5E学习环教学法

第二章 学习环教学法(learning cycle teaching strategies)学习环源自于皮亚杰的认知发展理论，有很多研究都证实学习环在教学上对学生的学习是有帮助的，所以以下研究者分成三节来探讨，首先介绍学习环的发展与内容，再来深入认识何谓5E学习环教学模式，最后看国内外5E学习环的应用。 第一節 学习环的学习环的发展与内容学习环源自于皮亚杰的认知发展理论，学习环三个阶段可追溯至1950年代晚期到1960年代早期，在加洲柏克莱大学所进行的SCIS（Science Curriculum Improvement Study）课程研究计划（Lawson, A. E,1995；甘汉銧、熊召弟、钟圣校，1999；钟圣校，1999），在1957年Karplus应邀到国小二年级上课，Karplus发觉这个教学经验很有趣，学生们也很喜欢，因此Karplus想为小学发展一套科学课程。1962年，Karplus和Atkin发展引导发现式教学法； Karplus在1967年提出学习环三阶段，教学阶段分别为探索（Exploration）、发明（Invention）、发现（Discovery）；而后来因这几个名词很多教师都不了解意涵，故Karplus & Lawson在1977年将三阶段改为探索（Exploration）、概念引介（Concept introduction）、概念应用（Concept application）（Lawson, A. E,1995；甘汉銧、熊召弟、钟圣校，1999；钟圣校，1999）。而之后Lawson将概念引介改为名词引介(Term introduction)，因为他认为概念是学生自己建构来的，而不是教师所引介的（Lawson, A. E,1995；甘汉銧、熊召弟、钟圣校，1999）。 后来陆陆续续有学者提出不同阶段的学习环，Trowbridge & Bybee(1990)在美国BSCS（Biological Science Curriculum Study）以建构主义观点为基础所发展的5E 学习环教学模式，其教学阶段包括：参与（Engagement）、探索（Exploration）、解释（Explanation）、精致化（Elaboration）、评量（Evaluation）（Bybee1993；Trowbridge & Bybee ,1990）。研究者整理诸多学者的研究（Bybee1993；Driver, R., Asoko, H., Leach, J., Mortimer, E., & Scoti, P. ,1994；Lawson, A. E,1995；Hackett,1991；Trowbridge & Bybee ,1990；王美芬、熊召弟，1995；甘汉銧、熊召弟、钟圣校，1999；许顺钦，2003；钟圣校，1999）修正之后，归纳出以下学习环的发展沿革，如表2-1。表2-1 学习环的发展沿革学者年代阶段内容Karplus等人1957开始进行SCIS课程计划。Karplus &Their1967 探索（Exploration）发明（Invention）发现（Discovery）1967年Karplus &Their出版一本着作，在首先明确提出探索、发明、发现三个阶段（许荣富、杨文金、洪振方，1990），而1970年在SCIS教师手册首次提出学习环这个用语（Lawson, A. E.、Abraham, M.R.& Renner,J.W., 1989）。Karplus &Lawson 1977 探索（Exploration）概念引介（Concept introduction)概念应用(Concept application对于Karplus & Their提出的三阶段，很多教师不了解，探索、发明、发现的意涵，于是将三阶段改为探索、概念引介、概念应用（Lawson, A. E,1995）。Erikson1979 经验（Experience manoeuvres）发现异例（Anomolymanoeuvres）重整概念（restructing manoeuvres）在布鲁纳的教学理念上加入皮亚杰对认知的看法，强调制造认知冲突，透过调适，以形成进一步的概念。Nussbaum &Novick1982 找出学生的另有架构制造概念冲突鼓励认知调适Abraham &Renner 等1983 经验诠释概念深入Smith & Good等1984预测探索（Exploration）概念引介概念应用(Concept application认知科学和人工智能理论者建议增加预测阶段到学习环作为教学步骤的第一阶段。