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亞太科學教育論壇，第七期，第一冊，文章三(二零零六年六月) 蘇詠梅 小學科學探究學習的探討 |
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亞太科學教育論壇，第七期，第一冊，文章三(二零零六年六月) 蘇詠梅 小學科學探究學習的探討 |
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伍. 結論與建議
總結以上分析及討論，嘗試把研究結果組織成較全面的「發展科學探究過程」及「展示科學探究成果」來作結論。
1. 發展科學探究過程
本研究的香港小學生從不同的來源得到探究的想法。Cross (1996) 指出科學專題的想法通常都是來自兒童的興趣。劉宏文、張惠博（2001）的研究也發現學生提出的問題多來自他們的學習與生活經驗。因此教師在引發學生的探究動機時，可參考本研究所得的探究想法來源：如日常生活經驗、從用品中得到的啟發、曾經學習的知識、學校生活經驗、閱讀參考資料、對環保的意識及新聞時事等來啟發學生作有意義的探究活動。
Hollins 和 Whitby (2001) 認為在探究的技巧上需手腦兼用。專題探究學習能促進學生針對一個專題主動思考而發現問題，提升覺知問題的敏感性，並針對問題思考解決的策略，使學生發展與實踐科學探究，學生經由科學探究獲得體驗的學習，提升解決問題的能力(許素，2002) 。然而，縱觀這十六份研習，在探究設計方面，學生雖能夠陳述探究的目的，但較少提出問題和建立假設引導探究。只有個別研習的學生提出連串問題及建立不同的假設引導思考來進行探究。這個現象與Rop(2002)的研究所得類同。因此，教師協助學生就已有知識提出問題和建立假設的能力(Hollins & Whitby, 2001)對學生建立探究思想和尋找答案極有幫助。在參考相關資料方面，雖然學生在報告各部分中顯示他們有多元化的參考資料，如向老師發問、閱讀兒童科學叢書、閱讀課本或瀏覽網頁、向家長、同學或學校技術人員發問。但學生們並沒有在報告內文中註明參考書目的來源，所以老師在指導學生進行探究時，需要教導學生辨認抄襲與尊重知識版權的分別，同時也要教導學生使用正確引證系統，以表示對資料提供者的謝忱和尊重。在科學探究測試方式方面， Watson, Goldsworthy 和 Wood-Robinson (2000)等學者的探究方式主要分為：「公平測試與比較」、「分類與鑑別」、「找出規律」、「探索」及「設計與製作」。然而，這十六份研習中學生都沒有使用「分類與鑑別」和「探索」這兩種方法。而進行公平測試的研習中，學生能夠掌握控制變項，並能從觀察，有系統整理及分析資料。雖然這群小學生在科學探究時所採用的比較測試方法及收集數據的方式提供了相當有價值的參考，Warwick (2000)建議除公平測試外，還需要多注重其他方式的探究活動。顏瓊芬和黃世傑(2003)認為所謂符合真實的科學觀點是指來自第一手的科學經驗。本研究發現學生在研習過程中均有進行科學測試。雖然他們使用的材料大多是日常用品如文具、玩具及廢棄物，但也會適當地選用溫度計、試紙及濾紙等用品。此外，不少同學也選用合用的電子用品。
在數據闡釋方案，Sternadel (2004) 指出要準確評估學生在科學探究式研習的理解是有困難的，而她經過研究後認同運用證據來作闡釋是科學探究的一重要部分。整體上，如Kanari & Millar(2004)研究所得，本研究內的所有研習都能夠運用多種基本方法，如：文字、圖片和表格去整理及展示數據結果，並能夠從中作出合理的科學解釋和建議。開放式探究實驗中，學生的思考聚集在數據分析與結果的理解過程，學生較容易發展科學思考與對科學的理解(顏瓊芬及黃世傑，2003)。此外，學生大多亦會從建議中再作出多向度的改善，可見學生具有不斷求進，願意嘗試的精神。
2. 展示科學探究成果
Watson, Fulian 和McRobbie (2004) 提出過往由Driver眾人(1996)，Kuhn(1989)及Millar, Lubben, Gott, & Duggan (1994)等進行的研究發現學生在連繫證據與理論的過程中遇到困難。So(2003)在過往類同的研究中也發現學生這方面的能力稍遜。反觀本研究的部分學生有就研習結果作證據連繫理論，他們還從不同方向去理解科學概念，包括根據已有知識想出新意念、從第二手資料取得新知識、從探究實驗中獲得理解，亦有在結論部分闡釋科學概念。原因很可能是為參與者所提供的活動簡介及指引文件均多番提醒參與者要著重科學原理的闡釋。尤其是評選研習建議書時，評判團所給予的改善建議。雖然學生在研習中所涉及的都是基本科學概念，但也是一個好的嘗試。
