探究與實作：科學遊戲導向（2版）

　　☆十二年國教「自然科學領域」必備素養   
　　☆每一項實驗都有實驗影片QRC，提供讀者下載觀賞

　　「探究與實作」是108課綱自然科學領域中很重要的改革。

　　本書以具有趣味性而且器材簡易的科學遊戲為例，提供讀者了解與學習如何進行「探究與實作」。全書包含有關「探究與實作」的：意涵、實例、主題引介等三大部分，其中分別有二十個實例以及主題引介。

　　本書是作者執行科技部研究計畫的成果之一（計畫編號：MOST- 107-2511-H-142-005），部分內容經過國立大學科學教育教授的審查與修訂，實驗也經過實際的操作，確認結果的可靠性。

　　適用對象—
　　國小高年級以上學生可自行閱讀與實作
　　中小學教師作為「探究與實作」之教學的參考

作者簡介

許良榮

　　1957年7月出生於高雄市

　　學歷
　　國立台灣師範大學化學系學士(1982)
　　國立交通大學應用化學研究所碩士(1986)
　　國立台灣師範大學科學教育研究所博士(1997)

　　經歷
　　現職：國立台中教育大學科學教育與應用學系退休教授
　　曾任：國中教師、國立台中教育大學助教、講師、副教授、系主任

　　研究領域
　　科學遊戲、科學玩具、科學概念診斷與學習、科學史與科學本質
　　個人網頁：www.ntcu.edu.tw/scigame/index.html（科學遊戲實驗室）

　　榮譽與服務事蹟
　　1.獲「教學優良教師」以及多次「學術研究特殊表現」獎勵
　　2.歷年擔任國內學術研討會、學術期刊、教育局論文徵選等等之論文審查委員
　　3.歷年擔任全國中小學科學展覽評審委員、大學評鑑委員以及金鼎獎評審委員
　　4.曾任「中華民國科學教育學會」理事以及「科學教育學刊」(TSSCI之一)執行編輯；並獲學會頒發「科普活動（非制式科學教育）推廣獎」
　　5.著作《玩出創意2：48個酷炫科學魔術》一書（五南出版），榮獲2012年第36屆金鼎獎（兒童及少年圖書獎─科學類）

Part I 探究與實作的內涵
 
十二年國教課程綱要中，「探究」的學習內容，包含四個主要項目：⑴發現問題；⑵
 
規劃與研究；⑶論證與建模；⑷表達與分享。「實作」的學習內容則包括：觀察、測量、資料蒐集與分析、歸納與解釋、論證與作結論等。課綱中，探究與實作學習內容各個項目並沒有固定的步驟或順序，可依探究的主題和實作活動採循環或遞迴等方式進行。由於探究與實作牽涉多項內涵，因此首先說明各項探究程序中重要名詞的意義。
 
以下各項名詞，「形成假說」、「論證與建模」為較高階層的概念，適合至少國中以上，其他各項適合國小高年級以上。更低年齡的學童與幼兒，建議不必要求理解以下各項的意涵，只需在親師的指導下進行動手操作與觀察即可。
 
1. 發現問題
 
「探究」基本上是進行「研究」，而「研究」的本質是「為問題尋求解答」，因此進行探究就需要先確定要研究的問題是什麼？設計探究問題牽涉到：研究問題有沒有價值？是否已經被解答？是否具有可行性？等問題。由於在教學上主要在培養學生進行探究的能力，而非發表論文，因此建議著重在可行性與安全性即可。另一方面，要注意探究問題是否具有「可驗證性」？避免難以客觀檢驗或過於籠統的問題，例如：
 
⑴ 「探究鐵的生鏽快慢為何？」：不是恰當的探究問題，因為沒有指明要探究的「操縱變因」（實驗變因）是什麼？
 
⑵ 「探究不同酸鹼性的鐵有何差異？」：沒有指明要測量的「應變變因」為何？也是不恰當的探究問題。
 
⑶ 「探究不同形狀的鐵，生鏽的多寡有何差異？」：操縱變因「不同形狀的鐵」必須先釐清與定義，說明有哪些形狀是值得研究？而「生鏽多寡」如何測量？具備實際操作的可行性嗎？
 
2. 形成假說
 
「假說」（hypothesis）是「暫時性的解釋」。當我們對於一個現象初步觀察之後，對於會影響現象的變因或原因，形成一個「假說」，然後再設計實驗進一步確認，以實驗結果來決定是要「接受假說」或是「拒絕假說」，也就是屬於一種「假說－驗證」的歷程。
 
例如：在觀察了石蕊試紙、廣用試紙之後，形成「遇到酸鹼會變色的物質，酸性都是呈現紅色」的假說。進一步實驗其他酸鹼指示劑，發現酚酞遇到酸是無色，違反了這個假說，因此就必須拒絕這個假說，修訂假說以符合實驗結果。