Lawson 等1988探索（Exploration）名词引介（Term introduction)概念应用(Concept application )Lawson 认为概念是学习者本身建构出来的，无法经由教师引介得来。教师只是在介绍名词而已，因此以将Karplus &Lawson三阶段中的名词引介代替概念引介（Lawson, A. E,1995）。Trowbridge & Bybee1990参与(Engagement)探索(Exploration)解释(Explanation)精致化(Elaboration)评量(Evaluation)BSCS 课程是设计给小学生，具建构性的5E 学习环教学模式（Trowbridge & Bybee ,1990）Hackett 1991导入探索（Exploration）发展应用用以指导发现调查和其他的儿童课程。Westhrooks &Rogers1994解释验证假设设计实验能够加强九年级生的物理课程的过程技能和逻辑思考的能力（引自许顺钦，2003）自己有加有改，那要怎么写引用这些不同阶段的学习环教学模式后来被广泛使用（许顺钦，2003），在运用学习环教学策略时要按其顺序来教学，否则不再是学习环教学策略（Lawson，AbrahamRenner,1989），上面我们看到每个学者都提出不同的学习环阶段，虽然名称不同，但教学流程相似，以下举几个学者所提出的学习环阶段，并简要的说明其内容：一、 Karplus & Their的三阶段学习环教学模式，是Karplus所提，他在美国国家科学基金会（National Science Foundation，简称 NSF）支持下，与 一群志同道合的小学科学教师，以布鲁纳的发现教学理论为基础，发展出 一套命名为学习环（learning cycle）的三阶段教学步骤，这套模式后来被广泛引用，也被不同专家略作修改或更名，但基本观念不变（钟圣校，1998）。Karplus等人将学习环经过一连串的发展，最后才明确提出探索、发明、发现三阶段的学习环教学法。其后三阶段学习环教学法被多位知名的科教学者修正其内容及更名。学习环教学中，教师所扮演的角色不再是一个知识的传输者，而是一方面倾听和注意学童再探索时进展情形的观察者，一方面也是引导学生注意他们的摸索与重要的科学概念间相互关系的引导者（姚珩，民83）。学习环的三阶段教学模式图如下图 2-11.探索(學生親自操作）2.發明；概念引介（概念形成及命名）3.發現；概念應用（應用概念於新情境）图 2-1 学习环的三阶段教学模式图（姚珩，1994）二、 Karplus & Lawson的三阶段对于Karplus & Their提出的三阶段，很多教师不了解，探索、发明、发现的意涵，于是Karplus & Their将三阶段改为探索(Exploration)、概念引介(Concept Introduction)、概念应用(Concept Application)（Lawson, A. E, 1995）。指出此三阶段内涵如下如2-2图：（一）探索(Exploration)：教师要针对想要教导的概念及要培养的科学方法，安排教学情境，提供学生感兴趣的观察事件，引发学生探索；而学生能亲自操作，并在过程中和同学合作、讨论、及交换意见。（二）概念引介(Concept Introduction)：教师要搜集学生的探索经验，加以综合，当学生尝试用自己的话述说某概念时，教师将科学习惯用的术语或名词介绍给学生，协助他们形成更完整的科学概念；而学生在此阶段必须要将探索的结果发表出来，并与同学及老师讨论，从而形成较成熟的科学概念。（三）概念应用 (Concept Application)： 教师在此阶段要陈述一个或多个新情境或提出新问题，让学生应用已学习到的概念，而学生要将发展出来的概念活用于新情境，解答相关问题。探 索 (Exploration)學生與教材及彼此之間交互作用概 念 引介(Concept Introduction)對物體或事物命名概 念 應 用 (Concept Application)學生應用知識於新的情境图2-2 三段式学习环（引自Barman,1992）三、 Lawson 等人的三阶段Lawson，Abraham和Renner（1989）将学习环分为描述型（descriptive） 、经验外展型（empirical-abductive）、假说演绎型（hypothetical-deductive）三种类型，它们之间原始的差异在于学生由纯粹描述的形式搜集资料或用受控形式先建立测试的另有假说，两者间程度上的不同。（一） 描述型（descriptive）学生于特定情境中发现和描述某一经验的心智模型（探索），着教师给予新的名称（名词引介），然后此心智模式在学生与教师仅描述其观察到的现象（概念应用），并未给予现象的解释，如2-3图。