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引導式教學對學生學習科學的態度之影響

摘　　要 本研究的主要目的在探討「引導式教學」的教學活動，對學生「學習科學的態度」之影響，以及老師和學生在進行此種教學活動時，學生的反應及看法。本研究發現，利用「引導式教學」的方式，讓學生對一個很大的問題，區分成一些小問題，再逐一藉著討論研討的方式來進行解決，最後再予以綜合。這一種教學的方式，有幾個優點： 一、學生學習到如何將大問題解析成小問題，在同學互相討論過程中，學習如何認識問題的本質，並解析成小問題來予以解決。 二、整個學習過程由學生親自參與思辨、規劃工作及設計實驗，最後獲得數據並歸納結論，皆由學生自主進行，讓同學真正能體會解決問題的過程。這一種教學的結果，學生不僅對科學概念更為清楚，並且也由於自己親自參與，而引發學習的興趣。 三、在學習過程中學生可以進行大量的實驗，也可以自行設計實驗檢驗自己的想法，能有效增進學生技能方面的訓練。 四、由於學習過程學生互相討論、互相擊發，彼此處於一種競爭及合作的狀態下，讓課堂上的氣氛熱絡，學習變得更為有趣，同時學生之間互動頻繁，也增進了學生之間的情感。 雖然「引導式教學」的教學方式無法讓學生完全自主進行學習活動，但經過這種教學方式之後，學生在學習上更為主動，並且在認知、技能及情意目標的達成皆比以往有所增進，是一種值得推薦的教學法。

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「合作學習」教學模式的探討

摘要 本研究的目的在於探討「合作學習」教學模式中小組團隊運作的狀況，觀察其中小組合作行為的表現、小組長的領導、組內分工的習慣、學習動機方面對小組團隊的影響。整個研究透過近一學年的時間完成，其中利用教學中的觀察、書面報告、問卷調查、和訪談得知，如果小組有：濃厚的小組情誼、令人信賴且具有領導特質的組長、明確的組目標、組內清楚的分工、旺盛求勝的企圖心，則這小組會像成功的企業團隊一般，發展經營的有聲有色，而學生在團隊合作中也會習得相關的能力。本研究是以教育行動研究的方法，修編現行國中二年級理化教材，改成以單元主題式的方式進行課程，將學生分成幾個小組，先由老師說明提示任務後，各小組再負責完成主題單元中學習單問題和實驗探討活動，最後在進行全班性的分享學習。此「合作學習」教學模式的主要特徵在於，教師在課堂上只是提供諮商、協助和鼓勵小組活動的角色，而學生以經營小組團隊，共同負責團隊績效的方式來進行學習活動。

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學校領域教學研究會的運作及其功能

本研究是以教育行動研究的方法，於新課程實施之際，先在「領域教學研究會」推動「科學專題報導」、「相互教學觀摩」、「教學實務討論」、「學生科學活學動推展」及「相互教授學科知識」等工作，以解決面臨的教學問題為主軸，激起教師教育熱忱，對學校教學活動、學生、教師及行政事務加以關注，並透過「領域教學研究會」尋求教學環境的改善。研究的目的是藉由「領域教學研究會」的運作提升教師的專業能力、團結和諧的校園文化，產生學習型的教師組織。 經九個月的集會、活動的執行，從「領域教學研究會」的觀察及錄音分析後得知：此任務型態的組織除了積極解決問題的行動外，必須激勵教師的潛能及彼此和諧的關係才能長久的運作及功能的發揮。「領域教學研究會」可以跳脫事務性的工作分配型態，讓教師對教學活動產生興趣，共同計劃執行教學活動，回歸諸多形式的「面貌」為真實的「行動」，使「領域教學研究會」成為教師合作的平台，專業發展的組織，及學習成長、執行教育任務的單位。

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國中教師對九年一貫課程改革態度

國中九年一貫課程改革，是近年來教育改革的重要方案，而由於制定的結果和過去的課程架構有很大的不同，且學校及教師在教學、教材方面掌握了大半的主導權，使教師對改革回應的態度，影響國中「九年一貫課程改革」的成效至大。 本研究以問卷調查的方式，有效樣本為台灣地區209位國中教師，探討國中教師對九年一貫課程改革的回應態度，分析教師的個人特質和所持信念與其對課程改革各層面態度的影響。 研究結果得知，國中教師對九年一貫課程改革持中立看法，雖教師們對於這次課程改革的認同較欠缺，但教師對於這次課程改革進行用心良多，且在觀念、經驗上的分享與協同教學上的溝通程度尚稱良好，而對於這次九年一貫課程的理念呈較肯定的看法，但在教學的成效上卻是較負面的回應，至於教師對措施的滿意度也稍嫌不足。 國中教師之年齡、擔任職務、及年資深淺等不同變項在教師對九年一貫課程改革態度上有顯著差異，有兼任行政工作的教師在態度量表上的得分比一般教師高，年齡、年資較長者的教師在態度量表上的得分較高;性別、教育程度、所屬學習領域、改革前任教學科、學校規模、任教地區、學校城鄉座落、統整教學模式及進修研習時數不同並不影響教師對九年一貫課程改革的態度。 內控傾向之教師在對九年一貫課程改革的態度上顯著優於外控傾向教師，而教師認為教學的定義、最常用的上課方式、對知識的看法不同，並不影響教師對九年一貫課程改革的態度。教師參與九年一貫課程改革的情形、國中教育最重要之認定、國中生學習角色認定不同之國中教師，對九年一貫課程改革態度上則有所差異。

