科學創(chuàng)意活動融入國小自然與生活科技課程設計之行動研

1、科學創(chuàng)意活動融入國小自然與生活科技課程設計之行動研究塗文忠國立臺中師院附設實驗國民小學黃鴻博國立臺中師院自然科學教育系所Tel:04-22224269#121E-Mail: tu88ntctcps.tc.摘 要本研究旨在探討科學創(chuàng)意活動融入國小自然與生活科技教學模組之成效與遭遇的困難，並經(jīng)研究歷程的互動、分享與反思，提昇自我專業(yè)素養(yǎng)。研究者採用質性研究，以合作行動研究方式實施。研究發(fā)現(xiàn)融合科學創(chuàng)意活動的教學模組，學童能提高學習興趣、激發(fā)想法與點子、增進問題解決能力、互相觀摩成長、多面向的思考與自我肯定等正向回饋。而從教學模組發(fā)展，也發(fā)現(xiàn)科學創(chuàng)意活動融入課程中的諸多問題並加以檢討改進。另外透過課

2、程實務編寫與學習型社群的對話，確實能帶給教師更多的專業(yè)成長。將科學創(chuàng)意活動融入課程是活化、創(chuàng)新教學的一種途徑，值得再研發(fā)與推廣。關鍵字：自然與生活科技、行動研究、科學創(chuàng)意活動、課程設計一、 緒論（一）研究背景與動機教育部（民90）在九年一貫課程暫行綱要裡提到迎接二十一世紀的來臨與世界各國之教改脈動，政府必須致力教育改革，期以整體提昇國民之素質及國家競爭力。這次教改，不僅是課程內容的變革，且以學校本位的課程發(fā)展為主軸，期望教師從官定課程的執(zhí)行者的角色轉換為課程設計者的角色。教師的課程設計能力頓時成為改革成敗的關鍵（饒見維，民89）。而且新的課程綱要也賦予學校和教師許多彈性和自主性（歐用生，民89

3、）。讓研究者有相當大的揮灑空間，逐步實現(xiàn)教育理想。教育部於民國九十年擬定公布的創(chuàng)造力教育政策白皮書（教育部，民90），提出具體方案以發(fā)展改進課程、教學、師資、整體環(huán)境與舉辦創(chuàng)造力活動等，來推動全民科技創(chuàng)造力的提昇與培育。而臺中師範學院從八十八年起，即連續(xù)三年在臺灣中部地區(qū)推廣舉辦兒童科學創(chuàng)意競賽活動，獲得相當大的迴響與成效。研究者曾參與科學創(chuàng)意競賽教師研習，也在校內辦理年段的科學創(chuàng)意競賽。舉辦兒童科學創(chuàng)意競賽的目的是提昇兒童對於科學正面的態(tài)度、運用科學知識與方法解決日常生活問題，及培養(yǎng)科學創(chuàng)造力等目標（黃鴻博，89）。研究者相當認同兒童科學創(chuàng)意競賽的活動理念，也思索取其科學創(chuàng)意的內涵，減少競賽

4、，將科學創(chuàng)意活動與課程做一統(tǒng)合，使成為學校常態(tài)教育的一部份，讓更多的學生可以參與此創(chuàng)意活動。知識經(jīng)濟來臨，誰能掌握知識、應用創(chuàng)新知識，誰就能在競爭激烈的全球化、自由化、資訊化的經(jīng)濟市場裡生存（黃秀君，民90）。面對如此的時代浪潮，如何加強人才培養(yǎng)、知識創(chuàng)新，以成為當前學校教育面臨的重要課題。Lumsdaine & Lumsdaine（1995）認為過去一般學?？茖W教育過程中常以科學的原理原則、嚴謹邏輯、證據(jù)與客觀性為探究科學的知識體，無意間束縛且壓抑了兒童科學的創(chuàng)造力的表現(xiàn)與發(fā)展，使得學生隨年齡增長而創(chuàng)造力日益消退。因此學校課程是否能激發(fā)學童的創(chuàng)造能力，是否能提昇問題解決能力，比懂得多