亦即学生只重在回答什么？而不是为什么？。探索（發現，描述）概念應用名詞引介特定情境心智模式探索（Exploration）确认新的名词名词引介（Term introduction)新的情境概念应用(Concept application )图2-3描述型学习环（引自黄慧琳，1995）（二） 经验外展型（empirical-abductive）学生再次于特定情境中发现和描述某一经验的心智模式（探索），进一步产生该心智模式的可能原因（外展），此过程需要运用模拟推理以专换原有语词到新情境中（名词引介），在名词引介过程中，可由教师或学生两者共同参与，学生循着教师的引导，详察在探索阶段搜集的资料与其他已知的现象是否能证实该假说（概念应用）如图2-4。换言之，以描述的形式做观察，但更进一步形成可能原因与初步的测试。比較探索（發現，描述）概念應用外展（類比，推理）名詞引介特定情境心智模式形成假说探索（Exploration）检测新的名词名词引介（Term introduction)新的情境概念应用(Concept application )图2-4 假说演绎型学习环（引自黄慧琳，1995）（三） 假说演绎型（hypothetical-deductive）起始于某一因果问题的叙述，学生进而产上假说，并致力于演绎假说的逻辑结果，然后设计实验以测试（探索），经实验结果的分析导致某些假说被拒绝、某些假说被保留，及语词因而被引介进来（名词引介）。最后这些概念及推理模式在新的情境再被应用（概念应用），如图2-5。因果问题叙述邏輯推理（演繹）概念應用名詞引介探索形成假说设计实验分析结果檢驗探索（Exploration）拒绝假说接受假说新的名词名词引介（Term introduction)新的情境概念应用(Concept application )图2-5 假说演绎型学习环（引自黄慧琳，1995） 在运用学习环教学策略时，教师必须先确认预期教导的概念，并确认某些现象包含教导概念基础模式，而Lawson，Abraham和Renner（1989）将三类型学习环使用与准备步骤叙述如表2-2：表2-2 学习环使用与准备步骤描述型学习环经验外展型学习环假说演绎型学习环探索阶段学生探索现象并尝试发现和描述此心智模式。教师提出一个描述性、因果关系的问题。学生探索现象，提出因果关系的问题，或由教师提出因果关系的问题。1.学生搜集资料以回答此描述性的问题。2.将回答该描述性的问题的资料展示于黑板上。3.描述性的问题被回答且因果关系的问题被提出。4.另有假说被进一步用来回答因果关系的问题，且学生所搜集的资料已被用来检验最初的试验。1.在班级讨论中，进一步提出假说，以学生分组的方式去推论可能的关系并设计实验，或是以班级讨论的形式完成此一步骤。2.学生进行实验。名词引介学生报告搜集的资料，并与教师叙述该心智模式，然后教师介绍与该心智模式相关的语词。引介该探索现象与最可能的假设性解释的相关名词。比较分析数据、介绍词语并下结论。概念应用讨论或探索包含相同概念的现象。讨论或探索包含相同概念的现象。讨论或探索包含相同概念的现象。（引自 Lawson,Abraham和Renner,1989）四、 Trowbridge & Bybee 的五阶段Trowbridge & Bybee(1990)在美国BSCS（Biological Science Curriculum Study）以建构主义观点为基础所发展的5E学习环教学模式，其教学阶段包括：参与（Engagement）、探索（Exploration）、解释（Explanation）、精致化（Elaboration）、评量（Evaluation）（Bybee1993；Trowbridge & Bybee ,1990），如图2-6。5E学习环教学模式特色使用时机是针对学童的心理认知能力出发，以活动引起学习兴趣，并注意避免学童逃避学习。学童以自己建构、解释所学习得新的概念，教师同时引进新名词或做概念澄清，使新概念应用于不同情境或扩展知识。评量是散布于整个教学活动历程中，并非独立学习情境外另加施行的纸笔测验。评量方式可由教师评量学童迷思概念的改变情形、知识的扩展或由学童自评、互评自己与同侪的学习（林晓雯，2001）。評量(Evaluation)精緻化(Elaboration)主動原則適應原則發展原則參與(Engagement)解釋(Explanation)教材內容教學情境教具媒材教學方法探索(Exploration)图2-5 5E建构式教学模式（引自黄凤琴，2002） 下一小节会更深入了解5E学习环的内涵。五、 Hackett的四阶段Hackett（1991）对国小自然科教学提出导入、探索、发展、应用的四阶段学习环。