電子報 第 179 期 > 採用五階段POE探究學習模式增進學生之科學學習成效

採用五階段POE探究學習模式增進學生之科學學習成效

字級:        友善列印

測驗及評量中心助理研究員 陳俊臣

  預測(Prediction)、觀察(Observation)、解釋(Explanation)的POE探究學習模式,能幫助學生以類似科學家的科學思考方式,讓學生能融入科學問題解決的過程,為進一步的科學探索提供基礎,既而提高科學學習成效。過去關於POE探究學習模式的研究常建議:POE模式必須建構在足夠的知識基礎上,而且必須要同儕互相協助。因此,本研究導入凱利方格技術(Repertory Grid Technique,RGT)做為學習過程中的智慧學習夥伴,來幫助學生闡釋(Interpret)、整合(Integrate)及組織(Organize)知識,協助學生理解完整的科學概念與理論發展過程,進而幫助學生進行科學知識整合的過程,建構足夠的先備知識;此外,也導入協同學習策略(Collaborative Learning,CL),透過同儕的對話與聆聽的過程,讓所有成員平等地參與討論、修正概念、最後解決問題,達到互惠學習(Reciprocal Learning)的效果,進而提升學習成效。

  五階段POE探究學習模式設計,是從科學問題出發,經過三次探究歷程後,最後給予學生強化說明。五階段分別是:(1) 給予科學問題(Present a science question);(2) 引導思考方向(Guide thinking directions);(3) 提供工具協助探索(Provide learning tools);(4) 提供類似參考案例(Provide similar examples);(5) 強化說明(Answer and explain)。在階段一學生取得科學問題先進行預測(P),之後必須經過階段二引導思考方向(O)並回答問題做出科學解釋(E)、階段三提供工具協助探索(O)並回答問題做出科學解釋(E)、階段四提供類似參考案例(O)並回答問題做出科學解釋(E),總共三次的探究歷程,逐步提供學生越來越多的學習資源,讓學生圍繞著科學問題進行觀察,觀察完畢後則必須回答問題做出科學解釋。每一次學生回答問題做出科學解釋(E),教師都會提供教學回饋協助學生自我校正。最後提供階段五強化說明的教材內容,協助學生再次強化學習。

  RGT及CL的導入是在階段二三四的O及E的中間。學生完成觀察後,提供數個凱利方格,幫助學生蒐集知識、整合知識、分享知識、幫助學生區分不同的概念、幫助概念解釋、推理與思考,學生共需要進行三次的RGT步驟。各階段的RGT完成後,接著立刻導入數分鐘的CL,幫助學生交換知識、分享知識,更能在POE探究學習過程中幫助學生合作建構知識與觧決問題,讓師生或學生間互相合作,提高學習動機與成效趣,避免學生因為個人學習的限制影響探究學習的效果,學生共需要進行三次的CL步驟。

  研究結果發現:(1) 學生會在POE的探究過程中產生自我校正與自我調整學習行為,幫助學生學到正確的科學概念,(2) 而且五階段POE探究學習模式,讓學生逐漸深入思考,並且精熟科學內容知識。(3) 多次的RGT能越來越快幫助知識整合,讓學生達成學習目標與學習表現,與POE自我校正與自我調整的歷程類似,因此在執行過程中,POE與RGT能順利結合。(4) 多次的CL能達成討論時間縮短,而且幫助大幅提升學習表現。學生科學知識的成長是與他人磋商形成共識的知識建構過程,在討論之中解決矛盾、尋求簡明、澄清知識。(5) 低先備知識的學生往往未能找到科學概念的要點和基本主題,採用CL或RGT方法能幫助低先備知識學生獲得更好的學習效果。

資料來源:

Hsiao, H. S., Chen, J. C.*, Hong, J. C., Chen, P. H., Lu, C. C., & Chen, S. Y. (2017). A Five-Stage Prediction-Observation-Explanation Inquiry-Based Learning Model to Improve Students’ Learning Performance in Science Courses. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 13(7), 3393-3416.

陳俊臣(2017)。提升自然科學思辨能力之雲端學習系統發展研究-以國小四年級自然與生活科技為例(未出版之博士論文)。國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系博士論文,臺北市。