5、少科學原理，會了多少的過程技能還要重要。而研究者的教學經(jīng)驗，也感受六年級的學童，並沒有因多學幾年的自然課程，而有更多的點子，利用更多所學來解決問題。因此發(fā)展一個能促進學童創(chuàng)意的教學模組，也在研究者心中油然而生。（二）研究目的與問題培養(yǎng)學生具有創(chuàng)造思惟、問題解決能力，在講究創(chuàng)新、轉化的知識經(jīng)濟（knowledge economy）時代裡，就更顯得重要。而學生創(chuàng)造力的培養(yǎng)，如能與學校課程結合，較能全面推展，發(fā)展以科學創(chuàng)意活動為設計主軸的自然與生活科技教學模組，並經(jīng)研究歷程的小組互動，提昇自我專業(yè)素養(yǎng)，則是本研究主要目的。故歸納本研究之主要探討問題如下：1. 科學創(chuàng)意活動融入國小自然與生活科技課程裡

6、，其成效如何？2. 在開發(fā)科學創(chuàng)意活動融入國小自然與生活科技之教學模組歷程中，可能遭遇的問題有哪些？如何去解決？3. 研究者在自然與生活科技教學模組發(fā)展中如何自我成長？二、 文獻探討：（一）創(chuàng)造力的培育創(chuàng)造力可以培育？根據(jù)國內外有關文獻顯示，創(chuàng)造力是人類的自然現(xiàn)象，正如其他能力一樣，雖有層次或程度上的差異，創(chuàng)造力是每個人都具有的（洪文東，民86；洪振方，民87；Guilford,1986）。過去曾有研究者訪談近三十位諸多領域深具創(chuàng)造力的人士，追溯研究其成長與表現(xiàn)過程的相關影響因素，指出人類的的創(chuàng)造力並非純然的與生俱來，成長、學習和所處的社會環(huán)境扮演重要的角色（杜明城譯，民88）。更有學者研究指

7、出，國民創(chuàng)造力的提升可以透過提供適當?shù)沫h(huán)境、課程與教學等方式達成（毛連塭，民89，洪文東，民89；王千倖，民88；Sternberg & Williams,1996）。兒童階段應該是一個最富有創(chuàng)意的階段，兒童天生的好奇心、豐富的想像力，使得他們經(jīng)常能夠以有別於成人的方式，新的眼光來觀察描述周圍的世界（黃鴻博，民89）。因此設計一個激發(fā)學童點子，培育創(chuàng)造力的課程，以開發(fā)學童腦中金礦，是有其可能性，也有其必要性。（二）自然與生活科技課程與科學創(chuàng)意活動九年一貫課程暫行綱要提到自然與生活科技學習應以探究及實作的方式來進行，強調手腦並用，活動導向、設計與製作兼顧、知能與態(tài)度並重；教學應以學生為主

8、體，培養(yǎng)學生探究能力、能進行分工合作學習、能獲得科學智能、習得各種操作技能為原則，活動設計則應以解決問題策略為中心（教育部，民90）。而科學創(chuàng)意活動是鼓勵動手做，激發(fā)點子，培養(yǎng)合作解決問題的能力，具有挑戰(zhàn)性、趣味性、創(chuàng)造性以及解決真實問題的特性（黃鴻博，民89；游詩蒂，民91），相當符合自然與生活科技領域之教育宗旨。本課程設計也朝科學與科技整合、激發(fā)點子、設計製作、問題解決、合作學習、發(fā)表評鑑等方向努力。三、研究方法（一）研究情境本研究採用質性研究，以合作行動研究方式實施。由五位國小現(xiàn)職教師組成研究小組共同開發(fā)教學模組，由研究者主導課程教材發(fā)展；盧老師以創(chuàng)造性問題解決教學法（CPS）來編寫教學

9、活動；鄭老師則開發(fā)實作評量來檢核學生學習情形；另外兩位老師則負責教具製作與教師專業(yè)成長。研究小組會議約一、二星期定期召開一次，共同研發(fā)、修訂教學模組，分享試教經(jīng)驗、觀察心得以及理念溝通。另外每個月由計畫主持人召開全組會議，主要的任務是確定教學模組方向、小組間的觀摩成長、學長姐的經(jīng)驗分享以及疑難問題的諮詢。研究時程為九十年十月初到九十一年七月底。（二）研究場所研究對象第一次選定欣榮國?。ɑ┧哪昙装鄬W生二十九人，為彰化縣一所小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)學校，進行十節(jié)課的試探性教學；第二次於向上國?。ɑ┧哪甓鄬W生計35人，是臺中縣大型學校，進行十四節(jié)課的完整試教；第三次在如意國小（化名）四年丙班學生有28人，

