學位論文
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Item 高中科學教師「探究與實作」課程的教學概念與評量素養的系列研究(2022) 洪菁穗; Hung, Ching Sui本論文旨在調查高中科學教師對於「探究與實作」課程的教學概念、評量素養，及對於科學課程的評量素養現況。本文包含三個研究，研究一探討高中科學教師對於「探究與實作」課程的教學概念，包含課程特徵、挑戰與需求、課程目標與教學活動設計，並分析課程目標與活動設計的交互作用。研究二旨在調查高中科學教師的「探究與實作」課程之評量素養，並分析評量素養元素間的交互作用。在研究一、二也分別探索不同科目、年資及專業成長經驗的教師對於「探究與實作」課程的教學概念及評量素養分布。研究三則開發了科學評量素養問卷，並調查高中科學教師的評量素養現況、評量素養元素間的關係及背景因素的影響。由於研究二、三以Abell與Siegel (2011)的科學教師評量素養模型為基礎，二個研究都包含評量目的、內容、策略與行動。但研究二的評量行動聚焦於評量計分，研究三則加入教師對於教學與學習的概念。40位主要來自於北台灣的高中科學教師參與研究一、二，每科各10人，包含資淺、資深教師各3人及種子教師(即學科中心教師及課綱委員) 4人。這二個質性研究主要以半結構訪談收集資料，並混合資料導向及文獻導向的方式產生編碼架構。研究三為量化研究，採取二階段的分層隨機抽樣，最後得到322份北北基桃公立高中科學教師的有效問卷作為後續分析的基礎。研究一的結果顯示教師對於課程特徵的概念與課綱相符，但忽略科學探查的部分面向。教師雖然肯定課程的價值，但也提出不同層面的挑戰。最常見的挑戰是微觀因素，其次是巨觀及中觀因素。此外，教師賦予探究實作課程多樣化的目標，最常見的目標是提高學習動機、連接科學與生活及了解、執行科學探究等。對於不同的探究階段及活動，教師賦予其特定的教學目標，然而不論是教學目標或活動設計，都忽略分析、詮釋數據及論證與建模。教師設計的探究活動非常多元，包含一般及特定活動。而不同科目、年資、專業成長經驗的教師在探究教學概念上各具特色。在研究二中，教師對於探究實作課程的主要評量目的為形成性目的，總結性次之；其評量內容非常多元，其中「以探究作為結果」的內容比「以探究作為方法」的內容多。教師常用書寫、口語與觀察資料來判斷學生的表現，但較少使用實作模型；其計分標準反映了評量內容及資料類型的多樣化。教師的評量目的、內容及評量策略之間有交互作用，且不同背景因素的教師在評量素養上呈現部分差異。研究三確認了高中科學教師在各評量素養元素的CFA模型。受訪教師持有較強建構概念，最重視診斷性目的，另二種次之；在評量內容及判斷學生表現的資料類型上呈現出多元性。另外，建構概念比傳統概念更能正向預測教師的評量目的、及評量內容與行動的頻率。在背景因素部分，科目與年資在評量素養上的差異分布於不同的評量素養元素。最後，本文提出對應的建議與討論。Item 高中科學探究與實作課程中教師的形成性評量(2023) 楊鈞凱; Yang, Chun-Kai108課綱正式實施，首次將「探究與實作」這個具有探究本質且強調實作活動的課程訂為高中必修課程。在以探究為本的課程成為必修課之前，台灣已經有許多關於探究式教學的研究，然而較少研究聚焦在探究式教學中教與學的過程。相較於一般的傳統課堂，探究與實作課程通常以小組活動進行，強調師生互動，因此在教學過程中教師的形成性評量就顯得格外重要。本研究的目的在了解探究與實作課程的教學實踐過程，探討一位公立高中物理教師在探究與實作課程中面對小組時所採用形成性評量的策略，以及其背後考量的因素。本研究採個案研究法，資料收集包含教師課堂綠影與半結構式訪談。資料分析以Dini et al. (2020) 的形成性評量模型為分析架構對課室中教師與小組的對話進行編碼，並以教師訪談了解教師考量的面向。研究結果顯示在擬定研究計畫階段，教師偏向使用對話型的形成性評量，著重澄清學生想法並較常使用響應式方法的推進。在資料收集、數據分析與建模階段，教師則較傾向使用權威型的形成性評量，主要使用指導性的方法推進。綜合而言，除呼應探究階段、探究任務的選擇與教學目標之外，教師當下的教學目的、小組的特性、時間的壓力與學生的學習態度，都會影響教師所採取形成性評量的策略，這也顯現出探究與實作課程中教師形成性評量的複雜性。