探究式的科學專題研習給予學生機會進行對科學有意義的建構和理解，而本研究的學生也能把研習所得的理解應用在生活中不同的層面，如解決生活上或在學校遇到的困難、娛樂及保護環境。學生所作的製成品具創意和切合生活之餘，也可以把科學與生活結合。
從本研究的學生反思中，發現專題研習這探究式學習使學生有不同向度的成長，由個人的學習技巧和態度，至與人合作均有。首先，學生說出在研習過程中獲得樂趣，許素(2002)認為讓學生探究覺得有趣的專題，就是激發自主學習並達致成功結果的最好方法。在研習過程中，學生並非一個人，而是幾位同學形成一個小團體，一起解決研究問題。在一起工作、溝通及討論科學的過程中，除了學習到與人相處外，亦可獲得更多的科學理解。蔡佩穎與張文華（1999）和Metz(1998)從研究中找出學生透過彼此在語言和行動上相互幫助，共同參與以完成實驗活動，協助同伴潛在發展區的發展。
Driver, Newton 和 Osborne (2000)認為在科學探究中有關證據與解釋的討論是非常重要，較可惜的是這群小學生在報告及匯報中均未有展示組員之間的科學性討論，這與Watson, Fulian和McRobbie (2004)的研究結果吻合：學生在實驗性探究的討論無論在質及量方面都偏低。此外，學生也反映在專題研習探究中常遇到困難，又或是研習結果未如學生預期的假設一樣。參考蔡佩穎和張文華（1999）的研究發現學生從教師搭建鷹架的教學流程和小組進行的社會互動過程中理解概念。因此，教師在探究學習中的工作非常重要，教師是學生的共同學習者，隨時調整指導方法和內容，跟學生共同參與和尋求知識，並鼓勵學生多參與小組討論。
本研究就二零零三年第六屆「常識百搭」科學專題設計活動的十六隊傑出的研習書面報告及口頭匯報的探討分析雖有其限制性，並不能提供一個小學生進行科學探究的全貌概覽。但從分析這十多間學校的小學生在教師帶領下能夠進行有效科學探究，嘗試就研究的待答問題作出適當的回應，有助建構展示科學探究過程及成果模式的架構(圖一)：探究過程包括探討主題的探究想法；提出探究問題及訂定假設的探究設計；控制變因作比較的探究測試；闡釋所搜集、整理及分析的資料及數據；而達成科學理解及日常應用的探究成果。這個由研究資料分析而得出的科學探究過程及成果模式的架構，能為其他有意輔助學生進行科學探究的教師，提供可行的建議作科學探究教學設計。
圖一：科學探究模式的架構
總的來說，本研究的小學生都能如Crawford(2000) 所言的，由學生集體合作解決真實難題，與一般課堂的科學實驗不一樣：不是尋找“正確”答案(Krajcik, Czerniak & Berger, 2003)，不是學習自然現象的答案(AAAS, 1989)，亦與一般為完成課本的練習不一樣。而本研究的科學探究性研習都是一些傑出事例，這群小學生或多或少都能夠沿著圖一的模式達成探究過程及工作意義，並透過解決現實生活上的難題建立理解。許素(2002)認為學生對專題探究的進行流程多屬陌生，同時如果又欠缺教師適當的指導，唯恐形成學生漫無目標的自由探索。所以在學生探索、操弄的過程中，適時提供輔助是非常重要的。因此，老師需作出大力的支持和鼓勵，來增強學生的科學思維和探究精神。
本研究的工作主要是分析由小學生進行的科學探究研習的書面報告及口頭匯報。雖然從書面報告及口頭匯報的內容分析只能夠得出學生在科學探究過程及成果的一些現象，但這些現象也足以顯示出學生在探究式學習中的水平和老師們採用這種教學模式時需要留意的地方。至於在科學探究活動進行時有關學生的參與性及教師的協助程度，如Martin-Hansen(2002) 的探究模式和Bodzin 及Cates (2002)的探究學習主導程度，則有待採用其他的方法，如與學生訪談，來探討學生在進行科學探究學習中更多的實象。
Copyright (C) 2006 HKIEd APFSLT. Volume 7, Issue 1, Article 3 (Jun., 2006). All Rights Reserved.