10、是臺中縣郊區(qū)小型學校，進行四節(jié)課的重點式試教。（三）資料蒐集與分析資料蒐集包括會議記錄、研究者與試教者、學生的訪談、試教錄影與觀察記錄、研究歷程檔案、學童習作單與作品、研究日記等等。在各種資料蒐集的歷程中，資料的分析與整理即同時進行，並透過持續(xù)比較、多重來源三角校正等方式來分析資料，以確保研究的效、信度。四、結果與討論本課程設計的理念是以創(chuàng)造力培育為基礎理論，透過科學創(chuàng)意活動教學，先提供科學先備知識，再提出擴散、開放且能讓學童發(fā)揮創(chuàng)意的學習任務。而作品材料的選擇與設計皆給予兒童很大的彈性空間，並以小組合作進行學習，在探索、互動下，明白科學原理，以此來解決開放性問題，且能製作科學產(chǎn)品出來。藉以提

11、升國小學童的思考智能，引發(fā)學生的科學創(chuàng)意及培養(yǎng)對科學的興趣和養(yǎng)成動手做科學的能力。而課程從一開始的構想至最終完成版歷經(jīng)四十餘次的會議得以完成神奇的力教學單元。以下依據(jù)研究的問題與對應的結果，分段表述如下：（一） 科學創(chuàng)意活動融入國小自然與生活科技課程之成效 黃鴻博（民89）研究指出參加科學創(chuàng)意競賽活動的學童之收穫為：引起學童主動學習的興趣、在解決問題的情境下能運用自然課或課外所學的相關知識、可以刺激學童思考發(fā)揮學童的想法三項在本研究對象訪談與觀察記錄中，也得到相同的結果。另外其他的成效為：1.同儕觀摩、促進成長：除了自己製作的方式以後，看到別人的作品，能刺激自己的想法，加以吸收改進，增進自己的

12、能力S1：今天自己只會用竹筷子作成的玩具，看到第四組製作的大砲射遠工具，原來自己不會做，看到了自己也會做了，之後想要做大砲來玩，也可以做看看。（900429晤談）S2：看他有什麼缺點，我們可以加以改進，使他變得更好。（900429晤談）2.多方向思考問題：從製作及解決問題過程中，小組成員互相激盪，有了許多面向的考量。S3：射遠要考慮到許多重點，除了射出去的東西要輕、要小之外，工具也要很堅固，能夠拉遠拉長，才能射得遠。（910503晤談）3.肯定自我能力：學童透過動手做，從創(chuàng)作的作品中得到成就感，也肯定了自我。S4：有許多動手做的實驗，很好玩，而且自己做，做完成以後，自己會覺得很有成就感，有許多

13、經(jīng)驗並且學會一些技能。（900429晤談）原來低參與的維君，今天製作了兩個測力工具來，經(jīng)老師讚美後，今天上起課來格外有精神，也積極參與組上的製作。（900422觀察）（二） 科學創(chuàng)意活動融入國小自然與生活科技課程所遭遇的問題及解決策略1.材料攜帶問題：科學創(chuàng)意課程，需要學生準備多樣性的材料，以便製作產(chǎn)品。但學童會忘記攜帶材料，造成上課的困擾。如教師準備部份材料，結合數(shù)學以點券採購方式發(fā)放，並列入評量的標準裡，同時輔以聯(lián)絡簿提醒，可改善材料攜帶問題。2.時間不足：教學者認為時間不足，有些活動無法充分討論、修正及精緻化。因此刪減課程內容，讓學童有更充裕的時間激發(fā)點子，動手設計、製作及修正。3.沒有

14、先前經(jīng)驗：學生在設計製作上，較缺乏類似經(jīng)驗，如課本只有提出一個學習任務，沒有適度圖片引導，學生在製作上無法達到預期的效果。一般的科學創(chuàng)意競賽時間較長，可能只給一個任務，讓學生從嘗試製作中，精進作品。但課程有進度之考量，因此學習任務宜由簡而繁，循序漸進，並加上適當?shù)膱D片，作為引導及學習鷹架，對學生的學習及教師教學會有所助益。4.外在因素的影響：教學會受許多外在因素的影響，如學生偶發(fā)事件、學生常規(guī)、學生專注力、學生賞罰之應用、學校校園施工之噪音、學校行政之安排等等。四十分鐘的教學時間，無法每分鐘都有進度，造成課程進度的延誤。因此課程內容編寫可依教學實際情境適度調整其份量。5.課程流程安排：課程節(jié)次

