科學探究學習系統之開發與評估

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：2

、訪客IP：3.140.185.170

姓名

林宛柔(Wan-Jou Lin) 查詢紙本館藏

畢業系所

網路學習科技研究所

論文名稱

科學探究學習系統之開發與評估
(Development and evaluation of the ” Scientific inquiry learning system”)

相關論文

★ 支援國小科展探究教與學之網路科展探究系統的開發與評估	★ 教師科展專業知識分享社群平台系統開發與評估
★ 科學小論文寫作平台的建置與評估	★ 「探究教學線上教師社群平台」之建置與評估:以知識管理理論為基礎
★ 科學閱讀平台之發展與評估	★ 以鷹架為基礎之科展探究系統平台之開發與評估
★ Improving Novice Teachers’ Instructional Practice Through Online Multilevel Reflection: The Role of Novice Teachers’ Beliefs	★ The Effect s of Video-based Reflection on Preservice Teachers′ Micro Teaching Focusing on Meaningful Learning with ICT
★ Examining Teachers’ Online Video-Based Reflective Practice for Professional Development Regarding Guided-Discovery Learning Instruction	★ 數位教育遊戲之開發與評估：以「Mr.道耳頓的奇幻歷險」為例
★ 應用自然語言處理技術開發基於知識翻新理論之線上非同步合作論證平台與平台初步評估	★ 同步討論與反思系統（SDRS）對小學生知識建構學習環境感知和學習成果的影響
★ 具有集成設計框架的同步在線論證系統用戶界面：重新設計和評估	★ 支援科學專題學習之線上學習平台開發與評估
★ 線上合作共同備課平台：開發與評估	★ 歷史影音學習平台之開發與評估

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

科學展覽活動為全國各國中小學校，在科學教育領域的一項重要活動，此競賽
是為了提升學生對於科學學習的興趣及探究科學的能力，但學生在未接觸科展活動
時，缺乏獨立完成探究的技能，故本研究旨在設計出一套輔助教與學的科學實驗探
究系統，從中引導學生在科展活動前透過鷹架進行科學探究實驗（inquiry-based
experiments），期待學生從實驗探究的過程中習得科學過程技能，且提高學生的科
學態度。在進行系統評估時，採取立意取樣，針對 52 名國小生進行問卷調查，並
蒐集學生對於系統操作的意見回饋。研究結果發現學生對於系統在知覺有用性、知
覺易用性及使用意願皆給予正面回饋，且認為此系統提供的學習鷹架功能是有用的
且易於使用的，針對科學過程技能的方面有達到顯著差異，而在基本過程技能（basic
process skills）方面未達顯著差異，但在統整過程技能（integrated process skills）方
面，有達到顯著的差異，且實驗組的統整技能之平均進步分數高於控制組，由此可
得知對於實驗探究及科學過程技能的學習是有所助益的。最後，本研究依據結果與
討論提出教學實務、系統設計及未來研究之建議。

摘要(英)

Science Fair is an important activity in the field of science education for primary
and junior-high schools in Taiwan. Science Fair aims to raise students’ interest in science
learning and their scientific inquiry abilities. However, most of students do not have the
abilities to complete the science inquiry alone when they do not have experience of
participating Science Fair. The purpose of this study is to guide the students doing the
inquiry-based experiments before Science Fair, and to provide the system scaffolds
helping students to learn Science Process Skill instructions, the ability used in Science
Fair. Science Process Skill Instructions regards as the ability which you solve the science
problem. In the Taiwan’s essentials of the 9-Year integrated curriculum, Science Process
Skill instructions can be classified into 5 items: “observing”,” comparison and
classification”, “organization and the associated”, ”induction , analysis and inference” and
“ communicating”. Learners acquire these abilities by doing experience themselves and
from the experiment to explore in the process of for the purpose of inquiry experiments.
While assessing system, we use “purposive sampling.”. 52 elementary students are
invited to use the system and evaluated the system with a quantitative survey. Their
responses on the quantitative questionnaire of the system showed that they are satisfied
and think this system is useful and user-friendly. They expressed high willingness to use
the system continuously. Both Scientific Process Skills and Integration Process Skills
improve significantly showed in the questionnaire, but there is no significant difference
in Basic Process Skills. In additions, the average improvement score about Integration
Process Skills of the experimental group is higher than the control group, which indicates
that this system is useful in developing students’ Scientific Process Skills. In the
conclusion of this study, this study point out some suggestions on teaching practices,
improvement on the system design, and future research.