由于学习环定位可以是大型的，并提供其他延伸学习章节的发展性结构；也可以是小型的，并构筑一种引导发现式探究或其他小学生的课程。换言之， 在较大的循环之内，会有一种自然的循环。学生在导入探究应用中，所发现的新问题又将形成下一次学习循环的契机，而环环相扣，产生更新一波的学习循环（陈惠芬，2000）。Hackett 的四阶段学习环模式见图2-7。ExtendApplyInitiateEngageClarifyExplainExploreQuestion图2-7四阶段学习环模式（Hackett， 1991）学习环是目前教学常使用的教学模式，从上面可以看到不同的学习环的不同阶段，但仔细去看会发现学习环的内涵很相近，因学习环所涵盖的教学模式具有弹性，可在不同阶段使用不同的学习形式，在发展概念的理解上，每一阶段有一定的结构或形式（Renner, Abraham & Birnie, 1989），而本研究的研究主要对象是国小高年级原住民学生，考虑学生的概念发展阶段及学习环的历史演进选用较后期的5E学习环教学模式，也就是Trowbridge & Bybee(1990)在美国BSCS的5E学习环教学模式，而下面研究者就详细介绍5E学习环。第二節 5E学习环的教学策略与研究1980 年代，美国BSCS（Biological Science CurriculumStudy）以建构主义观点为基础所发展的5E学习环教学模式，其教学步骤包括：参与（Engagement）、探索（Exploration）、解释（Explanation）、精致化（Elaboration）、评量（Evaluation）（黄凤琴，民91）。而Beyee & Landes（1988），也指出5E学习环教学模式，分成五个阶段依序为：参与（Engagement）、探索（Exploration）、解释（Explanation）、精致化（Elaboration）及评量（Evaluation），如图2-8。參與（Engagement）探索（Exploration）解釋（Explanation）精緻化（Elaboration）評量（Evaluation）图2-8 BSCS的5E建构教学模式(Beyee & Landes,1988)而游淑媚（1996）提出的五阶段教学模式如图2-9所示，在进行参与（Engagement）、探索（Exploration）、解释（Explanation）、精致化（Elaboration）四个阶段后，也可以依需求再次重复进行探索、解释、精致化等步骤，或评量后再次循环探索、解释、精致化等过程阶段，以达教学目的。參與（Engagement）（引出舊經驗）探索（Exploration）（主動探討）解釋（Explanation）（討論說明）精緻化（Elaboration）評量（Evaluation）图2-9 BSCS 5E学习环教学模式（游淑媚，1996）虽然上述两种5E学习环教学模式过程步骤有点不同，研究者在教案设计上是参考游淑媚的，每一个过程都要学生去思考探索、说明解释，但是主体是一样的，5E学习环都是以建构主义之主动、适应、发展三大原则为主轴，所构成的学习环及教学模式，它与Drive & Oldham（1994）提出的教学流程区分为五个阶段：确定探讨的方向、引出学生的想法、学生想法的重组、应用新的想法、回顾想法的改变教学过程相似（黄凤琴，民91），而Trowbridge & Bybee (1990) 提出每一个阶段都有提供教师要遵守的规则及学生应扮演的角色，而其分析如下表2-3：表2-3：5E学习环教学模式各阶段的教学活动教学模式教师的角色学生的角色参与（Engagement）1. 引起兴趣2. 引发好奇心3. 提出问题4. 引出学生的回答，以了解学生对概念或主题的认识或思考。1. 提出问题，如：为什么这件事会发生？对于此事我已经知道哪些？从这里我可以发现到什么？2. 对老师教的主题感到兴趣。探索（Exploration）1. 鼓励学生一起学习而不直接教导。2. 观察与聆听学生之间的互动3. 必要时提出探讨的问题，引导学生探究方向。4. 让学生有充分的思考时间。5. 扮演咨询者的角色。1. 在活动范围内自由思考。2. 提出新的预测、假设。3. 形成新的预测及假设。4. 尝试其他的方式并与同学讨论。5. 记录观察及并写下想法。6. 不立即做判断。解释（Explanation）1. 鼓励学生以自己的话语解释概念。2. 要求学生提出证据。3. 提供正式定义与解释。4. 利用学生原有经验来解释概念。1. 向其他同学解释可能的解答。2. 注意聆听别人的解释。3. 质疑别人的解释。4. 聆听并设法了解老师的解释。5. 能与先前的活动做连结。6. 在做解释时用到自己观察的东西。