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討論式教學的特質與成效分析

摘要 本研究的目標在於探討運用討論式的教學模式如何影響高二學生物理學學習的成效，另外我們分析學生在討論式教學模式的情境下，其學習成效與學習狀況的關係。本研究中，我們設計討論式教學模式以作為我們的操縱變因，再設計概念評量的測驗試卷以作為評鑑學生學習成效的依據，另外，還要設計一份問卷，以調查實驗組學生在討論式教學過程中的學習狀況。 根據試驗教學的結果，我們發現：經過討論後的教學，學生所學習的概念有很大的澄清，這和學生以前習慣記憶、直接代入公式解題的方式有很大的不同，這種情形可由他對圖像的想像能力增強，看出他腦筋中有這樣的概念，尤其是原本在班級中學習有困難的學生，更是有長足進步的表現，也提高了學習的參與度與信心。由於討論式教學的實施，我們也發現學生學習的習慣有很大的改變，他們多能利用課餘時間與同學討論課業，不再單兵作戰。

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「生活化的學習模式」特徵之探討

學習的模式不同，將影響學習的內容及成效。本研究以學生生活上的議題為研討的主題，藉由學生自主及自動的處理問題方式，進行學習活動。並利用陽明山的區域特性及自然學習資源，讓學生從事植物栽培的實作活動。以了解在「生活化的學習模式」下，我國國中學生的學習方式之特徵及生活化學習模式之可行性，並提供各個國民中學自然科教育工作者，在實施生活化教學或利用各種教學資源進行相關教學活動時之參考。 研究結果發現： 一、以「生活化的學習模式」，運用「植物栽培」為主題的學習活 動，對學生的科學態度有明顯的改進。 二、以學生為主的「生活化的學習模式」，可提升學生的學習興趣。 三、利用「生活化的學習模式」來進行教學，就整體而言，對於學生 的解決問題策略之能力有明顯的提升。 四、「生活化的學習模式」對於學生在藉由觀摩學習而尋求精進方 面，並無明顯的進步。

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電腦多媒體輔助教學在高一「力與運動」課程的教學成效探討

本研究將學生分成實驗組A（73人）、實驗組B（74人）與對照組（110人）三組樣本，探討電腦多媒體輔助教學對高一學生在「力與運動」單元上的教學成效，及觀察學生接受電腦多媒體輔助教學的學習態度。實驗組A（73人）與實驗組B（74人）為使用電腦多媒體輔助教學，這兩組的差異為實驗組A（73人）的學生有親自操作動畫。對照組則接受傳統方式教學。 本研究結果如下： 1. 學生在教學前的力學迷思概念大多來自「衝力理論」，本研究驗證文獻中國內外學者所提及的迷思概念。 2. 實驗組A的教學成效優於對照組，顯示電腦多媒體輔助教學配合學生實際操作動畫的課程設計，有較好的教學成效。 3. 實驗組A及實驗組B在直觀物理型的概念表現上皆優於對照組，但在非直觀物理型的概念上無顯著差異。顯示電腦多媒體輔助教學能傳播有效的視覺碼，協助學生在直觀物理型的概念改變。 4. 學生利用物理模擬動畫有助於增加判斷物體運動軌跡的能力，但對造成運動的背後原因的理解幫助有限。 5. 學生肯定電腦多媒體輔助教學的功能，且認為「力與運動多媒體教材」中的動畫與影片對物理概念的了解有幫助，並希望未來的單元也能繼續使用多媒體教材