關鍵字(中)

★ 探究
★ 科學過程技能
★ 科學態度
★ 實驗探究
★ 鷹架

關鍵字(英)

★ Inquiry
★ Science process skill
★ Scientific attitudes
★ Inquiry-based experiments
★ Scaffold

論文目次

摘要 I
Abstract ........................................................................................................................... V
致謝詞 ........................................................................................................................... VI
目錄 ......................................................................................................................... VII
表目錄 ........................................................................................................................... XI
圖目錄 ........................................................................................................................ XIII
第一章緒論..................................................................................................................... 1
第一節研究背景與動機 ........................................................................................... 1
第二節研究目的 ....................................................................................................... 3
第三節研究問題 ....................................................................................................... 4
第四節名詞釋義 ....................................................................................................... 5
第五節研究限制 ....................................................................................................... 6
第二章文獻探討............................................................................................................. 7
第一節探究與實驗活動 ............................................................................................ 7
壹、何謂「探究」？ .......................................................................................... 7
貳、科學探究的類別與層次 .............................................................................. 7
參、探究式實驗教學及其應用 .......................................................................... 9
肆、小結 ............................................................................................................ 11
第二節科學過程技能 ................................................................................................ 12
壹、「科學過程技能」的定義及內涵 ............................................................ 12
貳、科學過程技能之研究 ................................................................................ 16
參、小結 ............................................................................................................ 18
第三節相關系統分析與比較 .................................................................................... 19
壹、相關系統介紹 ............................................................................................ 19
貳、相關系統比較 ............................................................................................ 21
第四節綜合探討 ........................................................................................................ 22

第三章系統設計與實作 .............................................................................................. 23
第一節系統開發方式 ................................................................................................ 23
壹、系統開發人員架構 .................................................................................... 23
貳、系統開發流程 ............................................................................................ 24
第二節系統設計規劃 ................................................................................................ 25
壹、系統設計特色 ............................................................................................ 25
貳、系統流程規劃 ............................................................................................ 26
參、系統鷹架功能設計 .................................................................................... 28
第三節系統架構與系統功能模組 ............................................................................ 31
壹、系統架構 .................................................................................................... 31
貳、系統功能模組 ............................................................................................ 32
參、系統功能與鷹架功能設計對照 ................................................................ 34
第四節系統配置 ........................................................................................................ 36
壹、硬體設施 .................................................................................................... 36
貳、軟體設施 .................................................................................................... 36
參、使用環境建議 ............................................................................................ 36
第五節系統與各角色功能畫面 ................................................................................ 37
壹、系統介面設計 ............................................................................................ 37
貳、教師畫面說明 ............................................................................................ 40
參、學生畫面說明 ............................................................................................ 53
第四章研究方法........................................................................................................... 63
第一節研究對象 ........................................................................................................ 63
第二節研究設計 ........................................................................................................ 64
第三節系統評估流程 ................................................................................................ 65
壹、實驗設計 .................................................................................................... 65
貳、實驗流程 .................................................................................................... 66
第四節研究工具 ........................................................................................................ 68
壹、學生對於「科學探究學習系統」之「科學態度量表」 ........................ 68