Item 協同教學如何影響高中教師於探究活動實施論證教學的專業發展之個案研究(2021) 湯宜佩; Tang, Yi-Pei108課綱已於108年8月正式上路，課綱以「核心素養」為課程發展的主軸，在自然科學領域中藉由讓學生透過探究與實作發展其問題解決能力與思考智能，並提升學生的科學素養（教育部，2018）。探究與實作主要項目之一為論證與建模，論證正是能剖析問題、思考對自身或他人論點進行批判與反思的一種過程，也是解決問題所需的能力和素養。故探討如何促進高中生的論證能力將是未來12年國教所關注的重點之一。然而，108課綱中自然科學領域課綱的「探究與實作」是新增的且無強制學校使用送審的課本，教師可以自行設計教材，對學校教師是一項挑戰，故本研究目的主要為探討協同教學如何影響高中教師於探究活動實施論證教學專業發展情形。以個案研究法來深入探討兩位具有教學熱誠的專家與生手教師投入協同教學進行探究與實作課程實踐，本研究焦點著重探討專家教師提供之專業發展策略對生手教師於探究活動課程設計與論證教學實施之專業發展情形。研究結果顯示，專家教師對生手教師專業發展的影響是生手教師具備設計能讓學生學習探究能力的課程、轉換教學模式從講授主導到引導探究及論證教學示範，而生手教師在探究活動課程設計從考量引發探究動機轉變為從探究本質進行考量、教學方式從講授知識為主轉變為引導教學及論證教學策略的轉變等專業發展均有所提升，但生手教師在論證教學未有足夠經驗，面對獨自進行論證教學仍有遲疑。建議未來透過協同教學於探究活動實施論證教學專業發展訓練時間可延長，逐步讓生手教師對論證教學技巧熟捻，面對教學現場能提供論證學習適切引導，故未來研究可針對論證教學引導進行深入研究以落實學校的論證教學。Item 開發科學探究與實作評鑑工具評鑑四位高中自然探究與實作教師教學之成效(2020) 李驥; Lee, Kevin G.臺灣在民國108年正式實施十二年國民基本教育（簡稱108課綱），其中自然科領域新加開一門課程為＜自然科學探究與實作＞，希望學生能統整各科科內與跨科之間的學習內容，並培養學生探索與操作的能力。本研究藉由參考美國新世代科學標準（Next Generation Science Standards，簡稱NGSS）的相關課程與教學的評鑑指標並結合臺灣108課綱的探究與實作精神發展出評鑑＜探究與實作＞的指標，並以兩所高中四位自然科（物理、化學、生物、地球科學）教師為研究對象，探討高中教師如何面對108課綱所帶來的改變與挑戰，以及教師進行探究與實作課程的教學狀況。 主要的研究成果如下： 1. 本研究開發的探究與實作評鑑工具能適切呈現教師教學狀況。 2. 經由教師晤談後發現四位自然科探究與實作教師在設計課程時的出發點不一樣，AB與AC教師依據學科技能作為課程開發主軸，BP和BES教師則是以可實作的活動作為課程主軸。在培養學生探究能力上，B學校的教師在一個單元中讓學生經歷課綱所訂定之探究與實作歷程，A學校的教師則是在單一單元中讓學生培養一個探究能力。 3. 在課室觀察四位自然科探究與實作教師的教學時，發現教師們多半著重於學生執行實作任務，而稍忽略培養學生思考歷程。另外教師較少利用驅動問題引起學生興趣以及運用多元的評量方式檢測學生的學習成果。 藉由上述的研究成果，本文嘗試了解自然科探究與實作重要的課程與教學面向，以及目前探究與實作教師的教學情形。希冀藉此能提供其他自然科探究與實作教師在設計課程或是在教學時有更明確的方向，以達到108課綱的精神。Item 以混合研究法探討職前教師對探究與實作課程的專業需求：以臺師大理學院為例(2020) 周秉毅; Chou, Ping-Yi本研究欲探討師資生對自然科學探究與實作課程的詮釋與意象，進而分析其對於探究與實作之專業需求，俾使回饋於師資培育課程如何協助師資生獲得充分的專業訓練。本研究經過二個階段的實施，第一階段以問卷對47位大三以上的理學院師資生進行施測，並以無母數的統計方法考驗修習探究與實作課程與否對於其教學自評的影響，再從中尋找四位不同科系且曾經修過探究與實作的師資生進行晤談，以開放編碼的方式產出編碼表成為分析架構，並作為第二階段深度訪談的基礎。第二階段擴大尋找另外九位修過探究與實作的師資生，並綜合前述的晤談結果及分析架構進行資料分析，從詮釋與意象之中建構出師資生對於探究與實作的教學者、學習者與課程的圖像，並以此為基礎結合Klein與Goodlad (1978) 課程決策層次挖掘師資生對於探究與實作的專業需求。