五至七年級數理創意營教材之研發與教學實驗 期末報告 請多指教 彰化縣私立精誠高級中學 韓順興

研究背景與動機 21世紀公民所應具備關鍵能力之培養，包括：一、蒐集、分析、組織資訊的能力。二、表達想法與分享資訊的能力。三、規劃與組織活動的能力。四、團隊合作的能力。五、應用數學概念與技巧的能力。六、解決問題的能力。七、應用科技的能力。

研究背景與動機之二 進行科學創意活動時，配合腦力激盪術(Brain-storming)的訓練，將個人內在創造性的潛能加以誘發，俾使能得到更適當的發展。團隊成員在熟練腦力激盪術後，均能在群體中表達自己解決問題的想像力，並刺激他人的想像力(李德高，民81)，達成利用創意解決問題的目的。 教學的方法林林總總，為了讓學生的學習動機提高，一定要想辦法激起學生的好奇心、挑戰心、想像力、冒險心，使他們落入學習的陷阱，教學才容易成功。

研究目的與待答問題 目的：藉由辦理科學創意活動，選編適合五至七年級學生的科學創意活動教材，經過實地的教學實驗，修正、改進、發展後再上網公布於學校網頁，提供給全國老師、家長參考使用。 待答問題： 1.五年級的學生學習心態上與六年級、七年級學生會有什麼不同？ 2.教材的開發與編選，教學實驗後的成效如何檢驗 ？ 3.數理創意營教學後，對學生創造力的影響如何？

研究工具與方法 本計畫之研究工具包括：威廉斯創造力測驗、教學意見調查問卷及學習活動單、SPSS或Excel統計分析軟體。 研究方法：以行動研究方式，探討五至七年級的學生在經過創意的數理課程洗禮後，學生的創造力是否會被激發。 本研究並以創造性傾向評量的前後測成績及創造思考活動的前後測成績來作為創造力是否提升的依據。

計畫成員學識背景 計畫主持人 韓順興 彰化師大科教所 國中一、二、三自然與生活科技科 協同研究員 邱鴻毅 成大生物所 國中一自然與生活科技科 職稱 姓名 畢業學校 任教年級科目 計畫主持人 韓順興 彰化師大科教所 國中一、二、三自然與生活科技科 協同研究員 邱鴻毅 成大生物所 國中一自然與生活科技科 陳英杰 台灣師大工教所

研究流程 1.第一階段：時間為九十六年四月至六月。 2.第二階段：時間為九十六年六月至十月底。 3.第三階段：九十六年十一月至十二月底。 擬定研究計畫及教師基礎能力訓練。 研習腦力激盪術的使用方法，提升教材編輯能力。 2.第二階段：時間為九十六年六月至十月底。 辦理彰化縣中小學教師創意教學研習活動，推廣創意教學。 3.第三階段：九十六年十一月至十二月底。 資料整理、分類、歸納與分析，檢視教學成效，並形成結論。

腦力激盪術 講師：台師大工教系系主任吳明雄教授主講，腦力激盪術（Brainstorming）是指一群人或一個人運用腦力，做創造思考，在短暫的時間內對某項望提的解決，提出大量構想的技巧。 原理與規則 1.二項原理：a.延遲判斷 b.量中求質 2.四大規則：a.禁止批評 b.自由運轉異想天開 c.多多益善 d.組合與改進 會後檢討：國中小報名參加的老師人數不足，臨時徵調高中生四個班參加，效果良好。

數理創意教材研發研究成果 研發教材基本架構與教學流程： （一）呈現問題表徵：教師引起動機 （二）形成研究主題：與學生共同形成 （三）設計創意實驗：鼓勵變異與創新 （四）分析實驗結果：需具有分析實驗數據 與解釋的能力 （五）表達與分享：幫助後設思考，進而引發不同的創意

物理科 彈指神功 原理：空氣占有體積、流體力學 1.隔空打蠟燭，比準度、比力道。 2.為什麼放置圓形的物體在蠟燭前，仍可以把蠟燭吹熄？ 3.創意大挑戰：改裝瓶子，使得打蠟燭更有效。