15、安排，須考量設計與實作問題。引導、討論科學知識後，接著小組合作設計。學童經(jīng)數(shù)日的對話、沈澱與準備材料，下次上課再進行實作。6.評量的困擾：本課程採實作與小組成績的評量方式，而有些低參與的學童，容易置身在學習之外。故應確實的小組分工並考量個人績效，以減少此負面影響。7.教師對課程的詮釋問題：三次試教的教師，前兩位是本研究小組成員，且一位曾主辦分區(qū)科學創(chuàng)意競賽，因此對課程精神的掌握，大致良好。而第三位非研究小組成員，對於課程創(chuàng)意內涵與教學方法（CPS）較不熟悉，也影響其教學效果。解決之道，是要完整提供教學所需的相關背景資料，供教師參閱。（三） 研究者在行動研究歷程中的成長與收獲1.增進自我反思的能

16、力：如這樣編寫，有理論根據(jù)嗎？能達到教育目標嗎？學童喜歡怎樣的課本？如果是我來教學，我要如何呈現(xiàn)教材等等。2.學習型社群的成長：經(jīng)過這次的課程編寫，研究小組對於課程發(fā)展有相當?shù)捏w認與成長，也明白研究社群運作的方式。如何將這些專業(yè)成長，帶回各自的學校，來發(fā)展學校本位課程，是日後可以努力的方向。在研究小組中，有許多的收穫，因此感受營造一個學習型的教師社群，是教師專業(yè)成長的一個好方式。3.教務運作應彈性：模組開發(fā)需要許多的時間與討論，甚至要進行試驗性教學，學校行政應該保持彈性，對於課務的安排、教師專業(yè)自主權的尊重及盡量讓領域群有共同討論的時間，是發(fā)展學校課程應考量的方向。4.溝通協(xié)調能力：在研究小組

17、運作中，增進溝通、互動、協(xié)調的能力，也提升自我學習的意願。5.課程整體思量：知道課程發(fā)展不能單獨考量，必須考慮教學法、評量等，才能有效的實現(xiàn)課程設計理念。6.課程評鑑的覺知：對於課程評鑑的方式與內容，有較清晰的想法與行動力。並可應用於教科書的選擇與評鑑，以增進教學的品質！五、結論傳統(tǒng)的科學教育，較重視知識的傳輸與技能的培養(yǎng)，缺乏了探索的空間，因而壓抑了學生創(chuàng)造力的表現(xiàn)與發(fā)展。將科學創(chuàng)意活動融入課程裡，希望藉由科學知識、過程技能與生活科技的整合，提供學習任務，讓學童有發(fā)揮創(chuàng)意解決問題的機會，培育知識經(jīng)濟時代所需的人才。由本研究可知，融合科學創(chuàng)意活動的教學模組，學童能提高學習興趣、激發(fā)想法與點子、

18、增進問題解決能力、互相觀摩成長、多面向的思考與自我肯定等正向回饋，肯定科學創(chuàng)意活動融入國小自然與生活科技課程中是可行的。而從此教學模組發(fā)展中，也發(fā)現(xiàn)將科學創(chuàng)意活動融入課程中的諸多問題，藉由合作行動研究，一一加以檢討改進。另外研究者在行動研究歷程中，也收穫良多，透過課程實務編寫與學習型社群的對話，確實能帶給教師更多的專業(yè)成長。研究者認為科學創(chuàng)意活動融入課程的教學模組開發(fā)，是活化、創(chuàng)新教學的一種途徑，值得再研發(fā)與推廣。 六、參考文獻王千倖（民88）：合作學習和問題導向學習培養(yǎng)教師及學生的科學創(chuàng)造力。教育資料與研究，28期，31-39頁。杜明城譯（Mihaly Csiksentmihalyi著）（民88）：創(chuàng)造力。臺北：時報出版社。洪文東（民86）：創(chuàng)造性思考與科學創(chuàng)造力的培養(yǎng)。國教天地，123期，10-14頁。洪文東（民89）：從問題解決的過程培養(yǎng)學生的科學創(chuàng)造力。屏師科學教育， 11期，52-62頁。洪振方（民87）：科學創(chuàng)造力之探討。高雄師大學報，9期，289-302頁。教育部（民90a）：創(chuàng)造力教育白皮書。臺北：教育部。教育部（民90b）：國民中小學九年一貫課程暫行綱要。臺北：教育部。黃鴻博（民89）：臺灣中部地區(qū)國小學生科學創(chuàng)意競賽活動。臺中市：國立臺中師範學院。黃