透過主動學習強化─教育學士課程學員的科學素養

亞太科學教育論壇, 第二期, 第二冊, 文章三(二千零一年十二月)
蘇詠梅、鄭美紅
透過主動學習強化─教育學士課程學員的科學素養

「預測 - 觀察 - 推論」活動
受固有的理解影響到所作的"預測"、"觀察"及"推論"
這個以四個項目構成的「預測 - 觀察 - 推論」活動設計有考慮Harlen(1992) 和 Yager (1991) 所認為的學員能將新的體驗與舊有的觀念作比較，從而利用這方面的資訊來建立新的理解。經過分析學員的習作後，發現有大部份學員﹙超過三分之二﹚所作的預測與實驗的觀察有很大差別，而有部份學員更不作出任何預測，原因是他們不能想像將會有甚麼事情發生(見表一) 。
表一. 事前預測與觀察之分別

預測與觀察不乎

(學生人數)

預測與觀察相約

(學生人數)

不清楚會有什麼情況發生

工作一

63

11

5

工作二

57

11

11

工作三

52

27

0

工作四

49

30

0

在進行工作一(附件一)時，大部份學員都預計氣球會越變越大，且會在樽口豎起。他們之所以作出這種預測，是因為他們在小學或初中時曾經進行過熱空氣令汽球膨漲的實驗。至於工作二(見附表二)，有部份學員預計乒乓球會升起，而有部份則預計乒乓球會在漏斗內跳起。他們作出這等預測同樣是因為他們曾經遇見過由氣流所產生的推動力。在另外其餘兩項工作中也出現類似預測與觀察有差異的情況。從以上的情況來看，不難了解到學員所作的預測都是按照他們以往的經驗而推想出來的。例如：當到與熱有關的活動時，學員很自然會聯想到物件遇熱膨漲；而當有風的時候，學員又會聯想到向上或向外的移動。這證明學員都受到固有的概念所影響而對相類似的情況作出同樣預測。
從接受訪問的學員之回應中就更能進一步證明固有觀念的影響。當問及學員如何就有關的科學問題作出預測時，十一位受訪者中有九位表示他們會根據以往的經驗及個人對科學的知識來作預測，而另外兩位則表示會考慮到題目的步驟和程序。在他們十一位當中，有七位承認他們的作為的預測跟實驗的觀察相差甚遠，預測錯誤的主要原因是他們通常沒有細心留意工作的步驟及受到以往的經驗所影響。
學員在為工作一進行推論的時候，雖然他們都驚訝地發現氣球會縮進樽內，在樽內膨漲，而不與他們所作的預測相符。不過在學員所作的推論及解釋中也多只提到氣球內的空氣膨漲。其實工作一已清楚地說明要求，在停止加熱後才把氣球套到樽頸上，只可惜所有學員一看見加熱的儀器便即時聯想到空氣膨漲，而忽略了因實驗程序有所不同而產生的氣壓變化。跟上述情況相若所作的推論及解釋之現象在其他的三個工作中也是相當普遍。
作推論時考慮其他因素
透過分析學員的推論和解釋，發現他們每位在第一、二個工作時都只不過舉出了一個解釋。有某部份學員在進行第三、四個工作時已略見進步，開始懂得在推斷時同時考慮其他因素。雖然他們所作的推論及解釋不一定正確，然而卻進步了不少，懂得嘗試多思考其他可能性，而不是單單舉出自已認定的答案。在完成工作一及工作二後，學員都少用了一些較為肯定的語調，從以下的例子可看出他們的懷疑與不肯定，例如"我懷疑這是否…"或"以我個人的推測…" 等，而且他們都顯得能夠擺脫以往的經驗和不受相類似的實驗結果所影響。明顯地，這類型活動能夠給予學員一個機會去認清固有觀念跟實際體驗的分別，這跟Glynn, Yeany and Britton's (1991) 的說法相約　－「學習科學是一個建構並重組個人理論及認知的過程。」縱使並不是每位學員都能夠作出正確的解釋及推論，但這些活動均可為學員提供一個反思、重新分析及綜合資料的機會，使他們得到全新的體會。
此外，大部份學員在報告中指出他們經過觀察後所作的解釋其實都是小組討論得出的結論，證明這類科學活動能夠加強他們彼此間的合作，有助他們集體討論各組員的個別疑題、互相分享有關資料和檢討大家的推斷。再者，學員都認為這個「預測 - 觀察 - 推論」活動有助推動科學探究及喚起他們對科學的興趣，而且能以相關的科學理論加強他們的理解。