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

設計科學探究活動
將科學融入生活
經過分析學員完成探究活動所發表的意見和回應後，發現學員對這些探究活動的反應都非常正面。大部份學員（84%）都敘述了探究以及他們取得成果的過程；超過八成的學員都認為探究活動所採用的情景 (見附件三、四)有趣，且能夠喚起他們對科學探究的興趣。當中某部份學員(36%)提出了改善探究活動的方法，亦有增強學習成果的建議(33%).。其中三成學員更討論到如何將科學融入到日常生活中。此外，在訪問的過程中當學員被問及這種探究活動是否切合日常生活時，他們全都認為這些活動對他們了解日常現象很有幫助。雖然研究結果反映出學員的注意力主要都集中在探究的過程和得出的結論上，但其實學員亦有關注到探究活動所採用的情景並認為它是非常重要的，能夠引發學員對科學學習的興趣。
發展科學探究技巧
在探究活動中從學員所採用的方法技巧，就能反映出學員在科學知識水平的發展和增長。在進行探究時，大部份學員都認為"小心翼翼地觀察和記錄"、"選用適當的工具及材料"和"不斷重覆嘗試"在探究中具相當重要的地位。除此之外，學員亦需要"預測結果"、"作出假定"、"解釋現象"、"有系統地編排程序"、"控制易變的因素及準確測試"及"分析以及解釋原因"。據資料顯示，只有少數學員會採用二手資料、考慮到其他因素和重視時間控制對科學探究的重要性。另外，有證據証明這一類科學活動能促使學員間彼此互相學習，有助他們解決個別的疑難、互相分享有關資料和檢討推論結果。因此，欲探究成功，有效的科學探究技巧實在是不可缺少。
有關上述所提到的科學探究技巧，本研究也就學員的解釋進行分析，結果發現學員都相信"有系統地編排程序"是非常重要，看來他們都相信在探究過程中任何的出錯和失誤不單會令研究結果有所偏差和不可靠，同時也影響到證據搜集。Gott and Duggan (1995) 亦發現繁複的研究步驟是其中一個影響學員表現的主要因素，並且他們都普遍較為偏重於研究的方法和性質，原因是探究的方法實在有很多種類。Goldsworthy (1998) 提到老師應給予學生足夠的思想空間去自由決定探究程序與提供適當的協助令他們得以探究成功，從中取得平衡。在訪問中，學員都提到他們計劃進行"科學探究"的方法，他們大部份都會首先考慮到現有的資源；有部份會先同其他學員商量，然後安排人手；而有少部份則表示會在計劃探究項目之先界定可變的因素。
於本研究中學員也舉出了記錄對探究活動的重要性，有部份學員指出其重要性在於觀察結果會隨著時間而改變。Goldsworthy (1998) 曾提出過相類似的見解，他認為縱使有周詳的計劃及努力不懈地進行探究，但記錄上的差誤足以令探究結果變得不可靠。
本研究發現當中有部份學員能夠仔細描繪出探究的結果，甚至有部份學員還嘗試解釋得出的結論並把它帶到日常生活上，即使是Goldsworthy (1998)曾指出大部份學員似乎都只能夠根據以往的經驗作簡單的總結。最後，調查發現能夠詳細引用過往生活例子的學員都較為為容易成功地進行探究，而且這一份成功感似乎對探究起了積極的鼓勵作用。
發展正確的科學態度
科學探究的技巧固之然講究，但其實學員對科學的態度也相當重要。學員提到在進行科學探究時所抱的"認真"態度和進行每一個步驟時的細心專注，是確保有更強的組織能力和更清晰的觀察能力，減少出錯機會。另外，學員亦曾提到"勇於嘗試"的重要性，他們指出如果缺乏不斷嘗試和探究，便無法找到新發現或令人滿意的探究成果。Griffin (1996)認為科學探究是一個 "出錯及改正的過程"。學員亦認為"小心謹慎"是一個值得學員注意的地方，探究時做足安全措施，便可避免足以影響探究結果的錯誤出現。除此之外，學員也有注意到"客觀處事"、"細心忍耐"和"常存好奇心"這幾方面同樣是科學探究所必需具備的態度。另有相類似的調查(Hall, 1992)指出以活動為中心的課程對培養學員對科學以及對科學教學的正確態度有很大幫助。
　

科學態度

科學態度對進行科學探究的重要性

態度認真

-       加強組織

-       仔細觀察

-       減低出錯的機會

勇於嘗試

-       發現新事物

-       取得理想成果

小心謹慎

-       做好安全措施

-       避免探究結果受影響

客觀處事

-       取得可靠的結果

細心忍耐

-       得到可信的觀察

-       等發現之時

常存好奇心

-       不斷探索

-       不致在探究的過程中對探究對象失去興趣

　
發展以學生為中心的教學方法
在訪問期間，學員都會被問及他們現在上課時導師所採用的教學方法跟他們以往中學老師所用的是否相似。所有學員都表示在以往的學習過程中，他們都只是一步一步按老師的指示進行科學實驗。就學員的記憶所及，他們在過往的科學實驗活動中都並不需要作出預測，只要按著實驗步驟找出實驗結果便可。這正是以往傳統科學學習的方法，甚少鼓勵學生主動學習及進行思考。至於就目前的科學活動來說，學員均表示他們有機會自由發揮，親身投入探究過程中。此外，還有助刺激學員對學習教學方法的興趣，使他們認識到教學其實應該著重學習者的參與，以及在設計教學時能盡量把教材融入日常生活中。當中部份學員更認為這些活動給予他們一思考機會，不單只要去証明，還要去深入探究，以找出相關結果。訪問結果反映出Elementary Science Study (1970)所記載的智理明言：「我聽見…但忘記了；我看見…且我沒有忘記；我做…且我明白」。所有學員都認為這類型的科學活動有助喚起他們的學習興趣，令他們對相關的概念有更清晰了解，且有更大的自由空間去進行探索，推動他們積極尋求真相。最後，大部份學員都認識到這種以學生為中心的教學方法能夠讓他們自己去發掘、吸收、並建立一套他們對教學的獨特理解。他們都一致認為這一種以學生為中心的教學方法對他們策劃未來的教學有很大幫助。

　