亞太科學教育論壇, 第五期, 第三冊, 文章五(二零零四年十二月)
鄭美紅、蔡慶麟
情境討論與科學探究--紙手巾大測試
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活動設計與推行

Solano-Flores and Shavelson (1997)介紹了比較探究活動中基礎及進階兩種層次。這兩個層次的探究活動均會牽涉學生提出、解決及驗證科學問題或假設的能力，另外亦會要求他們報告相關的驗證結果。在推行基礎層次的探究活動時，教師一般會提供較詳盡的工作指引，需要較多的準備工夫；他們會為學生提供的準備包括書面指引、活動示範等，並說明要進行的步驟及其原因。教師可就學生的學習經驗，考慮選用哪一種探究模式。本文以紙手巾的測試為例，說明情境討論在科學探究過程中的應用。此示例以較缺乏科學探究經驗的學生為對象，活動架構屬基礎層次，工作紙的指引也較多。紙手巾是日常生活經常接觸的物件，品質和價格是影響消費者購買的兩個主要因素。大多數紙手巾的廣告都標榜品質好、價錢低，消費者應如何決定呢？因此學生必需有使用紙手巾的經驗和求知精神，才可有效地進行探究。本活動的情境是環繞兩位小朋友對紙手巾的意見，引導中一學生討論科學探究的定義和特質，例如量化和公平測試，以及介紹所需的科學過程技巧；另外，亦會協助學生思考如何從科學角度考慮問題。就上述提及的情境討論和科學探究技巧，以下會逐一闡述：

情境討論
根據日常生活使用紙手巾的經驗，擬定情境內容（見圖一），讓學生思考可進行探究的範圍。圖一的談話內容指出了三個問題：一是廣告內容經常標榜產品的優點；二是T牌紙手巾是不是吸水強、柔韌性高；三是價格與品質的關係。學生從而可擬定以下的探究問題：

根據情境的內容，吸水力和柔韌性是兩個影響紙手巾品質的因素。吸水力是指吸水速度和吸水量；而柔韌性則指是否容易破爛。在討論過程中，學生須從科學角度出發，思考如何界定吸水力和柔韌性。

在測試這兩種因素時，須運用量化的概念。學生通常只會單靠感覺作出比較，但是各人的感覺都有所不同，所以不是一個客觀的指標。從科學角度來說，量化是將感覺化為可量度的數字，再配合合適的量度方法，例如：時間、長度、重量、面積等，便可作出客觀的比較。

在比較過程中，各品牌的紙手巾須在相同的測試條件下進行，這樣才能得出有效的結論，因為不同的測試條件可得出不同的結果。以測試吸水力來說，紙手巾的面積和層數會直接影響吸水量。假如每張A牌的紙手巾有三層，而B牌的有四層，當測試每張A牌和B牌紙手巾的吸水量，就要擬定測試條件，決定究竟測試單位是一張還是一層。由於學生在這方面有著相同的生活經驗，所以可大大提升他們的討論氣氛。此外，在討論過程中，還可提供一些提示，協助學生思考以下的科學要點（見圖二）：

 

當學生清楚情境內容後，就須提出相關的探究問題。此過程涉及變因的概念，主要分為操縱、應變和不變變因三種。學生須根據各變因的性質，設計探究實驗。

科學過程技巧
在日常生活中，預測、觀察、解釋是常用的技巧。在科學探究的過程中，除上述技巧外，還包括設計實驗、運用儀器、記錄數據、分析數據、總結等技巧。但在本活動中，則強調下列技巧：

預測
解釋預測的原因，目的是讓學生明白預測不是胡亂猜測，而是須有確實的理據支持。

實驗步驟
學生考慮所涉及的科學概念，自行擬定實驗步驟。為了刺激學生思考，可透過提示幫助他們。以測試吸水量為例，這牽涉「飽和」的概念，然而學生卻可能忽略了這一點。此外，量度的技巧分為直接及間接量度，是次測試須運用間接量度法。

記錄
介紹數據記錄表、折線圖的運用和格式。

總結
歸納實驗結果，回應提出的預測。

工作紙的設計重點是協助學生分析情境，引導他們透過科學探究的方法，找出問題的答案。因為學生是首次以情境討論的形式進行科學探究，所以會提供較詳盡的指引。以下是工作紙的主要部分：

實驗活動內容
圖三簡單描述了吸水量測試的注意事項，輔助學生設計實驗。實驗工作紙（見圖四）指引學生進行整個探究過程，包括預測、實驗儀器及步驟、數據記錄及總結四部分。

 

實驗活動回顧
完成整個探究過程後，教師可總結科學探究的特點，讓學生更容易掌握各重點。圖五的工作紙總結了以下的學習重點：

Copyright (C) 2004 HKIEd APFSLT. Volume 5, Issue 3, Article 5 (Dec., 2004). All Rights Reserved.