貳、學生對於「科學探究學習系統」之「科學過程技能量表」 ................ 69
參、學生對於「科學探究學習系統」之「知覺鷹架有用性量表」 ............ 71
肆、學生對於「科學探究學習系統」之「科技接受量度」 ........................ 72
第五節資料處理與分析 ............................................................................................ 73
第五章結果與討論 ...................................................................................................... 74
第一節學生對於科學探究學習系統之科學態度 .................................................... 74
第二節學生對於科學探究學習系統之科學過程技能 ............................................ 76
壹、整體科學過程技能分析 ............................................................................ 76
貳、分項測驗分析 ............................................................................................ 77
第三節學生對於科學探究學習系統之知覺鷹架有用性 ........................................ 79
壹、概念鷹架 .................................................................................................... 80
貳、程序鷹架 .................................................................................................... 81
參、後設認知鷹架 ............................................................................................ 82
肆、互動工具 .................................................................................................... 83
伍、點擊鷹架行為與科學過程技能的相關性 ................................................ 84
第四節學生對於科學探究學習系統之使用意願 .................................................... 87
壹、對於系統的使用意願 ................................................................................ 87
貳、對於系統的知覺有用性 ............................................................................ 88
參、對於系統的知覺易用性 ............................................................................ 89
第六章結論與建議 ...................................................................................................... 90
第一節結論 ................................................................................................................ 90
壹、學生對於使用系統的有用性、易用性及使用意願持正面態度 ............ 90
貳、對於參與本研究的學生觀點，覺得系統的鷹架功能是有用的 ............ 90
參、使用科學探究學習系統是能夠增進學生的科學過程技能 .................... 90
第二節建議 ................................................................................................................ 91
壹、系統設計與改良建議 ................................................................................ 91
貳、教學實作建議 ............................................................................................ 92
參、未來研究建議 ............................................................................................ 92

第七章參考文獻........................................................................................................... 93
附錄 96
附錄一、康軒_105_六下_第一單元_簡單機械教學手冊 ................................... 96
附錄二、科學過程技能量表（前後測問卷） ..................................................... 97
附錄三、科學態度 ............................................................................................... 107
附錄四、知覺鷹架有用性量表 ........................................................................... 108
附錄五、科技接受度量表 ................................................................................... 110
附錄六、實驗組_學生實驗學習單 ..................................................................... 111