物理科 密度 1.體積的測量 2.質量的測量 3.曹冲秤象的故事 3.讓同學思考並創作：如何一個大石頭的密度。

化學科 非常『好』色 1.認識指示劑的顏色 2.用酸鹼指示劑在紙上繪圖。 3.酸鹼指示劑以及紙質與大小均不限。 4.創意作品與書面說明，應於報到時繳交。 5.創意競賽必須於指定時間親自口頭說明，接受評審。 6.評審時除了整幅畫的美觀之外，將用毛筆沾酸液或鹼液在選擇性的幾個地方，試其是否會變色，以決定合格與否。

生物科 觀察力

生物科 擬態

生物科 擬態

生物科 警戒色

數學科之一

數學科之二

數學科

科學創意教學活動 科博館推廣組王文澤 刷刷車 將馬達固定在刷子上 將電池盒固定在刷子另一方 科學創意教學活動 科博館推廣組王文澤 刷刷車 將馬達固定在刷子上 將電池盒固定在刷子另一方 將電池盒的接線和小馬達的接線接在一起（紅接紅、 黑接黑） 將原子筆心插入小馬達的軸心上 利用橡皮筋或是小螺絲將馬達完全固定 打開電池開關測試電路有無問題 修剪刷毛以控制刷刷車前進方向

科學創意教學活動 動手做環遊快艇

研究發現與討論 2.參加的學生非常踴躍，開放報名一週就滿額了，而且還是很低調的處理。 1.參加研習的老師人數太少，有點浪費。 2.參加的學生非常踴躍，開放報名一週就滿額了，而且還是很低調的處理。 3.大部分學生學習得很快樂，只有少部分被家長強迫參加的會斷續請假。 4.國中兩梯次都能全程參加且完成前後測的同學有56人，國小有77人。國中有較多的人請假出國。

研究發現與討論 本校高中學生很樂意一面服務一面學習，這是工作順利完成的因素之一。 本研究在創造思考和創造活動的前後測中，採取以能全程參加者為樣本，做T-test與ANOVA分析，結果發現後測比前測不論是創造思考或創造活動都有顯著差異，而國小的進步情形又比國中強。究其原因，可能所設計的課程對國小學生來說是非常有新鮮感的。

研究發現與討論 從研究成果中顯示，國小學生所有的向度，在統計上均達到顯著的差異（p<0.001），其中以創造活動的得分差異最大。

科學創意活動

研究發現與討論 國小國中分析(ANOVA)：前測時國小與國中間並無統計上顯著差異，後測時國小在好奇、想像以及創造思考的分數顯著高於國中，但國中在創造活動分數上則顯著高於國小。國中在創造活動中表現出大膽創造的特性。

問卷

結論 國小學生對於數理創意教材有濃厚的興趣，學習興致高昂。 國中生逐漸面臨挫折，又有著考試壓力，對於研究的興趣稍微減弱。 本研究在進行課程之前，安排有前測，學生對於創造思考的四個向度因只閱讀書面資料作答，前後測的差異雖有進步但不像創造活動般進步很多。

結論 學生在創造活動的前測時因從來沒做過，只能賣力演出，到後測時，因為有同學互相的觀摩，學生也就大膽的畫下去，雖然天馬行空，但也都有創意，因此分數進步許多。 在教材的選編與教學實施上，各科都有特色，學生也學得津津有味，這從學生的回饋單中可以清楚發現他們的興致高昂，希望還有機會再來。

結論 教學中尤以化學科的內容，因為每一組都有3位服務同學，而且前一天就訓練過一次，隔天再帶著小學生做研究及幫忙解說，效果很好。例如用電石放在冰上再點火，乙炔就在冰上燃燒，這對於國小學生真是一大驚奇。 為確保研習活動參加人數不至於冷清，計畫專案活動的申請建議由國中國小聯合辦理，這樣就不乏老師報名參加了，也不致於花了四、五千元的外聘鐘點費，卻因參加研習的人數太少而浪費。

影片欣賞 密度數學課 流力.mpg 冰上點火 街頭化學1.mpg 街頭化學2.mpg 酸鹼變色.mpg

謝謝各位 請多指教