精致化（Elaboration）1. 预期学生应用正式的定义与解释。2. 鼓励学生在新的情境下应用与扩充概念与增进技术。3. 针对已知证据问学生：你已经知道什么了吗？为什么你认为如此？（探索的部分也应用到此策略）1. 应用新的定义、解释、技术在新但是却类似的情境。2. 应用先前所学得的东西来提问，并假设解答，做决定和设计实验。3. 根据证据下结论。4. 对观察与解释做纪录。5. 在同侪间检验是否了解。评量（Evaluation）1. 观察学生如何应用新的概念与技术。2. 评量学生的知识与技术。3. 注意学生的认知是否有所成长。4. 让学生自己评估个人及团体的学习技巧。5. 利用开放式的问题，如：为什么你认为？你有什么证据？你如何知道？你要如何解释？1. 利用观察、证据和先前已接受的解释来回答开放性的问题。2. 显现出对概念或技术的理解。3. 评估自己的进步。4. 所问的相关问题能激起进一步探究。(引自 Trowbridge & Bybee 1990)而游淑媚(1996)也指出5E学习环各阶段的教学活动内容，如表2-4：表2-4 5E学习环各阶段的教学活动内容教学模式教学活动内容参与（Engagement）以活动或问题引起学生参与学习，以帮助学生连结所知和能做的事，澄清先备知识。探索（Exploration）学生从合作动手做活动来探讨概念，并在老师的引导下澄清主要的概念和技能。解释（Explanation）学生解释他们所学习的概念和学习过程，教师澄清学生的了解和介绍新概念与知识。精致化（Elaboration）激发学生应用所学的概念，建构自己概念的了解，扩展知识和技能。评量（Evaluation）学生自评他们的知识、概念和能力，教师评鉴学生的进展。（引自游淑媚，1996）而陈均依、张惠博(2007)的文章也提出各阶段的内容，如下表2-5：表2-5 5E学习环各阶段的教学活动内容教学模式教学活动内容参与（Engagement）教学活动能引发学生的学习兴趣，使学生愿意主动参与教学活动，能将日常生活的经验与课程内容相连结，此外教师可采用提问来呈现矛盾，引导学学探讨与教学主题相关的内容。探索（Exploration）学生参与活动后，须有足够的时间进行探索，经由动手操作，建构共同的、具体的经验。教师再以学生的共同经验为基础，给予充份的时间与机会，协助学生进行探索，并从中学习科学概念与过程技能。解释（Explanation）旨在协助学生理解科学裆识与发展过程技能，先请学生提出解释，教师再以学生的想法基础，并运用口头、影片或教学媒体等方式，简单、明确的介绍科学概念或技能，并引导学生进入下一个阶段的活动，值得注意的是，这样的方式有别于直接讲述教学，教师引导的过程须重视与学生之间的互动，基于学生的想法和语言来解释科学概念。精致化（Elaboration）以Vygotsky的理论为基础，重视学生之间的互动，营造能促使学生讨论以及相互合作的学习环境，藉由想法的分享与彼此的回馈，建构个人的理解，其次阶段相当重视学生是否能将其所形成的解释，应用于新的情境或问题中。评量（Evaluation）在学生进行探索与提出解释后，给予回馈是很重要的，教师在每个阶段的活动中，皆可进行形成性评量，以实务层面而言，教师须对学生的理解进行评量，并提供学生应用于科学知识与过程技能的机会，学生经由自我评量，也能了解自己的学习情况。（引自陈均依、张惠博，2007）综上所述5E学习环教学模式，以活动或动手做引起学习兴趣，让学生自己建构、解释所学习得新的概念，教师同时引进新名词或做概念澄清，并让学生能应用所学于不同情境，教师再利用形成式评量来评估学生的学习情形。Lowson，Renner & Abraham（1989）提到在运用学习环教学策略时要注意的是，不能任意改变阶段的顺序或是删除任一阶段，否则即不再是学习环教学策略，而5E学习环教学模式步骤具体明确（林义修，2006），本研究遂采用此教学模式进行教学研究，本研究所采取的5E建构式教学模式参考Trowbridge & Bybee (1990)的5E学习环教学模式各阶段的教学活动及师生的角色，来设计六个原住民5E科学课程，其中每个教学活动将包含引起动机、探究、解释、精致化、评量，在5E学习环的教学策略之前，我们必须先了解，学习环提供了一个重要的过程，那就是学生实际动手操作实验的经验（许顺钦，2003），而5E学习环教学模式的课程设计是以学生为中心透过活动设计及教材的编辑，主要是让学生能从在课堂上主动探索，而且其教学采用发现式探究及实验为主要策略（林义修，2006），使学生由经验及摸索的历程中去建构出新的知识，而因5E学习环教学模式所含的步骤较为详细和完整，能让原住民学童在每个阶段亲身参与、体验、建构新的概念，且此教学模式本来是由小学科学课程发展而来的学习环模式，和研究者的研究对象阶段相同，而且和原住民学童的学习风格可配合。