最後得出有趣的洞見並闡釋研究結論：(1)師資生對於探究與實作存有普遍且單一的定義，但在此定義之下的探究與實作之間卻存有不同的關係模型；(2)探究與實作表達豐富的內涵，不單只是課程及教學，甚至是一種研究能力、生活態度及感受的表現；(3)師資生的專業需求中除了跨領域外，更需要如何進行引導的教學與塑造探究的氛圍；(4)師資生的探究與實作旅程地圖的建立，能幫助師資培育者檢視師資生的進程及發覺其不足。Item 探討以「建模導向探究」及「專題導向探究」的教學策略融入「探究與實作｣課程設計下之學生學習成果(2020) 蔡哲銘; Tsai, Che-Ming隨著「探究與實作」課程被列為部定必修課程，大考中心規劃將重視情境脈絡且能運用科學上的方法論的素養導向試題列為大學考試的命題方向。另一個受到矚目的是學生在課程產出的實作作品，將成為未來申請大學時的重要資料。本研究將兩種教學設計－「專題導向探究」及「建模導向探究」的教學策略融入「探究與實作｣課程。兩組課程大致分成兩個階段。第一階段先由教師利用三周的教學分別協助不同組的學生搭設探究歷程或建模歷程的鷹架，第二階段學生再利用三周的時間進行開放式問題的探究。同時，本研究改編PISA試題及歷年全國科展作品，設計科學素養導向測驗。並探討學生在課程前後的科學素養變化以及在課程中產出之實作作品的情形作為學生學習的成果表現。此外，有鑑於科學教育領域對於模型與建模的日漸重視，本研究將比較學生在兩種模式下對於模型本質的了解與建模能力的培養情形。 研究結果顯示，專題導向探究組在科學素養測驗在總分、提出可驗證觀點、尋找變因或條件、分析資料和呈現證據、提出結論或解決方案及表達與溝通等項目後測優於前測，且達顯著差異。而建模導向探究組僅在總分、分析資料和呈現證據、及表達與溝通等項目後測優於前測，且達顯著差異。在運用Johnson - Neyman法比較兩組探究模式在科學素養測驗的表現時，在總分、論證與建模、表達與分享等項目，皆得到專題導向探究教學適合素養評量前測較高的學生學習，而建模導向探究教學適合素養評量前測較低的學生學習的推論。而在發現問題與規劃與研究則以共變數進行分析，兩組無顯著差異。 而在模型本質問卷的施測結果，建模導向探究組在模型本體面向、認識面向與方法面向，前後測的t-檢定顯示後測優於前測，且達顯著差異。專題導向探究組的問卷前後測t-檢定顯示僅在模型本體面向後測優於前測，且達顯著差異。進一步兩組前後測共變量的分析顯示，在模型本體、認識與方法等三個面向，建模導向探究組的表現皆優於專題導向探究組，且達顯著差異。 在建模能力測驗的表現上，使用費雪精確檢定結果顯示，兩組的學生在模型選擇、模型效化兩項度的表現有差異，而在模型建立及模型應用與調度皆未達顯著差異。其中又以建模組在高層級(Level4與Level5)的人數多於探究組，可知建模教學有助於提升模型選擇與模型效化之建模能力。 在學生實作作品方面，建模導向探究組的學生分為8組，其中2組的成果能夠利用科學理論驗證模型並應用於其他情境，有4組可以建立模型的延伸關係，有2組可以建立模型的成分關係。對於開放性探究問題，建模導向探究組的學生能夠掌握選擇正確變因、並且能透過實作找到變因之間的定性關係，但是距離科學社群能夠形成模型解釋實作成果仍有一段差距。 在專題導向探究組將學生分為8組，有7組完成作品，但有1組未完成實驗驗證。評量結果顯示，在有7組在「提出適合科學探究問題」、有6組在「提出符合研究問題的設計」、有5組在「能分析數據」、有5組在「會製作並應用圖表」、有7組在「提出結論或建立模型」方面達到3分(可)以上。對於開放性探究問題，專題導向探究組的學生能夠掌握控制變因實驗方法的設計、認為本課程在實驗設計幫助最多，但仍會體會到問題的複雜與不確定性。 整體而言，以｢專題導向探究」及「建模導向探究」的教學策略融入「探究與實作｣課程，學生有豐富的學習成效也多能產出實作作品。｢專題導向探究」設計在培養學生科學素養的成果較佳，而「建模導向探究」則在培養學生對模型本質的概念與建模能力有較好的效果。兩組學生對於開放式的真實問題探究，皆體會到問題的複雜與不確定性，必要時教師需要協助對學生的探究調查技巧以及科學背景知識搭設鷹架，才能引導學生克服真實探究問題的挑戰。