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高中生的波動概念探究與電腦輔助學習教材研製

波動概念在物理學中是個既基本又重要的現象，從力學、聲學、光學、電磁學甚至到近代物理學都會有波的形式出現；但是波的性質卻很難從生活中去覺察。究竟高中生在學習物理時對波動具有怎樣的概念，國內在這方面的研究付之闕如。所以本研究主要在探討高中生在波動課程學習前後的波動概念，並針對學生在學前出現的迷思概念研製動畫模擬的輔助學習教材，祈能協助學生建立較完整的波動概念。 本研究先以紙筆測驗及抽樣晤談的方式對146位高二學生進行波動課程學習前的概念檢測，利用半開放式的紙筆測驗(題目編修自University of Maryland Wave Diagnostic Test, WDT)的結果配合抽樣晤談來瞭解學生學前的先存概念。接著，研究者利用學前測驗的結果研發「高中波動概念測驗(簡稱SWCT)」試題及「波動輔助學習教材」，待學生高三下學期完成所有和波動有關的課程後再利用SWCT對183位學生進行波動課程學習後的概念檢測，之後依方便取樣的原則抽選一班43位學生進行波動輔助學習教材的試用，以瞭解學生對此類教材的使用感受。 本研究結果顯示： 1.在學前，學生對波的產生方式及波的物理變數所具有的概念非常含糊，學生會將振幅、頻率和波速互相聯結，認為振幅和頻率都可以影響波速。除此之外，學生也容易以力學的角度來解釋波的傳遞與重疊；他們認為振動的力量越大則波會傳得較快；當重疊時，因為兩波相向碰撞，所以位移應該相減。對於脈衝波反射的物理過程，學生幾乎不具任何的概念。 2.在學後，學生對於波的某些物理變數仍然有所誤解，研究發現在公式 的引導下，學生以為波長和頻率都可以單獨改變波速。除此之外，學生會習慣以橫波來思考波運動。對於波的重疊、脈衝波的反射及駐波的形成的概念仍然非常含糊，學生會以不同的方式來看待兩波位移方向同向及兩波位移反向的重疊；且他們對於需要依據究竟是自由端還是固定端的狀況來判斷反射的情形感到困難；至於駐波，多數的學生不清楚駐波微觀的介質質點運動情形和巨觀的波形間所存在的關係。 3.由學生波動課程學習前後的比較發現傳統的教學對於記憶性的知識是有效的，關於脈衝波的反射，學後約有一半的學生能夠知道自由端及固定端反射後位移方向會有差異，但是學生對於背後的物理過程仍然不瞭解。除此之外，從比較中也可以發現學生習慣用數學公式來看物理現象，在學後，受 的影響，約一半的學生認為波長會影響波速。 4.在波動輔助學習教材方面，多數的學生對於這樣的教材感到新奇且滿意，他們認為動態的圖形很有真實感，能夠讓他們瞭解完整的波形變化。

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情境式評量中的科學認知與科學應用能力及影響學生科學學習成就的因素

九年一貫課程的科學教育，希望安排適當的教學情境及教材，進行有效的教學活動。這種精神，在過去也是如此，但往往在升學主義掛帥的情況下，缺乏與生活相結合之教學評量的配合，而難以推展。因此本研究遵循九年一貫「希望教材的組織可依生活上及社會上關心之議題、鄉土的題材來選編」的原則，以「情境學習」（situated learning）理論為基石，並以科學應用為前提設計情境式的生活化評量試題，進行「情境評量」的研究。 研究試題原係為參與邱美虹教授等(民90)所執行「國民中小學九年一貫課程中國中階段自然科學學習評量系統研究」中用以評量學生「科學應用」能力之「認知(一)題本」的一部份。該計畫施測以臺灣地區國民中學三年級的學生為研究對象，並採分層隨機抽樣，取得樣本共計1513人進行施測。本研究即以參與該計畫施測有關「情境評量」試題及該研究由劉嘉茹教授所開發之「個人態度題本」中有關個人基本資料部份的施測結果，進行資料分析研究。並按情境評量施測結果來探討現階段國民中學學生在情境評量中表現的科學素養現況及學生個人、家庭因素與情境評量成績的關係、學生參加課餘學習輔導的影響等進行探討。 研究資料主要以答對率、t考驗(t-test)、變異數分析(ANOVA)及Scheffe事後多重比較等方法進行分析，以探討學生的科學認知與科學應用等科學素養及檢測學生在情境評量結果與個人、家庭及補習等相關變項之間的差異顯著性。 研究結果顯示: 一、不同性別、不同區域學生在情境評量試題的答對率並無顯著差異；而大型學校的學生情境評量的答對率顯著較中、小型學校的學生好。 二、本測驗成績與基本學力測驗成績兩者之間，呈高度正相關。 三、情境評量的測驗結果中，大部份學生已達成試題中所包涵的九年一貫課程科學認知與科學應用之分段能力指標。 四、喜歡科學類科勝於文學類科的學生，在「收看科學節目」、「固定閱讀科學讀物」及「上網找科學資訊」 的參與程度較高，且在情境評量上的表現較佳。 五、父、母親的教育程度及對學生參與科學活動的鼓勵，與學生在情境評量上的成績有正向的影響。 六、參加自然科補習的學生，僅參加一科的學生在情境評量中有顯著較好的成績。

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單原子尖度金字塔形鎢針的結構與應用之研究

在此研究中，我們舖覆白金原子於鎢針表面，並加熱至約1000K，成功於W(111)位置成長金字塔形單原子針尖。我們發現兩種金字塔形單原子針尖結構，分別是針尖由上往下排列為一顆、三顆、十顆與一顆、六顆、十五顆兩種類型，也利用原子間的蒸發場差異發現其乃由基底原子在內部形成的金字塔形排列並在其外覆以白金原子所構成。我們也發現並解釋金字塔形針尖的上層原子排列與整體金字塔形排列有些許角度上的偏差，另外也研究單原子針尖無法在太鈍的針上形成的原因。在應用方面，我們提出了新型針尖蝕刻法與利用電鍍方式於鎢針上覆鈀，使其能適用於大量製造掃描穿隧顯微鏡的探針。另外，金字塔形結構的場發射研究發現F-N plot 分析中斜率的減少，很可能是電子共振穿隧所造成。