综合上述本研究用5E建构式教学模的的主要原因有：一、 以学生为中心。二、 能让学生主动探索。三、 所含的步骤较为详细和完整，能让原住民学童在每个阶段亲身参与、体验、建构新的概念。四、 5E教学模式本来是由小学科学课程发展而来的学习环模式。五、 和原住民的学习风格可相配合。第三节 国内外5E学习环的应用前面部分已经知道了很多5E学习环的内容及教学上的应用，本节就来了解国内外5E学习环的应用，最早的应用是美国生物课程改进计划（简称BSCS），是相当有潜的教学模式。这个教学模式的特性是提供学生困惑的学习情境，使学习者能：(1)澄清先存知，(2)经由动手操作，探讨激发思考的相关问题，(3)发展、澄清以及建构有意义的解释，(4)延伸与运用新知于日常生活中。而教师能使用各种同的评策以解学生的学习情形（林晓雯，2001），而近几年国内外有很多学者将5e学习模式应用在教学上，表2-6和表2-7分别列举出国内外5E学习环的应用。表2-6 国外5E学习环的应用题目年代内容Arthur Eisenkraft（2003）.Expanding the 5E model- A proposed 7E model emphasizes “transfer of learning” and the importance of eliciting prior understanding.The Science Teacher, 70（6）. 20035E学习环需要教学包含参与、探索、解释、精致化、评量这几个因素。本研究扩展了这个学习环，将5E扩展为7E，其中参与部分分成引出（elicit）和参与（engage）；而精致化和评量分成精致化（elaborate）、评量（ evaluat）、和扩充（extend）。Wilder, Melinda;Shuttleworth, Phyllis（2005）. Cell Inquiry: A 5E Learning Cycle Lesson .Science Activities: Classroom Projects and Curriculum Ideas, 41(4), 37-43 2005当给学生探索的机会时，科学教师会进入内容需求和国家考试需求如何平衡的两难困境。利用5E学习环是一个可以实行的方式，5E学习环带领学生学习，他们可以参与、探索学习主题，并让他们利用自己的经验去解释，精致化在他们的学习上，老师给他们评量，我们将5E学习环用在国中或高中学生去学习细胞，结果学习效果很好。Balci, Sibel;Cakiroglu, Jale;Tekkaya, Ceren（2006）.Engagement, Exploration, Explanation, Extension, and Evaluation (5E) Learning Cycle and Conceptual Change Text as Learning Tools. Biochemistry and Molecular Biology Education,34(3) ,199-203 2006利用准实验研究，将5E学习环和传统教学法用在八年级植物的光合作用和呼吸作用上，这两个班级学生的分配是随机的. 最后在科学态度上实验组高于对照组且有显著差异。Huang, K., Liu, T., Graf, S. & Lin, Y. (2008). Embedding mobile technology to outdoor natural science learning based on the 7E learning cycle. In Proceedings of World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommunications 2008. Chesapeake, VA: AACE. 2082-20862008在大自然的户外学习中有高潜能去提高学习，给学生他们应该学的真正的经验，然而传统户外学习面对很多问题，一个比较主要的问题是学生很少被立即引导，所以他们常常不能给予适当的回馈。 这个研究中我们调查行动科技的用途，提供学生用一个普遍使用学习环境在那里他们可以经验大自然，用一个教育上基础的教学设计，用7E学习环提高户外学习。Promoting Students Learning in Genetics With the Learning CyclePosted on: Wednesday, 2 April 2008, 03:00 CDTBy Dogru-Atay, Pinar Tekkaya, Ceren 2008研究者利用准实验研究，比较学习环教学和讲述式教学在八年级学生学习遗传学。