小學六年級科學探究活動--「力和簡單機械」

由於新修訂的小學常識科課程強調科學探究的重要性，故此是項探究活動的目的，一方面是為了協助教師掌握這個範疇的教學法，另一方面則讓學生了解什麼是科學探究，以及如何透過實驗學習科學知識和實驗技巧、培養學習態度。本科學探究活動參考了《小學常識科課程指引》（2002）中的建議為設計藍本，培養學生的科學過程技巧(Science Process Skills)、科學思維和學習態度，流程中亦加入了P.O.E.〔Predict(預測)--Observe(觀察)--Explain(解釋)〕元素(Russell, 1998; Baird and Northfield, 1995)。

進行過程中，除了讓學生學習"力和簡單機械"的概念外，教師還有另外一項目標，就是讓學生經歷科學探究過程。為了讓學生更容易掌握進行科學探究的經過，整個探究過程會分為以下四個階段（見圖一）：（一）預備階段--確立探究問題，根據已有的科學概念，作出預測；（二）實施階段--進行科學探究；（三）總結階段--解答提出的探究問題；及（四）回饋階段--檢討整個探究活動。

根據圖一所示，設計實驗（圖一加上*的部分）是探究過程的其中一環。一般來說，設計實驗這部分可有兩個做法，一個是由學生自己設計，另一個是由教師提供。前者可讓能力較強的學生扮演科學家，考慮實驗的條件，操縱哪些變因，設計可行的方案；後者可讓能力稍遜的學生學習如何跟隨指示，包括教師的口頭和書面指示。口頭指示較為簡單，學生只需小心跟隨；而書面指示，學生則要經過分析和理解，完全明白後才可無誤地進行。教師應根據學生的能力和經驗，選用合適的形式。在本文所引的個案情況下，由於學生是第一次進行該類型的探究活動，因此實驗會由教師設計，學生只須要跟隨提供的步驟進行實驗。

另一方面，是項探究活動亦強調了預測和結論這兩部分（圖一加上**的部分），這是加入了Russell（1998）和Baird and Northfield（1995）提出的P.O.E.元素，步驟如下：

雖然以上流程沒有提及P.O.E.中"觀察（Observe）"一環，但其實在進行實驗期間，學生須觀察實驗結果的變化，才能記錄和分析結果，所以"觀察"此元素已融入探究的過程中。

為了讓學生進一步了解整個活動的流程，活動以實驗工作紙配合，幫助他們了解各個步驟和注意事項。工作紙有五部分須要完成，分別為實驗目的、預測／假設、材料和儀器、實驗步驟、數據記錄和結論。如圖一所示，這五個部分分別對應了不同的科學過程技巧（Science Process Skills）。在完成工作紙時，教師可提出一些提示問題，例如："為什麼要進行實驗?"，引導學生思考。上述五個部分的提示問題請參照圖二。

至於評核方面，教師除根據預先設計的評分準則（見圖三）評核學生的表現外，學生還須填寫學習日誌（見圖四），進行自我評估，檢討自己的協作精神、學習遇到的困難、實驗中最感興趣的地方等。圖四中只展示了學習日誌的其中兩頁，整本學習日誌一共有五頁，包括封面、三個實驗的自評和實驗回顧。評核準則內清楚列明不同表現等級的要求，教師須在實驗前向學生解說，以便他們知道評核的重點，如何才能達到教師的要求。另一方面，為了評估學生所學到的科學探究步驟和讓他們了解須要注意的重要事項。實驗一至三的難度會逐漸提升。實驗一的工作紙（見圖五）會以「填充形式」幫助學生思考探究時遇到的問題；為了讓學生有更大的思考空間，運用所學到的科學知識和技巧，實驗二的工作紙（見圖六）會以「問題形式的提示」代替「填充形式的提示」，減少給予學生的提示。實驗三的工作紙（見圖七）上不提供任何問題提示，目的是讓學生自主地進行科學探究，自行找出實驗目的、預測／假設、數據記錄的方法和結論。

表現等級評分準則	傑出表現	達到標準	尚待改善
探究精神	- 主動提問，積極地解決遇到的問題。	- 積極地解決遇到的問題。	- 遇到問題時，只要求老師提供答案，沒有嘗試自己找尋答案。
實驗技巧、儀器操作、實驗工作紙	- 完全掌握所有實驗技巧。	- 掌握大部分實驗技巧。	- 未能掌握實驗技巧。
	- 能正確地運用所有儀器。	- 能正確地運用大部分儀器。	- 未能正確地運用儀器。
	- 在沒有老師的協助下，正確地回答工作紙的所有部分。	- 在老師的協助下，正確地回答工作紙的所有部分。	- 未能完成工作紙。
參與程度、協作能力	- 極為投入。	- 投入。	- 不夠投入。
	- 能和組員充分合作。	- 能和組員合作。	- 和組員合作不足。
	- 懂得尊重及聆聽組員意見。	- 大部分時間都會尊重及聆聽組員意見。	- 尊重及聆聽組員意見的情況一般。
實驗安全、時間管理	- 注意到實驗的危險地方，顧及自己及別人的安全，並建議新增安全措施，加強實驗的安全性。	- 注意到實驗的危險地方，顧及自己及別人的安全。	- 忽略實驗的安全性。
實驗安全、時間管理	- 能在指定時間前完成實驗。	- 時間剛剛足夠完成實驗。	- 在指定時間內未能完成實驗。

	亞太科學教育論壇, 第四期, 第二冊, 文章九(二零零三年十二月) 鄭美紅、蔡慶麟小學六年級科學探究活動--「力和簡單機械」
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