參考文獻

中文文獻：
王如玉（1999）。地球科學問題解決教學模組對高一學生學習影響之初探：台灣師範大學地球科學研究所碩士論文。
吳穎沺（2003）。建構主義式科學學習活動對國小高年級學生認知結構之影響（未出版論文）。國立交通大學教育研究所碩士論文，新竹。
吳木崑（2009）。杜威經驗哲學對課程與教學之啟示.。臺北市立教育大學學報:教育類。
吳叔鎮（2011）。悅趣化數位學習對國小高年級學童自然與生活科技領域學習成效之影響.(未出版論文)。國立臺北教育大學，臺北市。
李文献（2006）。展望全國科展的教育功效。科學月刊，37（9），644-645。
李峻宏（2015）。探究活動溶入國二自然科對低成就生學習成就與動機影響之行動研究。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文，彰化。
沈惠淳（2010）。高雄市國小教師指導科展現況、困難與需求之研究（未出版論文）。高雄師範大學工業科技教育學研究所碩士論文，高雄。
林品瑜（2014）。促使學生善用科學過程技能於問題解決之行動研究-以科學玩具設計與製作教學為例。台中教育大學科學教育與應用學系科學教育所碩士論文，
台中市。
邱鴻麟、林秀蓁（1995）。一位國中理化教師實驗室之教學與經營（未出版論文）。
高雄師範大學科學教育研究所碩士論文，高雄市。
張俊彥、翁玉華（2000）。我國高一學生的問題解決能力與其科學過程技能之相關
性研究.刊載於中華民國科學教育學會編印. 科學教育學刊，8（1），35-55。
教育部（2003）。國民中小學九年一貫課程綱要: 自然與生活科技學習領域。
教育部（2003）。科學教育白皮書。台北：教育部。
郭碧祝、陳秀婷（2009）。提升國小四年級學生過程技能的主題式教學活動，屏東教育大學學報─ 教育類，33，365-396。
陳梅香、佘曉清（2009）。探討鷹架式網路形成科學議題課程對國小學生形成科學議題能力與科學探究能力之影響（Doctoral dissertation）。
黃鴻博（1999）。以 STS 教育理念改進國民小學團體活動教學之研究。中師數理學刊，第二卷第一期，第 88-110 頁。
楊鍾鳴（2005）。探究式實驗教學與食譜式實驗教學對國二學生探究能力, 過程技能, 學習成就之影響。高雄師範大學科學教育研究所碩士論文，高雄市。
熊召弟、王美芬（1995）。國民小學自然科教材教法。台北市：心理。
鄭森榮（2005）。探究式實驗對國小六年級學童科學本質與對科學的態度影響之研
究（未出版論文）。國立新竹教育大學人資處應用科學系教學碩士班，新竹市。
鄭麗華（2002）。以探究式實驗活動提升國二學生參與實驗活動及過程技能之行動研究。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文，彰化。
鍾聖校（1999）。自然與科技課程教材教法。台北：五南。
英文文獻：
Anderson, R.D. (2002). Reforming science teaching: What research says about inquiry.
Journal of Science Teacher Education, 13, 1-12.
Ausubel, D.P., Novak, J. D., & Hanesian, H.(1968). Educational psychology: A cognitive
view.
Barab, S.A., Luehmann, A.L.(2003). Building sustainable science curriculum:
Acknowledging and accommodating local adaptation. Science Education, 87(4), 454
– 467.
Crawford, B. A.(2000) Embracing the essence of inquiry: New roles for science teachers.
Journal of Research in Science Teaching, 37(9), 916 – 937.
Cohen, J. (1988). Statistical power analysis for the behavioral science(2nd ed.). Hillsdale,
NJ: Lawrence Erlbaum Associate.
Dewey, J.(1997). Experience and education. New York: Free Press.
Davis, K.S.(2003). “Change is hard”: What science teachers are telling us about reform and
teacher learning of innovative practices. Science Education, 87(1), 3-30.
Hegarty-Hazel,E.(1986).Labwork SET:Research information for teachers,numberone.Canberra:Australian Council for Education Research.
Herron, M. D.(1971). The nature of scientific enquiry. The School Review, 79, 171-212.
Hofstein, A.,＆Lunetta, V. N.(1982).The role of the laboratory in science teaching :
Neglected aspects of research. Review of Educational Research, 52, 201–217.
Hofstein. A., Levy Nahum, T., & Shore , R.(2001). Assessment of the learning environment
of inquiry-type laboratories in high school chemistry. Learning Environments
Research, 4, 193-207.
Lati, W., Supasorn, S., & Promarak, V.(2012). Enhancement of learning achievement and
integrated science process skills using science inquiry learning activities of chemical
reaction rates.
Millar, R. (1989) Bending the Evidence: The relationship between theory and experiment
in science education. In R.Millar (ed) Doing Science: Images of Science in Science in
Science Education, 62-82. London: The Falmer Press.
National Research Council.(1996). The national science education standards. Washington,
DC: National Academy Press.
National Research Council.(2000). Inquiry and the National Science Education Standards:
A Guide for Teaching and Learning. Washington, DC: National Academy Press.
Quintana, C., Zhang, M., & Krajcik, J. (2005). A framework for supporting metacognitive
spects of online inquiry through software-based scaffolding. Educational Psychologist,
40(4), 235-244.
Staer, H., Goodrum, D., & Hacking, M.(1998). High school laboratory work in Western
Australia: Openness to inquiry. Research in Science Education, 28(2), 219-228.
Schwab, J. (1962). The teaching of science as enquiry. In the teaching of science
Cambridge, MA: Harvard University Press, 1-103
Volkmann, M. J., Abell, S. K., & Zgagacz, M.(2005). The challenges of teaching physics to
preservice elementary teachers: Orientations of the professor, teaching assistant, and
students. Science Education, 89(5), 847 – 869.
Wood, D., Bruner, J. S.,& Ross, G.(1976). The role of tutoring in problem solving Journal
of child psychology and psychiatry,17(2), 89-100.
Yuen, AHK & Ma, WWK (2008). Exploring teacher acceptance of e-learning technology.
Asia-Pacific Journal of Teacher Education, 36(3): 229–243.

指導教授

吳穎沺(Ying-Tien Wu)

審核日期

2016-7-26

推文