实验后分析协方差后指出实验组对教学比较满意，也发现实验组学习比较有逻辑思考能力并且在遗传学上较能达成有意义学习。然而，研究者发现男女生在这遗传学课堂的行为表现没有很大的差异。 表2-7 国内5E学习环的应用题目年代内容黄凤琴（2001）。建构主义教学对国小五年级学生看星星单元学习成效及概念分析研究。台北市立师范学院自然科学教育研究所硕士论文，未出版，台北。2001此研究以协同行动研究，探究研究者在教学活动中所遭遇的问题及教学的限制，藉由行动研究的功能性之帮助，以及与专家共同讨论以发展解问题的专业知识，并进一步地发展建构主义教学的技巧。本研究所得主要研究结果有：一、建构主义教学对于国小五年级学童看星星单元学习成效优于一般教学。二、建构主义教学对于国小五年级学生在星星概念方面优于与一般教学。三、接受建构主义教学后学生的星星概念符合科学概念者多于接受一般教学。林晓雯(2001)。国小自然科教师试行学习环之合作行动研究。屏东师院学报，14，953-986，台湾屏东。2001此研究主要研究目的是探讨四位国小教师，于自然科教学中使用建构主义教学策-学习环时的改变情形，与实施此新方案时遇到的困难与限制。研究发现与教师在这一中其自然科教学之改变情形如下：与教师对于学习环由一无所知，转变为关心其效、如何与其他师合作、甚至思考其改的可能方向。教师由非学习环的使用者转变为学习环的推广者。与教师们的课程设计与教学程大致都能遵循学习环所建议之教学顺序，符合建构主义教学的教学为大幅出现在各阶段的教学活动中。苏雅芳（2003）。国小五级级学童开花植物生长发育与繁殖概念改变教学策略。国立屏东师范学院数理教育研究所硕士论文，未出版，屏东。2003此研究在探讨有关国小五年级学童，开花植物生长发育与繁殖所具有的另有概念及采用概念改变教学，挑选两班实验组与控制组学生进行比较教学研究，结果发现采用5E教学的学生，明显优于传统式教学的学生，且接受5E教学的学生另有概念改变转变的情形，较接受传统讲述式教学的学生好。许志贤（2005）。建构主义应用在国小信息融入艺术与人文 域教学之研究以高级建置个人美术网页为。国新竹教育大学美教育研究所美教学硕士班硕士文，未出版，新竹。2005此研究主要目的在探讨运用建构主义5E教学法对于国小高级学生实施个人美术馆网页制作教学之学习态及学习能的影响。发现：一、运用建构式5E教学法之五个教学步骤，对实施学生个人美术馆网页制作教学之学习态有显著性的影响。二、运用建构式5E教学法之五个教学步骤，对实施学生个人美术馆网页制作教学之学习能有显著性的影响。陈裕方（2005）。以5E建构式学习环教学探究国小学童生锈概念改变之研究。国立屏东师范学院数理教育研究所硕士论文，未出版，屏东。2005此研究采取准实验研究法，研究对象为高雄县爱心国小六年级学童，实验组三十二名学童采取5E建构式学习环概念改变教学，控制组三十二名学童采取传统教学法教学，结果发现： 一、比较实验与控制组描述性统计分析之后、延宕测成绩发现，控制组成绩下降，但实验组成绩持平，实验组优于控制组。 二、比较实验组与控制组的SPSS成对样本检定分析之后、前测成绩发现，实验或控制组皆达显著水平；延宕测与前测比较，实验组达显著水平，控制组未达显著水平。 三、比较教学后测、延宕测的晤谈结果，整体而言实验组较控制组概念转变情形佳。古士宏（2006）。以5E学习环发展学校本位课程之动研究-以蝴蝶生态园为。国屏东教育大学教育研究所硕士文，未出版，屏东。2006此研究主旨在应用5E学习环发展高雄县森国小（化名）的本位课程，本研究结如下：一、5E 学习环模式，让教学者能有效的改善教学质量二、学生对于分工合作的观错误，认为完成自己的工作就是分工合作，学生在教导后，有能去发现其他人的优缺点并检视自身。三、解学生想法，尊重学生的意愿，提升学习效果。林义修（2006）。趣味科学活动对学童学习成就与科学态度之影响研究。国立新竹教育大学应用科学系教学硕士文，未出版，新竹。2006此研究旨在探讨国小三年级学童接受趣味科学活动教学方式之后，结果发现：一、接受趣味科学活动教学方式的实验组学生在自然与生活科技领域学习成就测验上显著高于接受传统自然科学教学模式的控制组学生。而在科学态度的提升方面，本研究的教学模式，似乎只对原本科学态度就较正向积极者有效。二、不同性别的实验组学生在接受趣味科学活动教学方式之后，在自然与生活科技领域学习成就与科学态度量表的得分上皆无显著差异。三、不同先备基础的国小三年级学童在接受趣味科学活动教学方式之后，在自然与生活科技领域学习成就测验与科学态度量表的得分上皆无明显的差异。