中小學九年一貫課程綱要，自然與生活科技領域。台北：教育部。
教育部（2003a）。全國第一次科學教育會議資料彙編。台北：教育部。
教育部（2003b）。科學教育白皮書。台北市:教育部。
教育部（2008）。國民中小學九年一貫課程綱要，自然與生活科技領域。台北：教育部。
教育部（2011）。PISA科學素養評量手冊。台北:教育部。
許銘祥（2009）。5E探究式教學研究—以「微生物」單元為例。未出版之碩士論文，國立臺北教育大學自然科學教育學系，台北。
陳均伊（2012）。發展以實務知識為基礎的教學媒材以促進教師專業成長及學生學習成效之研究-協助國小科學教師發展與應用實務知識為基礎的教學媒材以促進專業成長與學習成效—以科學解釋探究教學為例（ N S C 1 0 0 -2 5 1 1 - S - 4 1 5 - 0 1 0 ） 臺北： 中華民國行政院國家科學委員會。
陳均伊、張惠博（2007）。探究導向教學的理論與實務-以「摩擦力」單元為例。物理教育學刊，8(1)，77-90。
陳俊宏（2008）。以5E學習環教學模組探討國小學童之學習成效-以奈米科技議題為例。未出版之碩士論文，國立屏東教育大學數理教育研究所，屏東。
陳韋伶（2012）。應用科學解釋融入探究教學促進國小三年級學生電路概念與科學解釋能力之研究。未出版之碩士論文，國立嘉義大學科學教育研究所，嘉義。
游淑媚（1996）。建構式教學模式和科學教學焦慮感之縱貫研究（頁547-559）。論文發表於中華民國第九屆科學教育學術研討會，彰化。
黃惠鈺（2009）。科學解釋寫作策略融入探究教學對五年級學童科學解釋的影響。未出版之碩士論文，國立嘉義大學科學教育研究所，嘉義。
黃毓琪（2007）。IT及STS探究式教學對國小學童科學解釋能力之影響。未出版之碩士論文，國立屏東教育大學數理教育研究所，屏東。
黃贊樺（2011）。探討科學解釋文字鷹架融合POE 策略對概念改變與科學解釋能力影響之研究-以光學單元為例。未出版之碩士論文，國立交通大學理學院科技與數位學習組，新竹。
黃寶園（2009）。心理與教育研究法。台北：華立。
靳知勤（2007）。科學教育應如何提升學生的科學素養—台灣學術精英的看法。科學教育學刊，15(6)，627-646。
蔡清田（2000）。教育行動研究。台北：五南。
謝州恩（2004）。探究情境中國小學童科學解釋能力成長之研究。未出版之碩士論文，國立臺灣師範大學科學教育研究所，台北。
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。
Bybee, R. W. (1997). Toward an understanding of scientific literacy. In W. Graber & C. Bolte (Eds.), Scientific literacy (pp. 37-68). Kiel, Germany: Institute for Science Education (IPN).
Crawford, B. A. (2000). Embracing the essence of inquiry, New roles of science teacher. Journal of Research in Science Teaching, 37(9), 916-937.
Herbert, A., Peter, P., & Bridget, S.（1997）。行動研究方法導論-教師動手做研究（夏林清、中華民國基層教師協會譯）。台北：遠流。（原著出版於1993）。
King, A. (1994). Guiding knowledge construction in the classroom:Effects of teaching children how to question and how to explain.American Educational Research Journal, 31(2), 338-368.
Kuhn, L. , & Reiser, B. (2005). Students constructing and defending evidence-based scientific explanations. Paper presented at the Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching, Dallas, Texas.
Lewin, K. (1952). Field theory in social science: Selected theoretical papers by Kurt Lewin. London: Tavistock.
McNeill, K. L., Harris, C. J., Heitzman, M., Lizotte, D. J., Sutherland, L. M., & Krajcik, J. (2004). How can I make new stuff from old stuff. In J. Krajcik & B. J. Reiser (Eds.), IQWST: Investigating and questioning our world through science and technology. Ann Arbor, MI: University of Michigan.
McNeill, K. L., & Krajcik, J. (2007). Middle school students’ use ofappropriate and inappropriate evidence in writing scientificexplanations. In Lovett, M. & Shah, P. (Eds.), Thinking withdata (pp. 233-265). New York, NY: Taylor & Francis Group, LLC.
McNeill, K. L., Lizotte, D. J, Krajcik, J., & Marx, R.W. (2006).Supporting students’ construction of scientific explanations by fading scaffolds in instructional materials. The Journal of the Learning Sciences, 2(15), 153-191.
McNiff, P., Lomax, P., & Whitehead, J.（1996）. You and your action research project. London: Routledge.
Mills, G. E. （2000）. Action research:A guide for the teacher research. London：Prentice-Hall.
NSTA (2013). NSTA position statement: Quality science education and 21st-century skills. Retrieved from National Science Teacher Association. http://www.nsta.org/about/positions/21stcentury.aspx
National Research Council (1996). National science education standards. Washington, DC: National Academy Press.
OECD (1999). Measuring Student Knowledge and Skills – A New Framework for Assessment. OECD Publishing.
OECD (2006). Assessing scientific, reading, and mathematic literacy: A framework for PISA 2006. Retrieved from Organization for Economic Co-operation and Development. http://www.oecd.org/pisa/pisaproducts/pisa2006/37464175.pdf
OECD (2007). PISA 2006 science competencies for tomorrow’s world: Volume 1: Analysis. Retrieved from Organization for Economic Co-operation and Development. http://www.oecd.org/pisa/pisaproducts/pisa2006/39703267.pdf
OECD (2009). PISA 2009 assessment framework: Key competencies in reading, mathematics and science. Retrieved from Organization for Economic Co-operation and Development. http://www.oecd.org/pisa/pisaproducts/44455820.pdf
OECD (2013). PISA 2015 draft science framework. Retrieved from Organization for Economic Co-operation and Development. http://www.oecd.org/pisa/pisaproducts/pisa2015draftframeworks.htm
Pallrand, G. (1996). The relationship of assessment to knowledge development in sience education. Phi Delta Kappan (Decomber), 315-318.
Parsons, R. D, &Brown, K. S.（2002）. Teacher as reflective practitioner and action researcher. Belmont, CA: Wadsworth.
Reiser, B. J., Tabak, I., Sandoval, W. A., Smith, B. K., Steinmuller, F.,& Leone, A. J. (2001). In S. M. Carver, & D. Klahr (Eds.), Cognition and instruction: Twenty-five years of progress (pp. 263-305). Mahwah, NJ : Erlbaum.
Sandoval, W. A. (2003). Conceptual and epistemic aspects of students’ scientificexplanations. The Journal of the Learning Science, 12 (1), 5-51.
Schlessinger, E. (2000). Science as Inquiry in Action. Guides-Classroom-Teacher, Non-Print Media.
Sutherland, L. M. (2002, July). Guidelines for explanation in scientificinquiry. Paper presented at the UM and UPS teacher meetings.
Trowbridge, L. W. & Bybee, R. W. (1990). Becoming a secondary school science teacher (5th ed.). New York: Merrill.