卢秀琴、林玟均(2006)。高中生细胞膜生理现象概念改变教学之发展研究。国立台北教育大学学报，19(1)，67-94，台湾台北。2006此研究主要在探讨高中生物个案教师的教学策略，高中生学习细胞膜生理现象时具有的另有概念，并以概念改变模式作为理论依据，以5E学习环教学策略当作主要的教学策略，设计细胞膜生理现象概念改变教学活动，采用准实验研究法进行高二学生的教学实验，并分析其教学成效。研究结果发现高中生物个案教师的教学策略主要为一般讲述教学，根据学生具有细胞膜生理现象的另有概念，设计六个概念改变教学活动进行教学。经由资料分析发现，接受概念改变教学的实验组学生，获得细胞膜生理现象的概念认知显著优于接受一般讲述教学的对照组学生。曾燕玲（2006）。5E 学习环教学对国小六年级学童燃烧概念改变之研究。台北市立教育大学科学教育研究所硕士论文，未出版，台北。2006此研究以建构主义为理论基础，设计5E 学习环教学辅以KWL图表之策略，旨在探讨5E学习环教学策略对学童燃烧概念改变之影响。5E学习环教学策略与一般教学对学童学习后燃烧概念持续之影响。研究发现采用5E学习环教学设计确实可应用于国小燃烧概念相关课程之教学，5E学习环教学实验可以显著增进国小学童在燃烧相关概念之学习成效，在概念图测验上，无论就概念个数或就概念间关连叙述、例子，实验组显著高于对照组；5E教学效果之产生有其机制；根据参与观察及KWL图表分析显示5E教学能够大幅增进同侪之间在学习燃烧概念历程中讨论、交换意见与共同搜集、交换数据的机会，不仅能促进对学习内容了解，同时也提高学习的兴趣，并增进同学间的感情。建、徐顺（2007）。国中自然与生活科技教师发展5E 探究式光学单元教学模块之研究。国彰化师范大学物学系物教育学刊，8(1)，1-16，台湾彰化。2007此研究在探讨国中自然与生活科技域具备丰富科学教学经验的个案教师，尝试改变过去讲述教学，所以以5E探究式教学采合作学习，发展光学教学模块程与施教所遭遇的困难，提出解决策与施教成果。实验对象为台湾中部地区国中常态班一班，结果发现教师团队发展模块程，可分为组织团队、模块与评工具发展、试教及反修正模块、再进课室教学及分析学习成果五阶段。学习成果：学生能亲自操作各项活动，结合信息融入能以轻松的心情与课程，充分了解反射与折射概；对学习成果有显著的帮助。杨志隆（2007）。以5E学习环教学模式提升学童科学态度成效之研究。国立屏东教育大学，未出版，屏东。2007此研究采取准实验研究法，实验组进行5E学习环教学模式，对照组则进行一般传统教学法，结果发现学习环教学模式确实能提升国小学童的科学态度。并对于如何设计融入九年一贯自然生活科技学习领域精神的5E学习望教学模式提出建议流程：一、首先参考九年一贯自然与生活科技学习领域能力指标决定教学活动之内涵。二、其次是依照5E学习环教学模式架构设计教学活动，且随时掌握能提升学童科学态度的教学策略。三、检视教学活体是否达成能力指标，针对不足之处再加以修正。四、请专家审阅给予意见再进行修订。林佳仪（2008）。5E学习环教学模式对国小学生学习演化单元概念影响之研究。国立高雄师范大学科学教育所硕士论文，未出版，高雄。2008此研究采准实验研究法探讨以不同教学模式学生对于潂化概念的学习成效、及学生知觉感受的差异。结果发现学生透过5E学习环教学策略所设计的探索活动及演化模拟实验的进行，较传统讲述式教学法更能促使学生课堂的参与，经过探究的活动学生建构他们能接受且能应用的知识，改善演化迷思概念，并更了解生物演化的过程。刘伊真（2008）。结合KIE与5E学习环对国小学童科学学习影响之研究以水中生物单元为例。国立高雄师范大学科学教育所硕士论文，未出版，高雄。2008此研究采准实验研究设计，去探讨结合知识整合环境与5E学习环教学模式对国小四年级学生在科学学习动机、科学推理与科学学习成就之影响，结果可知实验组在科学学习动机表现比对照组好；多数学生对于使用结合KIE与5E学习环进行科学学习持正面态度，认为有助于科学学习，而且可以增进同侪互动与知识交统。此节文献可看到5E学习环的教学模式在教学上能重视学习情境设计，而且根据Piaget 的认知发展过程，国小五、六年级的学生在具体运思及形式操作期，大部分仍保留具体思考的特征，而 5E 学习环强调动手做的操作及概念介绍，教师要去引导学生依旧知识来建构新的知识，而人造卫星课程是比较抽象的观念，若能使用具体的动手做呈现更能让学生吸收。 5E 学习环有清楚的教学模式与阶段可依循，不仅让教学者能依循每个阶段特色，从事教材及教学法的设计及引导；同时也能在教学阶段中，让教学者可参考设计原则进行教学实务的反省。基于教学内容及实务考虑，另外再依原住民的学习风格来看，5E学习环是最好的教学模式。25